智慧仓储：智慧仓储涉及的装备技术.docxVIP

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智慧仓储

智慧仓储涉及的装备技术

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导读

相比传统仓库，智慧仓库的一个显著特征是在系统执行层应用了各类智慧装备技术，包括自动导引运输车、无人叉车、货架穿梭车、智能穿戴设备等，主要用于仓内收货、上架、存储、拣选、集货、发货各工艺环节，可有效提升仓内的操作效率，降低物流成本。

相比传统仓库，智慧仓库的一个显著特征是在系统执行层应用了各类智慧装备技术，包括自动导引运输车、无人叉车、货架穿梭车、智能穿戴设备等，主要用于仓内收货、上架、存储、拣选、集货、发货各工艺环节，可有效提升仓内的操作效率，降低物流成本。

1、收货上架环节智慧技术

（1)自然导航无人AGV

托盘搬运作业是将整托盘货物从运输车辆上搬运至收货区等待质检入库。目前，自动化解决方案采用激光或惯性导航的无人AGV实现托盘搬运作业。这些无人AGV通常在某个固定的区域内，人为地设置好反光板、磁钉等标记物或反射器，工作环境固定，工作状态稳定，是目前最为成熟、完善的仓储自动化解决方案。优为智造在传统激光导航AGV基础上，致力于研发SLAM（同时定位与地图创建）技术实现无人AGV的自然导航，不需要安装标记或反射器，只需让装有环境感知传感器的无人AGV在未知环境中从某一位置出发，根据其移动过程中内部与外部传感器获取的感知信息进行自定位，同时逐渐建立一个连续的环境地图，然后在此地图的基础上可以实现无人叉车的精确定位与路径规划，完成导航任务。自然导航无人AGV具有安装时间短、投入成本低、自由创建新路径等特点，是优为智造下一代智能无人AGV的研发方向。

（2）智能拆垛机械手

拆垛作业是将转运托盘上码放的货物一箱箱搬运到输送线上。传统自动化解决方案是采用工业机器人手臂抓取或吸取完成，由于工业机器人手臂作业控制依据的是计算机系统数据库中存储的箱型尺寸和码垛规则，而不在线识别现场作业对象，因此只能实现从同一托盘中取出相同规格的箱子，当面临成千上万种货物箱型时数据库的维护是一个非常繁重的任务。电商公司收到的同一托盘上的货物箱型大小不一，且码垛无固定规则，传统工业机器人手臂难以操作。智能拆垛机械手借助3D视觉和深度学习算法，实现工业机器人手臂作业的自我训练、自我校正，无须箱型和垛型的数据库维护。工业机器人通过3D深度摄像头识别顶层货物轮廓，当首次拾起一个箱子时，它就建立起了一个关于箱子外形的模型，并基于这个模型加快对下一个箱子的识别。

2、存储环节智慧技术

在传统集中式作业过程中，同一品规的货物以托盘为单元大批量进出仓库，存储环节最常用的自动化解决方案是自动化立体仓库（AutonomousVehiclesStorageandRetrievalSystem，AVS/RS），货物以托盘为单位存储在高位货架上，通过堆垛机完成托盘出入库作业。而在碎片式作业过程中，为便于后期海量品项、成千上万订单行的拆零拣选，货物更多以料箱方式进行存储，借助智能调度算法指挥小车群体完成货物出入库作业。

（1）KIVA机器人系统

KIVA机器人系统由成百上千个举升搬运货架单元的机器小车组成。货物开箱后放置在货架单元上，通过货架单元底部的条码将货物与货架单元信息绑定，仓库地面布置条码网格，机器小车应用两台摄像机分别读取地面条码和货架单元底部的条码，在编码器、加速计和陀螺仪等传感器的配合下完成货物搬运导航。此外，机器小车不支持移动与转向同步，转向时需要固定在原地位置进行。该系统的核心是控制小车的集中式多智能体调度算法。

（2）自动穿梭车仓库系统

KIVA机器人系统受货架单元的高度限制，仅能实现货物在平面空间上的存储，而自动穿梭车仓库系统则采用立体料箱式货架，实现了货物在仓库内立体空间的存储。入库前，货物经开箱后存入料箱，通过货架巷道前端的提升机将料箱送至某一层，然后由该层内的穿梭小车将货物存放至指定的货格内。当货物出库时，通过穿梭车与提升机的配合实现完成。该系统的核心是通过货位分配优化算法和小车调度算法的设计，均衡各巷道之间以及单个巷道内各层之间的任务量，提高设备间并行工作时间，发挥设备的最大工作效率。

（3）细胞单元系统

KIVA机器人系统中的自动导引小车实现地面搬运，自动穿梭车仓库系统中的穿梭车实现货架轨道上的搬运，新型细胞单元系统则是以上两种技术的融合。

当细胞单元小车在货架或提升机上时，按照传统自动穿梭车的工作方式在轨道上运动；当离开货架到达地面时，可以切换至自动导引小车的工作方式在地面运行。在地面上的导航方式不同于KIVA机器人系统，采用的是基于无线传感网测距、激光测距仪测量和推测航行法的传感器融合技术，无线传感网实现信息通以及全局定位，而激光测距仪测量和推测航行法实现位置跟踪和定位精度校正，相比KIVA机器人