聚焦工業(yè)4.0時(shí)代 智能物流機(jī)器人來(lái)勢(shì)洶洶
責(zé)任編輯：gdmachine人氣：3212發(fā)表時(shí)間：2016-09-26 08:26:13
中國(guó)物流業(yè)正努力從勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)模式向現(xiàn)代化、智能化升級(jí)，伴隨而來(lái)的是各種先進(jìn)技術(shù)和裝備的應(yīng)用和普及。當(dāng)下，具備搬運(yùn)、碼垛、分揀等功能的智能機(jī)器人，已成為物流行業(yè)當(dāng)中的一大熱點(diǎn)。許多人相信，在多重因素驅(qū)動(dòng)之下，來(lái)勢(shì)洶洶的智能機(jī)器人擁有著廣闊的應(yīng)用空間，甚至?xí)?duì)物流運(yùn)作模式和整個(gè)物流體系變革產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 機(jī)器人涌進(jìn)倉(cāng)庫(kù) “在近五年乃至十年來(lái)，中國(guó)的機(jī)器人如雨后春筍般蓬勃發(fā)展，背后主要有兩點(diǎn)主要原因：一是近五年來(lái)中國(guó)的人口紅利已經(jīng)消失，二是高質(zhì)量、高附加值的需求?！钡埋R泰克中國(guó)方案規(guī)劃總監(jiān)鄧建一表示，隨著電子商務(wù)高速發(fā)展帶來(lái)物流業(yè)務(wù)量大幅攀升，以及土地、人力成本的快速上漲，智能化的物流裝備在節(jié)省倉(cāng)庫(kù)面積、提高物流效率等方面的優(yōu)勢(shì)日漸突出，因此越來(lái)越受到企業(yè)青睞，其中機(jī)器人就是一個(gè)典型代表。 總體來(lái)看，目前在倉(cāng)庫(kù)中廣泛應(yīng)用的機(jī)器人，主要以承擔(dān)著搬運(yùn)、碼垛、分揀等功能的機(jī)器人為主。 AGV機(jī)器人 AGV在國(guó)外的應(yīng)用時(shí)間較早，目前已經(jīng)在制造業(yè)、港口、碼頭等領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)逐漸也有部分企業(yè)重視并應(yīng)用AGV來(lái)完成一些簡(jiǎn)單的搬運(yùn)任務(wù)。作為一種柔性化和智能化物流搬運(yùn)機(jī)器人，目前以亞馬遜的Kiva機(jī)器人最具代表性，國(guó)內(nèi)企業(yè)方面也紛在紛推出各自的產(chǎn)品。AGV機(jī)器人在我國(guó)汽車汽車制造業(yè)（主要是零部件制造）應(yīng)用較高，其次在電力、煙草、乳品和飲料等行業(yè)也都有應(yīng)用。可以說(shuō)，AGV機(jī)器人是物流裝備中自動(dòng)化水平最高的產(chǎn)品，是物流自動(dòng)化系統(tǒng)中最具有柔性化的一個(gè)環(huán)節(jié)，幾乎囊括了所有物流裝備的技術(shù)。 碼垛機(jī)器人 碼垛機(jī)器人主要有直角坐標(biāo)式機(jī)器人、關(guān)節(jié)式機(jī)器人和極坐標(biāo)式機(jī)器人，碼垛機(jī)器人能適應(yīng)于紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝等各種形狀的包裝成品碼垛作業(yè)。從效率上說(shuō)，碼垛機(jī)器人不僅能承擔(dān)高負(fù)重，而且速度和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工。從精度上看，每一臺(tái)碼垛機(jī)器人都有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，極大地保證了作業(yè)精度，完全可以滿足物流碼垛作業(yè)的定位要求；從穩(wěn)定性上講，目前最先進(jìn)的碼垛機(jī)器人已經(jīng)達(dá)到5軸和6軸，通過(guò)相應(yīng)的科學(xué)、合理的剛性機(jī)械本體設(shè)計(jì)，使得機(jī)器人本體不僅適應(yīng)高負(fù)重、高頻率的碼垛作業(yè)，還能適應(yīng)分揀繁瑣、靈活性高的作業(yè)要求。 分揀機(jī)器人 揀選作業(yè)是由機(jī)器人來(lái)進(jìn)行品種揀選，如果品種多，形狀各異，機(jī)器人需要帶有圖象識(shí)別系統(tǒng)和多功能機(jī)械手，機(jī)器人每到一種物品托盤就可根據(jù)圖象識(shí)別系統(tǒng)“看到”的物品形狀，采用與之相應(yīng)的機(jī)械手抓取，然后放到搭配托盤上。目前抓取分揀機(jī)器人在倉(cāng)儲(chǔ)物流應(yīng)用不是很多，但有著廣闊的應(yīng)用空間。 機(jī)器人影響物流過(guò)程 目前談?wù)撟疃嗟摹爸悄軝C(jī)器人”是由工業(yè)機(jī)器人發(fā)展而來(lái)，而我國(guó)早在30年就研發(fā)出第一代工業(yè)機(jī)器人。只是經(jīng)過(guò)發(fā)展變革，如今的智能機(jī)器人已經(jīng)很有大不同。 實(shí)際上，應(yīng)用于物流中的機(jī)器人發(fā)展到今天，大致可分為三代：第一代物流機(jī)器人主要是以傳送帶及相關(guān)機(jī)械為主的設(shè)備，為機(jī)器人原型，實(shí)現(xiàn)從人工化向自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變。第二代機(jī)器人主要以自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）為代表的設(shè)備，通過(guò)自主移動(dòng)的小車實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)等功能，以亞馬遜Kiva機(jī)器人為代表，該類型機(jī)器人依托AGV小車技術(shù)，實(shí)質(zhì)上仍然需要人工完成揀選貨物操作，效率仍有待提升。第三代機(jī)器人在第二代基礎(chǔ)上，增加了替換人工的機(jī)械手、機(jī)械臂、視覺(jué)系統(tǒng)、智能系統(tǒng)，提供更友好的人機(jī)交互界面，并且與現(xiàn)有物流管理系統(tǒng)對(duì)接更完善，具有更高的執(zhí)行效率和準(zhǔn)確性。例如Fetch&Freight等機(jī)器人產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了從自動(dòng)化到智能化的轉(zhuǎn)變，由移動(dòng)車體、機(jī)械臂和機(jī)械手組成，具備高度的自主性，能夠完成多種功能如物體識(shí)別、抓取、分揀及運(yùn)輸?shù)取? “智能機(jī)器人”之所以被冠以“智能”，并非只具有一般編程能力和操作功能的機(jī)器人，而是因?yàn)榫哂邢喈?dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”，利用中央處理器和傳感器，進(jìn)行導(dǎo)航與定位、路徑規(guī)劃、智能控制。大多數(shù)專家認(rèn)為，智能機(jī)器人至少要具備三個(gè)要素：一是感覺(jué)要素，用來(lái)認(rèn)識(shí)周圍環(huán)境狀態(tài)；二是運(yùn)動(dòng)要素，對(duì)外界做出反應(yīng)性動(dòng)作；三是思考要素，根據(jù)感覺(jué)要素所得到的信息，思考出采用什么樣的動(dòng)作。 智能機(jī)器人的出現(xiàn)，必將改變傳統(tǒng)的物流運(yùn)作模式，其中包括：減少?gòu)挠唵蔚浇回浀臅r(shí)間。機(jī)器人將會(huì)讓訂單從生產(chǎn)設(shè)施到分揀機(jī)器人到貨盤到包裝、尺寸定價(jià)到裝卸碼頭到集裝箱的運(yùn)輸過(guò)程更加便利；減少錯(cuò)誤和對(duì)逆向物流的需要，機(jī)器人記錄海量數(shù)據(jù)和以精準(zhǔn)的精度審查數(shù)據(jù)尋找錯(cuò)誤的能力，無(wú)疑會(huì)減少物流過(guò)程中訂單信息錯(cuò)誤的發(fā)生，而所產(chǎn)生逆向物流的需求將會(huì)減少；減少勞動(dòng)力負(fù)擔(dān)，機(jī)器人的使用將會(huì)減輕員工所承擔(dān)的體力勞動(dòng)，例如長(zhǎng)時(shí)間行走、裝卸和搬運(yùn)超重產(chǎn)品等等。此外，機(jī)器人不需要食物和水，可以全天候工作，并且通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)能與其他設(shè)備連接，這些對(duì)于傳統(tǒng)的物流模式都將產(chǎn)生重要影響。 各方企業(yè)爭(zhēng)相創(chuàng)新 盡管我國(guó)智能機(jī)器人市場(chǎng)仍處于發(fā)展初期，但市場(chǎng)參與者顯然都已看到了潛在的機(jī)遇，2016年各方企業(yè)都在加緊進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)和推廣，其中既包括德馬泰克、Swisslog等國(guó)際企業(yè)，也包括新松、機(jī)科發(fā)展等國(guó)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)，還有近年來(lái)發(fā)展迅速的快倉(cāng)、遠(yuǎn)能等新興企業(yè)。 作為國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司，在7月舉行的2016中國(guó)國(guó)際機(jī)器人展上，攜全線新品盛裝亮相，其中包括打破國(guó)外壟斷國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的重載復(fù)合機(jī)器人。 隨著復(fù)合機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模日趨擴(kuò)大，中、重載復(fù)合機(jī)器人也成為了市場(chǎng)新的需求方向。目前，新松公司移動(dòng)機(jī)器人負(fù)載能力能夠達(dá)到80噸，工業(yè)機(jī)器人負(fù)載能力能夠達(dá)到500公斤。新松基于在重載領(lǐng)域研發(fā)優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)率先推出了采用麥特納姆輪的重載復(fù)合型機(jī)器人，其車體負(fù)責(zé)能力能夠達(dá)到2噸，機(jī)械手負(fù)載能力能夠達(dá)到50公斤。該重載復(fù)合機(jī)器人已經(jīng)在控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)單元、搬運(yùn)單元全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，可以實(shí)現(xiàn)全方位靈活運(yùn)行。重載復(fù)合機(jī)器人研制成功國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，在國(guó)際上也是率先推出的，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)機(jī)器人水平再上一個(gè)新的臺(tái)階。 2016年一些企業(yè)也在跨界進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。例如，5月25日，美的集團(tuán)發(fā)布公告，公司計(jì)劃通過(guò)境外全資子公司MECCA以現(xiàn)金方式全面要約收購(gòu)庫(kù)卡集團(tuán)的股份，希望借此共同開(kāi)拓機(jī)器人藍(lán)海。更值得關(guān)注的是，9月1日菜鳥(niǎo)網(wǎng)絡(luò)也正式發(fā)布了一款名叫“小G”的末端配送機(jī)器人，身高1米左右，能承載約10～20個(gè)包裹，在接受指令后，可自動(dòng)規(guī)劃最優(yōu)配送路徑，將物品送到指定位置。據(jù)菜鳥(niǎo)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，小G的能力是基于自主感知、智能識(shí)別、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，單次投遞費(fèi)用與人工相比幾乎可以忽略不計(jì)，同時(shí)保證對(duì)環(huán)境的零污染；與無(wú)人機(jī)相比，小G載重量大，續(xù)航里程高，同時(shí)也更為安全可靠。 實(shí)際上，菜鳥(niǎo)網(wǎng)絡(luò)此次推出機(jī)器人并非是心血來(lái)潮。據(jù)了解，菜鳥(niǎo)網(wǎng)絡(luò)在2015年底就組建了“E.T.物流實(shí)驗(yàn)室”，成員包括一批來(lái)自全球頂尖高校、科研機(jī)構(gòu)的博士，目標(biāo)是研發(fā)物流前沿科技產(chǎn)品，追求符合未來(lái)科技發(fā)展的物流生產(chǎn)方式，目前已在末端配送機(jī)器人、倉(cāng)內(nèi)復(fù)雜揀貨機(jī)器人矩陣、無(wú)人送貨機(jī)等多個(gè)產(chǎn)品方面取得突破。 我們可以預(yù)見(jiàn)，智能機(jī)器人的日益普及和高速發(fā)展，必將引爆一場(chǎng)倉(cāng)儲(chǔ)物流智能化的變革，甚至是整個(gè)物流行業(yè)、制造業(yè)、生產(chǎn)和生活方方面面的智能化大革命。但對(duì)于目前國(guó)內(nèi)企業(yè)而言，應(yīng)避免在低端產(chǎn)品層面的競(jìng)爭(zhēng)，需要在智能機(jī)器人產(chǎn)品的研發(fā)方面投入更多力量。 未來(lái)向中高端發(fā)展 今年年初，工業(yè)和信息化部曾對(duì)全國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)情況進(jìn)行摸底調(diào)查，初步統(tǒng)計(jì)我國(guó)涉及機(jī)器人生產(chǎn)及集成應(yīng)用的企業(yè)800余家，其中200多家是機(jī)器人本體制造企業(yè)，但大部分企業(yè)以組裝和代加工為主，產(chǎn)品主要集中在三軸、四軸的中低端機(jī)器人。因此，在工業(yè)機(jī)器人方面，六軸及以上工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化能力的提高將是未來(lái)的重中之重。 在工業(yè)機(jī)器人方面，我國(guó)已基本掌握設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用過(guò)程中的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、碼垛、裝配、搬運(yùn)、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。但總體來(lái)看，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)品同國(guó)外先進(jìn)水平還存在一定差距，其中工業(yè)機(jī)器人在速度、載荷、精度、自重比等方面相對(duì)落后，服務(wù)機(jī)器人在自主決策、腦機(jī)接口和智能感知等關(guān)鍵技術(shù)及前沿技術(shù)研究上仍較落后，概念性產(chǎn)品較多、產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品很少。 隨著制造業(yè)智能化的全面推進(jìn)，傳統(tǒng)機(jī)器人所能完成的工作范圍，無(wú)法適應(yīng)新的制造方式和商業(yè)模式，新一代機(jī)器人將在數(shù)字化車間、智能工廠中扮演更為重要的角色，未來(lái)應(yīng)用空間將更加廣闊。在新一代機(jī)器人領(lǐng)域，重點(diǎn)開(kāi)展人工智能、機(jī)器人深度學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)前沿技術(shù)研究，突破機(jī)器人通用控制軟件平臺(tái)、人機(jī)共存、安全控制、高集成一體化關(guān)節(jié)、靈巧手等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人創(chuàng)新應(yīng)用。 關(guān)鍵零部件是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是決定機(jī)器人質(zhì)量、性能的關(guān)鍵所在。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)機(jī)器人關(guān)鍵零部件的研發(fā)和制造能力還比較薄弱、技術(shù)水平較低、性能質(zhì)量不高，并成為一直以來(lái)制約我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的短板問(wèn)題。雖然一些企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化，但在批量生產(chǎn)時(shí)的性能穩(wěn)定性、質(zhì)量可靠性方面還有待提升，這一問(wèn)題如得不到解決，將阻礙國(guó)產(chǎn)機(jī)器人整體質(zhì)量、性能的提高，影響產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，使產(chǎn)業(yè)難以可持續(xù)健康發(fā)展。 針對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，今年3月工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部等三部委聯(lián)合印發(fā)了《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》，指出機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展要推進(jìn)重大標(biāo)志性產(chǎn)品率先突破。其中，“在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，聚焦智能生產(chǎn)、智能物流，攻克工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)，提升可操作性和可維護(hù)性,重點(diǎn)發(fā)展弧焊機(jī)器人、真空（潔凈）機(jī)器人、全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV等6種標(biāo)志性工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品，引導(dǎo)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人向中高端發(fā)展?！蔽覀兛梢灶A(yù)見(jiàn)，智能機(jī)器人在物流行業(yè)的應(yīng)用，未來(lái)5年將進(jìn)入持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的新時(shí)期。
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