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聚焦工業4.0時代 智能物流機器人來勢洶洶

責任編（biān）輯：gdmachine人氣：3644發表（biǎo）時間：2016-09-26 08:26:13
中國（guó）物流業正努力從（cóng）勞動密集型向技術密集（jí）型轉變，由傳統模式向現代化、智能化升級，伴隨而來的是各種先進技（jì）術和裝備的應用和普及。當下，具備搬運、碼垛、分揀等功能的智能機器人，已成（chéng）為物流行業當中（zhōng）的一大熱點。許多人相信，在（zài）多重因素驅動之下（xià），來勢洶洶的智能機器人擁有著廣闊的應用空間，甚至會對物流運作模式和整個物流體係變革產生深遠影響。 　　 　　機器人湧進（jìn）倉庫 　　 　　“在近五年（nián）乃至十年來，中國的機器人如雨（yǔ）後春筍（sǔn）般蓬勃發展，背後主要有兩點主要（yào）原因：一是近五年來中國的人口（kǒu）紅利已經（jīng）消失，二是高質量（liàng）、高附加（jiā）值的需求。”德馬泰克中國方案規劃總監（jiān）鄧建一（yī）表示（shì），隨著電子商務高速發展帶來物流業務量大幅攀升，以及土地、人力成（chéng）本的快速上漲，智能化的物流裝備在節省倉庫麵積、提高物流效率（lǜ）等方麵的（de）優勢日漸突出（chū），因此越來越受到（dào）企業青睞，其中機器人就是（shì）一個典型代表。 　　總體來看，目前（qián）在倉庫中廣泛應用的機器人（rén），主要（yào）以承擔著搬（bān）運（yùn）、碼（mǎ）垛（duǒ）、分揀等功能（néng）的機器人為主。 　　 　　AGV機器人 　　 　　AGV在國外的應用時間較早，目前已經在製造業、港口、碼頭等領域得到普遍應用，在國內逐漸（jiàn）也有部分企業重視並應（yīng）用AGV來完成（chéng）一（yī）些簡（jiǎn）單的搬運任務。作為一種柔性化和智能化（huà）物流搬運機器人，目前（qián）以亞馬遜的Kiva機器人最具代表性，國內企業方麵也紛在紛推出各自的（de）產品。AGV機器人在我國汽車汽車製造業（主要是零部件製造）應用較高，其次在電力、煙草、乳品和飲料等行業也都有應用（yòng）。可以說，AGV機器人是物流裝備中自動化水平最高的產品，是（shì）物流（liú）自動化係統中最具有柔性化的一個環節，幾乎囊括了所有（yǒu）物流裝備的技術。 　　 　　碼垛機器人 　　 　　碼垛機器人主（zhǔ）要有直角（jiǎo）坐標式機器人、關節式（shì）機（jī）器人和極坐標式機器人，碼垛（duǒ）機器人能適應於紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝等（děng）各種形（xíng）狀的包（bāo）裝成品碼垛作業。從效率上說，碼垛機器人不僅能承擔高負重，而且速（sù）度和質量遠遠高於人工。從精度上看，每一台碼垛機器人都有獨立的（de）控製係統，極大地保證了作業（yè）精（jīng）度，完全可（kě）以滿足物流碼垛作業的定位（wèi）要求（qiú）；從穩定性上講，目前最先進的碼垛機器人已經達到5軸和6軸，通過相應的科學、合（hé）理的剛性機械本體設計，使得機器人本體（tǐ）不僅適應高負重（chóng）、高頻率的碼垛作業，還（hái）能適應分揀繁瑣、靈（líng）活性高的作業要求。 　　分揀機器人 　　 　　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，機器人需要帶有圖象識別係統和（hé）多功能機（jī）械手，機器人每到一種物品托盤就可根據圖象識別係統“看到”的物品形狀，采用與之相應的機械手抓取（qǔ），然後放到（dào）搭配托盤上。目前抓取分揀機器（qì）人在倉儲物流應用不是很（hěn）多，但（dàn）有著廣闊的應用（yòng）空間（jiān）。 　　 　　機器人影（yǐng）響物流過程 　　 　　目前談論最多的“智能機器人”是由工業機器人發展而來，而我國早在30年就研發出第一代工業機器人（rén）。隻是經過發展變革，如今的智能機器人（rén）已經很有大不同。 　　 　　實際上，應用於物流中的機（jī）器人發展到今天，大致（zhì）可分為三代：第一代物流機器人主要是以傳送帶及相關機（jī）械為主的設（shè）備，為機（jī）器人原（yuán）型，實現（xiàn）從人工化向自動化的（de）轉變。第二代機器（qì）人主要以自動導引車（AGV）為代表（biǎo）的設備，通過自主移動的小車實現搬運等功能，以（yǐ）亞馬遜（xùn）Kiva機器人為代表，該類型機器（qì）人依托AGV小車技術，實質上仍（réng）然需要人工完成揀選貨物操作，效率仍（réng）有待提升。第（dì）三代機器人在第（dì）二（èr）代基礎上，增加了替（tì）換人（rén）工的機械手、機（jī）械臂、視覺係統、智能係統，提供（gòng）更友好的人機交互界麵，並且與現有（yǒu）物流管理係統對接更完善，具有更高的執行效率和準確（què）性。例如Fetch&Freight等機器人產品（pǐn），實現了（le）從自動化到智（zhì）能化的轉變（biàn），由移動車體、機械臂和機械手組成，具備高度的自主性，能夠完成多種功能如物體識別、抓取、分揀及運（yùn）輸等。 　　“智能機器人”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達的“大腦（nǎo）”，利用中央處理器和傳感器，進（jìn）行導航與定位、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（jiào）要素（sù），用來認識周圍環境（jìng）狀態（tài）；二是運動（dòng）要素，對外界（jiè）做出反應性（xìng）動作；三是思考要（yào）素，根據感覺要素（sù）所得（dé）到的信息（xī），思考出采用什麽樣的動作。 　　 　　智能機器（qì）人（rén）的（de）出現，必將改變傳統的物流運作模式（shì），其中包括：減（jiǎn）少從訂單到交貨的時間。機器人將會讓訂單從生產（chǎn）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（chéng）更（gèng）加便利；減少（shǎo）錯誤和（hé）對逆向物流（liú）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誤（wù）的能力，無疑會（huì）減（jiǎn）少（shǎo）物流過（guò）程中訂單信息錯（cuò）誤（wù）的發生，而（ér）所產生逆向物流的需求將會減少；減少勞動（dòng）力（lì）負擔，機器人（rén）的使（shǐ）用將會減輕員工所承擔的體力勞動，例如（rú）長時間（jiān）行走、裝卸和搬運（yùn）超重（chóng）產品（pǐn）等等。此外，機器人不需要食物（wù）和（hé）水，可以全天候（hòu）工作，並且通過互聯網能與其他設（shè）備連接，這些對於傳統的物流模式都將產生重要影響（xiǎng）。 　　 　　各方企業爭相創新（xīn） 　　 　　盡管我（wǒ）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（zài）的機遇，2016年各方企業都在加緊進行產（chǎn）品研發（fā）和推廣，其中既包括德馬泰克、Swisslog等國際企業，也包括新鬆、機科發展等國內領先企（qǐ）業（yè），還（hái）有近年來發展迅速的快倉（cāng）、遠（yuǎn）能等新興企業。 　　 　　作為國內機器人產業的領導企業，新鬆機器人（rén）自動化股份有限公（gōng）司（sī），在7月舉行的2016中國國際機器人展上，攜全線（xiàn）新品盛裝（zhuāng）亮相（xiàng），其中包括打破（pò）國外壟斷國內首創的重載複（fù）合機器人。 　　 　　隨著複合機器人市（shì）場（chǎng）規模日趨（qū）擴大，中、重載複合機器人也成為了市場新的需求方向。目前，新鬆公司移動機器人負載能力能（néng）夠達到80噸，工業機器人負載能力能（néng）夠（gòu）達到500公斤。新鬆基（jī）於在重載領域研發優勢，在國內率先（xiān）推出了采用麥特納姆輪的重載複合型（xíng）機器人，其車體負責能力能夠達到2噸，機械手負載（zǎi）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（yùn）動單元（yuán）、搬（bān）運單元全部實現國產（chǎn）化，可以實現（xiàn）全方位靈活運行。重載複合機器人研製成功國內首創，在國際上也是率先（xiān）推出（chū）的，標誌著國產機器人水平再上一個新的台階（jiē）。 　　 　　2016年一些企業也（yě）在跨界進入（rù）這個領域。例如，5月25日，美的集團發布公告，公司計劃通過境（jìng）外全資子公司MECCA以現金方式全麵要約收購庫卡集團的股份，希（xī）望借此（cǐ）共同開拓機器人藍海。更值得關注的是，9月1日菜鳥網絡也（yě）正式發（fā）布了一款名叫（jiào）“小G”的末端配送機器人，身高1米左右，能承載約10～20個包裹，在接受指（zhǐ）令後，可自動規劃最優配送路徑，將物品送到指定位置。據菜鳥網絡相關負責人介紹，小G的能力是基於（yú）自主（zhǔ）感知（zhī）、智能識別、運動規劃（huá）等多項關鍵技術，采用電動驅（qū）動方式，單次投遞費用與人工相比幾乎可以忽略不計，同（tóng）時保證對環境的零汙染；與無人機相比，小G載重量大，續（xù）航裏程高，同時也（yě）更為安全可靠。 　　 　　實際上，菜鳥網絡此次推出機器人並非是心血來潮。據了解（jiě），菜鳥網絡在2015年底就組建了“E.T.物流實驗室”，成員包括一批來自全球（qiú）頂尖高校、科研（yán）機構的博士，目標是（shì）研發物流前沿科技（jì）產（chǎn）品，追（zhuī）求符合未來科（kē）技發展的物流生產方式，目（mù）前（qián）已在末端配送機器人、倉內複雜揀貨機器人矩陣、無（wú）人送貨機等多個產品方麵取得突破。 　　 　　我們可以預見，智能機器人的日益普及和高速發展，必將引爆一場倉儲物流智能化的變革，甚至是整（zhěng）個物流行業、製造業、生產和生活方方麵麵的智能化大革命（mìng）。但對於目前國內企業而言，應避免在低端（duān）產品層麵的競爭，需要在智能機器人產品的研發方麵投入更多力（lì）量。 　　 　　未來（lái）向中高端發展 　　 　　今年年初，工業和信（xìn）息化部曾對全國機器（qì）人產（chǎn）業情況進行摸底調查，初步統計我國涉及機器人（rén）生產及集成應用的企（qǐ）業800餘家，其（qí）中200多（duō）家是（shì）機器人（rén）本體製造企（qǐ）業，但大部分企業（yè）以（yǐ）組裝和代加工為主，產品主要集中在三軸、四軸（zhóu）的中低端機器人（rén）。因此，在工業機器人方麵，六（liù）軸及以上工業機器人產品的規（guī）模化、產業化能力的提高將是未來的重中之重。 　　 　　在工（gōng）業機器人方麵，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、噴漆等工業機器人。但總體（tǐ）來（lái）看，我國機器（qì）人產（chǎn）品同國外先進水平還存在一定差距，其中工業機器人在速度、載荷、精度、自重比等方麵相對落後，服務機器人在自主決策、腦機接口和智（zhì）能（néng）感（gǎn）知等關鍵技術及前沿技術研究上仍較（jiào）落後，概念性產品較多、產業化產品很少。 　　 　　隨著製造業智能化的全麵推進，傳（chuán）統機器人所能完成的工作範圍，無法適應新的製造方式和商業模式，新一代機器人將在數字化車間、智能工廠中扮演更為重要的角色，未來應用空（kōng）間將更加廣（guǎng）闊（kuò）。在新一代機器人領域（yù），重點開（kāi）展人工智能、機器（qì）人深度學習等基礎前（qián）沿技術研究，突破機器人通用控製（zhì）軟件平台、人機共存、安全控製、高集成一體化關節、靈巧手（shǒu）等核心技術，實（shí）現智能機器人創新應用。 　　 　　關鍵（jiàn）零部件是機器人產業發展的基礎，是決（jué）定機器人質（zhì）量、性能的關鍵所在。長期以來，我國機器人關鍵零部件的研發和製造能力還比較薄弱（ruò）、技術水平較低、性（xìng）能（néng）質量不高，並成為一（yī）直以來製約我國機器人產業發展（zhǎn）的短板問題。雖然一些企業已經實（shí）現了部分關鍵部（bù）件的國產化，但在批量生產時的性（xìng）能穩定性、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、性能的提高，影響產品市場（chǎng）競爭力，使產業難以可持續（xù）健康發展。 　　 　　針對國內機器人產業的發展現狀，今年3月工業和信息化部、國家發改委、財政部等三部委聯合（hé）印發了《機（jī）器人產業發展規劃（2016-2020年（nián））》，指出機器人產業發展要推進重大標誌（zhì）性產品率先（xiān）突（tū）破。其中，“在工業機器人領域，聚焦智（zhì）能生產、智能物流，攻克工業機器人關鍵技術，提升可操作（zuò）性和可維護（hù）性,重點發展弧焊機器人、真空（kōng）（潔淨）機器人、全自主編程智能工業（yè）機器人、人機（jī）協作機器人、雙臂機器人、重載AGV等6種標誌性工業機器人產品，引導我國工業機器人向中高端發展。”我們可以預見，智能機器人在物流行業（yè）的應用，未（wèi）來5年將進入持續穩定發展的新時期。

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