移动机器人如何提高生产率

就在几年前，自主移动机器人(amr)还是技术领域的新生事物。只有少数供应商进入这个领域，目标是专注于电子商务的大型配送中心，其中一家供应商(Kiva)被最大的电子商务公司亚马逊(amazon)收购。

如今，数十家供应商提供AMR解决方案，还有一些供应商提供拣片机械臂。抗菌素耐药性也有不同的方法。一些解决方案遵循“货物到人”的原则，机器人将装满物品的移动货架单元带到工作站，而其他amr则与过道上的人工拾取员会面，引导他们在仓库相对密集的区域内通过一组拾取器。无论哪种情况，目标都是大大减少步行或“旅行”的数量，这占据了仓库助理一天的大部分时间。

展望未来，更多的项目可能涉及移动机器人将货物运送到协作拾取手臂上，从而在更大程度上接管拾取者的角色。但到目前为止，在许多抗菌素耐药性部署中，机器人都是与人类一起工作的。是的，amr确实通过减少差旅来减轻劳动力负担，但考虑到许多数据中心都在努力解决劳动力短缺问题，重点是利用机器人自动化来消除无增值的差旅，从而使人工采摘人员更有效率或可用于其他任务。

分析人士认为，AMR市场增长迅速，甚至比固定类型的仓库自动化的强劲增长还要快。根据LogisticsIQ的一项研究，2018年AMR市场的收入约为6.5亿美元，但到2025年将增长近10倍，达到68亿美元的销售额。据行业分析师阿维•古普塔(Avi Gupta)称，到2025年，这一数字的复合年增长率(CAGR)将达到37%，主要原因是需要提高电子商务履行的效率、速度和准确性LogisticsIQ。

古普塔说:“amr快速增长的主要驱动力是电子商务，它的增长非常迅速。”“随着今天的电子商务，人们更加关注当日送达，以及在线订购杂货，这将进一步推动自动化的需求。一般来说，公司对使用amr感兴趣，因为他们需要降低订单挑选的成本，并使订单履行更准确，以降低消费者的退货率。”

机器人作为助手

对于在数据中心部署amr的公司来说，机器人技术通常被视为一种提高人力生产率的方法，而不是试图运行一个完全自动化的数据中心。这使得移动机器人更像是同事，而不是那些会让同事“自动化”的工具。

这是我的经验洛克希德马丁公司在美国，该公司对抗菌素的使用在工人和机器人之间建立了紧密的工作关系。仓库员工甚至给机器人起了名字，他们把机器人视为助手，而不是竞争对手。

这些机器人的名字包括路易、艾米、奇奥基和小乔。他们引用了在洛克希德·马丁公司的扶轮和任务系统集团内帮助实现机器人部署的关键领导人的名字，说科里·a·库克他是洛克希德·马丁公司的高级项目经理和解决方案架构师。

这些昵称也凸显了工人和机器人之间的紧密联系，机器人带领仓库员工完成拣货任务，减少了他们的旅行时间，提高了他们的生产率。部署的工人支持是项目从一开始就瞄准的目标。

库克说:“让员工接受机器人解决方案对我们来说非常重要。”“我们从他们那里听到的一个主要反馈是，机器人减轻了他们的工作压力。我们已经进行了大约一年的部署，作为我们评估工作进展情况的一部分，我们问工作人员，“你们怎么看?”’他们对一个人说，‘没有它们(机器人)我没法工作。他们让我的生活轻松多了。’”

总部位于马里兰州贝塞斯达的洛克希德马丁公司是一家全球安全和航空航天公司。它的旋转和任务系统组根据工业产品支持供应商或“IPV”计划向美国空军提供消耗品和备件。AMR解决方案来自6河流系统部署在俄克拉何马州俄克拉荷马城的一个配送中心，以支持该计划的履行操作。该公司负责向各种空军维修设施运送零部件。

DC投入使用时配备了8个移动机器人，取代了员工使用洛克希德·马丁公司定制仓库管理系统(WMS)生成的拣选清单将零件挑选到手推车上的流程。虽然不是大规模的AMR部署，但自2019年初投入使用以来，该解决方案已经产生了强大的投资回报率(ROI)指标，并吸引了洛克希德马丁公司对更广泛的AMR使用的兴趣。

也许最令人印象深刻的是，AMR的部署使每小时采出的管线(LPH)增加了381%，并且在9个月内实现了系统的总体投资回报率。根据库克的说法，LPH的大幅增长是由多种因素共同作用的结果，包括仓库员工的出差减少，以及机器人在屏幕上的指令。这些说明告诉工人下一步该摘什么，取多少。俄克拉荷马城特区有近10万个库存单位(SKU)，机器人能够准确地引导员工通过有效的挑选路径，并为订单选择提供视觉提示，这是提高LPH的关键。

库克说:“主要的好处在于机器人平台及其软件能够以最有效的方式将工人毫不费力地引导到正确的位置。”然后，机器人显示零件在货架上的位置，所需的确切数量，并提示工人完成挑选和验证过程。所有这些因素结合在一起，极大地提高了效率。”

集成到WMS

AMR解决方案是系统而不是商品设备。许多移动机器人可能看起来很相似，但它们通常在支持的工作流程方法、设计使用的附件和有效负载以及软件功能方面各不相同。在6 River Systems的解决方案中，这些被供应商称为“Chucks”的机器人支持一种定向工作流程方法，在这种方法中，机器人与人类拾取员一起工作，引导他们沿着优化的路径通过拾取器，给他们指示，并将完成的拾取容器运送到履行过程的下一个点，从而消除了远程手推车运输。一旦一个工人填完一个卡盘，另一个卡盘就会出现在附近，带着一组新的工作要完成。

为了使这一过程有效，6 River平台需要与洛克希德马丁公司的WMS集成，库克说，使用应用程序编程接口相对容易设置WMS。这种集成使机器人软件平台能够动态地决定最佳选择路径，并遵守洛克希德马丁公司的库存规则，这可能是复杂的。

库克举例说，在IPV项目下，有些库存归项目所有，有些归空军所有，因此机器人解决方案需要遵守这些所有权规则，同时仍能提出有效的拣货路径。库克补充说，有了整合，仓库工人就不必担心拣货是否在正确的位置。

全面部署花了三个月的时间，包括集成到WMS，调整一些仓库拣选程序和次要的物料流程细节。库克说，部署团队想要花时间做一些事情，比如减少重复的SKU位置，调整一些物料流因素，比如一些接收点。

库克说:“我们当然希望利用6 River Systems的专业知识，就物流提出一些一流的想法。”“而且，由于系统是逐项驱动的，你需要非常协调有效的仓库程序。部署确实迫使我们在显微镜下观察这些问题，并找出其中的道理。”

Chucks支持定向工作流程方法，机器人与人工拾取器一起工作，引导他们沿着优化的路径通过拾取器，给他们指示，并将完成的拾取容器运送到履行过程的下一个点。

库克表示，随着仓库流程的微调，以及WMS与卡盘的集成，定向工作流程本身就变得快速而准确。相同sku的重复位置已经减少，工人可以信任机器人，以最小的移动引导他们完成拣选和验证步骤。“机器人解决方案的设计方式，对工人来说是一种流体运动，”他说。“他们能够看到说明，挑选合适数量的零件，验证挑选，并将物品放置在容器中的正确位置，使用发光功能显示放置位置。工作人员不需要停下来思考每一步，这是该系统速度和准确性的关键。”

就服务水平而言，更快、更准确的拣选减少了仓库周期时间，从一些订单可能长达70个小时，到没有订单，从下订单到离开DC需要超过20个小时。与一些专注于消费品的研发中心相比，这个周期时间可能看起来很长，但考虑到洛克希德马丁研发中心处理的许多特种零部件和非标准库存所有权规则，周期时间的改善是显著的。库克表示:“我们看到了周转时间的巨大改善，这当然让客户感到高兴。”

获得员工的支持

为了确保仓库工人能够尽早选择机器人，项目负责人将仓库同事带入了选择过程。一线工作人员审查了团队确定的具有潜力的AMR方案，并一致认为6河系统解决方案似乎是一个不错的选择。

他们特别喜欢这样一个事实，即它是一种协作机器人或“协作机器人”方法，以加速人类工人的工作流程为中心。库克说:“每个人都很清楚联合机器人的方法。“我们能够证明这个系统会让他们表现得更好。”

移动机器人集成了平面屏幕和简化的用户界面，以指导工人完成挑选和验证步骤。库克说，他花了大约10分钟的时间来学习与系统交互的基本知识。对仓库员工的全面培训有点复杂，但仍然可以在几个小时内掌握，而不是学习基于纸张的程序或无线设备上复杂的导航菜单。

该系统的另一个关键好处是，它可以生成有关仓库拣选过程、库存水平和移动的详细分析。俄克拉何马市DC将这些数据用于各种目的，从主管的指标可见性，到微调库存位置，以及了解哪些工人的表现高于平均水平。与大部分人工拣货过程(数据收集可能被忽略或非常基本)相比，移动机器人平台不断生成有关机器人所做的工作、它们帮助拣取或运输的订单或材料、拣取路径和周期时间，以及哪些仓库员工与它们一起工作的数据。

在俄克拉荷马城市中心使用的6台River Systems机器人中，系统生成的数据支持采摘者表现的“游戏化”，这样经理和一线工人就可以看到他们的表现与平均表现相比如何。库克说:“这是一种突出谁是你的最佳员工的方式。”“经理们可以看到，‘是的，这个人的表现远远高于平均水平。’”

库克说，从长远来看，他希望amr的广泛使用将有助于仓库流程跟上航空预测性维护的趋势。在最新的飞机上，复杂的传感器使飞机系统能够预测问题何时出现，并触发零件订单。在这个预测性维护的时代，如果仓库只采用半自动或基于纸张的流程，那么与拥有能够生成履行活动实时数据的AMR平台相比，对请求做出快速反应将会困难得多。

我们可以把它称为工业4.0，或者智能飞机和智能备件配送之间的数字循环，但库克认为，机器人技术能够促进利益相关者的行动，比如即时了解替换零件何时被挑选、包装和运输。库克说:“我的愿景是将这两个世界融合在一起——航空领域的预测性维护和传感器，以及仓库中基于传感器的机器人流程。”“我认为这是未来的趋势，不仅适用于航空业的物流中心，而且适用于几乎所有行业。”

库克说，俄克拉荷马州AMR部署的成功使洛克希德·马丁公司考虑更广泛地使用AMR，但进一步使用的计划尚未最终确定。企业内部的其他团队也在检查机器人在早期测试中的成功，并评估使用移动机器人提高其他物流效率的方法。

为了最大限度地利用AMR，库克认为，在机器人投入使用之前，与供应商合作微调仓库程序是有意义的，从而最大限度地提高AMR平台选择最佳路径以匹配传入订单的能力。他还建议，在评估amr时，值得努力获得一些将亲自操作机器人的仓库助理的支持。“对我们来说，从一开始就知道他们是项目所有权过程的一部分，这也是他们的选择，这是件好事。他们是需要24/7全天候工作的人，所以让他们参与到这个过程中是有意义的。”