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2026年3月17日

高效自动化:全程护航使命必达

倍福技术赋能,解锁 Ocado 自动化框架装载机的卓越性能

作为全球领先的在线杂货零售商和技术解决方案提供商,Ocado 始终屹立于杂货自动化发展的前沿,凭借其精心打造的先进自动化系统、机器人技术和软件,为全球范围内最高效、响应速度最快的履约运营注入强劲动力。

作为助力 Ocado、英国 Morrisons、美国 Kroger、加拿大 Sobeys 等全球领先零售商实现快速客户履约的幕后关键力量,Ocado 的平台深度融合尖端工程技术与智能数据系统,全力以赴推动杂货配送朝着更快速、更精准、更可持续的方向迈进。其客户履约中心(CFC)的构建紧密围绕着一个核心理念:在短短一小时的时间窗口内,确保每一笔订单都能顺利完成配送。

将装满各类杂货的重型料箱精准装入货车这项原本需要耗费大量体力且对时效要求极高的工作,如今已通过 Ocado 基于倍福控制技术的 AFL 实现了自动化操作
将装满各类杂货的重型料箱精准装入货车这项原本需要耗费大量体力且对时效要求极高的工作,如今已通过 Ocado 基于倍福控制技术的 AFL 实现了自动化操作

为了维持 99% 的准点发货率以及 99% 的订单准确率这一严苛标准,从商品精准拣选到货车高效装载的每一个环节,都必须如同精密的时钟一般,分毫不差地协同运转。

在长达 20 年的时间里,这一流程里始终存在一个依赖人工操作的环节:需将装满各类杂货的重型料箱,费力地抬入货车框架之中,以此为后续的配送工作做好准备。每个料箱的重量都高达 20 公斤,并且每个货车框架需要堆叠放置四摞这样的料箱。如今,这项体力消耗巨大且对时效有着严苛要求的作业已成功实现自动化,这一变革性成果,得益于 Ocado 引入了基于倍福控制技术的自动化框架装载机 (AFL)

“过去,将那些沉重的料箱抬升并放入框架内的多个指定位置,是一项体力消耗巨大且要求极高的工作,并非人人都能胜任。”Ocado 智能自动化部门新业务拓展总监 Cliff Bailey 解释道,“这意味着,在履约中心很难找到愿意主动承担这一岗位工作的人员。此外,框架在长期使用后,受磨损影响,其形状可能不再完全规整,因此,面临的挑战在于设计出一款能够识别框架、精准判断每个料箱的放置位置并将其精确放置其中的设备,既要达到与人工操作相当的效果,又要在速度和精度上更胜一筹。”

更智能的装载方式

AFL 实现了杂货配送最后环节的自动化,每小时可向货车框架装载多达 350 个料箱,全程无需人工接触。这一创新不仅成功消除了仓库中体力消耗最大、人员受伤风险最高的岗位之一,还保障了作业过程中始终如一的准确性和速度,这对于 Ocado 履行准时交付的承诺而言,起着至关重要的支撑作用。

该设备可连续运行长达 20 小时,并能根据订单量动态调整吞吐量。“AFL 成为我们持续推动站点生产力提升进程的有力支撑。”Bailey 补充道,“它是一套具备可扩展性与高灵活性的解决方案,能够实时响应运营需求。”

Ocado 经过精挑细选,最终决定采用倍福的集成式自动化与控制平台作为驱动 AFL 的核心动力。每台 AFL 都配备一台倍福 C6017 工业 PC。这款结构紧凑的高性能工业 PC 负责协调 AFL 的所有运动,并将控制与功能安全集成在一个系统中。

C6017 直接安装在控制柜内的 DIN 导轨上,通过倍福 TwinSAFE I/O 端子模块进行通信 — 这些安全组件集中管理 AFL 上多个传感器和设备的安全控制信号,确保每一次动作都具备极高的精度与可靠性。

“Ocado 需要一套紧凑且高性能的控制系统,能够将运动控制、安全功能和通信融合于一体。”倍福英国业务拓展经理 Bradley McEwan 解释道,“C6017 工业 PC 与 TwinSAFE I/O 的搭配完美契合了 Ocado 的这一需求 — 不仅集成了先进的功能安全机制,具备高确定性的控制能力,且当业务发展需要增加新功能时,能够轻松实现系统扩展。”

该工业 PC 与基于 EtherCAT 的 I/O 架构能够无缝集成视觉系统,帮助识别不规整框架上料箱的放置位置。这种高精度特性确保即使框架出现轻微偏移,AFL 依旧能够精准无误地将料箱放置到指定位置,进而确保每一次装载作业都具备高度的可靠性。

在设计 AFL 时,Ocado 全面评估了多个自动化平台,经过多轮细致比对与综合考量,最终选择了倍福平台,高度认可其其系统架构所具备的灵活性、可扩展性以及开放性。“该应用要求我们在有限的空间和成本条件下,精确控制多个电机并集成视觉系统。”Ocado 工程经理 Aquiles Calderon Santana 表示,“倍福平台为我们达成这一目标提供了有力支撑。EtherCAT 为运动控制提供了所需的速度,而 TwinCAT 则赋予了系统在软件层面的灵活性。此外,此方案还具备显著的成本效益优势 — 我们能够扩展、增加 I/O 模块,并支持在全球各站点进行远程软件部署。”

每个料箱的重量都高达 20 公斤,并且每个货车框架需要堆叠放置四摞这样的料箱
每个料箱的重量都高达 20 公斤,并且每个货车框架需要堆叠放置四摞这样的料箱

“倍福实现了与几乎所有开放的现场总线或 IT 协议的无缝对接,为供应链构筑了强大的韧性屏障。”倍福全球内部物流行业经理 Doug Schuchart 表示,“这种开放性贯穿于整个系统生命周期,极大地降低了工程投入成本,同时,当设施处于持续发展阶段时,能够便捷地进行系统扩展。”

远程部署是一大关键优势。Ocado 的业务覆盖多个洲,其工程团队必须能够在不频繁出差的情况下,对分布于全球各地的设备进行及时更新与维护。

“远程软件部署对于我们而言,具有极其重要的战略意义。”Calderon Santana 继续说道,“依托倍福先进的技术,我们突破了地域限制,从英国远程向日本或美国的站点推送软件更新并依据实际需求进行调整。这种强大的远程操作能力对于减少停机时间并保障全球范围内所有设施运行状态的一致性发挥着重要作用。”

TwinCAT 软件平台支持集成至 CI/CD 流水线,并可对经过验证的操作系统更新、PLC 代码和以及全逻辑的更改进行集中化管理,然后自动将其推送到全球范围内已部署的设备上。

协作与集成

双方的合作始于 Ocado 工程师团队前往倍福英国技术中心进行实地参观,现场观摩实际应用并测试样品。Ocado 随后在公司内部对倍福的软硬件进行了全面且严谨的测试评估,最终将其作为 AFL 的标准化平台。

“自合作伊始,倍福团队便展现出了高度的积极主动性。”Calderon Santana 说道,“他们投入大量时间和精力,深入了解我们期望达成的目标,并为我们提供了极具针对性的专业指导,助力我们充分利用倍福技术的优势。随着我们逐步规划在其它设备中推广倍福技术,这种紧密的合作关系得以持续深化与拓展。”

倍福工程师曾专程前往 Ocado 现场进行实地考察,观察 AFL 的实际运行状况,对相关配置进行精准调试,以确保达到最优性能状态。值得一提的是,在项目实施过程中,大部分工作均由 Ocado 内部工程团队直接完成,这充分体现了倍福平台易于集成的特点。

“该平台上手非常快。”Calderon Santana 补充道,“尽管对于我们而言,这是一个全新的技术平台,但其系统架构设计得清晰直观、一目了然,无需进行复杂繁琐的协同集成操作。倍福所提供的专业支持让整个过渡过程十分顺畅。”

大规模部署下的安全与可靠性

在每日需处理数以万计订单的高吞吐量设施中,安全性与运行稳定性是保障业务顺利开展的核心要素。倍福的 TwinSAFE 系统将各类安全功能 — 从急停开关到互锁装置 — 全面整合至与标准 I/O 相同的 EtherCAT 网络中,极大地简化了系统接线流程,并降低了信号传输延迟。

“TwinSAFE 突破了传统安全设计的局限,将安全性从单纯的附加功能升级为全集成的核心要素。”McEwan 解释道,“TwinSAFE 逻辑作为 TwinCAT 开发环境的不可或缺的组成部分,使得功能安全能够无缝融入设备之中。这不仅大幅缩短了编程与集成所需的时间,而且显著增强了设备在调试阶段以及正常运行期间的诊断能力。”

AFL 设备可连续运行长达 20 小时,并能根据订单量动态调整吞吐量
AFL 设备可连续运行长达 20 小时,并能根据订单量动态调整吞吐量

对于 Ocado 而言,设备可靠性是业务顺畅运行的重要保障。AFL 一旦出现故障,便极有可能货车发车延误,进而影响整体配送进度。倍福的软硬件凭借其卓越的品质与性能,为 Ocado 的设备提供了坚实可靠的运行保障,确保设备能够全天候稳定运转,最大程度减少人工干预需求。再结合 Ocado 自有分析工具实现的预测性监测,最终打造出一套具有弹性且可自我优化的系统。EtherCAT 凭借其出色的带宽利用率,成为采集海量数据以支撑预测性维护策略的理想之选。

由于网络上的所有 EtherCAT 设备通常能够在一个数据帧内完成更新,因此现场总线上始终保留充足的带宽,可满足持续不断的数据采集需求。倍福控制器凭借其大容量内存以及大容量移动存储介质的强大配置,进一步强化了这一能力,使得数据能够在边缘端进行本地存储与深度分析。

网络安全与连接性

鉴于 Ocado 自动化网络具备庞大的规模以及广泛的全球覆盖范围,在引入任何一项新技术时,网络安全都必然成为至关重要的核心考量因素。

“网络安全于我们而言,其重要性不言而喻。”Calderon Santana 说道,“每一项进入我们系统的技术都必须达到极高的安全标准。倍福平台与我们内部的模块化网络安全框架实现了无缝且高效的集成,该框架是我们为全面管理所有控制系统风险而量身打造的坚实防线。”

尽管 Ocado 的网络安全工具均由内部团队自主开发,但倍福所采用的开放式架构展现出了卓越的兼容性与扩展性,能够无缝对接 Ocado 的监控与追溯系统,从而实现 AFL 与更广泛的仓储管理网络之间的安全数据交换。

赋能于人

AFL 的成功意味着倍福与 Ocado 已在着手推进公司自主开发的新一代 Ocado 设备。

“我们的策略是在每一个所设计的控制系统中融入灵活性要素。”Calderon Santana 表示,“倍福成为我们实现这一战略目标的关键支撑。目前,在我们针对每一款新设备展开的研发进程中,都会将采用倍福技术纳入重点评估范畴,因为它能提供我们所需的可扩展性。”

Bailey 补充说,倍福的参与深度与广度远超硬件范畴:“这个团队真心实意地全力支持着我们不断前行。他们带来的远不止是先进的技术,更助力我们与众多优质的合作伙伴成功对接,探索新的思路。这是一种真正意义上的伙伴关系。”

展望未来,Ocado 计划将其在杂货零售领域已取得显著成效的自动化技术进一步拓展至杂货之外的多元领域,将这一创新举措应用于药品、服装等不同产品类别。基于倍福技术的 AFL 为这些新兴业务搭建起了坚实的模块化基础。Ocado 也正在对倍福的多项新技术展开全面测试与深入评估,其中包括 PLC++ 以及 TwinCAT for Linux 等前沿技术。这些技术进展将助力系统更深度地融入 Ocado 的自动化构建与验证流水线中,提升编程效率并加快设备执行速度。此外,TwinCAT 对容器化技术的支持,也使得设备设计能够朝着更加模块化、高效的方向迈进。

在英格兰卢顿的一处站点,Ocado 迄今最为先进的客户履约中心里,自动化技术已彻底重塑了杂货零售履约流程。该设施每周能够处理多达 65,000 份订单,且准点发运率高达 99%,其先进的自动化系统使得订单拣选速度相较于传统门店拣货快了近一个小时。

以倍福控制技术作为 AFL 的核心驱动力,Ocado 成功实现了履约流程最后关键环节的自动化升级,构建出一条从下单伊始,直至货物送到家门口的无缝衔接、全自动化路径。

“倍福技术助力我们达成对客户的核心承诺:订单交付的准确性、可靠性以及及时性。” Bailey 补充道,“它不仅帮助我们实现了便捷且高性价比的在线杂货配送,更为这一模式的长期可持续发展奠定了基础,是我们取得成功的关键所在。”