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。而在工厂中,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,我们不讨论高级的人工智能技术,而是总结这些视频中的各种搬运设备是如何实现自主行走到正确位置并完成存取货物任务的?这一过程可以看作是搬运设备的第一步智能自动化。自动化移动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物理世界中存在的地理位置信息,并将其转换成计算机可理解的数字形式。这涉及到对位置信息数字化,其中最常见的是全球定位系统(GPS)。
GPS系统可以将地球上的任何一个地点分解为唯一数据组合:经度、纬度和海拔高度。例如,东经45°、北纬32°、海拔1000米,这三个数据组合就代表了地球上唯一的一处位置。当我们输入这些数据组合时,计算机会指引汽车前往该地点。在百度地图中,每个地名背后都对应着一个经纬度信息,而我们不擅长记忆这些数据,因此使用更易于记忆的地名代替。但每次查询时输入地名后,计算机仍然需要将地名转换成经纬度数据,然后再匹配到实际的地图位置。
GPS提供连续且全面的定位服务,可以精确到地球上的任何随意位置。而在仓库或配送中心内,大部分情况下,搬運設備仅需在固定的几个位置间进行往返,如堆叉车只会在前后方向上固定几列货架之间运行,上下方向上则只会在每层货架间移动,不会无效作业于没有货格或未指定区域。
这种有限离散性的定位方式通常通过给所有作业点设置固定的编号来实现。如果这些点遵循特定的规律,那么它们就可以根据这种规律进行定义,比如按照层列排法定义货架中的每个角落。而这个位置既固定又唯一,如果把这个数值发送给自动化移动設備,它们就会准确知晓这个数值所指向哪个具体地点。
接下来,是解决寻址问题,即实时确定自己当前所在地的问题。在任何拥有内部物流工作的地方,都能看到叉车这样的装备有人说叉车是最不具备智能性,最机械性的工具。然而,从另一种角度看,这些叉车其实是一种非常聪明且灵活的手段,因为它们依赖人类驾驶员才能执行货物移动,而人类被认为是在某些方面最具创造力的生物之一。
当驾驶员接收移除指令并分析判断即将执行的移除任务起始与终止地点之后,他们要判断叉车目前位于目的地址前方还是后方,以及持续评估叉车当前状态与目的地址关系直至达到目的地址。此过程中的寻址问题由驾驶员利用超强的大脑处理而非简单机械装置完成。他/她的眼睛作为视觉传感器,将当前状态信息发送给大脑以便实时分析;手臂与脚部则作为执行机构,在人脑发出命令的情况下控制叉车前进或后退以及旋转直至达成目标目的地。
AGV(自动导引小型载重汽车)具有极大的灵活性,可以轻松部署于生产线及其配送中心内。目前国内各行业企业都开始广泛应用AGV导航技术,有几种主要类型:
磁导引
早期AGV基于磁导引技术运行,但要求预先布置磁条或在地面埋设磁钉。在AGV身上安装有磁感应传感器,只能沿着已布置好的磁条行走。当AGV行走时,其感应器不断与周围的地面发生感应,并通过此变化调整自身角度保证一直沿着预设路径前进。这解决了定位问题,但由于只能沿原有的路径无法改变路线,所以相对于其他方法较为僵硬。不过,由于编码器记录了距离变化,使得尽管路线一致,可仍能确定AGV确切所处之处。
激光导航
传统磁导引虽然稳定但限制较大,当需要增加新的工作站或者修改现有路径,则需重新布置新的磁条。一旦出现这样的需求,就不得不重新安装新条形材料或者打入新的钉子。这使得这种方案缺乏灵活性。不过随着科技发展,现在很多公司已经开始采用激光扫描仪指导其行动,这种方式允许轻松部署并适用于不同的场景。
二维码标签
亚马逊公司推出的Kiva机器人因其独特设计及卓越表现获得了众多关注。此类供应链管理工具采用惯性导航结合二维码读取标签,以确保Kiva机器人的精确运动。为了做出准确决策,每个可能访问区域都会附加二维码标签形成网络矩阵结构,其中每个标签包含一个坐标号。
Kiva機械人裝備於車身的一個高分辨率長焦攝像頭持續拍摄並讀取當機械人通過該區域時發生的二維碼圖像與內容,並据此決定機械人的實際座標同時識別邊緣點以調整移動方向從而確保它們正確抵達目標點
以上探討了一些現今廣泛應用的自動導航技術,這些技術為工業自動化帶來了巨大的進步。不過,在倉儲供應鏈管理領域內許多傳統且結構較為堅固的裝備則採用完全不同的技術來進行運輸動作這種無軌道運輸系統雖然較少,但是對於特殊情況下的適用性卻十分重要,因為它們提供了一種獨特而有效的情況下的選項來滿足特定的操作需求。