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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（rèn）編輯：gdmachine人氣：1924發表時間：2016-09-26 08:26:13

中國物流業（yè）正努力從勞動密（mì）集型向技術密集型轉變，由傳統模式向現（xiàn）代化、智能化升級，伴隨而來的是各種（zhǒng）先進技術和裝備的應用和普及。當下，具備（bèi）搬運、碼垛、分（fèn）揀等功（gōng）能的智（zhì）能機器人，已成為物流行（háng）業當（dāng）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有著廣闊的應用空間，甚至（zhì）會對物流運作模式和整個物流體係變革（gé）產生深遠影響。　　　　機器（qì）人湧進倉庫　　　　“在近五年乃至（zhì）十（shí）年來，中國的機（jī）器人如雨後春筍般蓬勃（bó）發展，背後主要有（yǒu）兩點主要原因：一是近五年來中國的（de）人（rén）口紅利已經消（xiāo）失，二是高（gāo）質量、高附加（jiā）值的需求。”德馬泰克中國方案規劃總監鄧建一表示，隨著電子商務高速發展帶來物（wù）流業務量大幅攀升，以及土地（dì）、人力成（chéng）本的快（kuài）速上漲，智能化的物流裝備在節省倉庫麵積（jī）、提高物流效率等方麵的優勢日漸突出，因此越來（lái）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）庫中廣泛應用的機器人（rén），主要以承擔著搬運、碼垛、分揀等功能的機器人為主（zhǔ）。　　　　AGV機器人　　　　AGV在國（guó）外的應用時間較早，目前已經在製造（zào）業、港口、碼頭等（děng）領域得到普遍應用，在國內逐漸也有部分企業重視並應用AGV來完成一些簡單的搬運任務。作為（wéi）一種柔性化和智能化物流搬運（yùn）機器人，目前以（yǐ）亞馬遜的Kiva機器人最具代表性，國內企業（yè）方麵也紛在紛推出各自的產品。AGV機器人在我國汽（qì）車汽車製造業（主要是零部件製造）應用較高，其次在電力、煙（yān）草（cǎo）、乳品（pǐn）和（hé）飲（yǐn）料等行業也都有應用。可以說，AGV機器人是物流裝備中自動化水（shuǐ）平最高的產品，是（shì）物流自動化係統中最具有柔性化的一個環節，幾（jǐ）乎囊括了所有物流裝備的技術。　　　　碼（mǎ）垛機器人　　　　碼（mǎ）垛機器人主要有直角坐標式機器人、關節（jiē）式機器人和極坐（zuò）標式機器人（rén），碼垛機器人能適應於紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝等各種形狀（zhuàng）的包裝成品碼垛作業。從效率上說（shuō），碼垛機器（qì）人不僅能承擔高（gāo）負重，而且速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控（kòng）製係統，極大地保證了作業精度，完全可以滿足物流（liú）碼垛作業的（de）定位要求；從穩定性上講，目前最（zuì）先（xiān）進（jìn）的碼垛機器人已經達到5軸和6軸，通過相應的（de）科學、合理的剛性機械本體設計，使得機器人本（běn）體不僅適應高負重（chóng）、高頻率（lǜ）的碼垛作業，還能適應分揀繁瑣（suǒ）、靈（líng）活性高的作業要求。　　分揀機器人　　　　揀選作業是由（yóu）機器人來進行品（pǐn）種揀選，如果品種多，形狀各異，機器人需要帶有圖（tú）象識別係（xì）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統“看到”的（de）物品形狀，采用與之（zhī）相應的機械手抓取，然後放到搭配托盤上（shàng）。目前抓取分揀機器人在倉儲（chǔ）物流應用不是很多，但有（yǒu）著廣闊的應用空間。　　　　機器人影響物流過程　　　　目前談論最多的“智能機器（qì）人”是由工業機（jī）器人發展而來，而我國早在30年就研（yán）發出（chū）第一代工業機器人。隻是經過發展變革，如今（jīn）的智能機（jī）器人已經很有大不同（tóng）。　　　　實際上，應用於物流中的（de）機器人發展到今（jīn）天，大致可分為三代：第一代物流（liú）機器人主要是以傳送帶及（jí）相關機械為主（zhǔ）的設備，為機（jī）器人原型，實現從人工化向自（zì）動化的轉變。第二（èr）代機器人主要以自動導引（yǐn）車（AGV）為代表的設（shè）備，通過自主移動的小車實現搬運（yùn）等功（gōng）能，以亞馬遜Kiva機（jī）器人為代表，該（gāi）類型機器人依托AGV小（xiǎo）車技術，實質上仍然需要人工完成（chéng）揀選貨物操作，效率仍有待提升（shēng）。第三代機器人在第二代基礎上，增加了替換人工的（de）機械手、機械臂、視覺（jiào）係統、智能（néng）係統（tǒng），提供更（gèng）友好（hǎo）的（de）人機交互（hù）界麵，並且與現有物流管理（lǐ）係統對（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，實現了從自動化到智能化（huà）的轉變，由移（yí）動車體、機械臂和機械手組成（chéng），具備高（gāo）度的自主性，能夠完（wán）成多種功（gōng）能如物體（tǐ）識別、抓取、分揀及運輸等。　　“智能機（jī）器（qì）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（néng）的機器人，而是因為具有相當發達的“大腦”，利用中央處理器和傳感器，進行導航與定位、路徑規劃、智能控製。大（dà）多數專家認為，智能機器人至少要具備三（sān）個（gè）要素：一是感覺要素，用（yòng）來認識周圍環境狀態（tài）；二是（shì）運動要素（sù），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的（de）信息，思考出采用（yòng）什麽（me）樣的動作。　　　　智能機器人的（de）出現，必將改變傳統的物流運作模（mó）式，其中包（bāo）括：減少從訂單到交（jiāo）貨的時間。機（jī）器人將會讓訂單從生產設施到分揀機器人到貨盤（pán）到包裝、尺寸定價（jià）到裝卸（xiè）碼（mǎ）頭到集裝箱（xiāng）的運輸過程更加便（biàn）利；減少錯誤和對逆向物（wù）流的需要，機器人記錄海量數據和以精準（zhǔn）的精度審查數據尋找錯誤的（de）能力，無（wú）疑會減少物流過程中（zhōng）訂單信息錯誤的發生，而所產生逆向物流的需求將（jiāng）會減少；減少勞動力負擔，機器人的使用（yòng）將會減（jiǎn）輕員工所（suǒ）承擔的體力勞動，例如長時（shí）間行（háng）走、裝卸和搬運超重產品等等。此外，機器人不需要食物和水，可以全天候工（gōng）作，並且通過互聯網能與其（qí）他設備連接（jiē），這些對於傳統（tǒng）的物流模式（shì）都將產生重要影響。　　　　各方企業爭相創新　　　　盡管（guǎn）我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（háng）產品研發和（hé）推（tuī）廣，其中既包括（kuò）德馬泰克、Swisslog等國際企業，也包括新鬆、機科發（fā）展等國內領先企業，還（hái）有近年來發展（zhǎn）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，新鬆機器人自動化股份有限公司，在7月舉行的2016中國國際機器人展上，攜全線新品盛裝亮相，其中包（bāo）括打破國外壟（lǒng）斷國內首創的重載複（fù）合（hé）機（jī）器人。　　　　隨著複合機器人市場（chǎng）規模日趨擴（kuò）大，中、重（chóng）載複合機器人也成（chéng）為了市場新的需求方向。目前，新鬆公司移動機器人負（fù）載能力能（néng）夠達到80噸，工業機器人負載能力能（néng）夠達到500公（gōng）斤（jīn）。新鬆基於在重載領域研發優勢，在國內（nèi）率先推出（chū）了（le）采用麥（mài）特納姆輪的重（chóng）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（jīn）。該重載複合機器人已經在控製係統、運動單元（yuán）、搬運單（dān）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的，標（biāo）誌著國產機器人水平再上一個新的台階。　　　　2016年一些企（qǐ）業也在跨界進入這個領域。例如（rú），5月25日，美的集團發布公告，公司計劃通（tōng）過境外全資子公司MECCA以現金方（fāng）式全麵要約收購庫卡集團的股份，希望借此共同開拓機器人藍海。更值得關注的是，9月（yuè）1日菜鳥網絡也正式發布了一款名叫“小G”的末端配送機器人，身高1米左右（yòu），能承載約10～20個包裹，在接受指令後（hòu），可自動規劃最優配送路徑，將（jiāng）物品送到指定位置。據菜鳥網絡相關負責人介（jiè）紹，小G的能力是基（jī）於（yú）自主感知、智能識別、運動規劃等（děng）多項關鍵技術（shù），采用電動驅動方式，單次投遞費用與人工（gōng）相比幾乎可以忽略（luè）不計，同（tóng）時保證對環（huán）境的零汙染；與無（wú）人機相比，小G載重量大，續航裏程高，同時也更為（wéi）安全可靠。　　　　實際上，菜（cài）鳥網絡（luò）此次推出機器人並非是心血（xuè）來（lái）潮。據了（le）解，菜鳥網絡在（zài）2015年底就組建了“E.T.物流實驗室”，成（chéng）員包括一批來自全球頂尖（jiān）高校、科研機構的博士，目標是研發物（wù）流前沿科（kē）技（jì）產品，追求符合未來科技發展的物流（liú）生產方式，目前已在末端配送機器人、倉內複雜揀貨（huò）機器人矩陣、無人送貨（huò）機等多個產品方麵（miàn）取得突破。　　　　我們可以預見（jiàn），智能機器人的日益普及和高速發展，必（bì）將引爆一場倉儲物流智能化（huà）的變革，甚至是整個物流行業、製造業（yè）、生產（chǎn）和（hé）生（shēng）活方方麵麵的智（zhì）能化大革命。但（dàn）對於（yú）目（mù）前（qián）國內企業而言，應避免在（zài）低端產品（pǐn）層麵（miàn）的競爭，需要在智能機器人產品的研發方麵投入更多力量。　　　　未來（lái）向（xiàng）中高端發展　　　　今年年（nián）初，工業和（hé）信息化部曾對全國機器人產業情況進行（háng）摸底調查，初步（bù）統計我國（guó）涉及機器人生產及集成應用的企業800餘家，其（qí）中200多家（jiā）是機器人本體製造（zào）企業，但大部分企業以組裝和代加工為主，產品主要集中在三軸、四軸的中低端機器（qì）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、產業化（huà）能力的（de）提高將是未來的重中之重。　　　　在工（gōng）業機器人方（fāng）麵，我國已基（jī）本掌握設（shè）計、製造、應用過程中的多項關鍵技術，開發出弧（hú）焊、點焊、碼垛、裝（zhuāng）配（pèi）、搬運、噴漆等（děng）工業機器人。但總體來看，我國機器人產品同（tóng）國（guó）外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（dù）、自重比（bǐ）等方麵相對落後，服務機器（qì）人在自主決策、腦機接口和智能感知等（děng）關鍵（jiàn）技術及前沿技術研究上仍較落後，概念性產品（pǐn）較多、產業化產品很少。　　　　隨（suí）著製造業智能化的（de）全麵推進（jìn），傳（chuán）統機器（qì）人（rén）所能完（wán）成的工作範圍，無法適應（yīng）新的（de）製造方式和商業模式，新一代機器人將在數字化車間、智能（néng）工（gōng）廠中扮演更為重要的角色，未（wèi）來（lái）應用空間將更加廣闊（kuò）。在新一（yī）代機器人領域（yù），重點開展人工（gōng）智能、機器人深度學習等基礎前沿技術研究，突破機（jī）器（qì）人通用控製軟（ruǎn）件平台、人機共存、安（ān）全（quán）控製、高集成一體化關節、靈巧手等核心技術，實現（xiàn）智能機器人創（chuàng）新應用。　　　　關（guān）鍵零部件是機器人產（chǎn）業發展的基礎，是決定機器人質量、性能的關鍵所在。長期（qī）以來（lái），我國（guó）機器人關鍵零部件的研發和製造（zào）能力（lì）還比較薄弱、技術水平較低、性能質量不高（gāo），並成為一直以來製約我國機器人產業發展（zhǎn）的短板問題（tí）。雖然一些企業已經實現了部分關鍵部件的（de）國產化，但在批（pī）量生（shēng）產時的性能穩定性、質量可靠性方麵還有待提升，這（zhè）一（yī）問題如得不到解決（jué），將阻礙國產機器人整（zhěng）體質量、性能的提（tí）高，影響產品市場競爭力（lì），使產業難以可持（chí）續健康發（fā）展。　　　　針對國內機器人產（chǎn）業的發展現狀，今年3月工業和信息化（huà）部、國家發改委、財政部等三部委聯（lián）合印發了《機器人產業發（fā）展規劃（huá）（2016-2020年）》，指出機器人（rén）產業發展要推進重大標誌性產品率先（xiān）突破。其中，“在工業機（jī）器（qì）人領域，聚焦智能生產、智能物（wù）流，攻（gōng）克工業機器人關鍵技術，提升可操作性和可維護性,重點發展弧（hú）焊機器人（rén）、真空（kōng）（潔淨）機器人、全（quán）自主編程智能工業機器人、人機協作機器人（rén）、雙臂（bì）機器人、重載（zǎi）AGV等6種標誌性工業（yè）機器人產品，引導我國工業機器人向中高端發展。”我（wǒ）們可以預見，智能機（jī）器人在物流行業的應用，未來5年將進入持續穩定發展的新時期。

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