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智能仓储物流中机器人技术的应用与发展

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文章出处:作者:人气:-发表时间:2024-09-11 13:11:00

 

一、前言

随着电子商务的不断发展壮大,仓库储存物资的数量大大增加,搬运人手不足,货物繁杂而且积压很多,这对于物流行业来说成了一大难题。如果遇到体积大、重量大的货物,对于物流工作人员来说又是一个棘手的问题。人工智能机器人的出现很好地解决了这一问题。大量的机器人“进仓”工作不仅可以减轻工作人员的搬运压力,还能大大提高分拣、打印单据等环节的工作效率,使物流产业可以为客户提供更快捷优质的服务。因为有了前两代机器人的基础,第三代仓储机器人已经发展到更高的水平,在物品打包、分拣等流程中,形成了一套完整的流水作业,它的自动导航系统,使得三代机器人在仓储中运行得行云流水。

二、仓储物流机器人技术的发展与革新

随着时代的发展,科研技术人员不断研发仓储物流机器人,使其在仓中作业时能发挥更大的作用,不断提高其使用效率。初代仓储物流机器人的使用,推动了仓储物流由人力劳动转为人工智能自动化,很好地解决了物品传送不方便的问题,提高了流水作业人员的工作效率。而随着物流货运的不断增多,初代机器人的基本功能已经不能满足仓储物流的需要,所以科研人员又在原有技术的基础上,研发出通过电磁或光学自动引导的装置,这种装置被称为自动导引车,它可以由工作人员在电脑上发出指令,机器人在接收到不同的指令后,对相对应的物品进行搬运,如果在搬运过程中遇到障碍,它还可以自动绕过,避开障碍,按照相应的路径前进,很好地将各种货物有序分拣、搬运,大大提高了工作效率,有效地减轻了工作人员搬运货物的压力,但美中不足的是这些指令还需要工人亲自操作才可完成。

而随着人工智能渐入人们的视线,仓储物流机器人又有了进一步的更新换代,它可以实现全智能模式,机械手、机械臂等视觉、智能系统的出现,完全替代了人工运行的环节,人与机器人智能沟通,只需经过简单对话,它就能按照相应的指令去运行。不同的机器人还有不同的任务,有的搬运,有的分拣,分工明确。此外,最新的三代机器人还安装了自动导航系统,即使穿梭在很多的货架中间,也能如鱼得水,行动自如;当机器人电量不足时,它也能自动归位到充电桩处进行充电,整个运行过程实现了全自动化,保证了整个物流系统运行的安全、顺畅[1]

三、我国仓储物流机器人技术的发展现状

随着科技的不断发展,实体购物渐渐淡出人们的生活,电商行业飞速成长,为了给用户带来更好的体验,难免会加剧仓储物流的工作负荷。当前,我国的部分物流公司在末端配送机器人、商品分拣机器人、物件运输机器人等智能系统的开发与研究上取得了很大的进步,在实际应用上已经取得了成功,这不仅为消费者带来更好的服务,还大大降低了物流公司的运营成本。仓储物流机器人分工明确,各有各的任务。分拣机器人,顾名思义,其主要任务就是分拣货物,当其接收到系统派发的订单后,能够迅速准确地找到货物的位置,通过其自身配备的定位系统,选择一条最优的到达路线,拿到指定的商品后原路返回,送到打包台,此时分拣机器人的任务完成,等待着下一个配送订单指令的发出。分拣机器人的应用,很好地解决了在寻找大量货物时人手不足的问题,同时也解决了人工搬运大型重物不方便的问题,极大地提高了仓储的分拣效率。分拣机器人任务完成后,打包机器人接过货物,将物品进行打包装袋,再由传送带送至下一个流程。除了分拣机器人、打包机器人外,末端配送机器人在整个物流环节,发挥着不可或缺的作用。末端配送机器人所应用的自主感知、智能识别、自动规划路线等高新技术,在日常物品配送的过程中发挥着巨大的作用,有效地缓解了配送人员短缺的问题。末端配送机器人的工作模式和配送快递人员的工作方式大致相同,从接收订单到选择方便、快捷的配送路线,最后将快件安全送到客户手中进行签收,可以缩短配送时间,减轻配送人员运输的压力。虽然这还未在我国大部分物流产业得以应用,但这项技术的模型已经初步形成,并逐渐走向成熟。我们相信,经过科研人员不断的研发和实操实验,一定会在仓储物流中应用一套完善的智能化设备[2]

日常的生产生活中,经常会遇到体积大、重量大的货物影响着物流工作人员的正常工作,在搬运、分拣、运输、配送等环节都十分不方便,所以一些物流企业就研究出一种适合搬运的机器人来替代人工操作。这种搬运机器人无论是在搬运重物还是运行速度上,都远远超出人力操作范围,即使是超过两千斤的重物,也能行动自如,其运行速度可超过3600m/h,如同没有负重。搬运机器人在运行时,会在系统设置的最低电量消耗完之前,自动回归到相应充电仓进行充电,同时充电的速度也不会太慢,不会耽误后续的搬运工作。在仓储物流产业不断壮大的同时,仓储物流机器人也会随之不断更新、发展,国家也会将这些科研成果大量应用到实际工作中,不断提高我国仓储物流产业的经济效益和工作效率。

四、智能仓储物流机器人的技术应用

在仓储物流的实际操作中,每一个环节都大不相同,每个仓库的整体构造和作业内容都存在一定的差异性,所以,要在整个物流环节实现完全的机器人管理模式,还需要不断进行技术更新,而对于我国来说,接触仓储物流智能化还比较晚,整个流程的技术还不太完善,还需要不断努力钻研,不断完善。按照不同种类的机器人在仓储物流的每个环节功能的不同,将其分为搬运、拆垛、码垛、拣选、分拣机器人,统称为智能仓储机器人。

而经常出现在仓储物流中的AGV,其专业名称叫做自主移动作业机器人,它的无轨导航技术已经达到炉火纯青的阶段,主要依靠的是机器人内外部安装的智能传感器,加上2D激光、IMU、视觉多传感器等技术加以辅助,完全摒弃了过去还需要在地面上做标记的习惯。从机器人接收到信号的那一刻起,其会在系统中找到相对应货物的准确方位,导航系统会给它规划出一条既快又便捷的道路,使其心无旁骛地向着目标前进。即使在工作时出现电量不足的问题,其他AGV机器人也会接替完成工作,而达到阈值的机器人会自动回到充电仓充电。即使是在搬运大型货物时,在多个机器人共同协作的情况下,其运行速度也可达到5400m/h,还可以根据不同物流企业的实际情况进行修改,更好地适应企业内部的发展和需求。智能感应器的应用就像是仓储机器人的另一双眼睛,让其即使在黑暗中行进也不会发生碰撞[3]。所以,自主移动机器人在仓储物流中的广泛应用,满足了大部分企业的需求,为物流行业的发展提供了便利的条件。

物流仓储行业对精确度和效率的要求极高,机器人技术的应用日益广泛。它们以极高的效率、出色的精确度和无与伦比的耐力,将原本需要大量人力完成的工作,转变为自动化的流程。而这种转变,既体现在仓储物流过程中的各个环节,也体现在从宏观到微观的各个层面。首先,在宏观层面,机器人技术的应用使得物流仓储过程能够以前所未有的效率运行。因为机器人能够不间断地工作,而且工作效率和质量始终保持在一致的水平。举例来说,自主移动作业机器人(AGV)可以无休止地在仓库中穿梭,将货物从一处搬到另一处。无人机则能快速地送达货物,大幅缩短了配送时间。其次,在微观层面,机器人技术的应用也让物流仓储过程中的细节得到了优化。例如,协作型机器人能够配合工人进行商品的拣选和包装,提高了这些需要精细操作的环节的效率和准确度。同时,这些机器人还能够通过学习和优化,持续改善其工作方式,以适应不断变化的需求。在效果上,机器人技术的应用不仅提高了物流仓储的效率,还降低了人为错误,减少了人力需求,提升了客户满意度。而随着技术的进步,我们有理由期待,机器人技术在物流仓储中的应用将更加深入,其效果也将更加显著[4]

五、智能仓储物流机器人系统设计

在实际应用的过程中,不断修改、提升仓储机器人的实用性能,以此满足物流系统的各种需要。目前,我国大多数物流企业使用的智能系统大概由以下四个系统组成:视频监控单元、货架单元、AGV、门控单元。视频监控单元通过计算机设置的指定算法,能够准确识别锁定目标货物所在的位置和周围的路况,并且能够很好地排除行走途中的障碍;货架单元通过智能感知器的设置,能够确切找到目标货物所在的货架,查看货物是否还有足够的库存,并提醒及时进行货物补充;AGV,即人们常说的自主移动作业机器人,其通过自身携带的智能感应系统和导航系统,独立完成货物的搬运工作;门控单元安装有专门的联动控制器,与视频监控单元的图像识别相互作用,缺一不可。综合控制单元在整个系统中担任一个“领导者”的职位,通过无线网络将各个单元串联起来,当接收到物流任务时,由综合控制系统下达指令,各分控单元根据自己的职责,开始有序进行自己部分的工作,互相作用,共同完成这一任务,每一个单元都是不可或缺的一部分。整个智能系统的应用,为仓储物流的不断更新发展提供了更多的可能性。

六、智能仓储物流机器人技术的未来展望

随着科学技术不断的更新换代,人工智能被越来越多地应用到生产生活中,例如,生活中常见的智能语音助手“小爱同学”“小度小度”等。随着5G时代的到来,无人驾驶车也开始走进人们的视线,新的时代,整个世界都趋向于智能化,所以,仓储物流的智能化在未来的发展是非常有前景的。

(一)减少智能仓储物流系统的经费使用

随着越来越多的物流企业开始使用智能仓储系统,大量智能机器人的投入使用,对不同工种的机器人也进行了分工,这将会给企业带来一笔不小的开销。从智能机器人开始生产的那一刻起,到进入仓储物流厂房,还有后期的保养维修费用,都会给部分预算不充足的小型物流公司带来经济压力[5]。所以,在未来的发展中,有必要不断优化仓储物流机器人在生产、运行、维护等方面的支出。此外,对于一些小型物流企业来说,不断提升智能仓储物流机器人的使用效率也是节省经费的一种非常重要的方式,不断地优化,才会有更好的发展。

(二)培养专业的智能仓储物流系统运维人员

随着仓储智能物流系统的不断更新,专业技术人员的短缺也成了其中的一个问题,这种新型技术对于运维人员有着极高的水平要求,需要熟悉掌握机器人内部的组成结构,在机器人出现故障的时候,能够精准判断出问题所在并提出相应的解决方案[6]。这就需要运维人员熟练掌握热能、光导、电荷磁等相关的专业知识,然而,普通的工人已经不能满足这一需求,其或缺乏或不熟悉相关专业知识,当机器人出现故障的时候束手无策,影响了整个仓储物流系统的运行。所以,不断地培养专业的运维人员、招贤纳士,对于智能仓储物流的发展是很有必要的。

七、挑战与问题

目前,作为整个仓储物流系统最重要的智能仓储机器人,很难和其他系统建立沟通,一些自动化的设备很难实现,这也是智能化仓储物流在发展过程中所面临的问题,所以,建立一个统一的无线网络环境,就显得尤为重要,通过对不同的设备设置统一的标准模式,建立联系,实现各个系统的统一沟通和管理。

在物流仓储领域中,机器人技术确实具有革命性的改变,但在实际应用中,仍存在着一些挑战和问题,需要加以解决。

首先,必须应对的是工作环境的复杂性。每一个仓库,甚至每一个货架,都有其独特的布局和工作流程。在这样的环境中,要让机器人高效稳定地工作,需要进行大量的定制化设计和调试。这无疑增加了技术应用的难度和成本。

其次,虽然机器人可以大大提高物流仓储的效率,但同时也可能影响人力资源的使用。如果机器人取代了大量的人工,那么那些原本依赖这些工作的人员将如何应对?这涉及社会责任和道德问题,需要我们慎重考虑。

再次,虽然目前的机器人技术已经很先进,但在某些复杂的任务上,仍然无法取代人的灵活性和判断力。例如,对于复杂的货物分类和处理,或者对于突发的异常情况,机器人可能无法很好地处理。因此,如何设计出更智能、更灵活的机器人,是我们需要面对的技术挑战。

最后,对于新技术的接受程度也是一个重要的问题。一些员工可能会对新技术感到恐惧和排斥,担心自己的工作会被机器人取代。因此,需要对员工进行适当的培训和指导,让其了解和接受新技术,认识到机器人是帮助他们工作的工具,而不是替代他们的竞争者。

八、政策和法规的建设

随着技术的不断发展和深入应用,政策和法规的建设是不可或缺的一环。有效的政策和法规,不仅可以保障技术的健康发展,还可以保护消费者和企业的权益,促进行业的持续发展。对于数据安全和隐私保护的问题,我们需要建立更加严格和完善的法律法规,规定数据的收集、存储、使用和传输的规则,以保护消费者的隐私权和个人信息安全。同时,还需要加强数据安全的技术研发和应用,例如,使用更安全的加密技术,建立更完善的数据安全体系等。技术标准和法规需要跟上技术发展的步伐,及时更新和完善相关的标准和法规。例如,对于无人机和自动驾驶车辆的应用,需要制定明确的操作规范和安全标准,以保障公众的安全和权益。对于人才短缺的问题,需要实施更加积极和有效的人才政策,例如,加强技术教育和培训,提供更多的学习和实践机会,吸引和培养更多的人才。

总的来说,政策和法规的建设,是推动仓储物流行业持续发展的重要基础。需要在法律法规、技术研发、人才培养等方面,做出积极和有效的努力,以促进行业的健康和持续发展。

九、结语

综上,随着时代的不断进步,科学技术的发展更新,智能仓储物流机器人在物流产业发挥着极大的作用,已经成为不可或缺的一部分。其不仅可以有效地提高工作效率,还能减轻人力搬运的负担,使整个系统平稳、安全地运行,在改变传统的物流运转方式的同时,也为整个物流行业的快速发展打下了坚实的基础,使我国经济事业又向前迈出了很大一步。然而,这些智能仓储机器人技术在我国的物流行业的发展还不够完善,需要不断地研究、更新。在此发展过程中,投资费用较大、专业运维人员短缺都是需要解决的问题和不断改进的地方,应积极应对,推动仓储物流行业的持续发展。