物流機器人時代全面到來?

本刊記者 張穎川/文

物流機器人時代全面到來?

本刊記者 張穎川/文

我國的物流機器人發(fā)展雖然取得長足進步，但仍存在一定的技術(shù)壁壘，與工業(yè)發(fā)達國家相比還有著較大差距。如何突破技術(shù)瓶頸，提高我國倉儲機器人發(fā)展和應(yīng)用水平，成為業(yè)界要進一步思考的問題。

沒有機動車輛的轟鳴，沒有工作人員的頻繁走動，只看到AGV在快速移動、碼垛機器人在舉重若輕地搬運貨物——這是以往人們想象中的“無人倉”場景。如今，這一夢想已經(jīng)照進現(xiàn)實。

近年來，機器人在倉儲系統(tǒng)中得到越來越多的應(yīng)用，不僅提升了物流作業(yè)效率，減輕了工作人員的勞動強度，還有助于優(yōu)化資源、降低成本，具有良好的經(jīng)濟效益和廣闊的發(fā)展前景。

目前來看，我國的物流機器人技術(shù)雖然取得長足進步，但與工業(yè)發(fā)達國家相比在技術(shù)成熟度方面還有著較大差距。如何打破技術(shù)瓶頸，改變機器人核心零部件依賴進口的局面，提高我國倉儲機器人技術(shù)水平，成為業(yè)界要進一步思考的問題。

市場需求強烈

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)的迅猛發(fā)展，消費者的需求也在逐漸轉(zhuǎn)變，更趨于多樣化和個性化，企業(yè)的訂單處理也呈現(xiàn)出“多品種、小批量、多批次、高時效”的特點。特別是“新零售”概念的推出，對倉儲系統(tǒng)的智能化、柔性化提出了更高的要求。企業(yè)要想高效率、低成本地履行訂單，一套自動化、智能化的倉儲系統(tǒng)顯得尤為重要，這就對物流機器人的應(yīng)用提出強烈需求。基于機器人的“貨到人”方案可以完成補貨、整箱揀貨、拆零揀選、退貨等物流作業(yè)，近年來需求巨大，特別是在電商物流中心應(yīng)用日趨廣泛。

GeeK+機器人揀選系統(tǒng)

另外，在《中國制造2025》戰(zhàn)略的推動下，制造企業(yè)的生產(chǎn)方式開始向柔性、智能、精細轉(zhuǎn)變，構(gòu)建以智能制造為根本特征的新型制造體系迫在眉睫，越來越多的制造企業(yè)進行“機器換人”以實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。

與此同時，近年來人工成本、土地成本和能耗成本陡增，技術(shù)水平落后，都成為制約物流業(yè)轉(zhuǎn)型升級的瓶頸。一些物流企業(yè)為了應(yīng)對以上挑戰(zhàn)，并響應(yīng)客戶對物流效率提升的要求，開始加快構(gòu)建自動化倉儲系統(tǒng)，物流機器人成為關(guān)注的焦點。

在這樣的大環(huán)境下，機器人企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，各種物流機器人迅速面世，并在搬運、碼垛、揀選等物流環(huán)節(jié)得到應(yīng)用，具體涉及到的物流機器人如下：

1.AGV

AGV即自動導(dǎo)引車，一種具有高度柔性化和智能化的物流搬運設(shè)備，被稱為移動機器人，國外從上世紀50年代在倉儲業(yè)開始使用；在國內(nèi)，AGV在汽車、煙草、印鈔、新聞紙等行業(yè)已有大規(guī)模應(yīng)用。目前，以亞馬遜Kiva機器人為代表的“貨到人”解決方案在倉儲系統(tǒng)中應(yīng)用日益廣泛。AGV的核心技術(shù)主要包括傳感器技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)。擁有自主核心技術(shù)是每個AGV企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

2.碼垛機器人

碼垛機器人主要包括直角坐標式機器人、關(guān)節(jié)式機器人和極坐標式機器人，能適應(yīng)于紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝等各種形狀的包裝物品碼垛/拆垛作業(yè)。該類型機器人不僅能搬運重物，而且作業(yè)速度和質(zhì)量遠遠高于人工；每一臺碼垛機器人都有獨立的控制系統(tǒng)，極大地保證了作業(yè)精度；通過科學(xué)、合理的剛性機械本體設(shè)計，機器人可以適應(yīng)高負重、高頻率、高靈活性的碼垛作業(yè)。

3.分揀機器人

這類機器人一般具備傳感器、物鏡、圖象識別系統(tǒng)和多功能機械手，可根據(jù)圖象識別系統(tǒng)“看到”的物品形狀，用機械手抓取物品，然后放到指定位置，實現(xiàn)貨物快速分揀。目前，分揀機器人在倉儲物流應(yīng)用不是很多，有部分企業(yè)正在嘗試研發(fā)和生產(chǎn)人機配合作業(yè)的分揀機器人。

新松輕載復(fù)合機器人

快倉智能分揀機器人

參與各方紛紛布局

1.物流系統(tǒng)集成商高度重視機器人

在智慧物流逐漸成為行業(yè)發(fā)展趨勢的情況下，不僅國外物流裝備企業(yè)高度重視物流機器人的研發(fā)應(yīng)用，國內(nèi)一些實力雄厚的物流系統(tǒng)集成商也紛紛投入倉儲物流機器人領(lǐng)域，并在市場上取得了顯著成果。

國外企業(yè)如瑞仕格，與母公司KUKA共同開發(fā)了AutoPiQ機器人拆零揀選系統(tǒng)，將新一代的高效率輕載貨物存儲系統(tǒng)與智能化的機器人揀選相結(jié)合，既可以選擇快速工作模式，提高績效，也可以實現(xiàn)人機協(xié)同作業(yè)。未來，這種智能機器人還能與AGV結(jié)合，形成功能更加強大、移動性更強的新型智能機器人移動揀選系統(tǒng)；德馬泰克2016年在上海漢諾威物流展上推出了“貨到機器人”解決方案，其中RapidPick XT機器人揀選工作站與多層穿梭車系統(tǒng)配合，可以實現(xiàn)高效拆零揀選，揀選效率可高達1200件/小時，2D/3D視覺系統(tǒng)實現(xiàn)了準確的訂單履約。

國內(nèi)企業(yè)在探索倉儲物流機器人方面同樣不遺余力。如新松機器人自動化股份有限公司去年推出的輕載、重載復(fù)合機器人就是創(chuàng)新的典范。這個國內(nèi)首臺具備柔性多關(guān)節(jié)機械臂及主動視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的機器人，由車體和車載機械手兩部分組成，通過將移動機器人、柔性多關(guān)節(jié)機器人、視覺識別等技術(shù)的完美融合，真正實現(xiàn)了機器人“手腳并用”的工業(yè)應(yīng)用，可完成物料自動搬運、物品上下料、分揀等作業(yè)，滿足工作現(xiàn)場靈活高效、低成本的導(dǎo)航布置。

2.機器人初創(chuàng)企業(yè)集中亮劍

目前，我國物流機器人市場還處于初級發(fā)展階段，巨大的市場潛力吸引了大批企業(yè)投入該領(lǐng)域，加大新技術(shù)研發(fā)力度和新產(chǎn)品推廣應(yīng)用。其中在快速成長的類Kiva機器人領(lǐng)域，有代表性的企業(yè)是北京極智嘉科技有限公司（Geek+）和上?？靷}智能科技有限公司。

Geek+專注于提供以機器人為核心的智能倉儲解決方案，已經(jīng)成功地為多家大型知名電商、零售公司、醫(yī)藥企業(yè)、制造業(yè)工廠等提供智能倉儲解決方案。2015年11月，極智機器人揀選系統(tǒng)輔助心怡科技物流中心應(yīng)對“雙十一”高峰訂單，取得很好效果。2017年2月，Geek+運維的機器人倉庫幫助唯品會順利度過“2.28春季美妝節(jié)”大促期。

快倉集倉儲機器人的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、項目實施、管理、服務(wù)于一體，已與菜鳥、中國郵政、唯品會、百世物流、國藥、國電等重量級客戶進行合作，開展了多個商用項目，取得了良好的口碑。

3.電商巨頭爭相入局

過去幾年間，電商企業(yè)在一路高歌猛進的同時，也面臨著海量訂單快速處理帶來的巨大壓力。為了提高倉庫運營效率，降低物流成本，電商巨頭們紛紛發(fā)力物流機器人，助推企業(yè)倉儲物流系統(tǒng)升級優(yōu)化。

京東無人倉內(nèi)應(yīng)用的六軸碼垛機器人

天貓超市的“曹操”

如，阿里巴巴自主研發(fā)的“貨到人”倉儲機器人名字叫“曹操”，取名來自俗語“說曹操，曹操到”。該機器人可承重50公斤、速度達到2米/秒，造價高達上百萬元?！安懿佟苯拥接唵魏?，可以迅速定位出商品在倉庫分布的位置，并且規(guī)劃最優(yōu)揀貨路徑，揀貨完成后會自動把貨物送到打包臺。

目前備受關(guān)注的京東“無人倉”的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一就是大量智能物流機器人協(xié)同作業(yè)。京東通過人工智能、深度學(xué)習(xí)、圖像智能識別、大數(shù)據(jù)等諸多先進技術(shù)，為工業(yè)機器人賦予了智慧，讓它們具備自主的判斷和行為，適應(yīng)不同的應(yīng)用場景、商品形態(tài)，完成各種復(fù)雜的任務(wù)。Delta揀選機器人、搬運型AGV機器人、智能叉車等一系列智能物流機器人與技術(shù)在京東無人倉中，組成了完整的智慧物流場景。

4.生產(chǎn)企業(yè)由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)型

為順應(yīng)《中國制造2025》戰(zhàn)略方向，一些生產(chǎn)企業(yè)努力由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)型，大力推動物流機器人在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，為制造行業(yè)實現(xiàn)倉儲物流的自動化、智能化做出了表率。

比較典型的是美的收購KUKA機器人案例，希望通過“智能制造+工業(yè)機器人”的模式，全面整合提升公司智能制造水平，同時以工業(yè)機器人帶動伺服電機等核心部件、系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。截至目前，美的已經(jīng)投入超過50億元用于自動化改造，在生產(chǎn)線上應(yīng)用了超過1000臺工業(yè)機器人。美的計劃未來每年在工業(yè)機器人和自動化領(lǐng)域投資10億元。

再如?？低曌灾餮邪l(fā)并實施了智能倉儲機器人系統(tǒng)，由機器人代替人力完成收貨、分揀、搬運、入庫、出庫等物流作業(yè)。2015年，海康威視桐廬安防產(chǎn)業(yè)基地項目全面啟動，使用了800多臺?？低曋悄軅}儲搬運機器人，實時管理超8萬條SKU，累計管理物料30萬條，為日產(chǎn)值近億元的工廠提供了強大的倉儲和生產(chǎn)物流支持。

瓶頸猶存亟待優(yōu)化

毋庸置疑，目前我國物流機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展火熱，而且取得了一定的成績，市場規(guī)模大幅增長，產(chǎn)品適應(yīng)性和穩(wěn)定性顯著提高，技術(shù)水平和服務(wù)能力明顯增強。但這并不意味著智能物流機器人的時代已經(jīng)全面到來。

整體來看，我國物流機器人發(fā)展仍存在著一系列的瓶頸，主要體現(xiàn)在：機器人產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺失，零部件中高精度減速器、伺服電機和控制器等主要依賴進口；核心技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，高端產(chǎn)品質(zhì)量可靠性低；機器人推廣應(yīng)用難，市場占有率亟待提高；企業(yè)“小、散、弱”問題突出，競爭力不強；機器人行業(yè)標準、檢測認證等體系亟待健全；等等。

上述問題已引起業(yè)界的廣泛關(guān)注。日前，工信部計算機與微電子發(fā)展研究中心（中國軟件評測中心）在京舉辦了“貨到人倉儲機器人測評成果發(fā)布會”，對中國物流智能機器人的現(xiàn)狀以及存在的問題進行了深入分析。

會上，中儲發(fā)展股份有限公司副總經(jīng)理李勇昭從不同角度指出了我國倉儲機器人的局限性，如：靈巧性上，目前機器人只能在特定環(huán)境下運用；智能化程度還不夠，有些柔性化處理場景反應(yīng)能力不足；成本問題影響覆蓋面，雖然與人相比整體性價比較高，但一次性投入太大，很多企業(yè)承擔不起；使用者的認識尚未到位，沒有經(jīng)驗可循等。

北京賽迪機器人測評工程技術(shù)中心有限公司總經(jīng)理陳淥萍在會上發(fā)布的《“貨到人”倉儲機器人測評成果》顯示，目前國內(nèi)市場上AGV大大小小的問題多達50個。如功能方面，87.5%的產(chǎn)品未設(shè)計獨立的啟動、停止等開關(guān)按鈕，50%的產(chǎn)品控制系統(tǒng)和上位機軟件出現(xiàn)崩潰等現(xiàn)象，87.5%的產(chǎn)品存在障礙物安全檢測盲區(qū)；性能方面，71.4%的產(chǎn)品帶載運行穩(wěn)定性差，在貨架位置發(fā)生偏移或貨物擺放位置不均的情況下出現(xiàn)無法舉升貨架或行駛軌跡偏移等嚴重問題；運營維護方面，AGV市場還存在產(chǎn)品設(shè)計者專業(yè)術(shù)語不熟悉、未參考相關(guān)標準、產(chǎn)品未進行耐壓試驗等諸多問題，都亟待進一步優(yōu)化。

作為物流裝備行業(yè)的專家，北京伍強科技有限公司董事長尹軍琪對于當前我國物流機器人的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀也持客觀分析態(tài)度。他表示：物流技術(shù)得到前所未有的關(guān)注是可喜現(xiàn)象，但令人遺憾的是很多技術(shù)并非我國原創(chuàng)，事實上真正的智能物流系統(tǒng)還沒有出現(xiàn)，真正的物流黑科技離我們還很遙遠。他說：“科學(xué)研究是一個漫長的過程，因此，有必要保持清醒的頭腦，不好高騖遠，不自欺欺人，抱著敬畏的態(tài)度不斷學(xué)習(xí)、研究、嘗試，最后實現(xiàn)超越，這樣才能有助于我們在未來創(chuàng)造出真正的物流黑科技?！?/p>

據(jù)有關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，全球物流機器人市場將從2014年的160億美金增長至2020年的313億美金，市場空間巨大；到2021年末，我國工業(yè)機器人產(chǎn)量將達到11.15萬臺，保有量將達到136.04萬臺。倉儲機器人未來在中國的發(fā)展?jié)摿ο喈斂捎^。因此，倉儲機器人技術(shù)水平的提高以及實際運行的優(yōu)化，成為未來關(guān)注的重中之重。

實際上，針對我國倉儲物流機器人當前存在的諸多問題，國家有關(guān)政策已指明了重點發(fā)展方向。去年上半年，工信部、國家發(fā)改委、財政部聯(lián)合發(fā)布的《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》指出：未來我國倉儲物流機器人的發(fā)展，一要推進工業(yè)機器人向中高端邁進。面向《中國制造2025》十大重點領(lǐng)域，聚焦智能生產(chǎn)、智能物流，攻克工業(yè)機器人關(guān)鍵技術(shù),提升可操作性和可維護性,重點發(fā)展人機協(xié)作機器人、雙臂機器人、重載AGV等六種標志性工業(yè)機器人產(chǎn)品；二是大力發(fā)展機器人關(guān)鍵零部件。針對6自由度及以上工業(yè)機器人用關(guān)鍵零部件性能、可靠性差、使用壽命短等問題，全面提升關(guān)鍵零部件的質(zhì)量穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)能力，突破技術(shù)壁壘，打破長期依賴進口的局面；三是發(fā)展機器人共性關(guān)鍵技術(shù)，重點開展人工智能、機器人深度學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)前沿技術(shù)研究，突破機器人通用控制軟件平臺、人機共存、安全控制、高集成一體化關(guān)節(jié)、靈巧手等核心技術(shù)。

今年6月，在工信部的主導(dǎo)下，“倉儲機器人及智能物流產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”正式成立。該聯(lián)盟以“開放、創(chuàng)新、合作、共贏”為宗旨，將圍繞引領(lǐng)國產(chǎn)倉儲機器人及智能物流系統(tǒng)的研發(fā)、應(yīng)用及質(zhì)量提升，整合國內(nèi)資源，促進整個行業(yè)內(nèi)部以及行業(yè)與用戶之間在政策、技術(shù)、市場、標準、應(yīng)用等多方面交流對話與協(xié)作。

相信在國家有關(guān)政策的積極引導(dǎo)和全行業(yè)的共同努力下，我國的倉儲物流機器人將迎來新的發(fā)展。

目前我國物流機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展火熱，市場規(guī)模大幅增長，產(chǎn)品適應(yīng)性和穩(wěn)定性顯著提高，技術(shù)水平和服務(wù)能力明顯增強。但這并不意味著智能物流機器人的時代已經(jīng)全面到來，還有著諸多問題待解。