自動化和半自動化叉車在人力短缺的倉庫中已經不再是一種新鮮事物。他們最終會成為常態嗎?

　　2012 年，我們的文章“讓(叉車)給我們開車?”八年后，這些機器已經不再新奇，越來越多地部署在倉庫中，以補充或取代人類叉車操作員。

　　還不清楚到目前為止已經售出了多少無人駕駛(也稱為自動或機器人)叉車，但提供叉車的公司數量正在迅速增長。值得一提的是，一些世界上最大的叉車整車，如豐田，科朗，永恒力，凱傲，海斯特，雷蒙德和耶魯，正在亮相;這些公司是創新者，但他們不會將資源用于新產品，除非他們確信會有巨大的長期需求。其他跡象表明，這種設備的前景強大是有許多收購行為，如Teradyne最近購買機器人叉車制造商AutoGuide Mobile Robots公司。

　　許多觀察家認為，自動叉車即將在倉庫應用方面取得重大進展。那么，為什么無人駕駛工業叉車現在受到如此多的關注呢?誰在采用和實施它們?潛在買家在飛躍之前需要了解什么?

　　POISED FOR A BREAK THROUGH? 在哪里突破?

　　為了本文的目的，我們將無人駕駛/自動/機器人叉車定義為配備貨叉的工業叉車，可以執行以下操作：運輸、提升、降低、放置和/或檢索負載，要么在全自動模式下，無需人工操作，也可以采用半自動模式，由人工操作員與操作員一起工作。這些叉車是一種自動引導車輛(AGV)，但該術語更常用于描述(但并不總是)沒有貨叉且僅提供水平運輸的運輸。我們避免使用"自主"一詞，它不適用于本文中討論的大部分設備。雷蒙德公司自動化解決方案產品經理Tiger Xu指出，自動駕駛汽車操作更加獨立，"思考"并做出決策。

　　對自動叉車的興趣正在增長，首先是因為美國勞動力市場非常緊張。失業率處于50年來的最低點，倉庫和分撥中心正在努力雇傭和留住可靠、合格的員工。自動化可以幫助填補勞動力缺口，提供全天候持續、一致的性能。它還可以降低招聘和加入新工作人員的成本。好處：增加作業量不需要添加操作者。"自動化叉車的一些主要優勢是其靈活性、可擴展性和可靠性，"徐說。"它們很容易向上或向下擴展;如果你想再增加20輛叉車，你只需在數據中編寫代碼，它們就能很快地像傳統叉車一樣完成同樣的任務，"他說。

　　其次，自動化可以減少產品損壞，并減輕當今快節奏倉庫中重復、體力要求高的任務對人體工程學的影響。第三，人工智能技術最近取得了長足的進步。如今，自動叉車可以定位指定的儲物槽，準確檢索或放置貨物，在遇到障礙物或其他意外情況時停止并提醒人員，選擇最有效的行駛路徑，并記住空的庫位和儲物箱的位置。

　　"主管"軟件控制任務分配和機器人叉車車隊的移動。該軟件通常與倉庫管理系統(WMS) 交互，還可以與企業資源規劃 (ERP) 系統和其他物料處理設備進行交互。一些叉車原始設備制造商已經開發了自己的導航和控制系統，而另一些則與專門的技術公司合作。后者的例子包括最近科朗叉車公司和JBT公司的聯盟，以及雷蒙德公司和Seegrid公司之間的伙伴關系，Balyo和海斯特-耶魯集團之間的伙伴關系，以及JBT和耶魯之間的伙伴關系。雷蒙德的網關和全球遠程信息處理的i-WarehouseGateway 總監John Rosenberger說，這種合作整合了雙方針對具體領域的專業知識，并利用不同的方法來解決問題，使創新產品能夠以更快的速度進入市場。

　　獲得更廣泛接受的一個關鍵因素是技術，該技術允許機器人叉車在不遵循嵌入在地板上的導絲、磁帶、磁鐵或轉發器定義的固定路徑的情況下運行。較新的制導技術包括激光、圖像識別和位置傳感器等方法，這些方法可測量距離、地圖設施、存儲數據以及根據叉車相對于"自然特征"(墻壁、機架和其他)的位置進行導航對象。根據技術的不同，只需很少或不需要額外的基礎設施，因此可以輕松重新規劃運行路線。

　　在目前可用的各種選項中，使用激光測量到物體距離的激光探測(光探測和測距)似乎在倉庫和DC中獲得了最大的動力。"還有其他選擇，如視覺制導系統，但似乎比不過激光雷達，因為它的準確性和較低的實施成本，"海斯特公司機器人和自動化的銷售經理盧米切萊托說。

　　此外，精密傳感器的更廣可用性和成本下降降低了最終用戶的成本。耶魯物料搬運公司機器人和自動化主管米克·麥考密克(Mick McCormick)表示："以前，只有三班或四班制、小時工資率非常高的運營才能為自動化叉車項目找到理由。現在，更廣泛的運營，包括那些只有幾輛叉車，也可以得到投資回報。

　　不是每個人都愿意嘗試無人叉車。例如，第三方物流服務提供商Kenco已經評估了自動叉車，但沒有在任何DC中使用，創新與研發副總裁克里斯蒂·蒙哥馬利說，他們確實很有希望，并指出傳感器和物聯網的進步提高了各種自動駕駛汽車的能力。此外，從無人駕駛叉車生成的新數據中收集的見解將改進決策。"但人們仍然擔心安全性和為投資成本提供的能力，"她說。這項技術仍然是新的，因此從可用性的角度來看，仍有一些事情需要解決。

　　WHERE DO THEY SHINE? 它們在那里閃耀?

　　目前，全自動或半自動平衡叉車、窄通道叉車、高位前移式叉車以及高平臺和低平臺托盤車已上市。雖然自動叉車可以編程以執行許多任務 — 林德說，其"Matic"產品線涵蓋"生產和存儲設施中 80% 的處理任務"，但它們并不適合每個環境或工作。OEM 專注于無人駕駛叉車可以提高生產率和準確性、減少傷害和損壞以及處理重復性、非增值任務的活動。其中包括：

　　固定地點的水平搬運

　　托盤搬運和輸送

　　料箱和物件的搬運和輸送.

　　海斯特公司的米切萊托說，一些最終用戶正專注于橫向運輸。他所看到的示例包括將托盤運送到制造區域或存儲區，將貨物從存儲轉移到裝運，以及將貨物從輸送機和自動存儲和檢索(AS/RS) 系統運送到包裝站。

　　Raymond 的 Rosenberger 認為，與揀選相比，接收和補充的自動化需求更大，這主要涉及常規流程，因此非常適合自動化，而揀選作業是一種需要靈活性的高速活動。他還看到制造/倉庫工廠的混合采用，產品分批從生產線上下來，并進入附屬倉庫

　　麥考密克說，消費品包裝以及食品和飲料制造和分銷業務一直是耶魯機器人叉車的最大用戶。他看到一些試點的DC將進行有限的測試，然后考慮擴大規模，而一些客戶地點已經做了"全面、完整、幾乎'黑燈'的實現，"他說。這些操作繼續手動裝載和卸載卡車，但機器人叉車處理分撥中心內部的所有操作。一個少數的的工作人員支持機器人系統，并解決任何問題。他指出，完全機器人運轉的設施往往24/5或24/7工作，有兩個以上班次。

　　正在著想試用無人叉車?這是一個傳統操作模式的飛躍，有許多復雜的問題需要考慮，這里是一些關鍵項：

　　確定步驟的優先級。一再提出一條建議："不要只是自動化您當前流程。先優化，然后自動執行。在羅森伯格看來，這可能是最重要的建議。他強烈敦促那些計劃引入無人駕駛叉車的人"按這個順序連接、優化，然后實現自動化"。通過"連接"，他指的是使用遠程信息處理和車隊管理系統來獲取有關叉車活動的準確基線數據，然后可用于改進當前運營。他說，這一步驟將幫助用戶在他們希望自動化解決的問題上取得重大進展，騰出資金用于項目，同時幫助確定真正需要自動化的地方，并產生投資回報(投資回報)。

　　成本合理性。根據一些支持者的說法，兩年甚至更短的ROIs是可以實現的。但其他觀察家警告說，總體成本可能非常高，因為最終用戶必須考慮整個"一攬子"的成本，而不僅僅是新設備的成本。如果自動化有意義，但成本是一個問題，使用部分自動化設備或在自動化將具有最大好處的有限領域實施是選項。

　　運行速度和效率。據一位OEM高管表示，自動叉車太慢，無法適應當今許多DC所需的快節奏和頻繁樞軸。如果行駛速度、叉車數量和交通模式沒有完美校準，還可能導致交通擁堵。此外，ANSI/ITDSF B56.5 AGV 安全標準適用于機器人叉車。另一位高管表示，這意味著它們需要比人工操作叉車更大的操作間隙。他說，在密集的操作環境中，可能需要小型叉車來維持所需的最小間隙。

　　設備適應性。Kenco的蒙哥馬利建議考慮自動叉車的"轉換能力"——"當人類需要干預或它們只自主時，它們能否在困難情況下用作傳統的升降機?(大多數制造商表示，他們的自動叉車可以輕松切換到手動模式。她還建議考慮叉車是否能適應動態的物理環境和產品概況。

　　人類監督。一個團隊應該包括來自最終用戶、叉車經銷商和系統集成商的經驗豐富的項目經理。此外，米切萊托說，在每個機器人叉車實施中，至少需要一名項目或機器人主管。此人會處理例外情況，例如，如果導航系統出現問題，或者叉車因遇到障礙物(例如，覆蓋叉槽的收縮包裝)而停止運行。

　　維護和技術支持。除了機械維護和修理外，還需要軟件升級和更新。叉車經銷商應該能夠提供大部分的支持和服務，但在某些情況下，可能涉及導航技術提供商或系統集成商。他們都有本地支持嗎?

　　準備使用機器人。米切萊托說，在設施中的每個人都應該接受如何與機器人互動的培訓，"即使是接待員和會計"。自動叉車的"道路規則"不同于傳統車輛的準則;為了安全起見，必須明確界定它們。盡管自動叉車配備了傳感器來防止碰撞，但人類是不可預測的，因此執行這些規則至關重要。在接受DC Velocity采訪時，Fetch機器人公司首席執行官Melonee Wise建議，在與機器人互動的做法和不做操作的培訓中，包括解釋機器能做什么和不能做什么(例如，他們無法"看到"玻璃)。

　　叉車操作的真實情況。麥考密克說，在機器人叉車從人工操作者接管之前，對叉車操作的精確基線圖像是必備的。然而，根據他的經驗，大多數設施在了解叉車操作員的確切工作方面存在差距。比如，操作員做的某些操作沒有記錄或包含在流程圖中。例如，除了從卡車上卸下托盤并將其放入倉庫等明顯作業外，操作員還可能將托盤貼上標簽或將拖車鎖到月臺上。麥考密克說，因為機器人叉車不能做這些事情，所以你得找個人來處理這些任務。

　　MORE THAN A MACHINE 遠不止是一個機器

　　一個有效的自動化叉車項目需要認識到這些安裝不僅僅是設備。相反，它們應該被作為復雜的解決方案來處理，包括設備、控制軟件、無線通信、傳感器、專用導航技術、系統集成和技術支持，有時還包括布局重新配置。最后，每個自動化叉車項目都將是獨特而復雜的。精心準備，準確的信息，以及現實、"睜大眼睛"理解自動化能做什么和不能做什么，都是重要的成功因素。或者，正如耶魯大學的麥考密克簡潔地說："不要做假設。

　　Driverless forklifts and the dock of the future 無人駕駛叉車和未來的月臺

　　無人駕駛叉車可能不久便會很普遍，甚至無處不在。它們將如何與裝載和接收月臺進行交互?

　　一位專家表示，雖然自動叉車可以自行裝載和卸載卡車，但如今的車型仍然缺乏必要的傳感和識別能力。為了獨自行動，機器人叉車需要能夠識別月臺的狀態，例如拖車的存在和月臺的位置，以及拖車的目的地或始發地，以便將貨物與特定的進站和出站連接，說這個的是公司總裁邁克爾·伊斯特塔布魯克(Michael Eastabrook)，該公司為Serco和凱利月臺系統的母公司Entrematic裝載產品

　　Eastabrook說，實現這一點的第一步是部署必要的架構，以便在叉車和月臺設備之間實現連接和數據交換，而如今用于裝卸拖車的機器通常缺乏這種架構。接下來，叉車和月臺設備需要具有可以傳達其狀態的傳感器。

　　Eastabrook 預測，隨著完全自動化的實現，將有必要進行更高級的傳感，包括檢測異常。但他預測，裝載月臺周圍的可變性(例如卡車高度和定位，以及拖車和托盤配置)將使完全自動化延遲5至10年。他補充說，解決這種復雜性可能需要人工智能(AI)或機器學習。

　　但在那之前?Eastabrook預計裝載過程將是協作的，由一個人使用多個自動化設備。他預見了基于云的裝卸月臺軟件，協調裝載月臺、倉庫管理系統(WMS) 或企業資源規劃 (ERP) 系統以及人工停靠助理之間的信息。裝貨月臺應用程序將包含有關停靠位置狀態的數據，例如月臺的時間和存在、設備狀態、拖車標識等。根據這些數據，WMS 會向月臺位置派遣一輛自動叉車，在那里它將與人工操作員協作進行裝載或卸載。他說，這種方法將為早期采用者創造合理的投資回報率，并在整個行業產生勢頭。