為了進一步貫徹落實省委、省政府關于深入實施制造業首臺（套）提升工程的有關要求，加大首臺（套）政策支持和推廣應用力度，更好支撐全球先進制造業基地和共同富裕示范區建設，華睿持續創新，以惡劣場景下的自適應智能機器人搬運系統項目首次位列2023年度浙江省首臺（套）裝備名單。該項目系統主要應用在副產品預冷庫內，能有效助力企業實現高柔生產。

圖1 華睿科技首臺（套）項目獲獎

客戶介紹

M公司是一家專注于生豬養殖的綜合現代化企業，其業務涵蓋了飼料加工、生豬育種、生豬養殖、屠宰加工的整個豬肉產業鏈。

項目挑戰

智能機器人搬運系統主要應用在M公司副產品預冷庫內進行入庫、存儲及 出庫作業，對于自動化設備來說，環境惡劣，運行挑戰極大。

圖2   副產品預冷庫環境

（1）預冷庫為低溫高濕的環境，在預冷庫開門時，或者通風管道換氣時，會因溫差大形成霧氣，干擾叉取型AMR導航定位。

（2）肉食品經熱水清洗后表面帶有水漬，在靜置過程中會慢慢滲出體液，且料筐、料架等載具均為鏤空結構，混合液體不斷滲往地面。即使有地漏也無法保障積水排凈，所以地面基本處于濕滑狀態，容易造成AMR打滑。

（3）預冷庫溫度在0~5℃之間，為盡可能的控制能耗，預冷庫空間有限；在保證庫容的前提下，供AMR運行的通道緊湊苛刻，多車交匯難度大。

解決方案

項目主要包含叉取型AMR、料箱式RGV等設備及iWMS、WCS、ICS、RCS等系統。經過用戶的大力支持，華睿前、后端共同攻堅克難，成功實現在低溫高濕的惡劣場景下全自動入庫、存儲、出庫等流程，打造出一套軟硬件結合的高效、精準、穩定的生鮮行業冷庫解決方案。

整體架構如圖3所示：

圖3 副產品預冷庫物流系統整體架構

客戶業務層ERP主要實現產品信息的下發和接收，MES主要負責輸送線的調度和產品信息的傳遞；業務層內還包含華睿的iWMS，主要用于預冷庫內的庫存管理和出入庫的任務分配。

調度層包含ICS、WCS、RCS，ICS負責第三方系統的對接，WCS倉庫控制系統，負責倉儲配套設備的調度；RCS機器人調度系統，負責AMR設備的調度。

設備層主要由AMR、倉儲配套設備RGV、物流設備組成。

預冷庫布局如下圖4所示：

圖4  預冷庫布局示意圖

整體作業流程示意如下圖5所示，其中各個系統模塊分別承擔了不同的內容。

圖5  整體作業流程圖

主要挑戰項如下：

①人工將清洗的產品搬運上輸送線；

②輸送線輸送產品進入預冷庫；

③RGV自動取產品料筐碼放在移動大料架上；

④AMR將裝滿的大料架搬運入庫內進行存儲；

⑤當有出庫需求時，AMR將裝滿預冷產品的大料架搬運至出庫RGV處；

⑥RGV自動取產品料筐放在出庫輸送線上；

⑦輸送線輸送產品出預冷庫；

⑧人工將預冷的產品搬運下線并且打包發貨。

機器人關鍵技術突破

1. 高濕高溫差場景下導航激光自動霧氣檢測技術

項目發明了一種導航激光自動霧氣檢測技術，研發了霧氣檢測方去及裝置，結合2D導航激光傳感器，實現水霧強度檢測和定位導航，提升了系統穩定性。

預冷庫為低溫高濕的環境，在預冷庫開門，或者通風管道換氣時，會因溫差大形成霧氣。形成的水霧會遮擋導航激光的掃描視野，導致激光掃描到很少的定位特征，甚至完全掃描不到定位特征，對導航定位產生了極大干擾。因此，需要對預冷庫中出現大量霧氣的情況進行檢測，然后調整融合導航定位方案，避免影響系統穩定性。

采用復用機器人自身配置的2D導航激光傳感器，實時檢測環境中是否存在過量水霧，抑制水霧對2D激光特征匹配的干擾，并根據水霧強度自適應調整導航策略，提升移動機器人的定位魯棒性，大大改善了預冷庫內由于開關門或溫度差而造成霧氣時的系統穩定性。

2. 高濕環境下的高精度取放貨技術

項目發明了一種高濕環境下的移動機器人和貨架精準定位技術，基于導航激光的庫位與棧板點標定、自動貨架偏移檢測和單舵輪打滑檢測技術，自動矯正移動機器人和貨架的位姿，解決貨物取放的對準難題，提高了系統的運行精度。

移動機器人在高濕環境中工作時，更容易發生打滑現象，影響運行精度及取放貨精度。尤其是肉食預冷庫場景，因食品安全要求，機器人叉齒表面使用平滑的不銹鋼材質，而血水、油污導致貨架與叉齒之間、輪子與地面之間極易發生滑動。因此，需要針對該現象設計高精度取放貨方案，防止因打滑、點位不準等問題造成對接失敗。

采用自動庫位標定技術，能夠同時準確識別計算多個庫位的位置，提升實施效率；采用自動檢測貨架偏移技術，實時識別貨架中心位置，對油水、加減速造成的貨架滑動偏移自動糾偏補償；打滑檢測及自適應調整方案，在車體發生打滑后及時檢測，并控制車體快速回到預定路徑。提升了整個系統在高濕環境下的運行及取放貨精度。

3. 極窄通道多車路徑規劃技術

項目采用了一種AGV車輛路徑規劃方法，研發了極窄通道下多車協同路徑規劃和自適應技術，解決了冷庫的極窄通道運行的難題，提高了調度效率。

在實際應用時，由于地面濕滑導致的車輛打滑等不可抗拒因素，或者人為干預機器人的原因，移動機器人經常會出現不在地圖的拓撲路線上的情況，如果需要人為去恢復會存在操作麻煩的問題，而且會影響車間移動機器人自動化作業效率。

此外，在極窄通道中識別貨物或者庫位之后，因對接目標實際位置與理想位置存在一定偏差，也需要設備自主規劃一條路徑進行對接。因通道空間有限，障礙物信息、其它車輛的位姿信息，都會對路徑規劃提出挑戰，需要讓機器人在窄通道空間內具備自主路徑規劃能力。

采用先驗的通道寬度地圖、實時的激光傳感器信息和其他設備的位姿信息，規劃出一條無碰撞的、符合移動機器人動力學模型的路徑，使得機器人能夠在有限的通道空間內自主回到預定的軌道線上或者完成既定的自主規劃任務，提供多車同時調度與規劃的能力，極大的提升了工業環境下的多車作業效率。

項目效果

為了應對復雜惡劣的環境和比較高的存儲節拍，整個系統在車體設計、異常處理、實施部署、高精度取放貨、高效路徑規劃等方面做出了全面的創新性設計與優化。項目成功應用于M公司的6大廠區預冷庫，實現產品入庫、存儲、出庫的無人化與智能化，提高了出入庫的準確性；提升了管理效率；降低了冷庫的運營成本和管理成本；替代人工在低溫高濕環境下長期作業，改善了員工工作環境。一系列應用效果收到了用戶好評。

此次榮獲浙江省首臺（套）榮譽的自適應智能機器人搬運系統是智能化冷庫管理的重要組成部分，不僅能促進智能化技術在冷庫管理領域的應用和發展，更能推動冷庫管理的數字化、智能化和自動化。

華睿科技是一家專注于機器視覺與移動機器人產品研發、生產和銷售的專業性公司。布局全球市場，聚焦智能制造和智能物流，業務已覆蓋超過30個國家及地區。華睿科技依托在工業領域多年的 AI 技術積累和其建立的工業物聯網生態圈，以技術創新引領公司的發展，不斷為全球客戶提供更優質的產品方案和專業的服務，助力工業數字化，成為領先的一站式機器視覺和移動機器人產品與解決方案提供商。

浙江華睿科技股份有限公司（以下簡稱：華睿科技），是一家專注于機器視覺與移動機器人產品研發、生產和銷售的專業性公司。聚焦智能制造和智能物流，一直堅持圍繞客戶需求，為客戶降本創造價值，讓工廠更智能。

華睿科技作為一家國家高新技術企業，始終堅持技術創新，研發人員占比超過60%，專利申請近300件。在嵌入式軟件、圖像優化、識別算法、網絡傳輸、導航定位、調度及運動控制等技術領域，均處于業界領先水平。

華睿科技產品與解決方案廣泛應用物流、汽車、3C、鋰電、光伏和醫藥等行業，機器視覺產品包含工業相機、線掃相機、智能相機、智能傳感器、3D工業相機和鏡頭等系列產品，主要用于讀碼識別、缺陷檢測、測量和定位，為客戶提供產品一站式采購；移動機器人產品包含潛伏、牽引、叉取和分揀等機器人，主要用于物流倉庫和物料搬運，為物流搬運提供端到端的智能解決方案。

華睿科技依托在工業領域多年的AI技術積累和其建立的工業物聯網生態圈，以技術優勢引領公司的發展，不斷為全球客戶提供更優質的產品和更專業的服務，助力工業數字化，成為工業智能效率專家。