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物流机器人时代全面来临了吗?

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-21  来源:物流技术与应用杂志  浏览次数:33
        我国的物流机器人发展虽然取得长足进步,但仍存在一定的技术壁垒,与工业发达国家相比还有着较大差距。如何突破技术瓶颈,提高我国仓储机器人发展和应用水平,成为业界要进一步思考的问题。

没有机动车辆的轰鸣,没有工作人员的频繁走动,只看到AGV在快速移动、码垛机器人在举重若轻地搬运货物——这是以往人们想象中的“无人仓”场景。如今,这一梦想已经照进现实。

物流机器人时代全面来临了吗?

GeeK+ 机器人拣选系统

近年来,机器人在仓储系统中得到越来越多的应用,不仅提升了物流作业效率,减轻了工作人员的劳动强度,还有助于优化资源、降低成本,具有良好的经济效益和广阔的发展前景。

目前来看,我国的物流机器人技术虽然取得长足进步,但与工业发达国家相比在技术成熟度方面还有着较大差距。如何打破技术瓶颈,改变机器人核心零部件依赖进口的局面,提高我国仓储机器人技术水平,成为业界要进一步思考的问题。

市场需求强烈

近年来,随着互联网、电子商务的迅猛发展,消费者的需求也在逐渐转变,更趋于多样化和个性化,企业的订单处理也呈现出“多品种、小批量、多批次、高时效”的特点。特别是“新零售”概念的推出,对仓储系统的智能化、柔性化提出了更高的要求。企业要想高效率、低成本地履行订单,一套自动化、智能化的仓储系统显得尤为重要,这就对物流机器人的应用提出强烈需求。基于机器人的“货到人”方案可以完成补货、整箱拣货、拆零拣选、退货等物流作业,近年来需求巨大,特别是在电商物流中心应用日趋广泛。

另外,在《中国制造2025》战略的推动下,制造企业的生产方式开始向柔性、智能、精细转变,构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫,越来越多的制造企业进行“机器换人”以实现转型升级。

与此同时,近年来人工成本、土地成本和能耗成本陡增,技术水平落后,都成为制约物流业转型升级的瓶颈。一些物流企业为了应对以上挑战,并响应客户对物流效率提升的要求,开始加快构建自动化仓储系统,物流机器人成为关注的焦点。

在这样的大环境下,机器人企业如雨后春笋般涌现,各种物流机器人迅速面世,并在搬运、码垛、拣选等物流环节得到应用,具体涉及到的物流机器人如下:

1、AGV

AGV即自动导引车,一种具有高度柔性化和智能化的物流搬运设备,被称为移动机器人,国外从上世纪50年代在仓储业开始使用;在国内,AGV在汽车、烟草、印钞、新闻纸等行业已有大规模应用。目前,以亚马逊Kiva机器人为代表的“货到人”解决方案在仓储系统中应用日益广泛。AGV的核心技术主要包括传感器技术、导航技术、伺服驱动技术、系统集成技术。拥有自主核心技术是每个AGV企业发展的关键。

2、码垛机器人

码垛机器人主要包括直角坐标式机器人、关节式机器人和极坐标式机器人,能适应于纸箱、袋装、罐装、箱体、瓶装等各种形状的包装物品码垛/拆垛作业。该类型机器人不仅能搬运重物,而且作业速度和质量远远高于人工;每一台码垛机器人都有独立的控制系统,极大地保证了作业精度;通过科学、合理的刚性机械本体设计,机器人可以适应高负重、高频率、高灵活性的码垛作业。

3、分拣机器人

这类机器人一般具备传感器、物镜、图象识别系统和多功能机械手,可根据图象识别系统“看到”的物品形状,用机械手抓取物品,然后放到指定位置,实现货物快速分拣。目前,分拣机器人在仓储物流应用不是很多,有部分企业正在尝试研发和生产人机配合作业的分拣机器人。

物流机器人时代全面来临了吗?

快仓智能分拣机器人

参与各方纷纷布局

1、物流系统集成商高度重视机器人

在智慧物流逐渐成为行业发展趋势的情况下,不仅国外物流装备企业高度重视物流机器人的研发应用,国内一些实力雄厚的物流系统集成商也纷纷投入仓储物流机器人领域,并在市场上取得了显著成果。

国外企业如瑞仕格,与母公司KUKA共同开发了AutoPiQ机器人拆零拣选系统,将新一代的高效率轻载货物存储系统与智能化的机器人拣选相结合,既可以选择快速工作模式,提高绩效,也可以实现人机协同作业。未来,这种智能机器人还能与AGV结合,形成功能更加强大、移动性更强的新型智能机器人移动拣选系统;德马泰克2016年在上海汉诺威物流展上推出了“货到机器人”解决方案,其中RapidPick XT机器人拣选工作站与多层穿梭车系统配合,可以实现高效拆零拣选,拣选效率可高达1200 件/小时,2D/3D视觉系统实现了准确的订单履约。

国内企业在探索仓储物流机器人方面同样不遗余力。如新松机器人自动化股份有限公司去年推出的轻载、重载复合机器人就是创新的典范。

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新松轻载复合机器人

这个国内首台具备柔性多关节机械臂及主动视觉导航系统的机器人,由车体和车载机械手两部分组成,通过将移动机器人、柔性多关节机器人、视觉识别等技术的完美融合,真正实现了机器人“手脚并用”的工业应用,可完成物料自动搬运、物品上下料、分拣等作业,满足工作现场灵活高效、低成本的导航布置。

2、机器人初创企业集中亮剑

目前,我国物流机器人市场还处于初级发展阶段,巨大的市场潜力吸引了大批企业投入该领域,加大新技术研发力度和新产品推广应用。其中在快速成长的类Kiva机器人领域,有代表性的企业是北京极智嘉科技有限公司(Geek+)和上海快仓智能科技有限公司。

Geek+专注于提供以机器人为核心的智能仓储解决方案,已经成功地为多家大型知名电商、零售公司、医药企业、制造业工厂等提供智能仓储解决方案。2015年11月,极智机器人拣选系统辅助心怡科技物流中心应对“双十一”高峰订单,取得很好效果。2017年2月,Geek+运维的机器人仓库帮助唯品会顺利度过“2.28春季美妆节”大促期。

快仓集仓储机器人的研发、生产、销售、项目实施、管理、服务于一体,已与菜鸟、中国邮政、唯品会、百世物流、国药、国电等重量级客户进行合作,开展了多个商用项目,取得了良好的口碑。

3、电商巨头争相入局

过去几年间,电商企业在一路高歌猛进的同时,也面临着海量订单快速处理带来的巨大压力。为了提高仓库运营效率,降低物流成本,电商巨头们纷纷发力物流机器人,助推企业仓储物流系统升级优化。

物流机器人时代全面来临了吗?

天猫超市的“曹操”

如,阿里巴巴自主研发的“货到人”仓储机器人名字叫“曹操”,取名来自俗语“说曹操,曹操到”。该机器人可承重50公斤、速度达到2米/秒,造价高达上百万元。“曹操”接到订单后,可以迅速定位出商品在仓库分布的位置,并且规划最优拣货路径,拣货完成后会自动把货物送到打包台。

目前备受关注的京东“无人仓”的技术研发和应用,关键环节之一就是大量智能物流机器人协同作业。

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京东无人仓内应用的六轴码垛机器人

京东通过人工智能、深度学习、图像智能识别、大数据等诸多先进技术,为工业机器人赋予了智慧,让它们具备自主的判断和行为,适应不同的应用场景、商品形态,完成各种复杂的任务。Delta拣选机器人、搬运型AGV机器人、智能叉车等一系列智能物流机器人与技术在京东无人仓中,组成了完整的智慧物流场景。

4、生产企业由“制造”向“智造”转型

为顺应《中国制造2025》战略方向,一些生产企业努力由“制造”向“智造”转型,大力推动物流机器人在生产过程中的应用,为制造行业实现仓储物流的自动化、智能化做出了表率。

比较典型的是美的收购KUKA机器人案例,希望通过“智能制造+工业机器人”的模式,全面整合提升公司智能制造水平,同时以工业机器人带动伺服电机等核心部件、系统集成业务的快速发展。截至目前,美的已经投入超过50亿元用于自动化改造,在生产线上应用了超过1000台工业机器人。美的计划未来每年在工业机器人和自动化领域投资10亿元。

再如海康威视自主研发并实施了智能仓储机器人系统,由机器人代替人力完成收货、分拣、搬运、入库、出库等物流作业。2015年,海康威视桐庐安防产业基地项目全面启动,使用了800多台海康威视智能仓储搬运机器人,实时管理超8万条SKU,累计管理物料30万条,为日产值近亿元的工厂提供了强大的仓储和生产物流支持。

瓶颈犹存亟待优化

毋庸置疑,目前我国物流机器人产业发展火热,而且取得了一定的成绩,市场规模大幅增长,产品适应性和稳定性显著提高,技术水平和服务能力明显增强。但这并不意味着智能物流机器人的时代已经全面到来。

整体来看,我国物流机器人发展仍存在着一系列的瓶颈,主要体现在:

机器人产业链关键环节缺失,零部件中高精度减速器、伺服电机和控制器等主要依赖进口;

核心技术创新能力薄弱,高端产品质量可靠性低;

机器人推广应用难,市场占有率亟待提高;

企业“小、散、弱”问题突出,竞争力不强;

机器人行业标准、检测认证等体系亟待健全等等。

上述问题已引起业界的广泛关注。日前,工信部计算机与微电子发展研究中心(中国软件评测中心)在京举办了“货到人仓储机器人测评成果发布会”,对中国物流智能机器人的现状以及存在的问题进行了深入分析。

会上,中储发展股份有限公司副总经理李勇昭从不同角度指出了我国仓储机器人的局限性,如:

灵巧性上,目前机器人只能在特定环境下运用;

智能化程度还不够,有些柔性化处理场景反应能力不足;

成本问题影响覆盖面,虽然与人相比整体性价比较高,但一次性投入太大,很多企业承担不起;

使用者的认识尚未到位,没有经验可循等。

北京赛迪机器人测评工程技术中心有限公司总经理陈渌萍在会上发布的《“货到人”仓储机器人测评成果》显示,目前国内市场上AGV大大小小的问题多达50个。

如功能方面:

87.5%的产品未设计独立的启动、停止等开关按钮;50%的产品控制系统和上位机软件出现崩溃等现象;87.5%的产品存在障碍物安全检测盲区。

性能方面:

71.4%的产品带载运行稳定性差,在货架位置发生偏移或货物摆放位置不均的情况下出现无法举升货架或行驶轨迹偏移等严重问题。

运营维护方面:

AGV市场还存在产品设计者专业术语不熟悉、未参考相关标准、产品未进行耐压试验等诸多问题,都亟待进一步优化。

作为物流装备行业的专家,北京伍强科技有限公司董事长尹军琪对于当前我国物流机器人的技术发展现状也持客观分析态度。他表示:物流技术得到前所未有的关注是可喜现象,但令人遗憾的是很多技术并非我国原创,事实上真正的智能物流系统还没有出现,真正的物流黑科技离我们还很遥远。他说:“科学研究是一个漫长的过程,因此,有必要保持清醒的头脑,不好高骛远,不自欺欺人,抱着敬畏的态度不断学习、研究、尝试,最后实现超越,这样才能有助于我们在未来创造出真正的物流黑科技。”

据有关调研数据显示,全球物流机器人市场将从2014年的160亿美金增长至2020年的313亿美金,市场空间巨大;到2021年末,我国工业机器人产量将达到11.15万台,保有量将达到136.04万台。仓储机器人未来在中国的发展潜力相当可观。因此,仓储机器人技术水平的提高以及实际运行的优化,成为未来关注的重中之重。

实际上,针对我国仓储物流机器人当前存在的诸多问题,国家有关政策已指明了重点发展方向。去年上半年,工信部、国家发改委、财政部联合发布的《机器人产业发展规划(2016-2020年)》指出:未来我国仓储物流机器人的发展,一要推进工业机器人向中高端迈进。面向《中国制造2025》十大重点领域,聚焦智能生产、智能物流,攻克工业机器人关键技术,提升可操作性和可维护性,重点发展人机协作机器人、双臂机器人、重载AGV等六种标志性工业机器人产品;二是大力发展机器人关键零部件。针对6自由度及以上工业机器人用关键零部件性能、可靠性差、使用寿命短等问题,全面提升关键零部件的质量稳定性和批量生产能力,突破技术壁垒,打破长期依赖进口的局面;三是发展机器人共性关键技术,重点开展人工智能、机器人深度学习等基础前沿技术研究,突破机器人通用控制软件平台、人机共存、安全控制、高集成一体化关节、灵巧手等核心技术。

今年6月,在工信部的主导下,“仓储机器人及智能物流产业联盟”正式成立。该联盟以“开放、创新、合作、共赢”为宗旨,将围绕引领国产仓储机器人及智能物流系统的研发、应用及质量提升,整合国内资源,促进整个行业内部以及行业与用户之间在政策、技术、市场、标准、应用等多方面交流对话与协作。

相信在国家有关政策的积极引导和全行业的共同努力下,我国的仓储物流机器人将迎来新的发展。

 
关键词: 物流机器人
 
 
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