倉儲自動(dòng)化：大趨勢下的小元件

在全球數字化轉型的背景下，智能化的浪潮正席卷各行各業(yè)，特別是那些對于效率和成本比較敏感的應用場(chǎng)景，更是智能化的重要著(zhù)力點(diǎn)，比如倉儲行業(yè)。這也推動(dòng)倉儲自動(dòng)化日漸成為引人注目的風(fēng)口。

倉儲自動(dòng)化起源于20世紀50年代的美國，彼時(shí)開(kāi)發(fā)者將計算機控制技術(shù)應用到傳統的高架倉庫中，開(kāi)創(chuàng )了自動(dòng)化倉儲的先河。人們很快意識到此舉對于提升倉儲運營(yíng)效率、降低綜合成本的好處，因此很快將這樣的成功案例復刻到了更廣泛的倉儲應用中。

時(shí)至今日，倉儲自動(dòng)化根據應用場(chǎng)景的不同，演化出了兩種類(lèi)型：

●   工業(yè)生產(chǎn)型 工業(yè)企業(yè)基于原材料、半成品、成品以及零備件等貨物存儲、輸送和信息化管理，實(shí)現物料自動(dòng)傳輸與訂單自動(dòng)處理，提高生產(chǎn)配套效率、車(chē)間物流管理水平以及倉儲管理能力。這已經(jīng)是工業(yè)4.0藍圖中重要的一環(huán)。

●   商業(yè)配送型 主要為商業(yè)企業(yè)提供產(chǎn)品存儲、分揀、配送和信息化管理，實(shí)現信息自動(dòng)傳輸與訂單自動(dòng)處理，提高訂單處理能力，降低訂單分揀成本，進(jìn)而減少流通成本。此類(lèi)應用業(yè)已成為今天龐大的電商王國不可或缺的支柱。

可見(jiàn)，倉儲自動(dòng)化已經(jīng)與智能制造、電子商務(wù)這兩個(gè)重要的經(jīng)濟引擎深度綁定，其未來(lái)可持續的發(fā)展前景毋庸置疑。據Allied Market Research的市場(chǎng)研究數據，2022年全球倉庫自動(dòng)化市場(chǎng)規模約為157億美元；在2023至2031年間，預計該市場(chǎng)的年復合增速為15.3%，在2031年將達到576 億美元。

圖1：倉儲自動(dòng)化在降本增效方面成效顯著(zhù)

（圖片來(lái)源：TE）

倉儲自動(dòng)化中的創(chuàng )新技術(shù)

按照比較嚴謹的定義，倉儲自動(dòng)化是指通過(guò)信息化、物聯(lián)網(wǎng)和機電一體化等技術(shù)，提供智能化物流解決方案，通過(guò)將物料出入庫、存儲、輸送、生產(chǎn)、分揀等物流過(guò)程自動(dòng)化、信息化和智能化，來(lái)實(shí)現降本增效的目的。由此不難看出，新技術(shù)的應用是倉儲自動(dòng)化發(fā)展的底層驅動(dòng)力。

與其他自動(dòng)化系統類(lèi)似，倉儲自動(dòng)化系統也包括感知、連接、決策、執行等幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節，構建起了一個(gè)完整的數據產(chǎn)生、傳輸、處理和應用的鏈條。這其中，也是各種創(chuàng )新技術(shù)的演兵場(chǎng)。

識別與感測

現代倉儲管理依托RFID技術(shù)，可以自動(dòng)讀取倉庫中不同貨物的數字標簽，識別其“身份”并進(jìn)行自動(dòng)化處理，提供了一種高效的解決方案。同時(shí)，更多的傳感技術(shù)也正在被集成到倉儲自動(dòng)化系統中，讓相關(guān)的設備具備諸如機器視覺(jué)和空間感知等能力，以便可以綜合更多的數據，建立更全面的洞察。

物聯(lián)網(wǎng)

高效物流傳送的背后，實(shí)際上是更為高效的數據流的傳輸。物聯(lián)網(wǎng)為倉儲自動(dòng)化提供了一個(gè)數據通信的基礎骨架，特別是無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)的應用，將大量的倉儲設備連為一體，確保數據在其中快速而準確地傳遞。

倉儲管理系統（WMS）

這是整個(gè)倉儲自動(dòng)化系統的“大腦”，匯聚來(lái)自各方面的數據，并通過(guò)處理最終形成決策指令，驅動(dòng)整個(gè)倉儲系統的高效運轉。值得注意的是，AI技術(shù)的應用，正在賦能WMS新一輪的迭代升級，建立在海量數據基礎上的洞察，為優(yōu)化流程、避免故障、提升效率帶來(lái)更大的價(jià)值。

倉儲機器人

自主運作的機器人作為倉儲系統中實(shí)現貨物搬運的末端執行器，是倉儲自動(dòng)化的一個(gè)重要標志，其中具有代表性的包括AGV（自動(dòng)導航車(chē)輛）、AMR（自主移動(dòng)機器人）和ASRS（自動(dòng)存儲和檢索系統）。它們可以根據預先設置好的線(xiàn)路（如AGV）或者是自主感知周?chē)h(huán)境（如AMR）自動(dòng)化運行，實(shí)際上自身就已經(jīng)是一個(gè)集環(huán)境感知、決策規劃和控制執行于一體的綜合智能設備，且產(chǎn)品的功能和形態(tài)也日趨多樣化。

智能基礎設施

為了支撐整個(gè)倉儲系統的智能化發(fā)展，相關(guān)的基礎設施也需要智能化升級，比如為AGV和AMR配套的智能充電站、安全監控設備等，這也是將倉儲自動(dòng)化系統無(wú)縫融入到倉儲物流體系中的關(guān)鍵。

當然，想要構建起一個(gè)理想的倉儲自動(dòng)化系統，要從大量具體而微的技術(shù)細節入手，元器件的選型就是不容忽視的一個(gè)環(huán)節。如何正確選擇元器件，以滿(mǎn)足新一代倉儲自動(dòng)化系統設計的要求？其中需要考量的要素有很多，不過(guò)有三個(gè)方面的需求特別值得關(guān)注，那就是：可靠性、連接性和安全性。

確保EMI設計的可靠性

智能倉儲系統具有連續不間斷工作的特性，因此對于高可靠性和長(cháng)壽命具有天生的依賴(lài)?？梢韵胍?jiàn)，在一個(gè)高速運轉的倉庫物流系統中，任何停工故障都是不能接受的。

確保系統的可靠性是一個(gè)綜合性的工作，其中任何一個(gè)環(huán)節都不容疏漏。比如，在空間密閉而緊湊的倉庫中，隨著(zhù)電子設備越來(lái)越多，EMI（電磁干擾）設計方面的挑戰會(huì )特別突出。這是因為每個(gè)電氣或電子裝置均可能是潛在的EMI源，其必須滿(mǎn)足嚴苛的EMI可靠性標準要求。

TE Connectivity （TE）的Corcom濾波器就為抑制電源線(xiàn)路上的EMI問(wèn)題提供了一個(gè)理想的解決方案。其中，Corcom AHV三相高性能EMI濾波器采用雙級或單級三角形配置，可過(guò)濾額定電壓高達760VAC和額定電流高達1,000A應用的電磁干擾，以支持大功率的應用，且漏電流很低，是倉儲自動(dòng)化充電設施等應用的理想選擇。而且，該EMI濾波器采用緊湊的書(shū)架或底盤(pán)設計，占地面積小，可節省空間和成本，這也為倉儲系統整體的布局規劃設計提供了極大的便利性。

AHV三相EMI濾波器通過(guò)了UL 60939-3標準UL認證并符合CSA22.2 No 8標準，這無(wú)疑為其在復雜EMI環(huán)境中的應用，提供了一個(gè)有力的背書(shū)。

圖2：Corcom AHV三相高性能EMI濾波器

（圖源：TE）

支持穩固而靈活的連接性

隨著(zhù)進(jìn)入倉庫的智能設備越來(lái)越多，且其電子系統日趨復雜，必須要認真考慮在設備之間建立穩固而靈活的連接。而如果有一種現成商用的互連系統，能夠提供可靠的電氣連接，使用便利，且其通用性還能帶來(lái)成本上的優(yōu)勢，肯定會(huì )受到開(kāi)發(fā)者的青睞。

TE的AMPMODU MTE連接器就是為滿(mǎn)足這樣的設計需求而開(kāi)發(fā)的。該連接器邊框能夠用引導肋將較小的母端和引腳組件編成一組，形成較大的單排或雙排鎖定連接器，應用十分靈活；其采用的鎖定和極化設計，有助于實(shí)現配接的穩固性和可靠性；該連接器還提供不同的端接、鍍層等選項，以滿(mǎn)足廣泛的硬件互連需求。

與AMPMODU MTE連接器配套使用的電纜組件，在提升整個(gè)互連系統穩固性和靈活性方面也發(fā)揮著(zhù)重要的作用。其正向閂鎖可防止在劇烈沖擊和振動(dòng)環(huán)境中脫落，滑動(dòng)保持尾部選項有助于在焊接前將連接器牢固地固定在電路板上，極化設計確保了正確插配。該系列電纜組件長(cháng)度為3"和11.8"，具有母頭對母頭和公頭對公頭組裝選項，還可提供各種端接（包括壓接和IDC）、電鍍和安裝選項，可滿(mǎn)足32AWG至20AWG范圍內的線(xiàn)對板和線(xiàn)對線(xiàn)需求。同時(shí)，IDC和壓接式觸點(diǎn)可互換，這也使得現場(chǎng)維修變得更為方便。

總之，有了這樣的現成商用互連產(chǎn)品，就可以一站滿(mǎn)足倉儲自動(dòng)化中的諸多設計需求！

圖3：AMPMODU MTE現成電纜組件

（圖源：TE）

無(wú)死角守護更高的安全性

作為工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)分支，倉儲自動(dòng)化中的安全性是一道不可逾越的紅線(xiàn)。這種安全性上的需求包括倉儲自動(dòng)化系統本身的安全性，即要避免設備運行過(guò)程中各類(lèi)安全事故的發(fā)生；也包括作業(yè)人員的安全，特別是在人機共處、協(xié)同工作的場(chǎng)景中，這種安全訴求顯得更為迫切。

通常來(lái)講，整個(gè)自動(dòng)化系統的安全，需要從幾個(gè)不同的層面一起著(zhù)手，才能確保安全無(wú)死角。首先，在元器件級方案上，就要選用符合安全標準的物料；其次，在系統級設計上，要充分考慮安全冗余，確保在局部出現失效或故障的情況下，整個(gè)系統仍能安全運作；再有，要部署相關(guān)的安全監測設施，保證及時(shí)發(fā)現安全問(wèn)題并進(jìn)行處理，在這方面引入基于A(yíng)I和大數據分析的預測性維護，做到防患于未然，是當下一個(gè)重要的技術(shù)路徑；最后，一旦出現了安全問(wèn)題，要有快速而可靠的終止機制，通過(guò)人工的干預，守住這道最后的安全防線(xiàn)。

在守衛這最后一道安全防線(xiàn)中，“一按即?！钡陌粹o急停開(kāi)關(guān)就是一個(gè)看似簡(jiǎn)單卻不可或缺的存在。大家對于這種“紅色的蘑菇頭” 按鈕一定不陌生，但由于其在安全防護中的關(guān)鍵作用，在設計和制造時(shí)也不可隨便。

以TE Connectivity的Alcoswitch PBES16按鈕急停開(kāi)關(guān)為例，該產(chǎn)品符合IEC 60947-5-1和IEC 60947 5-5標準；具有IP65防護等級，可以承受惡劣環(huán)境；20N的作用力，適用于加固應用并可避免意外觸發(fā)。為了滿(mǎn)足不同應用的要求，該按鈕急停開(kāi)關(guān)還提供焊接或快速連接斷開(kāi)等不同端子類(lèi)型的產(chǎn)品，以及照明或非照明兩種型號，并提供兩種不同的致動(dòng)器按鈕樣式選項，可以說(shuō)是倉儲自動(dòng)化安全防護方面的可靠“衛士”。

圖4：Alcoswitch PBES16按鈕急停開(kāi)關(guān)

（圖源：TE）

本文小結

有分析顯示，很多企業(yè)（特別是中小型企業(yè)）的物流成本會(huì )占到經(jīng)營(yíng)總成本的30%左右，因此將倉儲自動(dòng)化作為降本增效的切入點(diǎn)，就成為了現代制造業(yè)和商業(yè)公司的必然選擇。

不過(guò)，盡管倉儲自動(dòng)化、智能化的愿景十分宏大，但是實(shí)現起來(lái)必須從每一顆小小的元器件入手，選擇那些能夠順應倉儲自動(dòng)化發(fā)展大趨勢的物料，依托每一顆料的性能優(yōu)點(diǎn)最終構建起整個(gè)系統的大優(yōu)勢。

本文所介紹的來(lái)自TE的三款元件，就是能夠幫助你構筑這一競爭優(yōu)勢的基石，來(lái)詳細了解一下吧！