应用案例

电子商务仓库的灵活机器人解决方案

Autonomous mobile robot transporting goods in a warehouse

电子商务仓库几乎已遍布于各个小区。而协助这些仓库内货物移动的新型自主移动机器人 (AMR),其定义在于先进的导航、适应性与整合能力。这些机器人利用光学雷达 (LiDAR)、摄影头及 AI 驱动算法,实现精确制图、避障与实时决策。与传统的无人搬运车 (AGV) 不同,AMR 能够在无需固定基础设施的情况下运行,为动态的仓库环境提供更大的灵活性。

全球物流格局目前正深陷于诸多挑战,包括日益复杂的环境以及亟需改良的作业模式。与此同时,电商的蓬勃发展也产生了对更快速交付与更高效营运的需求。这种压力导致整个产业出现效率低下与职业倦怠的现象,企业正艰难地应对对于速度与准确性不断增长的渴望。过去,公司透过增加人力与延长营业时间来解决这些问题,但由于劳动力成本上升以及普遍的缺工问题(特别是在人口下降的国家),这种方法已难以为继。这些现实迫使产业寻求更具永续性的新方式,以满足现代商业的需求。

随着仓库努力追求更高效率与降低营运成本,AMR 已变得不可或缺,不仅提供快速的投资报酬率 (ROI),还能适应不断变化的电商趋势。然而,高昂的初始投资与对强大网络安全的需求,仍是技术持续演进的关注重点。

关键创新包括能与人类操作员协作的「协作式 AMR」,可优化拣货、分拣与补货等工作流程。例如,配备 AI 的 AMR 能有效地对订单进行群组化并缩短移动时间,进而提高整体产量。与仓库管理系统 (WMS) 的整合则实现了无缝协作,使库存追踪与补货等任务达成自动化。

扩展性是其显著特色,AMR 车队可以逐步扩大,无需进行重大的基础设施变动。先进解决方案还纳入了「群体智能 (Swarm Intelligence)」用于任务分配与车队优化。近期的进展集中在能源效率、延长电池寿命及提升负载能力。此外,5G 与边缘运算的应用也增强了实时响应能力与连接性。

目前,许多仓库在采用机器人解决方案时面临重大挑战。初始设定可能需要额外的硬件设施,导致高昂的前期成本、漫长的安装期与稳定化时间。此外,仓库经常需要与多个利益相关者协调,例如 WMS 供货商、机器人管理平台商、机器人硬件制造商与维护团队,使导入过程既耗时又增加了初始阶段的风险。


低风险的仓库 AMR 方案

满足此应用需求的一项解决方案是:一个无需额外基础设施或设施,即可在任何仓库环境中无缝部署、操作与维护的平台。这种系统已在韩国工厂投入使用,实际上是一种「外挂式 (Bolt-on)」解决方案,能提供上佳拣货流程,利用直觉的机器人与人类员工协作,并通过实时数据检测与判断潜在问题及长期策略。

此系统由两个主要部分组成:一台自主移动机器人 (AMR) 以及一个管理机器人的引擎。机器人针对仓库物理环境与员工需求进行了优化,能与仓库中心无缝协作。其尺寸与结构使其易于整合至现有工作流,而直观的功能则确保了用户能快速上手。

该机器人配备 2D LiDAR 与 3D 摄影机传感器,提供精确的自主导航、避障以及快速地图构建能力。这些功能对于空间有限、步调极快的仓库中心至关重要。尽管具备先进功能,该机器人的价格设定依然极具吸引力,让希望提升营运效率且预算有限的企业能够负担。

第二个组件「管理引擎」扮演着工作流优化平台的角色,提供一系列旨在精简仓库流程的管理工具。它能与客户的仓库管理系统无缝整合,实现实时订单分析与优化。平台还负责任务分配、多机器人车队管理,并提供实时监控仪表板与查看器。该仪表板让操作员能根据需求追踪并响应作业,而平台的数据洞察力则使公司能根据数据分析制定长期营运策略。其结果是一个能以峰值效率运行,同时保持作业完全透明化的仓库。

虽然市场上存在其他类似方案,但此平台提供独特的简洁性与客户体验。部分原因在于所有环节——从机器人硬件到软件与平台——皆为自主开发。因此,仓库只需与单一供货商及联络窗口对接,即可处理从初始仓库分析、采用、稳定化、营运到持续维护的所有事务。

System architecture diagram featuring ASUS IoT products in an autonomous mobile robot setup

AMR 内部的核心大脑

机器人内部的主控制计算机为 ASUS IoT PE2000U。这台嵌入式计算机让机器人能在仓库内自主运作,控制各种机器人程序,如立即寻址与地图构建 (SLAM)、计算机视觉、导航与传感器处理。这些机器人程序运作于 PE2000U 上的 ROS2 中间件环境。

PE2000U 搭载 Intel 第 12 代 Core 处理器(代号 Alder Lake),其采用混合架构结合高性能 (P) 核心与能效 (E) 核心,优化多任务处理与能源效率。它支持 DDR5/DDR4 内存、PCIe 5.0 与先进 AI 功能。处理器内置 Intel Thread Director,可实现智能工作负载管理。基于 Intel 7 制程,它提供了更高的频率速度、更佳的散热管理与强化的超频特性。

PE2000U 创新的散热系统允许平台仅透过散热片而非风扇运作,这对于仓库等粉尘环境至关重要,这部分归功于计算机极低的整体功耗。从输入电源来看,它支持 9 至 36 V 运作,为整合商提供了极大灵活性。此外,电源接头采用锁定式连接器设计,可承受移动机器人产生的高强度震动与冲击,确保稳定的电力供应。

在通信方面,PE2000U 提供丰富的 RS232/485 串口、USB 与 LAN 接口,皆为机器人应用的常见界面。由于天线接口可置于多个位置,减少了电缆布线受机器人内部组件放置干扰的情况。

在整合 PE2000U 时,功耗是关键因素,特别是其低功耗特性支持长效的无线运行。从软件层面看,CPU 效能至关重要。得益于 PE2000U 卓越的 CPU 规格,机器人软件得以流畅快速运行,无后顾之忧。

PE2000U Front view without antenna

华硕工业主板协助提升生产力

客户的最终目标并非用机器人取代人类员工,而是旨在透过机器人承担重复性、体力消耗大或耗时的任务,来支持并增强人类的努力。这让人类员工能专注于更复杂、具创意且更有意义的工作,进而提升整体的生产力与工作满足感。

华硕为上述机器人应用维持了多元化的单板与嵌入式计算机产品线。此外,每个系列皆提供多种 CPU 选项,让制造商能根据需求选择规格,且硬件拥有多种尺寸,可弹性适配特定应用情境。

凭借超过 30 年的设计创新专业、售后服务、对预测变化的快速应变能力以及长期技术支持,华硕协助客户加速产品上市。欢迎立即联系销售团队。