自動(dòng)化和半自動(dòng)化的叉車不再是新奇的東西，在人力短缺的倉庫中取得了進(jìn)展。他們最終會(huì)成為規(guī)范嗎?

目前尚不知道全世界有多少輛無人駕駛叉車(也稱為自動(dòng)叉車、機(jī)器人叉車或者AGV)售出。但是叉車生產(chǎn)商都顯示出，它在該領(lǐng)域的迅速增長。重要的是，一些世界上最大的叉車OEM制造商，諸如Toyota(豐田)、Crown(科朗)、Jungheinrich(永恒力)、Kion(凱傲)、Hyster(海斯特)、Raymond(雷蒙德)和Yale(耶魯) ，這些公司都是無人叉車的創(chuàng)新者，看起來確信有大量的長期需求，否則他們不會(huì)將資源投入新產(chǎn)品。該設(shè)備強(qiáng)勁前景，體現(xiàn)在一些巨頭之間的收購，例如Teradyne(泰頓)最近收購了機(jī)器人叉車制造商AutoGuide Mobile Robots。

許多觀察家認(rèn)為，自動(dòng)化叉車在內(nèi)部物流中正取得重大進(jìn)展。那么，為什么無人駕駛叉車現(xiàn)在受到如此多的關(guān)注呢?誰在使用它們?潛在的買家在實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)率增加之前需要了解什么?

我們將無人駕駛/自動(dòng)/機(jī)器人式叉車定義為配備有貨叉并且可以執(zhí)行以下操作的工業(yè)車輛：以全自動(dòng)方式運(yùn)輸，提升，下降，下降/或取回貨物模式，無需人工操作，或在半自動(dòng)模式下由人工操作。這些叉車是自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)的一種，但該術(shù)語通常用于描述(但并非總是)缺少叉車而僅提供水平運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸工具。我們避免使用“自主”一詞，該術(shù)語不適用于本文討論的許多設(shè)備。雷蒙德公司(Raymond Corp.)自動(dòng)化解決方案產(chǎn)品經(jīng)理Tiger Xu指出，自動(dòng)駕駛叉車可以更獨(dú)立地運(yùn)作，甚至獨(dú)立“思考”并做出決策。

首先，內(nèi)部物流對(duì)無人駕駛叉車的興趣正在增長，因?yàn)槊绹鴦趧?dòng)力市場(chǎng)如此緊張。失業(yè)率處于50年來的最低點(diǎn)，倉庫和配送中心正在努力雇用和保留可靠、合格的員工。很顯然，自動(dòng)化可以幫助填補(bǔ)勞動(dòng)力所帶來的缺口，從而提供一周7天24小時(shí)連續(xù)工作。不但減少了尋找新員工的成本，一個(gè)額外的好處：增加工作量的同時(shí)不需要增加預(yù)算支出。

Tiger Xu說：“無人駕駛叉車的一些關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是其靈活性、可擴(kuò)展性和可靠性。它們可以輕松地上下擴(kuò)展;如果您要添加另外20輛叉車，只需在數(shù)據(jù)中編寫代碼，它們就能迅速以與原有的叉車以相同的方式完成相同的任務(wù)。”

首先，自動(dòng)化可以減少產(chǎn)品損壞。其次是減輕物理上所帶來的對(duì)人體工程學(xué)的影響，同時(shí)降低倉庫中重復(fù)性工作。第三，支持技術(shù)最近取得了長足進(jìn)步。如今，無人駕駛叉車可以找到指定的存儲(chǔ)點(diǎn)，并精確地取回或存放貨物，遇到障礙物或其他意外情況時(shí)會(huì)立即停止并發(fā)出警報(bào)，選擇最佳行駛路徑，并記住空位的位置以及其他功能。

“主控”軟件控制任務(wù)分配和無人駕駛叉車車隊(duì)的運(yùn)轉(zhuǎn)。該軟件通常與倉庫管理系統(tǒng)(WMS)交互，并且還可以與企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)系統(tǒng)和其他物料搬運(yùn)設(shè)備交互。一些叉車設(shè)備制造商與其他一些專業(yè)技術(shù)公司合作，已經(jīng)開發(fā)了自己的導(dǎo)航和控制系統(tǒng)。包括最近Crown Equipment Corp(科朗設(shè)備公司)和JBT Corp(英國AGV制造商-自動(dòng)化系統(tǒng))組合成聯(lián)盟，以及Raymond Corp.和Seegrid(是美國一家專注物料搬運(yùn)機(jī)器人的非上市公司)建立合作關(guān)系，Balyo(法國一家內(nèi)部物流導(dǎo)航技術(shù)公司)和Hyster-Yale Group(海斯特-耶魯)合作，以及JBT和Yale之間的合作關(guān)系。Raymond iWarehouse Gateway全球遠(yuǎn)程信息處理主管John Rosenberger表示，這樣的合作融合了雙方合作伙伴在特定領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，并利用不同的方法來解決問題，從而使創(chuàng)新產(chǎn)品能夠比以往更快地投放市場(chǎng)。

目前來看，內(nèi)部物流中，無人駕駛叉車能廣泛接受的關(guān)鍵技術(shù)是首要因素。該技術(shù)可使機(jī)器人式叉車在不遵循固定在地板上的導(dǎo)線、磁力線、磁模燈感應(yīng)器所定義的固定路徑的情況下運(yùn)行。較新的制導(dǎo)技術(shù)包括激光、圖像識(shí)別以及用于測(cè)量距離的地圖傳感器。地圖設(shè)施，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及基于叉車相對(duì)于“自然特征”(墻壁，貨架和其他物體)的位置進(jìn)行導(dǎo)航的方法。根據(jù)技術(shù)的不同，所需的基礎(chǔ)設(shè)施最大限度的減少或不需要，因此很容易對(duì)叉車路線進(jìn)行重新編程。

在當(dāng)今可用的各種選項(xiàng)中，LIDAR(激光雷達(dá)檢測(cè)和測(cè)距)采用激光測(cè)量到物體的距離，似乎在倉庫和配送中心中獲得了巨大的吸引力。

Hyster Co(海斯特)機(jī)器人與自動(dòng)化系統(tǒng)銷售經(jīng)理Lou Micheletto說：“還有其他一些系統(tǒng)，例如視覺引導(dǎo)系統(tǒng)，但似乎沒有什么比LIDAR吸引力更強(qiáng)大。”

另外，復(fù)雜的傳感器能夠廣泛普及，其直接后果是不斷下降成本，也降低了最終用戶的直接使用成本。

Yale Materials Handling Corp(耶魯物料搬運(yùn)公司)機(jī)器人與自動(dòng)化主管Mick McCormick說：“以前，叉車車隊(duì)需要三班倒，每小時(shí)支付的工資很高。如今，自動(dòng)化叉車有了其存在的合理性。哪怕只有幾輛無人駕駛的叉車的工廠，都可以從他們的投資中獲得回報(bào)。”

并非所有公司都參與其中。例如，第三方物流服務(wù)提供商Kenco((是美國最大的女性擁有的第三方物流公司)公司創(chuàng)新和研發(fā)副總裁Kristi Montgomery表示，該公司已經(jīng)評(píng)估了無人駕駛叉車，但沒有在任何配送中心使用。她認(rèn)為最終有希望使用無人駕駛叉車，并指出傳感器和物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步提高了各種自主駕駛車輛的功能。此外，從無人駕駛叉車在運(yùn)行的過程中所產(chǎn)生的新數(shù)據(jù)的采集需要得到改善，并產(chǎn)生決策。她擔(dān)憂的是無人駕駛叉車的安全性和投資回報(bào)率。她認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)仍然是新技術(shù)，從可用性的角度來看，仍有一些技術(shù)問題需要解決。

無人駕駛叉車在哪里發(fā)力?

當(dāng)前，市場(chǎng)上有全自動(dòng)或半自動(dòng)平衡重式叉車、窄通道叉車，高空作業(yè)車以及高位和低位平臺(tái)托盤車。盡管可以對(duì)自動(dòng)叉車進(jìn)行編程以執(zhí)行許多任務(wù)，Linde(林德物料搬運(yùn))說其“ Matic”產(chǎn)品線涵蓋了“生產(chǎn)和存儲(chǔ)設(shè)施中所有物料搬運(yùn)任務(wù)的80%”，但它們并不適合每種環(huán)境或工作。OEM(叉車制造商)公司正在積極參與無人駕駛叉車，試圖提高生產(chǎn)率和準(zhǔn)確性，從而減少人員傷害和貨物的損壞以及搬運(yùn)的重復(fù)性-降低非增值運(yùn)行產(chǎn)生的支出。這些應(yīng)用場(chǎng)景包括：

1、在指定點(diǎn)之間水平搬運(yùn)。

2、跟隨式托盤揀選。

3、快速揀選和上架(通常使用半自動(dòng)叉車，在執(zhí)行揀選訂單時(shí)，操作手可以對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制)。

海斯特(Hyster)的Micheletto說，一些最終用戶正在關(guān)注水平搬運(yùn)。他所見過的例子包括將托盤運(yùn)搬運(yùn)到制造區(qū)域或倉庫，再將貨物從倉庫轉(zhuǎn)搬運(yùn)到運(yùn)輸區(qū)，以及將貨物從傳送帶和自動(dòng)存儲(chǔ)與檢索(AS/RS)系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)桨b站。消費(fèi)類商品以及食品和飲料的生產(chǎn)和分銷業(yè)務(wù)一直是耶魯機(jī)器人叉車的最大用戶。他說，他看到駕駛員在配送中心進(jìn)行有限測(cè)試，然后再考慮擴(kuò)大規(guī)模。而一些客戶地點(diǎn)已經(jīng)完成全面、完整，幾乎徹底采用無人駕駛叉車。他說，所有操作需要少許人力，加上有人駕駛叉車和無人叉車聯(lián)動(dòng)。他指出，如果完全由機(jī)器人運(yùn)行(固定路線)，往往以每天5小時(shí)，或者每天7小時(shí)工作，且需要兩班以上的班次。

根據(jù)雷蒙德公司(Raymond Corp.)Rosenberger的說法，與收貨相比，在收貨和補(bǔ)給方面對(duì)自動(dòng)化的需求更大，而揀選則需要快速和高度靈活。因此收貨和補(bǔ)給主要涉及常規(guī)流程，因此非常適合自動(dòng)化。他還看到了組合式制造/倉庫設(shè)施的采用，其中產(chǎn)品從生產(chǎn)線分批下放，并轉(zhuǎn)移到附屬倉庫中。

想嘗試一下無人駕駛叉車嗎?對(duì)于大多數(shù)運(yùn)營而言，這是一個(gè)巨大的飛躍，需要牢記諸多復(fù)雜因素。注意如下要點(diǎn)：

1、確定步驟的優(yōu)先級(jí)。反復(fù)強(qiáng)調(diào)：“不要只是把當(dāng)前流程自動(dòng)化。首先要優(yōu)化，其次再自動(dòng)化。”Rosenberger認(rèn)為，這可能是最重要的建議。他強(qiáng)烈敦促那些計(jì)劃引入無人駕駛叉車的公司“按此順序連接，優(yōu)化并僅然后進(jìn)行自動(dòng)化”。通過“連接”，他意味著使用遠(yuǎn)程信息處理和車隊(duì)管理系統(tǒng)來獲取有關(guān)叉車活動(dòng)的準(zhǔn)確基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，然后可以將其用于改進(jìn)當(dāng)前的操作。他說，這一步驟將幫助用戶在他們希望自動(dòng)化解決的問題上取得重大進(jìn)展，騰出資金用于其他項(xiàng)目，同時(shí)幫助確定真正需要自動(dòng)化的地方并可以產(chǎn)生ROI(投資回報(bào))。

2、成本合理。一些支持者認(rèn)為，投資無人駕駛叉車，可以實(shí)現(xiàn)兩年或更短時(shí)間收回投資。但其他觀察家警告說，總體成本可能很高，因?yàn)樽罱K用戶必須考慮整個(gè)“包裝”的成本，而不僅僅是設(shè)備本身。如果自動(dòng)化是有意義的，但成本是一個(gè)問題，則可以選擇使用部分自動(dòng)化的設(shè)備或在自動(dòng)化將帶來最大利益的有限區(qū)域內(nèi)實(shí)施。

3、運(yùn)行速度和效率。一位不愿透露姓名的叉車制造商高管表示，對(duì)于當(dāng)前許多配送中心所需要的快速運(yùn)轉(zhuǎn)和頻繁的輪班，目前無人駕駛叉車的速度太慢且難以控制。如果行進(jìn)速度、叉車數(shù)量和運(yùn)行路線沒有得到很好的校準(zhǔn)，則也有可能造成交通擁堵。此外，AGV的ANSI / ITDSF B56.5安全標(biāo)準(zhǔn)適用于機(jī)器人叉車。另一位高管也表示，這意味著它們需要比人力駕駛的叉車更大的“工作區(qū)域”。他說，在密集的操作環(huán)境中，可能需要較小的叉車來保持所需的最小空間。

4、設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)。Kenco公司的Montgomery女士建議無人駕駛叉車應(yīng)具備“轉(zhuǎn)換能力”——在人們需要干預(yù)的故障發(fā)生的情況下，它們是否可以用作傳統(tǒng)的人力來駕駛?(大多數(shù)制造商說，他們的自動(dòng)叉車可以輕松切換到手動(dòng)模式。)她還建議考慮叉車是否可以適應(yīng)動(dòng)態(tài)的物理環(huán)境和不同產(chǎn)品之間切換。

5、人為監(jiān)督。必須有一個(gè)包括來自最終用戶、叉車經(jīng)銷商和系統(tǒng)集成商所著稱的具備經(jīng)驗(yàn)豐富的項(xiàng)目經(jīng)理人團(tuán)隊(duì)。Micheletto說，最重要的是，每臺(tái)無人駕駛叉車的安裝都至少需要一位“招標(biāo)人”或機(jī)器人主管。該人員會(huì)處理異常情況，例如，如果導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)問題，或者叉車因遇到障礙物而停止運(yùn)行等等。

6、維護(hù)和技術(shù)支持。除了機(jī)械維護(hù)和修理，還需要軟件升級(jí)和更新。叉車經(jīng)銷商應(yīng)該能夠提供大部分支持和服務(wù)。但是在某些情況下，可能會(huì)涉及導(dǎo)航技術(shù)提供商或系統(tǒng)集成商。他們都能提供本地支持嗎?

７、準(zhǔn)備與機(jī)器人互動(dòng)。Micheletto說，應(yīng)該培訓(xùn)設(shè)施中的每個(gè)人如何去與機(jī)器人(無人駕駛叉車)互動(dòng)。無人駕駛叉車的“道路規(guī)則”與傳統(tǒng)車輛的運(yùn)行指南不同;為了安全起見，必須明確定義它們。即使自動(dòng)叉車配備了防止碰撞的傳感器，人類也是無法感知到的。因此，執(zhí)行規(guī)則至關(guān)重要。Fetch Robotics首席執(zhí)行官M(fèi)elonee Wise建議，在與機(jī)器人交互方面，培訓(xùn)中應(yīng)包括對(duì)機(jī)器可以做什么和不能做什么的解釋(比如機(jī)器人不能“看到”玻璃)。

８、叉車運(yùn)營的真實(shí)畫面。Micheletto說，要使無人駕駛叉車從人類操作員手中接手，就必須準(zhǔn)確掌握叉車操作的基本情況。不過，以他的經(jīng)驗(yàn)來看，大多數(shù)設(shè)施在對(duì)叉車操作員的來說，他們對(duì)其徹底的了解存在相當(dāng)大的差距。結(jié)果是，操作員的某些操作中沒有記錄文檔中或未包含在流程圖中。例如，除了從叉車上卸下貨盤并將其放入倉庫之類的明顯工作之外，操作員還可能在給托盤貼標(biāo)簽或?qū)⑼宪囨i在碼頭上。由于無人駕駛叉車無法做到這點(diǎn)，必須找到一個(gè)人來處理這些任務(wù)。

無人駕駛叉車不僅僅是一臺(tái)機(jī)器

一個(gè)有效的自動(dòng)化叉車項(xiàng)目，需要認(rèn)識(shí)到安裝的不僅僅涉及設(shè)備本身。相反，應(yīng)該將它們作為復(fù)雜的解決方案來處理，包括設(shè)備本身、控制軟件、無線通信、傳感器、專用導(dǎo)航技術(shù)、系統(tǒng)集成和技術(shù)支持，有時(shí)還包括整體布局的重新配置。

最后，每個(gè)自動(dòng)化叉車項(xiàng)目都是獨(dú)特而復(fù)雜的。認(rèn)真準(zhǔn)備，準(zhǔn)確的信息以及對(duì)自動(dòng)化能做什么不能做什么，是否清清楚楚明明白白。“睜大眼睛”，是理解是成功的重要因素。或者，就像耶魯公司的Micheletto所說的那樣：“不要做假設(shè)。”

無人駕駛叉車和未來的碼頭

在不久的將來，無人駕駛叉車肯定會(huì)普及。這些叉車將如何與裝卸碼頭互動(dòng)?

一位專家認(rèn)為，雖然無人駕駛叉車可以自行裝卸的日子不久就要到了。但如今的型號(hào)仍然缺乏必要的感應(yīng)和識(shí)別功能。為了自主運(yùn)行，機(jī)器人叉車將需要具有識(shí)別碼頭狀態(tài)的能力，例如拖車的存在和碼頭的位置以及拖車的目的地或起點(diǎn)。Serco and Kelley (美國一家生產(chǎn)裝卸貨平臺(tái)的公司)碼頭系統(tǒng)公司產(chǎn)品裝載總裁Michael Eastabrook說：“實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的第一步將是部署必要的體系結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)叉車和碼頭設(shè)備之間的連通性和數(shù)據(jù)交換。而這通常是當(dāng)今用于裝載或卸載拖車的機(jī)器所缺乏的。接下來，叉車和碼頭設(shè)備將需要具有能夠傳達(dá)其狀態(tài)的傳感器。”

Eastabrook預(yù)測(cè)，隨著完全自動(dòng)化的發(fā)展，將需要更先進(jìn)的傳感技術(shù)作為支持，包括異常故障檢測(cè)系統(tǒng)。但是，裝卸碼頭周圍的可變性(例如卡車的高度和位置，以及拖車和托盤的配置)將使完全自動(dòng)化延遲5到10年。他補(bǔ)充說，解決這種復(fù)雜性可能需要人工智能(AI)或機(jī)器學(xué)習(xí)。

Eastabrook預(yù)計(jì)，最終碼頭裝載過程將是協(xié)作的，需要人工操作多臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備。他估計(jì)基于云的裝卸臺(tái)軟件將在裝卸臺(tái)、倉庫管理系統(tǒng)(WMS)或企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)系統(tǒng)以及人工值班員之間協(xié)調(diào)信息。裝貨碼頭應(yīng)用程序?qū)嘘P(guān)碼頭位置狀態(tài)的數(shù)據(jù)，例如碼頭上的時(shí)間和狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、拖車的標(biāo)識(shí)等。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，WMS將派遣無人駕駛叉車到碼頭位置，并與人工操作員協(xié)作進(jìn)行裝卸。他說，這種方法將為早期采用者創(chuàng)造合理的投資回報(bào)率，并在整個(gè)行業(yè)中產(chǎn)生動(dòng)力。