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文獻標識碼：B文章編號：1003-0492（2024）07-074-04中圖分類號：TP24

★梁占鵬，高澤，劉樂，陳佳梁，錢陽陽（北自所（北京）科技發展股份有限公司，北京100120）

近些年來，5G技術的應用創新層出不窮，在傳統制造業領域更是尤為突出。作為新一代移動通信技術，5G技術既切合了傳統制造企業智能制造轉型對無線網絡的應用需求，又滿足了工業網絡環境下設備互聯和遠程交互的應用需求。從倉庫管理到物流配送均需要廣覆蓋、深覆蓋、大連接、低功耗、低成本的通信技術，5G網絡能很好地滿足這類需求。

自動化立體倉庫是物料搬運、倉儲科學的一門綜合科學技術工程，它以高層立體貨架為主要標志，以成套先進搬運設備為基礎，以先進的計算機控制技術為主要手段，高效率地利用空間、時間和人力進行出入庫管理。把自動化立體倉庫技術應用到貨物流通領域中，能極大地提高貨物流通效率，減輕工作人員的勞動強度。

下面以某項目為例，介紹5G技術賦能AMR在倉儲物流系統中的應用。

1　總體方案

某倉儲物流系統是以自動化立體倉庫為核心，包括貨架系統、堆垛機系統、托盤輸送系統、AMR智能搬運系統、WMS系統、WCS系統等部分，實現貨物的自動輸送轉運、自動入庫倉儲、自動出庫配發的自動化物流流程。

1.1　總體規劃布局

總體規劃布局如圖1所示。

圖1 總體布局圖-AMR運行區域展示

本項目AMR運行區域約1200平方米，為2F立庫和2F2~6車間之間的連廊，主要由AMR潛伏式機器人在5個車間和立庫之間實現貨物或材料的周轉和入出庫作業。

基于目前立庫和廠房的布局以及連廊的搬運流程，本項目采用RCS和AMR潛伏式機器人，實現各車間和立庫之間物料的自動化搬運，提升了車間之間的內物流效率，實現了車間內的人力降本和作業規范。

1.2　AMR定制項

AMR外形圖如圖2所示。

圖2 AMR外形圖

（1）AMR車體載重和高度根據需求定制，車身搭載5G智能模塊，如圖3所示。

圖3 5G智能模塊

針對傳統移動機器人采用Wi-Fi遠控信號時延大、穩定性差以及覆蓋弱等弊端，AMR潛伏式機器人推出搭載高性能工業級5G無線模組的5G系列，可適應更復雜、更嚴苛的工業場景。

（2）支持不同運營商的5G網絡

全網通，支持中國電信、中國移動、中國聯通等運營商的通信網絡，支持SA/NSA網絡選擇，幫助客戶靈活接入不同的5G模式網絡。

（3）高性能工業級5G無線模組

5G無線模組無線理論下行速率可達2Gbps，上行速率230Mbps，具備低延時、高帶寬、大連接傳輸等特性，能帶來更寬廣的網絡覆蓋性、更穩定的網絡連接以及更高效的數據傳輸，極大提升了移動機器人在數據漫游環境下運行的穩定性。

（4）5G網絡+移動機器人，強強聯合，高效穩定

本項目采用的移動機器人為5G定制版，AMR運行區域覆蓋關聯中國移動5G專用網絡資源，共關聯5G基站2個、共享式UPF設備2套。

通過高速5G通信網絡進行數據信息交互，數據鏈接更加穩定，在多車間、跨廠房的AMR搬運作業中，極大地減少了由于網絡漫游造成數據丟包及平臺失聯，提高了AMR在網絡環境下運行的穩定性。

1.3　AMR搬運布局展示

立庫前由于空間原因只能走單通道，所以設置幾個避讓點，如圖4所示。車間前的連廊可以設置三個通道，每個車間前有一個入口和出口，如圖5所示。

圖4 立庫前搬運布局

圖5 車間前搬運布局

1.4　滿托出庫、返空、余托回庫AMR搬運流程

（1）上層WMS系統下發滿托出庫任務給RCS系統，包括起始點位和終點點位，RCS系統調度就近AMR前往立庫前的等待點。

（2）RCS系統反饋是否可以進入信號給立庫WMS系統，WMS系統檢測到立庫出口有滿托盤并反饋給RCS系統可以進入。

（3）RCS系統調度空閑AMR進入，舉升托盤并搬運至目標點位即車間的入口。

（4）AMR前往車間入口前的等待點，流程同（2）。

（5）AMR釋放掉執行其他任務或者前往暫存區暫存或者去充電。

（6）若產生空托盤，待疊盤機疊盤之后，車間輸送線WCS系統下發反空任務給RCS系統，RCS系統調度AMR將空托盤搬運至立庫。

（7）若產生余托，則由人工使用終端和手持觸發搬運任務，搬運信號給到WMS系統，WMS系統下發給RCS系統，RCS系統調度AMR將余托返回至立庫。

1.5　AMR功能特性

（1）自主定位導航，采用慣性導航、視覺導航、SLAM導航（開角：260°）等技術實現精確定位。

（2）柔性運動控制，采用雙輪差速驅動，支持前進、后退、旋轉等運動控制，運動過程平滑柔順。

（3）智能電源管理，支持多等級電量閥值控制，低電量時自主充電，完成充電后自主返回工作。

（4）多重安全防護，支持前遠距離檢測、前近距離檢測、前/后碰撞檢測、前/后急停按鈕等多級安全防護，實現安全可靠的運動控制。

（5）大型貨物搬運，支持1500kg貨物舉升、搬運、旋轉、下放。

（6）設備狀態指示，通過狀態指示燈、顯示屏、提示電量、設備狀態等。

（7）無線網絡通信，兼容5G網絡通信和Wi-Fi，網絡覆蓋區域無障礙運行。

2　物流流程

2.1　外來品入庫流程

外來品到達站臺后人工碼垛在子托盤上（如已經帶子托盤則可跳過此部），并由人工搬運至檢驗區待檢，收貨過程中使用手持終端確認相關信息。

完成檢驗后，人工搬運至入庫口輸送機，放置于母托盤上并使用手持終端綁定相關產品信息及入庫信息，確認后系統自動開始入庫作業。

進入到立庫存儲的貨物（如外調成品、重量和尺寸合規的原材料等）由庫前輸送系統輸送至立庫站臺，由堆垛機插取后自動按照系統指定貨物放置貨物并反饋作業信息。

進入到樓庫的貨物（超重原材料等）由庫前輸送系統輸送至樓庫提升機提升至2、3、4、5層，2層貨物由AMR接駁，3、4、5層貨物由人工叉車對接。

超規超限貨物由人工使用電梯提升至3、4、5層進行存儲，系統記錄相關信息。

2.2　原材料供應車間出庫流程

系統下達原材料出庫指令后，立庫內原材料由堆垛機搬運至2層出庫平臺，樓庫內2層原材料由AMR自動取貨，3、4、5層人工使用叉車搬運至提升機內降至2層，由AMR自動取貨。

AMR接取后通過連廊搬運至車間2層對接口，由輸送機接駁后輸送至1層、2層供應口，顯示相關出庫信息，由人工使用叉車將子托盤從母托盤上插下使用并手動確認完成作業。

母托盤自動供應至成品入庫口，如成品入庫口已經有待命母托盤則輸送至疊盤機進行疊垛。

超規超限原材料由人工使用電梯進行搬運，系統記錄相關信息。

2.3　成品入庫及原料返庫流程

成品完成子托盤堆碼纏膜后，由人工使用叉車搬運至母托盤上并使用手持終端綁定相關信息，并確認入庫，系統自動將貨物通過輸送系統將托盤輸送至AMR接駁位，AMR將貨物搬運至立庫2層入庫站臺，堆垛機根據系統指令將貨物搬運至指定貨位并回傳信息，完成入庫作業。

當車間入庫口處沒有母托盤時，系統自動觸發母托盤補位作業，由拆盤機拆出一個母托盤供應至入庫口位置，若拆盤機內空置，則由立庫進行補充。

2.4　倉儲物流庫區和連廊各端貨物周轉

成品或半成品完成子托盤堆碼纏膜后，由人工使用叉車搬運至母托盤上并使用手持終端綁定相關信息，并確認貨物周轉信息，立體倉庫系統自動將貨物通過輸送系統將托盤輸送至AMR接駁位，AMR將貨物搬運至備用庫（2號、3號、4號、5號、6號車間）進行備用儲存入庫或周轉，堆垛機或AMR根據系統指令將貨物搬運至指定區域并回傳信息，完成入庫或周轉作業。

連廊各端車間貨物（半成品）周轉，WMS系統下達半成品周轉指令，通過各車間進出貨物端實現半成品調劑，半成品不進立庫。

2.5　成品發貨流程

系統下發發貨出庫指令，堆垛機根據指令將貨物搬運至一層出庫站臺，輸送系統將貨物輸送至出庫口并在顯示屏上顯示出庫信息，人工使用叉車將貨物取走并手動確認完成作業，母托盤自動疊垛，系統完成發貨。

2.6　異常處理流程

所有貨型檢測不合格或信息不匹配貨物原地退回處理。

3　應用前景

AMR在5G網絡環境下運行，配合低延時率、高時效、低功耗，搭配倉儲物流管理系統，提高了運行效率和使用效率，節省了占地面積。5G技術的發展為智能制造領域的應用提供了更好的網絡支持和通信保障。

伴隨著物流倉儲運輸智能化時代的到來，AMR相較于傳統AGV在技術、應用、自動化程度等方面具有更大優勢，越來越受到智慧物流領域的重視，因此5G技術賦能智能制造的發展已成為當今物流智能化研究的重點與熱點。

4　結束語

當前傳統行業的轉型可以看作是自動化升級和信息技術的融合提升，借助5G高速網絡，可以實現資源利用、生產效率和經濟收益的最大化，可以提升企業在生產、倉儲和銷售等方面的管理能力，實現所謂的智能制造，使企業在今天競爭激烈的環境下能獲得更好的優勢。

在工業制造方面，AMR機器人作為智能化的搬運工具，搭配5G技術提高了生產效率，實現了智能制造和自動化生產，完美地解決了生產車間到物流倉庫的倉儲和配送環節，更高效經濟地實現了“黑燈工廠”、無人化管理模式，推動了傳統行業的高速高質量發展。

作者簡介：

梁占鵬（1993-），男，內蒙古通遼人，助理工程師，學士，現就職于北自所（北京）科技發展股份有限公司，主要從事自動化物流系統的項目管理工作。

高　澤（1991-），男，內蒙古呼和浩特人，中級工程師，學士，現就職于北自所（北京）科技發展股份有限公司，主要從事自動化物流系統的項目管理工作。

劉　樂（1992-），男，北京人，中級工程師，學士，現就職于北自所（北京）科技發展股份有限公司，主要從事自動化物流系統的項目管理工作。

陳佳梁（1991-），男，黑龍江大慶人，中級工程師，碩士，現就職于北自所（北京）科技發展股份有限公司，主要從事自動化物流系統的設計工作。

錢陽陽（1996-），男，北京人，助理工程師，學士，現就職于北自所（北京）科技發展股份有限公司，主要從事自動化物流系統的項目管理工作。

參考文獻：

[1] 孫明, 王思元, 謝梓烊, 等. 面向智能物流的自主移動機器人(AMR)分析[J]. 大眾標準化, 2021 (6) : 151 - 153.

[2] 陳霏. 面向倉儲物流的AMR機器人視覺導航技術研究[D]. 太原: 中北大學, 2024.

摘自《自動化博覽》2024年7月刊