近年來，不少國(guó)內(nèi)企業(yè)加快向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)。杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司（簡(jiǎn)稱“海康威視”）就是先試先行并取得創(chuàng)新成果的典型代表。

　　海康威視是以視頻為核心的物聯(lián)網(wǎng)解決方案和數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)服務(wù)提供商，面向全球提供安防系統(tǒng)、可視化管理與大數(shù)據(jù)服務(wù)。截至2016年，海康威視已連續(xù)5年穩(wěn)居全球最大的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)和視頻監(jiān)控設(shè)備供應(yīng)商地位，在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、模擬和高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)、DVR/NVR、視頻編碼器等多個(gè)細(xì)分市場(chǎng)均排名第一。

　　海康威視認(rèn)為，企業(yè)在實(shí)現(xiàn)智能制造的過程中，倉儲(chǔ)物流環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)同樣面臨著智能化升級(jí)改造的難題。因此，海康威視憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，自主研發(fā)了以移動(dòng)機(jī)器人為核心的海康威視智能倉儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)，并將其率先應(yīng)用在桐廬生產(chǎn)基地智能工廠建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)了智能化的內(nèi)物流運(yùn)作。下面就請(qǐng)跟隨本刊記者一同走進(jìn)海康威視桐廬基地，感受這座新工廠的與眾不同之處。

　　項(xiàng)目背景

　　2014年，為應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)安防視頻監(jiān)控產(chǎn)品的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，海康威視決定在杭州桐廬經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)新建安防產(chǎn)業(yè)基地，用于建設(shè)生產(chǎn)工廠、倉儲(chǔ)物流中心，以及其他配套功能和區(qū)域，以滿足公司主要產(chǎn)品的生產(chǎn)、倉儲(chǔ)和物流配送需求，支撐未來業(yè)務(wù)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。同時(shí)，為順應(yīng)《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略方向，海康威視高層提出了建設(shè)一座“設(shè)備自動(dòng)化、人員高效化、管理信息化”智能工廠的設(shè)想。

　　2015年，海康威視桐廬安防產(chǎn)業(yè)基地（簡(jiǎn)稱“海康威視桐廬基地”）項(xiàng)目全面啟動(dòng)，總投資超30億元，其中一期、二期用地面積約854畝，總建筑面積逾70萬平方米。2016年初，項(xiàng)目一期正式建成投產(chǎn)，占地370畝，建筑面積26萬平方米。為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)智能工廠的設(shè)想，海康威視自主研發(fā)并實(shí)施了智能倉儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)，由機(jī)器人代替人來完成收貨、分揀、搬運(yùn)、入庫、出庫等物流作業(yè)，大大提高了倉儲(chǔ)管理效率。為整個(gè)制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)物流的自動(dòng)化、信息化、智能化做出表率。

　　項(xiàng)目概況

　　幾乎每個(gè)走進(jìn)海康威視桐廬基地的參觀者都會(huì)瞬間被地上那些有序移動(dòng)的“橙色”機(jī)器人所吸引，它們就是海康威視智能倉儲(chǔ)機(jī)器人。這些機(jī)器人井然有序地穿梭于貨架、工作臺(tái)、生產(chǎn)線之間，負(fù)責(zé)原材料倉庫、半成品倉庫、車間生產(chǎn)線等各個(gè)環(huán)節(jié)的貨物入庫、分揀搬運(yùn)、出庫工作。實(shí)現(xiàn)了：原材料的自動(dòng)入庫、出庫管理，原材料產(chǎn)線自動(dòng)上料，半成品的轉(zhuǎn)運(yùn)及暫存管理，成品入庫及在庫、出庫管理等功能。

　　據(jù)介紹，目前桐廬基地共有4個(gè)原材料庫、1個(gè)半成品、2個(gè)成品庫和6個(gè)工廠車間，投入使用了800多臺(tái)海康威視智能倉儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人，實(shí)時(shí)管理超8萬條物料，累計(jì)管理物料30萬條，為日產(chǎn)值近億元的工廠提供了強(qiáng)大的倉儲(chǔ)物流支持。其中，在超過5萬平米的成品物流中心配置了超過160臺(tái)倉儲(chǔ)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)每天5000單、超過1萬箱貨物的出庫。與之前人工庫作業(yè)相比，使用智能倉儲(chǔ)機(jī)器人后，成品庫節(jié)約人力約58%，作業(yè)效率提升84%。

　　系統(tǒng)構(gòu)成

　　桐廬基地所使用的這套智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)由海康威視旗下子公司杭州海康機(jī)器人技術(shù)有限公司提供，該系統(tǒng)集成了海康威視多年來在圖像處理、硬件設(shè)計(jì)及嵌入式軟件領(lǐng)域的技術(shù)積累，主要包括智能倉儲(chǔ)機(jī)器人、機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)(RCS)、智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)(iWMS)三大核心模塊。以“貨到人”的理念為核心，將倉庫分為“無人區(qū)”和“工作區(qū)”兩大區(qū)域，員工只需要在工作臺(tái)操作端就可以實(shí)現(xiàn)物料的準(zhǔn)確入庫與出庫，便捷有效。

　　1、海康威視智能倉儲(chǔ)機(jī)器人

▲海康威視智能倉儲(chǔ)機(jī)器人

　　海康威視智能倉儲(chǔ)機(jī)器人采用視覺導(dǎo)航+慣性導(dǎo)航技術(shù)，定位精度達(dá)到毫米級(jí)，兩輪差速驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行速度能達(dá)到1.5米每秒，最大負(fù)重能達(dá)到1000公斤；另外，其還采用激光、紅外、超聲、碰撞條等多類防護(hù)方式，具備自動(dòng)避讓功能；在動(dòng)力方面，機(jī)器人配備大容量磷酸鐵鋰電池，結(jié)合智能能源管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)電量低于設(shè)定閾值時(shí)，機(jī)器人會(huì)自行進(jìn)入充電站充電，電池壽命長(zhǎng)。智能倉儲(chǔ)機(jī)器人目前共有四款，參見圖表1。

圖表1 海康威視智能倉儲(chǔ)機(jī)器人的規(guī)格參數(shù)

　　2、機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)(RCS)

　　該系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制范圍內(nèi)的全部機(jī)器人的任務(wù)分配、調(diào)度及運(yùn)行維護(hù)。其特點(diǎn)包括：（1）采用海康威視多種先進(jìn)算法，將倉儲(chǔ)地圖轉(zhuǎn)換成AGV能夠識(shí)別的模型數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)任務(wù)的最優(yōu)分配、路徑的最優(yōu)規(guī)劃、自主充電、規(guī)避障礙物等功能；（2）在保證不出現(xiàn)擁堵的基礎(chǔ)上，提供最短路徑、避讓控制、路徑重新規(guī)劃控制等多種處理機(jī)制；（3）監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)機(jī)器內(nèi)部出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)生成信息發(fā)送預(yù)警通知至運(yùn)維人員處，并給出相應(yīng)的處理意見，真正做到智能運(yùn)維，實(shí)時(shí)反饋。

　　3、智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)(iWMS)

　　該系統(tǒng)支持包括采購入庫、生產(chǎn)入庫、生產(chǎn)領(lǐng)料、成品出庫等各項(xiàng)倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)需求。其作為最終的執(zhí)行系統(tǒng)，集成了多種倉儲(chǔ)優(yōu)化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）倉庫儲(chǔ)位的冷熱度分析，實(shí)時(shí)調(diào)整貨架位置，并根據(jù)貨物擺放情況，自動(dòng)推薦貨架整理，提升倉儲(chǔ)空間利用率；（2）通過對(duì)大數(shù)據(jù)的分析研究，挖掘貨物之間的細(xì)微聯(lián)系，并制定相應(yīng)的入庫策略，提高出庫效率；（3）可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)工作動(dòng)態(tài)，與企業(yè)ERP系統(tǒng)全功能對(duì)接，實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)可視化。

　　關(guān)鍵流程

　　目前海康威視桐廬基地的工廠布局主要由原材料庫、半成品庫、成品庫和生產(chǎn)車間等功能區(qū)域構(gòu)成，對(duì)海康威視智能倉儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)貫穿了從原材料入/出庫、產(chǎn)線上料、半成品轉(zhuǎn)運(yùn)及暫存，到成品入/出庫等整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。其中，原材料庫是最早導(dǎo)入該系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了全部作業(yè)流程統(tǒng)一管理。

▲原材料庫

▲成品庫

　　據(jù)了解，原材料庫面積約為6000平米，存放著接近2萬種電子元器件，主要肩負(fù)著原材料的驗(yàn)收、入庫、存儲(chǔ)，以及按照產(chǎn)線需要上料等任務(wù)。如果采用傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式，員工要準(zhǔn)確找到每種物料的難度和效率可想而知。

　　1、質(zhì)檢

▲原材料入庫前需經(jīng)專人檢驗(yàn)

　　為了確保生產(chǎn)的正常運(yùn)行，原材料入庫前需要經(jīng)過專人檢驗(yàn)，并通過托盤指示器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理。每個(gè)托盤指示器上都有一個(gè)條碼，收貨時(shí)通過PDA手持終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)與對(duì)應(yīng)托盤貨物的綁定。托盤指示器通過不同顏色的燈光代表物料的不同狀態(tài)，比如紅色代表未經(jīng)過檢驗(yàn)。當(dāng)檢驗(yàn)員完成檢驗(yàn)，在PDA手持終端設(shè)備上進(jìn)行確認(rèn)，隨后系統(tǒng)會(huì)發(fā)射無線信號(hào)，將托盤指示器指示燈變?yōu)樗{(lán)色或綠色。如果檢驗(yàn)員需要找某一個(gè)貨物，只需要在PDA手持終端設(shè)備上輸入物料代碼，對(duì)應(yīng)的托盤指示器就會(huì)發(fā)出聲光提示。

　　2、入庫

▲入庫月臺(tái)

　　驗(yàn)收完的物料由專人送至入庫工作臺(tái)，工作人員使用PDA手持終端掃描托盤指示器上的條碼，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)分配一臺(tái)倉儲(chǔ)機(jī)器人馱著相應(yīng)的貨架來到工作臺(tái)，而工作人員只需把左側(cè)托盤上的物料放至貨架上，并用掃描槍設(shè)備掃描物料上的條碼和所放貨位的條碼，便完成了入庫工作。

　　3、產(chǎn)線自動(dòng)上料

　　智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES）實(shí)現(xiàn)對(duì)接，根據(jù)工廠的生產(chǎn)計(jì)劃，提前將產(chǎn)線所需要的原材料進(jìn)行靈活備貨。

　　當(dāng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)完成對(duì)各條產(chǎn)線的生產(chǎn)計(jì)劃排程后，該生產(chǎn)計(jì)劃會(huì)自動(dòng)推送到智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)收到生產(chǎn)計(jì)劃，自主計(jì)算所需要的原材料在哪個(gè)倉庫，哪個(gè)貨架的哪一層哪一格上，系統(tǒng)自動(dòng)下發(fā)控制指令給移動(dòng)機(jī)器人，移動(dòng)機(jī)器人將貨物搬運(yùn)到倉庫出庫工位。

▲成品經(jīng)自動(dòng)分揀系統(tǒng)完成出庫集貨

▲出貨

　　出庫工位工作人員根據(jù)電腦顯示屏上的系統(tǒng)指示，揀出相應(yīng)的物料放入物料周轉(zhuǎn)車上的料箱中，一組揀選完成后，物料周轉(zhuǎn)車由倉儲(chǔ)機(jī)器人自動(dòng)送至提升機(jī)，隨后進(jìn)入車間產(chǎn)線。

　　項(xiàng)目亮點(diǎn)

　　與傳統(tǒng)作業(yè)流程相比，以“貨到人”模式為核心的智能倉儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)化、信息化、智能化程度高。一方面，通過使用智能倉儲(chǔ)機(jī)器人，可大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量；另一方面，配套的機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)和智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)倉儲(chǔ)進(jìn)行布局，能大幅提升倉儲(chǔ)的作業(yè)效率和跨產(chǎn)線生產(chǎn)的安全性。

　　此外，該系統(tǒng)的擴(kuò)展性強(qiáng)，可接入搬運(yùn)、分揀等其他內(nèi)物流機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)全工廠整體自動(dòng)化物流。它打破了“物流孤島”，打通原材料與產(chǎn)線、產(chǎn)線之間、線尾到成品倉庫等關(guān)鍵的物流節(jié)點(diǎn)，使得整個(gè)生產(chǎn)過程變得高效、智能、安全。

　　其中的技術(shù)亮點(diǎn)包括：

　　1）導(dǎo)航技術(shù)：視覺+慣性導(dǎo)航，室內(nèi)高精度導(dǎo)航技術(shù)。

　　2）運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)：柔性運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。

　　3）無線通信技術(shù)：近千臺(tái)設(shè)備的實(shí)時(shí)無線通信。

　　4）調(diào)度管理技術(shù)：近千臺(tái)設(shè)備的調(diào)度管理，任務(wù)分配，涉及多個(gè)算法的配合使用。

　　5）大數(shù)據(jù)分析技術(shù)：倉庫冷熱區(qū)貨架調(diào)整，最優(yōu)出庫效率。

　　6）多系統(tǒng)無縫集成技術(shù)：上層財(cái)務(wù)系統(tǒng)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)，下層電梯控制系統(tǒng)，產(chǎn)線自動(dòng)化設(shè)備控制系統(tǒng)集成。

　　為生產(chǎn)帶來了以下變革：

　　1）搬運(yùn)無人化：大大降低工人的工作強(qiáng)度。

　　2）全程無紙化：打通各個(gè)環(huán)節(jié)的物料交接信息流，省去了大量人工交接時(shí)的紙質(zhì)單據(jù)。

　　3）生產(chǎn)節(jié)能：倉庫實(shí)現(xiàn)無燈作業(yè)，節(jié)能減排。

　　4）提高生產(chǎn)管理：解決倉儲(chǔ)人員管理痛點(diǎn)，做到倉庫人員培訓(xùn)半小時(shí)上崗。

　　應(yīng)用前景

　　海康威視很早就意識(shí)到倉儲(chǔ)物流是智能制造中一個(gè)非常細(xì)分且發(fā)展空間巨大的領(lǐng)域，具有整合流程、協(xié)調(diào)上下游、優(yōu)化庫存、降低成本等重要作用，因此在該領(lǐng)域不斷發(fā)力。桐廬基地目前已經(jīng)借助海康威視智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了原材料、半成品、成品的一體化管理運(yùn)作，未來海康威視會(huì)不斷嘗試增加機(jī)器人的應(yīng)用環(huán)節(jié)，在智能倉儲(chǔ)與智能制造上更進(jìn)一步。

　　在桐廬基地的智能化倉儲(chǔ)物流實(shí)踐過程中，海康威視結(jié)合自身在工業(yè)相機(jī)、傳感器和智能化決策系統(tǒng)等多種關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得機(jī)器人具有更多智能范圍的能力。這一創(chuàng)新應(yīng)用也有望幫助更多制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)“智造”升級(jí)。

　　值得一提的是，為了在機(jī)器人和智能倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)領(lǐng)域取得更大的發(fā)展，海康威視于2016年將原有的機(jī)器人業(yè)務(wù)中心獨(dú)立注冊(cè)登記為——杭州海康機(jī)器人技術(shù)有限公司，依托海康威視在視音頻、成像采集與核心算法等領(lǐng)域技術(shù)積累，主要開拓機(jī)器視覺、移動(dòng)機(jī)器人、行業(yè)級(jí)無人機(jī)三大業(yè)務(wù)，致力于為客戶提供專業(yè)的產(chǎn)品及解決方案，助力中國(guó)制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。目前推出的智能倉儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)適用于多品種、小訂單分揀需求的倉儲(chǔ)作業(yè)環(huán)境，在3C制造業(yè)、煙草、醫(yī)療、服裝、食品、汽車制造等行業(yè)擁有廣闊的市場(chǎng)前景。

杭州海康機(jī)器人技術(shù)有限公司，是面向全球的移動(dòng)機(jī)器人、機(jī)器視覺產(chǎn)品及解決方案提供商。公司依托千余人的專家級(jí)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，布局移動(dòng)機(jī)器人、機(jī)器視覺等業(yè)務(wù)領(lǐng)域，通過對(duì)軟硬件產(chǎn)品及平臺(tái)的研發(fā)創(chuàng)新，致力于持續(xù)推動(dòng)智能化，引領(lǐng)智能制造進(jìn)程。