图1:机器人和人工正在工作的俯视图。中央的机器人正在交接站放置鞋盒,供人工做进一步处理。

位于德国柏林的Zalando公司,是欧洲一家主要的在线时尚与生活用品购物平台,该公司已经通过移动机器人加强了其物流业务。

Zalando成立于2008年,是一个面向消费者的在线购物平台,专门销售服装和生活用品。该公司直接向欧洲约25个国家的消费者销售和运输商品。

2018年,Zalando首次部署了德国Magazino公司开发的两款TORU型机器人;Magazino是一家专门从事电子商务和内部物流解决方案的机器人公司。TORU机器人配备了激光雷达、激光扫描仪、2D和3D相机,可以在仓库区域内自主导航,并找到目标物体。

每个TORU机器人的外观尺寸分别为1375mm(长)×685mm(宽)×1930mm(高),机器人的高度还可以进一步扩展到2912mm。该机器人有8个储物架,最多可以携带16件物品(具体根据物体的尺寸和重量而定),最大货物重量可达40kg。每个机器人都有一个真空臂,可以举起外观尺寸390mm×280mm×145mm、重量达2.5kg的物体。该手臂可以将物体夹住并离开地面80~2500mm,因此能够将物体送到非常低和非常高的储物架区域。

自从Zalando部署了最初的两台TORU机器人后,随后机器人的部署规模不断壮大,目前已经有57台TORU机器人部署在Zalando位于德国和意大利的三个物流中心。这些机器人与人工一起每天三班倒地工作,每周工作六天,执行以前对人工来说很费力的任务。

Magazino公司高级传讯经理Henrike Erb说:“在部署机器人之前,当从最高或最低的货架上挑选产品时,工作人员需要弯腰和踮脚甚至爬上梯子。这样的人工选取产品的过程,不但对体力要求很高,而且效率也较低。”

现在,机器人和人工并肩工作,机器人可以从货架最高层和最底层挑选出需要的物品,从而帮助人工免去很多费力的任务。

图2:机器人和人工并肩工作,机器人正在挑选放置在货架最上方的物品,帮助人工执行比较费力的任务。

端到端的解决方案

机器人自主在仓库内导航,随后找到、识别和取回它们被要求取回的物品,并将这些物品运送到预定的目的地。整个工作过程如下:

•一批拣货订单从Zalando的现场仓库管理系统(WMS)传送给TORU机器人的自动机器人控制(ARC)系统。然后,订单再通过Wi-Fi从ARC传送到各个机器人。

•机器人借助相机和传感器,在人工智能算法的帮助下,在仓库中导航,并识别和定位目标物体。

•机器人抓取这些物体(本文案例中抓取的是鞋盒),并将它们运送到预定的位置,例如送到与传送带连接的交接站。机器人还可以将其抓取的物品放置到传送带上,再运输到包装站。

每个机器人都配备了一台机载计算机和多个传感器,包括激光扫描仪、2D和3D相机以及安全激光传感器。为了在仓库中导航,机器人使用了两台安全激光扫描仪。Erb说,这些扫描仪通过收集数据“看到”潜在的障碍物和碰撞,并使用机载反应路径规划算法进行分析。

Erb介绍说,这些机器人还使用距离传感器在货架上快速导航。

机器人配备了2D和3D相机,包括Basler的ace acA1920-40gm相机,这是一款230万像素的2D相机,用来收集数据(如条形码和单个盒子的图像),以便系统识别单个目标物品。

Basler公司表示,“这一过程包括交叉激光将两条垂直激光线投射到被测物体上。相机记录反射的激光束,并根据反射光线在相机图像中的位置来测量物体。这一过程针对包裹或鞋盒等矩形物体进行了优化。”

收集的数据使用基于人工智能的算法进行分析和处理。

一旦机器人取到想要的物品,就会导航到交接站(通常是分拣车、流动架或传送带);在交接站,机器人可以放下或拿起物品。Erb指出,TORU机器人用途广泛,但是针对Zalando的应用,TORU专门为寻找和取回鞋盒做了特定设计,以便机器人可以从最低和最高的存储架中挑选鞋盒。

图3:一名工人将鞋盒放入箱子中,这些鞋盒是由TORU机器人从货架上挑选并放置到传送带上的。

总结

Zalando公司物流产品和战略总监Marcus Daute表示,机器人的大量部署,帮助人工摆脱了不符合人体工程学的重复性劳动,从而提高了工人的工作热情和物流效率,最终实现了更好的客户服务和更高的客户满意度。

另一个显著好处是成本节约。Daute说:“通过使用机器人,物品拣选成本平均可以降低50%。这对员工和客户来说是个双赢局面。”