極智嘉智能倉(cāng)組合方案通過(guò)在工廠倉(cāng)庫(kù)中部署功能各異的柔性機(jī)器人，并結(jié)合AI算法輔助實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)全流程自動(dòng)化運(yùn)作。方案同時(shí)可透明化物料信息支持商品全鏈路可追蹤，實(shí)現(xiàn)貨品信息流和實(shí)物的統(tǒng)一。

制造業(yè)物流倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)：傳統(tǒng)人工物流作業(yè)模式難以支撐適應(yīng)復(fù)雜化流程，亟待借助智慧化轉(zhuǎn)型完成企業(yè)產(chǎn)能升級(jí)

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，消費(fèi)市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)生產(chǎn)制造業(yè)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(shí)效”轉(zhuǎn)變。制造企業(yè)原有的依靠人工完成訂單處理、物料入庫(kù)、搬運(yùn)、揀貨、出庫(kù)等作業(yè)模式，難以及時(shí)準(zhǔn)確地完成大量信息處理工作，且錯(cuò)誤率也會(huì)隨任務(wù)復(fù)雜度而升高，如此不僅會(huì)增加企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，還會(huì)影響物流運(yùn)作效率和商品流轉(zhuǎn)交易等其他環(huán)節(jié)。因此，制造企業(yè)需要通過(guò)運(yùn)用信息技術(shù)和智能機(jī)器設(shè)備代替人力勞動(dòng)，完成智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，以滿足現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)柔性、高效、快速反應(yīng)的要求。

上海西門子開關(guān)有限公司（下文簡(jiǎn)稱：西門子開關(guān)）作為典型的大規(guī)模制造型企業(yè)，近年來(lái)同樣面臨客戶提出的產(chǎn)品定制化訴求，也由此出現(xiàn)物流處理過(guò)程高度復(fù)雜以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)過(guò)于龐大等困境。傳統(tǒng)的依賴人工完成訂單處理、物料搬運(yùn)和存儲(chǔ)等已不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)發(fā)展要求，亟需引入智能設(shè)備和現(xiàn)代化信息技術(shù)，提高企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作效率，實(shí)現(xiàn)工廠物流的智能化升級(jí)。

全流程柔性化智慧倉(cāng)庫(kù)案例解析：以極智嘉為西門子開關(guān)打造的智能倉(cāng)組合方案為例

基于上述需求，極智嘉根據(jù)西門子開關(guān)自身生產(chǎn)特點(diǎn)，為其打造了柔性智能倉(cāng)組合方案。通過(guò)在工廠倉(cāng)庫(kù)中部署功能各異的柔性機(jī)器人，并結(jié)合AI算法輔助實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)全流程自動(dòng)化運(yùn)作，同時(shí)透明化物料信息，即使質(zhì)檢抽查環(huán)節(jié)的商品也能做到全鏈路可追蹤，實(shí)現(xiàn)貨品信息流和實(shí)物流的統(tǒng)一。

一、方案流程設(shè)計(jì)

智能倉(cāng)組合方案是極智嘉在其原有的智能倉(cāng)方案基礎(chǔ)上，通過(guò)將功能各異的機(jī)器人部署在收貨、上架、在庫(kù)存儲(chǔ)、出庫(kù)、集貨上料的倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)，并與傳統(tǒng)的貨架、托盤等設(shè)備進(jìn)行搭配組合，打造的柔性化、無(wú)人化倉(cāng)庫(kù)。

在庫(kù)-貨到人+立體庫(kù)

具體流程設(shè)計(jì)可概括為：利用P800R揀選機(jī)器人完成高準(zhǔn)確率的清點(diǎn)收貨工作，再由RS2貨箱到人機(jī)器人搬運(yùn)貨物至質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，智能儲(chǔ)位推薦系統(tǒng)再依據(jù)貨物特性，為檢測(cè)合格的貨物匹配出最合適的貨物儲(chǔ)存方式與貨架。對(duì)于需要整托存儲(chǔ)的貨物會(huì)由P800R機(jī)器人搭配四向車機(jī)器人，完成立庫(kù)存儲(chǔ)和出庫(kù)的過(guò)程，而需要拆零的貨物則直接由四向車機(jī)器人配合工人揀選后由P800R機(jī)器人完成貨到人區(qū)的存儲(chǔ)和出庫(kù)過(guò)程。最終，P800R機(jī)器人將依據(jù)訂單信息完成集貨任務(wù)后，再由M1000R機(jī)器人進(jìn)行產(chǎn)料搬運(yùn)工作。

二、核心設(shè)施與技術(shù)

在極智嘉智能倉(cāng)組合方案中，貨物從入庫(kù)、清點(diǎn)、搬運(yùn)、質(zhì)檢、上架、揀貨、出庫(kù)的各個(gè)環(huán)節(jié)都將由機(jī)器人代替人力勞動(dòng)，并且在多種智能算法模型組成的AI系統(tǒng)支持下，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化智慧化倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作。在此過(guò)程中各類機(jī)器人設(shè)備依據(jù)自身功能特異性承擔(dān)不同的作業(yè)任務(wù)。

智能軟件與AI算法

極智嘉針對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)景提供行業(yè)深度適配的專業(yè)軟件系統(tǒng)，覆蓋機(jī)器人管理系統(tǒng)RMS、智能倉(cāng)儲(chǔ)執(zhí)行系統(tǒng)WES、智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)iWMS等。其中，機(jī)器人管理系統(tǒng)RMS可同時(shí)支持云端部署和本地部署，支持多智能體調(diào)度和任務(wù)管理。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)千臺(tái)級(jí)別的大規(guī)模機(jī)器人調(diào)度、集群路徑規(guī)劃、混合調(diào)度等。

極智嘉軟件架構(gòu)體系

AI算法方面，極智嘉聚焦機(jī)器學(xué)習(xí)和運(yùn)籌優(yōu)化算法，基于300家客戶千萬(wàn)小時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和數(shù)字孿生技術(shù)逐漸迭代算法規(guī)則，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的雙閉環(huán)自適應(yīng)算法體系，涉及任務(wù)匹配、路徑規(guī)劃、訂單組波、貨架調(diào)整等任務(wù)；配合全球數(shù)千條場(chǎng)景策略，可滿足高度復(fù)雜場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)高效率運(yùn)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(jī)器人將貨架和托盤搬運(yùn)至揀選工位。機(jī)器人使用自研多連桿柔性底盤專利技術(shù)研發(fā)，可支持對(duì)2.8米的庫(kù)存貨架和1噸的負(fù)載進(jìn)行穩(wěn)定運(yùn)輸。配合智能算法，方案可實(shí)現(xiàn)基于商品關(guān)聯(lián)度分析和熱度分析優(yōu)化庫(kù)存存儲(chǔ)和出庫(kù)效率、配合貨架熱度調(diào)整功能縮短機(jī)器人搬運(yùn)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(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)，由單箱機(jī)器人、雙伸位機(jī)器人等產(chǎn)品和配套解決方案構(gòu)成，可在寬僅一米的巷道實(shí)現(xiàn)高密度調(diào)度。軟件方面則以柔性引擎為核心，結(jié)合組件庫(kù)和算法庫(kù)，可快速適配復(fù)雜場(chǎng)景下的柔性方案。

反向揀選

反向揀選是極智嘉針對(duì)制造業(yè)需求特點(diǎn)所提出的技術(shù)創(chuàng)新，并在與西門子開關(guān)的合作中實(shí)現(xiàn)業(yè)內(nèi)首次落地應(yīng)用。具體而言，應(yīng)用通過(guò)WMS系統(tǒng)對(duì)送到立庫(kù)揀選工位的物料進(jìn)行判斷，并通知操作員將符合反向揀選的物料取出，再由機(jī)器人將余下物料直接送集貨區(qū)，從而提高制造廠的出庫(kù)揀選效率。

三、整合機(jī)器人與AI系統(tǒng)構(gòu)建智能貨倉(cāng)

整合AI算法、智能軟硬件與行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用的智能倉(cāng)組合方案，可通過(guò)機(jī)器人對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)景內(nèi)的來(lái)料質(zhì)檢、存儲(chǔ)上架、物料搬運(yùn)、訂單管理等任務(wù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能化。

IQC實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)：在來(lái)料質(zhì)檢環(huán)節(jié)采用貨箱到人RS2機(jī)器人將待檢物料運(yùn)送到IQC實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人送貨專檢窗口、物料檢驗(yàn)完成后放入周轉(zhuǎn)容器，WMS和IQC系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)接，IQC系統(tǒng)點(diǎn)擊完成后機(jī)器人自動(dòng)接貨送貨，機(jī)器人根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)執(zhí)行各區(qū)域的上架或執(zhí)行異常處理流程。

RS2貨箱到人揀選機(jī)器人用于貨品送檢

物料智能揀選：在揀選的環(huán)節(jié)主要包括貨架到人和四向車兩個(gè)部分：（1）貨架到人揀選采用P系列機(jī)器人依據(jù)其揀選準(zhǔn)確率高、承載能力良好的特點(diǎn)，搭配使用極智嘉四向穿梭車，精準(zhǔn)地把庫(kù)存貨架和托盤搬運(yùn)到揀選工位。（2）采用X系列四向車機(jī)器人進(jìn)行托盤立體存儲(chǔ)和揀選，在多SKU的存儲(chǔ)和揀選場(chǎng)景下，滿足高密度存儲(chǔ)和柔性揀選的客戶要求。

極智嘉四向穿梭車

物料自動(dòng)搬運(yùn)：搬運(yùn)過(guò)程主要應(yīng)用M系列搬運(yùn)機(jī)器人，代替?zhèn)鹘y(tǒng)傳送帶傳輸，完成頂升搬運(yùn)、牽引搬運(yùn)和料箱搬運(yùn)等。機(jī)器人搭載激光SLAM和視覺二維碼兩種導(dǎo)航技術(shù)，保障機(jī)器人高精度平穩(wěn)運(yùn)行。此外采用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)結(jié)合動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法開發(fā)分布式協(xié)同路徑規(guī)劃，為機(jī)器人規(guī)劃出安全高效距離最短的搬運(yùn)路徑。

M1000R搬運(yùn)機(jī)器人

庫(kù)存精益化管理：方案通過(guò)采用端到端庫(kù)存補(bǔ)貨模型，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控周期時(shí)間內(nèi)的倉(cāng)庫(kù)狀態(tài)和訂單銷量，實(shí)現(xiàn)貨品信息流和實(shí)物流的統(tǒng)一。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)大屏讓貨物信息可視化，方案可實(shí)現(xiàn)物料信息實(shí)時(shí)且透明，支持企業(yè)掌握庫(kù)區(qū)動(dòng)態(tài)。

智能理貨：方案通過(guò)AI算法可對(duì)倉(cāng)庫(kù)中各種商品未來(lái)訂單的需求預(yù)測(cè)，并以熱力圖的形式展現(xiàn)貨架可能被搬運(yùn)的次數(shù)。由此，廠內(nèi)的貨到人庫(kù)區(qū)可每天根據(jù)熱力圖進(jìn)行智能理貨，而立庫(kù)區(qū)則可按照生產(chǎn)計(jì)劃推進(jìn)每日工作，兩者配合以確保第二天工廠開工時(shí)能夠以最快速度完成商品出庫(kù)。

應(yīng)用效果

通過(guò)采用極智嘉智能倉(cāng)組合方案，上海西門子開關(guān)有限公司智慧工廠項(xiàng)目的貨到人區(qū)于2019年11月20日上線運(yùn)行，并以模塊化柔性部署的方式逐步拓展至機(jī)器人收貨區(qū)、四向車立庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)、質(zhì)檢環(huán)節(jié)打通和自動(dòng)化集貨區(qū)。工廠后于2021年10月完成了物流中心的全流程機(jī)器人覆蓋，并開始部署機(jī)器人產(chǎn)線送料。

據(jù)西門子開關(guān)統(tǒng)計(jì)，在完成智能升級(jí)后，工廠的入庫(kù)效率提升2.5倍、出庫(kù)效率提升2.15倍，存儲(chǔ)面積減少50%，送料及時(shí)率和準(zhǔn)確率獲得極大提升，順利解決了離散式生產(chǎn)在定制化需求時(shí)代的物料管理和效率瓶頸，創(chuàng)造了智能制造和柔性制造的行業(yè)新高度。