智能物流新时代之视觉系统成标配

发布时间：2017-03-09 作者：佚名来源：图漾科技

关键字：智能物流视觉系统

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全球范围技术进步将开启智能物流新时代：智能物流是利用集成智能化技术、智能设备等使物流系统能模仿人的智能，具有思维，感知，学习，推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。

3）Kiva 系统工作站台：Kiva系统的拣选站台，由拣选工作者、待拣选存储货架、装有订单容器的输送货架、信息传送设备以及货架的运输机器人小车组成，位于仓库的周边位置。Kiva系统的信息传送设备由激光指示器、电脑显示屏幕、条形码扫描设备和电子标签辅助拣选设备组成。其中激光指示器用来指示存储货架上待拣选货物的位置，电脑显示屏幕用来显示需要拣选的货物的数量和种类，条形码扫描器确认拣选货物的准确性，电子标签辅助拣选设备用来指示在输送货架上货物相应的订单容器位置，Kiva系统的拣选站台，提供一种“系统指示”作业模式。

4）软件控制系统（MHE）：是Kiva 系统整体解决方案的重要组成部分，是整个系统的大脑。MHE软件系统相当于一个独立的子系统，与WMS（ERP）相连接，管理Kiva 移动执行系统（MFS）。MHE系统包括一系列复杂的算法，对移动机器人最佳行驶路线进行规划，保证机器人停留排队的时间最短，同时也保证在执行最大化任务量时所使用的移动机器人量最小。同时系统可以根据货品热消度决定货架放置的位置，热销度最高的货品所在货架被放置在离拣选站台最近的地方。

5）无线网络（WIFI）：Kiva 的服务器是直接与每个驱动单元通过WIFI无线网络来连接的，这样设置起来非常容易，而且非常容易与仓库内部的其他无线系统进行整合与拆分。

Kiva系统在减少货物搬运时间，提高效率方面彻底实现了“人找货”与“货找人”的方式的颠倒，使配送中心、仓库等物流节点彻底脱离了传统的拣货模式。同时，该系统能够将货架在需要的时候运送到工作人员面前，不需要搁置在周转区域。同时也证明，新一代库内搬运系统提高效率的基础是货物的流动代替了人的流动，减少了库内人员寻货、搬货、返库等动作，代之以货物的准确移动，避免了人员操作的无用劳动；另一方面，如果没有可靠而强大的管理系统以及无线通讯系统的支持，这样的高效率库内工作是无法进行下去的。

Kiva机器人以及精密的控制系统和算法，将亚马逊的物流配送中心变成了一整套灵活的、富有生命的仓储系统。作为一种仓储机器人KIVA系统最大的亮点就是：颠覆了过去意义上的仓储搬运作业，改变了场地适应货品的现状，其仓储机器人系统可以在任意时间将任意物品送达任意位置，做到让物品来适应场地。

一个个独立可以自主导航、通讯的货架搬运机器人就是KIVA仓储机器系统的基础。系统与机器人之间的指令通过通过Wi-Fi 网络传输，机器人的活动路径规划是由系统通过算法计算完成的；最后导航装置将机器人托举的货架及货物运送到指定地点。

为了读取二维码和坐标点信息，每个机器人还安装上、下的两个摄像头。两个摄像头利用单核汇聚式处理器执行控制、信号与图像处理的独特能力，执行实时图像分析，并实现与机器人主控制器进行交互配合的通信协议。

此系统的摄像头传感器执行两个基本而独立的功能：朝上的摄像头读取二维码，这些二维码能够识别独一无二的货架，并实现货架的接驳。朝下的摄像头处理坐标点信息，以确定机器人的位置。处理器执行用于图像采集、分段、亚像素目标定位和数据矩阵代码读取的复杂图像处理算法。此处理器的性能、足够高的系统带宽以及片上存储器可加快图像流水线处理，从而确保动态、快速和高效率的移动机器人导航。

Kiva系统对传统配送中心作业流程带来一种变革，优势明显。Kiva系统的“货到人”拣选系统借助先进的人工智能技术、物流自动化技术等，对配送中心的拣选工艺实现自动化。利用多个机器人小车，将传统的静态仓储系统转变为动态的流动货架存储，提高配送中心的拣选作业效率。拣选系统借助强大的计算机软件、机器人小车、穿梭式货架、工作站台等完成自动化操作。

相比传统配送中心作业流程，优势主要体现在：

1）设备安装周期短，并且降低投入成本。

2）具有更强的可拓展性和柔性。Kiva系统中的设备可移动，货架、小车甚至工作台都是可以移动的，可以实现设备数量增长与业务增长速度同步，灵活调整相关作业区域的大小，使系统具有很好的可扩展性，提高了系统的柔性。

3）具有更高的灵活性和准确性。通过按灯拣选、按灯存放、条码扫描技术，保证拣选货物的髙度准确性。而且，Kiva系统能够对货品种类、速度、订单优先级等方面的变化做出快速反应，具有高度的灵活性。

4）应用可以拓展到多层，降低土地使用面积。对于土地成本比较高的环境，因为小车的导航依靠地面上贴有的二维条形贴码，没有嵌入式网线、磁性材料等复杂设备，使得Kiva系统的应用可以扩展到多层，因此可以建立夹层或多楼层，通过Kiva垂直升降机将各层连接起来，来减少占地面积降低成本。此时可以将工作站布置在多层作业，或者限制高层只用来存放货物等，提高了作业的灵活性。

5）Kiva系统采用员工8小时、小车24小时工作制。在保证工作效率的前提下，降低了员工的工作强度。晚上，到达截单时间后，系统处理订单，确定任务货架并到相应拣选站台排队等候。白天员工到岗，补货作业、拣货作业按优化后的队列有序进行。对于新增的订单，直接进入系统，根据订单的优先性和商品分布情况将相应的任务货架加入到现有的拣货作业队列中。

白天收货的商品，系统会自动判断是否有出货需求，并优先将有出货需求的货架运输到补货区或拣货区。在作业过程中将发生拣选误差的货架运送至库存整理区进行循环盘点，消除误差。当货架上的存储密度小于一定程度时，系统会触发货位优化任务，计算出哪些货架需要进行合并。

2.2 海康威视：依托传统优势，推出“阡陌”机器人智能仓储系统

海康威视依托多年在图像传感、音频采集、人工智能等领域的技术积累和自主创新，近期推出了基于机器人的智能仓储系统：“阡陌”。“阡陌”智能系统由智能仓储机器人、机器人调度系统(RCS)和智能仓储管理系统(iWMS)三大核心模块组成。三大模块协作共同打造“货到人”智能仓储系统。

智能仓储机器人以视觉传感器为主，集合图像处理等多种技术：智能仓储机器人凝结了海康威视多年来在图像处理、硬件设计及嵌入式软件领域的技术积累，完全自主开发完成该机器人采用两轮差速底盘，最大运行速度为1.0米每秒，最大负重能力达到500公斤；以视觉传感器为主，融合多种高精度传感器，具备自主定位导航、自动避障、自主充电等功能，定位精度达到毫米级；采用锂电池为主动力，结合智能能源管理系统，可实现7×24小时连续运行。

智能调度系统（RCS）：“阡陌”系统的灵魂，实现最优分配，调度有序，智能运维，实时反馈。RCS负责全部机器人的任务分配、调度及运行维护。RCS采用多种调度算法，实现了任务的最优分配、多机器人路径规划以及机器人交通管理，让机器人集群能协调在一起工作，互相合作又互不影响，发挥出最大的效能。

RCS还负责监控机器人的运行状态，根据每个机器人的历史情况和当前状态，来决定是否需要进行具体项目的保养维护，并结合充电站的运行状态和当前的任务执行情况，合理的安排有需要的机器人进行自主充电，补充能源；并记录分析和汇总全部机器人的告警信息，及时通知运维人员，给出相应的检查和处理的建议，保障整个系统运行的可靠性。

智能仓储管理系统（iWMS）：数据智能分析，优化仓储管理；系统对接，兼容可靠。利用机器人系统作为执行载体，iWMS集成了多种仓储优化技术，实现物料随机存储，提升仓储空间利用率；实时动态调整冷热区物料，提高了出库效率；通过对历史运行数据的分析，可挖掘物料之间的关联，并制定相应的入库策略，提高出库效率；与视频监控互联，实时查看现场运作动态。智能仓储管理系统稳定可靠、兼容性好，实现与企业ERP系统全功能对接。

我们认为海康威视推出的“阡陌”系统是将亚马逊的”KIVA“机器人实现在中国的创新与推广，用仓储机器人这种自动化技术，能够抓取并移动货架和货品，将货品直接发往拣选员工，随后进行包装和发货，对提高仓库拣选效率，减少理货人员，实现仓储自动化的有效途径，我们认为这种”货到人“模式的仓储机器人系统的应用市场发展前景将十分可观。

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