為更智能的移動(dòng)倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人提供動(dòng)力

在全球各地的倉(cāng)庫(kù)中，自主機(jī)器人正在與人類協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)比以往更快速的貨物配送——而對(duì)速度的需求也在持續(xù)上升。 在許多零售商承諾兩天送達(dá)，且訂單量龐大的背景下，倉(cāng)庫(kù)能在多大程度上實(shí)現(xiàn)貨物定位、揀選和包裝流程的自動(dòng)化，成為決定成功與否的關(guān)鍵。最初，工作人員需要手持條形碼掃描儀穿梭于倉(cāng)庫(kù)中，找到訂單中的商品，然后將它們運(yùn)回發(fā)貨區(qū)進(jìn)行打包和發(fā)運(yùn)。

為了加速這一過(guò)程，主要零售商投資引進(jìn)了能夠在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)搬運(yùn)整排貨架的機(jī)器人，將貨架直接運(yùn)送到人工揀貨員處。隨著機(jī)器人技術(shù)變得更加智能和靈巧，倉(cāng)庫(kù)得以進(jìn)一步簡(jiǎn)化流程，讓機(jī)器人直接從貨架上揀選商品，并將商品放上傳送帶輸送至發(fā)貨區(qū)。

下一階段的發(fā)展則需要對(duì)倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人的運(yùn)行方式進(jìn)行根本性的變革。到目前為止，系統(tǒng)在很大程度上將人類和機(jī)器人分開(kāi)作業(yè)。下一代機(jī)器人將被“釋放出籠子”，實(shí)現(xiàn)與人類在同一空間協(xié)同工作。這種轉(zhuǎn)變要求機(jī)器人在安全性、智能化、小型化和自主能力方面有新的提升。

隨著我們賦予機(jī)器人越來(lái)越多類似人類的認(rèn)知、靈巧性、適應(yīng)性和推理等能力，機(jī)器人的形態(tài)也將越來(lái)越像人類。機(jī)器人執(zhí)行的任務(wù)重點(diǎn)也將發(fā)生變化，從最初的人機(jī)協(xié)作轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥?lái)的完全機(jī)器人自主運(yùn)作，屆時(shí)機(jī)器人將在無(wú)需人為干預(yù)下獨(dú)立作業(yè)。這場(chǎng)即將到來(lái)的倉(cāng)庫(kù)變革，將對(duì)連接、樓宇自動(dòng)化、電力和電氣化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 

讓移動(dòng)機(jī)器人更加安全和智能

隨著機(jī)器人獲得更多能力并承擔(dān)倉(cāng)庫(kù)中的更多任務(wù)， 我們必須確保它們?cè)趯?shí)現(xiàn)如更快交付等關(guān)鍵目標(biāo)的同時(shí)，安全高效地運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)這一平衡，機(jī)器人需要配備先進(jìn)的傳感器、集成的安全系統(tǒng)和更完善的連接能力。機(jī)器人必須升級(jí)其傳感器，以具備類似人類的感知、靈巧性和推理能力：

●   在視覺(jué)感知方面，機(jī)器人需要配備激光雷達(dá)(LIDAR)、攝像頭或紅外傳感器，來(lái)識(shí)別周圍環(huán)境。

●   為了提高推理能力，機(jī)器人需要更強(qiáng)大的計(jì)算能力，以便處理復(fù)雜的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，包括圖形處理單元 (GPU)和神經(jīng)處理單元(NPU)。

●   為了在倉(cāng)庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)協(xié)作和高效互動(dòng)，機(jī)器人需要通過(guò)以太網(wǎng)、RJ45、邊緣計(jì)算設(shè)備和/或云端設(shè)備與協(xié)議，來(lái)提升本地和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的連接能力。

●   為了在人類周圍安全地運(yùn)行，機(jī)器人需要配置定時(shí)器、編碼器和扭矩傳感器，以幫助它們將運(yùn)動(dòng)保持在工作現(xiàn)場(chǎng)的指定范圍內(nèi)，并能及時(shí)覆蓋或停止?jié)撛诘牟话踩袨椤?/p>

●   為了提供電力并保持電池電量充足，機(jī)器人需要配備配套的連接器和靈活的對(duì)接系統(tǒng)，以支持自主充電功能。

●   機(jī)器人還需要電機(jī)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，以便能夠自由且靈巧地移動(dòng)，從而確保在整個(gè)倉(cāng)庫(kù)范圍內(nèi)執(zhí)行更多樣化的任務(wù)。

確保機(jī)器人在各種環(huán)境下——無(wú)論是正常還是嚴(yán)苛環(huán)境、白天還是黑夜——都能實(shí)現(xiàn)可靠、安全的自主運(yùn)行至關(guān)重要。除了具備高性能外，傳感和連接解決方案還須具備耐用性。隨著系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，能夠通過(guò)云端連接，自我診斷潛在維護(hù)問(wèn)題的能力，將有助于倉(cāng)庫(kù)節(jié)省時(shí)間和成本，更好地維護(hù)其機(jī)器人設(shè)備。

充電能力至關(guān)重要

要最大化機(jī)器人的移動(dòng)能力，擺脫有線束縛是關(guān)鍵。但是，依靠電池運(yùn)行的自主機(jī)器人必須能夠定期為自己充電，才能實(shí)現(xiàn)最佳的工作效率。讓機(jī)器人在不需要人工干預(yù)的情況下，自動(dòng)對(duì)接充電并安全連接各組件并非易事。機(jī)器人根據(jù)所承擔(dān)的任務(wù)有不同的大小和形狀。它們所承擔(dān)的負(fù)載和所處理的具體應(yīng)用各不相同，具體取決于它們執(zhí)行的任務(wù)是揀選、放置、分揀還是搜索。

TE Connectivity 的充電解決方案旨在提供穩(wěn)固的連接，同時(shí)允許機(jī)器人有足夠的容差空間，以便能夠自主完成對(duì)接過(guò)程。TE的充電連接器針對(duì)不同類型的機(jī)器人做了專門設(shè)計(jì)。例如，用于移動(dòng)和搬運(yùn)重型托盤的機(jī)器人的充電連接器，其技術(shù)要求與用于自動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人（這些機(jī)器人負(fù)責(zé)從貨架揀選單個(gè)產(chǎn)品）進(jìn)行插式充電的連接器截然不同。

無(wú)論哪種情況，充電站都必須配備能夠在嚴(yán)苛和塵土環(huán)境中可靠工作的連接器。同時(shí)，還需要配備線路濾波器，以確保能夠高效地向機(jī)器人傳輸適量的電流進(jìn)行充電。充電器和充電接口都需要具備耐久性，能夠承受成百上千次、甚至數(shù)十萬(wàn)次的自動(dòng)連接和斷開(kāi)操作。

更小的組件意味著更高的靈活性

工程師們始終面臨著尺寸與性能之間的權(quán)衡。 幾乎每個(gè)制造商都會(huì)生產(chǎn)一系列載荷不同的機(jī)器人，而這些機(jī)器人對(duì)電力的需求各不相同。在一個(gè)不需要處理小于托盤尺寸物品的中轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)中，操作員可以使用行動(dòng)能力有限但非常重型的機(jī)器人。相反，能夠揀選單個(gè)物品甚至在藥房里進(jìn)行藥品分類的機(jī)器人，就需要體積更小、更加靈活。

與此同時(shí)，隨著倉(cāng)庫(kù)空間日益受限，對(duì)更小型機(jī)器人的需求不斷增加，這些機(jī)器人的功率、信號(hào)和扭矩要求也隨之增加。為了滿足這一需求，像 TE 這樣的零部件制造商專注于生產(chǎn)體積更小但更強(qiáng)大且更可靠的部件。隨著零部件制造商開(kāi)發(fā)出滿足各種客戶需求的創(chuàng)新產(chǎn)品，高度專業(yè)化的工程和制造能力將變得越來(lái)越重要。

為更加靈活的未來(lái)做好準(zhǔn)備

機(jī)器人動(dòng)作的進(jìn)一步精細(xì)化將使它們能夠承擔(dān)許多需要人工干預(yù)的任務(wù)。 例如，大多數(shù)倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)的商品數(shù)量通常比一個(gè)普通訂單的數(shù)量要多。比如一箱有 20 支牙刷，這意味著機(jī)器人必須將整箱牙刷送到發(fā)貨區(qū)，由人工從中挑選出單支牙刷來(lái)完成訂單。下一代機(jī)器人可能能夠自主定位并挑選出那支牙刷。同樣，易碎和易腐的雜貨需要更高的靈活性，以及智能調(diào)控壓力和扭矩的能力，以確保機(jī)器人的動(dòng)作不會(huì)損壞諸如水果蔬菜等脆弱物品。

處理能力以及快速安全地在狹小空間內(nèi)穿行的能力，對(duì)于能夠執(zhí)行日益復(fù)雜任務(wù)的倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人來(lái)說(shuō)將變得更加重要。而不斷推動(dòng)機(jī)器人從受限環(huán)境中解放出來(lái)、推進(jìn)倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化的組件技術(shù)進(jìn)步，也將為機(jī)器人自動(dòng)化在其他行業(yè)的應(yīng)用鋪平道路，這些領(lǐng)域同樣可以通過(guò)機(jī)器人提升速度、動(dòng)力和安全性。機(jī)器人在倉(cāng)庫(kù)中承擔(dān)新任務(wù)的速度將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。隨著這一趨勢(shì)的發(fā)展，對(duì)驅(qū)動(dòng)電氣化、自動(dòng)化、傳感和移動(dòng)性的關(guān)鍵組件的需求也將隨之大幅上升。

關(guān)于作者：

Lavanya Manohar

TE Connectivity 自動(dòng)化與互聯(lián)生活業(yè)務(wù)領(lǐng)域，戰(zhàn)略、營(yíng)銷和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁