依靠人力搬運貨物的倉庫工作非常適合自動化，更確切地說，機器人技術(shù)是自動化的一種形式。它至少滿足了機器人化的三個 "D "中的兩個：骯臟、危險和沉悶。倉庫可能不臟--至少在一個理想的世界里不臟--但工作可能是危險的，而且肯定是重復(fù)的。

自從機器人發(fā)明以來，行業(yè)專家實際上一直將倉庫工作作為自動化的候選人，但該領(lǐng)域只是在最近才擴展到一個合適的狀態(tài)。倉庫機器人通常是移動的，非常重，可以舉起數(shù)千磅的重量。新技術(shù)使這些機器有可能與人類工人安全地共享空間。

在出現(xiàn)完全的機器人倉庫這樣的事情之前，可能還需要幾年的時間--機器人對于許多工作來說仍然太笨重，而且它們的規(guī)?？赡芴嘿F。然而，當(dāng)人類和機器協(xié)同工作時，其結(jié)果最終是一個更安全和更有效的工作場所。

什么是倉庫機器人技術(shù)？

倉庫機器人是一種自主機器，旨在取代或增強工廠環(huán)境中人類的努力，作為一種自動化形式。在這種情況下，機器人是一個由兩部分組成的系統(tǒng)--有機器本身，它專門用于單一任務(wù)，還有控制它的軟件。機器人通常是單一用途的機器。有些機器人只被設(shè)計為在倉庫槽位之間或槽位與裝貨碼頭之間轉(zhuǎn)移材料。其他機器人可以重新配置倉庫本身，移動整個貨架，以創(chuàng)造一個更有效的空間。

近年來，機器人公司在倉庫機器人方面取得了重大進展。雖然以前的模型只是在軌道上運行的自動電車，但最新版本的機器人具有先進的功能，如傳感器，可以確定其路徑上是否有障礙物，并允許機器人安全地繞過它。它們可以根據(jù)可用的庫存改變路線。一些機器人甚至先進到可以處理易碎物品或卸下運輸集裝箱。

關(guān)鍵要點

●倉庫機器人技術(shù)正在迅速發(fā)展，使其適用于不同行業(yè)中越來越多的企業(yè)。

●新的傳感器技術(shù)意味著機器人可以自主地在倉庫中導(dǎo)航。

●除了散裝貨物運輸外，機器人還可以揀選、包裝和碼垛物品，從而大大簡化履行流程。

●“協(xié)作機器人”現(xiàn)在與人類人員一起工作，增強他們的能力并防止疲勞和倦怠。

倉庫機器人技術(shù)解釋

除了技術(shù)進步之外，倉庫自動化日益受到重視的一個重要原因是倉庫工作對人類工人造成了損失。倉庫工作涉及舉重、伸展、彎曲和行走，有時還需要搬運重物。這項工作在 8 小時的輪班中會產(chǎn)生很大的壓力，而且倉庫工人很容易因重復(fù)性勞損或事故而受傷。

另一方面，機器人不會累——如果累了，他們所需要做的就是在電源插座旁邊充電。如果他們的關(guān)節(jié)拉傷，可以更換它們。彎曲、伸展和搬運重物不會造成身體風(fēng)險。理想情況下，您將能夠?qū)⒐と藦膲毫Υ笄铱赡苡泻Φ墓ぷ鳎ɡ缧遁d集裝箱）轉(zhuǎn)移到揀選和包裝等崗位，他們的技能仍然可以超越機器人同行。

為什么倉庫機器人如此受歡迎？

電子商務(wù)在過去幾十年的日益普及也推動了對倉庫機器人技術(shù)的需求。客戶不僅在線訂購更多產(chǎn)品，而且還要求更快的運輸速度。與此同時，倉庫和履行中心的預(yù)算并未增加以應(yīng)對這一增長量。這些現(xiàn)實意味著倉庫必須比以往更快地將產(chǎn)品從貨位運送到裝卸碼頭。

倉庫機器人技術(shù)使用軟件和硬件來改進操作，使履行速度更快、要求更低。例如，倉庫管理系統(tǒng) (WMS)可能注意到三種產(chǎn)品的訂單激增。然后，WMS 可以指示其連接的機器人以不擾亂現(xiàn)有操作的方式將這些物品重新放置在靠近裝卸碼頭的位置。當(dāng)需要完成這些訂單時，人類工人可以更快地挑選訂單或構(gòu)建托盤，因為他們不需要走那么遠。

倉庫機器人的類型

倉儲行業(yè)的最新進展意味著現(xiàn)在有幾種專門從事不同任務(wù)的機器人。這些范圍可以從檢查庫存水平到將貨物從一個地方移動到另一個地方。

●自動導(dǎo)引車 (AGV)

叉車或揀貨車需要人類司機，但 AGV 可以取代它們，使用嵌入式標記或先進的 LiDAR 導(dǎo)航倉庫，這是一種使用機器人通過記錄旋轉(zhuǎn)激光陣列的反射來接收世界的技術(shù)。

●自主移動機器人 (AMR)

AGV 可以使用軌道或傳感器在倉庫中導(dǎo)航，而 AMR 僅使用 LiDAR、紅外線或車載攝像頭等傳感器來繞行。因為這些機器人可以創(chuàng)建自己的路線，所以它們可以顯著提高效率。此外，他們可以智能地繞過障礙物，而不是停在原地。

●倉庫盤點無人機

飛行的無人機可以高速移動，而且它們足夠小，可以到達工人無法到達的地方。這一特性使它們成為庫存掃描等任務(wù)的理想選擇——它們可以飛到一個槽位，估計里面的材料量并自動更新庫存管理系統(tǒng)。

●空中送貨無人機 (UAV)

●無人機可以執(zhí)行與空中無人機相同的任務(wù)，但這些機器人由人類操作員控制，而不是自主導(dǎo)航。

●自動導(dǎo)引車 (AGC)

這種類型的機器人在本質(zhì)上與 AGV 相同，但 AGC 旨在承載更少量的物料。

●自動存儲和檢索系統(tǒng) (AS/RS)

AS/RS 機器人的設(shè)計考慮了移動性。在固定軌道上移動時，這些機器人使用起重機或升降機在倉庫過道中移動，并從它們所在的任何位置取回產(chǎn)品。這些通常與 WMS 一起使用。

●協(xié)作機器人（Cobots）

協(xié)作機器人區(qū)分了完全自主和人類控制之間的區(qū)別。他們中的許多人被編程為跟隨人類工人挑選各種訂單。其他人只是被設(shè)計成在人類也工作的區(qū)域自主工作——因為它們有先進的傳感器，碰撞的風(fēng)險很小。

●鉸接式機械臂

正如描述所暗示的那樣，這些機器人只是手臂，有時會連接到帶輪子的底座上進行運輸。這些可用于揀選物品、包裝物品、組裝部件、卸載集裝箱或構(gòu)建托盤。

●貨到人機器人 (G2P)：

通過貨到人，倉庫可以免除派遣員工從貨架上取貨的麻煩。相反，揀貨員留在同一個地方，G2P 車輛將物品交付給他們。

倉庫機器人的好處

從提高工人安全到改進庫存管理，許多公司都從倉庫機器人技術(shù)中受益。事實上，擁有機器人基礎(chǔ)設(shè)施的倉庫通常比那些沒有采用這種技術(shù)的倉庫更具競爭優(yōu)勢。倉庫機器人技術(shù)的主要優(yōu)勢包括：

●提高了工人的安全性

機器人幫助舉起重物，并最大限度地減少工人步行長途跋涉的需要。此功能有助于降低工作中重復(fù)性壓力傷害的風(fēng)險。

●提高生產(chǎn)力

倉庫機器人可以幫助工人將庫存轉(zhuǎn)移到集中區(qū)域進行揀選，從而更輕松、更快速地組裝托盤或單個訂單。

●優(yōu)化存儲

一些機器人可以從人類工人無法到達的區(qū)域存儲和檢索庫存（通常通過物理移動倉庫貨架）。這一優(yōu)勢意味著倉庫可以將貨架堆放得更緊密，從而增加存儲空間。

●自動補貨

機器人可以處理經(jīng)常重復(fù)的工作，包括將庫存從緩沖庫存區(qū)轉(zhuǎn)移到倉庫槽位，讓工人有更多時間挑選和包裝訂單。

●招聘

當(dāng)您在倉庫中購買和使用機器人時，您的企業(yè)可能會成為一個更具吸引力的工作場所，并吸引更多的求職者。

哪些行業(yè)使用倉儲機器人？

幾乎每個行業(yè)都可以使用倉庫機器人技術(shù)，但在某些領(lǐng)域采用率增長更快。如前所述，在線零售正在快速實施機器人技術(shù)。例如，截至 2019 年，亞馬遜在其倉庫中運行了超過 20 萬臺機器人，其他電子商務(wù)巨頭也迅速效仿。例如，據(jù) TechCrunch 報道，從 2021 年開始，沃爾瑪將在其 25 個配送中心增加自主機器人。

其他采用機器人技術(shù)的行業(yè)包括食品和飲料行業(yè)，該行業(yè)依靠快速準確的處理將易腐爛的物品迅速送到消費者手中。汽車行業(yè)是最早利用機器人技術(shù)的行業(yè)之一，將其用于裝配線上，現(xiàn)在這些公司正在迅速實現(xiàn)其運營的其他方面的自動化。最后，制藥公司要求其供應(yīng)鏈極其精確，需要跟蹤他們生產(chǎn)的每顆藥丸的來源和歷史，他們越來越依賴機器人來幫助他們達到這些標準。

倉庫機器人用例

我們已經(jīng)大致談到了機器人可以在倉庫中完成的任務(wù)。現(xiàn)在，讓我們縮小范圍。重要的是要知道機器人是專家——專為采摘而設(shè)計的機器人可能不會擅長運輸或交付。機器人可以完成哪些任務(wù)？

●揀選

倉庫機器人可以比人類工人更快地穿過倉庫并選擇更有效的路線，從而使他們能夠更快地完成訂單。

●排序

機器人使用計算機視覺系統(tǒng)與傳送帶和機械臂相結(jié)合來識別產(chǎn)品并將它們運送到適當(dāng)?shù)南渥雍蛡}庫槽位。這項任務(wù)是機器人可以執(zhí)行的最復(fù)雜的任務(wù)之一。

●上貨和下貨

較新的機器人，例如波士頓動力公司的 Stretch，旨在使用手臂和計算機視覺系統(tǒng)對卡車進行物理裝載或卸載。

●碼垛和卸垛

同樣，機器人可以使用這些相同的系統(tǒng)來裝載托盤或分解托盤。得益于人工智能，機器人可以根據(jù)裝載的產(chǎn)品構(gòu)建托盤，以實現(xiàn)最大的穩(wěn)定性和保護。

●打包

一些機器人可以使用專門的四肢和抓手將物品放在盒子或袋子里。他們還可以自動計算容納特定物品所需的盒子大小。

●運輸

一些機器人旨在通過自動將箱子或托盤從倉庫的一端移動到另一端來代替叉車。

●送貨

一些先進的機器人采用自動駕駛汽車（通常比乘用車?。┑男问?，將貨物從倉庫運送到消費者手中。幾家雜貨店和電子商務(wù)公司已經(jīng)試行了這種方法，但目前僅在少數(shù)幾個城市可用。

●補貨

無人機等機器人可以感知庫存水平何時過低，促使 AGV 自動補充適當(dāng)?shù)南渥印?/p>

倉庫機器人如何在倉庫中導(dǎo)航？

安全是倉庫中的重中之重。隨著重達數(shù)噸的自動機器人四處游蕩，必須確保這些車輛有安全的方式避開工人和其他設(shè)備。

●軌道交通

軌道是機器人在設(shè)施中導(dǎo)航的最簡單方式。通過跟隨安裝在地板上的軌道，機器人不會偏離軌道并導(dǎo)致其他問題。

●有線導(dǎo)航：

機器人使用傳感器來檢測安裝在地板下的電線的電磁電流。機器人仍然不能偏離它的路線，但是移除導(dǎo)軌可以避免工人被絆倒的危險。

●基于磁帶的導(dǎo)航

類似于有線導(dǎo)航，機器人遵循磁帶產(chǎn)生的磁場。由于膠帶比電線或?qū)к壐菀装惭b，因此在必要時更容易重新布置機器人。

●基于標簽的導(dǎo)航

在這種方法下，機器人按照一系列類似于二維碼的標簽進行導(dǎo)航。這些幫助機器人對他們所在的位置和他們正在看的東西進行分類，將它們理解為門、架子、托盤、箱子等等。

●基于激光的導(dǎo)航

激光是基于標簽的導(dǎo)航的重要組成部分，但激光也可以獨立使用。使用激光掃描儀的工人可以在倉庫中走動以創(chuàng)建 3D 地圖，機器人稍后可以使用該地圖來引導(dǎo)自己。

●基于視覺的導(dǎo)航

基于視覺的導(dǎo)航系統(tǒng)是一個包含激光的類別，但也包括光度相機。換句話說，一些機器人可以使用結(jié)合了圖像識別的數(shù)碼相機在環(huán)境中引導(dǎo)自己。

●地理指導(dǎo)

在某些情況下，機器人可以通過使用裝載環(huán)境中的地標來定位自己，例如裝載碼頭或特別標記的貨架和墻壁。這些地標有助于引導(dǎo)配備地理導(dǎo)航的機器人。

●激光雷達（光探測和測距）

LiDAR 是自主機器人領(lǐng)域的最新技術(shù)——傳感器每秒向各個方向發(fā)射數(shù)百次激光，以創(chuàng)建一個“點云”，將自身解析為倉庫的完整地圖（加上移動障礙物，如工人和其他機器人。）

倉庫機器人的歷史

倉庫機器人的歷史比較短。1961 年，通用汽車公司成為第一家安裝倉庫機器人的公司——一種名為 Unimate 的機械臂，用于從壓鑄機中取出零件。

直到 21 世紀初，在軌道或電線上運行的預(yù)編程手臂和車輛代表了“最先進”的倉庫機器人技術(shù)。那段時間發(fā)生了三件事：首先，功能強大的計算硬件變得更加實惠。接下來，機器人設(shè)計人員開始將這種硬件與先進的傳感器結(jié)合使用。這使得機器人能夠?qū)崟r進行圖像識別，這是邁向自主的第一步。最后，DARPA 等軍事組織對自主概念產(chǎn)生了興趣，并開始為能夠創(chuàng)造自主車輛和機器人的組織發(fā)起挑戰(zhàn)。

這些進步最終從實驗室滲透到工業(yè)領(lǐng)域，從而創(chuàng)造出可以在倉庫中導(dǎo)航而不危及人類或建筑物本身的機器人。

倉庫機器人趨勢

在過去幾年中，由于技術(shù)突破、在線購物的日益普及以及客戶對快速交付的期望不斷提高，機器人的使用呈爆炸式增長。因此，許多新型機器人系統(tǒng)獲得了關(guān)注。

例如，大多數(shù)倉庫機器人只執(zhí)行一項功能，但公司現(xiàn)在正在試驗多用途機器人。企業(yè)現(xiàn)在可以購買一臺機器人來執(zhí)行多項操作，例如揀選、裝載、包裝和拆包，而不是為多項工作購買各種機器人。

最后，公司希望確保他們能夠增加人力資源并防止訓(xùn)練有素的員工因倦怠而離職。G2P 機器人和協(xié)作機器人是這一趨勢的最新例子。G2P 機器人旨在防止工人每天步行數(shù)英里穿過倉庫，而協(xié)作機器人則跟隨人類工人并幫助他們完成工作。例如，人類可能會將物品交給機器人，然后機器人將物品打包并堆放在托盤上。

使用倉庫機器人技術(shù)和軟件快速提高效率

倉庫機器人似乎是一項昂貴的投資，但它們能夠在這種環(huán)境中執(zhí)行許多不同的任務(wù)而不會感到疲倦或受傷。使用這些系統(tǒng)可以幫助公司消除重復(fù)性和危險的任務(wù)，同時提高效率、生產(chǎn)力和收入，從而提供顯著的競爭優(yōu)勢。

當(dāng)機器人與領(lǐng)先的供應(yīng)鏈管理解決方案搭配使用時，企業(yè)可以實現(xiàn)更多流程的自動化，并提高整個倉庫的效率。通過使用機器人，公司可以在不手動檢查庫存水平的情況下補充庫存。它可以通過將產(chǎn)品移動到工人所在的位置而不是相反的方式來提高倉庫生產(chǎn)率。一旦您的操作達到一定規(guī)模并且您擁有合適的系統(tǒng)，機器人通常會證明前期投資是合理的。

倉庫機器人技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進步。一開始，倉庫機器人被固定在地板上，只能執(zhí)行最簡單的預(yù)先計劃好的動作。隨著時間的推移，倉庫機器人首先獲得了移動能力，然后獲得了自主權(quán)。盡管機器人可能永遠無法真正控制倉庫，但倉庫管理軟件和機器人技術(shù)現(xiàn)在可以協(xié)同工作以增強人類的工作量和規(guī)劃能力，從而使倉庫更安全、更快速、更高效。

倉庫機器人常見問題解答

倉儲機器人是如何工作的？

倉庫機器人旨在通過執(zhí)行從揀選和碼垛到運輸?shù)母鞣N任務(wù)來增加人力勞動。雖然有些是完全自主的并通過 LiDAR 和激光傳感器導(dǎo)航，但其他一些則使用軌道或磁帶并且僅限于設(shè)定路線。

一個倉儲機器人要多少錢？

倉庫機器人并不便宜。自動化倉庫通常至少要花費 100 萬美元，每輛車的價格約為 20,000 美元。同時，更廣泛的實施可能花費超過 2000 萬美元。然而，機器人可以提供快速且可觀的投資回報。

機器人有哪四種類型？

固定式機器人停留在一個地方，但通常配備有用于分揀或碼垛的鉸接式肢體。

軌道引導(dǎo)機器人使用軌道、電線或磁帶來引導(dǎo)自己從一個地方到另一個地方。這些機器人不是高度自主的，通常用作運輸系統(tǒng)。

激光制導(dǎo)機器人使用激光、標簽和地理制導(dǎo)在倉庫內(nèi)定位自己。這些機器人具有高度自主性，但可能仍然難以識別和避開人類工人。

配備 LiDAR 的機器人可以使用高分辨率掃描儀高度自主地在倉庫中導(dǎo)航，避開障礙物，跟隨人類工人并在他們出現(xiàn)時識別新任務(wù)。

亞馬遜倉庫機器人如何工作？

2012 年，亞馬遜通過收購一家名為 Kiva Systems 的公司，在機器人技術(shù)的旅程中邁出了一大步。這些機器人使用開瓶器起重設(shè)備來實際舉起和運輸倉庫貨架，根據(jù)當(dāng)前客戶需求重新配置環(huán)境以實現(xiàn)最高效率。