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項目簡介

物流倉儲業向來被視為是需要大量依賴人力來處理商品與貨物的產業。隨著科技的進步，已有越來越多的業者開始導入可降低人力需求又可提升倉儲效率的搬運機器人來完成貨物入出庫作業。像是可充分利用垂直空間以便高密度儲存貨物的立體倉庫或是環境惡劣易對人體造成健康傷害的超低溫倉庫，都能通過搬運機器人讓貨物移動更迅速也更便捷。

而在偌大倉庫內的眾多機器人要能有條不紊地在貨架間來回穿梭運送貨物，或者在零下的極低溫環境下正常運行，其所采用的嵌入式計算機扮演著關鍵角色。以近幾年來備受關注的四向穿梭機器人來說，由于可以橫向和縱向軌道任意行駛，使其路徑規劃與調度系統的設計本就相當復雜，若采用了穩定性不佳的計算機，不僅會影響穿梭機器人運行的順暢度，一旦計算機發生宕機問題則會讓穿梭機器人卡在軌道上動彈不得，而產品頻頻故障更會增加售后服務的維修成本，亦會損及機器人制造商的公司商譽。

圖1 物流倉儲專用四向穿梭機器人

保障四向穿梭機器人可靠運行

研華的UNO-2372G是一款尺寸緊湊且穩定可靠的嵌入式計算機。精巧機身設計讓這款工業級箱型計算機非常適合安裝在空間有限的搬運機器人內；而強固特性與寬溫特色則使其擁有絕佳的可靠度與耐用度。因此，不論是在嚴苛環境或低溫狀態下，UNO-2372G都能穩妥地執行系統程序，從而為四向穿梭機器人可靠運行提供有力的保障。

（1）系統需求

國內一家提供全自動智能密集倉儲解決方案的高科技公司，自主研發了四向穿梭機器人、冷凍庫專用機器人、堆垛式搬運機器人、轉軌搬運機器人、重型搬運機器人等多款可以高效輸送貨物的軌道式搬運車（Rail Guide Vehicle；RGV）。該公司之前是以內嵌自行組裝計算機來控制RGV，但始終無法達到其預期的執行效果，有時還會出現卡頓現象而需要重啟計算機。為了提升效能并解決卡頓問題，該公司打算為正在開發的第三代穿梭機器人選購新的嵌入式計算機。

該公司的第三代穿梭機器人是為低溫物流中心所設計的產品。由于這款穿梭車的外型扁平猶如托盤，使其內部空間相當局促，但它仍需配置多種硬件裝置（包括計算機、電池、微控制器、無線客戶端等等）才能按上位系統下達的命令運送貨物。 因此，該公司對新的嵌入式計算機提出了以下需求：

• 內建Intel Atom四核芯處理器以提供足夠的運算性能；

• 小巧體積以切合有限的安裝空間；

• 支持寬溫使穿梭機器人可在冷凍倉庫內穩定運作；

• 以較佳的硬件設計、以及抗振與抗沖擊能力強化穩定性與安全性；

• 提供多種I/O接口來連接各種硬件裝置，如：觸控屏幕、微控制器、鼠標、鍵盤、二維條形碼掃瞄器、無線客戶端等。

（2）系統概述

研華高效能嵌入式計算機UNO-2372G可滿足這家機器人制造廠商對硬件平臺的高穩定度要求。以螺絲鎖固方式將UNO-2372G安裝于冷凍庫專用的四向穿梭機器人內，該計算機即可對上接收調度軟件的指令、對下控制機器人內的微控制器等硬件裝置來執行搬運作業。而在執行搬運貨物的過程中以及完成搬運作業時，UNO-2372G都會傳送穿梭機器人的目前所在位置與相關信息給上位系統，讓管理者可以實時掌握機器人狀態與運送進度。

搭載Intel Atom E3845處理器的UNO-2372G是款低功耗、高性能的運算平臺。除了能游刃有余地處理四向穿梭機器人的搬運作業之外，這款箱型計算機的尺寸亦相當纖薄緊湊（僅150×105×35mm），因為占用空間不大，所以非常適合嵌入此項目的托盤式穿梭機器人內。其較寬的作業溫度范圍（-20°C~60°C）則可確保系統在零下20度的低溫物流中心仍能維持正常運作。無風扇與無內部纜線設計、符合IEC之防振和抗沖擊性國際規范、以及采用耐用性高的鋁合金機殼等特色亦讓UNO-2372G擁有絕佳的強固性與穩定性。

此外，UNO-2372G提供包括RS232/422/485、USB、RJ45、HDMI等多種I/O接口，讓設計者可以靈活的配置與整合所需的裝置。此項目就以串行埠來連接機器人內的微控制器、以網絡端口接無線客戶端、HDMI端口接小型觸控屏幕，而USB端口既可連接掃瞄器來讀取入出庫單據上的二維條形碼，亦可方便工程師外接鼠標與鍵盤來為機器人進行調試。

圖2 系統架構圖

總結

在倉儲物流應用領域，單調枯燥、繁瑣易出錯的工作，以及作業環境惡劣、對人體健康危害較大的場域，未來都將可能由機器人代勞。而嵌入式計算機的穩定性則決定了機器人能否迅速便捷地完成使命。

研華UNO系列的多款無風扇嵌入式計算機能為機器人提供可靠運行的運算平臺，而且不論是在高密度的立體倉庫或低溫的冷凍倉庫等的應用場所。像是此項目所采用的具強固與穩定特色的小尺寸UNO-2372G就讓冷凍倉庫專用的四向穿梭機器人可穩定地執行搬運工作，同時研華的技術團隊還以客制化服務協助系統設計者解決了兼容性問題。導入至今，該機器人的運作一直都很順暢，因此讓這家機器人制造商擺脫了令其困擾的系統卡頓與計算機重開機等問題，進而減少了需要經常提供維修服務的麻煩，亦促使該公司決定在其它機器人的升級改版計劃中也采用研華UNO系列的計算機，以提升其產品的穩定性與市場競爭力。

摘自《自動化博覽》2020年11月刊