極智嘉智能倉組合方案通過在工廠倉庫中部署功能各異的柔性機器人,并結合AI算法輔助實現倉庫全流程自動化運作。方案同時可透明化物料信息支持商品全鏈路可追蹤,實現貨品信息流和實物的統一。
制造業物流倉儲作業:傳統人工物流作業模式難以支撐適應復雜化流程,亟待借助智慧化轉型完成企業產能升級
隨著工業化進程的加快,消費市場不斷擴大,傳統生產制造業訂單類型已由“單一品種大批大量”開始向“多品種、小批量、多批次、高時效”轉變。制造企業原有的依靠人工完成訂單處理、物料入庫、搬運、揀貨、出庫等作業模式,難以及時準確地完成大量信息處理工作,且錯誤率也會隨任務復雜度而升高,如此不僅會增加企業經營成本,還會影響物流運作效率和商品流轉交易等其他環節。因此,制造企業需要通過運用信息技術和智能機器設備代替人力勞動,完成智能化轉型升級,以滿足現代倉儲系統柔性、高效、快速反應的要求。
上海西門子開關有限公司(下文簡稱:西門子開關)作為典型的大規模制造型企業,近年來同樣面臨客戶提出的產品定制化訴求,也由此出現物流處理過程高度復雜以及生產數據過于龐大等困境。傳統的依賴人工完成訂單處理、物料搬運和存儲等已不能滿足當前生產發展要求,亟需引入智能設備和現代化信息技術,提高企業生產運作效率,實現工廠物流的智能化升級。
全流程柔性化智慧倉庫案例解析:以極智嘉為西門子開關打造的智能倉組合方案為例
基于上述需求,極智嘉根據西門子開關自身生產特點,為其打造了柔性智能倉組合方案。通過在工廠倉庫中部署功能各異的柔性機器人,并結合AI算法輔助實現倉庫全流程自動化運作,同時透明化物料信息,即使質檢抽查環節的商品也能做到全鏈路可追蹤,實現貨品信息流和實物流的統一。
一、方案流程設計
智能倉組合方案是極智嘉在其原有的智能倉方案基礎上,通過將功能各異的機器人部署在收貨、上架、在庫存儲、出庫、集貨上料的倉儲環節,并與傳統的貨架、托盤等設備進行搭配組合,打造的柔性化、無人化倉庫。
在庫-貨到人+立體庫
具體流程設計可概括為:利用P800R揀選機器人完成高準確率的清點收貨工作,再由RS2貨箱到人機器人搬運貨物至質量實驗室進行檢測,智能儲位推薦系統再依據貨物特性,為檢測合格的貨物匹配出最合適的貨物儲存方式與貨架。對于需要整托存儲的貨物會由P800R機器人搭配四向車機器人,完成立庫存儲和出庫的過程,而需要拆零的貨物則直接由四向車機器人配合工人揀選后由P800R機器人完成貨到人區的存儲和出庫過程。最終,P800R機器人將依據訂單信息完成集貨任務后,再由M1000R機器人進行產料搬運工作。
二、核心設施與技術
在極智嘉智能倉組合方案中,貨物從入庫、清點、搬運、質檢、上架、揀貨、出庫的各個環節都將由機器人代替人力勞動,并且在多種智能算法模型組成的AI系統支持下,實現無人化智慧化倉庫運作。在此過程中各類機器人設備依據自身功能特異性承擔不同的作業任務。
智能軟件與AI算法
極智嘉針對倉儲場景提供行業深度適配的專業軟件系統,覆蓋機器人管理系統RMS、智能倉儲執行系統WES、智能倉儲管理系統iWMS等。其中,機器人管理系統RMS可同時支持云端部署和本地部署,支持多智能體調度和任務管理。系統可實現千臺級別的大規模機器人調度、集群路徑規劃、混合調度等。
極智嘉軟件架構體系
AI算法方面,極智嘉聚焦機器學習和運籌優化算法,基于300家客戶千萬小時的生產數據和數字孿生技術逐漸迭代算法規則,形成數據驅動的雙閉環自適應算法體系,涉及任務匹配、路徑規劃、訂單組波、貨架調整等任務;配合全球數千條場景策略,可滿足高度復雜場景下的業務高效率運作。
貨架到人揀選方案
貨架到人揀選方案采用極智嘉P系列機器人將貨架和托盤搬運至揀選工位。機器人使用自研多連桿柔性底盤專利技術研發,可支持對2.8米的庫存貨架和1噸的負載進行穩定運輸。配合智能算法,方案可實現基于商品關聯度分析和熱度分析優化庫存存儲和出庫效率、配合貨架熱度調整功能縮短機器人搬運路徑等。
貨箱到人揀選方案
RoboShuttle?是采用貨箱到人方式的新一代倉儲機器人系統,由單箱機器人、雙伸位機器人等產品和配套解決方案構成,可在寬僅一米的巷道實現高密度調度。軟件方面則以柔性引擎為核心,結合組件庫和算法庫,可快速適配復雜場景下的柔性方案。
反向揀選
反向揀選是極智嘉針對制造業需求特點所提出的技術創新,并在與西門子開關的合作中實現業內首次落地應用。具體而言,應用通過WMS系統對送到立庫揀選工位的物料進行判斷,并通知操作員將符合反向揀選的物料取出,再由機器人將余下物料直接送集貨區,從而提高制造廠的出庫揀選效率。
三、整合機器人與AI系統構建智能貨倉
整合AI算法、智能軟硬件與行業創新應用的智能倉組合方案,可通過機器人對倉儲場景內的來料質檢、存儲上架、物料搬運、訂單管理等任務實現自動化與智能化。
IQC實驗室檢驗:在來料質檢環節采用貨箱到人RS2機器人將待檢物料運送到IQC實驗室機器人送貨專檢窗口、物料檢驗完成后放入周轉容器,WMS和IQC系統自動對接,IQC系統點擊完成后機器人自動接貨送貨,機器人根據檢驗結果自動執行各區域的上架或執行異常處理流程。
RS2貨箱到人揀選機器人用于貨品送檢
物料智能揀選:在揀選的環節主要包括貨架到人和四向車兩個部分:(1)貨架到人揀選采用P系列機器人依據其揀選準確率高、承載能力良好的特點,搭配使用極智嘉四向穿梭車,精準地把庫存貨架和托盤搬運到揀選工位。(2)采用X系列四向車機器人進行托盤立體存儲和揀選,在多SKU的存儲和揀選場景下,滿足高密度存儲和柔性揀選的客戶要求。
極智嘉四向穿梭車
物料自動搬運:搬運過程主要應用M系列搬運機器人,代替傳統傳送帶傳輸,完成頂升搬運、牽引搬運和料箱搬運等。機器人搭載激光SLAM和視覺二維碼兩種導航技術,保障機器人高精度平穩運行。此外采用深度強化學習結合動態規劃算法開發分布式協同路徑規劃,為機器人規劃出安全高效距離最短的搬運路徑。
M1000R搬運機器人
庫存精益化管理:方案通過采用端到端庫存補貨模型,通過實時監控周期時間內的倉庫狀態和訂單銷量,實現貨品信息流和實物流的統一。在此基礎上,結合數據大屏讓貨物信息可視化,方案可實現物料信息實時且透明,支持企業掌握庫區動態。
智能理貨:方案通過AI算法可對倉庫中各種商品未來訂單的需求預測,并以熱力圖的形式展現貨架可能被搬運的次數。由此,廠內的貨到人庫區可每天根據熱力圖進行智能理貨,而立庫區則可按照生產計劃推進每日工作,兩者配合以確保第二天工廠開工時能夠以最快速度完成商品出庫。
應用效果
通過采用極智嘉智能倉組合方案,上海西門子開關有限公司智慧工廠項目的貨到人區于2019年11月20日上線運行,并以模塊化柔性部署的方式逐步拓展至機器人收貨區、四向車立庫存儲區、質檢環節打通和自動化集貨區。工廠后于2021年10月完成了物流中心的全流程機器人覆蓋,并開始部署機器人產線送料。
據西門子開關統計,在完成智能升級后,工廠的入庫效率提升2.5倍、出庫效率提升2.15倍,存儲面積減少50%,送料及時率和準確率獲得極大提升,順利解決了離散式生產在定制化需求時代的物料管理和效率瓶頸,創造了智能制造和柔性制造的行業新高度。