1 仓储物流机器人技术的发展变革

为了更好的发挥机器人在仓储物流中的应用效率,研发人员投入了大量精力进行机器人技术升级。机器人在仓储物流中应用的最初形式主要是传送带和相关机械为主的设备,此为第一代机器人在仓储物流中的应用,推动了仓储物流有人工劳动向自动化作业模式的转变。经过一定的技术升级后,以自动导引车为代表的第二代智能机器人在仓储物流中发挥了重要的作用,自动导引车通过电磁或者光学自动导引装置,可以按照规定的路径行驶,可以实现搬运功能,作业效率大大提升,但是货物分拣等工作还需要人工操作完成。机器人可在三维立方体网格架系统中进行货物的搬运,每个立方体网格中都有一个标准尺寸的箱子装着特定的货物,机器人按照相应的指令进行货物的搬运,如果所需搬运的箱子在其他箱子下面,机器人会将上面的箱子搬起放在旁边,拿到目标箱子后再将原来的箱子放好,作业效率较高。随着科学技术的发展,在第二代机器人的基础上,增加了替换人工的机械手、机械臂、视觉系统和智能系统,并且通过人机交互界面能够与智能物流管理系统进行对接,执行效率更高,准确性更强。第三代机器人的智能程度较高,机器人可以按照订单需求将货架上的商品取下,然后放到另一个机器人中进行打包。机器人具有较强的自动导航功能,可在货架间来回移动以识别目标产品,并且能够自助规划路线和充电,确保整个仓储系统的无缝运行。

2 我国仓储物流机器人技术发展现状

在我国电子商务行业快速发展的背景下,货物量大幅增加,由此增加了仓储物流的运转负担。为了降低企业运营成本,给用户提供更加优质的服务体验,部分大中型企业都加紧了对智能仓储机器人的研发和推广,并且取得了显著的成效。目前,货品分拣机器人、搬运机器人、末端配送机器人的研发技术都获得了成功。仓储货品分拣机器人在承重和运行速度方面都有较好的表现,分拣机器人在接到订单后,可以快速定位出商品在仓库的具体位置,然后在系统中规划处最优的拣货路径,拣货完成后将货物送到打包台。货品分拣机器人的应用,有效的缓解了物流的分拣压力,有效提高了物流作业效率。基于自主感知、智能识别、运动规划等多项关键技术研发的末端配送机器人,可应用于货物配送中,用以缓解配送员的压力。利用手机即可向配送机器人发出服务需求,在装载配送的包裹后,按照相应指令的可以自动规划最优的配送路径,将货物送到指定位置,用户可以通过电子扫描的方式进行签收。这项技术目前在我国还没有大范围实施,还需要经过反复的调试,但是距离真正的落地执行为期不远。在一些重量和体积较大的货物搬运中,相关企业也研发了性能稳定的搬运机器人,可以自由升举、搬运、旋转1000kg的货物,并且能够灵活的实现前进、后退、转弯等动作。在负重运行时的速度也可以达到1m/s,当电量低于一定阈值时,系统就会自动安排机器人到指定位置进行自主充电,且充电速度较快,有效提升了笨重货物的搬运效率。随着仓储物流机器人市场规模的不断扩大,对机器人的功能和技术需求还会不断增加,所以我国还会投入大量的物力、财力和人力进行机器人的研发和推广,为促进我国经济的进一步发展创造有利条件。

3 智能仓储物流中机器人技术的应用

我国在智能仓储物流机器人方面的研究工作起步较晚,所以相关技术还不够成熟,标准化程度不高。在实际作业的过程中,每个仓库的布局和作业内容都存在一定的差异性,所以要想实现机器人在出入库、移库和盘库等环节的无人化管理,还需要进行很大的改造。机器人在仓储物流领域的应用主要是搬运、拆垛、码垛、拣选、分拣等作业形式,下面主要对自主移动作业机器人在仓储物流中的应用进行分析。自主移动作业机器人又可称为AGV,主要是利用2D激光、IMU、视觉多传感器技术来实现自然无轨导航,不需要在地面设置标识,通过机器人内部和外部安装的传感器就能够对周围的环境信息进行感知,然后根据接收到的指令定位目标货物的位置,系统会自行规划最优路线,在行走过程中,AGV可以自主规避障碍,最终达到制定位置完成作业任务。AGV能够实现多个机器人协作完成任务,速度可达到1.5m/s,在电池量达到一定的阈值后,可自主进行充电。AGV具有多层安全检测和声光警示功能,即使在无光环境中也可以完成作业任务。目前,AGV的适用范围较广,可以满足大多数仓储物流系统的需求,而且可以根据企业的个性化需求进行相应的改进和调整。

4 智能仓储物流机器人系统设计

为了实现智能仓储物流中机器人技术的高效应用,应该进行相应的系统设计,以满足各类仓库智能仓储系统的应用需求。智能仓储系统主要包括货架单元、自主移动作业机器人、视频监控单元和综合控制单元,每个单元都具有独立的功能系统,同时各个单元之间又相互配合,最终实现机器人的智能作业。智能仓储系统的运作流程如下,首先由仓库管理人员通过呼叫终端向综合控制单元下发货架搬运任务,综合控制单元调用仓储信息管理模块来查询货架单元上货物的状态信息,在确定货物状态信息后,调度模块会根据AGV的状态向其下发搬运作业指令。AGV在接收到搬运任务后,会自主规划搬运路线,同时将搬运路线传输到综合控制单元,综合控制单元根据搬运路线将相应信息传输给门控单元,门控单元会执行门的开启。视频监控单元会对这一系列的操作进行监控,并且将目标动态信息传输给综合控制单元,如果在整个操作过程中出现异常,综合控制单元则会进行识别告警。该智能仓储系统可以实现仓库的智能化管理,为仓储物流的智能化发展创造有利条件。

5 智能仓储物流机器人技术的发展

经济发展水平的提升势必会不断增加货物量,为了能够满足货物存储和配送的高效性发展,就需要加强对仓储物流业的深化改革。智能仓储物流管理系统有效提高了运营效率,为了与智能管理系统相匹配,并且满足较大货运量的存储和配送需求,还需要不断加强对机器人技术的研发,中、重载复合机器人势必会成为市场发展的主要方向,同时还有加强机器人的智能化研究,能够最大程度的提升仓储管理的准确性,以及识别、分拣、进出货的处理速度,降低存货周转率,是适应高速发展的电商和冷鲜配送需求。在同等储存能力的条件下,使用机器人技术至少可以节省70%以上的土地和80%以上的劳动力。智能仓储物流机器人技术的研发也得到了国家的政策支持,所以将机器人产业发展的重心放在重大标志性产品的突破上,重视对机器人关键技术的攻克,提高机器人的可操作性和可维护性,将弧焊机器人、真空机器人、全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人、双臂机器人、重载AGV等具有标志性工业机器人产品作为重点研发对象,以此来引导我国智能仓储机器人向中高端方向发展。我国已经有企业在打造智慧物流中心,设计从商品入库、存储、拣货、包装、分拣、装车等环节全部实现机器人作业,进一步提升仓储的运营效率,降低能源消耗。智能机器人技术的推广和升级,势必会对仓储物流业的发展产生巨大的变革。

6 结语

智能化是仓储物流业发展的主要方向,在国外发达国家,早已经将机器人技术应用于仓储物流工作中,不仅提高了工作效率,而且降低了劳动成本,缩短了订单的处理时间,为促进仓储物流业的发展做出了重要贡献。机器人在我国仓储物流中的应用程度相对较低,技术水平不高,但是随着我国在机器人产业中自主研发水平的提升,机器人技术已经在大中型企业的仓储物流系统中发挥了重要的作用,有效的提升了仓储物流的作业效率和准确性。智能仓储物流中机器人技术的应用,不仅改变了仓储物流的经营管理模式,而且为提高整个物流供应链的作业效率奠定了良好的基础,对促进我国经济的进一步发展具有重要意义。