多种机器人混合调度将成为新趋势

　　跟着机器人商场快速开展，多种多样的机器人相继问世，多品种型的机器人协同作业的运用需求不断扩大，其优势和价值不断被商场认可。与此一起，商场也开端对具有混合调度才干的机器人办理体系提出更高需求和希望。本文剖析了多种机器人协作的开展与职业典型运用，以及多种机器人混合调度的优势、面对的应战与技能关键。机会与应战并存的多种机器人混合调度，必将成为新的趋势和亮点。

　　近些年，机器人商场以史无前例的速度迅猛开展，越来越多的终端客户布置了根据机器人的处理计划，跟着机器人厂家和机器人品种层出不穷，使得这个商场益发昌盛和活泼， “黑灯工厂”呼之欲出。终端客户不断享受着智能科技带来的改动。可是，在终端客户继续拓宽机器人布置和运用时，一个至关重要的运用需求和趋势逐渐显现——多种机器人协同作业。

　　多种机器人协同作业，不单指多个同品种机器人协同作业，也不单指多个协作机器人，而是指在一个使命中，由不同类型的机器人（例如：无人叉车、转移AGV、机械臂等）协同作业来完结使命的进程。这些机器人之间经过通讯和协作来一起完结使命方针。

　　《“十四五”机器人工业开展规划》关于机器人中心技能攻关举动中说到的“共性技能”，就包含了多种机器人协同作业技能，其重要性显而易见。

　　跟着机器人工业不断快速开展，机器人的运用掩盖率也随之增加，商场渐渐发现，一种机器人现已无法满意同一场所丰厚的主动化的需求，进一步催生多种机器人协作的发生。例如，在制作业中，一个产品需求经过多个环节才干完结出产，每个环节都需求特定的机器人进行加作业业。

　　来自Interact Analysis的陈述猜测，AMR多种机器人混合调度商场估计2021年至2027年间的复合年均增加率为138%。如图1所示，多种机器人协作在各个职业都有广泛运用，现在耐用品制作职业占首要部分。可见混合调度商场开展增速之快，规模之广。其开展进程，在某种程度上与WCS（库房操控软件）的开展前史部分相似。在固定主动化的前期，呈现了许多的“主动化孤岛”， 如图2所示，当库房开端一起运用多品种型的固定主动化时， WMS必须将使命传达给多个子操控体系，导致功率低下，因为子体系之间没有进行通讯。因而，咱们看到能够与多品种型的固定主动化技能对接的WCS处理计划的呈现，答应跨不同子体系进行必定程度的编列。

　　跟着机器人运用处理计划的遍及和不断迭代，多种机器人协同作业现已在各行各业得到实践落地并获得明显作用。接下来，咱们将详细剖析一些典型运用事例。

　　1.堆高叉车、双向络绎车和地上托盘转移车，在托盘高密度存取和转移场景的优化运用

　　例如，一些终端客户，现已在其工厂或库房布置了根据络绎车的络绎式货架，用人工遥控络绎车+人工叉车来完结货品存取，因为络绎车只能在一个巷道来回络绎，换巷道就需求经过人工叉车来将络绎车转移到不同巷道口。跟着无人堆高叉车的引进，经过一致的调度，运用无人叉车和络绎车合作（如图3），完结了此道工序的无人主动化。无人叉车和络绎车都由一致的调度体系来对接和操控，完结了两品种型车型无缝协同作业，包含其充电的机遇都能以最佳办法和谐，关于上位体系，如WMS，只需即将存取的货架信息发给调度体系，由调度体系别离下发使命给叉车和络绎车来完结，并反应终究状况给上游体系。上游体系信息搜集和反应也完结主动化，而且十分易于集成。

　　但实践运转一段时间后，咱们会发现，堆高叉车在长距离转移环节的优势并不高，表现为几方面：1.本钱高；2.体积大；3.速度不行快，转弯不行灵敏；4.人机混行安全性低。因而，单纯运用堆高叉车，在本钱、功率和安全上，有或许都无法满意客户降本增效的需求。

　　为此，继续运用多种机器人协同作业的思路，对这一处理计划进行优化，引进本钱更低、体积更小、专心转移的地上托盘转移机器人，例如埋伏机器人、类地牛机器人等，完结长距离转移的低本钱、高效和安全性。运用络绎车完结高密度存储，运用堆高车的功用特性完结高位的存取，运用地上转移机器人完结高效转运。可见，结合不同品牌品种机器人，将它们有机结合而成的处理计划，能够完结1+12的作用，而且能够不断柔性扩展，组合千变万化。

　　例如，在工厂中，运用按钮来触发事情，下发使命至机器人履行特定使命，运用多色灯来反应使命履行状况。关于不同工序，运用不同上装的机器人，如移动机器人上装滚筒工装转移料箱等载具，可与滚筒线对接，假如不同点的滚筒线有凹凸差，能够运用带有升降设备的滚筒上装。关于有抓取的工序，能够将机械臂安装在移动机器人上前往指定工位作业。移动机器人工装能够按工序需求恣意搭载。当然，也能够让移动机器人移动载具与固定位机器人对接处理。比方固定位的机械臂将货品装载到托盘上，再由移动机器人转移到指定方位。移动机器人移动进程中，能够主动与主动门、电梯交互完结跨楼层；与固定位的承重设备完结分量主动丈量；与固定位的包装机交互，完结主动包装等。移动机器人与固定位机器人的丰厚组合，能够满意工厂物流等杂乱的工序需求。

　　例如，库房中可运用高密度存储处理计划（如四向络绎车高密度货架）结合“货到人”处理计划（埋伏机器人+埋伏货架），来进步“货到人”处理计划的存储密度，经过四向络绎车与埋伏车接驳，来转运货架到拣选作业站。在拣货作业站，人工将产品拣选到笼车等载具中，再由转移机器人转移至机器人分拨体系，对产品进行主动化分拨。经过组合不同机器人的处理计划，来完结体系的更高才干。

　　多种机器人协同作业的运用许多，而且会层出不穷。基本思路是运用多种机器人在功用、载重、巨细、功用、导航类型、本钱、品牌等维度的不同优势，进行最优化组合，完结最佳处理计划。如立体运动机器人（爬货架机器人等）结合地上机器人，完结高密度存取和转移。运用超高位的料箱机器人结合埋伏转移机器人，设置组合式货架、高位运用料箱货架、低位运用埋伏货架，完结混合存储的上存下拣处理计划。再例如，运用高位料箱车和地上转运料箱车调配来替代多背篓料箱车的处理计划，然后进步料箱存储密度和下降本钱。

　　跟着客户对机器人处理计划的深化触摸和了解，越来越多客户开端意识到多种机器人协同作业的价值和重要性，多种机器人混合调度的需求随之激增，其价值和优势首要表现在以下几个方面：

　　跟着机器人职业迅猛开展，为各种场景规划的运用型机器人层出不穷。客户经过运用混合调度技能，可灵敏调配不同类型的机器人运用，集各家之所长，来完结本来一家供货商无法完结的特定运用场景。

　　往往一家供货商能供给的机器人品种有限，经过多种机器人混合布置，客户能够挑选从多家供货商收购，并选用各品牌最具性价比的机型，然后下降收购本钱。一起挑选最适合的机型，防止“杀鸡用宰牛刀”，然后进一步进步作业功率，到达降本增效的意图。

　　客户能够自在替换机器人，随时增加所需机器人，随时改动布局和流程，以满意企业开展中不同阶段的需求。

　　客户只需对接一套混合调度体系，即可继续扩展和布置机器人运用，无需与多个供货商的调度体系重复对接，并可下降学习和保护本钱。

　　混合调度能够促进信息同享，经过运用先进的算法进行途径规划和一致分配，使得每个使命都被分配给最合适的机器人，而且各个使命流程之间坚持最佳的和谐，然后进步现场运转的稳定性和功率。

　　与固定方位的机器人比较，移动机器人最大的区别是空间同享问题，即交通管控。混合调度能够经过完结一致的交通管控来防止机器人之间的交通死锁和磕碰。这个办法能够让不同机器人在同一个区域内协同作业，然后明显进步空间运用率。

　　机器人办理体系之间无法兼容，但交通管控只能由单个体系来完结，当遇到需求协同作业的场景，就触及用谁家体系来操控的问题。

　　供货商往往都有自己专属的机器人办理体系，而且视为其间心知识产权，往往只敞开机器人办理体系的API，且更倾向于供给更全面的机型掩盖和更全面的处理计划给客户，然后导致供货商不肯敞开机器人API。

　　因为会有多个品牌机器人和调度体系供货商参加，在布置和运维进程中假如遇到问题，需求多个供货商剖析和定位，并确认终究由谁来处理问题。机器人协作的背面，也是检测不同供货商之间的支撑与协作。

　　各家机器人接口都是按自己最适合的办法完结，规范不一致，不兼容，互操作性差，商场还没有构成彻底一致的规范。虽然有欧洲发布的VDA5050规范、美国发布的Mass Robotics、我国发布的《工业运用移动机器人与其调度体系数据的接口规范》等，可是这些规范仍然在遍及的进程中。

　　考虑到各种机器人的集成，而且不同场景中运用办法办法各不相同。这就对混合调度体系的架构和算法以及功用等提出更高要求。需求充分考虑使命分配、途径规划、交通管控、动作编列等等功用的高效性和灵敏度，才干使多种机器人协作线的意图。

　　地图交融是指将各家供货商专有的地图数据结构或其他揭露规范的地图结构，经过地图坐标转化技能，将地图的坐标类型、偏移、旋转视点、缩放份额、衡量单位等，按规范一致转置，从而将各家地图映射到一致的地图格局上，并供给用户一致的修改和规划界面。

　　关于混合调度技能，需求适配多种机器人、主动化设备、第三方体系和运用场景。适配越来越多的品种，能够供给客户丰厚的组合和挑选。当品种越来越多，办理这些代码也会变成灾祸。传统的代码分支办理软件，无法针对如此多的功用进行很好的代码版别办理。一起，针对单个项目，将一切适配的功用都发布上去，会形成体系的低效和不稳定。此刻，相似我国古代活字印刷术的可插拔插件渠道技能完美地处理了这个问题（如图4）。例如，某个项目只运用了3种车型，2个主动化设备，2种运用场景。此刻只需将这7个插件布置到该项目上，而且假如其间一个插件要晋级，或许需求做功用修正，也只需替换这一个插件。这将大大下降办理难度，进步体系的功率和稳定性。一起合作插件二次开发功用，使得客户能自主开发其所需功用，大大进步客户自主可控性。

　　将混合调度技能发挥到极限，需求全面的“万物”互联（如图5），包含上游体系、主动化设备、机器人等，将“万物”信息打通，一致和谐，发挥混合调度最大优势。

　　为了进步充电桩的复用率，削减空间占用。需针对不同机器人运用不同的充电战略，比方满充周期、最佳充放电区间、低电量判别规矩、充电曲线、温度监控，等等，确保多种机器人充电功率最优化。

　　经过算法和战略，来完结不同机器人对歇息空间的最大化运用率。比方，有些机器人能够在货架底下歇息，有些则需求按行列化摆放歇息FIFO，FILO等。针对不同机型运用不同歇息战略，使得功率和空间运用率最优化。

　　往往一个场所存在多种不同运用场景，比方物流装备中心，需求转移、分拣、存取等不同场景灵敏组合调配。混合调度需求能够满意不同场景的功用需求，才干完结一套体系全体操控，打破信息孤岛，表现混合调度的优势。

　　混合调度带来多变的组合，随之而来的是丰厚的处理计划。一起柔性主动化更是移动机器人为商场带来的又一大亮点。而且能够感受到，固定流程的布置，无法满意实践客户的需求，因为场所常常因为工序等原因，需求改变布局、流程，乃至增减设备等。那么，柔性化、自主化、易用化，就成了客户最火急的需求。

　　经过供给无代码或低代码的功用，完结多机混跑使命简略快速的从头编列，来满意客户需求，完结易用易学易布置，缩短布置周期，进步布置后的稳定性。

　　算法是多种机器人混合调度的根底，优异的算法能够确保体系运转的稳定性，一起带来1+12的功率提高。从大的层面来看，一般触及使命分配算法、途径规划算法、交通管控算法、充电战略算法、泊车战略算法、取放货次序算法等等（如图6）。跟着AI技能不断开展，结合AI的智能算法将会是中心竞争力。

　　在决议收购机器人和设备之前，先经过1：1参数的虚拟机器人在仿真渠道上验证计划的可行性，找出瓶颈，得出相对最优解和最佳组合，从而收购和快速上线布置。混合调度仿线 混合调度仿真模仿

　　例如，专心从事机器人混合调度体系研制的南通羲和软件科技有限公司，其最新一代智能机器人办理体系 iRMS，支撑全场景多种机器人混合调度技能。该体系声称100%敞开，经过规范化产品为客户赋能，助力客户自主布置多种机器人混合调度处理计划。其自研的可插拔模块化渠道，供给客户丰厚的功用插件，并支撑客户自主二次开发。调配先进的拖拽式无代码渠道和OEM定制功用，立刻打造归于客户自己的高自主、低本钱、低门槛、易学、易用、易布置的机器人办理体系渠道。此外，iRMS还支撑与各种主动化设备对接，完结万物互联。精心规划的接口便利上游体系（如WMS、MES、ERP等）快速接入。支撑经过机器人供货商专属协议和VDA5050等公有协议来对接机器人。别的，调配运用其自研的3D仿真模仿体系iSimulator，1：1复原最实在的运转作用，提早验证计划，确认布局和需购买的资源品种和数量等，可完结最大化降本增效。

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