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摘要：物流行業的發展在邁向未來的過程中必將逐漸走向智能化，這在倉儲管理領域中表現得尤為明顯。該文以倉儲物流系統為研究對象，從倉庫物資的出入庫、移庫和盤庫的智能化、無人化展開研究，引入自主移動作業機器人技術，并從倉庫物資自動識別、自動出入庫、貨位定位、門禁智動等進行智能倉儲物流系統的構建，進一步提高倉儲行業智能物流水平，提升效率、降低成本，構建一個部署靈活、集約型的智能倉儲系統。

關鍵詞：倉儲物流；自主移動作業機器人；智能倉儲

0引言

勞動強度大、重復性較強、危險大的復雜勞動都可由智能機器人來出色完成，但是，我國對專門從事物流工作的智能機器人的研究才剛剛起步。[1]“機器換人”已經深入到倉儲物流行業，但在倉儲系統實際應用中，由于每個倉庫的布局和作業內容存在差異，若在出入庫、移庫和盤庫等環節全部實現無人化管理，涉及布局改造、相關設備的聯動、信息化系統等投入的軟硬件成本較高，且各部分的信息交互和聯通也存在較多制約，因此本文將從針對如何更好地在智能倉儲物流系統中應用機器人進行研究，目的是實現當前智能倉儲物流系統柔性化和智能無人化的目標。本項目采用自主移動作業機器人（以下簡稱AGV，如圖1所示）。該機器人采用2D激光+IMU+視覺多傳感器融合的自然無軌導航，無須在通道地面貼標識，一鍵指令自動完成物資貨架快速精準的出入庫搬運，并且能夠實現多個機器人協作搬運，最高速度可達1.5m/s，自主充電，24小時待命，并具備多層安全檢測和聲光警示功能，自主避障，實現黑燈作業。可以滿足目前各類倉儲企業無人智能化倉儲系統的快速建設和個性化業務需求。

1智能倉儲物流系統設計研究

1.1自主移動作業機器人

自主移動作業機器人，可通過自身內部和外部傳感器感知周圍環境信息，根據任務和目標位置，自行規劃行走路線，同時在行走過程中實現避障或繞障，最終完成精準定位執行作業任務，在物流應用中，也普遍被稱為AGV（自動引導小車）。盡管目前智能倉儲機器人的概念非常火爆，但是行業內并沒有形成標準的定義。從物流領域應用的機器人實現的功能來看，主要包括搬運、拆垛、碼垛、揀選、分揀等作業，因此智能倉儲機器人也可以視為以上不同類型物流機器人的總稱。[2]倉儲物流通常是指利用自己修建或租用他人的庫房和場地，對商品進行保管、儲存、配送及裝卸搬運。物聯網是指通過各類信息傳輸感應設施，按照約定的協議，根據需要實現物品互聯互通的網上連接，最終實現物品與運送物品流通的網的相互連接，將相關信息進行連接、溝通并交換，從而實現物品管理、識別、監控、定位和跟蹤的智能網絡系統。自動控制、智能信息管理、數據挖掘、智能機器人堆碼垛、移動計算等技術是物聯網在倉儲物流領域的主要應用。[3]人們迫切需要一種低錯單率和低人工成本，同時提高倉儲系統的整體運轉效率的新型智能自動化倉儲物流。在這樣的背景下，以倉儲物流機器人代替人工進行揀選工作的智能倉儲系統應運而生，而智能倉儲系統中如何有效地對倉儲物流機器人進行調度，使其高效地完成訂單任務，成為智能倉儲系統能否最終實現的關鍵問題。

1.2智能倉儲物流機器人系統設計

根據目前智能倉儲信息化、無人化和智能化應用需求，設計一種智能倉儲系統，如圖2所示系統構成圖，其包括貨架單元、門控單元、自主移動作業機器人、視頻監控單元和綜合控制單元。貨架單元：設有貨物感知傳感器，識別貨架的貨物狀態。自主移動作業機器人（以下簡稱AGV）：采用激光自主導航+視覺伺服自主完成貨架的搬運。門控單元：設有聯動控制器。視頻監控單元：內嵌目標識別算法。綜合控制單元：通過無線網絡獲取和聯通各單元，執行控制和調度AGV作業任務和倉庫數據更新及用戶管理（出入庫、盤庫、報警和信息分享）。通過貨架貨物感知傳感器來識別貨架上貨物狀態，通過無軌導航AGV及其視覺感知模塊來識別和自主搬運對應的貨架并搬運到目的地，通過門控單元和視頻監控單元上的感知傳感器識別倉庫內工作狀態，響應和監管AGV搬運貨架作業的進出庫聯動和狀態數據，通過綜合控制單元控制和調度。

1.3智能倉儲物流機器人系統業務流程

如圖3所示，倉庫管理人員通過PC/呼叫終端下發貨架搬運任務，綜合控制單元接收任務指令后，通過其倉儲信息管理模塊收集貨架單元上貨物的狀態信息，確定狀態信息后，綜合控制單元內任務調度模塊根據AGV的狀態（位置、工況）信息，給AGV下發搬運貨架的作業任務。接收到綜合控制單元下發的任務后，對應的AGV根據作業任務，自動規劃搬運路線，并將搬運路線回傳到綜合控制單元，再由綜合控制單元輸出給門控單元，控制對應的門控單元控制門的開啟。視頻監控單元，實時監測倉庫貨架、門、AGV和人員及其他目標的動態信息，并記錄回傳到綜合控制單元，這一過程中對異常圖像信息進行識別告警。本系統通過智能無軌AGV實現倉庫柔性快捷部署，通過與倉庫物資、自動化設備的智能聯動，實現倉庫管理的無人化和智能化管理，滿足了目前各類倉庫智能倉儲系統的應用需求。

2智能倉儲物流系統優化未來發展方向

隨著科學技術的進步和市場的不斷發展，智能機器人在未來物流的各個領域中的應用范圍和規模都將不斷擴大；智能機器人技術的發展將會隨著競爭和需求而不斷進步。未來，在物流領域如何不斷提高效率，節省更多的時間成本到主流事務上去，必將成為各個企業和公司的一個痛點。2020年，國內的自動化物流系統市場規模預計將超過1000億元，未來幾年行業增速有望保持15%以上。智能倉儲機器人很好地證明了人工智能的無限可能性，因此，智能倉儲機器人在未來的發展前景將不可估量。

2.1智能倉儲機器人系統成本的優化

智能倉儲機器人系統內硬件設備占據了企業投入的重要份額，其中包括前期的產品系統采購，后期的運營成本投入，對一般的中小倉庫企業帶來巨大的資金成本投入壓力，因此對于上游的機器人企業要不斷降低機器人的制造和使用成本，為倉庫使用企業進行減負；同時中小倉庫企業要努力做好倉儲標準化和規范化，從倉儲管理理念和制度上不斷規范倉儲管理，對城區域倉儲需求少的中小倉庫企業，企業之間建立聯合倉儲集散基地，做模塊化智能化倉儲管理基地，一方面減少智能倉儲機器人的定制化設計成本，最大化提升智能倉儲機器人使用價值，使其工作飽和；另一方面也減少倉庫之外的物流運輸成本，這樣也會加快整個區域的智能倉儲物流大系統的建設。

2.2智能倉儲機器人系統運維人才培養

智能倉儲機器人系統的后期使用維護是目前機器人企業和倉庫管理企業共同面臨的挑戰，由于智能物流系統具有動態性、不可預見性等諸多特點，因此在倉庫實際使用中，會出現諸多問題，如機器人突然失去連接，不能運行或出現異常工作等問題，再因智能倉儲物流機器人涉及機、電、光、熱和算法等多學科交叉綜合知識，導致一般的倉庫管理人員無法獨自完成機器人的運維工作，給智能倉儲物流系統的普及和發展帶來一定的阻力，因此加大對智能倉儲機器人系統的運維人才隊伍的培養具有重大意義，尤其是倉儲行業在職人員和相關專業的高校學生成為未來智能倉儲機器人系統重要支撐力量。

2.3智能倉儲機器人系統信息通道融合

智能倉儲機器人是智能倉儲物流系統的核心，需要和倉車內所有的物資、貨架、門禁、碼垛機、掃描設備等進行信息聯通和任務調度，目前的倉庫自動化設備很多通信協議、接口和信息化系統很難實現互通，導致機器人廠家需要全盤打通信息，一方面影響效率，一方面導致系統內環節的不穩定和不可控因素的增多，因此打造一個智能倉儲物流系統，需要一個統一物聯的網絡環境，同時設備商之間要共同打造統一標準。

3結論

智能倉儲物流機器人的運用極大提升了倉儲配送物流的作業效率和準確性，本文為其適于各類倉儲布局和貨物搬運調度管理等應用需求，研究設計基于自主移動作業機器人的智能倉儲物流系統，同時提出未來智能倉儲機器人的發展方向，隨著物流市場的不斷發展和技術的不斷進步，機器人必然會得到廣泛的運用，機器人的發展將會隨著競爭和需求而不斷進步，對整個倉儲物流行業的發展有著深遠的影響。

參考文獻：

[1]傅雅男，李朝敏.淺談物流視角下的智能倉儲機器人的運用與改進[J].商場現代化，2018（23）：77-78.

[2]任芳.新型智能倉儲機器人及其應用[J].物流技術與應用，2018，23（8）：80-83.

[3]徐云春.物聯網技術在倉儲物流領域的應用分析與展望[J].中國市場，2016（32）：140-141.

作者:曽驥 韓巍 單位:浙江大學濱海產業技術研究院