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無人駕駛叉車正當(dāng)時快速實現(xiàn)自動化和半自動化

關(guān)鍵詞 無人駕駛|2020-11-06 13:53:19|來源 叉車網(wǎng)
摘要 自動化和半自動化叉車在人力短缺的倉庫中已經(jīng)不再是一種新鮮事物。他們最終會成為常態(tài)嗎?2012年,我們的文章“讓(叉車)給我們開車?”八年后,這些機(jī)器已經(jīng)不再新奇,越來越多地部署在倉...

       自動化和半自動化叉車在人力短缺的倉庫中已經(jīng)不再是一種新鮮事物。他們最終會成為常態(tài)嗎?

  2012 年,我們的文章“讓(叉車)給我們開車?”八年后,這些機(jī)器已經(jīng)不再新奇,越來越多地部署在倉庫中,以補(bǔ)充或取代人類叉車操作員。

  還不清楚到目前為止已經(jīng)售出了多少無人駕駛(也稱為自動或機(jī)器人)叉車,但提供叉車的公司數(shù)量正在迅速增長。值得一提的是,一些世界上最大的叉車整車,如豐田,科朗,永恒力,凱傲,海斯特,雷蒙德和耶魯,正在亮相;這些公司是創(chuàng)新者,但他們不會將資源用于新產(chǎn)品,除非他們確信會有巨大的長期需求。其他跡象表明,這種設(shè)備的前景強(qiáng)大是有許多收購行為,如Teradyne最近購買機(jī)器人叉車制造商AutoGuide Mobile Robots公司。

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  許多觀察家認(rèn)為,自動叉車即將在倉庫應(yīng)用方面取得重大進(jìn)展。那么,為什么無人駕駛工業(yè)叉車現(xiàn)在受到如此多的關(guān)注呢?誰在采用和實施它們?潛在買家在飛躍之前需要了解什么?

  POISED FOR A BREAK THROUGH? 在哪里突破?

  為了本文的目的,我們將無人駕駛/自動/機(jī)器人叉車定義為配備貨叉的工業(yè)叉車,可以執(zhí)行以下操作:運(yùn)輸、提升、降低、放置和/或檢索負(fù)載,要么在全自動模式下,無需人工操作,也可以采用半自動模式,由人工操作員與操作員一起工作。這些叉車是一種自動引導(dǎo)車輛(AGV),但該術(shù)語更常用于描述(但并不總是)沒有貨叉且僅提供水平運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸。我們避免使用"自主"一詞,它不適用于本文中討論的大部分設(shè)備。雷蒙德公司自動化解決方案產(chǎn)品經(jīng)理Tiger Xu指出,自動駕駛汽車操作更加獨立,"思考"并做出決策。

  對自動叉車的興趣正在增長,首先是因為美國勞動力市場非常緊張。失業(yè)率處于50年來的最低點,倉庫和分撥中心正在努力雇傭和留住可靠、合格的員工。自動化可以幫助填補(bǔ)勞動力缺口,提供全天候持續(xù)、一致的性能。它還可以降低招聘和加入新工作人員的成本。好處:增加作業(yè)量不需要添加操作者。"自動化叉車的一些主要優(yōu)勢是其靈活性、可擴(kuò)展性和可靠性,"徐說。"它們很容易向上或向下擴(kuò)展;如果你想再增加20輛叉車,你只需在數(shù)據(jù)中編寫代碼,它們就能很快地像傳統(tǒng)叉車一樣完成同樣的任務(wù),"他說。

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  其次,自動化可以減少產(chǎn)品損壞,并減輕當(dāng)今快節(jié)奏倉庫中重復(fù)、體力要求高的任務(wù)對人體工程學(xué)的影響。第三,人工智能技術(shù)最近取得了長足的進(jìn)步。如今,自動叉車可以定位指定的儲物槽,準(zhǔn)確檢索或放置貨物,在遇到障礙物或其他意外情況時停止并提醒人員,選擇最有效的行駛路徑,并記住空的庫位和儲物箱的位置。

  "主管"軟件控制任務(wù)分配和機(jī)器人叉車車隊的移動。該軟件通常與倉庫管理系統(tǒng)(WMS) 交互,還可以與企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP) 系統(tǒng)和其他物料處理設(shè)備進(jìn)行交互。一些叉車原始設(shè)備制造商已經(jīng)開發(fā)了自己的導(dǎo)航和控制系統(tǒng),而另一些則與專門的技術(shù)公司合作。后者的例子包括最近科朗叉車公司和JBT公司的聯(lián)盟,以及雷蒙德公司和Seegrid公司之間的伙伴關(guān)系,Balyo和海斯特-耶魯集團(tuán)之間的伙伴關(guān)系,以及JBT和耶魯之間的伙伴關(guān)系。雷蒙德的網(wǎng)關(guān)和全球遠(yuǎn)程信息處理的i-WarehouseGateway 總監(jiān)John Rosenberger說,這種合作整合了雙方針對具體領(lǐng)域的專業(yè)知識,并利用不同的方法來解決問題,使創(chuàng)新產(chǎn)品能夠以更快的速度進(jìn)入市場。

  獲得更廣泛接受的一個關(guān)鍵因素是技術(shù),該技術(shù)允許機(jī)器人叉車在不遵循嵌入在地板上的導(dǎo)絲、磁帶、磁鐵或轉(zhuǎn)發(fā)器定義的固定路徑的情況下運(yùn)行。較新的制導(dǎo)技術(shù)包括激光、圖像識別和位置傳感器等方法,這些方法可測量距離、地圖設(shè)施、存儲數(shù)據(jù)以及根據(jù)叉車相對于"自然特征"(墻壁、機(jī)架和其他)的位置進(jìn)行導(dǎo)航對象。根據(jù)技術(shù)的不同,只需很少或不需要額外的基礎(chǔ)設(shè)施,因此可以輕松重新規(guī)劃運(yùn)行路線。

  在目前可用的各種選項中,使用激光測量到物體距離的激光探測(光探測和測距)似乎在倉庫和DC中獲得了最大的動力。"還有其他選擇,如視覺制導(dǎo)系統(tǒng),但似乎比不過激光雷達(dá),因為它的準(zhǔn)確性和較低的實施成本,"海斯特公司機(jī)器人和自動化的銷售經(jīng)理盧米切萊托說。

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  此外,精密傳感器的更廣可用性和成本下降降低了最終用戶的成本。耶魯物料搬運(yùn)公司機(jī)器人和自動化主管米克·麥考密克(Mick McCormick)表示:"以前,只有三班或四班制、小時工資率非常高的運(yùn)營才能為自動化叉車項目找到理由。現(xiàn)在,更廣泛的運(yùn)營,包括那些只有幾輛叉車,也可以得到投資回報。

  不是每個人都愿意嘗試無人叉車。例如,第三方物流服務(wù)提供商Kenco已經(jīng)評估了自動叉車,但沒有在任何DC中使用,創(chuàng)新與研發(fā)副總裁克里斯蒂·蒙哥馬利說,他們確實很有希望,并指出傳感器和物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步提高了各種自動駕駛汽車的能力。此外,從無人駕駛叉車生成的新數(shù)據(jù)中收集的見解將改進(jìn)決策。"但人們?nèi)匀粨?dān)心安全性和為投資成本提供的能力,"她說。這項技術(shù)仍然是新的,因此從可用性的角度來看,仍有一些事情需要解決。

  WHERE DO THEY SHINE? 它們在那里閃耀?

  目前,全自動或半自動平衡叉車、窄通道叉車、高位前移式叉車以及高平臺和低平臺托盤車已上市。雖然自動叉車可以編程以執(zhí)行許多任務(wù) — 林德說,其"Matic"產(chǎn)品線涵蓋"生產(chǎn)和存儲設(shè)施中 80% 的處理任務(wù)",但它們并不適合每個環(huán)境或工作。OEM 專注于無人駕駛叉車可以提高生產(chǎn)率和準(zhǔn)確性、減少傷害和損壞以及處理重復(fù)性、非增值任務(wù)的活動。其中包括:

  固定地點的水平搬運(yùn)

  托盤搬運(yùn)和輸送

  料箱和物件的搬運(yùn)和輸送.

  海斯特公司的米切萊托說,一些最終用戶正專注于橫向運(yùn)輸。他所看到的示例包括將托盤運(yùn)送到制造區(qū)域或存儲區(qū),將貨物從存儲轉(zhuǎn)移到裝運(yùn),以及將貨物從輸送機(jī)和自動存儲和檢索(AS/RS) 系統(tǒng)運(yùn)送到包裝站。

  Raymond 的 Rosenberger 認(rèn)為,與揀選相比,接收和補(bǔ)充的自動化需求更大,這主要涉及常規(guī)流程,因此非常適合自動化,而揀選作業(yè)是一種需要靈活性的高速活動。他還看到制造/倉庫工廠的混合采用,產(chǎn)品分批從生產(chǎn)線上下來,并進(jìn)入附屬倉庫

  麥考密克說,消費(fèi)品包裝以及食品和飲料制造和分銷業(yè)務(wù)一直是耶魯機(jī)器人叉車的最大用戶。他看到一些試點的DC將進(jìn)行有限的測試,然后考慮擴(kuò)大規(guī)模,而一些客戶地點已經(jīng)做了"全面、完整、幾乎'黑燈'的實現(xiàn),"他說。這些操作繼續(xù)手動裝載和卸載卡車,但機(jī)器人叉車處理分撥中心內(nèi)部的所有操作。一個少數(shù)的的工作人員支持機(jī)器人系統(tǒng),并解決任何問題。他指出,完全機(jī)器人運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)施往往24/5或24/7工作,有兩個以上班次。

  正在著想試用無人叉車?這是一個傳統(tǒng)操作模式的飛躍,有許多復(fù)雜的問題需要考慮,這里是一些關(guān)鍵項:

  確定步驟的優(yōu)先級。一再提出一條建議:"不要只是自動化您當(dāng)前流程。先優(yōu)化,然后自動執(zhí)行。在羅森伯格看來,這可能是最重要的建議。他強(qiáng)烈敦促那些計劃引入無人駕駛叉車的人"按這個順序連接、優(yōu)化,然后實現(xiàn)自動化"。通過"連接",他指的是使用遠(yuǎn)程信息處理和車隊管理系統(tǒng)來獲取有關(guān)叉車活動的準(zhǔn)確基線數(shù)據(jù),然后可用于改進(jìn)當(dāng)前運(yùn)營。他說,這一步驟將幫助用戶在他們希望自動化解決的問題上取得重大進(jìn)展,騰出資金用于項目,同時幫助確定真正需要自動化的地方,并產(chǎn)生投資回報(投資回報)。

  成本合理性。根據(jù)一些支持者的說法,兩年甚至更短的ROIs是可以實現(xiàn)的。但其他觀察家警告說,總體成本可能非常高,因為最終用戶必須考慮整個"一攬子"的成本,而不僅僅是新設(shè)備的成本。如果自動化有意義,但成本是一個問題,使用部分自動化設(shè)備或在自動化將具有最大好處的有限領(lǐng)域?qū)嵤┦沁x項。

  運(yùn)行速度和效率。據(jù)一位OEM高管表示,自動叉車太慢,無法適應(yīng)當(dāng)今許多DC所需的快節(jié)奏和頻繁樞軸。如果行駛速度、叉車數(shù)量和交通模式?jīng)]有完美校準(zhǔn),還可能導(dǎo)致交通擁堵。此外,ANSI/ITDSF B56.5 AGV 安全標(biāo)準(zhǔn)適用于機(jī)器人叉車。另一位高管表示,這意味著它們需要比人工操作叉車更大的操作間隙。他說,在密集的操作環(huán)境中,可能需要小型叉車來維持所需的最小間隙。

  設(shè)備適應(yīng)性。Kenco的蒙哥馬利建議考慮自動叉車的"轉(zhuǎn)換能力"——"當(dāng)人類需要干預(yù)或它們只自主時,它們能否在困難情況下用作傳統(tǒng)的升降機(jī)?(大多數(shù)制造商表示,他們的自動叉車可以輕松切換到手動模式。她還建議考慮叉車是否能適應(yīng)動態(tài)的物理環(huán)境和產(chǎn)品概況。

  人類監(jiān)督。一個團(tuán)隊?wèi)?yīng)該包括來自最終用戶、叉車經(jīng)銷商和系統(tǒng)集成商的經(jīng)驗豐富的項目經(jīng)理。此外,米切萊托說,在每個機(jī)器人叉車實施中,至少需要一名項目或機(jī)器人主管。此人會處理例外情況,例如,如果導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)問題,或者叉車因遇到障礙物(例如,覆蓋叉槽的收縮包裝)而停止運(yùn)行。

  維護(hù)和技術(shù)支持。除了機(jī)械維護(hù)和修理外,還需要軟件升級和更新。叉車經(jīng)銷商應(yīng)該能夠提供大部分的支持和服務(wù),但在某些情況下,可能涉及導(dǎo)航技術(shù)提供商或系統(tǒng)集成商。他們都有本地支持嗎?

  準(zhǔn)備使用機(jī)器人。米切萊托說,在設(shè)施中的每個人都應(yīng)該接受如何與機(jī)器人互動的培訓(xùn),"即使是接待員和會計"。自動叉車的"道路規(guī)則"不同于傳統(tǒng)車輛的準(zhǔn)則;為了安全起見,必須明確界定它們。盡管自動叉車配備了傳感器來防止碰撞,但人類是不可預(yù)測的,因此執(zhí)行這些規(guī)則至關(guān)重要。在接受DC Velocity采訪時,F(xiàn)etch機(jī)器人公司首席執(zhí)行官M(fèi)elonee Wise建議,在與機(jī)器人互動的做法和不做操作的培訓(xùn)中,包括解釋機(jī)器能做什么和不能做什么(例如,他們無法"看到"玻璃)。

  叉車操作的真實情況。麥考密克說,在機(jī)器人叉車從人工操作者接管之前,對叉車操作的精確基線圖像是必備的。然而,根據(jù)他的經(jīng)驗,大多數(shù)設(shè)施在了解叉車操作員的確切工作方面存在差距。比如,操作員做的某些操作沒有記錄或包含在流程圖中。例如,除了從卡車上卸下托盤并將其放入倉庫等明顯作業(yè)外,操作員還可能將托盤貼上標(biāo)簽或?qū)⑼宪囨i到月臺上。麥考密克說,因為機(jī)器人叉車不能做這些事情,所以你得找個人來處理這些任務(wù)。

  MORE THAN A MACHINE 遠(yuǎn)不止是一個機(jī)器

  一個有效的自動化叉車項目需要認(rèn)識到這些安裝不僅僅是設(shè)備。相反,它們應(yīng)該被作為復(fù)雜的解決方案來處理,包括設(shè)備、控制軟件、無線通信、傳感器、專用導(dǎo)航技術(shù)、系統(tǒng)集成和技術(shù)支持,有時還包括布局重新配置。最后,每個自動化叉車項目都將是獨特而復(fù)雜的。精心準(zhǔn)備,準(zhǔn)確的信息,以及現(xiàn)實、"睜大眼睛"理解自動化能做什么和不能做什么,都是重要的成功因素?;蛘撸缫敶髮W(xué)的麥考密克簡潔地說:"不要做假設(shè)。

  Driverless forklifts and the dock of the future 無人駕駛叉車和未來的月臺

  無人駕駛叉車可能不久便會很普遍,甚至無處不在。它們將如何與裝載和接收月臺進(jìn)行交互?

  一位專家表示,雖然自動叉車可以自行裝載和卸載卡車,但如今的車型仍然缺乏必要的傳感和識別能力。為了獨自行動,機(jī)器人叉車需要能夠識別月臺的狀態(tài),例如拖車的存在和月臺的位置,以及拖車的目的地或始發(fā)地,以便將貨物與特定的進(jìn)站和出站連接,說這個的是公司總裁邁克爾·伊斯特塔布魯克(Michael Eastabrook),該公司為Serco和凱利月臺系統(tǒng)的母公司Entrematic裝載產(chǎn)品

  Eastabrook說,實現(xiàn)這一點的第一步是部署必要的架構(gòu),以便在叉車和月臺設(shè)備之間實現(xiàn)連接和數(shù)據(jù)交換,而如今用于裝卸拖車的機(jī)器通常缺乏這種架構(gòu)。接下來,叉車和月臺設(shè)備需要具有可以傳達(dá)其狀態(tài)的傳感器。

  Eastabrook 預(yù)測,隨著完全自動化的實現(xiàn),將有必要進(jìn)行更高級的傳感,包括檢測異常。但他預(yù)測,裝載月臺周圍的可變性(例如卡車高度和定位,以及拖車和托盤配置)將使完全自動化延遲5至10年。他補(bǔ)充說,解決這種復(fù)雜性可能需要人工智能(AI)或機(jī)器學(xué)習(xí)。

  但在那之前?Eastabrook預(yù)計裝載過程將是協(xié)作的,由一個人使用多個自動化設(shè)備。他預(yù)見了基于云的裝卸月臺軟件,協(xié)調(diào)裝載月臺、倉庫管理系統(tǒng)(WMS) 或企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP) 系統(tǒng)以及人工??恐碇g的信息。裝貨月臺應(yīng)用程序?qū)嘘P(guān)停靠位置狀態(tài)的數(shù)據(jù),例如月臺的時間和存在、設(shè)備狀態(tài)、拖車標(biāo)識等。根據(jù)這些數(shù)據(jù),WMS 會向月臺位置派遣一輛自動叉車,在那里它將與人工操作員協(xié)作進(jìn)行裝載或卸載。他說,這種方法將為早期采用者創(chuàng)造合理的投資回報率,并在整個行業(yè)產(chǎn)生勢頭。

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