无人机和机器人仓储管理应用如何拯救沃尔玛们?

　　物联网是通过 Internet 将众多 RFID（射频识别）应用系统连接起来并在广域网范围内对物品身份进行识别的分布式系统。RFID 是物联网的重要部分，射频识别（RFID）标签在现代物品管理上起着革命性的作用，它是产品电子代码（EPC）的物理载体，附着在可跟踪的物品上，且可全球流通。

　　具体而言，RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种环境之下。

　　RFID 最初用于军事领域，转为民用后获得新的生命，目前零售行业是 RFID 应用的主力军，航空、建筑等行业的 RFID 应用也方兴未艾。

　　一直以来，使用 RFID 技术应用于仓储管理已经算是比较成熟的 RFID 应用了。而对于十分庞大的货架，如何提升盘点的速度，就成为了行业内要突破的命题了。传统方式主要通过人工携带读取设备进行数据的读取、分析与管理。然而，这种工作方式存在读取速度慢、读取空间受限，操作受人因失误影响较大等问题，最终导致货物盘点效率较低。

　　随着现代零售业务规模的不断扩大，人力操作模式已经无法满足急剧增长的数据读取、分析、管理需求。例如沃尔玛就在报告上就指出，由于库存记录与库存不匹配，2013 年它的收入损失了 30 亿美元。

　　无人机、机器人平台与物联网行业融合

　　根据 2016 年 RFID 世界网特邀专家林俊奇的预测指出，当前越来越多的零售商将从试点阶段转向正式部署阶段。那些已经部署 RFID 项目的企业将扩大项目规模。零售领域 RFID 技术的使用率将迎稳健增长。同时，无人机和机器人将整合 RFID 技术，用于自动收集数据，从而将员工双手解放出来，让他们做更有价值的事情。

　　在很大程度上，传统零售仓储管理行业正在经历美国军方大规模引进无人机时相似的问题，即人工数量、成本和操作模式无法满足日益庞大的任务需求，需要通过无人机、机器人等人工智能平台来替代和解放人力，减少人工误差，改变工作模式，最终提升工作效率。

　　以零售仓储管理行业为代表的物联网领域正在与无人机、机器人为代表的人工智能技术平台快速融合，实现 RFID 技术的再次繁荣。

　　国外无人机及机器人仓储管理应用

　　当前，国外仓储管理运用人工智能工作装备平台主要有无人机和机器人两种装备。世界各国都在该领域进行了广泛和积极的探索工作。

　　美国

　　1. 沃尔玛

　　2016 年 6 月份，沃尔玛就宣布成立无人机研发团队，计划打造出企业专属的商用无人机，用于库存检察和货物运输，以提高企业工作效率。沃尔玛计划用无人机取代仓库的库存管理人员，在一天内完成人类一个月的工作量，实时监控产品缺货状况和配送详情。

　　2. 麻省理工学院

　　2017 年， MIT 的研究团队开发出一种系统，可以使小型的无人机在数十米远的地方就能够读取到 RFID 标签上的内容，同时识别出标签的具体位置，以此来解决库存数据和实际物料存储位置不匹配的问题。

　　该团队成功解决了室内空间狭小，小型无人机无法携带较大 RFID 读写器的问题。通过采用中继系统使得无人机可以接收中继 RFID 读写器发射的信号。该系统可安装在大型仓库中，以用于连续监控，并解决库存数据与实际物料位置不匹配的问题，并帮助员工快速找到物品的位置。据了解，该系统的平均定位误差约为 19 厘米。

　　3. Trimble 公司

　　美国 Trimble 公司推出了新一代双端口小型化轻量级 RFID 读写器Sargas 2-Port，能够非常完美的嵌入到无人机里使用。该产品内置了 ThingMagic Micro 读取器模组，可实现 9 米范围内每秒读取 750 个标签。拥有 2 个天线，两个天线孔支持 RP-SMA 连接，同时读取器还配备以太网，MicroSD 以及 2 个 USB 端口。此外，Trimble 还提供了一个支持 Java，Dot-Net 以及 C 语语言环境的 SDK 工具。

　　同时，Trimble 也研发推出了自己的无人机 ZX5。该无人机具有 5KG 的有效载荷能力，20 分钟的飞行时间，GPS 功能可以报告航位姿态和被定向的位置信息。

　　Trimble 正在与 Google 在美国试点「智能农场」土壤测量项目。在该项目中，将无源传感器标签插入到土壤中，利用带有传感器的标签来测量土壤水分，使用配备 GPS 和 RFID 的无人机来读取标签采集的数据并上传报告。

　　4. Pric 公司

　　位于美国加州的 Pric 公司已正式通过了 FCC 认证并获得运营商业无人机业务，研发了基于无人机的堆场管理解决方案。利用空中传感器平台通过使用一组阵列传感器来实现露天和室内作业中难以接近的资产库存管理。该方案具有自动回避障碍物、自动返回始发地、自主降落功能、自动读取沿路标签的特性。

　　5. ROBi

　　可视化技术和数字化供应链服务的业界领军公司 Surgere 推出自动优化和库存平衡产品机器人 ROBi，用于帮助生产、存放汽车零部件的企业清点库存，有效提升库存量计算的准确性。目前 ROBi 已在美国俄亥俄州某个一级汽车零部件供应商的配送中心成功通过测试，准备开始大规模部署。

　　ROBi 结合了 RFID 技术和 Fetch Robotics 的移动机器人平台，能从各个角度和方向自动读取标签信息。仓库中所有零部件的信息及位置数据已被事先记录在 Surgere 的云端资产管理系统，通过在程序设定的路线上移动，ROBi 能读取零件、工具及其他资产的标签，将信息传送到云端进行比对、审核，以此判断仓库的库存量变化。

　　ROBi 有人工难以媲美的两个优势：一是机器人能采集包括物品堆叠高度、存储深度和机器人移动速度等多个数据，完全免去了人工手动搜索的必要；二是作为循环计数的一部分，机器人还能绘制记录了设施和货物位置信息的 3D 地图。

　　随着库存定位越来越精准、机器人采集的各类数据日益丰富，机器人将在仓库管理中扮演重要角色。毫无疑问，ROBi 变革了汽车供应链的传统规则，实现了真正的库存盘点自动化。

　　德国

　　2016 年，在德国的 CeBIT 展会上，德国弗劳恩霍夫物流研究院(Fraunhofer IML)和 Aibotix 无人机公司合作展示了基于RFID技术的无人机库存管理系统（InventAIRy）。

　　与目前常见的在货物或托盘上安装 RFID 标签、在仓库内固定安装天线来进行跟踪识别的方法恰恰相反，InventAIRy 在整个飞行过程中，是将读取芯片安装在仓库里的固定位置，而将天线集成在飞行机器人身上，这样 InventAIRy 相当于一个无人驾驶运输系统和库存管理系统的结合体。

　　InventAIRy 飞行机器人通过光学传感器和超声波传感器准确识别周围环境、躲避障碍物，智能规划出最合理的飞行路线，实现定位仓库位置并通过跟踪和识别条形码或 RFID 标签来读取货物信息记录存储物品信息。

　　日本

　　日本电装 WAVE 公司更推出了最远可从约 2.5 米处读取 RFID 标签的 RFID 读卡器 RFID VOCS Scanner UR30。该公司将该产品配备在无人机上，可在户外从空中读取 RFID 标签。

　　阿联酋

　　在阿联酋迪拜，Age 钢铁公司则利用无人机加 RFID 技术在户外堆场追踪库存的钢材产品。由于阿联酋迪拜的室外环境比较恶劣，尤其是在夏季，室外温度可以达到 50 摄氏度，让仓库管理人员难以忍受。Age 将 UHF RFID 标签放置在每一捆钢材上，对无人机进行 GPS 编程，就能通过移动通信报告标签数据。该项目已经在 Age 的 4 个仓储堆场成功应用。

　　从以上的应用案例中可以看到，相对而言，无人机平台具备行动空间比地面机器人更加自由、立体、灵活，移动速度更快，对室外等复杂仓储环境具有适应能力更强的优势。地面机器人则具备读取装备载荷更大，移动精准度更高，读取更加精确等优势。

　　中国

　　当前，物流企业在无人物流方面展开了全方位角逐，而阿里和京东之间的竞争尤其激烈。

　　8 月初，京东宣布在江苏昆山启用无人分拣中心，其最大特点是，从供包到装车，全流程无人操作。与此同时，阿里旗下的菜鸟网络也宣布，自己打造的中国最大机器人仓库已在广东惠阳投入使用。

　　无人机在物联网领域跨界应用的启示

　　相对而言，中国目前无人机、机器人在仓储、物流行业的应用多局限在后端应用环节，前端适用于小型无人机的的专用 RFID 设备开发环节较为缺乏。

　　同时，从美国麻省理工学院的应用案例可以发现，无人机在物联网领域的应用实现的关键在于如何突破无人机载荷较小的局限，一旦做好两项技术接口方面的技术攻关，就可以实现一加一远大于二的效果，实现对仓储管理领域技术应用的重大突破，带来运营管理模式的重大变革。

　　在未来无人机发展过程中，对无人机的应用不能仅仅将其作为一个载荷平台，做简单的技术嫁接工作。同样甚至是更加重要的是对平台局限的突破，优势的开发，做好跨领域应用的技术接口对接，对传统技术思路的创新式改造，结合无人机平台的特征，进行专用接口技术和装备的深度开发。