内部物流自动化5问：FESTO行业专家谈配送中心技术挑战与AI码垛新趋势
在过去四分之一个世纪里，一场涉及信息和自动化的技术革命已经发生。这一点在配送中心和仓库中表现得最为明显。作为运动自动化和定位领域全球卓越的创新者之一，FESTO 及其设备制造合作伙伴始终站在内部物流创新的前沿。
Frank Vanderpool，FESTO 内部物流行业细分经理，回答了关于内部物流的五个关键问题——即设施内部物流流程的管理与优化。
问题1：请简单介绍一下你自己，以及你在配送中心系统自动化方面的重点关注领域。
Frank：我在工业自动化领域工作了近30年，承担过多种职责，包括设计工程、现场销售、销售管理和行业细分管理。FESTO 致力于为内部物流资本设备原始设备制造商（OEM）和终端用户提供创新的运动控制解决方案，范围涵盖从传统气动运动到最新的电动运动控制。我们位于俄亥俄州梅森的北美客户解决方案中心协助 OEM 和终端用户解决那些令他们最为棘手的问题。随后，我们将这些应用知识反馈到我们的新产品开发圆桌讨论中，以确保我们能够满足客户未来的需求。
问题2：在配送中心，沿着传送带移动的包装在尺寸和类型上的多样性令人惊讶。物品必须被自动拣选、处理和分拣的速度也令人瞩目。这给设备制造商带来了哪些技术挑战？
Frank：分拣系统已经存在了几十年，但它们仍在随着新技术解决方案的发展而不断演进。终端用户想要的是最快、最安静、最精确且最可靠的分拣机。我们的客户在努力优化这些领域中的每一个时，面临的挑战层出不穷。今天，我们可能在帮助客户选择和设计最节能的气动系统。明天，我们可能在帮助他们利用电动运动组件的速度和可重复性来提高可靠性。我们广泛而坚实的产品组合，加上我们在俄亥俄州的制造和北美配送中心，使我们有能力协助这些客户应对各种各样的挑战。
问题3：自动化料箱拣选面临哪些技术挑战？
Frank：自动化料箱拣选看似简单，实则不然。料箱中通常装满了各种类型的消费品，它们的包装类型、尺寸各异，且由不同材料制成。最优的末端执行器——即机器必须安全抓取包装而不损坏它的部件——必须适合该物品的材料、尺寸和包装形态。例如，用于抓取薯片铝箔袋的真空吸盘是最理想的选择，而多指抓手则可能是一个大号乐高套装的最佳选择。选择需要为搬运系统配备多少种末端执行器、设计一套可靠的系统来自动装卸各种抓手，以及编写程序让机器决定下一个抓取动作使用哪种末端执行器效果最佳，这些都会带来技术挑战。开发多功能的抓手是当务之急，FESTO 正在积极投身于抓手的研发。
如何选择移动末端执行器的方式是另一个挑战。我们是使用多轴关节机器人，还是使用龙门系统？必须考虑所需的速度、运动系统的有效载荷能力、占地面积、运动精度、可用的设施条件以及成本。所有组件都必须为一个坚固可靠的系统做出贡献，确保在运行和计划性维护期间将停机时间降至最低。
问题4：大型周转箱和运输纸箱如何被提升到货架存储位以及从中降下？请描述通常用于提升和下降的自动化技术。
Frank：大多数移动周转箱和运输纸箱的自动化系统都属于所谓的自动存取系统（ASRS）的一部分。大型垂直电动龙门系统将周转箱和运输纸箱分发到 ASRS 内的存储位置。系统会记住每个负载的存储位置，以便将来取回。运载运输纸箱的托盘通常通过传送带或自动导引车（AGV）移动到托盘升降机处，托盘在此被存储以待取回。有许多不同的系统需要设计和制造，用于抓取、滑动、条形码扫描和举升。这些系统必须能够自动与 AGV 进行交互。这确实是一种涉及机器和信息的复杂交互。
问题5：在配送中心自动化领域，有哪些新颖、不同且令人兴奋的发展？
Frank：最令人兴奋的发展之一是高混合/低容量的码垛应用。设想一家杂货店每周向其配送中心下单。库存经理不太可能订购一整托盘的甜薯婴儿食品。更可能的情况是，该门店只需要一箱该品种的产品，同时还需要许多其他产品的单个包装箱。这些运输纸箱可能具有不同的重量和尺寸。其中一些纸箱可能能够承受放置在其上的较大重量，因此可以放在底层，而其他更易碎的纸箱则必须放在更高的位置。
设备制造商现在正在利用人工智能来预测运输纸箱最高效的三维排列方式，以构建稳定的托盘负载。这些自动化系统通常能够在纸箱到达码垛机之前，根据其 UPC 代码了解纸箱的尺寸和重量。当纸箱到达时，它会根据 AI 系统确定的紧凑性和稳定性最优位置，被放置在托盘堆中。
这些系统中的一些还具备自动化应急方案，以防移动纸箱的机器人手臂或龙门系统发生故障。系统将为配送中心的团队提供装箱模式图，使团队成员能够装载托盘，以维持准时发货并减少停机时间。当我想到可能存在成千上万种不同的装箱模式组合，以及一个不会压坏纸箱、损坏产品或倾倒的托盘负载有多么重要时，我发现这些新系统非常了不起。
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参考来源：FESTO Blog — Intralogistics – 5 essential questions | Frank Vanderpool, Intralogistics Industry Segment Manager, Festo
