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★浙江國自機器人技術股份有限公司

1　背景

意大利美食享譽全球，食品行業是意大利最重要的產業之一。國自食品行業智能倉儲搬運解決方案落地意大利，以超百臺物流機器人為核心，采用柔性、智能、高效的智能倉儲物流新模式，相關產品及系統均通過CE認證，安全可靠有保障。

該意大利客戶是一家集農業種植、生產加工、包裝運輸于一體的制造商，在全球智能倉儲高速發展的背景下，致力打造全新食品生產智能倉庫。國自為其提供的智能倉儲搬運解決方案，以潛伏頂升搬運機器人Ants A3和Slim堆垛機器人為核心，實現托盤和料箱在存儲區間、輸送線、揀選工位的自動化流轉，替代人工作業，助力傳統食品行業運行模式智能升級。

2　項目實施與應用

食品生產行業普遍存在倉庫食品種類多、業務邏輯復雜和效率提升較難的特點，在和客戶數十輪的溝通、探討后，國自為其定制了軟件，創新采用動態庫位管理和動態路線規劃，以支持不同類型機器人的聯合協同作業，使倉儲搬運更加智能，有效應對復雜環境。

國自智能倉儲搬運解決方案根據客戶上層業務系統（WMS）下發點到點搬運任務給機器人REX系統，機器人完成任務后主動反饋完成信號給上層業務系統（WMS），形成任務閉環。

在現場作業區域中，潛伏頂升搬運機器人ANTS 03將滿載的周轉箱、食品包裝盒材料運輸至指定區域完成揀選、運輸、清洗等工作，Slim堆垛機器人搬運裝滿包裝盒材料的托盤和質檢完成的食物成品托盤實現運輸、出庫的效率提升。

潛伏頂升搬運機器人ANTS 03底盤系統采用全新浮動式底盤懸掛設計，能適應不同的地面情況；運用連桿式頂升結構，頂升速度快、效率高；具備可旋轉式托盤，能夠實現托盤不同角度換向，支持先將貨物旋轉到指定方向，再完成卸貨動作。

Slim堆垛機器人相較于傳統叉車具有更小的車身底盤系統，更小轉彎半徑，在窄巷道倉儲環境下有更好的運動表現；驅動輪采用立式舵輪，三相異步行走電機與伺服轉向電機結合，實現更高的控制精度與轉向角精度。

解決效率問題的同時，安全始終是第一位。國自的各款搬運機器人均具有完備的異常防護機制：

（1）觸邊防護：碰撞到物體后機器人能夠立即制動，防止造成事故。Slim堆垛機器人還具有叉齒防撞機構，在叉齒側提供接觸式防護。

（2）安全激光360°安全防護：若物體處于避障減速區域，機器人會進行減速動作；若物體處于急停區域內，機器人會立即停止。

（3）當機器人出現任何異常情況（如地面打滑導致走偏，定位環境極差導致定位置信度低等）后，會立刻聲光告警，停止各機構運動，以確保安全。排除異常問題后，可通過清錯按鈕清錯，使機器人恢復執行任務。

3　應用創新性

在該意大利食品行業項目中，國自搬運機器人負責從清洗區域到混合生產線的蔬菜搬運，以及從混合生產線到包裝區域的空箱搬運等任務；通過解決如下難點，在滿足生產工藝要求的基礎上大幅提升了搬運效率。

（1）為滿足入庫時每個分組訂單的物料按照指定順序（例如ABCD）從外往里排列的需求，每個組訂單取完貨之后，系統會確認同組訂單中前一個訂單是否完成，控制機器人在緩存區等待或觸發變更目的地的流程，以保證物料順序入庫。

（2）由于現場空間限制，部分庫位沒有獨立的出口，形成至少4行為一組的網狀結構。機器人路徑規劃時，采用動態權重計算，根據庫位的使用情況靈活調整路徑，確保物料按照規定的順序入庫。如果目的地不可抵達，系統會觸發變更目的地的邏輯，以確保生產流程的連貫性。采用“空車穿庫”，以確保機器人在取貨時效率的最大化，即便在庫區繁忙時也能快速獲取所需物料。

（3）滿足該項目對搬運機器人的環境運行和搬運能力的特殊要求。首先，搬運機器人在零下幾度的低溫且高濕度的環境下長期穩定運行；其次，ANTS 03在背負高料箱（package區域加上門架高度為2.2m）運行平穩的前提下，保持了較高的過程精度對接輸送線，多車對接輸送線過程精度保持在±10mm以內。

國自智能倉儲搬運解決方案融合集群調度系統、智能路徑規劃算法和自適應安全防護機制，可有效解決機器人運行過程中“效率”“交通”“安全”三大核心難題。

（1）集群調度系統

·采用運籌優化和深度學習等技術，將全場機器人和待分配任務作為輸入源，以代價最小作為優化目標來進行機器人調度管理，有效提高機器人的整體利用率。

·綜合考慮地圖中路線的有向性、庫位黑白名單、機器人狀態是否可用、機器人電量、機器人是否可以到達指定任務點等實際情況；根據實際搜路距離與優先級的比例折算后進行任務指派。

·當前已有任務的機器人也可參與指派，支持卸貨機器人卸完貨再取貨，避免機器人長距離接任務。

·當某個區域機器人不足時，系統可調配其他區域的機器人進行支援，確保各區域任務處理高效、均衡。

（2）智能路徑規劃算法

·結合高精度多傳感器（激光雷達、攝像頭等）采集數據，對機器人類型、載具類型、各路段載具可通過性和載具方向要求等影響要素集成計算，動態決策機器人最佳運輸路線。

·可以根據現場交通擁堵情況動態調整路徑，控制交通均衡并預防死鎖和碰撞，確保機器人安全高效運行。

·支持對配置的限制通行或禁止通行區域進行交通管制，滿足現場部分區域封閉檢修等需求。

（3）自適應安全防護機制

·采用類人駕駛思維，通過安全傳感器獲取周圍障礙物特征，根據障礙物距離自適應減速和停車，完全摒棄傳統的手動配置安全防護機制，將安全防護配置從繁瑣、易錯、不靈活、減速不平穩的困境中徹底解放出來。

·支持立體安全防護，包括庫位高高度安全自適應、高高度安全轉彎點自適應和近地面低反物體的安全檢測，適應各類業務場景。

·安全防護范圍自適應不同尺寸、不同形狀的載具。

4　效益分析

截至目前，該項目機器人搬運已覆蓋生產物流流程的85%，并已穩定運行18個月，以運行高效率和低故障率贏得了客戶的好評。本項目的整體產品出庫量是傳統食品行業的2~3倍，運行效率提升80％。

5　項目意義

國自智能倉儲搬運解決方案在大幅提升倉庫搬運效率，加速食品生產流程運轉的同時，確保安全健康的生產及作業過程和環境。國自出品的機器人及相關系統均通過CE標準認證，助力客戶提速的同時亦充分保障產品品質和安全，保證消費者、工作者處于安全健康的產品環境中。

精彩觀點

浙江國自機器人技術股份有限公司總裁 王文斐

記者：國自主要為物流倉儲領域提供哪些產品、技術和解決方案？為用戶解決了哪些問題？

王文斐：國自作為移動機器人領域內極少數擁有全系列機器人產品的公司之一，為各行業客戶提供豐富的產品類型，適應多種應用場景。在物流倉儲領域，國自旗下潛伏頂升式搬運機器人ANTS和多層揀選機器人PICKING應用最為廣泛，不僅在國內，在海外市場也實現長時間多行業應用。

PICKING系列揀選機器人為國自全球首創，目前該系列機器人擁有托舉式、勾拉式、紙箱揀選、自適應等多種揀選機構，滿足倉儲揀選場景應用的多樣性。PICKING可與智能料箱裝卸機SKY-PORT配合使用，同時取卸8個貨箱，進一步提高出入庫效率。

PICKING還可與ANTS形成組合方案，“上存下揀”的模式同時滿足了標準箱和托盤出入庫的需求，并根據揀選需求動態調整存取策略。靈活的組合方式和柔性的解決方案，為滿足物流倉儲需求提供了更多的可能性。

記者：國自在物流倉儲領域的核心優勢是什么？近兩年取得了怎樣的業績？

王文斐：國自深耕移動機器人行業13年，擁有與海內外多家知名企業合作的經驗，我們在提供標準化、成熟產品和解決方案的基礎上，還可以快速轉化客戶需求，制定針對性的解決方案及定制產品，響應快速。同時，我們擁有豐富的項目實施經驗及智能調度管理系統，讓項目快速投運，并與客戶原有各物流管理系統對接，實現規模化、集群化智能調度，為客戶提供一體化整體解決方案。

近兩年，國自憑借技術優勢，在倉儲物流領域取得了不俗的業績。

在韓國，國自為知名零售商樂天集團提供智能倉儲解決方案，落地近2萬個庫位，PICKING AGV在零下20℃低溫環境仍穩定運行，助力樂天集團倉儲物流中心完成智能升級。

在美國，國自與全球最大的運動服飾電商之一合作，40萬個庫位，部署PICKING AGV數量超過400臺，僅用6個月完成交付，采用高密度貨架、柔性方案設計，應對促銷峰值和產品庫存結構的不斷變化，實現客戶出入庫、庫存盤點以及倉庫運營中的各類異常處理全流程自動化。

在加拿大，國自與來自歐洲的某百年歷史家居品牌攜手，在總面積已超過10000㎡的倉庫中，用PICKING與ANTS組合方案功升級客戶倉儲系統，聯通客戶倉庫管理系統、安全系統，提升倉庫物流運輸及揀選效率40%以上，有效增加倉庫容積超50%。

記者：您如何看待數字化轉型時期自動化技術對于物流倉儲行業發展的重要性？

王文斐：數字化、自動化的結合可以大幅提高倉儲物流效率，降低誤檢率，縮短物流配送周期，進一步滿足客戶更多定制化需求。如現在很多電商承諾“當日達”，這對倉庫對SKU優先級的劃分，揀選的策略算法都提出了很高的要求。而遇到電商大促的高峰期，出入庫數量在短時間內快速增長，這時就需要根據訂單實時調整策略，柔性化部署AGV。自動化技術可以讓同一個倉庫的出單率、配送數量成幾何倍數增長。同時，我們也向客戶提供租賃服務，助力客戶在短時間內快速提高效率，平穩度過高峰期，降低管理成本。

行業的發展，需要甲乙雙方相互配合、攜手共進。國自會從了解行業和客戶的特點和需求出發，站在客戶的角度看問題，配合自動化方案的同時，為客戶規劃有效方案，給予客戶專業意見，讓客戶對倉儲物流自動化的收益有切身體會。

摘自《自動化博覽》2024年4月刊