自动化变革：仓储行业的临界点与人机协作未来
在过去两年中，自动化的变革潜力被推到了前沿。对于许多行业而言，自动化堪称救命稻草，这些行业包括酒店业和医疗保健业，其运营因新冠疫情而遭到剧烈颠覆。如今，随着这些行业及其他行业继续应对历史性的劳动力短缺，自动化技术使它们即使在人力资源不足的情况下也能完成工作。
短期内，仓储行业可能是从自动化中获益最多的行业。在过去十年里，人们对仓储内物料搬运中使用机器人的热情不断升温，这得益于人们对其应用的理解日益成熟。
十年前，当人们想到机器人时，大多想象的是自主导引车辆在仓库中穿梭。这种观念部分源于 2012 年亚马逊收购 Kiva Systems 所获得的媒体关注。但自那次收购以来，该领域经历了广泛的投资活动，而消费者不断演变的在线购物行为也推动了对更优、更快、更便宜的物料搬运解决方案的需求，而这正是机器人能够释放的潜力。
现在，我们可以公平地说，仓库中机器人的使用终于达到了一个临界点。此外，我们有信心地表示，攻克这一难题将对一个行业产生巨大的影响，该行业预计到 2030 年价值将达到 6250 亿美元。原因如下。
劳动力短缺增加了对自动化的依赖，以实现生产力目标
今天的仓库工人确实是在一个独特的环境中工作。尽管对商品需求的显著增长是新冠疫情后经济强劲复苏的标志，但不幸的是，这一现象正发生在严重的供应链短缺和劳动力挑战之中，进而引发了一系列问题，如订单积压和库存空间不足。
因此，仓库业主不得不想办法在资源减少、人员缩减的情况下提高生产力。毕竟，根据美国劳工统计局最近的一份报告，2021 年底，仓储行业的员工辞职是导致创纪录的离职潮的主要原因之一。
他们支持员工并满足需求的一种方式是部署更多的仓库机器人，这些机器人在近年来采用了显著增长。确实，管理者意识到，当他们将工业机器人的力量、精确性和速度与人类工人的创造力、判断力和灵巧性相结合时，可以实现更加灵活和高效的仓库运作。
例如，自主移动机器人（AMRs）能够在几乎不需要监督的情况下在环境中移动，被用于执行低技能任务，如运输、拾取和放置产品，以便人类工人可以专注于其他为产品或运营增加价值的任务。与此同时，仓库管理人员使用固定式机器人（即固定在地板上的机器人）来执行拣选和放置、分类以及货物检查等任务。
根据 Veo Robotics 的经验，我们看到高度自动化或混合方法每小时可以轻松完成 200 多次拣选，而在传统低度或无自动化的环境下，一个人每小时只能完成 40-60 次拣选。
然而，未来的方向并不是一个完全自动化、无需人工操作的“无人”仓库。全自动化或仅需机器编程和维护的设施在经济上并不合理。相反，人机协作的工作团队才是我们的未来。这意味着我们必须找到一种方式，确保两者能够安全且高效地并肩工作。
机器人现在可以在仓库中实现无围栏的安全运行
机器人本质上具有危险性，但由于对安全的文化和承诺，涉及机器人的工业事故很少见。事实上，如果你算一下账，美国大约有 2.5 亿辆汽车在运行，你被汽车撞死的可能性比被机器人杀死的可能性高约 150 倍。然而，随着机器人在仓库中的使用量激增，需要保护的是人类与其机器人同事之间的互动。
过去解决这一挑战的一种方法是使用协作机器人或功率和力受限（PFL）机器人，但这种解决方案会带来其他问题，即牺牲了行程、速度和载荷能力。这让我们想到了全工业强度的机器人，这些机器人可能用于仓库中堆叠或卸载大型托盘。由于它们通常重达数千磅，历史上它们一直被隔离在带有围栏的工作单元环境中，与人类分开。
幸运的是，在过去几年里，安全传感器和智能技术取得了重大突破，使仓库经理能够摆脱围栏方法和过时的技术，如使用光幕。为了提供一些视角，想想对于仓库经理来说，维护一个可能缺少抓取操作或在混合托盘构建中出现故障的围栏机器人是多么低效和昂贵。这是因为首先，工人必须通过机器人的安全防护来纠正故障，然后进行手动重启。当然，这迫使仓库部分停止运营，直到完成，最终意味着收入损失。
现在，新的 3D 防护方法，如速度和距离监控（SSM），遵循国际标准化组织制定的标准，例如 ISO 10218-1 和 ISO/TS 15066，意味着机器人终于可以从它们的笼子里解放出来，仓库工人可以在协作机器人应用中保持安全，因为 SSM 赋予任何机器人空间意识，以避免周围的人和障碍物。
虽然 SSM 的使用仍处于早期阶段，但它将机器人从笼子中解放出来的潜力不容忽视。仓库运营商可以降低对围栏工作单元的投入，提高机器人的产出，并利用设施地板上 newfound 的灵活性。
利用人机协作的灵活性释放所需空间
根据一些报告，仅美国到 2025 年就需要另外 10 亿平方英尺的仓库空间，以跟上电子商务的繁荣，并将零售商品更靠近客户以便更快配送。此外，获取现有空间的价格也在飙升。根据 CBRE 集团最近的一份报告，工业仓库的租赁价格上涨了 25%，空置率处于自 2002 年以来的最低水平。
结果是，每个仓库运营商或租赁仓库空间的公司都在试图用更少的资源做更多的事情。需要找到新的解决方案来提高仓库的存储容量，并找到更好的方法让工人、零售商品和机器人共存并在仓库设施中近距离接触。虽然有些人认为接近 100% 自动化可能是最大化空间的秘诀，但完全自动化实际上会降低设施的灵活性。
当所有仓储流程都实现自动化时，一切必须精确放置，每个部件都必须位于其正确的位置。在部件和流程方面几乎没有偏差的空间。夹具必须恰到好处，任何未能遵守严格流程设计的行为都会触发错误、生产线停机以及需要人工干预。相反，引入灵活性并在仓库内释放空间的最佳方法是同时充分利用设施地板上两种最灵活的资源：人类和机器人。
在无需围栏的区域中，让人类与机器人轻松且安全地协同工作，将实现更为灵活的仓库布局。除了提升无围栏环境的空间利用率外，人机协作还能缩短订单处理时间、加强库存管控、提高拣选效率并减少流程错误。所有这些优势意味着仓库出入口的货物吞吐量更大，从而也消除了对额外空间的需求。
关于在仓储环境中使用自动化的这场大辩论或许永远不会终结。但随着市场条件不断变化，对更灵活设施的需求持续上升，我们越是探讨这一话题，其内在潜力就越发显现。事实上，当前仓储行业正处在关键节点。随着外部因素不断给仓储从业者带来挑战，人与机器的协作可能成为最具经济效益的解决方案。