天氣晴朗的周末,南京市民小夏開著愛車出去游玩。在夫子廟地鐵停車場入口處,當小夏的車開到靠近車庫門的地方,大門感應到有車駛進,便緩緩自動開啟。車開進去之后她并沒有像往常那樣去尋找停車位,而是直接將車停在門口便下車刷卡離開了。這時,一臺停車AGV機器人開了過來,將車穩(wěn)穩(wěn)抬起,前進、左轉、再右轉,機器人向車庫深處的指定車位駛去,順利將車停在了停車位上。逛完了街,小夏拿出手機,在APP上點擊遠程取車,當她來到車庫時,機器人已經將她的車停在了門口。
這是發(fā)生在南京的真實場景,無人化AGV機器人停車方式充分利用了有限的空間,有效提高存取車效率。在車流量非常大的商業(yè)繁華地段,緩解了停車壓力,對周邊道路的交通影響重大。而這款全球首創(chuàng)的泊車機器人就是出自深圳怡豐機器人科技有限公司。
怡豐機器人致力于為市場提供一流的機器人技術、自動化產品和解決方案,業(yè)務范圍覆蓋停車AGV、倉儲物流AGV、分揀機器人、電商AGV以及自動化立體倉庫等領域。公司擁有全球首創(chuàng)的“激光導航+梳齒交換”式停車AGV。
AGV機器人應用疆界不斷被拓張
AGV是自動導引運輸車(Automated Guided Vehicle)的英文縮寫,它的主要功能是能在計算機監(jiān)控下,按路徑規(guī)劃和作業(yè)要求,精確地行走并停靠到指定地點,完成一系列作業(yè)功能。簡單來說,AGV就是無人駕駛的運輸車。
與其他運輸設備相比,AGV的活動區(qū)域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置,不受場地、道路和空間的限制。因此,在自動化物流系統(tǒng)中,最能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性,實現(xiàn)高效、經濟、靈活的無人化生產。
而近年來,隨著物聯(lián)網的興起和落地,AGV的市場潛力被大大開發(fā)和豐富,促進技術的不斷革新迭代,以滿足日漸增長的需求。作為我國AGV機器人業(yè)內的新秀代表,怡豐機器人在進行創(chuàng)新研發(fā)和應用的實踐中,采用研華科技的智能AGV小車分揀系統(tǒng)解決方案,一定程度上擴展了AGV產品的市場面。
研華這套方案是基于PC-BASE架構,且針對怡豐機器人的AGV調度平臺定制的一套整體硬件方案,開放性和靈活性都較之前實現(xiàn)了不小的提升。怡豐的AGV調度平臺能同時調度500臺AGV同時工作,這需要高靈敏的調度響應能力和即插即用的外部接口,為更多第三方設備的集成接入提供了硬件基礎,同時增強了平臺迭代性。
性能方面,研華方案內嵌了intel芯片,滿足了500臺同時調度的運算要求。不僅如此,靈活、開放、高配的方案不僅沒有增加怡豐機器人的投入,還降低了其成本。
在應用研華整體解決方案后,怡豐機器人的開發(fā)環(huán)境更為優(yōu)越,這種綜合集成的思路讓怡豐在算法、控制設計等核心技術的研發(fā)更加專注。
倉儲物流
與電商密切相關的倉儲物流行業(yè),AGV搬運機器人如今的應用已經較為成熟,從揀選、碼垛、運輸和校準。目前,怡豐機器人已經與寶灣物流建立初步關系,為后者提供無人化、高效化的現(xiàn)代智能物流倉儲設計方案。
倉儲和物流對AGV機器人的要求很特殊。首先,因為倉庫一旦建立不太能更改,因此路徑規(guī)劃較為單一,機器人和人類工作者共同的作業(yè)環(huán)境較為輕松、不會緊湊。其次,倉儲機器人須按照實際的出貨、入貨量規(guī)劃作業(yè)節(jié)奏,重點在于多輛AGV機器人同時工作時,節(jié)奏把控要統(tǒng)籌協(xié)調,對調度系統(tǒng)的靈敏度和響應速度有較高要求。另外,因為倉儲機器人工作的自動化程度較高,一旦出現(xiàn)失誤則將引起多輛AGV機器人作業(yè)的連鎖故障、停滯甚至是宕機,對倉儲物品及工作人員造成不可估量的損失。因此,倉儲物流機器人面臨最大的問題是如何降低故障率,以保證作業(yè)安全:不僅包括對貨物的安全保障,還包括貨到人揀選這樣的人機協(xié)作流程中,對人類的安全保障。
這就要求不斷提高AGV技術的精度,如借助機器視覺、高精度傳感器等物聯(lián)網手段,精準規(guī)劃碼/拆垛、分揀系統(tǒng)的方位,同時提高智能輸送系統(tǒng)的速度和精度,并不斷擴容調度和執(zhí)行系統(tǒng)、優(yōu)化算法,以實現(xiàn)倉儲物流全過程的效率提升。如,針對電商領域的倉儲物流需求,怡豐開發(fā)了分揀機器人“小精靈”。針對電商貨物的分揀需求,“小精靈”采用貨品二維碼、慣性導航結合,達到貨物作業(yè)高效、準確地運行,目前的演算和模擬水平可實現(xiàn)至少100臺AGV小車同時穩(wěn)定運行。
在執(zhí)行任務前,系統(tǒng)就采用“最優(yōu)調度規(guī)劃”模式指揮就近小車按最優(yōu)路徑執(zhí)行任務。通過對所有小車實時信息的采集分析,系統(tǒng)可預知即時路徑沖突、障礙、故障等問題,并作出新的路徑規(guī)劃。如果多個“小精靈”在同一路口相遇,系統(tǒng)會根據時間及權限等優(yōu)先級順序指揮避讓。
無人化停車場
在汽車消量逐年攀升的中國,停車難的問題也成為AGV機器人重點瞄準的標地。客戶既希望盡可能增加停車容量,提升停車密度,又要保證消費者體驗過程中的效率和絕對的安全性。停車場和消費者看似相互矛盾的訴求,怡豐機器人的方案將如何同步滿足呢?
怡豐機器人在南京打造的智慧停車項目中,改造了南京夫子廟地鐵站的地下停車場。原地鐵站地下夾層不規(guī)則,空間死角較多。怡豐首先借多層設計讓“平方”變“立方”,區(qū)別于一般的立體停車庫采用橫向運行的有軌車道,怡豐采用了AGV機器人代替人類司機停車,從而打造出橫向、縱向、轉彎都可隨意進行的新型立體停車庫,這使得停車空間和地形地勢得以充分利用。
這一項目中采用的是怡豐梳齒型停車AGV。在停車場出入口和車位上設置停車梳型架,上面有固定的內梳齒,AGV上設置外梳齒,可以進行升降運動,通過外梳齒上下運動實現(xiàn)車輛的交接。裝卸一臺車的時間僅需5~7s。
通過不斷優(yōu)化AGV機器人的搬運速度、路線規(guī)劃,以及機器人自身工作與“休息”的勞逸結合,怡豐機器人實現(xiàn)了消費者期待已久的全自動化泊車體驗。同時,在保證安全的前提下,自動泊車機器人大大節(jié)省人工時間,停車時,司機只需將車停到入口指定位置,取車時,消費者只需在指定地點召喚自己的愛車即可,整個過程只需要2分鐘的等候時間,“全國最牛停車機器人”的名號也因此走紅。
原有傳統(tǒng)停車方案只能停放10輛車,而怡豐機器人利用梳齒型AGV停車技術進行改造后,成功實現(xiàn) 57輛車的同時停放。
重型應用
除了與消費者息息相關的物流及停車領域,AGV機器人也在重型搬運領域得到越來越多的青睞。港口、碼頭這些重型作業(yè),原來主要由重卡、集裝箱和大量人力來完成,現(xiàn)如今大型港口、碼頭也嘗試了改革,通過引入重型AGV機器人,替代了原始、粗放的作業(yè)模式。機器換人不僅解決了許多流程中的高危隱患,也在人力成本和信息化成本上大幅節(jié)約,整體邁入自動化、信息化、智能化的運營模式。
這一細分領域更加注重機器人作業(yè)的穩(wěn)定性和安全性,單臺AGV機器人的載重要達到70噸以上,同時還要具備高速搬運能力,平均7m/s遠遠高于普通AGV機器人的速度,因此也成為綜合難度最高的AGV類別。
現(xiàn)階段國內AGV技術和制造商水平良莠不齊,能滿足重型AGV機器人的高精技術和高端生產要求的廠家并不多,甚至國際上也寥寥無幾。怡豐機器人基于對技術的持續(xù)深耕和生產要求的嚴格把控,已在高端AGV領域穩(wěn)固了較高的地位。
摘自《自動化博覽》2018年8月刊