倉儲自動化：大趨勢下的小元件

在全球數(shù)字化轉(zhuǎn)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(yīng)用場景，更是智能化的重要著力點，比如倉儲行業(yè)。這也推動倉儲自動化日漸成為引人注目的風(fēng)口。

倉儲自動化起源于20世紀(jì)50年代的美國，彼時開發(fā)者將計算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的高架倉庫中，開創(chuàng)了自動化倉儲的先河。人們很快意識到此舉對于提升倉儲運營效率、降低綜合成本的好處，因此很快將這樣的成功案例復(fù)刻到了更廣泛的倉儲應(yīng)用中。

時至今日，倉儲自動化根據(jù)應(yīng)用場景的不同，演化出了兩種類型：

●   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，實現(xiàn)物料自動傳輸與訂單自動處理，提高生產(chǎn)配套效率、車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(lán)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，實現(xiàn)信息自動傳輸與訂單自動處理，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。此類應(yīng)用業(yè)已成為今天龐大的電商王國不可或缺的支柱。

可見，倉儲自動化已經(jīng)與智能制造、電子商務(wù)這兩個重要的經(jīng)濟(jì)引擎深度綁定，其未來可持續(xù)的發(fā)展前景毋庸置疑。據(jù)Allied Market Research的市場研究數(shù)據(jù)，2022年全球倉庫自動化市場規(guī)模約為157億美元；在2023至2031年間，預(yù)計該市場的年復(fù)合增速為15.3%，在2031年將達(dá)到576 億美元。

圖1：倉儲自動化在降本增效方面成效顯著

（圖片來源：TE）

倉儲自動化中的創(chuàng)新技術(shù)

按照比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x，倉儲自動化是指通過信息化、物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)電一體化等技術(shù)，提供智能化物流解決方案，通過將物料出入庫、存儲、輸送、生產(chǎn)、分揀等物流過程自動化、信息化和智能化，來實現(xiàn)降本增效的目的。由此不難看出，新技術(shù)的應(yīng)用是倉儲自動化發(fā)展的底層驅(qū)動力。

與其他自動化系統(tǒng)類似，倉儲自動化系統(tǒng)也包括感知、連接、決策、執(zhí)行等幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，構(gòu)建起了一個完整的數(shù)據(jù)產(chǎn)生、傳輸、處理和應(yīng)用的鏈條。這其中，也是各種創(chuàng)新技術(shù)的演兵場。

識別與感測

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

物聯(lián)網(wǎng)

高效物流傳送的背后，實際上是更為高效的數(shù)據(jù)流的傳輸。物聯(lián)網(wǎng)為倉儲自動化提供了一個數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)骨架，特別是無線連接技術(shù)的應(yīng)用，將大量的倉儲設(shè)備連為一體，確保數(shù)據(jù)在其中快速而準(zhǔn)確地傳遞。

倉儲管理系統(tǒng)（WMS）

這是整個倉儲自動化系統(tǒng)的“大腦”，匯聚來自各方面的數(shù)據(jù)，并通過處理最終形成決策指令，驅(qū)動整個倉儲系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)。值得注意的是，AI技術(shù)的應(yīng)用，正在賦能WMS新一輪的迭代升級，建立在海量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的洞察，為優(yōu)化流程、避免故障、提升效率帶來更大的價值。

倉儲機(jī)器人

自主運作的機(jī)器人作為倉儲系統(tǒng)中實現(xiàn)貨物搬運的末端執(zhí)行器，是倉儲自動化的一個重要標(biāo)志，其中具有代表性的包括AGV（自動導(dǎo)航車輛）、AMR（自主移動機(jī)器人）和ASRS（自動存儲和檢索系統(tǒng)）。它們可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的線路（如AGV）或者是自主感知周圍環(huán)境（如AMR）自動化運行，實際上自身就已經(jīng)是一個集環(huán)境感知、決策規(guī)劃和控制執(zhí)行于一體的綜合智能設(shè)備，且產(chǎn)品的功能和形態(tài)也日趨多樣化。

智能基礎(chǔ)設(shè)施

為了支撐整個倉儲系統(tǒng)的智能化發(fā)展，相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)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(jiān)控設(shè)備等，這也是將倉儲自動化系統(tǒng)無縫融入到倉儲物流體系中的關(guān)鍵。

當(dāng)然，想要構(gòu)建起一個理想的倉儲自動化系統(tǒng)，要從大量具體而微的技術(shù)細(xì)節(jié)入手，元器件的選型就是不容忽視的一個環(huán)節(jié)。如何正確選擇元器件，以滿足新一代倉儲自動化系統(tǒng)設(shè)計的要求？其中需要考量的要素有很多，不過有三個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(shè)計的可靠性

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

確保系統(tǒng)的可靠性是一個綜合性的工作，其中任何一個環(huán)節(jié)都不容疏漏。比如，在空間密閉而緊湊的倉庫中，隨著電子設(shè)備越來越多，EMI（電磁干擾）設(shè)計方面的挑戰(zhàn)會特別突出。這是因為每個電氣或電子裝置均可能是潛在的EMI源，其必須滿足嚴(yán)苛的EMI可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求。

TE Connectivity （TE）的Corcom濾波器就為抑制電源線路上的EMI問題提供了一個理想的解決方案。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，可過濾額定電壓高達(dá)760VAC和額定電流高達(dá)1,000A應(yīng)用的電磁干擾，以支持大功率的應(yīng)用，且漏電流很低，是倉儲自動化充電設(shè)施等應(yīng)用的理想選擇。而且，該EMI濾波器采用緊湊的書架或底盤設(shè)計，占地面積小，可節(jié)省空間和成本，這也為倉儲系統(tǒng)整體的布局規(guī)劃設(shè)計提供了極大的便利性。

AHV三相EMI濾波器通過了UL 60939-3標(biāo)準(zhǔn)UL認(rèn)證并符合CSA22.2 No 8標(biāo)準(zhǔn)，這無疑為其在復(fù)雜EMI環(huán)境中的應(yīng)用，提供了一個有力的背書。

圖2：Corcom AHV三相高性能EMI濾波器

（圖源：TE）

支持穩(wěn)固而靈活的連接性

隨著進(jìn)入倉庫的智能設(shè)備越來越多，且其電子系統(tǒng)日趨復(fù)雜，必須要認(rèn)真考慮在設(shè)備之間建立穩(wěn)固而靈活的連接。而如果有一種現(xiàn)成商用的互連系統(tǒng)，能夠提供可靠的電氣連接，使用便利，且其通用性還能帶來成本上的優(yōu)勢，肯定會受到開發(fā)者的青睞。

TE的AMPMODU MTE連接器就是為滿足這樣的設(shè)計需求而開發(fā)的。該連接器邊框能夠用引導(dǎo)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(yīng)用十分靈活；其采用的鎖定和極化設(shè)計，有助于實現(xiàn)配接的穩(wěn)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，在提升整個互連系統(tǒng)穩(wěn)固性和靈活性方面也發(fā)揮著重要的作用。其正向閂鎖可防止在劇烈沖擊和振動環(huán)境中脫落，滑動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(shè)計確保了正確插配。該系列電纜組件長度為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，可滿足32AWG至20AWG范圍內(nèi)的線對板和線對線需求。同時，IDC和壓接式觸點可互換，這也使得現(xiàn)場維修變得更為方便。

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

圖3：AMPMODU MTE現(xiàn)成電纜組件

（圖源：TE）

無死角守護(hù)更高的安全性

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

通常來講，整個自動化系統(tǒng)的安全，需要從幾個不同的層面一起著手，才能確保安全無死角。首先，在元器件級方案上，就要選用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的物料；其次，在系統(tǒng)級設(shè)計上，要充分考慮安全冗余，確保在局部出現(xiàn)失效或故障的情況下，整個系統(tǒng)仍能安全運作；再有，要部署相關(guān)的安全監(jiān)測設(shè)施，保證及時發(fā)現(xiàn)安全問題并進(jìn)行處理，在這方面引入基于AI和大數(shù)據(jù)分析的預(yù)測性維護(hù)，做到防患于未然，是當(dāng)下一個重要的技術(shù)路徑；最后，一旦出現(xiàn)了安全問題，要有快速而可靠的終止機(jī)制，通過人工的干預(yù)，守住這道最后的安全防線。

在守衛(wèi)這最后一道安全防線中，“一按即?！钡陌粹o急停開關(guān)就是一個看似簡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(hù)中的關(guān)鍵作用，在設(shè)計和制造時也不可隨便。

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

圖4：Alcoswitch PBES16按鈕急停開關(guān)

（圖源：TE）

本文小結(jié)

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

不過，盡管倉儲自動化、智能化的愿景十分宏大，但是實現(xiàn)起來必須從每一顆小小的元器件入手，選擇那些能夠順應(yīng)倉儲自動化發(fā)展大趨勢的物料，依托每一顆料的性能優(yōu)點最終構(gòu)建起整個系統(tǒng)的大優(yōu)勢。

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