机器人技术:训练机器人拾取者完成他们的工作

在快速发展和采用机器人技术在物料处理中，很难跟上所有的临界点。抓手、视觉系统、导航解决方案和软件的结合，使曾经幻想的机器人应用几乎不可避免。但是，即使它们为古老的挑战提供了解决方案，像机器人拣片这样的概念也必然会带来相当大的考验。

在拣件方面，人类具有高度灵巧的操作、通用的产品识别和直观的决策等优势。机器人提供了一致性和可预测性，但它们需要更快的速度和灵活性，以跟上不一致和不可预测的电子商务履行世界。

研究人员、解决方案提供商和最终用户仍处于识别机会、开发高度定制的解决方案和量化结果的早期阶段。然而，由于最佳的拣件机器人系统将依赖于高效且相互连接的流程，许多操作将在机器人准备搬进来之前很久就为它们建造舒适的家。

舍费尔系统国际公司(SSI)全球销售副总裁曼弗雷德•普莱斯表示:“过去，有人试图简单地用机器人代替人，但很少奏效。”“机器人周围必须有合适的环境，我们今天有很多零件。现在的问题是把这些碎片以最好的方式组合在一起。”

是镐头，不是垃圾
Preiss说，机器人、传感器和其他部件的成本和性能都在不断提高，但劳动力市场的状况已经成为许多公司考虑机器人替代品的一个更强大的推动力。他说，这不仅仅是劳动力成本的问题，还有可用性的问题。结合电子商务中常见的订单配置文件，这是增加成本和错误的秘诀。
他说:“在电子商务领域，你可能会看到35%到55%的单行订单，如果你手工下单，工作量会很大。”“如果你想用最廉价的人来采摘最高质量的产品，这是不可能的。”

同样,机器人piece-picking在传统的采摘领域，解决方案很少能直接替代人类。相反,伯爵Wohlrab，码垛和机器人系统经理Intelligrated他说，机器人将通过瞄准采摘过程中的特定元素，在这些环境中逐步取得进展。

沃尔拉布说:“我认为机器人的价值在于在任务之间的空间提供移动性。”“这将增加拾取者在工作区域内可以完成的任务数量，在那里他或她可能会与移动协作机器人一起工作。”

对于无法证明机器人货物到人解决方案或自动存储和检索系统(AS/RS)的操作，这种移动机器人可以支持拣选，补充和包装，而无需对现有流程或基础设施进行重大调整。也就是说，Wohlrab鼓励客户在寻求机器人拣选解决方案时考虑更广泛的改变。

沃尔拉布说:“如果你只是想把自动化注入到一个过程中，而不是考虑用新的方法来做同样的事情，那么你就错过了一个机会。”“那些拥抱无线网络和互联系统的人将会有更轻松的时间，因为他们将能够更广泛地整合从接收到运输的操作，而不是那些不断划分，只追求使每个过程更好的解决方案的人。”

例如，即使视觉系统变得更加强大，机器人也会从一致的标签中受益匪浅。Wohlrab说，太多的公司在收货时依赖大量的体力劳动，以确保在工厂的其他部分实现自动化的准确标签。他说，当一个人从卡车后面拿东西时，他们很有可能能分辨出葡萄和樱桃之间的区别。一旦人工识别，物品就可以通过自动化系统更加无缝地移动。

“但是，现在是贴标签的最佳时机吗?还是说，你宁愿在制造商一次生产15万件产品的时候贴标签?”Wohlrab问道。一旦产品到达工厂，与制造商的对话可能会使材料处理准确而迅速。与此同时，有几个接触点供人类识别、验证和移动。沃尔拉布说，通常情况下，这些手工活动一直在向下游转移。

他说:“很多人一直关注运输效率，但由于收货的性质，那里的人数是现在的四到五倍。”“航运在操作上的分层要少得多，所以未来，收货是我们必须聪明起来的地方。”自动化一直是人们的愿望，但它正朝着必须的方向发展。”

固定路径
从接收，移动机器人提供了几种新的方式来移动货物到存储和提取区域，从提取区域到包装站，再从那里到运输。很明显，机器人更适合运输材料，而人类最好是尽可能多地拣东西，然而，这些功能应该如何精确地分配还不清楚。

如果每个垃圾在接收时都是手动或自动去除垃圾并放入垃圾箱，自动导引车(AGV)可能会将它们运送到拾取地点，或者直接打包。机器人拣货系统可能既拣货又打包。人和机器人可能占据相同的通道，协作处理相同的订单，或者专门处理特定的SKU或订单配置文件。在所有可能的路径中，专家们一致认为有一些配置看起来很有希望。

许多人都熟悉货物到人的系统，包括高密度的AS/RS和穿梭系统，自动推车，或输送机和分拣系统。Preiss看到了货物到机器人系统的机会，该系统利用了货物到人解决方案和固定机器人的既定性能。

Preiss描述了一位客户在口袋分拣机上安装的拣件机器人系统。令人惊讶的是，在这种情况下，机器人是通过手动过程馈送的，但无论向机器人提供货物的上游机制是什么，它都可以处理多达90%的客户sku的检索和存放。

普莱斯说:“许多客户还希望保留将剩余的10%手工放入口袋分拣机的权利，并将多线订单合并在一起。”“客户以前的系统是为零售而设计的，他们正在增加电子商务功能。他们的订单从1500份增加到15000份，但处理的数量基本没有变化。他们现在的订单周转时间是15分钟。”

将拣件机器人与移动平台集成会引入一些额外的考虑。迈克Oitzman他是移动机器人的产品线经理熟练的技术他说，问题集中在移动机器人基地的需求上，不仅要支持机械臂，还要在挑选产品时缓冲订单。这可能看起来像一组手提袋、一个传统的托盘千载机、一个手推车系统，或者可能是一个母亲/女儿系统，允许一组空的订单与一个可用的机器人对接——在一个装有已完成订单的手推车解耦并将其自身运输到包装后立即进行对接。

Oitzman说，移动机器人的关键系统限制之一是要求机载处理和有足够的电力维持整个班次。更关键的是，安全问题限制了协作机械臂可以处理的重量，从而限制了要挑选的产品的大小。

“你可以做出一个宽泛的假设，即人们通常不愿意改造现有的仓库，”Oitzman说。“因此，你必须确保任何移动机器人系统都能安全地绕过现有员工工作。”

控制
除了灵活的抓手和复杂的视觉系统外，移动机器人拾取器还需要强大的信息技术和控制系统。阿尔弗雷多Valadez公司业务发展副总裁Wynright机器人部门最新消息称仓库管理系统和仓库控制系统不打算处理移动机器人需要的一些特定参数。

“例如，他们现在没有交通控制功能，因为他们不需要这些功能，”他说。“这将是复杂的，因为当这些序列发生在每个机器人身上时，你可能会同时发生数百个这样的实例。硬件是一回事，控制它完全是另一回事。”

汤姆Galluzzo的创始人兼首席执行官我的机器人他表示，要让机器人在不成倍增加复杂性的情况下完成单步任务之外的任何事情都是很困难的。他说，任何一步失败，整个过程都会失败。

“即使机器人每一步都能达到99.9%的准确率，把所有步骤相乘，你最终成功的几率可能只有50%，”加鲁佐说。“移动拣货机器人不仅需要能够从平面货架上拣货，还需要能够从流动架、托盘和仓库中的其他配置中拣货。”

Galluzzo说，他的公司在移动拣选方面的经验始于一个机器人面对零售环境的货架的想法，特别是作为药房的收货员。在这种类型的应用中，手臂从静态货架上拾取每小时可以拾取100件物品，前提是它们是小的，刚性的物品，如盒子和瓶子。Galluzzo表示，在仓库中，开槽将是重中之重，并可能创建他称之为“机器人友好型”的sku区域。

“这并不是说机器人将在一个单独的区域工作，”他说。“通常情况下，自动化和体力劳动者将在同一领域一起工作。你不会想要放弃这一点，因为它仍然是处理高峰时间的好方法，人类和机器人资产都可以访问相同的sku。”

这种灵活性将使管理人员能够评估人员、机器人和资产，并根据需要重新部署。Galluzzo设想了一个手势界面，允许经理拖拽机器人来处理加急的订单或异常情况。机器人不能总是像人一样恰当地解决异常，但控制和订单管理系统不会关心两者之间的差异。

“随着机器人在处理更广泛的sku方面做得更好，刚性但不常规的产品将成为下一个发展方向，”Galluzzo说。“这需要一段时间，这个领域95%的重大突破将来自软件方面。”

本文中提到的公司
熟练的技术
我的机器人
Intelligrated
舍费尔系统国际公司(SSI)
Wynright集团。