无人驾驶叉车正当时

[罗戈导读]许多观察家认为,自动叉车即将在仓库应用方面取得重大进展。那么,为什么无人驾驶工业叉车现在受到如此多的关注呢?谁在采用和实施它们?潜在买家在飞跃之前需要了解什么?

Driverless forklifts are now a thing无人驾驶叉车正当时

自动化和半自动化叉车在人力短缺的仓库中已经不再是一种新鲜事物。他们最终会成为常态吗?

By Toby Gooley

2012 年,我们的文章“让(叉车)给我们开车?”八年后,这些机器已经不再新奇,越来越多地部署在仓库中,以补充或取代人类叉车操作员。

还不清楚到目前为止已经售出了多少无人驾驶(也称为自动或机器人)叉车,但提供叉车的公司数量正在迅速增长。值得一提的是,一些世界上最大的叉车整车,如丰田,科朗,永恒力,凯傲,海斯特,雷蒙德和耶鲁,正在亮相;这些公司是创新者,但他们不会将资源用于新产品,除非他们确信会有巨大的长期需求。其他迹象表明,这种设备的前景强大是有许多收购行为,如Teradyne最近购买机器人叉车制造商AutoGuide Mobile Robots公司。

许多观察家认为,自动叉车即将在仓库应用方面取得重大进展。那么,为什么无人驾驶工业叉车现在受到如此多的关注呢?谁在采用和实施它们?潜在买家在飞跃之前需要了解什么?

POISED FOR A BREAK THROUGH? 在哪里突破?

为了本文的目的,我们将无人驾驶/自动/机器人叉车定义为配备货叉的工业叉车,可以执行以下操作:运输、提升、降低、放置和/或检索负载,要么在全自动模式下,无需人工操作,也可以采用半自动模式,由人工操作员与操作员一起工作。这些叉车是一种自动引导车辆(AGV),但该术语更常用于描述(但并不总是)没有货叉且仅提供水平运输的运输。我们避免使用"自主"一词,它不适用于本文中讨论的大部分设备。雷蒙德公司自动化解决方案产品经理Tiger Xu指出,自动驾驶汽车操作更加独立,"思考"并做出决策。

对自动叉车的兴趣正在增长,首先是因为美国劳动力市场非常紧张。失业率处于50年来的最低点,仓库和分拨中心正在努力雇佣和留住可靠、合格的员工。自动化可以帮助填补劳动力缺口,提供全天候持续、一致的性能。它还可以降低招聘和加入新工作人员的成本。好处:增加作业量不需要添加操作者。"自动化叉车的一些主要优势是其灵活性、可扩展性和可靠性,"徐说。"它们很容易向上或向下扩展;如果你想再增加20辆叉车,你只需在数据中编写代码,它们就能很快地像传统叉车一样完成同样的任务,"他说。

其次,自动化可以减少产品损坏,并减轻当今快节奏仓库中重复、体力要求高的任务对人体工程学的影响。第三,人工智能技术最近取得了长足的进步。如今,自动叉车可以定位指定的储物槽,准确检索或放置货物,在遇到障碍物或其他意外情况时停止并提醒人员,选择最有效的行驶路径,并记住空的库位和储物箱的位置。

"主管"软件控制任务分配和机器人叉车车队的移动。该软件通常与仓库管理系统(WMS) 交互,还可以与企业资源规划 (ERP) 系统和其他物料处理设备进行交互。一些叉车原始设备制造商已经开发了自己的导航和控制系统,而另一些则与专门的技术公司合作。后者的例子包括最近科朗叉车公司和JBT公司的联盟,以及雷蒙德公司和Seegrid公司之间的伙伴关系,Balyo和海斯特-耶鲁集团之间的伙伴关系,以及JBT和耶鲁之间的伙伴关系。雷蒙德的网关和全球远程信息处理的i-WarehouseGateway 总监John Rosenberger说,这种合作整合了双方针对具体领域的专业知识,并利用不同的方法来解决问题,使创新产品能够以更快的速度进入市场。

获得更广泛接受的一个关键因素是技术,该技术允许机器人叉车在不遵循嵌入在地板上的导丝、磁带、磁铁或转发器定义的固定路径的情况下运行。较新的制导技术包括激光、图像识别和位置传感器等方法,这些方法可测量距离、地图设施、存储数据以及根据叉车相对于"自然特征"(墙壁、机架和其他)的位置进行导航对象。根据技术的不同,只需很少或不需要额外的基础设施,因此可以轻松重新规划运行路线。

在目前可用的各种选项中,使用激光测量到物体距离的激光探测(光探测和测距)似乎在仓库和DC中获得了最大的动力。"还有其他选择,如视觉制导系统,但似乎比不过激光雷达,因为它的准确性和较低的实施成本,"海斯特公司机器人和自动化的销售经理卢米切莱托说。

此外,精密传感器的更广可用性和成本下降降低了最终用户的成本。耶鲁物料搬运公司机器人和自动化主管米克·麦考密克(Mick McCormick)表示:"以前,只有三班或四班制、小时工资率非常高的运营才能为自动化叉车项目找到理由。现在,更广泛的运营,包括那些只有几辆叉车,也可以得到投资回报。

不是每个人都愿意尝试无人叉车。例如,第三方物流服务提供商Kenco已经评估了自动叉车,但没有在任何DC中使用,创新与研发副总裁克里斯蒂·蒙哥马利说,他们确实很有希望,并指出传感器和物联网的进步提高了各种自动驾驶汽车的能力。此外,从无人驾驶叉车生成的新数据中收集的见解将改进决策。"但人们仍然担心安全性和为投资成本提供的能力,"她说。这项技术仍然是新的,因此从可用性的角度来看,仍有一些事情需要解决。

WHERE DO THEY SHINE? 它们在那里闪耀?

目前,全自动或半自动平衡叉车、窄通道叉车、高位前移式叉车以及高平台和低平台托盘车已上市。虽然自动叉车可以编程以执行许多任务 — 林德说,其"Matic"产品线涵盖"生产和存储设施中 80% 的处理任务",但它们并不适合每个环境或工作。OEM 专注于无人驾驶叉车可以提高生产率和准确性、减少伤害和损坏以及处理重复性、非增值任务的活动。其中包括:

  • 固定地点的水平搬运

  • 托盘搬运和输送

  • 料箱和物件的搬运和输送.

海斯特公司的米切莱托说,一些最终用户正专注于横向运输。他所看到的示例包括将托盘运送到制造区域或存储区,将货物从存储转移到装运,以及将货物从输送机和自动存储和检索(AS/RS) 系统运送到包装站。

Raymond 的 Rosenberger 认为,与拣选相比,接收和补充的自动化需求更大,这主要涉及常规流程,因此非常适合自动化,而拣选作业是一种需要灵活性的高速活动。他还看到制造/仓库工厂的混合采用,产品分批从生产线上下来,并进入附属仓库

麦考密克说,消费品包装以及食品和饮料制造和分销业务一直是耶鲁机器人叉车的最大用户。他看到一些试点的DC将进行有限的测试,然后考虑扩大规模,而一些客户地点已经做了"全面、完整、几乎'黑灯'的实现,"他说。这些操作继续手动装载和卸载卡车,但机器人叉车处理分拨中心内部的所有操作。一个少数的的工作人员支持机器人系统,并解决任何问题。他指出,完全机器人运转的设施往往24/5或24/7工作,有两个以上班次。

POINTS TO PONDER 关注点

Who sells them? 谁参与无人叉车了?

AutoGuide Mobile Robots

BHS Intralogistics

Crown Equipment Corp.

Hyster Co.

Jungheinrich

Hyundai

JBT Corp.

Linde (Kion)

Otto Motors (Clearpath Robotics)

The Raymond Corp.

Seegrid

Toyota Forklifts

Transbotics (Scott)

Vecna Robotics

Yale Materials Handling Corp.

正在着想试用无人叉车?这是一个传统操作模式的飞跃,有许多复杂的问题需要考虑,这里是一些关键项:

  • 确定步骤的优先级。一再提出一条建议:"不要只是自动化您当前流程。先优化,然后自动执行。在罗森伯格看来,这可能是最重要的建议。他强烈敦促那些计划引入无人驾驶叉车的人"按这个顺序连接、优化,然后实现自动化"。通过"连接",他指的是使用远程信息处理和车队管理系统来获取有关叉车活动的准确基线数据,然后可用于改进当前运营。他说,这一步骤将帮助用户在他们希望自动化解决的问题上取得重大进展,腾出资金用于项目,同时帮助确定真正需要自动化的地方,并产生投资回报(投资回报)。

  • 成本合理性。根据一些支持者的说法,两年甚至更短的ROIs是可以实现的。但其他观察家警告说,总体成本可能非常高,因为最终用户必须考虑整个"一揽子"的成本,而不仅仅是新设备的成本。如果自动化有意义,但成本是一个问题,使用部分自动化设备或在自动化将具有最大好处的有限领域实施是选项。

  • 运行速度和效率。据一位OEM高管表示,自动叉车太慢,无法适应当今许多DC所需的快节奏和频繁枢轴。如果行驶速度、叉车数量和交通模式没有完美校准,还可能导致交通拥堵。此外,ANSI/ITDSF B56.5 AGV 安全标准适用于机器人叉车。另一位高管表示,这意味着它们需要比人工操作叉车更大的操作间隙。他说,在密集的操作环境中,可能需要小型叉车来维持所需的最小间隙。

  • 设备适应性。Kenco的蒙哥马利建议考虑自动叉车的"转换能力"——"当人类需要干预或它们只自主时,它们能否在困难情况下用作传统的升降机?(大多数制造商表示,他们的自动叉车可以轻松切换到手动模式。她还建议考虑叉车是否能适应动态的物理环境和产品概况。

  • 人类监督。一个团队应该包括来自最终用户、叉车经销商和系统集成商的经验丰富的项目经理。此外,米切莱托说,在每个机器人叉车实施中,至少需要一名项目或机器人主管。此人会处理例外情况,例如,如果导航系统出现问题,或者叉车因遇到障碍物(例如,覆盖叉槽的收缩包装)而停止运行。

  • 维护和技术支持。除了机械维护和修理外,还需要软件升级和更新。叉车经销商应该能够提供大部分的支持和服务,但在某些情况下,可能涉及导航技术提供商或系统集成商。他们都有本地支持吗?

  • 准备使用机器人。米切莱托说,在设施中的每个人都应该接受如何与机器人互动的培训,"即使是接待员和会计"。自动叉车的"道路规则"不同于传统车辆的准则;为了安全起见,必须明确界定它们。尽管自动叉车配备了传感器来防止碰撞,但人类是不可预测的,因此执行这些规则至关重要。在接受DC Velocity采访时,Fetch机器人公司首席执行官Melonee Wise建议,在与机器人互动的做法和不做操作的培训中,包括解释机器能做什么和不能做什么(例如,他们无法"看到"玻璃)。

  • 叉车操作的真实情况。麦考密克说,在机器人叉车从人工操作者接管之前,对叉车操作的精确基线图像是必备的。然而,根据他的经验,大多数设施在了解叉车操作员的确切工作方面存在差距。比如,操作员做的某些操作没有记录或包含在流程图中。例如,除了从卡车上卸下托盘并将其放入仓库等明显作业外,操作员还可能将托盘贴上标签或将拖车锁到月台上。麦考密克说,因为机器人叉车不能做这些事情,所以你得找个人来处理这些任务。

MORE THAN A MACHINE 远不止是一个机器

一个有效的自动化叉车项目需要认识到这些安装不仅仅是设备。相反,它们应该被作为复杂的解决方案来处理,包括设备、控制软件、无线通信、传感器、专用导航技术、系统集成和技术支持,有时还包括布局重新配置。最后,每个自动化叉车项目都将是独特而复杂的。精心准备,准确的信息,以及现实、"睁大眼睛"理解自动化能做什么和不能做什么,都是重要的成功因素。或者,正如耶鲁大学的麦考密克简洁地说:"不要做假设。

Driverless forklifts and the dock of the future 无人驾驶叉车和未来的月台

无人驾驶叉车可能不久便会很普遍,甚至无处不在。它们将如何与装载和接收月台进行交互?

一位专家表示,虽然自动叉车可以自行装载和卸载卡车,但如今的车型仍然缺乏必要的传感和识别能力。为了独自行动,机器人叉车需要能够识别月台的状态,例如拖车的存在和月台的位置,以及拖车的目的地或始发地,以便将货物与特定的进站和出站连接,说这个的是公司总裁迈克尔·伊斯特塔布鲁克(Michael Eastabrook),该公司为Serco和凯利月台系统的母公司Entrematic装载产品

Eastabrook说,实现这一点的第一步是部署必要的架构,以便在叉车和月台设备之间实现连接和数据交换,而如今用于装卸拖车的机器通常缺乏这种架构。接下来,叉车和月台设备需要具有可以传达其状态的传感器。 

Eastabrook 预测,随着完全自动化的实现,将有必要进行更高级的传感,包括检测异常。但他预测,装载月台周围的可变性(例如卡车高度和定位,以及拖车和托盘配置)将使完全自动化延迟5至10年。他补充说,解决这种复杂性可能需要人工智能(AI)或机器学习。

但在那之前?Eastabrook预计装载过程将是协作的,由一个人使用多个自动化设备。他预见了基于云的装卸月台软件,协调装载月台、仓库管理系统(WMS) 或企业资源规划 (ERP) 系统以及人工停靠助理之间的信息。装货月台应用程序将包含有关停靠位置状态的数据,例如月台的时间和存在、设备状态、拖车标识等。根据这些数据,WMS 会向月台位置派遣一辆自动叉车,在那里它将与人工操作员协作进行装载或卸载。他说,这种方法将为早期采用者创造合理的投资回报率,并在整个行业产生势头。

About the Author

Toby Gooley是一位自由撰稿人和编辑,专门从事供应链、物流、材料处理和国际贸易。此前,她曾是DC VELOCITY的高级编辑和DCV的姊妹刊物《CSCMP供应链季刊》的编辑。在 2007 年加入 AGiLE 商业媒体之前,她曾在《物流管理》杂志工作了 20 年,担任负责国际贸易和运输的主编和高级编辑。在此之前,她当了 10 年的出口经理。她拥有康奈尔大学亚洲研究学士学位。

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