日經新聞：倉儲自動化能走多遠?機器人和無人機已經走在應用的前線
http://www.debgrams.com 2023-02-01 10:03 來源：AGV網
未來的倉庫將與今天的倉庫不同
今天，許多工人正忙于使用幾十年前的自動化設備，如移動掃描終端，分揀、分類、包裝和交付貨物。
在未來的倉庫里，將沒有人類的存在，只有機器人運作的安靜聲音。機器人將在完全黑暗的環境中工作，加熱和冷卻將僅限于保護貨物和機器人，節省能源和成本。這些機器人和諧地移動，從貨架上取走貨物，并將它們送到傳送帶上。自動包裝系統為貨物制作合適尺寸的箱子。
無人機在空中飛行，用嵌入式射頻識別（RFID）標簽掃描貨物，并發送關于位置和數量的實時數據。每個機器人的運動都被跟蹤，并被送入機器學習算法。這種算法與整個供應鏈生態系統相連，使一切變得更快、更有效。
在這種完全自動化的倉庫里，也被稱為 "熄燈倉庫"，機器人、傳感器和最先進的算法取代了人類工人。
企業關注自動化立體倉庫（財報發布會上提及“自動化”和“立體倉庫”的次數）
但在我們到達那里之前，一系列技術繼續發展，以提高工人的績效。將所有物體連接到互聯網的物聯網設備的商業化，機器人的低成本和人工智能（AI）的進步正在擴大新技術在倉庫行業的應用，從協作機器人到動力輔助服。
在本文中，我們將了解掌握未來倉庫關鍵的技術。
- 與人類一起工作以提高生產率的協作機器人（cobots）
- 掃描和移動產品以減少庫存管理時間的無人機
- AR 和 VR（虛擬現實）改善工人教育和培訓并減少錯誤
首要問題，為何倉庫自動化很重要？
為什么倉庫自動化很重要：隨著電子商務（EC）在世界各地的使用增長，以及消費者對快速交付的期望增加，自動化和效率已經變得至關重要。貝恩公司（美國）估計，到2030年，自動化將使倉庫運營成本降低13%。
倉庫幾十年來一直使用標準的自動化技術，如傳送帶、分揀系統和移動掃描儀，但越來越多地采用更智能的網絡連接技術，帶來效率和成本的節約。CB Insights分析師預測，到24該領域的市場規模將達到3260億美元。
第一批推進自動化的技術將是那些提高生產力而不是取代工人的技術。但最終目標是完全自動化和完全互聯的供應鏈。機器人最終將在許多倉庫操作中完全取代工人。
為什么是現在：隨著全球供應鏈從新的冠狀病毒災難造成的破壞中恢復過來，隨著消費者在商品上花更多的錢并要求更快的交付，倉庫效率比以往任何時候都更加重要。
倉儲業正在遭受勞動力短缺的困擾：2009年7月，美國運輸和倉儲業的工作崗位數量達到了49萬個，創下歷史新高。根據從事工業移動設備的美國公司Zebra Technologies委托進行的一項研究，60%的倉庫經理認為人員配置是一個挑戰。自動化可以彌補勞動力的不足。
另一個關鍵挑戰是高通脹。倉庫的三大成本--勞動力、設備和房地產--正在全面上升，導致通過自動化或提高工人生產力來減少勞動力需求，或最大限度地提高倉庫的利用率。
試圖獲得優勢的公司：用最新的機器人和定制的自動化技術從頭開始重新設計倉庫，可能會花費一大筆錢。美國亞馬遜公司、中國在線零售巨頭京東集團（JD.com）和美國零售巨頭沃爾瑪等公司擁有安裝這種昂貴系統的財政資源。德國西門子、瑞士重電巨頭ABB、日立有限公司、美國信息技術（IT）系統巨頭羅克韋爾自動化、美國機械巨頭霍尼韋爾國際公司和Fanuc等自動化巨頭將發揮重要作用。
盡管如此，初創企業仍有很大的轉型空間。美國的Vecna機器人公司和克羅地亞的Gideon兄弟公司等初創企業都參與了自動叉車和其他倉庫機器人的研發。Exotec（法國）開發了在倉庫中搬運集裝箱的機器人，而Logiwa（美國）專門從事基于云的倉庫和庫存管理。
倉儲的未來
協作機器人（cobots）
協作機器人是與人類一起工作的機器人系統。協作機器人可以利用人工智能和日益復雜的機電系統更快地完成任務，從而提高員工的工作效率。
什么是協作機器人？
協作機器人是旨在與人類一起安全工作的機器人系統。與傳統機器人不同，例如無需人工控制即可運行的廣泛自動化技術，它們無意直接取代特定任務中的工人。
協作機器人重量輕且可移動，使其易于集成到現有基礎設施中，并將系統部署時間從數月縮短至數周。此外，它的成本低于傳統的機器人系統。
可以通過軟件程序給出工作指令，并且配備了力傳感器和圖像分析技術（計算機視覺），因此它還可以感知周圍的環境。示例包括在倉庫中運輸貨物的自動叉車、造粒機和自動導引車 (AGV)。
協作機器人在過去五年中呈上升趨勢（新聞中提及“協作機器人”的次數）
先鋒企業
最近的技術進步和較低的成本導致在倉儲業引入了機器人。
美國機器人制造商Locus Robotics在21日的E輪融資中籌集了5000萬美元，該公司共籌集了3.15億美元。該公司估計，在22年內采摘的貨物數量將達到10億件。據該公司的首席營銷官（CMO）凱倫-利維特（Karen Leavitt）稱，該公司的機器人將每個工人的生產力提高了三倍，"減少了大概75-80%的步驟"。
一些主要的機器人制造商也在將注意力轉向倉儲物流。
總部位于美國馬薩諸塞州的波士頓動力公司于2007年4月收購了工業機器視覺初創公司Kinema Systems，以擴大其對倉庫機器人的影響。2009年，韓國現代汽車集團以11億美元收購了波士頓動力公司80%的股份。
同時，美國的6 River Systems公司在19日被加拿大在線購物平臺Shopify以4.5億美元的價格收購，此前該公司籌集了4700萬美元用于開發倉庫機器人。
Exotech是cobot領域的另一家主要初創公司。融資總額接近4.5億美元，企業價值為20億美元。該公司參與了一系列的系統，最引人注目的是Skypod，這是一個垂直存儲系統，使用倉庫運輸機器人將貨物運送給工人。
Skypod 是一個垂直存儲系統，可以將任務分配給自動運輸機器人，并被編程為優先處理具有高緊迫性的任務（來源：Exotech）
預期影響
協作機器人并不適用于所有類型的倉庫，但在適當的環境下，它們可以在不進行大修的情況下增加顯著的價值。例如，工人經常使用手推車、經常走路并且面臨快速交付訂單壓力的倉庫可以從中受益。
該技術高度靈活且價格范圍廣泛，使其對大型和小型企業都有利可圖。部分公司還提供租賃服務，各公司可根據需求調整安裝規模。
協作機器人可以在減輕倉庫勞動力短缺的影響方面發揮重要作用，因為它們可以以一種易于實施的方式提高工人的生產率。
無人機
倉庫是受控且可預測的環境，非常適合無人機。無人機的速度、準確性和進入難以到達的地方的能力對于庫存管理等倉庫任務非常有用。
什么是無人機？
在倉庫中，無人機（飛行機器人系統）可用于庫存管理、內部物流（在倉庫內移動貨物）、檢查和監視。
庫存管理的使用越來越多。輕巧的掃描儀不會妨礙您在倉庫周圍快速飛行的能力，讓您可以利用無人機的優勢。一些公司已經報告成功部署了無人機。
到目前為止，大規模采用的一個主要挑戰是在倉庫內實現準確的飛行。但新的視覺技術，例如高性能傳感器 LiDAR，顯著提高了性能，使其更易于部署在更多倉庫中。
倉庫經營者應在未來幾年密切關注這些發展。無人機潛力巨大。據 Argon Consulting 稱，僅兩架庫存控制無人機就可以完成 100 名工人的工作。隨著底層技術的不斷發展，無人機性能將不斷提升。
先鋒企業
無人機目前主要用于庫存管理。
2017 年，麻省理工學院 (MIT) 的一個研究小組對無人機進行了編程，使其在倉庫內飛行并讀取 10 多米外的 RFID 標簽。據開發該系統的研究小組法德爾·阿迪布教授稱，“2003 年至 2011 年間，美國陸軍倉庫中無法追蹤的物資總額為 58 億美元。通過使無人機能夠定位和識別物品和設備，這項研究將推進解決這些問題的基礎技術，”他說。
沃爾瑪是推動采用無人機的大公司之一。2016 年，該公司表示將測試無人機，以減少與庫存跟蹤困難相關的銷售損失。僅在 2013 年，這些銷售額損失就達 30 億美元。當時，該公司強調無人機可以讓工人在一天內完成一個月的工作量。
這個領域的主要初創公司是 Gather AI。該公司生產可掃描二維碼和條形碼的庫存管理無人機。如果引入三架無人機，每小時可以掃描 1,000 個托盤的貨物。該公司最近與位于阿拉伯聯合酋長國 (UAE) 迪拜的阿聯酋航空公司旗下的機場地面支持公司 Dinata 合作，將無人機運送到德克薩斯州達拉斯/沃斯堡國際機場的倉庫。
法國的 Eyesee、南非的 DroneScan 和瑞士的 Verity 也瞄準了這一領域的成功。每家公司都提供包含倉庫管理系統 (WMS) 的無人機系統，以實現準確的日常庫存跟蹤和分析。
預期影響
無人機開發人員需要證明他們的系統已準備好大規模使用，即使早期項目是成功的。
在倉庫中使用無人機將受益于許多其他行業對關鍵技術的投資，例如視頻分析。
- 內部物流將繼續成為一項重大挑戰。用于倉庫的無人機的成敗，取決于能否研發出能夠載重飛行的電池。在基礎技術改進之前，我們不能指望取得太大進展。
增強現實/虛擬現實（AR/VR）
倉庫操作員培訓工人、提高生產率和減少揀選錯誤的需求正在增長。這些是 AR/VR 可以提供幫助的領域。
VR？
AR 是指將數字元素疊加到真實景觀上的技術。它類似于汽車中的平視顯示器。AR設備在培訓和揀選等領域很有用，因為它可以直接在工人面前顯示實時指令。這減少了訓練時間，提高了效率，甚至使一些任務成為“可下載”的技能。
另一方面，VR 是一種完全虛擬的、身臨其境的體驗。除了倉庫設計布局和長期規劃外，它還可以用于培訓，幫助新工人更快、更安全地學習工作。
先鋒企業
AR/VR 設備市場相對較新，許多初創公司都在爭奪份額。另一方面，該領域對中后期公司的投資比例正在上升，呈現出成熟跡象。
對 AR/VR 技術的投資正進入中期階段，顯示出成熟跡象
一家著名的 AR 初創公司是印度的 GetVu，該公司為倉庫生產 PikVu AR 眼鏡。為揀貨員提供路線引導、物品識別、免提掃描和驗證，減少人為錯誤。該公司聲稱智能眼鏡可以將揀選錯誤減少高達 99.99%。
Vuzix 提供類似的語音控制智能眼鏡系統。它還具有條形碼掃描儀和實時記錄錯誤的視頻捕獲。
還有可以合并到倉庫管理系統中的 AR 系統。總部位于瑞士的 Scandit 在 2021 年籌集了 1.5 億美元的 D 系列資金，提供用于庫存補充和管理的 AR 掃描系統。
各大物流公司都在推動引入AR。德國大型物流公司DHL于2017年引入AR技術并取得成效。該公司使用德國 Ubimax 的系統。2020年，Ubimax被德國遠程連接服務TeamViewer收購。
另一方面，每個公司甚至在倉庫建設之前就利用 VR 來優化工作流程和設計。例如，德國的 Erhardt Partner Group (EPG) 開發了一個特殊的空間 EPG Holodeck，內置聲音投影，可用于規劃虛擬物流。它提供了超越傳統 CAD（計算機輔助設計）軟件的高度沉浸式三維 (3D) 體驗。
EPG HoloLens 為倉庫和物流規劃提供 VR 體驗（來源：EPG）
VR 還可以幫助培訓工人。為倉庫和制造業制造叉車的海斯特表示，它已經用 VR 培訓了超過 10,000 名叉車司機。VR 可用于在安全環境中快速培訓工人。
預期影響
- AR/VR系統可以與現有的倉庫管理系統連接，以提高數據跟蹤能力。但是，此功能目前受到限制。
隨著未來幾年網絡連接和數據處理能力的提高，AR/VR 系統的視頻流和訓練能力將會增加。
員工隱私是監控生理狀況或使用跟蹤功能的可穿戴設備的主要關注點。公司將不得不謹慎行事。
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