智能仓储物流中机器人技术的应用与发展探讨

智能仓储物流中机器人技术的应用与发展探讨

秦雄华

广东美的电气有限公司 广东佛山 528000

摘要：在互联网经济时代，物流业的快速发展成为产业互联化的重要支撑点，也是互联网经济快速稳定发展的有力保障。“京东618”、“天猫11.11”，已演绎成为电商全球购物节，数以亿计的快递包裹，考验着现代物流业的承受能力。由于智能仓储机器人能够在很大程度上节省人力成本，提高运作效率，随着产业落地，仓储机器人替代人工是大势所趋。本文主要介绍了智能仓储机器人的运用现状及前景；分析了智能仓储机器人运用中存在的问题，并提出改进措施。

关键词：智能仓储物流；机器人技术；应用

1、智能仓储物流中机器人技术的应用案例

如今已有不少智能仓储机器人已被投入到物流领域中使用，有包装机器人、堆码机器人、拣货搬运机器人、装卸机器人、自动机械手臂等等。其中，智能拣货搬运机器人已经在仓储的各项业务中开始普及了。不论是仓储的B2B业务还是快递的B2C业务，以及其他物流的各项业务，都已经开始涉及智能设备的运用。

1.1智能AGV自动搬运小车

比如百世同城食品配送业务的仓库里已经在使用搬运机器人来进行货物的搬运了；该公司使用的是智能AGV自动搬运小车，操作模式是将货物所在的货架进行顶升，然后送到拣货人员的面前，等拣货完成后再自动送回原位，这大大节省了拣货在距离时间上的浪费。菜鸟快递仓，在快递的分拣集货上也是采用类似的AGV小车，但是机型要比百世仓的小，样子也大有不同；AGV小车上装有自动履带，等快递称重完成后就会传送到履带上，不同于以往的分拣履带的是，它的履带是安装在小车上的，小车会带着履带一起运行，并将快递送到不同的集货口，这极大地节省了人工分拣的时间，同时也减轻了人工分拣的劳动强度。在京东的快递仓库则更为先进了，已经投入了智能拣货机械臂的使用，它会根据指令自动分拣货物。

目前AGV系统的导航方式主要有以下几种：

一是激光束地图导航。激光束地图导航的基本原理是：在工作现场固定由材料制成的具有高反射率的指示牌，然后在AGV上安装脉冲激光直接扫描仪，再扫描脉冲激光。受到标记光反射的周围激光束的引导，通过分裂钻石的基本原理计算AGV的方位角与实际情况之间的距离，可以计算出AGV车辆的位置，全局建立坐标系中的车身坐标位置，以实现AGV的导引。它不需要像磁带路线导航那样在地面上铺设设施。脉冲激光导航地图算法的实现已经非常成熟，并且可以非常精确地定位。这种GPS导航方法仍被更广泛地使用，并且AGV也被各种手机制造商所追求。如今随科技的发展，这种导航方式也越来越普及。

二是电磁脉冲手机导航。在胶带式手机导航中，胶带管道铺设在道路上，而在发电机路线导航中，电线准备预先埋在地下室中。相反，电磁地图导航方法具有较高的灵活性，并且可以更轻松更改地图导航。这种导航地图方法由于盒式磁带被放置在地面上，因此很容易损坏或弄脏。这种方法也容易受到外部不确定性影响。由于磁带导航地图方法对环境有非常严格的要求，必须将环境附着在地面上以具有更好的基本条件。这种导航方式相对于其他方式来说布置较简单，也是很多物流行业所选择的导航方式。

三是视觉感知GPS导航。视觉感知GPS导航的工作原理是：使用CCD后编辑机快速获取AGV驾驶车辆图像信息的内容，然后获取包括计算机视觉感知的实时数据，进行处理以定位AGV，在一个方向上驾驶车辆，这种路线导航方法有两种：固定路线方法和自由路线方法。可以固定改变方式。一般而言，CCD安装在AGV车身的前方，视线在AGV前方的道路上。

1.2 Geek+机器人系统

我国的智能机器人公司Geek+（极智嘉科技）由于专注在仓储物流领域，获得了较高的行业认可。Geek+产品对标的是亚马逊Kiva机器人，由于其可以实现柔性和智能的物流自动化解决方案，应用效果也非常好。据悉，目前应用Geek+机器人系统的仓库总空间达3万平方米（单仓最大6,000㎡左右），正式商用的机器人量超过200台，单仓最大日出货能力超20,000件。Geek+的机器人拣选系统已经成功的在天猫超市、唯品会等多家知名电商仓库实现商用。今年10月11日，仓储机器人创业项目Geek+宣布获得5000万元人民币的A轮融资，投资在五月完成，领投方为前IDG著名投资人章苏阳创建的火山石投资和知名投资机构高榕资本。

1.3“曹操”货品分拣机器人

天猫超市的“曹操”货品分拣机器人则在货品分拣领域成为最重要的智能产品之一。这个机器人是一部可承重50公斤，速度达到2米/秒的智能机器人，造价高达上百万，所用的系统都是由阿里自主研发的。天猫超市华北配送中心位于天津市武清区菜鸟网络物流园区，而华北配送中心的覆盖范围包括京津冀、山东及东北部分城市。为了缓解分拣压力，在配送中心，仓储搬运智能机器人“曹操”承担了重要的任务。曹操”接到订单后，它可以迅速定位出商品在仓库分布的位置，并且规划最优捡货路径，拣完货后会自动把货物送到打包台。目前在“曹操”和小伙伴们的共同努力下，天猫超市在北京地区已经可以实现当日达。

2、智能仓储机器人运用存在的问题和缺陷

2.1现场卫生问题

智能仓储机器人的运用固然好，但是对空间的要求就会比较大，加上货架的数量很多，打扫起来比较费劲。久而久之，地面上就会堆积很多的灰尘，一旦灰尘将地贴码遮盖了，机器人就会因为下方探头无法扫描到地贴码而无法继续前行了，这就会降低运作效率。

2.2维修问题

智能仓储机器人一旦出现问题，停止运作后，想去维修它就会变得非常困难，一方面是机器人本身就很重，一台机器人就有上百斤重，所以很难去移动它。另一方面是机器人内部比较复杂，一般员工根本不懂，必须要研发的专业人员来维修，这样就会对产品的售后造成很大困难。

2.3安全问题

智能仓储机器人的前端感应装置是装在比较中间的地方，操作人员有时候走到侧边，就会容易和机器人发生碰撞，影响拣货人员的安全。其次，因货架的设置是四方形的，在上架或是拣货时拿掉了一侧的货物，机器人在抬起货架时就会发生倾斜，重心无法落在中间。若是没有及时发现，在前进过程中就会发生货架相撞的情况。

3、智能仓储机器人应用改进措施

3.1安装清扫装置

仓库可以定期地进行打扫，但是那么多的地贴码却无法每次运作时都去打扫一遍。针对灰尘较多、场地较大、打扫比较困难的问题，可以在机器人设计上进行改进。在机器人下方靠近地贴码探头附近安装一个小型的清扫装置，每次经过一个地贴码时就会进行一遍快速的清扫。这样即使周边灰尘再多，也不会影响机器人的运作了。

3.2简化内部结构

提高研发技术，公司可以招聘有这方面研究的专业人才，从而优化机器人内部结构，由复杂变为简单。配备产品说明书，即使机器人出现了故障，普通人也能照着说明书进行简单的维修。

3.3使用红外和雷达感应

如今智能仓储机器人是采用地贴码进行运作的，如若能够研发出红外线式或者雷达式机器人，通过红外或是雷达感应来自动寻找最短路径，既能省去人工规划路线的步骤，又能避免因避让其他机器人而绕远路。这样就能大大节省机器人搬运时间，提高拣货效率。

4、智能仓储物流系统优化未来发展方向

3.1智能仓储机器人系统成本的优化

智能仓储机器人系统内硬件设备占据了企业投入的重要份额，其中包括前期的产品系统采购，后期的运营成本投入，对一般的中小仓库企业带来巨大的资金成本投入压力，因此对于上游的机器人企业要不断降低机器人的制造和使用成本，为仓库使用企业进行减负；同时中小仓库企业要努力做好仓储标准化和规范化，从仓储管理理念和制度上不断规范仓储管理，对城区域仓储需求少的中小仓库企业，企业之间建立联合仓储集散基地，做模块化智能化仓储管理基地，一方面减少智能仓储机器人的定制化设计成本，最大化提升智能仓储机器人使用价值，使其工作饱和；另一方面也减少仓库之外的物流运输成本，这样也会加快整个区域的智能仓储物流大系统的建设。

3.2智能仓储机器人系统运维人才培养

智能仓储机器人系统的后期使用维护是目前机器人企业和仓库管理企业共同面临的挑战，由于智能物流系统具有动态性、不可预见性等诸多特点，因此在仓库实际使用中，会出现诸多问题，如机器人突然失去连接，不能运行或出现异常工作等问题，再因智能仓储物流机器人涉及机、电、光、热和算法等多学科交叉综合知识，导致一般的仓库管理人员无法独自完成机器人的运维工作，给智能仓储物流系统的普及和发展带来一定的阻力，因此加大对智能仓储机器人系统的运维人才队伍的培养具有重大意义，尤其是仓储行业在职人员和相关专业的高校学生成为未来智能仓储机器人系统重要支撑力量。

3.3智能仓储机器人系统信息通道融合

智能仓储机器人是智能仓储物流系统的核心，需要和仓车内所有的物资、货架、门禁、码垛机、扫描设备等进行信息联通和任务调度，目前的仓库自动化设备很多通信协议、接口和信息化系统很难实现互通，导致机器人厂家需要全盘打通信息，一方面影响效率，一方面导致系统内环节的不稳定和不可控因素的增多，因此打造一个智能仓储物流系统，需要一个统一物联的网络环境，同时设备商之间要共同打造统一标准。

结束语：

综上所述,物流机器人已经常见于人们的日常生活中,是智能仓储物流的核心成员。我国智能仓储物流机器人虽然已经大量的投入使用,但有些技术还不够成熟,机器人产品发展得还不够完善,智能仓储物流系统的体制机制还不够健全,这些仍是需要解决的问题。在科技迅速发展的时代,机器人作为拥有科学技术做支撑的设备将会有越来越大的市场,各企业之间的竞争也会围绕着机器人展开,其将会影响着整个物流仓储行业的发展。

参考文献：

[1]许琴.机器人技术在智能仓储物流中的应用[J].无线互联科技,2022,19(04):78-79.

[2]何巧敏.物流视角下智能仓储机器人的运用[J].产业创新研究,2021(08):20-22.

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