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导入AI技术 物流自动化整合管理增效
仓储物流业朝向服务业发展

【作者: 陳念舜】2024年09月30日 星期一

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仓储物流业看似较接近服务业领域,但由於工业4.0浪潮也驱动着制造业该如何藉此缩短、管理上下游供应链;物流业者也必须主动与更多自动化设备、系统整合商深入接触了解,寻求在无人可用的环境下如何引进设备取代。



距离工业4.0问世10馀年来,即使智慧制造不断演进,至今仍有绝大多数工厂与物流现场,还是停留在原来的物料搬运与保管模式,主因不外??「没有那麽迫切」、「设备还能使用」、「还没折旧摊提完」、「不知有甚麽新设备能替代」等,导致终端使用者对於物流自动化设备的替代动力不足;同时,物流自动化系统及设备制造商,也因为市场需求量不足,对传统物流自动化系统设备的创新与智慧化的发展,更显得意兴阑珊。


然而,目前随着人工智慧(AI)与物联网(IoT)科技成熟,正持续改变传统制造、流通与物流业生态系与现场自动化生产模式。「许多客户其实不在意用人或机器人搬运,仅要求能尽快达到目标,还不如直接训练机器。」进而开始积极引进智慧科技设备,而成为各企业追求数位转型的重要手段,期??将AI导入内部工作任务来提高工作品质与改善营运效率,甚至成为对外行销,争取订单或资金投资的利器。


igus移动机器人实现AGV经济实惠 为中小企业降低成本

根据Global Info Research市调公司推估,现今全球工业机器人的市场规模将在2024年达到230亿美元, 而服务机器人的市场规模则有??达到290亿美元,反映了机器人技术在不同行业中的应用不断深入拓展,特别是在汽车制造、电子制造、仓储运输、医疗康复、应急救援等领域。


尤其是从电子商务仓库到现代化餐厅,移动机器人系统正被越来越多的工作领域所采用,在仓储物流和工业应用中尤为广泛;包含无人搬运车(AGV)和自主移动机器人(AMR)市场正在蓬勃发展,包含服务型机器人在内的全球移动机器人市场总额约为203亿美元,这些智慧助手甚至越来越多地出现在餐饮和医院中,专家预计到了2028年这数字将翻倍。


但在市场上的传统机型售价仍约为 25,000 欧元,经整合工业机器人後的解决方案售价更高达约70,000 欧元,导致中小型公司往往无力承担广泛使用的费用,igus则希??透过该公司最新低成本工程塑胶移动机器人产品来改变此现状。


motion plastics动态工程塑胶专家igus近4年来,也在公司内部成功测试了AGV,为办公室运送邮件和货物的自动仓储,以及在生产中移动运输工具和旋转堆倜货柜的移动机器人。所获得的经验直接用於开发新的低成本自动化产品系列「移动 ReBeL」。其目标是:为适用於中小型企业(SMEs)的经济实惠的移动机器人技术铺路。


目前该公司任何移动机器人系统的基础都是ReBeL,由igus研发和制造所有机械零件,因采用工程塑胶材质的售价经济实惠,仅为4,970欧元,净重8.2kg,是同类产品中最轻且带协作功能的服务机器人,有效负载为2kg、工作范围为664mm;所采用模组化设计可以添加其他功能,如先进光学雷达、视觉技术或 SLAM 演算法,有助於igus正计划将 ReBeL整合到其他各种移动系统中。


例如针对中小型企业的无人搬运车(AGV),最多可运送30kg的货物。利用ReBeL可以执行简单的A←B定位任务,而毋须使用昂贵的感测器技术,而是依靠内部开发的三维感测器技术价格为17,999欧元。此外,igus 还将在汉诺威展示一款低成本服务机器人的研究成果ReBeL Butler,适用於简单但耗时的取货和送货服务,例如酒店和餐饮业。


所有这些开发的目标都移动的是灯塔专案:整合了HMI和视觉功能的移动机器人,甚至能够独自整理办公室。igus??总裁兼低成本自动化业务主管Alexander Muhlens解释:「在这个专案中,我们采用了从下到上的销售策略,即在基本元件中不包含某些部件,如安全雷射扫描器,以保持经济实惠的价格。该解决方案也可根据工业要求进行改造。」



图一 : igus针对教育、物流和服务推出了一系列新的经济实惠移动AGV和AMR,使中小企业能够负担得起移动机器人系统。(source:igus GmbH)
图一 : igus针对教育、物流和服务推出了一系列新的经济实惠移动AGV和AMR,使中小企业能够负担得起移动机器人系统。(source:igus GmbH)

台达智能仓储物流解决方案

台达最新推出的虚拟机台开发平台DIATwin融合AI运算与数位虚拟技术,藉由精准快速的模拟可缩短设备开发时间约20%。针对行业应用,台达智能仓储物流解决方案也结合3D机器视觉与无线充电系统,全方位整合相关软硬体来提高无人搬运设备效率,可高效扩增货物吞吐量;再配合台达仓储管理系统,可优化人力配置并促成智能化,节省仓储物流成本约达30%的亮点,包括:


· 高阶物联网型控制器AX-5 系列,以奈秒级运算速度与自动化仓储系统无缝整合;


· 行业专用变频器一机整合电源、继电器等周边,应用於输送分拣设备,大幅降低电控成本;3D ToF Mini相机DMV-TM,帮助AGV(无人搬运车)取得精准深度空间资讯,确保运行效率与安全;


· M∞Vair无线充电解决方案具备1kW~30kW等多种功率,以无接触电力传输技术为AGV、AMR(自主移动机器人)、到大型工业车辆如堆高机、拖曳车等依排程进行自动无线充电,充电效率最高约达95%。



图二 : 台达智能仓储物流解决方案可高效扩增货物吞吐量,再配合台达仓储管理系统,可优化人力配置并促成智能化,节省仓储物流成本约达30%。(source:台达)
图二 : 台达智能仓储物流解决方案可高效扩增货物吞吐量,再配合台达仓储管理系统,可优化人力配置并促成智能化,节省仓储物流成本约达30%。(source:台达)

广运藉动态模拟厂房运作 打造虚实整合作业模式

此外,随着电商市场扩大且消费型态转变,物流仓储服务变得至关重要,依研调机构 Stratistics MRC 指出,全球物流市场将以7.6%的年复合成长率持续增长至2030 年,在需求多变、竞争激烈的市场中,企业如何建置完善的物流体系以提供客户服务,成为脱颖而出的关键。


台湾智慧系统整合领导商广运机械,长期致力於自动化生产解决方案和物流系统,客户遍及世界各地。自今年6月宣布打进入NVIDIA Omniverse 平台,携手宇见智能科技(MetAI),将广运智慧物流中心(Smart Logistics Center)的产业知识与MetAI的生成式模型整合,提供巨量资料物件产生模型。


至於物流中心AI FACTORY解决方案,则使用NVIDIA的Omniverse、Isaac Sim和Isaac Manipulator提供支援的解决方案,整合Isaac Sim和MetAI生成模型,打造AI自动模拟环境创建服务,成为全球首批生成式AI智慧物流和仓储解决方案。


另为优化物流系统设计及验证流程,面对全球物流市场的快速变化,广运发现既有物流设计系统耗费大量时间规划运输站别和关联分析,且难以於实际导入前成功验收。近期还透过用洛克威尔自动化Emulate3D数位分身模拟软体,可视化大型专案流程,在虚拟环境中挖掘产线、机器设计等前期的潜在问题,提升实际部署阶段的效率,协助客户实现最隹成本效益。


广运机械总经理柯智钧表示:「全球消费习惯转变下,运输配送网路需保持高弹性和效率才能适应市场需求。我们以技术为导向结合经验,积极发展物流仓储自动化与智慧化技术,藉由洛克威尔自动化数位分身模拟,优化建置成本与作业效率,提升厂房弹性拓展与部署准确性,进而协助客户加速物流智慧化并维护品牌商誉。」


洛克威尔自动化台湾区总经理谭世宏表示:「物流服务是企业的命脉,完善的专案流程仰赖前期缜密的设计规划,很高兴此次协助广运机械推动物流产业的智慧化发展,凭藉我们深耕在地产业洞察,??注前端技术及丰富的整合与辅导经验,缩短虚实差距,稳固物流产业发展基石。」


目前广运采用 Emulate3D,以模拟与仿真技术为核心应用於制造业、公共工程等多元场域,例如:协助桃园国际机场第三航站区行李处理系统工程,透过虚拟环境模拟行李分拣合流,实际执行建设前即完成长达数公里运输带的产能验证与软体调教。Emulate3D优势包含:


· 加速部署流程:作业人员前期於虚拟环境中开发厂房配置、产量计算及情境模拟,避免建设後产生的设计落差,优化资源与成本运用,并藉数位技术建立更加敏捷的建置作业。


· 物理仿真模拟:Emulate3D内建物理运算的特性,有效真实反映物流与机械动作所产生的物理状态,协助广运机械作业人员预视厂房实际运作情境及流程。


· 结合PLC验证:在虚拟环境完成配置後,即可执行PLC(可程式逻辑控制器)验证,确保机械动作符合实际流程,作业人员同步进行软体调教并於物流现场直接导入,节省现场作业时间,加速专案推进。


广运机械自动化事业群业务二部陈智杰总监表示:「过往物流系统规划因难以进行验证,导致实际部署与预期产能有所落差,难以准确控制成本支出。藉由整合Emulate3D数位分身模拟动态示意站点、动线及对应所需时间,预视流程关联性,大幅降低虚实差异,协助电商及零售等客户优化供应链管理。」未来,广运机械将基於洛克威尔自动化的解决方案,持续精进专业技术,拓展东南亚等国际市场。



图三 : 广运机械采用Emulate3D数位分身模拟软体,以模拟与仿真技术实现最隹成本效益。(source:Rockwell)
图三 : 广运机械采用Emulate3D数位分身模拟软体,以模拟与仿真技术实现最隹成本效益。(source:Rockwell)

所罗门AI视觉开发平台 即学即用快速落地

值得一提的是,随着AI技术成熟,AI应用也实际在产业付诸实现,推动产业自动化并扩增产线的应用情境,但不少企业在面临生成式AI的导入时面临了例如数据搜集困难与投入成本高昂、模型优化困难或是专业技能需求高等问题。


AI视觉领导厂商所罗门自今年三月在NVIDIA的GTC上亮相以来备受瞩目,虽然市场上主要聚焦在所罗门的机器人应用上,但所罗门在过去10年中其实不断深化其AI视觉研发能力,早已扩展其产品范围至机器人应用之外,成功为丰田、戴尔、应用材料、西门子、香奈儿、3M和爱尔康等顶级国际企业实施落地的方案。



图四 : 所罗门展出全球首套可让多只手臂同时在杂乱料篮中取料,又能避免碰撞的3D AI视觉技术,以提升物流及仓储取件效率5成以上。(摄影:陈念舜)
图四 : 所罗门展出全球首套可让多只手臂同时在杂乱料篮中取料,又能避免碰撞的3D AI视觉技术,以提升物流及仓储取件效率5成以上。(摄影:陈念舜)

如今所罗门不仅提供视觉应用的独立产品,更加入完整的AI视觉应用开发平台,让客户能够针对自己所需的场景迅速开发客制化解决方案。依所罗门董事长陈政隆表示:「在与数百家国内外客户讨论过程中,我们了解到,客户现场部署AI时,开发客制化AI应用所需的时间和资源通常远比客户预期的多,很多时候效果不隹导致无法落地。」


他强调:「所罗门的AI视觉开发平台已整合并优化许多不同的AI算法,使 AI 能够适用於多元化的视觉应用,先进的算法让用户使用较少量的图像样本学习即可训练出高辨识率的 AI 模型。」该平台还整合不同的机器人品牌、PLC、2D和3D相机、摄影机、AMR,甚至无人机等硬体。让使用者可以利用这些软硬体整合功能快速定制其任务,无需编写程式语言,就好比使用乐高构建积木模型一样容易。


在今年自动化展於广运的摊位里,便由所罗门、MetAI与广运合作重现今年电脑展NVIDIA执行长黄仁勋演讲中,透过Omniverse呈现机器人搭配3D视觉使用的物流应用。以及全球首套可让多只手臂同时在杂乱料篮中取料,又能避免手臂碰撞的3D AI视觉技术,以提升物流及仓储取件效率5成以上。


陈政隆说:「许多企业认为AI 自动化项目落地很简单,但最後却发现软体优化、硬体整合及收集资料所需投入的资源相当大。然而,为了喝牛奶而养牛是没有必要的。我们的平台透过长年实际场域的累积已将许多复杂的软硬体整合优化,使得客户部署及落地客制化AI视觉应用比以往更快更加可行。」


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