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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勞動密集型向技術密集型轉變，由傳統模式（shì）向現代化、智能（néng）化升級，伴隨而來的是各種先進技術和裝備的應用和普及。當下，具備搬運（yùn）、碼垛、分揀等功（gōng）能的智能機器人，已（yǐ）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（dòng）之下，來勢洶洶的智（zhì）能機器人擁有著廣闊的應用（yòng）空間，甚至（zhì）會對物流運作模式和整個物流（liú）體係變（biàn）革產生深（shēn）遠影（yǐng）響。　　　　機器人湧進倉庫　　　　“在（zài）近五（wǔ）年乃至十年來，中國的機（jī）器人如雨後春筍般蓬勃發展，背後主（zhǔ）要有（yǒu）兩點主要原因：一是近五年來中國的人口紅利已經消失（shī），二是高質（zhì）量、高附加值（zhí）的需求。”德馬泰克中國方（fāng）案規劃總（zǒng）監鄧建一（yī）表示，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、人力成本（běn）的快速上漲，智能（néng）化的物流裝備在節省（shěng）倉庫麵積、提高（gāo）物流效率等方（fāng）麵的優勢日漸突（tū）出，因此越來越受到企業青睞，其中機器人就是一個典型代表。　　總體來看，目前在倉庫中廣泛應用的機器人，主要以（yǐ）承（chéng）擔著搬（bān）運、碼（mǎ）垛（duǒ）、分揀等（děng）功（gōng）能的（de）機（jī）器人為主。　　　　AGV機器人　　　　AGV在國外的應用時間較早，目（mù）前已經在製造業、港口、碼頭等領域得到普遍應用（yòng），在國內（nèi）逐漸也有部分企業重視（shì）並應用AGV來完成一些簡（jiǎn）單的搬運任務。作為一種柔性化和智能化物流（liú）搬運（yùn）機器人，目前以（yǐ）亞馬遜的Kiva機（jī）器人最具代表性，國內企業方麵也紛在紛推出各自的產品（pǐn）。AGV機器人在我國汽車汽車（chē）製造業（主要是零部件製造）應用較高，其次在（zài）電力、煙草、乳品和飲（yǐn）料等行業也都有應用。可以說，AGV機器（qì）人是物流裝備中自動化水平最高的產品，是物流自動化（huà）係統中最具有柔性（xìng）化的一個（gè）環節，幾（jǐ）乎囊括了所有物流裝備的技術。　　　　碼垛機器人　　　　碼垛機器人主要有直角坐（zuò）標式機（jī）器人、關節式機（jī）器人和極坐（zuò）標式機器人，碼（mǎ）垛機器人能適應於紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶（píng）裝（zhuāng）等各種形狀的包裝成品碼垛作業。從效率上說，碼垛機器人不僅能承（chéng）擔高負重，而且速（sù）度和質量遠遠高於人工。從（cóng）精度上看，每一台碼垛機器人都有獨立的控製係統，極大地保證了作業精度，完（wán）全可以滿足物流碼垛作業的定位要求；從穩定性上（shàng）講，目前最（zuì）先進的碼垛機器人（rén）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（jì），使（shǐ）得機器人本體不僅適應高負重、高頻率的碼垛作業，還（hái）能適應分揀繁瑣、靈活性（xìng）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（yì），機器人需要帶有圖象識別係統和多功能機械手，機器人每到一種物品托盤就可根據圖象識別係（xì）統“看到”的物品形狀，采用與之相（xiàng）應的機械手抓取，然後放到搭配托盤（pán）上（shàng）。目前抓取分揀（jiǎn）機器人在倉儲物流應用不是很多，但有著廣闊（kuò）的應用空間。　　　　機器人影響物流過程　　　　目（mù）前談論最多的（de）“智能機器人（rén）”是由工業機器人發展（zhǎn）而來，而我國早在30年就研發出第一代（dài）工業機器人。隻是經過發展變革（gé），如今的智（zhì）能機器人已經很有大不同。　　　　實際（jì）上（shàng），應用於（yú）物流中的機器人發展到今天，大致可分為三（sān）代（dài）：第一代物流機器人（rén）主要是以傳送帶及相（xiàng）關機械為主的設備，為機器人（rén）原型，實現從人工（gōng）化向自動化的轉變。第（dì）二代機器（qì）人主要以自（zì）動導引車（chē）（AGV）為代表的設備，通過自主移動的小車實現搬運等功能，以亞馬（mǎ）遜Kiva機器人為代表（biǎo），該類型機器人依托AGV小車技術，實質上仍（réng）然需要人工完成揀選貨（huò）物操作，效率仍有待提升。第三代機器人在第二代基（jī）礎上，增加了替換人工的（de）機械手、機（jī）械臂、視覺係統、智能係統，提供更友好的人機交互界麵，並且與現有物流管理（lǐ）係統（tǒng）對（duì）接更完善，具有更高的執行效率和準確性。例如Fetch&Freight等機器人產品，實現了（le）從自動化到智能化的轉變（biàn），由移（yí）動車體、機械臂和機械手組成，具（jù）備高度的自主性，能夠完成多種功能如物體識別、抓取、分揀及運輸等。　　“智能機器人”之所以被冠以“智能”，並非隻具有一般（bān）編程能（néng）力和操作功（gōng）能的機器人，而是（shì）因為具有相（xiàng）當發達的“大腦”，利（lì）用中央處理器和傳感器，進行導（dǎo）航與定位、路徑規劃、智能控製。大多數專（zhuān）家認為，智能機器人至少要具備三個要素：一是感覺要素，用來（lái）認（rèn）識周圍環境狀態；二是運動要素，對外界做出反應性動作；三是思考要素，根（gēn）據感（gǎn）覺要素所得到的信息，思考出（chū）采用什麽樣的動作（zuò）。　　　　智能機器人的出現，必將改變傳統的物流運作（zuò）模（mó）式，其中包括：減少從（cóng）訂單到（dào）交貨的時間。機（jī）器人將會讓訂單從生產設施到分（fèn）揀機（jī）器人到貨盤到包裝、尺寸定價（jià）到裝卸碼頭（tóu）到集裝箱的運（yùn）輸過程（chéng）更加便利；減少錯誤和對逆向物流的需（xū）要，機器人記錄（lù）海量數（shù）據和以精準的（de）精度審查數據尋找（zhǎo）錯（cuò）誤的能力，無疑會減少物流過程中訂單信息錯誤的發生，而所產生逆向物流的需求將會減少；減少勞動力負（fù）擔（dān），機器人的使用將（jiāng）會減輕員工所承擔的體力勞動，例如長時間行走（zǒu）、裝卸和搬運超重（chóng）產品等等。此外，機器人不需要食物和水，可以全天候工作，並且通過互（hù）聯網（wǎng）能（néng）與（yǔ）其他設備連接，這些對於傳統的物流模（mó）式都將產生重要影響（xiǎng）。　　　　各方企（qǐ）業爭相創新（xīn）　　　　盡（jìn）管我國智能機器人市場仍處於發展（zhǎn）初期，但市場（chǎng）參與者顯然都已看到了潛在的機遇，2016年各方企業都在加緊進行產品研發和推廣，其（qí）中（zhōng）既包括德馬泰克、Swisslog等國際（jì）企業，也包括新鬆、機科發展等國內領先企（qǐ）業，還有近年來（lái）發展迅速的快倉、遠能等新興企業。　　　　作為國內機器人產業的領導企業，新鬆機器人自動（dòng）化股份有限公（gōng）司，在7月舉行的2016中國（guó）國際機器人展上（shàng），攜全線新品盛裝亮相，其中包括打破國外壟斷國內首（shǒu）創（chuàng）的重載複合機器人。　　　　隨著複合機（jī）器人（rén）市場規模日趨擴大，中、重載複合機器人也成為了市（shì）場新的（de）需求方向。目前，新鬆公司（sī）移動機器人負載能力能夠達到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，在國內率先推出了采用麥特納姆輪的重載複合型（xíng）機器（qì）人，其車體負責能力能夠達到2噸，機械手負載能力能（néng）夠達到50公斤（jīn）。該重載複合機器人已經（jīng）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。重載複合機器人研製成功國內首創，在國際上也是率先推出（chū）的，標誌著國產機器人水平再上一個新（xīn）的台階。　　　　2016年一些（xiē）企業也在跨（kuà）界進入這個領域。例如（rú），5月25日，美的集團發布公告，公司計劃通過境外全資子公司MECCA以現金方式全麵要（yào）約收購庫卡集團的（de）股份，希望借此共同開拓機器人藍海（hǎi）。更值得關注（zhù）的是（shì），9月（yuè）1日菜鳥網絡也正（zhèng）式發布了一款名叫“小G”的末端（duān）配送機（jī）器人，身高1米左右，能承載約10～20個包裹，在接受指令後，可自動規劃最優配送路（lù）徑，將物品送到指定位置。據菜鳥網絡（luò）相關負責人介紹，小G的能力是基於自主（zhǔ）感知、智能識別、運（yùn）動規劃等多項關鍵技術，采用電動驅動（dòng）方式，單次投遞費用與人工相比幾乎可以忽略不（bú）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（jì）上，菜（cài）鳥網絡此次推出機器人並非是心血來潮。據了解，菜鳥網（wǎng）絡（luò）在2015年底就組建了“E.T.物（wù）流實驗室”，成員包（bāo）括一批來自全球頂尖高校、科研（yán）機構的（de）博士，目標是研發物流前沿科技產品，追求符合未來科技發展的物流生產方式，目前已（yǐ）在末端配（pèi）送機器人（rén）、倉（cāng）內複雜揀貨機器人矩陣、無人送貨（huò）機等多個產品方麵取得突破。　　　　我們可以預見，智能機（jī）器人的日益普及（jí）和高速（sù）發（fā）展，必將引爆一場倉儲物流智能化的變革，甚至是整個物流行業、製造業、生產和生活方方（fāng）麵麵的智能化大革命。但對於目（mù）前國內企業而言，應（yīng）避免在低端產品（pǐn）層麵的競爭（zhēng），需要在智能（néng）機器人產品（pǐn）的研發方麵投入更（gèng）多（duō）力量。　　　　未來向中高（gāo）端（duān）發展　　　　今年年初，工業和信息化部曾對全國機器（qì）人產業情況進行摸底調查，初（chū）步統（tǒng）計我國（guó）涉及機器人生產及集成應用的企業800餘家，其中200多家是機器人本體（tǐ）製造企業，但大（dà）部分企業以組裝和代（dài）加工為主，產品主要集中在三（sān）軸、四軸的中低端機器人。因此，在工業機器（qì）人方麵，六（liù）軸及以上工業機（jī）器人產品的規模化（huà）、產業化能（néng）力的提高將是未來的重中之（zhī）重。　　　　在工（gōng）業機器人方麵，我國已（yǐ）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（pēn）漆等工業（yè）機器人。但總體來看，我國機（jī）器人產品同國（guó）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（xiàng）對（duì）落後（hòu），服務機器人在（zài）自（zì）主決策、腦機接口和智（zhì）能感知等關鍵技（jì）術及前沿技（jì）術研究上仍較落後，概念性產品較多、產（chǎn）業化產品很少。　　　　隨著製造業智能（néng）化的全麵推進，傳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（mó）式，新一（yī）代機器人（rén）將在數字化車間、智能工廠中扮演更為重要的角色（sè），未來應用空間將更加廣（guǎng）闊。在新一代機器人領（lǐng）域（yù），重點開展（zhǎn）人工智能、機器人深度學習等基礎前沿技術（shù）研究（jiū），突（tū）破機器人（rén）通用控製軟件平台、人機共存、安全控製、高集成一體（tǐ）化關節、靈巧（qiǎo）手等核心技術，實現智能機器人創新應用。　　　　關鍵零部件是機（jī）器人產業發展的基礎，是決定機器人質量、性（xìng）能的關鍵所在（zài）。長期以來，我國機器人關（guān）鍵（jiàn）零部件的研發和製造能力還比較薄弱、技術水平較低、性能質量不高，並成（chéng）為一直以來製約我國機器人（rén）產業發展（zhǎn）的短（duǎn）板問題。雖然一些企業已經實現了部分關鍵部件的國產化，但在批量生產時的性（xìng）能穩定性、質量可靠性（xìng）方麵還有待提升，這（zhè）一（yī）問題如得不到解決，將阻礙國產機器人整體（tǐ）質量、性能的提高，影響產品市場（chǎng）競爭力，使產（chǎn）業難以可持續健康發（fā）展。　　　　針對國（guó）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（děng）三部委聯合印（yìn）發了《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》，指出機器人產業（yè）發（fā）展要（yào）推進重大標誌性產品率先突破。其中，“在工業（yè）機器人（rén）領域，聚焦智能生產、智能物流，攻克工業機器人（rén）關鍵技術，提升可操作性和可維護性,重點發展（zhǎn）弧焊機器人、真空（潔淨）機器人、全自主編程智（zhì）能工業機器人、人機協作機器人（rén）、雙（shuāng）臂機器人、重載AGV等6種標誌（zhì）性工業機器人（rén）產品，引導我（wǒ）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的應用，未來5年將進入持續（xù）穩定發展的（de）新時期。

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