實(shí)現(xiàn)機(jī)器人技術(shù)和內(nèi)部物流的匹配

　　幾乎每個(gè)人都見過（如果不是在現(xiàn)實(shí)中，至少也是在電視上）執(zhí)行不同任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人。機(jī)器人通常用來完成繁重或者要求優(yōu)異質(zhì)量產(chǎn)品的任務(wù)。本文關(guān)注機(jī)器人在食品、飲料生產(chǎn)和配送中的應(yīng)用。

　　機(jī)器人通常用于具有連續(xù)重復(fù)運(yùn)動(dòng)序列、極其單調(diào)的任務(wù)中，或者必須搬運(yùn)重型負(fù)載的場合。嚴(yán)苛的工作環(huán)境如深度冷凍溫度或高質(zhì)量要求也會(huì)離不開機(jī)器人。使用機(jī)器人可能有100條不錯(cuò)的理由，但在大多數(shù)情況下，經(jīng)濟(jì)考量才是購買機(jī)器人的決定性因素。

　　當(dāng)站在機(jī)器人的角度來觀察內(nèi)部物流時(shí)，你可以區(qū)分兩類不同的市場，也就是生產(chǎn)線上的機(jī)器人應(yīng)用以及在產(chǎn)品配送中的機(jī)器人技術(shù)，它們具有完全不同的技術(shù)挑戰(zhàn)。

生產(chǎn)線上的機(jī)器人技術(shù)
　　在食品與飲料行業(yè)，大多數(shù)生產(chǎn)線都實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化。因此，機(jī)器人已在食品與飲料行業(yè)應(yīng)用多年。讓我們來看看機(jī)器人在這一消費(fèi)品行業(yè)不同的應(yīng)用，顯然大多數(shù)機(jī)器人被用來完成包裝或生產(chǎn)線終端的碼垛任務(wù)。上述應(yīng)用領(lǐng)域以搬運(yùn)有限數(shù)量的不同產(chǎn)品為特點(diǎn)。這意味著機(jī)械手末端工具（夾具）可特別為專門的任務(wù)而設(shè)計(jì)。速度以及吞吐量因而成為主要問題。

　　機(jī)器人控制器和一些其他主要的部件在市場可以買到。機(jī)器人集成商提供了為客戶特定的解決方案，其中通常包括單元布置、夾具設(shè)計(jì)或修改，連接更高水平可編程序邏輯控制器（PLC）的通訊接口以及整個(gè)機(jī)器人單元的安裝與調(diào)試。

　　調(diào)試通常要涉及所謂的機(jī)器人示教。這是最簡單的機(jī)器人路徑編程方法。在許多情況中，這些應(yīng)用經(jīng)過嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)優(yōu)化，以致甚至可成功應(yīng)用于單班作業(yè)。機(jī)器人價(jià)格下跌，加上性能不斷提高，都推動(dòng)了機(jī)器人的應(yīng)用。

機(jī)器人在配送中的應(yīng)用
　　機(jī)器人技術(shù)在配送中心的主要潛能在于揀選，實(shí)際上這是一個(gè)組合過程，包括從大量不同的貨盤（多達(dá)數(shù)千種）上卸垛，最終按照商店或超市的訂單將混合的貨物堆垛。

　　顯然，這要求采用特殊的夾具和傳感器技術(shù)、碼垛堆集算法和有效的內(nèi)部物流概念。由于包裝類型和尺寸多種多樣，機(jī)器人再不能只要進(jìn)行簡單編程即可。相反，這受到傳感器技術(shù)或碼垛堆集算法的控制，后者不斷計(jì)算目標(biāo)托盤上不同的卸貨位置。然而，高的可利用性應(yīng)該被列為最優(yōu)先考慮的事項(xiàng)。

　　如果有人考慮在揀選通道上進(jìn)行人工揀選，那么他不得不承認(rèn)，通常來說機(jī)器人技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)仍然遠(yuǎn)不及揀選叉車所具有的傳感和夾取能力。因此，試圖復(fù)制這種人工過程沒有意義，而是應(yīng)該關(guān)注工業(yè)機(jī)器人的特殊能力，實(shí)質(zhì)上也就意味著關(guān)注可行性�；�于這一背景，市場趨向于在離線碼垛堆集算法的基礎(chǔ)上分成分層卸垛和單揀選混合碼垛堆集。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　           　機(jī)器人技術(shù)在配送中心的主要潛能在于揀選，包括從大量不同的貨盤上卸垛，
                                                                   　　　　　最終按照商店或超市的訂單將混合的貨物堆垛。

分層卸垛
　　數(shù)千種不同的產(chǎn)品會(huì)有許多各式各樣的包裝類型以及多種尺寸和重量。這種多樣性在處理時(shí)比較復(fù)雜，效率也不高。然而，如果你將這些產(chǎn)品看成一層，那么就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們都有類似的層尺寸（取決于托盤尺寸）、平的頂表面和底表面。整層揀選比單箱揀選更為可行。常規(guī)的分層卸垛夾持器依靠真空和夾緊力工作。在過去的幾年中，許多帶有摩擦輥，基于卷起（roll-up）機(jī)理的新型分層卸垛夾持器紛紛得到成功開發(fā)和應(yīng)用。

混合碼垛堆集
　　混合托盤貨物碼垛堆集算法的所有發(fā)展都顯示，只有對整個(gè)托盤貨物進(jìn)行離線計(jì)算才能提供必需的貨物密度和穩(wěn)定性，尤其是在配送周轉(zhuǎn)速度較慢的食品時(shí)。不幸的是，這要求在碼垛堆積過程中對包裝箱進(jìn)行精確排序。離線算法直接與倉庫管理系統(tǒng)相連，并且在實(shí)際揀選過程開始之前分析整個(gè)商店或超市的訂單。在這種機(jī)器人單揀選應(yīng)用中，視單元布置而定，吞吐量可高達(dá)1000箱/小時(shí)。

　　在配送飲料時(shí)，可能會(huì)牽涉其他碼垛堆原則，如因含有各色產(chǎn)品而得名的彩虹托盤（rainbow pallet）的高速層成形，或多層碼垛堆集。但上述原則也要求一定的堆垛順序。然而，這對倉儲(chǔ)物流的總承包商來說意味著什么呢？通常，一份商店或超市訂單（包括周轉(zhuǎn)速度較慢的產(chǎn)品、B產(chǎn)品和C產(chǎn)品）的主要部分都是單個(gè)包裝箱訂購而非整層訂購形式。

　　在完成分層卸垛之后，每層的剩余部分必須緩存。另一方面，混合碼垛堆集要求對即將堆垛的包裝箱預(yù)先計(jì)算順序。在這兩類基本的機(jī)器人應(yīng)用之間，為了體現(xiàn)全自動(dòng)倉儲(chǔ)概念，緩存和排序系統(tǒng)必不可少。這一緩存和排序模塊可以是基于輸送機(jī)技術(shù)的料盒式自動(dòng)倉庫系統(tǒng)（ASRS）或者按序釋放模塊。

結(jié)論
　　食品與飲料的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化，機(jī)器人已經(jīng)成功應(yīng)用多年。同樣，食品與飲料的配送要求采用在一定程度上適合機(jī)器人技術(shù)的內(nèi)部物流概念。然而，這些概念的最終成功在很大程度上要取決于倉庫管理員（終端客戶），總承包商和機(jī)器人解決方案提供商之間的密切合作。