智慧視覺機器人系統如何提升倉儲效率

April 25, 2018 John Blyler

參觀一間現代化的倉庫就會看到機器人快速來回搬動包裹、貨架和整組架子。這些不眠不休的工人有助於維持低營運成本和高效率。倉儲營運正轉向自動化,以求更有效地運用空間和提升整體營運效率,而機器視覺進一步帶來更高的生產力。與智慧型攝影機結合後,機器人可以依目的地、尺寸和重量分類包裹,搬運和存放包裹在倉庫內的任何地點,並自動更新庫存系統。更優異自動化的優勢沒躲過中國中央政府的注意。在最近一期的五年計畫中,主管機關設定了 2020 年達到每年 100,000 台新倉儲機器人出廠的目標。這個目標似乎垂手可得:光是去年,工業機器人的市場就成長了 30.4%

現代化倉儲管理系統

現今很多自動化機器是獨立單元,例如輸送系統或運送分類機。但未經協調的自動化提供的改善有限。為達到更高的營運效率,許多倉庫升級為倉儲管理系統 (WMS) 來協調倉儲自動化。除了結合多個功能領域,WMS 能洞悉倉儲營運的效能。透過資料分析,智慧型 WMS 平台能幫助管理員辨識最佳化和消除效率不佳的機會。這些平台有助於簡化倉儲工作。透過協調整棟樓層的活動,WMS 能幫助營運管理員以穩定且可重複的方式快速回應庫存和物流變化。優勢更延伸至倉庫之外:透過與企業資源規劃 (ERP) 整合,倉儲自動化能在製造商的所有營運上提升效率。Hikvision 的 iWarehouse Management System (iWMS) 就是這種解決方案之一,它是由自動導向車 (AGV)、機器人控制系統 (RCS) 和 iWMS 軟體構成。結合起來的 iWMS 平台能透過以下方式因應倉儲營運的挑戰:

  • 透過可用儲存空間需求分析和自動貨架調整來最佳化倉庫儲存
  • 透過支援物料申請及採購等庫存業務程序來簡化倉儲管理
  • 透過彈性的管理策略、使用者為基礎的授權配置和倉庫視覺化來取得完全控制

協調 1,000 台機器人

Hikvision 的 iWMS 平台支援執行各種倉儲工作的 AGV(請參閱 圖 1)。Wu Yonghai 說:「我們的機器人控制系統 (RCS) 可以同時控制超過 1,000 台機器人」。「因此,隨著業務量攀升,我們的客戶可以派更多機器人工作。這樣就能解決不平衡的業務成長的問題。」

圖 1:Hikvision 的解決方案涵蓋各種機器人。(來源:Hikvision)

為了引導機器人,系統使用搭載 Intel 視覺處理器 (VPU) 和現場可程式化閘道陣列 (FPGA) 的智慧型攝影機。在眾多優勢中,這些攝影機能自動辨識標籤,提供倉庫中每個包裹的即時可追蹤性。如圖 2 所示,來自 AGV 的資料和智慧型攝影機能結合在一起透過 Intel 工業電腦 (IPC) 提供本機分析。從這裡開始,資料傳送至雲端,在那裡可以輕鬆地與企業 ERP 系統整合,幫助執行整體專案遞送、擴展並維護後續系統,以及降低整體勞動力成本。

圖 2:Intel® 技術幫助推動智慧型倉儲管理系統。

長期資料儲存藉由以 Intel® Xeon® 處理器為基礎、同時也代管 iWMS 軟體的雲端伺服器在後端提供。在這裡,中央人員能監控整個倉儲作業流程並提供倉儲營運效率的統計分析。結合起來的這些功能讓倉儲業者能夠:

  • 透過倉庫儲存的當前需求分析即時建議並調整貨架位置。
  • 透過多路徑規劃監控 AGV 機器人的移動以避開障礙和塞車。
  • 根據持續更新的 AGV 狀態平均分派機器人工作。
  • 透過根據倉庫 CAD 地圖和 RCS 模型資料的倉庫視覺化來控制 AGV 的位置和移動。

為確保所有決策皆符合公司的目標,iMWS 能與企業 ERP 接合。例如,系統能設定來搭配進貨 / 出貨政策和現有的物料申請程序。

經證明的結果

Hikvision 於自己的營運中採用 iWMS,在位於桐廬的工廠使用這個系統。這座生產影像監控系統的工廠包含一個 120,000 平方公尺的倉庫,每日輸出價值 1460 萬美元的貨品。設施中有近 800 台 AGV 上線。倉儲機器人會搬運和分類零件及產品,接著在不使用時自動停靠於儲藏架下,讓出空間。智慧型生產物流透過 RCS 處理,它支援多機器人叢集排程,透過常用的半成品 (WIP) 系統以無人方式處理原物料。透過 iWMS,Hikvision 工廠能:

  • 自動存放原物料
  • 在生產程序中執行智慧型偵測
  • 管理並儲存成品
  • 以智慧方式控制器材
  • 自動供給生產線原物料
  • 監督運送及過渡半成品

Wu Yonghai 表示,於 2016 年實施 iWMS 解決方案後,勞動力成本降低了 58%,而效率提升了 84%。他說:「在未來,我們預見醫療器材、食品和其他多儲存市場會出現此系統的應用」。有興趣將 Hikvision 桐廬廠房的成功案例複製到自己倉庫的倉儲業者必須先和 Hikvision 合作建立倉庫模擬。此模擬用來精確預測設置 iWMS 的成本以及客製化解決方案所需的時間,一般為三到八周,視倉庫設施規模而定。Wu Yonghai 說:「安裝後,iWMS 的回本期只需一到三年。」 「從長遠來看是划算的。」

Intel 為合作提供動能

Hikvision 發現 Intel 的技術和產業領導地位很適合自己野心勃勃的 iWMS 系統。如前文所述,智慧型攝影機採用 Intel® FGPA 和 Intel® 處理器。此外,搭載 Intel 技術的電腦和終端機為智慧型倉儲管理解決方案中的所有軟體提供良好的運作環境。Wu Yonghai 解釋:「未來我們想要在機器人導入 Intel 的感應器和處理器」。「平衡技術和高品質非常必要。Intel 在這兩方面的全球聲譽都很好。」

的確,在中國轉向日益先進的機器人系統來解決員工訓練和勞動力成本問題的同時,聚焦於未來是正確的。包含這種自動化勞動力的智慧型倉儲管理系統能在營運效率和節省成本方面達成驚人的成果。

作者簡介

John Blyler

John covers today’s latest high-tech, science and even science fiction in blogs, magazine articles, books and videos. He is an experienced physicist, engineer, journalist, author and professor who continues to speak at major conferences and before the camera on Chipestimate.com TV.

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