自动化如何改善仓储和物料处理

世界上发生了一些事情材料处理自动化。看看数字就知道了。虽然该行业尚未恢复到经济衰退前的峰值，但传送带和自动导向车(AGV)行业的年增长率都令人印象深刻。事实上，美国物料搬运行业(MHIA)预计2012年将增长12%。

但不仅仅是数字。主流商业出版物，如《华尔街日报》我写过关于……的故事自动化项目在马萨诸塞州的Sunny Delight饮料厂和弗吉尼亚州纽波特纽斯的Stihl链锯厂，AT&T已经开展了一项全国性的商业活动，重点介绍了无人驾驶的叉车。

对自动化感兴趣的背后是什么?自动化的未来会是什么样子产品和解决方案在今天的开发中?为了找到答案，我们向10家领先的物料搬运自动化和集成系统供应商提出了这两个问题。他们是这么说的。

走向关灯自动化
制造业多年来一直在朝着自动化方向发展，这是一个人工干预最少的工厂。Schaefer systems International的自动化系统主管罗斯·哈尔克特(Ross Halket)说，配电系统现在也在朝着这个方向发展。

Halket说:“我们正在实施一个系统，在这个系统中，托盘被自动放入仓库，然后在托盘上进行分层、单一和顺序堆放，然后被运输到一个地方，在那里它将被叉车拾取。”“在拣件方面，我们正在研究视觉引导机器人。”他补充说，舍费尔目前只有两个拣片机器人系统在运行，但公司正在与合作伙伴一起改进这项技术。


货对人订单履行:多渠道零售效应

2012年6月28日星期四美国东部时间下午12点

注册这个免费的虚拟会议，了解领先的零售商正在使用哪些方法来解决新的销售渠道。

Halket认为，对更复杂、自动化解决方案的需求背后至少有四个趋势。

首先，自动化的成本已经下降，使更多的终端用户可以使用它。Halket说:“在药品批发行业，当一家公司的年销售额达到10亿美元或每天挑选25,000条生产线时，就会实现自动化。”“如今，该行业的销售额达到5亿美元，每天生产1.4万条生产线，可以证明自动化是合理的。”

第二是劳动力的可变性。“在像卡尔加里、埃德蒙顿和阿尔伯塔这样的地方，当油价超过每桶100美元时，每个人都去油田工作，”Halket说。“这样的地方正在使用自动化来稳定劳动力。”

第三是对准确性的绝对需求。“处理不准确订单的成本相当高，”Halket说。“如果你每天运送13000箱货物，准确率为94%，那么你每天就会因为错误而重新处理780箱货物。这太贵了。”

最后，它是关于空间的。他说:“如今，如果你需要建一个100万平方英尺的仓库，想在大城市附近找个地方是相当困难的。”“压缩的足迹是更环保的设施。”

更小更频繁的交付
Dematic北美解决方案开发副总裁Mike Khodl认为，与两三年前相比，具有更高复杂性的自动化作为解决方案的正常组成部分的市场正在增加。

和他的竞争对手一样，Khodl将对机器人、小型自动存储和检索系统以及班车的兴趣归因于对拣件的爆炸性需求。虽然电子商务是这个故事的主要角色，但对小批量、更频繁地送货到店面的需求也是如此，尤其是在城市地区。

“如果一家商店得到一个托盘，它是一个混合托盘。它不是一个箱子，而是一个装有每个箱子的手提袋。他们按照停靠的相反顺序装载拖车，这样他们就可以对交货进行排序，”Khodl说。他补充说，这是假设零售商甚至会发出一辆完整的拖车。由于城市地区的拥堵，零售商越来越多地使用小型卡车和货车。“所有这些都需要在配送中心进行更多的接触，这意味着我们必须找到更有效地降低成本的新方法，”Khodl说。

什么将在未来推动自动化?Khodl认为，城市拥堵将发挥主要作用。他说:“到2020年，地球上将出现20个拥有2000万人口的特大城市。”“如果洛杉矶、开罗、纽约、伦敦、法兰克福、迪拜和上海都是特大城市，我们如何在这些城市进行分销?”

他补充说，答案是，配送必须节省空间，高效，并尽可能少地使用劳动力。Khodl说:“我们必须把工厂建在这些城市附近，这意味着土地和劳动力将会很昂贵。”“而且，在电子商务世界，这将意味着更多的分拣解决方案。我认为我们只是看到了冰山一角。”

技术复兴
TGW系统公司总裁拉里·斯特雷霍恩说:“美国对自动化的要求是前所未有的。“我们的工程师质疑是否存在收益递减的问题，但我们的客户正在推动我们将最后的流程自动化。”

技术复兴的背后是什么?斯特雷霍恩认为，这与上一次经济衰退带来的裁员之痛有关。“劳动力成本一直是自动化项目中最重要的因素，”斯特雷霍恩说。“但我不认为这只是目前的劳动力成本。相反，这是经历劳动力周期的成本，包括裁员带来的负面新闻。自动化是应对商业周期加速的另一种方式。”

与其他行业领导者一样，TGW看到了对分拣解决方案日益增长的需求。Strayhorn说:“我们的重点是使用穿梭和微型负载技术，以正确的顺序将材料从缓冲系统带到工作站进行拣选，或者完全自动化到机器人工作单元进行码垛。”“能够在一个通道内以每小时1000次的速度运行，并以正确的顺序交付产品的技术，使我们能够创造出客户正在寻找的各种解决方案。”

除了更好的机械解决方案，今天的自动化材料处理解决方案都是关于软件的。“是的，你必须拥有这些伟大的机械系统，”他说。

“但为了利用设备的功能，你必须有新的软件水平。我们正在大力投资仓库控制和仓库管理软件，以跟上机械技术的步伐。”

寻找更多的航天飞机
“在Knapp，我们有一个说法，”Knapp美国首席运营官约瑟夫•门策尔(Josef Mentzer)说。OSR就是答案。问题是什么?”

在Knapp, OSR代表顺序存储和检索。这是该公司的绰号，该系统使用移动穿梭车代替小型负载起重机，用于高密度存储重量约为100磅或以下的纸箱、手提袋和单个产品。

随着越来越多的终端用户专注于小批量交付和每次拣选，门泽认为，班车市场将呈指数级增长。他说:“我们开发了穿梭技术，以优化缓慢移动物品的储存和挑选。”“今天，我们有1400个选择方案在运行，使用数千辆班车。这些穿梭车正在各行各业中使用，它们正在适应缓冲、运输分拣和在制品。它不再只是采摘了。”

Mentzer说，除了高效的流程之外，航天飞机是可持续的，它只需要5%的电力来运行一个小型负载自动存储和检索(AS/RS)，而只需要20%的电力来运行一个传送带系统。

在更小的空间内，它们每小时的循环次数也比小型负载多。门泽说:“一个小型负载通常可以在每个通道每小时进行100到150次双循环。”“有了穿梭车，我每小时可以在每个通道上循环700多次。基本上，每小时需要四到五个通道的小型负载才能拉出与班车相同数量的物品。”

接下来是什么?Knapp正在开发一种视觉引导拾取系统，作为仓库中传统区域射频或语音指导拾取的替代方案。“这仍然是一个新兴的解决方案，”门泽说。“但我们相信，它可能会改变我们在仓库里做的事情以及我们做这件事的方式。”

简化自动化，优化操作
大福韦伯在北美的传统客户群一直是制造业。集成系统主管拉尔夫•米尔斯(Ralph Mills)表示，在这个领域，制造商正在改变他们迈向自动化的方式。随着越来越多的制造商取代叉车和传送带，自动导向车辆(agv)尤其如此。

Mills将人们对AGV重新产生的兴趣部分归因于自动导向车的引入，这是一种精简、轻便的AGV，可以跟随磁带进行导航。米尔斯说:“自动推车降低了AGV技术的入门价格。虽然磁带最初被视为一种倒退，但它简化了引导路径的创建。移动胶带，车辆就会跟着移动。”据米尔斯介绍，去年仅大福韦伯一家就生产了600多辆自动手推车。

虽然劳动力是自动化的传统理由，但米尔斯认为，物料流正在成为考虑自动化的公司的一个重要考虑因素。

米尔斯说:“客户认为，基于节省下游劳动力，仓库内的自动化是合理的。”“如果食品和饮料分销商可以使用agv在交付顺序中装载拖车，并最大限度地提高有效载荷，那么可以节省下游成本，远远超过仓库中节省的劳动力。”

速度计算
在制造车间，机器人焊接接缝、安装挡风玻璃和装卸机器，自动化已经司空见惯多年。Muratec的全国销售经理汤姆•迈耶斯(Tom Meyers)表示，现在，制造商正在全球范围内实现工作单元之间流程的自动化。迈耶斯说:“去年，我们在全球范围内实现了40%的增长。“例如，中国是我们看到显著增长的一个地区。”

减少劳动力一直是制造业自动化的传统理由，因为这些工作的成本更高，因为技能水平更高。今天，人们还强调让事物运行得更快。迈耶斯说:“如果我能提高设备的速度，我就能从我安装的设备中获得更高的吞吐量和生产率。”“自动化存储和检索起重机的运行速度比以前更快。虽然出于安全考虑，agv的行驶速度并没有加快，但它们的装卸响应时间比以前要快。”

自动化物料处理也以新的方式应用于生产车间。从历史上看，AS/RS技术安装在储存原材料和零件或成品的高架设施中。迈耶斯说:“现在我们正在使用更少的通道和20英尺高的天花板来处理在制品。”“我们使用agv来代替叉车和传送带。”
他补充说，更重要的是，自动化使工厂可以每天工作两班或三班，而无需雇佣三班工人。

从托盘到箱子再到碎片
Swisslog高级副总裁马库斯•施密特(Markus Schmidt)表示，物料搬运行业正变得越来越小。他说:“几年前作为托盘发货的订单，今天作为一个箱子发货，明天将作为一个整体发货。”“商店收到的数量更少，也更精确。这对配送中心产生了深远的影响。”

施密特所说的精确是指，商店希望以一种减少商店劳动力需求的方式包装和排序他们的货物。施密特说:“如果你能在数据中心做点什么，让你按照正确的顺序补充货架，你就可以用一两个员工来经营一家商店。”“对于一家拥有1000家门店的零售商来说，这将产生重大影响。没有技术就无法做到这一点。”

这些变化为选择将物品带到工作站的解决方案打开了大门，例如多班车和移动机器人解决方案。施密特说:“Kiva为这种入门级的货对人拣选解决方案创造了一个市场，我们在AutoStore的产品组合中也有类似的技术。”

施密特认为，下一个发展方向将是视觉引导的机器人拣件解决方案，以及可以在设施中漫游运送货物的穿梭车。施密特说:“今天，航天飞机把货物送到传送带上。”“明天，我相信我们会看到航天飞机离开货架，去传送带应该去的地方。可以把它想象成一个自由漫游的穿梭解决方案。”

多渠道零售的平衡
在分销方面，多渠道零售为自动化物料处理带来了挑战和机遇。“我把它看作是店面和前门的实现，”Intelligrated企业营销和产品管理总监杰里·科赫说。“你希望设备和软件的正确组合能够以自动化的速度做出决策，从而对当天产生积极影响。”

科赫说，Intelligrated所采用的方法是使用仓库管理和仓库控制软件来管理订单的发布和流动，以平衡大楼内的工作。该系统不仅能有效地将材料送到运输码头，还能以一种让每个人都忙碌的方式分配工作，而不会产生瓶颈。如果设施的一个区域变得太忙，系统可以将物料流重新定向到另一个有能力的区域，它可以实时动态地做出这些决定。

展望未来，Koch和Intelligrated希望看到机器人技术的突破，特别是随着视觉技术的成熟。“这是一个与客户进行大量对话的领域，”科赫说。“驱动因素是劳动力的成本和可用性。我们预计这一趋势将继续升温。”

集成人员和自动化
Wynright首席执行官凯文•安布罗斯(Kevin Ambrose)表示，北美对自动化的需求正在改变游戏规则。
虽然行业中有关于“关灯自动化”(即完全使用自动化物料处理设备和软件完成流程的系统)的讨论，但ambrose认为，下一个前沿领域是创造一个自动化物料处理、机器人技术和人类携手合作的环境。他把目光投向了苹果公司。

“毫无疑问，史蒂夫·乔布斯掌握了技术与人性的融合，”安布罗斯说。“我们认为，材料处理系统中的软件和界面需要像iPod一样简单直观。”

除了在软件和机器人方面的投资外，安布罗斯还从物料搬运以外的行业招聘人才，这些人才可以为Wynright正在开发的产品和解决方案带来不同的视角。
安布罗斯说:“我们希望将这一任务简单化、直观化，并将其应用到我们在配送中心提供的解决方案中。”“我们想要一个让人们感到舒适的环境，与自动化和机器人并肩工作，而不是把材料处理设备放在单独的区域。”

机器人进行曲
虽然大多数公司都看到了自动化的爆炸式增长，但库卡系统(Kuka Systems)全球技术销售主管布莱恩•基格尔(Brian Keiger)持相反的观点。他预计，至少在短期内，自动化进程将放缓。他补充说，这可能是一件好事。

“平均每天有25吨产品在仓库中被挑选出来，”基格说。“在过去，一整个托盘的产品进来，一个完整的托盘可能有8个sku的产品被运出。今天，我们看到每层有8个sku的托盘，包装类型令人震惊。”

与此同时，他补充说，拥有独特态度和技能的婴儿潮一代正在退休。他说:“刚从大学毕业的孩子不想整天站在那里挑东西。”在这些趋势的背景下，企业开始对如何运营自己的设施提出新的问题。这些问题将导致未来自动化的停顿。

Keiger说:“终端用户并不仅仅关注挑选。“他们想知道是否应该实现仓储自动化，或者是否应该实现货物运输自动化。随着他们变得更加深思熟虑，他们正在放慢购买自动化设备的速度——至少暂时是这样。”

正如最终用户社区正在寻找自动化的拣选解决方案，库卡系统也是如此。“我们正在寻找整体仓库解决方案，”基格说。“我们正在开发解决方案，可以处理从2英寸乘2英寸的盒子到48英寸乘48英寸的盒子。而且，我们正在推出一款移动机器人，它可以移动重达3500磅的重物。”