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场景: 人形机器人在物流码垛

一个模拟场景:四台人形机器人在一家区域物流运营商进行混箱码垛和卡车装载,以及这种部署能够带来的成果。

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场景: 人形机器人在物流码垛

物流运营商 - 码垛和装卸码头作业

这是一个模拟场景:本文描述了一个代表性的部署,它基于该行业典型的运营模式构建,而非对某个特定客户合作的报告。文中的数据是此类部署可能实现成果的说明性估算。

挑战

一家管理着三个配送中心的区域物流运营商,在其码垛和装卸码头作业中面临长期的人员招聘困难。这些岗位涉及重复性的重体力劳动,将箱子堆叠到托盘上并将托盘装载到卡车中,是物流行业中最难填补的职位之一。

该运营商曾探索过传统的码垛自动化方案(带固定龙门架的机械臂),但考虑到他们处理的产品尺寸和托盘配置的多样性,发现其资本成本过高。他们的运营需要灵活性:不同的客户运输不同尺寸的箱子中的不同产品,并且托盘配置每天都会根据订单构成而变化。

解决方案

该运营商在其最大的配送中心部署了四台人形机器人,重点关注两个工作流程:

  • 混合箱码垛。 机器人根据仓库管理系统生成的码垛计划,将混合产品箱堆叠成托盘。机器人可处理2至25公斤的箱子,并能根据箱子尺寸和重量分布动态调整堆叠模式。
  • 卡车装载。 机器人将完成的托盘从暂存区运送到装卸码头,并根据装载计划将其放置在卡车中。这需要在有其他工人、叉车和不断变化的卡车位置的动态环境中进行导航。

舰队软件在此次部署中被证明特别有价值。码头主管可以直接从舰队仪表板实时调整机器人优先级,例如,将一台机器人从码垛作业中调离以支持紧急的卡车装载,而无需重新构建工作流程。

部署时间线

  • 第1-3个月: 设施测绘、安全评估和基础设施准备。装卸码头区域需要进行少量改造以适应机器人路径,包括地面标记和低矮引导条。
  • 第4-5个月: 两台机器人部署到码垛作业中。最初重点关注销量最高的五种产品线,以在扩展前建立可靠的工作流程。
  • 第6-7个月: 部署第三台和第四台机器人。卡车装载作业在码头开始,有人工监督。
  • 第8-10个月: 码垛作业实现完全自主运行。卡车装载转向监督自主(一名人工码头协调员监督机器人操作)。

模拟结果(前12个月)

  • 码垛吞吐量: 每班次码垛托盘数量增加28%,这得益于无间断的持续运行和一致的循环时间。
  • 托盘质量: 托盘稳定性问题(运输过程中箱子掉落)减少45%,归因于更一致的堆叠模式和重量分布。
  • 节省工时: 每年约15,000个工时从人工码垛和装载中转移到库存管理和调度协调。
  • 受伤减少: 码头区域的肌肉骨骼损伤报告减少65%。这些损伤此前占该设施工伤索赔的大部分。
  • 灵活性: 在此期间,机器人成功处理了200多种不同的箱子配置,展示了相对于固定码垛系统的灵活性优势。
  • 班次覆盖: 运营商完全消除了码头区域的未排班事件。部署前,平均每月有12个班次部分或完全无人值守。
物流部署成果:吞吐量+28%,托盘质量+45%,受伤-65%,200多种箱子配置

此次部署成功的原因

回顾该运营商在码头使用人形机器人的第一年,有几个因素尤为突出:

人员配置是主要驱动力。 部署人形机器人的决定源于难以招聘和留住从事体力要求高、重复性工作的工人。成本降低是次要效益,而非主要动机。

分阶段部署效果最佳。 运营商从小规模开始,两台机器人、五种销量最高的产品线、码头人工监督,并在十个月内逐步扩展。这种方法使团队能够在扩大规模之前建立信心、完善工作流程并解决问题。

工作流程库加速了规模化。 将码垛工作流程集中存储在库中,意味着第三台和第四台机器人继承了前两台机器人已验证的模式,而无需从头开始配置。在这一年里,该机器人舰队处理了200多种不同的箱子配置。

部署支持降低了采用障碍。 码头主管不是机器人工程师,也从未需要成为机器人工程师。Field Deployment Engineers 使用码头团队工作录像,根据运营商自己的工作流程对机器人进行训练,并培训该团队与机器协同工作。运营商认为这是采用的关键因素。

安全是一个过程,而非一个里程碑。 在此场景中,安全是一项持续的活动,持续的风险评估、定期的协议更新、机器人行为参数的迭代优化,而不是将初始安全认证视为“已完成”的状态。

现有员工被重新部署,而非取代。 以前从事码垛和装载工作的员工被重新分配到运营商一直难以填补的岗位:库存管理和调度协调。该设施的净员工人数并未减少。

主要启示

对于考虑部署人形机器人的运营商,此次部署提供了几点实用经验:

  1. 从难以填补的岗位开始,而不是从易于自动化的岗位开始。 码垛和装载是业务中最难招聘的岗位之一。部署前,码头区域平均每月有12个班次部分或完全无人值守。
  2. 投资软件层。 舰队管理平台与硬件同等重要。中央工作流程库和实时优先级变更使得一名主管而非工程师能够管理码头上的四台机器人。
  3. 规划比硬件建议更长的启动期。 前三个月完全用于设施测绘、安全评估和码头改造,然后机器人才能搬运第一个箱子,而完全自主码垛直到第八个月才实现。因此,要预留足够的时间和耐心。
  4. 衡量重要指标。 吞吐量是主要亮点,但托盘稳定性、受伤报告和班次覆盖率同样重要。码头区域的肌肉骨骼损伤报告下降了65%,未排班事件降至零。
  5. 尽早让员工参与。 以前从事码垛和装载工作的员工转岗到库存管理和调度协调。从一开始就明确这一计划,让机器人负责搬运,而人负责协调,是保持低阻力的关键。

该运营商的经验表明,在物流领域部署人形机器人是实用、有益且通过现有技术可实现的。关键在于将其视为码头运营变革而非技术采购,提前完成测绘和安全工作,并随着机器人舰队的增长,让工作流程库承担大部分繁重任务。

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