【導(dǎo)讀】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(duì)于效率和成本比較敏感的應(yīng)用場(chǎng)景，更是智能化的重要著力點(diǎn)，比如倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)。這也推動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化日漸成為引人注目的風(fēng)口。
倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化起源于20世紀(jì)50年代的美國(guó)，彼時(shí)開發(fā)者將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的高架倉(cāng)庫(kù)中，開創(chuàng)了自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)的先河。人們很快意識(shí)到此舉對(duì)于提升倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)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(fù)刻到了更廣泛的倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用中。
時(shí)至今日，倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)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(chǔ)、輸送和信息化管理，實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)傳輸與訂單自動(dòng)處理，提高生產(chǎn)配套效率、車間物流管理水平以及倉(cāng)儲(chǔ)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(chǔ)、分揀、配送和信息化管理，實(shí)現(xiàn)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。此類應(yīng)用業(yè)已成為今天龐大的電商王國(guó)不可或缺的支柱。
可見，倉(cāng)儲(chǔ)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(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(chǎng)研究數(shù)據(jù)，2022年全球倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模約為157億美元；在2023至2031年間，預(yù)計(jì)該市場(chǎng)的年復(fù)合增速為15.3%，在2031年將達(dá)到576 億美元。
圖1：倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化在降本增效方面成效顯著
（圖片來源：TE）
倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化中的創(chuàng)新技術(shù)
按照比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x，倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)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(kù)、存儲(chǔ)、輸送、生產(chǎn)、分揀等物流過程自動(dòng)化、信息化和智能化，來實(shí)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(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化發(fā)展的底層驅(qū)動(dòng)力。
與其他自動(dòng)化系統(tǒng)類似，倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)也包括感知、連接、決策、執(zhí)行等幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，構(gòu)建起了一個(gè)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(chǎng)。
識(shí)別與感測(cè)
現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)管理依托RFID技術(shù)，可以自動(dòng)讀取倉(cāng)庫(kù)中不同貨物的數(shù)字標(biāo)簽，識(shí)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(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)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(shí)際上是更為高效的數(shù)據(jù)流的傳輸。物聯(lián)網(wǎng)為倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化提供了一個(gè)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(cāng)儲(chǔ)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(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）
這是整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)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(dòng)整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的高效運(yùn)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(jí)，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(jià)值。
倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人
自主運(yùn)作的機(jī)器人作為倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)貨物搬運(yùn)的末端執(zhí)行器，是倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化的一個(gè)重要標(biāo)志，其中具有代表性的包括AGV（自動(dòng)導(dǎo)航車輛）、AMR（自主移動(dòng)機(jī)器人）和ASRS（自動(dòng)存儲(chǔ)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(dòng)化運(yùn)行，實(shí)際上自身就已經(jīng)是一個(gè)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(gè)倉(cāng)儲(chǔ)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(jí)，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(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)無縫融入到倉(cāng)儲(chǔ)物流體系中的關(guān)鍵。
當(dāng)然，想要構(gòu)建起一個(gè)理想的倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)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(gè)環(huán)節(jié)。如何正確選擇元器件，以滿足新一代倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求？其中需要考量的要素有很多，不過有三個(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(shè)計(jì)的可靠性
智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)具有連續(xù)不間斷工作的特性，因此對(duì)于高可靠性和長(zhǎng)壽命具有天生的依賴?？梢韵胍姡谝粋€(gè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的倉(cāng)庫(kù)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(gè)綜合性的工作，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)都不容疏漏。比如，在空間密閉而緊湊的倉(cāng)庫(kù)中，隨著電子設(shè)備越來越多，EMI（電磁干擾）設(shè)計(jì)方面的挑戰(zhàn)會(huì)特別突出。這是因?yàn)槊總€(gè)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(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(jí)或單級(jí)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(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)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(jì)，占地面積小，可節(jié)省空間和成本，這也為倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)整體的布局規(guī)劃設(shè)計(jì)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(gè)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(cāng)庫(kù)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(shì)，肯定會(huì)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(jì)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(jì)，有助于實(shí)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(xiàng)，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(gè)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(dòng)環(huán)境中脫落，滑動(dòng)保持尾部選項(xiàng)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(jì)確保了正確插配。該系列電纜組件長(zhǎng)度為3"和11.8"，具有母頭對(duì)母頭和公頭對(duì)公頭組裝選項(xiàng)，還可提供各種端接（包括壓接和IDC）、電鍍和安裝選項(xiàng)，可滿足32AWG至20AWG范圍內(nèi)的線對(duì)板和線對(duì)線需求。同時(shí)，IDC和壓接式觸點(diǎn)可互換，這也使得現(xiàn)場(chǎng)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(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化中的諸多設(shè)計(jì)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(dòng)化的一個(gè)分支，倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)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(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)本身的安全性，即要避免設(shè)備運(yùn)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(chǎng)景中，這種安全訴求顯得更為迫切。
通常來講，整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全，需要從幾個(gè)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(jí)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(jí)設(shè)計(jì)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(gè)系統(tǒng)仍能安全運(yùn)作；再有，要部署相關(guān)的安全監(jiān)測(cè)設(shè)施，保證及時(shí)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(cè)性維護(hù)，做到防患于未然，是當(dāng)下一個(gè)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(gè)看似簡(jiǎn)單卻不可或缺的存在。大家對(duì)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(jì)和制造時(shí)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(jí)，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(hào)，并提供兩種不同的致動(dòng)器按鈕樣式選項(xiàng)，可以說是倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)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(huì)占到經(jīng)營(yíng)總成本的30%左右，因此將倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化作為降本增效的切入點(diǎn)，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(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化、智能化的愿景十分宏大，但是實(shí)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(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化發(fā)展大趨勢(shì)的物料，依托每一顆料的性能優(yōu)點(diǎn)最終構(gòu)建起整個(gè)系統(tǒng)的大優(yōu)勢(shì)。
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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的基石，來詳細(xì)了解一下吧！
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