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聚焦工（gōng）業4.0時代 智能物流機器人來勢洶洶

責任編輯：gdmachine人氣：3756發表時間：2016-09-26 08:26:13
中國物流（liú）業正努力從（cóng）勞動（dòng）密集型向技術密集型轉變，由（yóu）傳統模式向現代化、智（zhì）能化升級，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、碼（mǎ）垛、分揀等功能的（de）智能機器人，已成為（wéi）物流（liú）行業當中的一大熱點。許多人相信，在多重因素驅動（dòng）之下，來勢洶洶的智能機器人擁（yōng）有著廣闊（kuò）的應用空間，甚至會對物流運作模式和整個物（wù）流（liú）體係變（biàn）革產生深（shēn）遠影響（xiǎng）。 　　 　　機器人湧進倉庫 　　 　　“在近五年乃至十年來，中（zhōng）國的機器人如（rú）雨後春筍（sǔn）般蓬勃發展，背（bèi）後主要（yào）有兩點主（zhǔ）要原因：一是近五年來中國的人口（kǒu）紅利已經消失，二是高質量（liàng）、高附加值的需求。”德馬泰（tài）克中國方案規（guī）劃總監鄧建一表示，隨著電子商務高速發展帶來物流業務量大幅攀升（shēng），以及土地、人力成本的（de）快速（sù）上漲，智能化的物流裝備（bèi）在節省（shěng）倉庫麵積（jī）、提（tí）高（gāo）物流效率等方麵的優勢日漸突出，因此越來越受到企業青睞，其中機器人就是一個典型代（dài）表。 　　總體來（lái）看（kàn），目前在倉（cāng）庫中廣泛（fàn）應用的機器人，主要以承擔著搬運、碼垛、分揀等功能的（de）機器（qì）人（rén）為主。 　　 　　AGV機器人 　　 　　AGV在國外的應用時間較早，目前已（yǐ）經（jīng）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用AGV來完成一些簡單的搬運（yùn）任務。作為一種柔性化和智能化物流搬運機器人，目（mù）前以亞馬遜的Kiva機器人最（zuì）具代表性（xìng），國內企業方麵也紛在紛推出各自的（de）產品。AGV機器人（rén）在我國汽車（chē）汽車製造業（主要是零部件製造）應用較（jiào）高，其次（cì）在電力、煙草、乳品和飲料（liào）等行業也都有應（yīng）用。可（kě）以說，AGV機器人是物流裝備中自動化水平最（zuì）高的產品，是物流自動（dòng）化係（xì）統中最具有柔性（xìng）化的一個（gè）環節，幾乎囊（náng）括了所有物流裝備的技術。 　　 　　碼垛機器人 　　 　　碼垛機器人主要有（yǒu）直角坐標式機器人、關節式機（jī）器人和（hé）極坐標式（shì）機器人，碼垛機器人能（néng）適應於紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝（zhuāng）等各種形狀的包裝成品（pǐn）碼垛作業。從效率上說，碼垛機器人不僅能承擔（dān）高負重，而（ér）且速度和質量遠遠高於人（rén）工。從精度上看，每一台碼垛機（jī）器人都有獨立的控製係統，極大地保證了作業精度，完全可以滿足物流碼（mǎ）垛作業（yè）的定位要求；從穩（wěn）定性（xìng）上講，目前最（zuì）先進（jìn）的（de）碼垛機器人已經達到5軸和6軸，通過相應的科學、合理的（de）剛性機械本體設計，使得機器人本體不僅適（shì）應高負（fù）重、高頻率的碼垛作業，還能適應（yīng）分揀繁（fán）瑣、靈（líng）活性高的作業要求。 　　分揀機器（qì）人 　　 　　揀選（xuǎn）作業是由機（jī）器人來（lái）進行品（pǐn）種揀（jiǎn）選，如（rú）果品種多，形狀各異，機器人需要帶有圖象識別係統和多功能機（jī）械手，機器人每到一種物品托盤就可根據（jù）圖象識別係（xì）統“看到”的物（wù）品形狀，采用與（yǔ）之相應的機（jī）械手抓取（qǔ），然後放到搭配托盤上。目前抓取分（fèn）揀機（jī）器人在倉（cāng）儲物流應用不是很多，但有（yǒu）著廣闊的（de）應用空間。 　　 　　機器人（rén）影響物流過（guò）程 　　 　　目前談論最多的“智能（néng）機器人”是（shì）由工業機器人發展而來，而我國早在30年就研發出（chū）第一代工業機器（qì）人。隻是經過發展變（biàn）革，如（rú）今的智能機器人已經很有大不同（tóng）。 　　 　　實際上，應用於物流中的機器人（rén）發展（zhǎn）到今天，大（dà）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機械為主的設備，為機器人原型，實現從人工化向自動化的轉變。第二代機器人主要（yào）以自動導引車（AGV）為代表的設備，通過自主移（yí）動的小（xiǎo）車實現搬運等功能，以亞馬（mǎ）遜Kiva機器人為代表，該類型機（jī）器人依托AGV小車技術，實質上仍然需要人（rén）工（gōng）完成揀選貨物操作，效率（lǜ）仍有待提升。第三代機器人（rén）在第二代基礎上，增加了替換人工的機械手、機（jī）械臂、視覺（jiào）係統、智（zhì）能（néng）係統，提供更友好的人機（jī）交互界麵，並（bìng）且與現有物（wù）流管理係統對接更完善，具有更高（gāo）的（de）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，由移（yí）動車體、機械臂（bì）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、分揀及運輸等。 　　“智能（néng）機器人”之所以被冠以“智能”，並非隻（zhī）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”，利用（yòng）中央處理器和傳（chuán）感器，進行導（dǎo）航（háng）與定位、路徑（jìng）規劃、智能控製。大多（duō）數專家（jiā）認為，智能機器人至少要具備三（sān）個要素：一是感覺要素，用來認識周圍環境狀態；二（èr）是運動要素，對外界做出反應性動作；三是思考要素，根據感覺要素所得到（dào）的信息，思考出采（cǎi）用什麽樣的動作。 　　 　　智能（néng）機器人的出現，必將改變傳統的物流運作模式，其中包括：減少（shǎo）從訂單到（dào）交貨的時間。機器人將會讓訂單從生（shēng）產設施到分揀機（jī）器人到貨盤到包（bāo）裝、尺寸定價到裝卸碼頭到集裝箱的運輸過程更加便利；減少錯誤和對逆向物流的需要（yào），機器人記錄海量數據和以精準的精度審查（chá）數據尋找錯誤的能力，無（wú）疑會減少物流過程（chéng）中訂單（dān）信息錯誤的發生，而所產生逆向物流的需求將會減少；減少勞動力負擔，機器人的使用將會減輕員工所承擔的體力（lì）勞動，例如長時間行（háng）走、裝卸和搬運超重產品等等。此外，機器人不需要（yào）食物和水，可以全天候工作，並且通過互聯網能與其他設備連（lián）接，這些對於傳（chuán）統的物流模式都將產生重（chóng）要影響。 　　 　　各方企業爭相創新 　　 　　盡管（guǎn）我國智能（néng）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的機遇，2016年（nián）各方（fāng）企業都在（zài）加緊進行產品研發和推（tuī）廣，其中既包括德馬泰克、Swisslog等（děng）國際企業，也包括新鬆、機科發（fā）展等國內領先企業，還有近年來發展迅速的快（kuài）倉、遠能等新興（xìng）企業。 　　 　　作為國內機器人產業的領導企業，新鬆機器人自（zì）動化股份有限公司，在7月舉行的（de）2016中國國際機器人展（zhǎn）上，攜全線（xiàn）新品盛裝亮相，其中包括打破（pò）國外壟斷國內首創的（de）重載複合機器人。 　　 　　隨著複合機器（qì）人市（shì）場規模日趨擴大，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（zǎi）能力能夠達（dá）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（lǐng）域研發優勢，在國內率先推（tuī）出了采用麥特納姆輪的（de）重載複合型機器人，其車體負責能力能夠達到2噸，機械手負載能力能夠達到50公斤。該重載（zǎi）複合（hé）機器人已經在控製係統、運（yùn）動單（dān）元、搬運單元全部實現（xiàn）國（guó）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的，標誌著國產機（jī）器人水平再上一個新的台階。 　　 　　2016年一些企業也（yě）在跨界進入這個領域。例如，5月25日，美的集（jí）團發布公（gōng）告，公司計劃（huá）通過境外全資子公司MECCA以現金方式全麵要約收購庫卡集團的股份，希望（wàng）借（jiè）此共同開拓機器人藍海。更值得關注的（de）是，9月1日菜鳥（niǎo）網絡也正式發布了一款名叫“小G”的末端配送機器人（rén），身高1米左右，能（néng）承載（zǎi）約10～20個包裹，在接受指令後，可自動規劃最優（yōu）配送路徑，將物品送到指定位（wèi）置。據菜鳥網絡相（xiàng）關負責人介紹，小G的能力是基於自主感知、智能識別、運動規劃等多項關鍵技術，采用（yòng）電動驅動方（fāng）式，單次投遞費用與人工相比幾乎可以忽略（luè）不計，同時保（bǎo）證對環境的零汙染；與無人機（jī）相比，小G載（zǎi）重量大，續航（háng）裏程高，同時也（yě）更為安全可靠。 　　 　　實際上，菜（cài）鳥網絡此次（cì）推出機器人並非是心血來潮。據了解，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（dǐng）尖高校、科研（yán）機構（gòu）的博士，目標（biāo）是研發物流前沿科技產品，追（zhuī）求符合未來科技發展的物（wù）流生產方式，目前已在末端配送機器人、倉（cāng）內複雜揀貨機器人矩（jǔ）陣（zhèn）、無人送貨（huò）機等多個產品方麵取（qǔ）得突破。 　　 　　我們可以預見（jiàn），智能機器人的日（rì）益普（pǔ）及和高速發展（zhǎn），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、生產和生活方方麵麵的智能化（huà）大革（gé）命。但對於目前國內企業而言，應避免在低端產品層麵的競爭，需要在（zài）智能機器（qì）人產品（pǐn）的研發方麵投入更多力量。 　　 　　未來向中高端發展 　　 　　今年年初，工業和信息化部曾對全國機器人產（chǎn）業（yè）情況進行摸底調查（chá），初步統計我國涉及機（jī）器人生產及集成應用的企業800餘家，其（qí）中200多家是機器人本體製造企業，但大部（bù）分企業以組裝和代加工為主，產品主（zhǔ）要集中在（zài）三軸、四軸的中低端（duān）機器人。因此，在工業機器人方麵，六軸及以上工業機器人產品的規模化（huà）、產業化（huà）能力的提高將是未來的重中之重。 　　 　　在工業機（jī）器人方麵，我國（guó）已基本掌握設計、製造、應（yīng）用過程中的（de）多（duō）項關鍵技術，開發出（chū）弧焊、點焊（hàn）、碼垛、裝配、搬運、噴漆等工業機器人。但總體來看，我國機器人產品同國外（wài）先進水平還存在一定差距，其中工業機器人在速（sù）度、載荷、精度、自重比等方（fāng）麵相（xiàng）對落後，服務（wù）機器人在自主決（jué）策、腦機接口和（hé）智能感知等關鍵技術及前（qián）沿技術研究上仍較落後，概（gài）念性產品較（jiào）多、產業化產品很少。 　　 　　隨著製造業智能化的全麵推進，傳統機器人所能完（wán）成的工作範圍，無法適應（yīng）新（xīn）的製造方式和商業（yè）模式，新一代機器人將在數（shù）字（zì）化車間、智（zhì）能工廠中扮演更為重要的角（jiǎo）色（sè），未來應用空間將更加廣闊。在新一代機器人領域，重點開展人（rén）工智能、機器人深度學習等基礎前沿技術研究，突破（pò）機器人通用控製軟件平台、人（rén）機共存（cún）、安全控製、高集成一體化關節、靈巧手等核心技術，實現智能機器人（rén）創新應用（yòng）。 　　 　　關鍵（jiàn）零部件是機器人（rén）產業（yè）發展的基礎，是決定機器人質量、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、技術水平（píng）較低、性能質量不高，並成為一直（zhí）以來製（zhì）約我國機器人產業發展的短板問題（tí）。雖然（rán）一些（xiē）企業已經實現了部分（fèn）關鍵部件的國產化，但在批量生產時的性能（néng）穩定性、質量可靠性方（fāng）麵還有待提升，這一問題如得不到解決，將（jiāng）阻礙國（guó）產機器（qì）人整體質量（liàng）、性能（néng）的提高，影響（xiǎng）產（chǎn）品市場（chǎng）競爭（zhēng）力，使產業難（nán）以可持續健康發展。 　　 　　針對國內機器人產業的（de）發展現狀，今年3月工業和信（xìn）息化部、國家發改委、財政部等三部委聯合印發了《機（jī）器人產業發展規劃（2016-2020年）》，指出機器（qì）人產業（yè）發展要推進重大標誌性產品率先突破。其中，“在工業機器人領域，聚焦智能生產、智能物流，攻克工業機器人關（guān）鍵技術，提升（shēng）可操作性和（hé）可維護性,重點發（fā）展弧焊機器人、真空（潔（jié）淨）機器（qì）人、全自主編程（chéng）智能工（gōng）業機（jī）器人、人機協作（zuò）機器人、雙臂機器人、重載AGV等（děng）6種標（biāo）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（men）可以預見，智能機（jī）器人在物流行業的應用，未來5年將進入持續穩定（dìng）發展（zhǎn）的新時期。

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