自动叉车:人的方程式

运营商正在部署自动升降卡车,以抵消订单量增加以及无法获得足够熟练操作员等压力。讽刺的是,尽管工业需要机器人,但机器人却需要人。

在高密度、非常狭窄的通道环境中使用的自动叉车,如Raymond Automated Transtacker (TRT),被设计成与WMS集成在一起的完全自主模式下运行,以实现最大效率

自动叉车适用于高密度、非常狭窄的通道环境,如Raymond自动转运机(TRT),设计为完全自主模式,与WMS集成,以实现最大效率。

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自动升降卡车的一个基本区别经常被忽视:自动叉车S通常需要一定程度的人力监督和帮助。

即使是设计为完全自主模式运行的机器人叉车,也具有某种类型的性能监控和异常处理技术,由人类担任支持角色。此外,“双模式”卡车能够自主运行,但设计的目的是让训练有素的操作员可以上单元并使用它来执行特别任务。

可以肯定的是,行业对自动升降卡车的更多采用将减少对人类操作员的需求,但在自动升降卡车的许多部署中,人类仍将发挥作用。

“人类和自动驾驶汽车在很多方面都有着密切的联系,”他说丹尼尔Theobold他是自动升降卡车供应商的创始人战场救援机器人他还是致力于机器人互操作性的行业集团MassRobotics的联合创始人。“一种理解这种关系的方式是将其视为管理者与被监管者之间的关系。机器人很聪明,但它们没有魔力。他们将需要一些帮助和监督,就像人类工人需要帮助和监督一样。”

作为其自主解决方案的一部分,Vecna提供了用于舰队洞察以及远程支持和监督服务的软件。Theobold说,自主技术已经得到了验证,但对于供应商来说,建立远程支持和异常处理机制是有意义的,这样如果出现意外问题,支持人员可以迅速解决问题。

“对于异常处理,首先,你必须有一个足够智能的自主系统,知道它何时需要帮助,然后你需要有一个系统,允许机器人非常迅速地获得帮助,”西奥博尔德说。

简而言之,作业越来越需要自动升降卡车,但自动车队需要人力支持才能正常工作。此外,越来越多的自动升降卡车类型和用例正在出现,其中一些具有双模式操作。对于几乎一直以完全自主模式运行的升降机车队来说,机器人升降机监督员的角色可能最终会由以前的升降机操作员担任。

异常处理

供应商表示,在封闭的通道、完美的负载和原始的托盘等理想条件下,叉车的自主性工作得很好,但条件往往不太理想,导致需要在线支持和异常处理。

“关键是要意识到例外就是例外,”西奥博尔德说。“你需要能够迅速解决任何问题,以确保船队的安全性和可靠性。”

西奥博尔德说,人类支持人员拥有帮助机器人做出正确、安全决策的认知技能和智能。他补充道,“人在循环中”的方法比调整自动驾驶平台更可取,使其忽略不太可能构成危险的输入,但如果完全被平台忽略,则有轻微可能成为实际危险的输入。他补充说,最安全的做法是让人工帮助解决异常,以保持业绩正常。

西奥博尔德说:“实际上,只要机器人完成了工作,并达到了预期的吞吐量,客户就不会真正关心异常是否在机器人的大脑中得到解决,或者他们是否得到了人类的帮助。”

在实践中,人类对机器人叉车的参与程度往往是特定于应用的,并且可能受到环境控制的影响吉姆盖斯凯尔他是微软全球自动化和新兴技术总监皇冠设备该公司提供具有双模式功能的自动叉车。

Gaskell说:“自动和手动操作的组合在很大程度上取决于叉车的类型和应用。“一些应用程序被设计为将自动车辆隔离在通道内或仓库的特定区域内,其中手动操作仅用于处理干预,例如产品或车辆异常。其他应用,如自动运输,在一个不那么结构化的环境中运行,因此车辆更有可能遇到需要人工干预的情况。”

Gaskell举例说,一辆Crown“DualMode”牵引拖拉机在大多数情况下都能以很高的可靠性自动运输一列货车,但在10%的情况下,训练有素的操作员可能会出于各种原因驾驶车辆,包括绕过意想不到的障碍或完成计划外的交付任务。其他原因可能包括将牵引拖拉机开到手动充电站,或维修区,或任何它需要到达但不在既定路线上的地方。

Gaskell表示,虽然双模式卡车具有灵活性,但在实践中,绝大多数情况下都可以实现自动驾驶,将训练有素的操作员解放出来从事其他任务,同时从自动驾驶车队中获得最大价值。

Gaskell说:“在典型的DualMode前移卡车应用中,车辆仅在导航到充电站或维护区域时,或在导致车辆暂停自动操作的异常情况下恢复时,才需要手动操作。”“避免了涉及托盘移动的手动操作,因此几乎100%的生产时间都花在自动化模式上。”

升降机自主性的另一个人为因素是,机器人升降机的创意经理通常是升降机操作员,因为他们有托盘工作流程的实际知识。

Gaskell说:“这个新角色为现有的叉车操作员提供了一条自然的职业道路。“使用自动引导车辆的员工必须充分了解与自动和手动操作相关的操作和安全要求,因此现有的叉车操作员有一个领先的起步。现有的操作人员也将很好地理解装载质量——如何堆叠和装载托盘——这是成功实现自动化的关键因素。”

越来越多的选择

在自动升降卡车领域的低成本端,解决方案正在出现,以满足自动化临时、小批量任务的需求。

例如,今年早些时候,Vecna和Big Joe合作推出了一个自动托盘千斤顶Vecna CPJ。大乔提供了自己版本的自动托盘千斤顶,被称为大乔“巴德”。

该设备是一个协作式或“协作式”托盘千斤顶,之所以这样叫是因为它可以使用Vecna的技术在完全自主模式下运行,也可以在有必要的时候手动操作。Big Joe公司的首席营销长比尔•佩德里亚纳(Bill Pedriana)说,该公司以传统的叉车千斤顶、叉车升降手和其他叉车产品而闻名,在设计叉车千斤顶时考虑到了自主性,加入了锂动力充电、紧凑的外形和低调的叉部等功能,使叉车更容易自主装卸。

Vecna CPJ是与Big Joe合作开发的自动托盘千斤顶,旨在处理负载移动任务,通常由人类决定何时启动任务。Big Joe版本的用户导向托盘搬运工被戏称为“BUD”。

总的来说,Pedriana说,cobot托盘千斤顶的设计满足了一个不足的需求:低容量的自主托盘移动,通常是临时任务,需要启动任务是由一线工人决定的。他补充说,如果没有自动的托盘千斤顶,大多数作业最终都需要工人手动操作传统的托盘千斤顶或托盘骑手,这可能会消耗大量的劳动时间在“旅行”上——将货物从a点移动到B点所花费的时间。

Pedriana说:“有很多工作流程在本质上是偶然的——当有人决定是时候移动负载时,负载就准备好了。”“这可能是在设施的另一侧进行维护活动的零件请求,或将在制品从一个区域移动到另一个区域,或移动垫料位,或移动空托盘。我们称之为“用户导向的自动化”,因为负荷需要按需移动,由工人决定,但你宁愿让工人呆在原地,做更高附加值的任务。”

来自Vecna和Big Joe的自动托盘千斤顶的任务和目的地点可以在软件中进行配置,而不需要将协作机器人集成到一个仓库管理系统.每个机器人上的集成平板可用于选择和启动任务,一旦任务确定。随着机器人即服务(RaaS)可用于这些单元,Pedriana表示,合作机器人的适度月费为将卡车自主权提升到更广泛的用例和细分市场打开了方便之门。

他说:“我们对这个初始单元的关注重点是中小型企业,因为它提供了一个可接受的价格点,可以从这些较小的、用户导向的工作流中获得回报,或者作为一种在大型、大批量操作中自动化低速度和不常见任务的方式。”

共享的自主权

Third Wave Automation是另一家自动升降卡车解决方案提供商,该公司相信混合模式自动驾驶卡车的价值,支持其卡车的远程监控和全面远程操作。Third Wave Automation产品主管马特•威利斯(Matt Willis)称,这是一种“多模式”的自动叉车方式,符合Third Wave所称的“共享自主”概念。

威利斯解释说,在这种方法下,自动升降卡车几乎可以一直在自动模式下运行,尽管使用了Third Wave的自动平台,如果自动升降卡车遇到意外情况,位于华盛顿特区的人可以监督许多卡车并进行干预。威利斯补充说,在繁忙、动态的仓库中,意外是可以预料到的,因此自主平台应该准备好应对这一现实。

“例如,当自动驾驶卡车已经在一个地方放置了一个托盘时,应该怎么做?”威利斯说。“手动操作员擅长解决这类问题,所以我们的方法是在循环中加入一名人工,这样如果我们的自动叉车遇到了没有明确答案的情况,操作员可以迅速介入并提供指导,随着时间的推移,自动系统会从中学习。”

第三波自动化公司(Third Wave Automation)与克拉克材料搬运公司(Clark Material Handling)合作,以他们的一辆伸缩卡车为基础,开发了第一辆自动升降卡车。威利斯说,在大多数情况下,管理自动驾驶车队的人会和卡车在同一栋大楼里,但在办公室环境中。

威利斯说:“我们相信,让经验丰富的操作员远程监控车队,并在出现异常时进行管理,是人类和机器共同完成仓库任务的下一步。”“您可以将最佳运营商的经验与自主系统的能力相结合,以实现您所追求的性能和效率水平。”

第三波公司的自动前移卡车可以手动操作,既可以坐上卡车,也可以使用远程控制技术,以应对可能出现的特殊任务。然而,Willis补充道,通过一个人支持多个自动单元的输出,叉车自动化可以获得最大的收益。

“实际上,我们的系统赋予了运营商超能力,”他说。“现在,一个操作员可以同时监督和操作多辆卡车,这在以前用手动操作卡车是不可能的。”

高密度自动化

Raymond公司自动化产品营销经理Martin Buena-Franco表示,虽然自动升降卡车与人有互动,包括工人可以通过呼叫箱通信呼叫自动升降卡车,一些自动升降卡车具有双模式功能,以及车队监控,但目前高密度存储区域托盘移动的趋势是完全自主的,直接与WMS集成。

对于这些高密度环境,Raymond提供了其自动化转运机,以及其自动摆动-伸展卡车。Buena-Franco解释说,该系统旨在以全自动模式使用,直接从WMS接收指令,在非常狭窄的通道和高密度存储区域实现最大效率。

自动转运器,当在过道,可以从电力机构的轨道上的电力。布埃纳-弗兰科补充说,这意味着每天有20%或更多的托盘移动。自动摇摆伸展卡车可以自动从一个通道移动到另一个通道,而不需要人工协助。

布埃纳-弗兰科说:“仓储的趋势是走得更高,过道更窄,以实现更高的密度和空间效率。”“当你把这一点与其他行业压力以及自动技术和软件的进步结合起来时,针已经从制造或配送中心的楼层转向非常狭窄的通道存储仓库,朝着完全自主的方向发展。”

布埃纳-弗兰科说,自动升降卡车的适用性取决于订单量等情况,以及场地寻找操作员的困难程度。然而,他补充说,许多两班或三班作业,通道布局非常狭窄,净空高度更高,可以从全自动卡车中受益,其效率和精度可与更昂贵的自动化托盘存储和检索系统相媲美。

布埃纳-弗兰科补充说,自动升降卡车适用于非常狭窄的通道环境,最好与WMS集成部署。这允许卡车直接从WMS接收工作订单,并保持物理库存同步。工作订单还可以批处理,以进一步减少自动执行的行程和时间。布埃纳-弗兰科说:“最重要的是,一个完全集成的系统可以潜在地优化操作。


作者简介

罗伯特·米歇尔
罗伯特·米歇尔,《现代》杂志的高级编辑,自1996年以来一直报道制造业和供应链管理趋势,主要是作为《制造业商业技术》的前编辑和前撰稿人。自2004年以来,他一直是《现代》杂志的撰稿人。他曾在许多节目日报工作,包括ProMat,北美物料搬运物流展和全国制造周。你可以通过以下地址与他联系:(电子邮件保护)

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