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聚焦工業4.0時代 智能物流機器人來勢洶洶
中國物流業正努力從（cóng）勞動（dòng）密（mì）集型向技（jì）術密集（jí）型轉變，由傳統模式向（xiàng）現代（dài）化、智能化升級，伴隨而來的是各種先進技術和裝備的應用和普及。當（dāng）下，具備搬運、碼垛、分揀等（děng）功能的智（zhì）能機器人，已成為物流行業當中的一大熱點。許多人相信，在多重因素驅動之下，來勢（shì）洶洶的智能機器人擁有著廣闊的應用空（kōng）間，甚至會（huì）對物流運作模式和整個（gè）物流體係變革產生深遠影響。 機器人（rén）湧進倉庫 “在近五（wǔ）年乃至十年（nián）來，中國的機器人如雨後春筍般蓬勃發展，背後主（zhǔ）要有兩點主要原因：一（yī）是近五年（nián）來中國的人口紅利已經消失，二是高（gāo）質量、高附加值的需求。”德馬泰克中國方案規劃總（zǒng）監鄧建一表示，隨著電子商（shāng）務高（gāo）速發（fā）展帶來物流業務量大幅攀升（shēng），以及土地、人力（lì）成本的快速上漲，智能化的物流裝（zhuāng）備在節省倉庫麵積、提高物流效率等方麵的優勢日（rì）漸突出，因此越來（lái）越（yuè）受到企業青睞，其中機器人就是一個（gè）典型代表。 總（zǒng）體來看，目前在倉庫中廣泛應用的機器人，主要以承擔著搬運、碼垛、分揀等功能的機器人為主。 AGV機器人 AGV在國外的應用時間較（jiào）早（zǎo），目前已經在製造業、港口、碼頭等領域得到（dào）普遍應用，在國內逐漸也（yě）有部分企業重視並應用AGV來完成一些簡單（dān）的搬運任務。作為一種柔（róu）性化和智能化物流搬運機器人，目前以亞馬遜的Kiva機器人最具代表性，國（guó）內企業方麵也紛在（zài）紛推出各自的產品（pǐn）。AGV機器人在我（wǒ）國（guó）汽車汽車製造業（主要是零部（bù）件製造）應用較高，其次在電力、煙草、乳品和飲料等行業也都有應用。可以說，AGV機器人是（shì）物流裝備中自動化水平最高的產（chǎn）品，是物流自動化係（xì）統中最具有柔性化的（de）一個（gè）環節，幾乎囊括了所有物流裝備的技術（shù）。 碼垛（duǒ）機器人 碼垛機（jī）器人主要有直（zhí）角坐標式機器人、關（guān）節式機器（qì）人和極坐標式機器人，碼垛機器人能適應於紙箱（xiāng）、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝等各種形狀的包（bāo）裝成品碼垛（duǒ）作業（yè）。從效率上（shàng）說（shuō），碼垛機（jī）器人不僅能承擔高負重，而且速度和（hé）質量遠遠高於人工。從精度上看，每一台碼垛機器人（rén）都有獨立的控製係統，極大地保證了作業精度，完全可以滿足物流碼垛作業的定位要（yào）求；從穩定性上講（jiǎng），目前最先進的碼垛機器（qì）人已經達到5軸和6軸，通過相應的科學、合理（lǐ）的剛性機械本體設計，使得機器人（rén）本體不僅適應高負重、高頻率的（de）碼垛作（zuò）業，還（hái）能適（shì）應分揀繁瑣、靈活性高的作業要求。 分揀機（jī）器人 揀選作業是由機器人來進行品種揀選，如果品種多，形狀各異（yì），機器人需要帶有圖象識別係（xì）統和多（duō）功能機械手，機器人（rén）每到（dào）一種（zhǒng）物品托盤就可根（gēn）據圖象識別係統“看（kàn）到”的物品形狀，采用與之相應的機械手（shǒu）抓取，然後放到搭配托盤上。目前抓取分揀機（jī）器人在倉儲物流應用不是很多，但（dàn）有著廣闊的應用空間（jiān）。 機器人影響物流（liú）過程 目前談論最多的“智能機器人”是由工業機器人發展而來（lái），而我國早在30年就研（yán）發出（chū）第一代（dài）工業機（jī）器人。隻是經過發展變革，如（rú）今的智能機器人已經很有大不同。 實際上，應用於（yú）物流中的機器人發展到今天，大致可分為三代：第一代物流機器人主要是以傳送帶（dài）及相關機械為（wéi）主（zhǔ）的設備，為機器人原型，實現從人工化向自（zì）動化的轉（zhuǎn）變。第二代機器人主要以自動導引（yǐn）車（AGV）為代（dài）表（biǎo）的設備，通過自主移動的（de）小車實現搬運（yùn）等功能，以亞馬遜（xùn）Kiva機器人為代表，該類型（xíng）機器人（rén）依托AGV小車（chē）技術（shù），實質上仍然需（xū）要人工完成揀選貨物操作，效率仍有待提升。第三代機器人在第二代基礎上，增加（jiā）了替換人工的機械手、機械臂、視覺係統、智能（néng）係統，提（tí）供更友好的人機交互界（jiè）麵，並且與現有物流管（guǎn）理係統對接（jiē）更完善，具有更高的執行效率和準確性。例如Fetch&Freight等機器人產品，實（shí）現了從自動化到智能化的轉（zhuǎn）變，由（yóu）移動（dòng）車體、機械臂和機械手組成，具備高度的自主性，能夠完成多種（zhǒng）功能（néng）如物體識別（bié）、抓取、分揀及（jí）運輸等。 “智能機器（qì）人”之所以被冠以“智能”，並非隻具有一般編程能力和操作功能的機器人，而是因為具有相當發（fā）達的“大腦”，利用中央處理（lǐ）器（qì）和傳感器，進行導航（háng）與定位（wèi）、路徑規劃、智能控製。大多數專家認為，智能機器人至少要具備三個要素：一是感覺要（yào）素，用來認識周圍環境狀態；二是運動要素，對外界（jiè）做出反應性動作；三是思考要素，根據（jù）感覺要素所得到的信息，思考出采用什麽樣的動作。 智能機（jī）器人的出現，必將改變傳統的物（wù）流運作（zuò）模式（shì），其中包括：減少從訂單到（dào）交貨的時間。機器人將會讓訂單從生產設施到分揀機器人到貨盤到包裝、尺寸定價到裝卸碼頭到集裝箱的運輸過程更（gèng）加便（biàn）利；減少錯誤和對逆向物流的需要，機器人記錄海量數據和以精準的精度審查數據尋找錯（cuò）誤的能力，無疑會減少物流過程中訂單信（xìn）息錯誤的發生，而所產生逆向物（wù）流（liú）的需求將會減少；減少勞動力負擔，機器人的使用將會減（jiǎn）輕員工所承擔的體力勞動，例如長時間行走、裝卸和搬運超重產品等等（děng）。此外，機器人不（bú）需要（yào）食（shí）物和水，可以全（quán）天候工作，並且通過互（hù）聯網能與其他設備連接，這些（xiē）對於傳統的物流模式都將產生重要影響。 各方企業爭相創新（xīn） 盡管我國智能機器人市場仍處於發展初期，但市場參與者顯然都已看到了潛在的機遇，2016年各方企業都在加（jiā）緊進行產品研發和推（tuī）廣，其（qí）中（zhōng）既包括德（dé）馬泰克、Swisslog等國際企業，也包括新鬆（sōng）、機科發展等國（guó）內領先企業（yè），還有近年來發展迅速的快倉、遠能等新興企業。 作為國內（nèi）機器人產業的領導企業，新鬆機器人自動化（huà）股份有限公司，在7月舉行的2016中國國際機器人展上，攜全線新品盛裝亮相，其中包括打破國外壟（lǒng）斷國內首創的重載複合機器人。 隨著複合機器人市場規模日趨擴大，中、重載複合機（jī）器人也成為了（le）市場新的（de）需求方向。目前，新鬆公司移動機器人負（fù）載（zǎi）能力能夠達到80噸，工業機器人負載能力能夠達到500公斤。新鬆基於在重載領域研發優勢，在國（guó）內率先推出了采用麥特（tè）納姆輪的重載複合（hé）型機器人（rén），其車體負責能力能夠達到（dào）2噸，機械手負載能力能夠達到50公斤。該重載複合機器人已經在控製係統、運動單元、搬運單元全部實現國產化，可以實現全方位靈活運行。重載複合（hé）機（jī）器人研製成功國內首創，在（zài）國際上也是率先推出的，標誌著國產機器（qì）人水平再上一個新的（de）台階。 2016年一些企業也在跨界進入這個領（lǐng）域。例如，5月（yuè）25日，美的集團發布公告，公（gōng）司計劃通（tōng）過境外全資子公司（sī）MECCA以現（xiàn）金方式全麵要約收（shōu）購庫卡（kǎ）集團的（de）股份，希望借此共同開拓機器人藍海。更（gèng）值（zhí）得關注的是，9月1日菜鳥網絡也正（zhèng）式發布了一款名叫“小G”的末端配送機器人，身高1米（mǐ）左右，能承載約10～20個包裹，在接（jiē）受（shòu）指令（lìng）後，可自動規劃最優配送（sòng）路徑，將（jiāng）物品送到指定位置。據菜鳥網絡相關負責人介紹，小G的能力是基於自主感知、智能識別、運動規劃等多項關鍵技術，采用電動驅動（dòng）方式（shì），單次投遞費用與人工相比幾乎可以忽略不計，同時保證對（duì）環境的零汙染；與無人機相比，小G載重量大，續航裏程高，同時也更為安全可靠。 實際上，菜鳥網絡此次推出機（jī）器人（rén）並非（fēi）是心血來潮。據了解，菜（cài）鳥網絡在2015年底（dǐ）就組建了“E.T.物流實驗室”，成員包括一批來自全球頂（dǐng）尖（jiān）高校、科研機構的博士（shì），目標是研發物（wù）流前沿科技產品，追求（qiú）符合未來科技發（fā）展的物流生產方式，目前已在末端配送機（jī）器人、倉內複雜揀（jiǎn）貨機器人矩陣、無人送貨機等多個產品方麵取得突破。 我們可以預見（jiàn），智能（néng）機器人的日益普及和高速發展，必將引爆（bào）一場倉儲物流智能化的變革，甚（shèn）至是整個物（wù）流行業、製造業、生產和生活（huó）方方麵麵（miàn）的智能化大革命。但對於目前國內企業而言，應避免在低端產品層麵的（de）競爭，需要在智能機器人（rén）產品的研發方麵投入更多力量。 未來向中高（gāo）端發展 今年年初，工業（yè）和信息化部曾對全國機器人產業情況進行摸底調查，初步統計我國涉及機器人生產及集成應用的企業800餘家，其中200多家是機（jī）器人（rén）本體製造企業，但大部分企業以組裝（zhuāng）和代加工為主，產品主要集中在三軸、四（sì）軸的中低（dī）端機器人。因（yīn）此，在工業機器人（rén）方（fāng）麵，六軸及以上工業機器人產品的規模化、產業化能力的提高將是未來的重中之重。 在工業機器（qì）人方麵，我國已基本掌握設計、製造、應用過程中的多項關鍵技術，開發出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、噴漆（qī）等（děng）工業機器人。但總（zǒng）體來看，我國（guó）機器人產品同國外（wài）先進水平還存在一定差距，其中工業機器人在速度、載荷（hé）、精度（dù）、自重比（bǐ）等方（fāng）麵相對落後，服務機器人在自主決策（cè）、腦機接口和智能感知等（děng）關鍵技（jì）術及前沿技術研究上仍較落後，概念性產品較多、產業化產品很少。 隨著製造業智（zhì）能化的全麵推進，傳統機器人所（suǒ）能完成的工（gōng）作範圍，無法適應新（xīn）的製造（zào）方式和商業模（mó）式，新一代機器人將在數字化車間、智能工廠中扮（bàn）演更為重要的角色，未來應用空間（jiān）將更加廣闊（kuò）。在新一代機器人領域，重點（diǎn）開展人工智能、機器人深度學習等基礎前沿技術研究，突破（pò）機器人通用控製軟件平台、人機共存、安全控製、高集成（chéng）一體化關節、靈巧手等核心技（jì）術，實現智能機器人（rén）創新應用。 關（guān）鍵零部件是（shì）機器人產業（yè）發展的基（jī）礎，是（shì）決定機器（qì）人質量、性能的關鍵所（suǒ）在。長期以來，我國機器人關鍵零部件的（de）研發和製（zhì）造能力還比較薄弱、技術水平較低、性能質量不高，並成為一直以來製約我國（guó）機器人產業發展的（de）短板問題（tí）。雖然一些（xiē）企業已經（jīng）實現了部分關鍵部件的國產化，但在批量生產時的性能穩（wěn）定性（xìng）、質量可靠性方麵還有待提升，這一問題如得不到解決，將阻礙國產機器人整體質量（liàng）、性能的提高（gāo），影響產品市場（chǎng）競爭力，使產業難以可持續健康發展。 針對國內機器人產業的發展現狀，今年3月工業和（hé）信息化部、國家發改委、財政部等三部委聯（lián）合印發了《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》，指（zhǐ）出機器人產業發展（zhǎn）要推進重大標誌性產品率先突破。其中，“在工業機器人領域，聚焦智能生（shēng）產（chǎn）、智能物流（liú），攻克工業機器人關鍵技術，提升可操作性和可維護性（xìng）,重點發（fā）展弧焊機器人、真空（潔淨）機器人、全自主編程智能工業（yè）機器人、人機協作機器人、雙臂機器人、重載AGV等6種標誌性工業機（jī）器人產品，引導我國工業機器人向中（zhōng）高端發展。”我們可以預見，智能機（jī）器人在物（wù）流（liú）行業的應用，未來5年將進入持續穩（wěn）定發展的（de）新時期。
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