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聚焦工(gōng)業(yè)4.0時(shí)代 智能物(wù)流機(jī)器(qì)人(rén)來(lái)勢洶洶
時(shí)間(jiān): 2016-09-29

  中國(guó)物(wù)流業(yè)正努力從(cóng)勞動密集型向技(jì)術密集型轉變,由傳統模式向現(xiàn)代化(huà)、智能化(huà)升級,伴随而來(lái)的(de)是各種先進技(jì)術和(hé)裝備的(de)應用和(hé)普及。當下(xià),具備搬運、碼垛、分揀等功能的(de)智能機(jī)器(qì)人(rén),已成為(wèi)物(wù)流行業(yè)當中的(de)一大熱點。許多人(rén)相(xiàng)信,在多重因素驅動之下(xià),來(lái)勢洶洶的(de)智能機(jī)器(qì)人(rén)擁有(yǒu)着廣闊的(de)應用空間(jiān),甚至會對(duì)物(wù)流運作(zuò)模式和(hé)整個(gè)物(wù)流體(tǐ)系變革産生(shēng)深遠(yuǎn)影響。
  
  機(jī)器(qì)人(rén)湧進倉庫
  
  “在近(jìn)五年(nián)乃至十年(nián)來(lái),中國(guó)的(de)機(jī)器(qì)人(rén)如雨後春筍般蓬勃發展,背後主要有(yǒu)兩點主要原因:一是近(jìn)五年(nián)來(lái)中國(guó)的(de)人(rén)口紅利已經消失,二是高(gāo)質量、高(gāo)附加值的(de)需求。”德馬泰克中國(guó)方案規劃總監鄧建一表示,随着電(diàn)子(zǐ)商務高(gāo)速發展帶來(lái)物(wù)流業(yè)務量大幅攀升,以及土(tǔ)地(dì)、人(rén)力成本的(de)快速上(shàng)漲,智能化(huà)的(de)物(wù)流裝備在節省倉庫面積、提高(gāo)物(wù)流效率等方面的(de)優勢日(rì)漸突出,因此越來(lái)越受到企業(yè)青睐,其中機(jī)器(qì)人(rén)就是一個(gè)典型代表。
 
  總體(tǐ)來(lái)看(kàn),目前在倉庫中廣泛應用的(de)機(jī)器(qì)人(rén),主要以承擔着搬運、碼垛、分揀等功能的(de)機(jī)器(qì)人(rén)為(wèi)主。
  
  AGV機(jī)器(qì)人(rén)
  
  AGV在國(guó)外(wài)的(de)應用時(shí)間(jiān)較早,目前已經在制造業(yè)、港口、碼頭等領域得到普遍應用,在國(guó)內(nèi)逐漸也有(yǒu)部分企業(yè)重視(shì)并應用AGV來(lái)完成一些簡單的(de)搬運任務。作(zuò)為(wèi)一種柔性化(huà)和(hé)智能化(huà)物(wù)流搬運機(jī)器(qì)人(rén),目前以亞馬遜的(de)Kiva機(jī)器(qì)人(rén)最具代表性,國(guó)內(nèi)企業(yè)方面也紛在紛推出各自(zì)的(de)産品。AGV機(jī)器(qì)人(rén)在我國(guó)汽車汽車制造業(yè)(主要是零部件(jiàn)制造)應用較高(gāo),其次在電(diàn)力、煙(yān)草、乳品和(hé)飲料等行業(yè)也都(dōu)有(yǒu)應用。可以說(shuō),AGV機(jī)器(qì)人(rén)是物(wù)流裝備中自(zì)動化(huà)水(shuǐ)平最高(gāo)的(de)産品,是物(wù)流自(zì)動化(huà)系統中最具有(yǒu)柔性化(huà)的(de)一個(gè)環節,幾乎囊括了所有(yǒu)物(wù)流裝備的(de)技(jì)術。
  
  碼垛機(jī)器(qì)人(rén)
  
  碼垛機(jī)器(qì)人(rén)主要有(yǒu)直角坐(zuò)标式機(jī)器(qì)人(rén)、關節式機(jī)器(qì)人(rén)和(hé)極坐(zuò)标式機(jī)器(qì)人(rén),碼垛機(jī)器(qì)人(rén)能适應于紙箱、袋裝、罐裝、箱體(tǐ)、瓶裝等各種形狀的(de)包裝成品碼垛作(zuò)業(yè)。從(cóng)效率上(shàng)說(shuō),碼垛機(jī)器(qì)人(rén)不僅能承擔高(gāo)負重,而且速度和(hé)質量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高(gāo)于人(rén)工(gōng)。從(cóng)精度上(shàng)看(kàn),每一台碼垛機(jī)器(qì)人(rén)都(dōu)有(yǒu)獨立的(de)控制系統,極大地(dì)保證了作(zuò)業(yè)精度,完全可以滿足物(wù)流碼垛作(zuò)業(yè)的(de)定位要求;從(cóng)穩定性上(shàng)講,目前最先進的(de)碼垛機(jī)器(qì)人(rén)已經達到5軸和(hé)6軸,通(tōng)過相(xiàng)應的(de)科(kē)學、合理(lǐ)的(de)剛性機(jī)械本體(tǐ)設計(jì),使得機(jī)器(qì)人(rén)本體(tǐ)不僅适應高(gāo)負重、高(gāo)頻(pín)率的(de)碼垛作(zuò)業(yè),還(hái)能适應分揀繁瑣、靈活性高(gāo)的(de)作(zuò)業(yè)要求。
 
  分揀機(jī)器(qì)人(rén)
  
  揀選作(zuò)業(yè)是由機(jī)器(qì)人(rén)來(lái)進行品種揀選,如果品種多,形狀各異,機(jī)器(qì)人(rén)需要帶有(yǒu)圖象識别系統和(hé)多功能機(jī)械手,機(jī)器(qì)人(rén)每到一種物(wù)品托盤就可根據圖象識别系統“看(kàn)到”的(de)物(wù)品形狀,采用與之相(xiàng)應的(de)機(jī)械手抓取,然後放(fàng)到搭配托盤上(shàng)。目前抓取分揀機(jī)器(qì)人(rén)在倉儲物(wù)流應用不是很(hěn)多,但(dàn)有(yǒu)着廣闊的(de)應用空間(jiān)。
  
  機(jī)器(qì)人(rén)影響物(wù)流過程
  
  目前談論最多的(de)“智能機(jī)器(qì)人(rén)”是由工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)發展而來(lái),而我國(guó)早在30年(nián)就研發出第一代工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)。隻是經過發展變革,如今的(de)智能機(jī)器(qì)人(rén)已經很(hěn)有(yǒu)大不同。
  
  實際上(shàng),應用于物(wù)流中的(de)機(jī)器(qì)人(rén)發展到今天,大緻可分為(wèi)三代:第一代物(wù)流機(jī)器(qì)人(rén)主要是以傳送帶及相(xiàng)關機(jī)械為(wèi)主的(de)設備,為(wèi)機(jī)器(qì)人(rén)原型,實現(xiàn)從(cóng)人(rén)工(gōng)化(huà)向自(zì)動化(huà)的(de)轉變。第二代機(jī)器(qì)人(rén)主要以自(zì)動導引車(AGV)為(wèi)代表的(de)設備,通(tōng)過自(zì)主移動的(de)小(xiǎo)車實現(xiàn)搬運等功能,以亞馬遜Kiva機(jī)器(qì)人(rén)為(wèi)代表,該類型機(jī)器(qì)人(rén)依托AGV小(xiǎo)車技(jì)術,實質上(shàng)仍然需要人(rén)工(gōng)完成揀選貨物(wù)操作(zuò),效率仍有(yǒu)待提升。第三代機(jī)器(qì)人(rén)在第二代基礎上(shàng),增加了替換人(rén)工(gōng)的(de)機(jī)械手、機(jī)械臂、視(shì)覺系統、智能系統,提供更友(yǒu)好(hǎo)的(de)人(rén)機(jī)交互界面,并且與現(xiàn)有(yǒu)物(wù)流管理(lǐ)系統對(duì)接更完善,具有(yǒu)更高(gāo)的(de)執行效率和(hé)準确性。例如Fetch&Freight等機(jī)器(qì)人(rén)産品,實現(xiàn)了從(cóng)自(zì)動化(huà)到智能化(huà)的(de)轉變,由移動車體(tǐ)、機(jī)械臂和(hé)機(jī)械手組成,具備高(gāo)度的(de)自(zì)主性,能夠完成多種功能如物(wù)體(tǐ)識别、抓取、分揀及運輸等。
 
  “智能機(jī)器(qì)人(rén)”之所以被冠以“智能”,并非隻具有(yǒu)一般編程能力和(hé)操作(zuò)功能的(de)機(jī)器(qì)人(rén),而是因為(wèi)具有(yǒu)相(xiàng)當發達的(de)“大腦”,利用中央處理(lǐ)器(qì)和(hé)傳感器(qì),進行導航與定位、路(lù)徑規劃、智能控制。大多數專家(jiā)認為(wèi),智能機(jī)器(qì)人(rén)至少要具備三個(gè)要素:一是感覺要素,用來(lái)認識周圍環境狀态;二是運動要素,對(duì)外(wài)界做出反應性動作(zuò);三是思考要素,根據感覺要素所得到的(de)信息,思考出采用什麽樣的(de)動作(zuò)。
  
  智能機(jī)器(qì)人(rén)的(de)出現(xiàn),必将改變傳統的(de)物(wù)流運作(zuò)模式,其中包括:減少從(cóng)訂單到交貨的(de)時(shí)間(jiān)。機(jī)器(qì)人(rén)将會讓訂單從(cóng)生(shēng)産設施到分揀機(jī)器(qì)人(rén)到貨盤到包裝、尺寸定價到裝卸碼頭到集裝箱的(de)運輸過程更加便利;減少錯(cuò)誤和(hé)對(duì)逆向物(wù)流的(de)需要,機(jī)器(qì)人(rén)記錄海(hǎi)量數據和(hé)以精準的(de)精度審查數據尋找錯(cuò)誤的(de)能力,無疑會減少物(wù)流過程中訂單信息錯(cuò)誤的(de)發生(shēng),而所産生(shēng)逆向物(wù)流的(de)需求将會減少;減少勞動力負擔,機(jī)器(qì)人(rén)的(de)使用将會減輕員(yuán)工(gōng)所承擔的(de)體(tǐ)力勞動,例如長(cháng)時(shí)間(jiān)行走、裝卸和(hé)搬運超重産品等等。此外(wài),機(jī)器(qì)人(rén)不需要食物(wù)和(hé)水(shuǐ),可以全天候工(gōng)作(zuò),并且通(tōng)過互聯網能與其他(tā)設備連接,這(zhè)些對(duì)于傳統的(de)物(wù)流模式都(dōu)将産生(shēng)重要影響。
  
  各方企業(yè)争相(xiàng)創新
  
  盡管我國(guó)智能機(jī)器(qì)人(rén)市(shì)場(chǎng)仍處于發展初期,但(dàn)市(shì)場(chǎng)參與者顯然都(dōu)已看(kàn)到了潛在的(de)機(jī)遇,2016年(nián)各方企業(yè)都(dōu)在加緊進行産品研發和(hé)推廣,其中既包括德馬泰克、Swisslog等國(guó)際企業(yè),也包括新松、機(jī)科(kē)發展等國(guó)內(nèi)領先企業(yè),還(hái)有(yǒu)近(jìn)年(nián)來(lái)發展迅速的(de)快倉、遠(yuǎn)能等新興企業(yè)。
  
  作(zuò)為(wèi)國(guó)內(nèi)機(jī)器(qì)人(rén)産業(yè)的(de)領導企業(yè),新松機(jī)器(qì)人(rén)自(zì)動化(huà)股份有(yǒu)限公司,在7月(yuè)舉行的(de)2016中國(guó)國(guó)際機(jī)器(qì)人(rén)展上(shàng),攜全線新品盛裝亮(liàng)相(xiàng),其中包括打破國(guó)外(wài)壟斷國(guó)內(nèi)首創的(de)重載複合機(jī)器(qì)人(rén)。
  
  随着複合機(jī)器(qì)人(rén)市(shì)場(chǎng)規模日(rì)趨擴大,中、重載複合機(jī)器(qì)人(rén)也成為(wèi)了市(shì)場(chǎng)新的(de)需求方向。目前,新松公司移動機(jī)器(qì)人(rén)負載能力能夠達到80噸,工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)負載能力能夠達到500公斤。新松基于在重載領域研發優勢,在國(guó)內(nèi)率先推出了采用麥特納姆輪的(de)重載複合型機(jī)器(qì)人(rén),其車體(tǐ)負責能力能夠達到2噸,機(jī)械手負載能力能夠達到50公斤。該重載複合機(jī)器(qì)人(rén)已經在控制系統、運動單元、搬運單元全部實現(xiàn)國(guó)産化(huà),可以實現(xiàn)全方位靈活運行。重載複合機(jī)器(qì)人(rén)研制成功國(guó)內(nèi)首創,在國(guó)際上(shàng)也是率先推出的(de),标志(zhì)着國(guó)産機(jī)器(qì)人(rén)水(shuǐ)平再上(shàng)一個(gè)新的(de)台階。
  
  2016年(nián)一些企業(yè)也在跨界進入這(zhè)個(gè)領域。例如,5月(yuè)25日(rì),美(měi)的(de)集團發布公告,公司計(jì)劃通(tōng)過境外(wài)全資子(zǐ)公司MECCA以現(xiàn)金(jīn)方式全面要約收購庫卡集團的(de)股份,希望借此共同開(kāi)拓機(jī)器(qì)人(rén)藍(lán)海(hǎi)。更值得關注的(de)是,9月(yuè)1日(rì)菜鳥網絡也正式發布了一款名叫“小(xiǎo)G”的(de)末端配送機(jī)器(qì)人(rén),身(shēn)高(gāo)1米左右,能承載約10~20個(gè)包裹,在接受指令後,可自(zì)動規劃最優配送路(lù)徑,将物(wù)品送到指定位置。據菜鳥網絡相(xiàng)關負責人(rén)介紹,小(xiǎo)G的(de)能力是基于自(zì)主感知、智能識别、運動規劃等多項關鍵技(jì)術,采用電(diàn)動驅動方式,單次投遞費(fèi)用與人(rén)工(gōng)相(xiàng)比幾乎可以忽略不計(jì),同時(shí)保證對(duì)環境的(de)零污染;與無人(rén)機(jī)相(xiàng)比,小(xiǎo)G載重量大,續航裏程高(gāo),同時(shí)也更為(wèi)安全可靠。
  
  實際上(shàng),菜鳥網絡此次推出機(jī)器(qì)人(rén)并非是心血來(lái)潮。據了解,菜鳥網絡在2015年(nián)底就組建了“E.T.物(wù)流實驗室”,成員(yuán)包括一批來(lái)自(zì)全球頂尖高(gāo)校(xiào)、科(kē)研機(jī)構的(de)博士,目标是研發物(wù)流前沿科(kē)技(jì)産品,追求符合未來(lái)科(kē)技(jì)發展的(de)物(wù)流生(shēng)産方式,目前已在末端配送機(jī)器(qì)人(rén)、倉內(nèi)複雜(zá)揀貨機(jī)器(qì)人(rén)矩陣、無人(rén)送貨機(jī)等多個(gè)産品方面取得突破。
  
  我們可以預見,智能機(jī)器(qì)人(rén)的(de)日(rì)益普及和(hé)高(gāo)速發展,必将引爆一場(chǎng)倉儲物(wù)流智能化(huà)的(de)變革,甚至是整個(gè)物(wù)流行業(yè)、制造業(yè)、生(shēng)産和(hé)生(shēng)活方方面面的(de)智能化(huà)大革命。但(dàn)對(duì)于目前國(guó)內(nèi)企業(yè)而言,應避免在低(dī)端産品層面的(de)競争,需要在智能機(jī)器(qì)人(rén)産品的(de)研發方面投入更多力量。
  
  未來(lái)向中高(gāo)端發展
  
  今年(nián)年(nián)初,工(gōng)業(yè)和(hé)信息化(huà)部曾對(duì)全國(guó)機(jī)器(qì)人(rén)産業(yè)情況進行摸底調查,初步統計(jì)我國(guó)涉及機(jī)器(qì)人(rén)生(shēng)産及集成應用的(de)企業(yè)800餘家(jiā),其中200多家(jiā)是機(jī)器(qì)人(rén)本體(tǐ)制造企業(yè),但(dàn)大部分企業(yè)以組裝和(hé)代加工(gōng)為(wèi)主,産品主要集中在三軸、四軸的(de)中低(dī)端機(jī)器(qì)人(rén)。因此,在工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)方面,六軸及以上(shàng)工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)産品的(de)規模化(huà)、産業(yè)化(huà)能力的(de)提高(gāo)将是未來(lái)的(de)重中之重。
  
  在工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)方面,我國(guó)已基本掌握設計(jì)、制造、應用過程中的(de)多項關鍵技(jì)術,開(kāi)發出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、噴漆等工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)。但(dàn)總體(tǐ)來(lái)看(kàn),我國(guó)機(jī)器(qì)人(rén)産品同國(guó)外(wài)先進水(shuǐ)平還(hái)存在一定差距,其中工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)在速度、載荷、精度、自(zì)重比等方面相(xiàng)對(duì)落後,服務機(jī)器(qì)人(rén)在自(zì)主決策、腦機(jī)接口和(hé)智能感知等關鍵技(jì)術及前沿技(jì)術研究上(shàng)仍較落後,概念性産品較多、産業(yè)化(huà)産品很(hěn)少。
  
  随着制造業(yè)智能化(huà)的(de)全面推進,傳統機(jī)器(qì)人(rén)所能完成的(de)工(gōng)作(zuò)範圍,無法适應新的(de)制造方式和(hé)商業(yè)模式,新一代機(jī)器(qì)人(rén)将在數字化(huà)車間(jiān)、智能工(gōng)廠(chǎng)中扮演更為(wèi)重要的(de)角色,未來(lái)應用空間(jiān)将更加廣闊。在新一代機(jī)器(qì)人(rén)領域,重點開(kāi)展人(rén)工(gōng)智能、機(jī)器(qì)人(rén)深度學習(xí)等基礎前沿技(jì)術研究,突破機(jī)器(qì)人(rén)通(tōng)用控制軟件(jiàn)平台、人(rén)機(jī)共存、安全控制、高(gāo)集成一體(tǐ)化(huà)關節、靈巧手等核心技(jì)術,實現(xiàn)智能機(jī)器(qì)人(rén)創新應用。
  
  關鍵零部件(jiàn)是機(jī)器(qì)人(rén)産業(yè)發展的(de)基礎,是決定機(jī)器(qì)人(rén)質量、性能的(de)關鍵所在。長(cháng)期以來(lái),我國(guó)機(jī)器(qì)人(rén)關鍵零部件(jiàn)的(de)研發和(hé)制造能力還(hái)比較薄弱、技(jì)術水(shuǐ)平較低(dī)、性能質量不高(gāo),并成為(wèi)一直以來(lái)制約我國(guó)機(jī)器(qì)人(rén)産業(yè)發展的(de)短闆問(wèn)題。雖然一些企業(yè)已經實現(xiàn)了部分關鍵部件(jiàn)的(de)國(guó)産化(huà),但(dàn)在批量生(shēng)産時(shí)的(de)性能穩定性、質量可靠性方面還(hái)有(yǒu)待提升,這(zhè)一問(wèn)題如得不到解決,将阻礙國(guó)産機(jī)器(qì)人(rén)整體(tǐ)質量、性能的(de)提高(gāo),影響産品市(shì)場(chǎng)競争力,使産業(yè)難以可持續健康發展。
  
  針對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)器(qì)人(rén)産業(yè)的(de)發展現(xiàn)狀,今年(nián)3月(yuè)工(gōng)業(yè)和(hé)信息化(huà)部、國(guó)家(jiā)發改委、财政部等三部委聯合印發了《機(jī)器(qì)人(rén)産業(yè)發展規劃(2016-2020年(nián))》,指出機(jī)器(qì)人(rén)産業(yè)發展要推進重大标志(zhì)性産品率先突破。其中,“在工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)領域,聚焦智能生(shēng)産、智能物(wù)流,攻克工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)關鍵技(jì)術,提升可操作(zuò)性和(hé)可維護性,重點發展弧焊機(jī)器(qì)人(rén)、真空(潔淨)機(jī)器(qì)人(rén)、全自(zì)主編程智能工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)、人(rén)機(jī)協作(zuò)機(jī)器(qì)人(rén)、雙臂機(jī)器(qì)人(rén)、重載AGV等6種标志(zhì)性工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)産品,引導我國(guó)工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)向中高(gāo)端發展。”我們可以預見,智能機(jī)器(qì)人(rén)在物(wù)流行業(yè)的(de)應用,未來(lái)5年(nián)将進入持續穩定發展的(de)新時(shí)期。


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