自動化堆高機如何運作？物料搬運的未來

自動化堆高機，也稱為 自主導引車輛 (AGV)或自主移動機器人 (AMRs) ，結合機器人、感測器和人工智慧 (AI) 來執行任務，無需人工干预，特別是在智慧工廠和現代倉庫的環境中，為物料搬運帶來了革命性的變化。瞭解它們如何運作，可以讓我們深入瞭解它們在工業領域中日益重要的地位。以下是它們如何運作的詳細說明：

1.自動化堆高機的核心部件

a.導航系統

• 雷射 SLAM（同時定位與繪圖）：使用 LiDAR 感應器建立環境的即時地圖，並在地圖上定位。堆高機的車載電腦會使用此地圖計算到達目的地的最佳路線。這種導航方式非常靈活，因為堆高機能夠適應環境的變化。
• 視覺導航：視覺導航依賴安裝在堆高機上的攝影機。攝影機捕捉環境影像，電腦視覺演算法分析這些影像以辨識地標、標誌和其他視覺提示。這種方法具有高度的適應性，不需要磁帶等任何實體基礎設施。它還可以與其他導航方法（例如雷射導航）結合使用，以提高精確度。
• 磁帶導引： 在工廠或倉庫的地板上鋪設磁帶，按照叉車所需的路徑行走。堆高機配備偵測磁帶磁場的感應器。當叉車移動時，它會跟隨磁性信號，保持在預先定義的路線上（舊系統）。由於路線的任何變更都需要重新鋪設磁帶，因此缺乏彈性。

b.感測器

• 3D LiDAR（光線偵測與測距）：LiDAR 是自動化堆高機的基本感測器。它會發出雷射光脈衝，並測量光從周圍物體反彈回來所需的時間。如此一來，它就能建立堆高機環境的詳細 3D 地圖。這種即時地圖對於導航非常重要，可讓堆高機偵測到障礙物、其他車輛和設施的佈局。例如，在繁忙的倉庫中，LiDAR 感應器可以快速識別托盤、貨架和附近工人的位置，使叉車能夠相應地規劃路線。
• 超音波/紅外線感應器：提供短距離的障礙物偵測 (0.1-3 公尺)。超音波感應器是一種近距感應器，其工作原理是發射高頻音波，並測量音波回彈所需的時間。這些感應器對於偵測其他感應器可能遺漏的小型或不規則形狀的物體特別有效。舉例來說，超音波感應器可以偵測到留在叉車行駛路線上地板上的小型工具，防止可能發生的碰撞。
• IMU (慣性測量單元)：確保在不平地面上的穩定性。

c.控制系統

• 車載電腦： 自動化堆高機配備功能強大的車載電腦。這些電腦負責處理來自所有感應器的資料、根據資料做出決策，以及控制堆高機的移動。它們運行複雜的軟體演算法，旨在優化堆高機的性能。例如，車載電腦可以根據距離、障礙物的存在以及電池電量等因素，計算出前往目的地的最有效路線。它還能控制叉車的速度、加速和減速，確保平穩安全的操作。
• 連線與通訊： 自動化堆高機需要與工廠或倉庫內的其他系統通訊。它們使用 Wi - Fi 或藍牙等無線通訊技術連接至設施的網路。這可讓它們接收中央控制系統的指示，例如倉庫管理系統(WMS)。例如，當 WMS 收到新訂單時，它可以向最近的自動化堆高機發送指令，告訴堆高機在哪裡提取所需的貨物，以及在哪裡交付貨物。叉車也可以將資料傳回給 WMS，例如它的位置、所載貨物的狀態以及任何錯誤訊息。這種雙向溝通對於在繁忙的工業環境中協調多台自動化堆高機的活動非常重要。
• 車隊管理軟體：協調多部叉車（例如、 AiTEN RDS 系統).

d.電源系統

• 電池供電 (鋰離子/鉛酸電池)：6-8 小時運行時間，2 小時快速充電。為長時間操作提供電力。

2.自動化堆高機如何運作：步驟

步驟 1：任務分派

• 輸入：倉庫管理系統 (WMS) 傳送任務（例如：「將棧板從 A 區移到 B 區」）。
• 優先處理：系統會依據緊急程度及叉車可用性來指派任務。

步驟 2：路徑規劃

• 動態路由：使用即時資料避免碰撞和塞車。
• 例如：如果叉車 #1 受阻，系統會重新安排叉車 #2 的路線。

步驟 3：托盤處理

• 貨叉調整：根據托盤尺寸自動調整貨叉高度/寬度（視覺引導）。
• 負載驗證：重量感應器確認安全起重（例如：≤1,500 kg）。

步驟 4：避開障礙

• 緊急停止：人類進入安全區時停止。
• Detour: Recalculates path if blocked (response time: <0.5 seconds).

步驟 5：交付與報告

• 精確放置：降低托盤的精度在 ±10mm 以內。
• 資料同步：更新 WMS 中的庫存，並記錄效能指標（例如週期時間）。

3.驅動自動化的關鍵技術

AI 願景

• ‍作用：識別托盤、檢測損壞和讀取條碼。‍
• 範例： AiTEN 的視覺導引 AGV

5G 連線

• ‍作用：實現大型倉庫的即時通訊。‍
• 範例： AiTEN 支援 5G 的堆高機

數位孖寶

• ‍作用：模擬工作流程以最佳化路由並預測故障。‍
• 範例：AiTEN' AGV 數位雙子平台

4.優於手動堆高機

• 節省成本：降低 30-50% 的人力成本（無需輪班或休息）。
• 安全：消除 80% 由人為錯誤造成的工作場所意外。
• 效率：24/7 全天候運作，每台堆高機達到每天 200 次以上的托盤移動。

5.跨產業應用

• 電子商務：在電子商務公司的配送中心分類多個項目。
• 汽車：以 99.99% 的精確度出貨汽車電池和零件。
• 製藥：在溫控環境下處理無菌物品。

總而言之，自動化堆高機是結合感應器、導航系統和控制系統的精密機器，可自主執行材料搬運任務。其高效、安全以及與其他系統協同運作的能力，使其成為現代工業環境中無價的資產。隨著科技的不斷進步，我們可以預期自動化堆高機將會變得更智慧、更能幹，進一步改變工廠和倉庫的物料搬運和管理方式。

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