机器人 & 仓储自动化
2024-11-14
仓储机器人:物理集成的潜力
Rueben Scriven
Rueben是全球仓储自动化行业中领先的研究分析师之一,经常在全球重要的行业活动上发表演讲,主持过多个行业研讨会。
仓库是一个充满活力的场景,内部的各个组成部分像生命体的细胞一样都在不停地运动和变化:这包括货物的装卸、货架的调整、工人的移动等。这些动态的元素使得仓库必须具备高度的灵活性,才能够迅速响应外部需求的变化。在对特定产品的需求激增或减少时,仓库的操作流程需要及时调整。在电子商务等不断变化的终端市场中,这种能力更为重要。因为需要随着消费者偏好的变化灵活地调整操作流程,才能适应市场的变化。
尽管固定式的仓库自动化解决方案大幅提升了处理效率,但它们不够灵活,一旦安装完成就很难再调整或修改。
相比之下,机器人解决方案就更加地灵活,使得仓库管理者能够更轻松地调整操作流程。但是,调整机器人的操作流程需要进行复杂的软件集成,从而可能需要几天甚至几个月的时间。以将拣选机器人系统与用来物料搬运的移动机器人(AMR)结合为例,这需要两个系统之间通过API进行连接,并且这两个系统还需要与仓库管理系统(WMS)这样的主系统进行集成。
这与使用人工劳动者形成了鲜明对比。在人工仓库中,若要调整操作流程,只需在仓库管理系统中进行相应的更新,并对员工进行培训,让他们熟悉新的操作方式。操作员不需要像机器人那样进行复杂的系统整合,他们可以直接通过视觉、触觉和身体运动感知等身体感官来适应新的工作流程,这使得人工操作在应对变化时能够更加地直接和迅速。
物理集成的前景
物理集成是仓储机器人领域的新趋势。以GXO公司最近实施的一个项目为例,该项目中使用了Ocado的AMR(原6 River Systems的AMR)以及一个名为Digit的类人型机器人。在这个项目场景中, Ocado的AMR负责将料箱运送到类人型机器人Digit那里,而Digit会将这些料箱从AMR运送到附近的传送带上。
尽管项目视频中没有明确说明类人型机器人和自动移动机器人(AMR)之间是否存在软件集成,但未来机器人技术的发展可能不再需要这种连接集成。类人型机器人可以通过物理方式与自动化系统连接和交互,通过它们的视觉、对运动的感知(以及触觉来实现与自动化系统的配合和协同工作。
这虽然看起来是一个小的变化,但影响深远。想象一下,一个可以使用拖放界面就能重新配置的自动化解决方案。那么多个自动化系统可以无缝协作,也无需软件集成,只需要通过物理感知就可以与相邻的工作流程进行整合。这种方法可以重新定义灵活的仓储自动化系统。
物理集成的挑战
尽管物理集成是仓储机器人技术的未来趋势,但要实现这一目标,还需克服一些挑战。
首先,物理集成仍然需要与主系统进行通信。当一个工作流程结束并开始另一个流程时,需要通知主系统。标准化这些信息的传递仍然是一个挑战,因为不同的系统会以不同方式与主系统通信。自动数据采集系统(例如二维码)将变得越来越重要。例如,当类人形机器人从 AMR 上拿起一个手提箱时,它可能需要通过二维码的采集来通知主系统。
其次,需要对机器人进行“训练”,使它们能通过物理感知来识别不同的上游自动化系统。例如,如果将Ocado AMR替换为Locus Robotics的AMR,下游的拣选机器人(如类人形机器人)要能够适应不同的物理传输系统,同时执行相同的工作流程。
这项任务如果通过软件集成来实现会相对简单。然而,如果完全依赖物理集成,那么下游的拣选机器人就需要能够直观地理解如何从新的AMR平台上抓取料箱。无论是Ocado(原66 River Systems)还是Locus Robotics的AMR,它们都为人类拣货员提供了物理提示,比如用灯光指示,或者通过屏幕显示指令。设计用于物理集成的机器人将需要利用类似的提示来正确完成任务。
“轻量级”软件集成的作用
在文章中,我们重点讨论了机器人如何通过物理感知而不是深度软件集成来与前后环节的工作流程互动,这种方法让机器人能够更轻松地适应新的工作流程,类似于人类利用视觉和触觉等物理信号来适应环境。
如果我们认为深度软件集成在未来不是必需的,那么可以想象机器人之间如何以新的方式进行交流。除了依靠物理感知进行集成,机器人还可以利用蓝牙或其他短程通信协议来补充现有的物理提示,如拣选灯系统和显示指令的监视器。在 GXO 案例中,Ocado的机器人可能会通过蓝牙向类人型机器人发送指令,引导它去拣选特定的料箱。
虽然我们似乎又回到了讨论软件集成的老话题,但实际上情况有所不同。如果通信协议是标准化的,那么使用蓝牙等短距离通信协议就不需要预先进行软件集成。这些通信协议实际上是对物理集成的补充,而不是替代。从理论上讲,物理集成本身就足够应对大多数情况了。
写在最后
物理集成有可能改变未来仓库的运作方式,让机器人和人类能够更加协调地一起工作。在这个系统中,无论是人类还是机器人,每个参与者都独立完成自己的任务,而物理集成则负责将这些独立的任务串联起来,形成一个完整的工作流程。
虽然单独看每个操作可能并不复杂,但当这些操作集合在一起,成为整个智能系统的一部分时,它们通过物理集成相互连接,形成了一个复杂的、能够自我调节的智能网络。这个网络能够像有机生命体一样响应变化,智能地调整自己的运作,来适应不同的工作需求和挑战。简而言之,物理集成技术将使仓库运作更加高效、灵活和智能化。
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