華為企業(yè)無(wú)線高級(jí)營(yíng)銷經(jīng)理 寇超

截至目前，我國(guó)營(yíng)業(yè)性倉(cāng)庫(kù)面積已達(dá)10億平方米，但倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化程度還不到20%，很多倉(cāng)儲(chǔ)貨物的搬運(yùn)甚至還靠人工完成，效率低下、搬運(yùn)出錯(cuò)的問(wèn)題時(shí)常發(fā)生。從這個(gè)角度，建立智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)是大勢(shì)所趨。

作為智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)，從亞馬遜的Kiva倉(cāng)儲(chǔ)AGV(Autonomous Guided Vehicle)開(kāi)始，AGV逐步從重工業(yè)領(lǐng)域延伸到倉(cāng)儲(chǔ)、制造以及醫(yī)療等更廣泛行業(yè)。以倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)為例，根據(jù)《Mobile Robot Platforms, Shuttle Automated Storage and Retrieval Systems, Industrial Robotic Manipulators, and Gantry Robots: Global Market Analysis and Forecasts》預(yù)測(cè)，到2021年倉(cāng)儲(chǔ)AGV出貨量可達(dá)62萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到224億美元。

目前，倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)AGV系統(tǒng)普遍包含分揀或搬運(yùn)AGV和 AGV調(diào)度系統(tǒng)兩部分，二者分工如下。

AGV：通過(guò)掃描二維碼、激光定位等方式確認(rèn)自身的位置，接收調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的指令，完成貨物的往復(fù)搬運(yùn)和分揀。其中定位和避障等計(jì)算處理均在AGV本地完成。

AGV調(diào)度系統(tǒng)：根據(jù)AGV上報(bào)的位置和狀態(tài)信息完成AGV路徑規(guī)劃，并根據(jù)貨物堆放情況為每一臺(tái)AGV下達(dá)搬運(yùn)指令，指引區(qū)域內(nèi)所有AGV互不干擾地工作。

AGV與調(diào)度系統(tǒng)間的基本信息交互過(guò)程如下。

◎AGV以百毫秒級(jí)為周期上報(bào)“心跳數(shù)據(jù)”給調(diào)度系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)包含AGV位置、電量等信息。

◎ 調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)接收到的信息對(duì)AGV路徑進(jìn)行規(guī)劃，并將調(diào)度指令通過(guò)“心跳數(shù)據(jù)”確認(rèn)信息下發(fā)給AGV，指引其行駛至目的地，并在AGV電量不足時(shí)指引其自動(dòng)充電。

◎ 為防止故障導(dǎo)致AGV失聯(lián)，當(dāng)AGV超出設(shè)定的時(shí)間收不到調(diào)度指令時(shí)會(huì)自動(dòng)停止，同時(shí)調(diào)度系統(tǒng)將AGV最后一次上報(bào)的位置信息一定范圍內(nèi)的路徑設(shè)置為不可用，并重新規(guī)劃其余所有AGV行駛路徑，防止一輛AGV故障導(dǎo)致AGV整體調(diào)度出現(xiàn)混亂。

目前，業(yè)界通常采用有線寬帶的無(wú)線延伸——WLAN讓AGV在移動(dòng)的過(guò)程中與調(diào)度系統(tǒng)完成信息交互。然而，對(duì)于應(yīng)用場(chǎng)景中海量AGV，倉(cāng)儲(chǔ)無(wú)線環(huán)境復(fù)雜等獨(dú)特之處，使WLAN技術(shù)在AGV大規(guī)模部署場(chǎng)景中面臨如下挑戰(zhàn)。

◎ 容量與性能間的取舍：WLAN的競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制等因素決定其在AGV大規(guī)模部署時(shí)整體性能會(huì)受到影響。一般而言，當(dāng)超過(guò)約30個(gè)終端同時(shí)工作時(shí)，系統(tǒng)的時(shí)延、帶寬等性能就會(huì)出現(xiàn)不同程度惡化，使各個(gè)AGV的通信時(shí)延增大導(dǎo)致其難以滿足AGV正常工作的需求。

◎覆蓋受限：通常WLAN在室內(nèi)覆蓋距離只有幾十米，如果考慮倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房金屬貨架及地板對(duì)信號(hào)造成的損耗，覆蓋范圍將進(jìn)一步縮小。對(duì)于大型倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房而言，用WLAN方案提供無(wú)線覆蓋意味著更加密集的AP節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致更高的系統(tǒng)故障率和維護(hù)成本，設(shè)備故障導(dǎo)致的停產(chǎn)將直接影響整個(gè)AGV搬運(yùn)效率。

遵循3GPP標(biāo)準(zhǔn)的LTE是已成熟應(yīng)用于世界各大運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線通信技術(shù)，通過(guò)廣覆蓋、安全與可靠等特性為普通消費(fèi)者提供高質(zhì)量的服務(wù)。然而，被認(rèn)為是非運(yùn)營(yíng)商企業(yè)難以企及的稀缺資源——專用頻譜，曾經(jīng)是阻礙LTE技術(shù)應(yīng)用于行業(yè)領(lǐng)域的最大障礙。

作為全球領(lǐng)先的ICT解決方案供應(yīng)商，華為開(kāi)創(chuàng)性地將4.5G技術(shù)應(yīng)用于免授權(quán)頻譜，針對(duì)行業(yè)推出了eLTE-U工業(yè)無(wú)線寬帶接入解決方案，很好地滿足了倉(cāng)儲(chǔ)AGV大規(guī)模部署面臨的無(wú)線通信挑戰(zhàn)。

◎ 高容量、低時(shí)延：?jiǎn)位咀畲笾С?28臺(tái)AGV同時(shí)在線，通過(guò)干擾協(xié)調(diào)和消除機(jī)制保障多臺(tái)AGV同時(shí)運(yùn)行時(shí)延低于20ms，完全滿足AGV與調(diào)度系統(tǒng)間頻繁的數(shù)據(jù)通信。

◎ 廣覆蓋：基于LTE先進(jìn)的調(diào)制方式，可以為終端提供更高的接收靈敏度，覆蓋范圍可達(dá)普通WLAN AP的2～3倍，基站數(shù)量相比WLAN AP可節(jié)省70%以上，大幅降低網(wǎng)絡(luò)部署及運(yùn)維成本。

◎ 端到端適配：解決方案提供miniPCIe無(wú)線模組，可內(nèi)置于各類AGV，通過(guò)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的AT指令集即可實(shí)現(xiàn)AGV與eLTE-U網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接。

事實(shí)上，不止在倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)，華為eLTE-U解決方案在港口、智能制造等AGV場(chǎng)景也都得到應(yīng)用。以上海洋山港四期自動(dòng)化碼頭為例，通過(guò)綜合分析AGV工業(yè)控制指標(biāo)、碼頭工藝要求以及復(fù)雜電磁環(huán)境等，振華港機(jī)最終選擇eLTE-U作為港口AGV無(wú)線承載系統(tǒng)，使高峰作業(yè)時(shí)60臺(tái)AGV同時(shí)穩(wěn)定接入，助力實(shí)現(xiàn)集裝箱搬運(yùn)效率最大化。

同時(shí)，華為eLTE-U解決方案還可勝任例如無(wú)線視頻監(jiān)控、無(wú)線生產(chǎn)數(shù)據(jù)回傳等各類對(duì)廣覆蓋、移動(dòng)性、低時(shí)延、高容量有需求的應(yīng)用場(chǎng)景。伴隨著行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，解決方案已在公共安全、電力、交通、能源、制造等領(lǐng)域得到實(shí)踐，并將在更多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。