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转载|揭秘无人叉车军团背后的“司令官”

转载|揭秘无人叉车军团背后的“司令官”

2022/7/4 12:24:27

在移动机器人赛道日益拥挤的当下,企业之间的较量已经从产品力上升到综合实力的比拼,作为移动机器人大批量落地的关键要素之一,调度控制系统的重要性不言而喻。


高工移动机器人注意到,按照以往的移动机器人厂家的技术能力,一个场地能同时调度几十台或者百来台机器人,其调度系统也算得上不错了。但随着厂家对成本和效率的要求越来越高,数百台、上千台AGV相互协同合作又彼此独立运行,面临的环境由静态单一转变为动态复杂的场景将会变得平常。


移动机器人企业如何在最短时间内求解出最优解,平衡车体效率与数量的矛盾?这就要求移动机器人企业要突破单机自动化,成就群体智能。毫无疑问,这种方式极其考验厂商的调度系统的能力,目前已经商业化落地且做到单一场景中调度百台AMR的机器人企业少之又少,木蚁便是其中之一。


为探寻木蚁上百台无人叉车在同一场景中调度的奥秘,本文对话了木蚁高级产品解决方案专家吴文龙,为我们揭晓调度系统的难点,以及木蚁调度系统的优势。


1:分布式资源调度系统

木蚁深耕物流行业数年,基于对场景的深度理解,以及从低速单体智能到高速群体智能演进的趋势,木蚁区别于传统叉车采用的导航调度,采用了道路线的调度设计。


2020年,木蚁机器人落地了大规模百台集群调度控制系统方案,开启了全新的运行模式,通过核心调度系统,连通现场的货物、车辆、人工,由单点到多面最后形成一张强大的数据网,再通过数据网对现场进行数据化管理运营。

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具体来看,木蚁自研的调度系统,采用分布式服务架构,系统能快速接入千台级机器人,防止大量数据访问带来的数据拥堵问题,具有高性能、分级存储功能、多副本的一致性、容灾与备份等特点。


同时,基于数据流和模块化的系统架构设计,木蚁的调度系统能够适应未来业务的快速变化,业务解耦方便,可快速扩容,方便系统按模块升级,快速响应客户需求。所有模块标准化,模块重用,有利于新业务的快速和稳定开发、组织架构优化,使开发人员可以专注某一业务,方便代码管理,数据库优化,有利于深度研发。


针对叉车应用场景多是物流园区或工业园区的大园区状态,会发生WIFI信号或4G、5G信号不好的情况,为最大限度的保证叉车处于在线状态,木蚁的AGV的工业WiFi、4G和5G网络可配置到自动切换,能够保证任何场景下都是高可用性。


此外,专业化的车辆信息平台,可将车辆信息实时上传至云端或客户终端,并提供完整的数据处理和分析,从运营数据中心找到整体运营效率提升的方法。木蚁将叉车作为数据采集终端,为客户提供完整的IOT解决方案。


在木蚁调度系统的优势下,木蚁已完成了室内到室外的批量化落地。


2:复杂场景中百台无人叉车同时调度有多难

对于AGV或AMR而言,做到复杂场景中百台无人叉车同时调度的前提是,厂商的调度系统要适应于客户的现场环境,例如厂商如何通过调度系统让小车在正确的时间内到达指定位置,完成既定动作后,再以高效的方式完成本次任务,对于厂商而言,极具挑战性。


从应用环境来看,室内室外的调度要求也有所差异,从室内到室外,AGV需要突破的核心难点在于感知能力上。


一般来说,室内环境相对简单,厂商布局AGV的难度较小,在这种情况下,调度系统的重心会侧重在窄通道的控制以及车辆自身的交通管制。


而在室外,环境更为复杂,多数是人机交互的场景,所以对AGV的车速要求较高。同时,室外场景还涉及到红绿灯等交通管制设备的交互,加上室外边界扩大,AGV通常要跑几公里,出现故障时,还需要人力到现场进行异常处理。因此就需要实现范围更广、更精准的感知。


为此,木蚁特意加上远程驾驶技术,作为室外调度的辅助手段。当AGV遇到障碍或者故障时,工作人员可以在室内控制叉车智能避障,提高AGV室外技术的安全性。


吴文龙指出,所谓调度,也就是机器人在自身导航定位的基础上,要通过调度系统来告诉机器人如何从起点到终点,而小车“去哪里”的问题,一般是由业务系统直接给出,所以“怎么去”则是调度系统智能化与否的关键。评价调度系统好坏的标准在于整个系统中的车辆如何得到合理的分配,以高效的方式完成任务,即是否是全局最优。


如何评价是全局最优,就需要厂商对客户业务场景的深入理解。


吴文龙表示:“做到全局最优的前提下,是将业务场景分解成技术指标,再转化成调度算法,这就与公司强大的研发能力息息相关,而这也是木蚁让百台叉车在人机混场的场景中商业化落地的关键所在。”

3:复杂场景中百台无人叉车同时调度有多难

以快运中心为例,快运中心的工作环境属性,属于典型的人机混场类型。


众所周知,转运中心的作业环境复杂、障碍物较多,场地两侧是货物,无人叉车要将场地一侧卸车的货物拉至场地另一侧装车的位置。但实际上,超过20台车后,出现的并发性问题就逐渐增多,这时候就要求研发人员必须要优化整体的调度架构,而超过50台车以后,就需要通过调度系统在车辆的可预测性上发挥作用,以此来适应复杂多变的场景。

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当调度系统在发送命令时,小车路径选择众多,如何选择最优路线,让机器人的工作更高效,则需要调度系统加上一些前置条件。快运中心场景的实施难度相较于普通工业仓储的难度来说要更高,但也更能体现大规模集群调度的优势。


在常见的电商仓储和工业仓储里,对AGV的调度系统需求较小。电商仓储用到平面搬运托盘的场景比较少,一般从仓库到门店的区域节选才用到几台叉车的量;而在工业仓储里,从原材料库到生产线旁的工件比较大,需要用到叉车做线边运输,但实际上,线边取料中心对于叉车的用量要求也并不高,一天只需要运十几个或者二十几个托盘。


故而,与电商仓储或者工业仓储相比,快运中心调度百台AGV难度更大。快运中心卸货后,需要叉车把货物送到各个发车的路向,这就势必会涉及叉车的运行。目前,木蚁以快运枢纽中心作为根据地,通过“群体自动驾驶”技术提供全栈搬运解决方案,已经实现了单仓近百台无人叉车的日夜运行。同时,以点及面散至全国,进行“开花”式的全面规模化复制场景落地。


吴文龙介绍,为满足快运中心整仓的峰值效率,木蚁采用分布式资源调度系统,服务器在下派任务后,机器人自主计算路径,并向服务器获得执行许可,可以实现数千台机器人的同时调度。此外该系统还采用人机交互模式,可对接企业WMS与ERP系统,实现规模化落地场景的复制。


基于木蚁调度系统的技术优势,目前木蚁已服务了包括德邦、韵达、安能、跨越、壹米滴答等物流快运领域中70%的头部企业,并实现了单仓库百台无人叉车运行的突破,运行里程已突破150万公里。强大的调度系统对客户的价值显著,其集群控制能力可以提高客户现场整体运营效率,同时与车辆自身的感知避障功能相结合,可大大提升现场的安全性。

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通过独特的战略思路,木蚁突显了自己的核心竞争力,在转运中心、仓储、户外园区等高难度、复杂场景的中实现百台无人叉车的调度,并完成商业化落地,行业的深耕和扎实的交付能力获得客户的高度认可。在《2022年中国商贸物流领域无人叉车竞争力》排行榜中,木蚁位列第三,可以说从室内到室外,木蚁在商贸物流领域优势显著,我们看好,木蚁围绕场景痛点和难点持续推动产品落地、方案创新的能力。

审核编辑(
李娜
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