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導入AI技術 物流自動化整合管理增效
倉儲物流業朝向服務業發展

【作者: 陳念舜】   2024年09月30日 星期一

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倉儲物流業看似較接近服務業領域,但由於工業4.0浪潮也驅動著製造業該如何藉此縮短、管理上下游供應鏈;物流業者也必須主動與更多自動化設備、系統整合商深入接觸瞭解,尋求在無人可用的環境下如何引進設備取代。



距離工業4.0問世10餘年來,即使智慧製造不斷演進,至今仍有絕大多數工廠與物流現場,還是停留在原來的物料搬運與保管模式,主因不外乎「沒有那麼迫切」、「設備還能使用」、「還沒折舊攤提完」、「不知有甚麼新設備能替代」等,導致終端使用者對於物流自動化設備的替代動力不足;同時,物流自動化系統及設備製造商,也因為市場需求量不足,對傳統物流自動化系統設備的創新與智慧化的發展,更顯得意興闌珊。


然而,目前隨著人工智慧(AI)與物聯網(IoT)科技成熟,正持續改變傳統製造、流通與物流業生態系與現場自動化生產模式。「許多客戶其實不在意用人或機器人搬運,僅要求能盡快達到目標,還不如直接訓練機器。」進而開始積極引進智慧科技設備,而成為各企業追求數位轉型的重要手段,期望將AI導入內部工作任務來提高工作品質與改善營運效率,甚至成為對外行銷,爭取訂單或資金投資的利器。


igus移動機器人實現AGV經濟實惠 為中小企業降低成本

根據Global Info Research市調公司推估,現今全球工業機器人的市場規模將在2024年達到230億美元, 而服務機器人的市場規模則有望達到290億美元,反映了機器人技術在不同行業中的應用不斷深入拓展,特別是在汽車製造、電子製造、倉儲運輸、醫療康復、應急救援等領域。


尤其是從電子商務倉庫到現代化餐廳,移動機器人系統正被越來越多的工作領域所採用,在倉儲物流和工業應用中尤為廣泛;包含無人搬運車(AGV)和自主移動機器人(AMR)市場正在蓬勃發展,包含服務型機器人在內的全球移動機器人市場總額約為203億美元,這些智慧助手甚至越來越多地出現在餐飲和醫院中,專家預計到了2028年這數字將翻倍。


但在市場上的傳統機型售價仍約為 25,000 歐元,經整合工業機器人後的解決方案售價更高達約70,000 歐元,導致中小型公司往往無力承擔廣泛使用的費用,igus則希望透過該公司最新低成本工程塑膠移動機器人產品來改變此現狀。


motion plastics動態工程塑膠專家igus近4年來,也在公司內部成功測試了AGV,為辦公室運送郵件和貨物的自動倉儲,以及在生產中移動運輸工具和旋轉堆垛貨櫃的移動機器人。所獲得的經驗直接用於開發新的低成本自動化產品系列「移動 ReBeL」。其目標是:為適用於中小型企業(SMEs)的經濟實惠的移動機器人技術鋪路。


目前該公司任何移動機器人系統的基礎都是ReBeL,由igus研發和製造所有機械零件,因採用工程塑膠材質的售價經濟實惠,僅為4,970歐元,淨重8.2kg,是同類產品中最輕且帶協作功能的服務機器人,有效負載為2kg、工作範圍為664mm;所採用模組化設計可以添加其他功能,如先進光學雷達、視覺技術或 SLAM 演算法,有助於igus正計劃將 ReBeL整合到其他各種移動系統中。


例如針對中小型企業的無人搬運車(AGV),最多可運送30kg的貨物。利用ReBeL可以執行簡單的A→B定位任務,而毋須使用昂貴的感測器技術,而是依靠內部開發的三維感測器技術價格為17,999歐元。此外,igus 還將在漢諾威展示一款低成本服務機器人的研究成果ReBeL Butler,適用於簡單但耗時的取貨和送貨服務,例如酒店和餐飲業。


所有這些開發的目標都移動的是燈塔專案:整合了HMI和視覺功能的移動機器人,甚至能夠獨自整理辦公室。igus副總裁兼低成本自動化業務主管Alexander Muhlens解釋:「在這個專案中,我們採用了從下到上的銷售策略,即在基本元件中不包含某些部件,如安全雷射掃描器,以保持經濟實惠的價格。該解決方案也可根據工業要求進行改造。」



圖一 : igus針對教育、物流和服務推出了一系列新的經濟實惠移動AGV和AMR,使中小企業能夠負擔得起移動機器人系統。(source:igus GmbH)
圖一 : igus針對教育、物流和服務推出了一系列新的經濟實惠移動AGV和AMR,使中小企業能夠負擔得起移動機器人系統。(source:igus GmbH)

台達智能倉儲物流解決方案

台達最新推出的虛擬機台開發平台DIATwin融合AI運算與數位虛擬技術,藉由精準快速的模擬可縮短設備開發時間約20%。針對行業應用,台達智能倉儲物流解決方案也結合3D機器視覺與無線充電系統,全方位整合相關軟硬體來提高無人搬運設備效率,可高效擴增貨物吞吐量;再配合台達倉儲管理系統,可優化人力配置並促成智能化,節省倉儲物流成本約達30%的亮點,包括:


‧ 高階物聯網型控制器AX-5 系列,以奈秒級運算速度與自動化倉儲系統無縫整合;


‧ 行業專用變頻器一機整合電源、繼電器等周邊,應用於輸送分揀設備,大幅降低電控成本;3D ToF Mini相機DMV-TM,幫助AGV(無人搬運車)取得精準深度空間資訊,確保運行效率與安全;


‧ M∞Vair無線充電解決方案具備1kW~30kW等多種功率,以無接觸電力傳輸技術為AGV、AMR(自主移動機器人)、到大型工業車輛如堆高機、拖曳車等依排程進行自動無線充電,充電效率最高約達95%。



圖二 : 台達智能倉儲物流解決方案可高效擴增貨物吞吐量,再配合台達倉儲管理系統,可優化人力配置並促成智能化,節省倉儲物流成本約達30%。(source:台達)
圖二 : 台達智能倉儲物流解決方案可高效擴增貨物吞吐量,再配合台達倉儲管理系統,可優化人力配置並促成智能化,節省倉儲物流成本約達30%。(source:台達)

廣運藉動態模擬廠房運作 打造虛實整合作業模式

此外,隨著電商市場擴大且消費型態轉變,物流倉儲服務變得至關重要,依研調機構 Stratistics MRC 指出,全球物流市場將以7.6%的年複合成長率持續增長至2030 年,在需求多變、競爭激烈的市場中,企業如何建置完善的物流體系以提供客戶服務,成為脫穎而出的關鍵。


台灣智慧系統整合領導商廣運機械,長期致力於自動化生產解決方案和物流系統,客戶遍及世界各地。自今年6月宣布打進入NVIDIA Omniverse 平台,攜手宇見智能科技(MetAI),將廣運智慧物流中心(Smart Logistics Center)的產業知識與MetAI的生成式模型整合,提供巨量資料物件產生模型。


至於物流中心AI FACTORY解決方案,則使用NVIDIA的Omniverse、Isaac Sim和Isaac Manipulator提供支援的解決方案,整合Isaac Sim和MetAI生成模型,打造AI自動模擬環境創建服務,成為全球首批生成式AI智慧物流和倉儲解決方案。


另為優化物流系統設計及驗證流程,面對全球物流市場的快速變化,廣運發現既有物流設計系統耗費大量時間規劃運輸站別和關聯分析,且難以於實際導入前成功驗收。近期還透過用洛克威爾自動化Emulate3D數位分身模擬軟體,可視化大型專案流程,在虛擬環境中挖掘產線、機器設計等前期的潛在問題,提升實際部署階段的效率,協助客戶實現最佳成本效益。


廣運機械總經理柯智鈞表示:「全球消費習慣轉變下,運輸配送網路需保持高彈性和效率才能適應市場需求。我們以技術為導向結合經驗,積極發展物流倉儲自動化與智慧化技術,藉由洛克威爾自動化數位分身模擬,優化建置成本與作業效率,提升廠房彈性拓展與部署準確性,進而協助客戶加速物流智慧化並維護品牌商譽。」


洛克威爾自動化台灣區總經理譚世宏表示:「物流服務是企業的命脈,完善的專案流程仰賴前期縝密的設計規劃,很高興此次協助廣運機械推動物流產業的智慧化發展,憑藉我們深耕在地產業洞察,挹注前端技術及豐富的整合與輔導經驗,縮短虛實差距,穩固物流產業發展基石。」


目前廣運採用 Emulate3D,以模擬與仿真技術為核心應用於製造業、公共工程等多元場域,例如:協助桃園國際機場第三航站區行李處理系統工程,透過虛擬環境模擬行李分揀合流,實際執行建設前即完成長達數公里運輸帶的產能驗證與軟體調教。Emulate3D優勢包含:


‧ 加速部署流程:作業人員前期於虛擬環境中開發廠房配置、產量計算及情境模擬,避免建設後產生的設計落差,優化資源與成本運用,並藉數位技術建立更加敏捷的建置作業。


‧ 物理仿真模擬:Emulate3D內建物理運算的特性,有效真實反映物流與機械動作所產生的物理狀態,協助廣運機械作業人員預視廠房實際運作情境及流程。


‧ 結合PLC驗證:在虛擬環境完成配置後,即可執行PLC(可程式邏輯控制器)驗證,確保機械動作符合實際流程,作業人員同步進行軟體調教並於物流現場直接導入,節省現場作業時間,加速專案推進。


廣運機械自動化事業群業務二部陳智杰總監表示:「過往物流系統規劃因難以進行驗證,導致實際部署與預期產能有所落差,難以準確控制成本支出。藉由整合Emulate3D數位分身模擬動態示意站點、動線及對應所需時間,預視流程關聯性,大幅降低虛實差異,協助電商及零售等客戶優化供應鏈管理。」未來,廣運機械將基於洛克威爾自動化的解決方案,持續精進專業技術,拓展東南亞等國際市場。



圖三 : 廣運機械採用Emulate3D數位分身模擬軟體,以模擬與仿真技術實現最佳成本效益。(source:Rockwell)
圖三 : 廣運機械採用Emulate3D數位分身模擬軟體,以模擬與仿真技術實現最佳成本效益。(source:Rockwell)

所羅門AI視覺開發平台 即學即用快速落地

值得一提的是,隨著AI技術成熟,AI應用也實際在產業付諸實現,推動產業自動化並擴增產線的應用情境,但不少企業在面臨生成式AI的導入時面臨了例如數據蒐集困難與投入成本高昂、模型優化困難或是專業技能需求高等問題。


AI視覺領導廠商所羅門自今年三月在NVIDIA的GTC上亮相以來備受矚目,雖然市場上主要聚焦在所羅門的機器人應用上,但所羅門在過去10年中其實不斷深化其AI視覺研發能力,早已擴展其產品範圍至機器人應用之外,成功為豐田、戴爾、應用材料、西門子、香奈兒、3M和愛爾康等頂級國際企業實施落地的方案。



圖四 : 所羅門展出全球首套可讓多隻手臂同時在雜亂料籃中取料,又能避免碰撞的3D AI視覺技術,以提升物流及倉儲取件效率5成以上。(攝影:陳念舜)
圖四 : 所羅門展出全球首套可讓多隻手臂同時在雜亂料籃中取料,又能避免碰撞的3D AI視覺技術,以提升物流及倉儲取件效率5成以上。(攝影:陳念舜)

如今所羅門不僅提供視覺應用的獨立產品,更加入完整的AI視覺應用開發平台,讓客戶能夠針對自己所需的場景迅速開發客製化解決方案。依所羅門董事長陳政隆表示:「在與數百家國內外客戶討論過程中,我們了解到,客戶現場部署AI時,開發客製化AI應用所需的時間和資源通常遠比客戶預期的多,很多時候效果不佳導致無法落地。」


他強調:「所羅門的AI視覺開發平台已整合並優化許多不同的AI算法,使 AI 能夠適用於多元化的視覺應用,先進的算法讓用戶使用較少量的圖像樣本學習即可訓練出高辨識率的 AI 模型。」該平台還整合不同的機器人品牌、PLC、2D和3D相機、攝影機、AMR,甚至無人機等硬體。讓使用者可以利用這些軟硬體整合功能快速定制其任務,無需編寫程式語言,就好比使用樂高構建積木模型一樣容易。


在今年自動化展於廣運的攤位裡,便由所羅門、MetAI與廣運合作重現今年電腦展NVIDIA執行長黃仁勳演講中,透過Omniverse呈現機器人搭配3D視覺使用的物流應用。以及全球首套可讓多隻手臂同時在雜亂料籃中取料,又能避免手臂碰撞的3D AI視覺技術,以提升物流及倉儲取件效率5成以上。


陳政隆說:「許多企業認為AI 自動化項目落地很簡單,但最後卻發現軟體優化、硬體整合及收集資料所需投入的資源相當大。然而,為了喝牛奶而養牛是沒有必要的。我們的平台透過長年實際場域的累積已將許多複雜的軟硬體整合優化,使得客戶部署及落地客製化AI視覺應用比以往更快更加可行。」


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