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将 AGV 和 AMR 提升到新的效率水平

作者：Chuck Cobb 和 Dan Hext

垂直往复式输送机 (VRC) 是仓库运营中两大趋势之间的关键纽带，可大幅提高效率和盈利能力：

• 移动机器人——自动导引车 (AGV) 和自主移动机器人 (AMR) 的广泛采用正在改变设施内物料的水平移动，彻底改变物流和物料处理流程。
• 垂直空间利用——在追求物流效率、不断上升的房地产成本和最后一英里配送需求的推动下，仓库和生产设施正在通过向上而不是向外扩展来优化“立方体空间利用率”。

VRC 无缝集成了水平和垂直物料处理流程，促进了三维物料的顺畅自动流动。这些灵活而紧凑的系统可以融入各种布局，并可用于多种不同的应用。

将 VRC 与移动机器人以及其他手动和自动化设备相结合，通常是几乎任何类型的仓库或生产环境中访问更高的货架、拣选模块、夹层和多个楼层的最有效、最安全和最具成本效益的解决方案。

移动机器人的快速应用

AGV 和 AMR 正在彻底改变许多行业的物流。在工厂中，这些技术进步使物料搬运和装配线任务自动化。这不仅提高了生产率，而且还通过从人类工人手中接管危险或重复性任务来提高工作场所的安全性。

AGV 遵循预定路径，而 AMR 则采用先进的传感器和 AI 实现灵活导航。AGV 的初始成本较低，因此在无障碍路线中，生产和包装操作有时会首选 AGV，因为在这些路线中，可预测的材料交付时间至关重要。相反，AMR 在动态和混乱的环境中具有无与伦比的适应性，使其成为大型仓库和配送中心的理想选择。

移动机器人对于工业 4.0 的发展至关重要，可提高制造业的效率、灵活性和自动化程度。它们能够在各种场景中自主导航和执行任务，因此在推动更智能、更互联的工厂生态系统方面不可或缺。

在仓库中，这些机器人的影响更加明显和具有变革性。推动其迅速采用的因素有几个：

• 电子商务增长：随着电子商务继续呈现爆炸式增长，随着次日送达的期望和直接面向消费者的营销模式，AGV 和 AMR 成为满足更快订单履行和库存管理需求的关键。
• 现代分销的复杂性：现代仓库和配送中心需要从传统的配送模式快速发展为全渠道模式，能够灵活地挑选箱装产品、满足零售店订单、挑选和包装单个消费者订单以及处理客户退货和产品翻新。
• 劳动力短缺和成本上涨：由于劳动力短缺问题持续存在，尤其是在物流和制造业，AGV 和 AMR 通过自动执行重复性任务提供了解决方案。
• 技术进步：增强的传感器、人工智能和更好的电池使 AGV 和 AMR 更具适应性和效率，能够自主执行复杂的任务。
• 安全与效率：与叉车和手动物料搬运设备相比，AGV 和 AMR 可提高工作场所的安全性和运营效率，处理危险任务并实现全天候精确运行。

垂直立方体利用率

二三十年前，配送中心的净高通常为 24 至 32 英尺（即从地板到天花板的垂直空间）。如今，由于土地稀缺和成本上涨（尤其是在城市中心附近），以及消防和物料搬运技术的进步，行业净高标准已变为 36 至 40 英尺，对更高建筑的需求也在不断增长。

为优化最后一英里配送而设计的多层设施的快速增长也推动了人们向高层建筑转变，以满足人口密集地区对更快、更高效的配送系统日益增长的需求。

利用“垂直立方体”不仅可以最大限度地提高存储量，还可以简化操作，改善材料处理、生产率和安全性，而无需进行水平扩展。利用上层还可以释放出主要的码头层空间，用于关键的装运、接收或重新包装流程。

此外，仓库和工厂设计中的立体利用概念标志着可持续性和能源效率的重大转变。通过最大限度地利用立体空间，同时最大限度地减少建筑外墙的面积，设施可以显著降低供暖、通风和空调成本。这种方法不仅可以降低土地和建筑的初始投资，还可以在维护、运营甚至房产税方面实现长期节省。

根据 ASME B20.1 标准，VRC 属于传送装置（而非载人电梯），因此安装和维护成本比电梯更低。

VRC：自动化物料搬运的理想选择

这两种趋势（移动机器人和垂直空间利用）之间的共生关系通过 VRC 技术实现，体现了战略性地采用先进自动化技术和空间利用概念如何彻底改变仓储和制造业。

VRC 的功能类似于电梯，但有一个根本区别：VRC 旨在移动物料负载，而不是人员。根据 ASME B20.1，VRC 属于传送器（而非载人电梯），因此其安装和维护成本低于电梯。

VRC 有一个封闭的平台，可防止货物在升降过程中掉落。这使得它们比叉车或剪刀式升降机更安全。VRC 可保护员工免受在楼梯上运输物品时受伤，并防止叉车误用超出其安全桅杆升降高度限制。

灵活性

VRC 是一种多功能解决方案，可安装在夹层旁、现有电梯井内或穿过楼层。它们也可以安装在室外。VRC 以其卓越的多功能性和适应性脱颖而出，为自动化物料处理提供了无数机会。它们可以与移动机器人和自动化输送系统无缝集成，也可以手动装卸。

AGV、AMR 和无人驾驶叉车可以带着 VRC 上的负载行驶，到达目的地楼层后继续行驶。或者，它们可以在某一层高效地将负载转移到 VRC 上，然后另一个系统（无论是另一台 AGV、AMR 还是不同的自动或手动物料搬运方法）可以在不同的层接管。

此外，VRC 可以轻松连接自动水平输送系统，促进材料在生产、包装和运输过程中的顺利流动。

这些系统以灵活性为核心进行设计，确保仓库和生产设施始终保持领先地位，并轻松适应新流程和新技术的发展。

无缝过渡

移动机器人进出托架时的无缝过渡至关重要。必须正确对齐地板和托架，以防止损坏机器人和货物，并避免在地板和 VRC 平台之间转移期间出现操作延迟。

PFlow Industries 的可选专利 DeckLock 安全系统可确保货物在装卸过程中平稳安全地运输，即使在重载和连续使用的情况下也能提供多年可靠的服务。它还可以防止装载过程中因超载或刹车故障导致车厢意外下降。

无缝集成

AGV、AMR 和 VRC 与仓库管理系统和车队管理软件的集成代表着物料处理效率的重大飞跃，确保了物料处理生态系统中流畅且有凝聚力的运作。因此，这些机器人可以自动在不同的设施层级之间运输或收集货物，最大限度地减少人工干预的需要，并显著提高吞吐量和运营效率。

这种集成的关键在于促进 AGV、AMR 和 VRC 之间实时通信和互操作性的功能和能力。这种集成确保机器人能够自主且精确地定位自己，以便将货物装载或卸载到 VRC 上。使用先进的传感器、视觉系统和物联网 (IoT) 技术，这些机器能够共享它们的位置、状态和 VRC 内车厢的移动，从而简化物料处理流程。

多种配置选项

VRC 的灵活性和可定制性意味着它们可以与复杂的自动化物料处理系统无缝集成，并适合狭小的空间。有三种基本配置可供选择：

1. 跨骑。 在跨式配置中，VRC 的托架位于两个导柱之间，沿两个导柱的长度垂直分配负载重量。与悬臂配置相比，这种配置可实现更大的起重能力和更大的托架平台尺寸。跨式布局允许 C 装载（从前面装载和卸载）和 Z 装载（在相对侧装载和卸载）模式，并且是没有空间限制且不需要无限装载高度的应用中的绝佳选择。
2. 悬臂。 在悬臂配置中，VRC 的托架由托架一侧的两个导柱支撑，从而可以更灵活地装卸货物，尤其是在空间受限的区域。这种配置允许从 VRC 的三个侧面轻松进入，并支持三种装载模式：C 装载模式（从前面装载和卸载）、Z 装载模式（从相对侧装载和卸载）和 90 度装载模式（从前面装载并从侧面卸载）。
3. 4 柱。 4 柱 VRC 配置将平台定位在四个导柱内，以实现最大起重能力和大平台尺寸。此配置非常适合需要提升和降低大型、笨重和/或超大或极重负载的应用。4 柱系统的配置还使工人能够从任何尺寸的托架上装载或卸载，以实现最大的灵活性。

机械 VRC 与液压 VRC 的自动化比较

VRC 采用坚固的核心提升技术，利用液压或机械系统。液压 VRC 适用于简单的两级提升任务，无需连续操作。

对于大多数自动化流程，机械 VRC 是首选。它们专为处理重负载、实现高速度和持久的连续循环操作而设计。机械 VRC 适用于高度超过 22 英尺或需要超过 6000 磅起重能力的应用，可以运输高达 10,000 磅的负载并达到超过 100 英尺的高度。

VRC 可以将重量从 10 磅到 100,000 磅不等的物料负载提升到两层或多层。与其他物料提升设备不同，VRC 有一个封闭的平台，可防止负载在提升和降低时掉落。这使得它们比叉车或剪刀式升降机更安全。

彻底改变物料处理效率

VRC 扩展了移动机器人的潜力，并实现了前所未有的垂直空间利用效率，从根本上改变了仓库和生产设施。通过实现物料的无缝垂直移动，VRC 可以最大限度地利用设施空间并加速自动化过程，从而实现更快、更安全、更具成本效益的物料处理解决方案。因此，采用 VRC 不仅仅是一种运营改进，更是一种战略升级，使仓库和生产设施处于创新和效率的最前沿。