内部物流 4.0：自动化仓库作业中的机器视觉

内部物流 4.0 代表着仓库和配送中心处理材料和产品方式的重大飞跃。通过整合先进技术，企业可以优化订单执行并提高整体效率。

目录

1. 什么是内部物流
2. 我们为什么要关注内部物流
3. 内部物流和电子商务中的关键自动化流程
4. 内部物流 4.0 技术
5. 内部物流中机器视觉的主要考虑因素
   
6. 内部物流 4.0 的实际应用案例
   

作为一家为各行各业（包括物流业）制造 3D 工业相机的公司，Zivid 认识到内部物流有其自身的领域，需要克服各种挑战。为了了解如何应对这些挑战，我们与客户交谈，了解仓库中经常出现的流程以及执行这些流程所需的技术创新。

我们在本文中总结了所学到的知识，并深入探讨了内部物流 4.0 的核心内容。

什么是内部物流？

内部物流指的是在生产或配送设施内的物流管理。传统物流包括更广泛的供应链活动，包括运输和仓储；而内部物流则不同，它特别关注材料、货物和信息的内部流动。

这包括订单分拣、分类、存储和处理材料等任务。了解什么是内部物流 对于优化内部流程和实现无缝运营至关重要。

我们为什么要关注内部物流？

管理库存是一项重要而复杂的任务，库存中可能包含数以万计的不同物品，在电子商务中甚至可能有数以百万计的物品。识别、分类和处理这些种类繁多的产品，以及它们的不同材料和包装，是简化仓库流程的一项重大挑战。

这时，高质量的 3D 视觉和人工智能就变得不可或缺。新技术能够精确识别和处理更多种类的物品，减少错误，让人类专注于更有意义的操作。

内部物流和电子商务中的关键自动化流程

内部物流涉及多个对仓库和配送中心成功运营至关重要的部分。

电子商务的兴起进一步凸显了高效内部物流的重要性。现在，快速完成订单和准确交付是人们所期望的，也是必不可少的，因此先进的内部物流流程不可或缺。

1. 存储和仓储
   这一流程包括在指定设施内储存和管理货物，直到需要配送或销售为止。仓库提供了一个安全和半受控的环境，根据产品的特性将其放置在托盘、货架或货箱中。
   
   
2. 订单分拣（或单件分拣）
   履行订单的核心活动，即从仓库中小心提取物品以完成客户要求。在快节奏的网购世界中，高效的订单执行是一项竞争优势。在内部物流中，这一步骤是指将物品移至包装并准备出库，通常是装入新订单的手提箱或最终的运输箱。
   
   
3. 配送
   仓库是供应链的重要枢纽，有助于及时、经济高效地配送货物。产品被接收、分类并准备装运到零售商、批发商或直接送到消费者手中。
   
   
4. 增值服务
   仓库通常提供附加服务，如贴标签、包装以及将多个物品合并成一个包装。这些服务可提升产品价值，提高客户满意度。
   
   
5. 库存管理
   跟踪库存水平至关重要。仓库利用条形码和库存管理软件等技术来监控库存、管理重订点并确保库存准确性，从而防止库存过多和缺货。

内部物流 4.0 中的技术

要使这些流程不仅能够日常运作，而且能够实现高效率和高生产力，先进的技术发挥着至关重要的作用。目前，我们正处于各种技术的最前沿，这些技术使仓库的数字化和自动化水平更上一层楼。下面列出的技术就是行业创新要点的范例。

机器学习和人工智能

机器学习和人工智能（AI）是内部物流 4.0 的核心。这些技术通过分析大量数据来优化各种流程，例如优化分拣、检测和物品拣选的路线规划，从而加快流程。人工智能算法还可以通过识别人类操作员可能忽略的模式和见解来加强决策，从而实现更智能、更高效的运营。

数字孪生

数字孪生是物理系统的虚拟复制品，用于在数字环境中模拟和分析现实世界的流程。在内部物流中，数字孪生系统使仓库管理人员能够在不中断实际操作的情况下可视化和优化布局、监控设备性能并测试不同的方案。

分拣机器人

单件拣选机器人的设计目的是实现拣选过程的自动化，从存储位置准确地拣选出单个物品，并将其放入适当的容器中进行装运。这些机器人通常使用先进的视觉软件和 3D 摄像头，帮助它们精确地识别和处理物品。

自动导引车 (AGV)

自动导引车 (AGV) 是一种移动机器人，可在仓库内运输货物，无需人工干预。AGV 遵循预定路径，可用于执行各种任务，如运输托盘、纸箱和其他材料。它们配备有传感器和导航系统，可以避开障碍物，确保安全运行。

工业机器视觉

机器视觉系统利用先进的成像技术捕捉仓库环境的详细视觉信息。这些数据对于创建精确的数字孪生系统、实时监控和优化仓库运营至关重要。

在 AGV 中，机器视觉可实现精确导航和障碍物检测，确保货物安全高效地移动。对于分拣机器人来说，机器视觉可提供识别、定位和处理物品所需的精确度，确保高速分拣并最大限度地减少错误。

内部物流中机器视觉的主要考虑因素

机器视觉在内部物流 4.0 中发挥着关键作用。在实施这些系统时，请考虑以下几点：

• 准确性：尺寸真实度是准确性的重要组成部分，因为如果抓取器漏掉一个物品，很容易将其撕裂或弄坏。因此，应选择精度高、真实度误差小的 3D 相机，并确保即使在实验室测试之外也能保持较低的真实度误差。
• 点云覆盖范围和质量：在订单执行过程中，必须处理的物品类型是无限的。寻找一种机器视觉系统，它能创建对比度失真小、覆盖材料范围广（有光泽、透明和黑色）的点云。
• 灵活性和视场角：机器视觉系统应能覆盖广泛的工作范围，并能轻松集成到分拣单元中。就灵活性而言，有两种方法可供选择。安装在机器人上的宽视场角相机具有 360° 范围的灵活性，因此非常有用；而选择视场角较窄（但工作范围更广）的固定式摄像头，则可以缩短周期时间，因为机器人无需进行过多的移动。有些分拣单元使用两个工作范围不同的 3D 摄像头。
• 可靠性：选择高质量的系统，以最大限度地减少停机和维护时间。使用寿命要长，在实验室外也要可靠，结果不会随温度变化而波动，对环境光线变化的抵抗力要强，即使在振动环境下也要经久耐用。

在 Zivid，我们的工业3D相机专为满足这些需求而设计，为您的所有内部物流需求提供无与伦比的精度和可靠性。利用我们的技术，您可以优化订单拣选流程，在现代内部物流的竞争中保持领先地位。

内部物流 4.0 的实际应用案例

我们的一些客户已成功采用 Intralogistics 4.0，显著改善了他们的运营。

西门子 SIMATIC 机器人人工智能拣选系统

西门子 开发的解决方案直接解决了内部物流执行过程中长期面临的挑战。SIMATICRobotPick AI 使用Universal Robots机器人手臂和 Zivid 的 3D 视觉技术，将速度带入了单件拣选。

现代物流配送中心需要自动运输大量和多种库存单位（SKU）。无论物品的形状、大小、不透明度如何，新解决方案都能为行业提供可靠有效的分拣方法。

该解决方案集成了最新的尖端技术：

• 西门子 SIMATIC Robot Pick AI：基于深度学习的预训练视觉软件，使机器人能够执行以前仅限于人工干预的任务。
• Universal Robots 的 UR20：该机器人具有伸展范围大、设计紧凑的特点，有助于实现需要长距离搬运重物的自动化应用，同时保持 UR 严格的安全标准。该解决方案兼容整个 UR cobot 系列。
• Zivid 的 2+ M130 摄像头：首款能够对包括透明和半透明物品在内的所有物品进行成像的三维传感器，提高了电子商务和履行应用的可及性和可拣选性。

Comau 的 MI.RA / OnePicker

Comau 的MI.RA/OnePicker设计用于从同一货仓中自主拣选各种物品，而无需基于 CAD 的辅助或有关其尺寸、形状、颜色或特征的事先信息。

这种人工智能支持的解决方案使用先进的视觉技术和传感器来检测和定位随机放置的物品，从而确定清空料箱的最有效方法。

由于透明度是主要关注点之一，Comau 选择 Zivid 2+ 作为其 3D 摄像机的首选，因为它采用了 OmniEngine 视觉技术--捕捉透明度的专利技术。

总结：内部物流 4.0 依赖于机器视觉质量

Intralogistics 4.0 标志着由先进技术整合驱动的仓库运营转型时代的到来。正如我们所探讨的，内部物流 4.0 的精髓在于其通过自动化和数字化优化内部物流流程的能力。

在我们看来，这一转变的核心是机器视觉技术。高质量的机器视觉系统有助于机器人实现现代仓库所需的精度和效率。

正如西门子和 Comau 的实际应用案例所示，Zivid 的 3D 相机等先进视觉系统在克服复杂多变和不可预测的仓库环境方面发挥了重要作用。