最近这两年里,身边越来越多的人谈论人工智能。仓储物流行业也越来越多地提及智能仓储和智慧物流。在网上流传的各大电商仓储物流中心的宣传视频中,展示了各种先进的技术设备和系统。而在工厂内部,也有许多智能化搬运设备在不同工位之间进行物料转运作业,包括连续搬运设备如输送机以及离散搬运设备如柔性无轨搬运类设备和有轨道搬运设备。
首先,我们不讨论高级别的人工智能技术,而是要总结这些视频中的各种搬运设备如何实现自主行走到正确位置并完成存取货物任务。这可以看做是这些移动机械装置的初步智能表现。自动搬运任务首先需要知道当前任务的起始地址和终点地址。计算机系统必须能够识别现实世界中具体位置,这就要求将位置信息数字化。对于位置信息数字化,最常见的是全球定位系统GPS(Global Positioning System)。
GPS系统能够将地球上的任何地点分解成唯一数据组合:经度、纬度、高度,如东经45°、北纬32°、海拔高度1000米,就对应一个独一无二的地理坐标。在百度地图中,每个地名背后都对应着这样的经纬度信息,我们输入的地名最终会被计算机转换为经纬度数据,然后映射到实际的地图位置。
而在仓储物流中心,大部分情况下,移动机械装置只需要在固定的几个位置之间进行迁移,比如堆垛机只在前后方向上的库端站台位置或货架列与层之间运行,不会随意停留于没有货格或非工作区域内。
这样定义出的就是有限离散性的定位方法。一种常见的方法是在所有作业地点设置固定的编号,如果这些地方遵循一定规律,那么根据这个规律确定每个地点的编号,比如按照层列排序,即(2, 3, 4)代表第二层第三列第四排的一个特定地点。如果计算机将这个数据组合发送给自动化移动机械装置,它们就会准确知道该数据组合指代哪个特定地点。
接下来,寻址问题成为解决方案的一环。在任何拥有内外部物流活动的地方,都能看到叉车这种装备,有些人认为叉车是最不具备智慧,也最为机械,但从另一种角度来看,它其实是一种非常聪明且灵活的手段,因为它依赖人类驾驶员才能有效执行其职责,而人类是某些方面上星球上最具智力的存在体。当驾驶员接收到新任务时,他们分析并判断即将开始执行任务所需覆盖起点与终点。此后,在操作过程中,驾驶员不断评估叉车当前所处之地与目的地址之间关系,并直至达到目的地址才停止动作。在整个操作过程中,将叉车精确导向目标,是由驾驶员的大脑——超级强大的算法处理器完成的事情。他/她的眼睛作为视觉传感器,将当前状态反馈给大脑;手臂和腿部则作为执行机构,大脑通过它们控制前进、倒退以及旋转,以达成目的。
AGV(自动导引小型载具)的导航定位技术也有几种,其中包括:
磁导引
早期AGV使用磁条或者在地面预埋磁钉这一固定路径进行工作。AGV自身安装具有磁感应功能的小型传感器只能沿着已布置好的磁条线路行走。
激光导引
激光导航更具有灵活性,可以快速调整生产线配置,无需重新铺设新的磁条或者安装新的反射板,只需简单安装激光反射板即可实现路径调整。
二维码定位
亚马逊配送中心中的Kiva机器人以其创意卓绝之举,在仓库管理领域取得了巨大成功国内也出现了一批类似产品用于电商订单拣选场景。Kiva采用惯性导航与二维码扫描结合方式使得每台Kiva能够准确运行于指定区域内。
认址传感器说起
有轨道式移动机械,如高速堆垛机,其历史悠久且应用广泛,这些堆垛机会一直沿着固定的轨道行走,因此可以在其身上安置特殊类型的认知传感器,并配合轨道上的机构以此确定目前位于哪一段轨迹范围内。这是一个垂直方向上的认知系统,以保证水平方向上的准确存取货品以及进入输出库输送带及货架每个单元空间。当堆垛机经过这些特定的机构时,由于不同的信号变化,被检测到的次数允许堆垛机会了解自己相对于起始点所处何方,从而精确追踪自己的行动路径。
以上述方式讲述了目前市场上几种较为普遍采用的AGV定位策略,同时探讨了那些基于固定路线但仍然提供高效率服务的一般式工业装备及其相关优化技术展望未来的发展趋势,以及如何利用现代科技让日常生活更加便捷健康快乐!