倉儲協(xié)同機器人設(shè)計

1目錄

第一部分協(xié)同機器人總覽.....................................................2

第二部分倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人的需求........................................4

第三部分協(xié)同機器人運動學(xué)設(shè)計..............................................8

第四部分人機交互界面設(shè)計..................................................11

第五部分安全系統(tǒng)及認證....................................................14

第六部分倉儲場景的任務(wù)規(guī)劃...............................................15

第七部分協(xié)同機器人部署策略...............................................18

第八部分性能評估指標......................................................21

第一部分協(xié)同機器人總覽

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

【協(xié)作機器人的本質(zhì)和優(yōu)

勢】：1.協(xié)作機器人是一種新型機器人，旨在與人類工人安全有

效地協(xié)同工作。

2.其主要優(yōu)勢在于提高生產(chǎn)效率、減少工作中的受傷風(fēng)險，

以及提高產(chǎn)品質(zhì)量C

3.協(xié)作機器人通常體重輕、尺寸小、易于編程和部署，這

使得它們成為各種應(yīng)用的理想選擇。

【協(xié)作機器人應(yīng)用場景】：

協(xié)同機器人總覽

定義

協(xié)同機器人(Cobot)是一種新型工業(yè)機器人，其設(shè)計目的是與人類

工人密切協(xié)作，執(zhí)行任務(wù)并增強他們的能力。與傳統(tǒng)的工業(yè)機器人不

同，協(xié)作機器人具有以下特征：

*固有安全性：設(shè)計時考慮到了人類互動，因此不會對人類構(gòu)成危險。

*輕量級和靈活：重量輕且移動靈活，可以輕松地重新部署到不同的

工作區(qū)域。

*易于使用：用戶友好的界面和直觀的編程，即使沒有機器人經(jīng)驗的

人員也可以操作。

協(xié)同機器人類型

根據(jù)其設(shè)計和功能，協(xié)同機器人可以分為以下類型：

*單臂協(xié)作機器人：具有一個機械臂和一個末端執(zhí)行器，用于執(zhí)行各

種任務(wù)，例如組裝、揀選和包裝。

*雙臂協(xié)作機器人：具有兩個機械臂，可以協(xié)同工作，執(zhí)行更復(fù)雜的

任務(wù)，例如焊接、組裝和操作。

*移動協(xié)作機器人：安裝在移動底座上，可以自動導(dǎo)航到不同的工作

區(qū)域。

*協(xié)作移動操作平臺：具有自動導(dǎo)航功能的移動平臺，可用于將協(xié)作

機器人運輸?shù)讲煌墓ぷ髡尽?/p>

協(xié)作機器人的好處

部署協(xié)作機器人為制造和其他行業(yè)提供了以下好處：

*提高生產(chǎn)率：與人類工人協(xié)作時，協(xié)同機器人可以自動化重復(fù)性任

務(wù)，提高整體生產(chǎn)率。

*提高產(chǎn)品質(zhì)量：通過精確控制運動和操作，協(xié)同機器人有助于減少

缺陷并提高產(chǎn)品質(zhì)量。

*增強員工能力：協(xié)同機器人可以幫助人類工人執(zhí)行繁重或危險的任

務(wù)，從而增強他們的能力并減少工作相關(guān)的傷害。

*降低運營成本：與傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比，協(xié)同機器人具有更低的采

購成本和運營成本C

*提高靈活性：協(xié)同機器人易于重新部署和編程，從而提高了制造過

程的靈活性。

協(xié)作機器人選型標準

選擇協(xié)作機器人時，需要考慮以下因素：

*任務(wù)要求：考慮協(xié)作機器人將執(zhí)行的任務(wù)，例如組裝、揀選或焊接。

*負載能力：選擇與任務(wù)負載能力相匹配的協(xié)同機器人。

*到達范圍：確保協(xié)同機器人的到達范圍足以滿足任務(wù)要求。

*精度和速度：考慮協(xié)同機器人所需的精度和速度。

*安全性：選擇具有內(nèi)置安全功能的協(xié)作機器人，例如碰撞檢測和速

度限制。

*易用性：考慮協(xié)同機器人的易用性，包括編程和操作的難易程度。

協(xié)作機器人應(yīng)用

協(xié)同機器人已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，包括：

*制造業(yè)：組裝、揀選、包裝、焊接和機床操作。

*醫(yī)療保?。菏中g(shù)輔助、藥物分配和康復(fù)治療。

*物流：倉庫揀選、訂單履行和貨物分揀。

*零售業(yè)：庫存管理、客戶服務(wù)和產(chǎn)品展示。

*教育：機器人技術(shù)教育、研究和培訓(xùn)。

第二部分倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人的需求

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人的作

業(yè)性能需求1.高精度定位和導(dǎo)航：協(xié)作機器人需要在狹窄的空間中精

確定位和導(dǎo)航，以避免瓏撞和確保作業(yè)安全。

2.實時感測和避障：機器人在移動過程中需要實時感測周

圍環(huán)境，識別障礙物并自動避讓，提高作業(yè)效率和安全性。

3.強勁的承重能力：倉儲環(huán)境中需要搬運較重的貨物，協(xié)

作機器人需要具有足夠的承重能力，滿足各種搬運需求。

倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人的交

互需求1.人機交互友好：機器人與操作人員之間的交互應(yīng)簡單直

觀，支持多種交互方式，如語音、手勢或觸控屏，降低操作

難度。

2.協(xié)同作業(yè)模式：協(xié)作機器人應(yīng)支持與操作人員協(xié)同作業(yè)，

可在人機配合模式或完全自主作業(yè)模式下切換，提高作業(yè)

靈活性。

3.遠程監(jiān)控和管理：倉儲環(huán)境需要對協(xié)作機器人進行遠程

監(jiān)控和管理，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行維護，確保作業(yè)順暢。

倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人的安

全需求1.防碰撞設(shè)計：在狹窄的倉儲環(huán)境中，機器人應(yīng)具備防碰

撞功能，避免與周邊物體發(fā)生碰撞，保護人員和設(shè)備安全。

2.緊急停止機制：在緊急情況下，協(xié)作機器人應(yīng)能夠立即

停止運行，防止人員和設(shè)備受到傷害。

3.安全認證和標準：協(xié)作機器人應(yīng)符合相關(guān)的安全認證和

標準，如ISO10218、ANSI/RIAR15.06等，確保運行安全

可靠。

倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人的能

效需求1.低能耗設(shè)計：倉儲環(huán)境通常需要長時間作業(yè)，協(xié)作機器

人應(yīng)采用低能耗設(shè)計，降低運營成本。

2.能源管理系統(tǒng)：機器人應(yīng)配備能源管理系統(tǒng)，對能耗進

行實時優(yōu)化，提高能源利用效率。

3.可再生能源支持：支持使用可再生能源為機器人供電，

如太陽能或風(fēng)能，減少碳排放，實現(xiàn)綠色倉儲。

倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人維護

需求1.遠程診斷和故障排除：通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)對機器人進行

診斷和故障排除，快速識別并解決問題，減少停機時間。

2.模塊化設(shè)計：機器人采用模塊化設(shè)計，方便維護和更換

零部件，降低維護成本。

3.預(yù)防性維護計劃：建立預(yù)防性維護計劃，定期對機器人

進行檢查和保養(yǎng)，防止故障發(fā)生，延長使用壽命。

倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人類性

需求1.適應(yīng)性：協(xié)作機器人應(yīng)能夠適應(yīng)多種倉儲環(huán)境的變化，

如狹窄空間、潮濕環(huán)境或冷庫等。

2.可擴展性：機器人應(yīng)具有可擴展性，支持增加或減少功

能模塊，滿足不同應(yīng)用場景的需求。

3.定制化：倉儲環(huán)境復(fù)雜多樣，協(xié)作機器人應(yīng)提供定制化

方案，滿足特定作業(yè)需求，提高作業(yè)效率。

倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人的需求

倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人提出了獨特的需求，這些需求包括：

動態(tài)的環(huán)境

倉儲環(huán)境通常是動態(tài)多變的，包括：

*移動的物體：叉車、人員和貨物不斷移動，協(xié)作機器人需要能夠在

這些物體周圍安全操作。

*不斷變化的障礙物：貨架和托盤可能會被移動或重新定位，協(xié)作機

器人需要能夠適應(yīng)這些變化。

*不可預(yù)測的路徑：人員和貨物可能沿著不可預(yù)測的路徑移動，協(xié)作

機器人需要能夠?qū)崟r調(diào)整其路徑。

惡劣的條件

倉儲環(huán)境通常惡劣，包括：

*灰塵和碎片：空氣中可能充滿灰塵、碎片和顆粒物，可能會損壞協(xié)

作機器人。

*極端溫度：倉儲環(huán)境可能很冷或很熱，協(xié)作機器人需要能夠在這些

溫度下操作。

*濕度：倉儲環(huán)境可能非常潮濕，協(xié)作機器人需要能夠抵抗水分損壞°

高產(chǎn)能與效率

倉儲環(huán)境要求高產(chǎn)能和效率，包括：

*快速的揀選和配送：協(xié)作機器人需要能夠快速準確地揀選和配送貨

物。

*連續(xù)運行：協(xié)作機器人需要能夠長時間連續(xù)運行，以滿足高需求的

環(huán)境。

*高吞吐量：協(xié)作機器人需要能夠處理大量的貨物，以提高效率。

人機協(xié)作

倉儲環(huán)境需要人機協(xié)作，包括：

*與人類操作員安全交互：協(xié)作機器人需要能夠與人類操作員安全交

互，而不會造成傷害。

*分擔(dān)任務(wù)：協(xié)作機器人可以分擔(dān)重復(fù)性或繁瑣的任務(wù)，使人類操作

員可以專注于更高級別的工作。

*響應(yīng)人類指示：協(xié)作機器人需要能夠響應(yīng)人類操作員的指示，并根

據(jù)需要調(diào)整其行為C

其他考慮因素

此外，倉儲環(huán)境對協(xié)作機器人提出了以下其他考慮因素：

*可移動性：協(xié)作機器人需要能夠輕松移動到不同的位置，以適應(yīng)不

斷變化的環(huán)境。

*可編程性：協(xié)作機器人需要能夠根據(jù)需要重新編程，以執(zhí)行不同的

任務(wù)。

*易于使用：協(xié)作機器人需要易于操作，即使是經(jīng)驗不足的操作員也

能使用。

*可靠性：協(xié)作機器人需要可靠且耐用，以最小化停機時間。

*安全性：協(xié)作機器人的安全至關(guān)重要，它們需要配備安全功能，例

如力限制器和安全停止。

通過滿足這些需求，協(xié)作機器人在倉儲環(huán)境中提供了各種好處，包括:

*提高生產(chǎn)率

*降低成本

*提高安全性和準確性

*改善工作環(huán)境

*提高客戶滿意度

第三部分協(xié)同機器人運動學(xué)設(shè)計

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

協(xié)同機器人運動學(xué)設(shè)計

終端執(zhí)行器設(shè)計-模塊化設(shè)計：可快速更換不同末端執(zhí)行器，以適應(yīng)多種

任務(wù)。

-力反饋：實時監(jiān)測與工件的交互力，確保安全和精度。

-傳感器集成：內(nèi)置壓力、溫度和位置傳感器，實現(xiàn)協(xié)同

機器人與環(huán)境的交互。

運動規(guī)劃算法

協(xié)同機器人運動學(xué)設(shè)計

1.運動學(xué)基礎(chǔ)

協(xié)同機器人的運動學(xué)基于剛體運動學(xué)原理，描述了機器人各連桿的運

動狀態(tài)及其相互關(guān)系。它涉及剛體的位置、速度和加速度的描述。

1.1坐標系

協(xié)同機器人運動學(xué)使用多種坐標系，包括：

*基坐標系：定義機器人的全局參考框架。

*關(guān)節(jié)坐標系：定義每個關(guān)節(jié)相對于其相鄰連桿的位置和方向。

*工具坐標系：定義機器人的末端執(zhí)行器相對于基坐標系的位置和方

向。

1.2轉(zhuǎn)換矩陣

轉(zhuǎn)換矩陣用于表示坐標系之間的關(guān)系。對于兩個坐標系A(chǔ)和B,轉(zhuǎn)

換矩陣T〈sub>AB〈/sub》從坐標系A(chǔ)到坐標系B的齊次坐標進行

轉(zhuǎn)換：

其中：

*R_AB是旋轉(zhuǎn)矩陣，表示坐標系B相對于坐標系A(chǔ)的

旋轉(zhuǎn)。

*t_AB是平移向量，表示坐標系B相對于坐標系A(chǔ)的

平移。

2.正向運動學(xué)

正向運動學(xué)確定給定關(guān)節(jié)變量的末端執(zhí)行器位置和方向。對于n個

自由度的機器人，關(guān)節(jié)變量q為n維向量：

、、、

q=[q_l,q₂,...,

q_n]^T

、、、

末端執(zhí)行器的齊次坐標T_eB由正向運動學(xué)方程表示：

3.逆運動學(xué)

逆運動學(xué)確定給定末端執(zhí)行器位置和方向的關(guān)節(jié)變量。對于協(xié)同機器

人，逆運動學(xué)通常是多解的，因為有多個關(guān)節(jié)配置可以達到相同的末

端執(zhí)行器姿勢。

逆運動學(xué)算法可以分為兩類：

*幾何方法：直接求解逆運動學(xué)方程。

*數(shù)值方法：利用迭代技術(shù)逐步逼近解。

4.雅可比矩陣

雅可比矩陣描述了末端執(zhí)行器的速度和加速度與關(guān)節(jié)速度之間的關(guān)

系。它對于運動規(guī)劃和控制至關(guān)重要。

對于n個自由度的機器人，雅可比矩陣J由以下公式給出：

、、、

J(q)=[J_v(q)|J_w(q)]

其中：

*J_v(q)是線速度雅可比矩陣，描述了末端執(zhí)行器線速

度與關(guān)節(jié)速度之間的關(guān)系。

*J_Q(q)是角速度雅可比矩陣，描述了末端執(zhí)行器角速

度與關(guān)節(jié)速度之間的關(guān)系。

5.奇異性

當(dāng)雅可比矩陣為奇異時，表示末端執(zhí)行器在特定配置下失去了靈活性。

奇異性會導(dǎo)致運動規(guī)劃和控制問題。

6.運動規(guī)劃

協(xié)同機器人的運動規(guī)劃涉及確定機器人在特定任務(wù)下運動的路徑。運

動規(guī)劃算法考慮了機器人的運動學(xué)限制、環(huán)境障礙物和任務(wù)目標。

7.協(xié)作安全

協(xié)同機器人與人類一起工作，因此安全至關(guān)重要。協(xié)同機器人運動學(xué)

設(shè)計必須考慮與人類的安全交互，例如碰撞檢測和強制停止機制。

總結(jié)

協(xié)同機器人運動學(xué)設(shè)計是保證協(xié)同機器人安全、高效運行的關(guān)鍵方面。

它涉及運動學(xué)基礎(chǔ)、正向運動學(xué)、逆運動學(xué)、雅可比矩陣、奇異性、

運動規(guī)劃和協(xié)作安全等方面。通過仔細考慮這些因素，可以設(shè)計出協(xié)

同機器人，以便在各種應(yīng)用中與人類安全協(xié)作。

第四部分人機交互界面設(shè)計

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

手勢識別交互

1.尤需接觸操作，提升安全性、衛(wèi)生度和效率；

2.基于深度學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)高精度手勢識別；

3.可針對不同倉儲環(huán)境和應(yīng)用場景自定義手勢。

語音交互

1.便捷、高效的免手動交互方式；

2.集成自然語言處理（NLP）技術(shù)，實現(xiàn)智能語義識別；

3.可與倉庫管理系統(tǒng)（WMS）集成，實現(xiàn)任務(wù)自動化。

圖形用戶界面（GUI）

1.直觀、易用的操作界面，降低學(xué)習(xí)成本；

2.支持多語言和定制化配置，適應(yīng)不同用戶需求；

3.提供實時過程監(jiān)控和數(shù)據(jù)反饋，提升透明度。

觸覺交互

1.通過力反饋增強人機交互的真實感和安全性；

2.利用傳感器和算法，識別和感知物體重量、形狀和質(zhì)地；

3.可實現(xiàn)柔性抓取、防止物體損壞。

遠程操作

1.遠程控制協(xié)同機器人，擴大操作范圍和靈活性；

2.基于5G網(wǎng)絡(luò)和邊緣計算，實現(xiàn)低延遲、高帶寬傳輸；

3.可在惡劣或危險環(huán)境下進行任務(wù)執(zhí)行。

增強現(xiàn)實（AR）

1.將虛擬信息費加到現(xiàn)實環(huán)境中，輔助操作人員；

2.提供產(chǎn)品信息、作業(yè)相導(dǎo)和可視化提示；

3.提升操作準確性和效率，降低培訓(xùn)成本。

人機交互界面設(shè)計

人機交互界面（HMD是倉儲協(xié)同機器人（AMR）與人類操作員之間進

行交互的橋梁。良好的HMI設(shè)計至關(guān)重要，因為它可以提升AMR的可

用性、效率和安全性。

設(shè)計原則

HMI設(shè)計遵循以下原則：

*用戶為中心：設(shè)計專注于滿足操作員的需求，簡化任務(wù)并提高效率0

*直觀且易于使用：界面使用戶可以快速輕松地理解和操作機器人。

*簡潔明了：只顯示操作員所需的信息，避免不必要的混亂或干擾。

*一致性：跨所有AMR和應(yīng)用程序提供一致的界面體驗，減少學(xué)習(xí)曲

線。

*適應(yīng)性：HMI應(yīng)適應(yīng)不同的用戶經(jīng)驗級別和任務(wù)需求。

界面元素

HMI通常包含以下界面元素：

*圖形用戶界面（GUI）：提供交互式界面元素，例如按鈕、選項卡和

菜單。

*文本和視覺指示：顯示任務(wù)信息、狀態(tài)更新和導(dǎo)航提示。

*輸入設(shè)備：允許操作員與AMR交互，例如觸摸屏、鍵盤或語音命令。

*傳感器：提供有關(guān)環(huán)境和AMR狀態(tài)的信息。

*反饋設(shè)備：提供視覺、聽覺或觸覺反饋，以確認操作或指示操作員

注意。

信息層次結(jié)構(gòu)

HMI中的信息組織成一個層次結(jié)構(gòu)，從概覽視圖到任務(wù)特定詳細信息。

這有助于操作員快速找到所需的信息并保持任務(wù)專注。

*概述：顯示機器人的總體狀態(tài)、任務(wù)進度和關(guān)鍵指標。

*任務(wù)管理：允許操作員創(chuàng)建、編輯和管理任務(wù)。

*導(dǎo)航控制：提供交互式控件以控制機器人的移動和任務(wù)執(zhí)行。

*診斷和故障排除：提供有關(guān)AMR健康狀況、錯誤消息和協(xié)助故障排

除的信息。

交互模式

HMI支持多種交互模式，以適應(yīng)不同的用戶需求和操作環(huán)境：

*直接交互：操作員直接通過GUI或輸入設(shè)備控制機器人。

*語義交互：操作員使用自然語言命令與機器人交互。

*手勢交互：操作員使用手勢或肢體語言控制機器人。

*自動化：機器人根據(jù)預(yù)編程指令在無需操作員干預(yù)的情況下操作。

評估和改進

HMI設(shè)計應(yīng)進行持續(xù)評估和改進，以確保其有效性和用戶滿意度。指

標包括：

*可用性：操作員輕松訪問和操作信息。

*效率：界面減少了任務(wù)執(zhí)行時間和操作員認知負荷。

*安全性：界面清晰準確，有助于防止事故。

*滿意度：操作員對HMI感到滿意并認為它是有幫助的。

通過遵循這些設(shè)計原則、界面元素和交互模式，倉儲協(xié)同機器人的HMI

可以優(yōu)化人機協(xié)作，提高安全性、效率和總體用戶體驗。

第五部分安全系統(tǒng)及認證

安全系統(tǒng)

碰撞探測及避免系統(tǒng)

協(xié)同機器人必須配備先進的碰撞探測和避免系統(tǒng)，以確保操作員和周

邊人員的安全。這些系統(tǒng)利用激光掃描儀、超聲波傳感器或視覺攝像

頭來檢測障礙物，并在發(fā)生潛在碰撞時自動減速或停止機器人。

限制力量和速度

協(xié)同機器人應(yīng)受到限制，以防止對操作員或附近人員造成傷害。這可

以通過限制機器人的力和速度來實現(xiàn)，確保即使發(fā)生碰撞，也不會造

成嚴重傷害。

緊急停止按鈕

所有協(xié)同機器人必須配備易于觸及的緊急停止按鈕。當(dāng)操作員需要立

即停止機器人時，可以使用此按鈕，從而在緊急情況下提供安全保障。

認證

協(xié)同機器人必須經(jīng)過嚴格認證，以確保其符合安全標準。主要認證機

構(gòu)包括：

ISO10218-1：2011

此標準定義了工業(yè)機器人的安全要求，包括協(xié)同機器人。它涵蓋了各

種安全方面，例如碰撞探測、應(yīng)急停止和力限制。

ISO15066：2016

此標準專門針對協(xié)同機器人制定，提供了一套關(guān)于設(shè)計、驗證和部署

協(xié)同機器人的具體要求。它重點關(guān)注碰撞探測、避免和限制力量和速

度。

ANST/RIAR15.06-2012

美國機器人工業(yè)協(xié)會（RTA）開發(fā)的此標準為協(xié)同機器人提供了技術(shù)

要求、安全設(shè)計原則和驗證程序。它基于ISO10218-1和ISO15066

標準。

認證程序

協(xié)同機器人的認證過程通常涉及以下步驟：

1.安全評估：認證機構(gòu)將全面評估機器人的安全功能，包括其碰撞

探測、避免和限制力量和速度系統(tǒng)。

2.測試和驗證：機器人將接受一系列測試，以驗證其符合安全標準

的要求。

3.文檔審查：認證機構(gòu)將審查機器人的技術(shù)文檔，以確保符合安全

設(shè)計原則。

4.證書頒發(fā)：如果機器人滿足所有安全要求，則將獲得認證證書。

認證有助于確保協(xié)同機器人安全用于工業(yè)環(huán)境，防止對操作員和其他

人員造成傷害。

第六部分倉儲場景的任務(wù)規(guī)劃

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

【倉儲場景的任務(wù)規(guī)劃】

1.倉儲場景的任務(wù)規(guī)劃是指針對倉儲場景中的物料搬運、

分揀、包裝等任務(wù)進行的合理安排和優(yōu)化。

2.任務(wù)規(guī)劃需要考慮多個因素，包括任務(wù)類型、貨物尺寸、

倉庫布局、機器人性能等。

3.任務(wù)規(guī)劃可以分為任務(wù)分配、路徑規(guī)劃、動作規(guī)劃三個

階段，每個階段都有不同的算法和優(yōu)化策略。

【實時任務(wù)分配】

倉儲場景的任務(wù)規(guī)劃

倉儲協(xié)同機器人（ACR）的任務(wù)規(guī)劃涉及確定ACR如何有效地執(zhí)行倉

儲任務(wù)，包括路徑規(guī)劃、任務(wù)分配和調(diào)度。

路徑規(guī)劃

路徑規(guī)劃算法確定ACR在倉庫中移動的最優(yōu)路徑。常見的路徑規(guī)劃

算法包括：

*A*算法：搜索算法，使用啟發(fā)式函數(shù)估計最佳路徑。

*Dijkstra算法：圖論算法，用于找到最短路徑。

*Lattico規(guī)劃：將環(huán)境劃分為網(wǎng)格，將路徑規(guī)劃問題轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格圖

搜索問題。

ACR需要考慮倉庫的環(huán)境，包括過道寬度、障礙物和交通狀況，以規(guī)

劃最有效和安全的路徑。

任務(wù)分配

任務(wù)分配算法確定哪個ACR應(yīng)執(zhí)行特定任務(wù)。常見的任務(wù)分配算法

包括：

*基于中心的分配：將任務(wù)分配給最近的ACRo

*基于成本的分配：考慮任務(wù)成本和ACR能力，選擇最佳ACR執(zhí)行

任務(wù)。

*基于優(yōu)先級的分配：優(yōu)先處理緊急任務(wù)或具有更高價值的任務(wù)。

任務(wù)分配算法應(yīng)考慮ACR的當(dāng)前位置、可用性和電池電量，以優(yōu)化

任務(wù)執(zhí)行。

調(diào)度

調(diào)度算法協(xié)調(diào)ACR執(zhí)行任務(wù)的順序和時間。常見的調(diào)度算法包括：

*最短作業(yè)優(yōu)先(SJF)：優(yōu)先處理最短任務(wù)。

*最長作業(yè)優(yōu)先(LJF)：優(yōu)先處理最長時間的任務(wù)。

*最早截至日期優(yōu)先(EDD)：優(yōu)先處理具有最早截止日期的任務(wù)。

調(diào)度算法應(yīng)考慮任務(wù)優(yōu)先級、ACR可用性和倉庫操作約束，以優(yōu)化吞

吐量和效率。

基于模型的規(guī)劃

基于模型的規(guī)劃(MBP)是一種任務(wù)規(guī)劃方法，利用倉庫的數(shù)字李生

模型模擬不同任務(wù)方案的影響。MBP使ACR能夠在實際執(zhí)行之前預(yù)

測和優(yōu)化其行動，從而提高決策質(zhì)量和效率。

數(shù)據(jù)驅(qū)動規(guī)劃

數(shù)據(jù)驅(qū)動規(guī)劃使用歷史數(shù)據(jù)和實時傳感器信息來優(yōu)化任務(wù)規(guī)劃。例如,

ACR可以學(xué)習(xí)倉庫中交通模式，并在交通高峰時調(diào)整其路徑規(guī)劃。數(shù)

據(jù)驅(qū)動規(guī)劃使ACR能夠適應(yīng)動態(tài)環(huán)境并持續(xù)提高其性能。

任務(wù)規(guī)劃中的挑戰(zhàn)

倉儲中的任務(wù)規(guī)劃面臨著以下挑戰(zhàn)：

*動態(tài)環(huán)境：倉庫環(huán)境不斷變化，包括交通狀況、障礙物和庫存水平。

*多個ACR：協(xié)同工作需要協(xié)調(diào)多個ACR的動作，避免碰撞。

*任務(wù)協(xié)調(diào)：ACR需要協(xié)調(diào)執(zhí)行多個任務(wù)，例如取貨、放置和補貨。

*時間限制：倉儲操作通常有嚴格的時間限制，需要高效的任務(wù)規(guī)劃。

未來趨勢

倉儲場景中的任務(wù)規(guī)劃正在通過以下趨勢不斷發(fā)展：

*人工智能：人工智能技術(shù)，如機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，正在用于優(yōu)化

路徑規(guī)劃、任務(wù)分配和調(diào)度算法。

*車隊管理系統(tǒng)：車隊管理系統(tǒng)用于協(xié)調(diào)多個ACR的行動，實現(xiàn)高

效的任務(wù)分配和調(diào)度。

*云計算：云計算平臺使ACR能夠訪問倉庫數(shù)據(jù)的實時更新，并進

行基于云的規(guī)劃和決策。

第七部分協(xié)同機器人部署策略

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

【協(xié)作機器人部署策略】

【數(shù)字化部署策略】：1.采用數(shù)字李生技術(shù)對倉庫進行虛擬建模，以模擬和優(yōu)化

協(xié)作機器人的部署方案。

2.利用數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化協(xié)作機器人與其他倉

庫系統(tǒng)的集成和協(xié)作。

3.借助物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集實時數(shù)據(jù)，以持續(xù)監(jiān)控和調(diào)整協(xié)作

機器人的性能和效率。

【靈活部署策略】：

協(xié)同機器人部署策略

協(xié)同機器人的部署策略對于確保其在倉儲運營中的成功至關(guān)重要。合

理的部署策略可以優(yōu)化協(xié)同機器人的性能，最大限度地提高其價值Q

以下是幾個關(guān)鍵的部署策略：

1.任務(wù)評估和選址

*任務(wù)評估：仔細評估倉庫中的任務(wù)，確定哪些任務(wù)適合由協(xié)同機器

人執(zhí)行?？紤]任務(wù)的重復(fù)性、危險性和體力要求。

*選址：根據(jù)任務(wù)需求選擇協(xié)同機器人的最佳部署地點?？紤]工作空

間的大小、障礙物的存在以及與其他設(shè)備的集成。

2.工作流程集成

*任務(wù)分配：定義協(xié)同機器人與人類工作人員之間的任務(wù)分配。自動

化重復(fù)和單調(diào)的任務(wù)，同時將需要認知技能或復(fù)雜決策的任務(wù)留給人

類。

*工作流優(yōu)化：重新設(shè)計工作流以適應(yīng)協(xié)同機器人的引入，例如重新

配置工作站或創(chuàng)建機器人專用的工作區(qū)域。

*安全集成：實施安全措施以確保人類工作人員和協(xié)同機器人之間的

安全協(xié)作，例如圍欄、安全傳感器和緊急停止機制。

3.協(xié)作模型

*獨立協(xié)作：協(xié)同機器人獨立執(zhí)行任務(wù)，而人類工作人員專注于其他

高價值任務(wù)。

*協(xié)作協(xié)作：協(xié)同機器人與人類工作人員合作完成任務(wù)，例如將物品

從貨架上取下并放置在輸送帶上。

*并行協(xié)作：協(xié)同機器人和人類工作人員同時在同一區(qū)域工作，執(zhí)行

不同的任務(wù)。

4.員工培訓(xùn)和接受

*員工培訓(xùn)：培訓(xùn)員工了解協(xié)同機器人的操作、安全程序和維護。

*員工接受：鼓勵員工接受協(xié)同機器人的引入，并認識到它們作為生

產(chǎn)力工具的價值。

5.持續(xù)監(jiān)控和優(yōu)化

*性能監(jiān)控：定期監(jiān)控協(xié)同機器人的性能，包括完成任務(wù)的時間、錯

誤率和利用率。

*優(yōu)化：根據(jù)性能數(shù)據(jù)和運營反饋，對協(xié)同機器人的部署進行定期優(yōu)

化。

*靈活部署：根據(jù)任務(wù)需求和運營變化的靈活性部署協(xié)同機器人，以

最大限度地發(fā)揮其價值。

6.供應(yīng)商考慮因素

*供應(yīng)商選擇：選擇具有良好信譽和支持服務(wù)記錄的協(xié)同機器人供應(yīng)

商。

*解決方案定制：與供應(yīng)商合作定制解決方案，以滿足倉庫的特定需

求。

*持續(xù)支持：確保供應(yīng)商提供持續(xù)的支持，包括技術(shù)援助、維護和軟

件更新。

示例案例：

一家電子商務(wù)倉庫引入了協(xié)同機器人，用于在配送中心從貨架上揀選

物品。通過對任務(wù)進行評估和優(yōu)化工作流程，協(xié)同機器人能夠以比人

類揀選器更高的速度和準確度揀選物品。倉庫能夠?qū)x效率提高

30%,同時釋放人力資源從事價值更高的任務(wù)。

結(jié)論：

通過采用全面的部署策略，倉庫可以最大限度地利用協(xié)同機器人在提

高生產(chǎn)力、降低成本和提高安全方面的潛力。仔細的任務(wù)評估、協(xié)作

模型的優(yōu)化以及員工培訓(xùn)和接受對于確保成功的協(xié)同機器人部署至

關(guān)重要。

第八部分性能評估指標

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

【性能評估指標】

【指標名稱】：精確度-協(xié)同機器人末端執(zhí)行器定位的準確性。

-衡量協(xié)同機器人將物體拾取、放置和操作到指定位置的

能力。

-影響因素包括機械精度、傳感器分辨率和算法優(yōu)化。

【指標名稱】：速度和吞吐量

性能評估指標

倉儲協(xié)同機器人的性能評估涉及多個關(guān)鍵指標，旨在衡量其執(zhí)行倉庫

任務(wù)的有效性、效率和安全性。以下介紹幾種廣泛使用的性能評估指

標：

1.周期時間

周期時間是指機器人從開始到完成單個任務(wù)所需的時間。它包括以下

組件：

*抓取時間：機器人抓取和釋放物品所需的時間。

*運輸時間：機器人從一個位置移動到另一個位置所需的時間。

*定位時間：機器人將物品放置在指定位置所需的時間。

較短的周期時間表示機器人更有效率。

2.吞吐量

吞吐量是指機器人每小時可以處理的任務(wù)數(shù)量。它可以表示為每小時

取放的物品數(shù)量或每小時移動的重量。較高的吞吐量表明機器人具有

更高的生產(chǎn)能力。

3.精度和準確性

精度和準確性是兩個密切相關(guān)的指標，測量機器人放置物品時的精確

程度。

*精度：測量機器人將物品放置在預(yù)期位置的接近程度。

*準確性：測量機器人將物品放置在預(yù)期位置的頻率。

高的精度和準確性對于確保庫存管理的準確性和防止損壞至關(guān)重要。

4.可靠性

可靠性是指機器人執(zhí)行任務(wù)而不發(fā)生故障