半小时内发货

在之前的文章中，我们讨论了Sberbank ， 协作机器人和外骨骼 在机器人技术领域的发展 。 在此谈论物流机器人。


照片：Sberbank

什么是物流机器人？

国际机器人联合会将物流机器人归类为专业服务机器人，并将其称为物流系统。

根据ISO 8373：2012 ，专业服务机器人是指对人员和设备执行有用工作的机器人（不包括工业自动化任务），并且可以从提供各种服务中受益。

因此，物流机器人是一种移动驱动可编程机构，旨在控制货物的流动，运输，加工和包装。 通常，物流机器人安装在：

• 在机器，转运点或仓库之间移动各种物体的工业环境；
• 在医院或其他公共建筑中用于运输，交付和转移货物的非生产环境，例如仓库，邮政和物流中心；
• 在空旷地区：在港口，机场和转运中心，以及克服向最终消费者交付货物时的“最后一英里”问题

它们的价值和作用是什么？

物流机器人的开发是由于这样的事实：借助它们的帮助，可以降低成本并提高企业效率。

在工业环境中，机器人可以消除人员执行常规任务和自动化物流流程的工作，从而减少了对人工的需求，减少了人为犯错的次数，提高了工作场所的安全性，并提高了库存和货物/零件会计的准确性。

适用于工业环境的机器人可用于柔性制造/企业中，以解决各种各样的任务：

• 在生产过程中移动产品，提供及时的（JIT）交付：在正确的时间将零件交付到加工/组装点；
• 交付组装零件；
• 收集订单：将订购的产品移至拖车的装载区域以进行调度；
• 准时交货（JIT）：在正确的时间将零件交货至加工/装配点；

在非生产环境中，使用快递机器人，由于以下原因，这会使企业主及其客户受益：

• 减少仓库流量；
• 降低事故和交通拥堵的风险；
• 提高企业整体的可靠性，消除与人为因素有关的错误；
• 提高企业生产力；
• 提高服务的可用性和灵活性，减少运输成本和时间（对于客户）。

快递机器人通常执行以下操作：

• 检测/检测要运输的物体（有时通过按下按钮使用人员来呼叫机器人）；
• 物品的装载和运输；
• 优化和调整运输路线；
• 对象的分类和核算（允许增加对实质资产核算的准确性）；
• 卸载目标区域中的物体；

麦肯锡公司（McKinsey＆Company）的研究显示，B2C细分市场约占产品交付市场总额的50％。 根据同一项研究，使用无人运载工具有望将B2C运输成本降低一半。 对于电子商务服务的客户，机器人的货物交付将带来一个有趣的功能-通过商店应用程序选择货物交付的准确时间的能力（如果有此功能，附近有免费的机器人）。

未来，无人驾驶车辆将降低驾驶员的工资成本，由于无人机能够在不停歇的情况下继续移动而提高了货运效率，并通过消除人为因素提高了运输安全性。

无人机可以在整个供应链中用于日常物流：从“未来仓库”到无人机和无人机，以克服最后一英里的问题。 无人机可以执行：

• 分拣中心的物流：港口，机场，铁路枢纽，海关中心；
• 从生产现场向配送中心交付货物；
• 向最终消费者交付商品。

以Sberbank为例

每年，银行要处理约八万吨的钞票：将钞票捆成一捆，捆成捆装在钞箱中，钞箱从一个点移动到另一个点，所有移动都是由人来完成的。 通过使至少一部分流程自动化，您可以显着降低这些操作的成本，提高劳动生产率，核算准确性并减少错误数量。

另一个引人注目的例子是为银行的员工和客户交付信件和货物。 客户需要交付卡片并将他们签名的文件的纸质副本带到存储中心。 银行的物流服务为每位员工每月运送20公斤的货物。 鉴于我国的地理特征和遍布全国的Sberbank分支机构众多，准确无间断地交付货物的任务对于机器人技术来说变得非常有趣。

因此，后勤机器人是Sberbank机器人实验室的重点领域之一。 几天前，我们将集合关闭了公司加速器 （已接受申请，包括物流系统的申请）。 一定要谈论有趣的项目。

市场状况

物流机器人市场不能夸耀工业机械手市场的规模：2016年，已安装物流系统的数量虽然比2015年增长了34％，但总数仅为25,444台，总价值约为9亿美元（比1.8万台工业机器人，市场规模约为130亿美元）。

预计在2018年至2020年之间，将售出190,000台物流机器人，市场平均每年增长25％至30％。 同时，2018-2020年，物流机器人将占所有服务机器人销售额的48％。


图-2015-2016年物流机器人的销售以及2017年和2017-2018年的预测（ 来源 ）

物流机器人技术市场增长的驱动力是人工智能技术，新材料的发展以及通过降低组件成本来降低机器人成本：

1. 人工智能可以降低机器人的进入门槛：它们不再需要以特殊方式准备房间，无需特殊标记即可进行导航。
2. 新材料和储能技术的发展减少了机器人的停机时间，从而增加了其吸引力。
3. 组件的批量生产使制造商可以降低价格，这对整个解决方案的成本具有积极影响。

发展历程

物流机器人的起步相对较近，比工业机器人要晚得多。 直到最近，只有工业机器人才普及。 他们无法动弹，失明，相对不合理，并且每天以数千次重复相同的动作，具有很高的准确性和可重复性。 对于许多简单的制造过程，例如焊接或转移零件，这些技能是必需的。 但是，要解决物流问题，仅凭高精度和可重复性是不够的：机器人不仅必须行动，还必须了解世界，根据动态变化的环境建立行为，以最佳方式做出决策。

物流机器人必须以无数种组合方式处理各种不同的产品/零件。 尽管任务很复杂，但是如果机器人可以具备上述能力，那就可以实现：感知世界，建立模型，做出决定并根据情况采取行动。

智能移动机器人的第一批实验样品开始于1960年代左右出现。

沙基

第一个是Shakey the Robot ，它是由斯坦福研究所（Stanford Research Institute）人工智能中心（现称为SRI International）开发的。


图-Shakey机器人（ 源 ）

该机器人配备了电视摄像机，光学测距仪以及碰撞传感器。 他能够在办公空间中四处走动，并区分特殊绘制的对象。

Shakey机器人是第一个具有人工智能起源的通用移动机器人。 Shakey可以在较大任务的每个阶段指导其他机器人，而Shakey可以分析团队并将其分解为主要部分，这要归功于专门设计的调度程序 。

Shakey项目汇集了机器人技术，计算机视觉和自然语言处理方面的研究。 最值得注意的项目结果是A *搜索算法 ， 霍夫变换和可见性图方法。

希拉雷

早期AI机器人的另一个有趣的代表是Hilare独立移动机器人。 Hilare于1977年在法国图卢兹的系统分析和体系结构实验室开发。 他被认为是第一位能够在未知环境中自主工作，感知和分析周围环境并根据分析做出决策的法国移动机器人。


图-Hilare机器人（ 来源 ）

Hilare更像是现代的移动/物流机器人。 因此，希拉雷配备了：

• 超声波传感器检测附近的物体；
• 激光测距仪，用于编辑环境二维图；
• 里程表以测量行进距离；
• 四个Intel 80286微处理器，用于处理来自传感器的数据。

该研究机器人的后续版本-Hillare 2（1990）和Hillare 3（1999）导致了移动机器人领域的重大进步，并拉近了现代物流设备的面貌。


图-Hilare 2机器人（ 来源 ）

TRC助手

TRC的Helpmate是最早在医院分发的快递机器人之一，该机器人于1990年代初开发。 总共约有100个机器人投入运行。 帮助对象向患者运送食物，药品等。 该项目的主要成功是从快递任务中释放了合格的人员。 该系统处于领先地位，并成功地为医院和室内的多种快递系统铺平了道路。


图-TRC帮助伙伴（ 源 ）

现代系统的例子

用于生产环境的物流机器人

尽管仓库机器人的供应商数量众多，但相对较早地使用了完全自动化的仓库机器人（无需专门准备就可以移动）。 许多公司正在这一领域积极发展。

库卡OmniRob

例如，来自KUKA（德国）的OmniRob实施了一种移动机械手的概念，用于解决捕获和搬运零件和货物的任务。 该机器人是一个平台，平台上装有带抓爪的机械手。 平台的一个显着特征是其轮子-所谓的全向轮子 ，可以在不同方向上移动。


图-KUKA OmniRob（ 源 ）

Neobotix MM-800

来自Neobotix（德国）的另一台MM-800移动机械手具有安装在移动平台上的六级KUKA机械手。 Plaftorma可提供10小时的电池寿命。 MM-800在Ingolstadt的AUDI工厂使用。


图-Neobotix MM-800（ 来源 ）

非生产环境的物流机器人

Amazon Robotics（Kiva系统）

成功创建和实施仓库物流机器人的一个突出例子是Kiva Systems ，该公司后来被亚马逊收购并更名为Amazon Robotics。 该公司成立于2003年，到2008年已经为三个大客户实施了其解决方案。


图-亚马逊（Kiva）AGV（ 来源 ）

该公司的机器人是具有500和1,500公斤起重能力的移动平台，配备了避免碰撞的红外传感器，车载计算机以及与基于云的管理软件的无线通信。 所有机器人上都有电池，必须每小时充电一次，持续五分钟。

为了解决加快和简化货物交付的问题，Kiva开发了自己的组织仓库的方法。 所有产品均存储在专用机架中。 输入订单时，系统会找到最近的机器人并将其与必要的货物一起发送到货架。 机器人按照放置在地板上的QR码在仓库中移动。 当机器人到达预定点时，它会进入柜台下方，并使用特殊的螺旋机构将其抬起，并带给操作员进行发货。

SwissLog RoboCourier

SwissLog的SpeciMinder和RoboCourier机器人是紧凑的独立移动平台，可在典型的固定和实验室环境中自由移动。 平台配备了货物安装场所，并且可以自动将货物交付给指定的收件人。


图纸-SwissLog RoboCourier（ 源 ）

机器人配备了与门和电梯集成以在房间和地板之间移动的接口，以及用于动态重新规划轨迹并避免障碍物的激光导航系统。 SpeciMinder和RoboCourier可以独立工作-不需要管理服务器，导航和计划任务可以在机器人上解决。

艾森拔河

Aethon （美国）提供了另一种方法。 它基于一个紧凑的移动平台，可将推车停放在该平台上，以存储和运输各种医院产品（餐盘，药品，床上用品，血液样本，药品等）。 平台可以停靠在所有受支持的手推车上，以减少交通量并提高系统效率（例如，可以通过穿梭车运输手推车：一个平台将手推车移至某个位置，然后另一台手推车由另一个平台驱动）。 据称，大约450家医院中有500多个机器人在运行，每年交付的数量超过500万。


图-Aethon TUG（ 来源 ）

室外区域物流机器人

许多初创公司开发并提供概念上相似的地面或飞行无人机，以降低成本并加快向最终消费者的交付。 其中包括：SideWalk（与DHL合作）， Starship （由Skype的创始工程师创建）和Dispatch （麻省理工学院/ UPenn）。


图纸- 星际飞船和调度机器人

星际飞船最多可承载10公斤的重量，而提货调度最多可承载50公斤的重量。 这些机器人用于在距本地配送中心不超过30分钟的时间内运送货物，并能够运送小包装，食品杂货，比萨饼等。

在使用无人机的交付系统的开发中，可以区分亚马逊Prime Air Delivery ， 加拿大Drone Delivery和JD.COM 。 所有这些都以不同程度的成功制定出相同的案例-使用无人驾驶飞机从网上商店向客户快速交付小尺寸和轻重量的商品。 亚马逊于2016年12月17日进行了首次商业交付。 加拿大无人机交付公司正在美国机场开发其无人机管理和调度系统；京东公司已开始将货物交付到农村地区，这是试点工作的一部分。






图纸- 亚马逊Prime Air ， 加拿大无人机交付 ， JD.COM

新技术

在哪里看，朝哪个方向开发自己的产品？

物联网

机器人生活在数字世界中，为了使机器人更有效，更有意义，有必要将数字世界尽可能地扩展到物理世界。 媒体数字化和联网的新概念（IoT，工业4.0）可以将企业自动化提升到更高的水平。

自治权

在不进行特殊房间准备的情况下提高生产率，速度和全自动导航，将有助于降低客户进入产品的门槛。

有空

由于减少了机器人的充电时间，从而提高了系统的可用性，并提高了设备​​的可靠性，将有助于吸引客户。

简单性

快速直观的设置和配置，易于维护，易于使用将有助于降低准入门槛并吸引客户。

人工智能

机器人已经学会了如何自行骑行，但是在困难的条件下，他们仍然遇到模式识别方面的问题。 感知技术的发展将使机器人能够在没有人工干预的情况下从仓库中产生完整的组装订单周期。 这将减少订单的准备时间和维护仓库的成本。

协同合作

与人员一起工作并在与人员相同的空间中执行任务的能力使您可以自定义生产和物流流程。