實現(xiàn)機器人技術(shù)和內(nèi)部物流的匹配

　　幾乎每個人都見過（如果不是在現(xiàn)實中，至少也是在電視上）執(zhí)行不同任務的工業(yè)機器人。機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。本文關(guān)注機器人在食品、飲料生產(chǎn)和配送中的應用。

　　機器人通常用于具有連續(xù)重復運動序列、極其單調(diào)的任務中，或者必須搬運重型負載的場合。嚴苛的工作環(huán)境如深度冷凍溫度或高質(zhì)量要求也會離不開機器人。使用機器人可能有100條不錯的理由，但在大多數(shù)情況下，經(jīng)濟考量才是購買機器人的決定性因素。

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

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

　　機器人控制器和一些其他主要的部件在市場可以買到。機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機器人單元的安裝與調(diào)試。

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

機器人在配送中的應用
　　機器人技術(shù)在配送中心的主要潛能在于揀選，實際上這是一個組合過程，包括從大量不同的貨盤（多達數(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，機器人再不能只要進行簡單編程即可。相反，這受到傳感器技術(shù)或碼垛堆集算法的控制，后者不斷計算目標托盤上不同的卸貨位置。然而，高的可利用性應該被列為最優(yōu)先考慮的事項。

　　如果有人考慮在揀選通道上進行人工揀選，那么他不得不承認，通常來說機器人技術(shù)和自動化技術(shù)仍然遠不及揀選叉車所具有的傳感和夾取能力。因此，試圖復制這種人工過程沒有意義，而是應該關(guān)注工業(yè)機器人的特殊能力，實質(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比較復雜，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）機理的新型分層卸垛夾持器紛紛得到成功開發(fā)和應用。

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，只有對整個托盤貨物進行離線計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。不幸的是，這要求在碼垛堆積過程中對包裝箱進行精確排序。離線算法直接與倉庫管理系統(tǒng)相連，并且在實際揀選過程開始之前分析整個商店或超市的訂單。在這種機器人單揀選應用中，視單元布置而定，吞吐量可高達1000箱/小時。

　　在配送飲料時，可能會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先計算順序。在這兩類基本的機器人應用之間，為了體現(xiàn)全自動倉儲概念，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技術(shù)的料盒式自動倉庫系統(tǒng)（ASRS）或者按序釋放模塊。

結(jié)論
　　食品與飲料的生產(chǎn)實現(xiàn)了高度自動化，機器人已經(jīng)成功應用多年。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），總承包商和機器人解決方案提供商之間的密切合作。