乐歌人体工学科技股份有限公司是一家以智能家居和海外仓业务为双轮驱动发展的高新技术企业。公司专注于为跨境卖家提供公共海外仓的综合服务，提出该项目。项目积极响应国家“十四五”电子商务发展规划和《关于拓展跨境电商出口推进海外仓建设的意见》，旨在更快、更好地服务中小外贸企业，帮助其实现品牌、质量和设计的全球化发展，从而推动外贸转型升级，促进跨境电商的高质量发展。乐歌公司拥有强大的人工智能与自动化团队和嵌入式系统研发团队，具备先进的算法研究和应用研究能力。公司前期相关研究总投入已达2000万元，拥有40人的自动化团队和30人的人工智能研发团队。此外，公司配备了行业内唯一国家认证的CNAS实验室，并与宁波大学和鄞州区政府共同建立了机器人研究院，为项目的顺利开展提供了充足的经费、团队支持及研发、测试、生产设备。项目完成后，系统在作业效率上将显著提升，单日作业可达到传统人工的两倍以上。同时，自动化技术将大幅度降低人工成本，预期减少70%以上的运营开支。在安全性方面，机械臂替代人工操作将显著减少工伤事故率，预期减少90%以上。系统将具备自主学习和优化能力，从而进一步提升作业的自动化与智能化水平，最终为跨境电商的高质量发展提供坚实保障。

研究内容：本研究旨在开发一个高度集成的多sku货物自动化装货系统。研究内容包括以下几个方面： 1）通过视觉图像处理和深度学习技术，研究开发一套能够在复杂背景下高效识别多sku货物的位置与形状的系统。该系统将结合多模态传感器数据，提高在复杂环境中的识别精度，并为后续的码垛操作提供精准的位置信息。 2）研究集成激光测距传感器、3D扫描仪和高精度称重传感器，设计一套能够进行连续测量的体积与称重系统，并通过自动化校准技术确保测量的高精度和稳定性，为仓储信息管理提供准确的数据支持。 3）针对多sku货物的多样性，研究设计智能码垛算法，利用物理仿真工具进行力学分析，优化货物的堆垛方案，确保堆垛的稳定性和运输安全。 4）研究计算机仿真技术，开发空间优化算法，动态调整码垛方案，以最大化堆垛空间的利用率。此外，研究还将开发直观的可视化工具，帮助操作人员实时监控和调整码垛过程，提高操作效率。 5）研究物理仿真技术，研究将对码垛结构进行力学分析，开发智能调节算法，确保货物在运输和搬运过程中的稳定性，并降低物流操作中的风险。

需求应用背景：研发支持中大件多SKU货物码垛的软硬件系统，该系统能够处理各种尺寸的货物，确保在复杂的情况下依然能够稳定运行；该系统能够用于海外仓发货区的混合码垛场景，满足实际使用需求。
技术需求提出背景及技术应用领域需求：技术应用于海外仓多SKU中大件订单自动化装货场景，能够在海外仓储场景中实现高效、精准的货物混码，提升物流效率和自动化水平。
委外技术难点: 1) 复杂场景下的识别分类精度低； 2) 码垛稳定度缺少基于真实物理力学分析； 3) 多SKU混合码垛的空间利用率低，订单货物尺寸与重量不可控。
主要技术指标：1）货物识别和定位：正确率大于99％，误差控制在±3 mm 以内；2）二维码识别：货箱二维码识别准确率大于95％；3）码垛速度：不小于3件/分钟；4）托盘利用率：达到85％以上的空间利用率；5）支持货物：货物最小可抓取面积300cm2, 最大尺寸160cm*100cm, 最大重量50kg；6）码垛稳定性：码垛货物的稳定性确保在运输和搬运过程中不发生倾倒；7）灵活性：单垛支持至少20种不同SKU的货物的混合码垛；8）系统要求：与海外仓整个发货系统无缝集成，货物识别、贴标、码垛、缠膜、测量系统总占地面积不超过50平方米。

目前，项目已完成初步的技术可行性研究，确定了机械臂自动化卸货的基本方案。已开展市场调研和技术评估，明确了项目的需求和技术路线。项目正处于技术研发阶段，已经进入机械臂系统的设计和初步测试阶段。目前已投入500万元资金用于项目的前期研究和设备采购。项目团队由20名技术人员组成，包括机械工程师、电气工程师、软件开发人员和项目管理人员。目前已采购一批先进传感器设备，并建立了初步的实验室环境，用于技术开发和测试。目前拥有一座占地1500平方米的研发和测试中心，具备完善的电力、网络和安全保障设施，确保项目的顺利推进。

公司拥有“一院两站五中心”多项科研创新平台：国家企业技术中心、国家级工业设计中心、国家博士后科研工作站、中国轻工业工程技术研究中心、省级重点企业研究院、省级企业技术中心、省级博士创新站、省级高新技术企业研发中心等，以及行业内首家获得国家CNAS实验室认定的检测中心。研发设备原值超1000万，具备开展项目所需的计算、测试、分析仪器和设备。公司拥有电子产品生产厂，包括SMT电子车间，波峰焊、电子加工车间，电子装配、老化车间，配备各类工装、测试、软件烧录设备。公司在全球拥有17个自营海外仓，总面积48万平方米，已累计服务超过700家外贸企业，这些仓储环境可以提供大量的落地应用场景用于本项目研发。

本项目的主要目标是解决海外仓多SKU货物自动化装货的迫切需求。随着仓库货物种类和仓储量大幅增加，传统的人工操作方式已无法满足高效、精准的货物处理要求。当前的技术在多SKU货物的识别、定位、测量、码垛和搬运方面存在诸多挑战，特别是在复杂的仓储环境中，识别精度不高、自动化程度不足、堆垛稳定性差和空间利用率低等问题尤为突出。因此，本项目旨在开发一套高度智能化的自动化系统，提升物流操作的效率和精确度，满足行业发展的需求。在此过程中，本项目将解决一系列关键的科学问题，包括如何在复杂背景和光照条件下实现高精度的多SKU货物识别与定位，以及如何利用智能算法和物理仿真技术，确保多SKU货物码垛的力学稳定性。为实现这些目标，项目将突破多模态数据融合、高精度测量与自动化校准、智能码垛与物理仿真等核心技术。项目预期将开发出一套完整的自动化装货系统，包括称重、测量、码垛、贴标、缠膜等功能。这一系统不仅在物流与仓储行业具有广泛的应用前景，还将在智能仓库、自动化码头及智能工厂中发挥重要作用。通过提高物流效率、降低成本、减少人工干预，项目的成果将对科技进步、经济效益提升和社会发展产生积极影响。

本项目旨在解决现代物流与仓储行业中的多SKU货物自动化装货难题，预计将研发完成一套自动化装货系统，能够在集装箱货物装货过程中实现称重、测量、码垛、贴标、缠膜等操作。系统的货物识别和定位正确率99%以上，包装箱二维码准确率95%以上，支持多SKU混合码垛，单件货物最大重量不低于50kg，最小抓取面积300cm2，货物最大尺寸160*100cm，码垛速度每分钟3个以上货物，单次能够处理至少20种不同SKU的货物。码垛空间的利用率不低于85%，并确保在运输和搬运过程中货物的稳定性，防止倾倒。

预期成果包括：1）1套海外仓中大件自动化装货软硬件系统；2）发明专利申请受理3件； 3）发表论文2篇。本项目的成果将在海外仓储中心、物流配送中心和智能制造工厂中广泛应用，显著提升操作效率并降低成本，增强企业竞争力。通过这些技术的推广，预计整体操作效率将提高，物流成本将下降，为行业带来显著的经济效益。此外，项目将缓解劳动力短缺问题，改善工作条件，推动智慧物流的发展，最终为经济社会带来积极的影响。