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柔性工厂再定义:全感知物流系统

刘凯程 高工移动机器人 2023-06-29

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撰文 | 刘凯程

随着AGV/AMR及自动叉车便捷、安全、柔性等优势显现,越来越多的制造企业开始从物流端切入,对工厂进行自动化改造。

 

例如当生产车间需要将两条不同产线(如智能装配线与包装线)进行对接,而由于之间距离较长,架设流水生产线会占用大量空间,通过人力运输又会降低车间自动化水平,降低生产效率。这种情形,厂家就会考虑通过灵活高效的移动机器人来实现产线对接。

 

GGII数据显示,2019年移动机器人(主要指产线和仓储移动机器人)市场规模26.09亿元,同比增长8.40%。其中,产线移动机器人市场规模15.96亿元,占比61.17%。且从市场规模增速来看,产线移动机器人持续攀升。

 

事实上,移动机器人在产线物流领域还有更大突破空间。当下的产线物流只适合单一化产品,导致需求端和生产端无法完全匹配,同时信息传递效率低导致的生产效率低,造成终端企业难以快速切换应用场景,快速调整的生产线。

 

因此,如何快速打造定制化的高性能且能统一调度的移动机器人,进而打造业务模块全面、快速适配既有流程且方便快捷的进行二次开发的数字化系统,成为“智能工厂”、“智慧物流”的核心课题。



基于这种情况,仙工智能(SEER)打造了涵盖通用 AMR 控制器、自动叉车、可视化工业系统软件及智能视觉的全感知物流系统解决方案。

 




控制器上下功夫 做安全的“最强大脑”



移动机器人的智能化程度影响着物流的柔性,而在之中起决定性因素的是移动机器人的“大脑 ”——控制器。控制器不仅实现机器人的导航和运动控制,还保障移动的安全和管理以及车辆诊断。

 

移动机器人控制器由于技术门槛高,研发周期长,一度被外资品牌牢牢“卡脖子”。尤其在激光导航的核心控制上,国外品牌如科尔摩根NDC几乎垄断市场。

 

仙工智能(SEER)决定打破这个现状。从集成电路到AGV的很多底层技术如姿态传感器、芯片算法,仙工智能(SEER)从零开始,逐步实现了自主研发。经过反复测试,专为移动机器人(AGV、AMR、自动叉车等)设计的通用控制器终于研制出来。

 

而后几年产品迭代,仙工智能(SEER)推出了第三代控制器——SRC-2000 系列。2020年8月18日,仙工智能(SEER)凭借这款控制器,在“2020高工移动机器人产业峰会”上,成功斩获“移动机器人供应链优质企业-控制模块类”奖项。

 

然而仙工智能(SEER)从未停下追逐科技创新的脚步。仙工智能(SEER)联合创始人兼产品总监叶杨笙认为,控制器在安全性上还有改进的空间。自动导航车有时会以非常高的速度移动,且小车在运输的过程中载有重物,在行驶过程当中存在一定的潜在风险。

 

此前,欧美几家大公司推出了基于 PLC 架构的支持安全功能的模块,在工业场景具有通用性,但不支持导航等AGV功能。当以这类模块去搭建安全型 AGV 时,还需搭配导航控制器,电气电路复杂,体积庞大,价格昂贵



因而,仙工智能(SEER)从另一个角度入手,基于 SLAM 导航控制器集成必要的安全模块功能,开发了一款集导航功能与安全功能一体的综合型安全控制器SRC-3000FS,并于9月15日正式面世。

 

它支持激光 SLAM 导航,激光反光板导航,二维码导航等导航方式,能够应对长廊,地面打滑等高动态环境,兼容双轮差动,四驱差速,四差速模组,四驱麦克纳姆轮,单舵轮,双舵轮,四舵轮,履带等运动类型,几乎匹配所有激光和所有品牌的伺服电机,重复精度±5mm,对接精度±2mm。

 

更值得一提的是,它还具有3D 相机-避障、二维码相机-精准定位、距离传感器-避障、红外光电传感器-检测货物、压力传感器-检测货物重量、IMU-倾倒检测等功能,有丰富的接口,支持二次开发,这种安全控制器,综合成本更低,机器人内部集成度更高,空间更节省,电气连接更简单。

 

目前,仙工智能(SEER)控制器支持货架识别、栈板识别、料笼识别等多种精准定位识别,满足工业移动机器人、商用移动机器人、自动叉车的不同应用需求。

 





企业数字化中台 消灭“信息孤岛”



对于制造企业来说,要实现真正的厂内柔性物流,还必须建立统一的数字平台,对移动机器人、产线设备等进行实时管控。

 

然而在实际应用中也遇到了一些麻烦,叶杨笙指出,有些企业的研产供销人财物各部门可能自用一套系统,由于不同系统供应商之间有各自的业务视角和数据定义,导致企业内部沟通协调困难,数据传输不畅。

 

此外还有系统供应商打着“工作流标准化和正规化”的名义,要企业改变既有流程,来适应系统标准,造成工作流冗长繁琐,引起员工反弹。

 

即使当系统上线后,还可能存在问题。随着时间推移,系统开始暴露当初设计时未考虑到的各种问题,导致修改意见成堆累计,供应商和客户都不愿买单。对企业而言,前期投入打了水漂,只得换家供应商重来。



为帮助企业解决这些难题,仙工智能(SEER)推出了一个以企业数字化中台SEED(Seer Enterprise Enhanced Digitalization MP)为基础的完整解决方案。“我们整合了机器人调度、WMS、MES、3D数字孪生等一系列功能,客户只要使用这一套软件,就可以实现几乎所有的工作。”叶杨笙介绍。

 

以 SEED中台为基础的完整解决方案,由基础设施层、应用层、方案层构成。SEED 通过对移动机器人及产线设备的管控,辅助企业完善生产及物流环节的自动化;通过引入生产执行管理、仓储管理、质量管理、计划管理等应用系统,实现企业生产活动全流程的信息化;能够帮助企业通过对历史数据的分析和利用,实现态势预判、虚拟排程、过程仿真等更为高阶的数字化。

 

SEED 中台提供的是All-in-one Solution,能够提高数字化转型的效率;消除信息孤岛,实现系统间信息互通;可视化配置元素,一站式实施更快速;高性能的3D视图,整场信息一览无遗;低代码开发平台,可以自行优化业务流程,从而为客户带来更多价值。

 




借机器人之“眼” 防患于未然



对于SLAM导航的移动机器人来说,能够实现人机协作是其一大优势,也是智能制造不断升级向前发展的趋势。在工厂中,如何在人员、自动叉车、AMR 混用的情况下,对于现场设备、人员、货物统一管理,防范机器人和操作人员协同工作环境下的各种风险,成为势必要解决的课题。



仙工智能(SEER)在基于 SLAM 导航的体系外,又提出了RoboView全感知 AI 物流系统,赋予用户一双“机器人的眼睛”,监测机器人的运行状况。叶杨笙补充道:“无人仓库里检测到有陌生人闯入,还可以实现立即报警,同时让工厂一些设备停下来。”

 

RoboView 由感知平台和感知节点共同构成。感知平台为独立运行的视觉服务器,其主要提供视觉AI感知能力,融合了多项关键技术,如增强显示、车辆监控、目标识别定位、库位管理、安全监控等,可为物流管理系统提供了丰富的信息。

 

感知节点是分布式部署的,分为固定节点和移动节点。固定节点是指固定安装的图像 (2D) /点云 (3D) 采集设备,如普通的监控摄像头、ToF 相机、3D 激光雷达等都可以作为感知节点接入;移动节点指这些安装在移动机器人上的各类视觉图像/点云采集设备,通过仙工智能(SEER)的 SRC 核心控制器可以实现与 RoboView 的无缝对接。

 

感知节点可以通过Roboshop 一站式布署软件加入 SLAM 地图中,并配置相应的工作流,从而实现节点的快速设置布署。同时,感知平台 RoboView 与SEER企业数字化中台 SEED 配合,可以实现对场所内的各个系统的部署,规划和监控的能力,并实现对AMR 及无人叉车的安全监控及作业规划。

 

以前企业在仓库里做库位检测,可能需要加一些传感器,加一堆光电设备。而现在仙工智能(SEER)通过在库位上面装摄像头,就能检测到库位有无,省去了传感器繁琐的接线。

 




进击的激光SLAM叉车


 

基于由通用AMR核心控制器、仙工智能(SEER)企业数字化中台SEED、全感知物流系统RoboView组成的全感知物流系统解决方案,仙工智能(SEER)还打造了包括激光SLAM自动叉车、顶升机器人、料箱机器人等在内的AMR产品。



以在2020工博会上亮相的激光 SLAM 平衡重堆垛式自动叉车 SFL-CPD15-T为例,可适配导航激光和避障激光等多种激光;通过 SRC 的安全防护功能及自身多传感器安全防护,实现安全可靠;支持栈板识别;可实现自主充电……

 

除此以外,SFL-CPD15-T还拥有更突出的性能: 1.5 吨大负载、重复精度 ±5mm、可叉取田字托、川字托,可爬坡、过坎、过电梯,可搬运、可堆高、可无缝接入调度系统。

 

仙工智能(SEER)还在叉车领域多方面寻求突破。针对高位叉车的疑难杂症——在叉齿举升高度达到最高时的不同形变量,仙工智能(SEER)经过大量的测试,根据大数据的结果举证出不同的数学模型来应对叉齿的低头量和地面不平导致的门架左右偏移量,面对高库位托盘的叉取和存放,又推出栈板识别模块,可以从容应对高位托盘的角度偏差和纵深识别。

 

针对货架通道非常窄的应用场景,仙工智能(SEER)还推出三向叉的改造方案。据了解,三向叉除去高位叉车的难点之外又增加了全向转向机构导致的重心偏移问题,在叉齿空满载以及朝向左右不同方向时,导致车体重心左右方向产生偏移量,仙工智能(SEER)对此进行了算法优化。

 

然而,叉车并不是仙工智能(SEER)远期发展的重点。叶杨笙表示,仙工智能(SEER)目前做叉车是想借机试错,了解叉车控制器的难点、痛点。在叉车领域积累足够经验后,仙工智能(SEER)会将完整的控制方案免费分享给整个行业,并将叉车市场的利润让渡给使用仙工智能(SEER)控制器的客户。

 

目前,仙工智能(SEER)全感知物流系统解决方案已经成功应用在 3C 电子、汽车制造、食品加工等诸多行业中,为客户提供一站式服务,推动工业的信息化、数字化、智能化转型升级。

 

从发现需求到解决需求,从解决需求到创造需求,叶杨笙告诉「高工机器人」,仙工智能(SEER) 致力于让智造更简单,坚持在客户需求与自身的多层次需求中寻找突破,聚焦工业智能化,进行开放式创新,为合作伙伴创造价值。


值得一提的是,2020年12月21日-23日,【利元亨总冠名】高工机器人&高工移动机器人年会暨【节卡机器人冠名】第七届高工金球奖颁奖典礼将在深圳机场凯悦酒店举行,本次大会以“穿越战略迷局 谋定智造大计”为主题.

 

仙工智能(SEER)作为本次大会的赞助商将立足产业周期发展的大背景,穿越迷雾,与产业上下游企业共同探寻移动机器人下一轮增长点。



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