2020年09月18日 | 抢先看！2020工业物流自主移动机器人重磅趋势

导  读

随着传感器和人工智能技术的发展,人们开始为轮式移动设备引入越来越多的传感器和智能算法,不断增强其环境感知和灵活运动的能力,逐渐发展出新一代自主移动机器人AMR(Autonomous Mobile Robot)。

传统AGV,其概念源自工业应用。自1953年第一台AGV问世以来,AGV就被定义为在工业物流领域解决无人搬运运输问题的车辆;但早期AGV的定义仅仅是我们字面上理解的“沿着地上铺设的导引线移动的运输车”。因为20世纪移动机器人技术不发达,AGV行业经历了40多年发展,市面上的AGV都还是在导引技术里面迭代升级,发展了电磁感应引导、磁导条引导、二维码引导等技术。

AGV属于自动设备,需要沿着预设轨道、依照预设指令执行任务,不能够灵活应对现场变化。导引线上出现障碍物时只能停等,多机作业时容易在导引线上阻塞,影响效率。在大量的要求搬运柔性化的场景中,这类AGV并不能满足应用端的需求。

随着传感器和人工智能技术的发展,人们开始为轮式移动设备引入越来越多的传感器和智能算法,不断增强其环境感知和灵活运动的能力,逐渐发展出新一代自主移动机器人AMR(Autonomous Mobile Robot)。

与传统AGV相比,AMR在导航、系统调度和业务模式等方面都有着独特优势。AMR属于最新一代的移动机器人,短时间内应该也不会出现更先进技术产品。目前AMR的替代者主要还是传统AGV产品,虽然在很多柔性化需求高的领域,AMR有着AGV难以替代的优势,但是在一些柔性化需求并没有那么高的场景中,AGV有着先发市场份额优势。

AMR市场概况

随着深度学习算法的成熟商业化,属于AMR的时代来了。根据相关数据统计,到2022年,全球移动机器人中对AMR的需求、收入和销量预计将超过AGV。这是由于几个潜在的驱动因素:对制造业柔性的需求、产品周期缩短和加快、降低成本以及对人身安全的需求增加等。预计未来五年AMR市场将持续保持两位数增长。

Interact Analysis调研预测,全球移动机器人市场预计在2023年将超过105亿美元,全球都在推动自主移动机器人的增长,但主要增长来自于中国和美国,总部设在中国和美国的AMR公司占据48%的市场份额,未来五年,中国将贡献30%的收入。

目前,全球AMR市场中,激光导航AMR和视觉AMR领域都出现了一批领先企业,激光AMR由于发展较早,目前市场竞争更为激烈,国外代表企业有Fetch Robotics、6 River Systems、MiR等;国内则以极智嘉等企业为代表。

视觉AMR由于技术难度相对较高,目前在全球范围内拥有成熟视觉导航技术的企业并不多,国外企业Canvas Technology为代表,国内灵动科技的视觉导航技术也已经十分成熟。

目前,灵动科技ForwardX已研发出基于深度学习的“Forcos机器人感知决策平台”与基于机器学习的“f(X)多智能体调度系统”。经过近1年的研发投入,灵动科技ForwardX可实现单仓200台AMR的调度能力。

此外,在移动机器人行业,涉及AMR产品的公司诸多,极智嘉、海康机器人、快仓、艾吉威、优艾智合、高通机器人、鸿海&凌华等都开始深耕AMR产品。

AMR适用场景

目前,在工业物流领域,AMR的主要应用场景可以分为两大类,物流行业和制造业,应用场景的不同,对物流设备的要求也会有一些差别。

物流应用

物流行业正面临着整体的智能化升级。智慧物流是指通过智能硬件、物联网、大数据等智慧化技术与手段,提高物流系统分析决策和智能执行的能力,提升整个物流系统的智能化、自动化水平。

从下图智慧物流的发展阶段可以更直观地理解智能物流是智慧物流实现的基础。

智慧物流应用的整体架构自上而下分为:智慧化平台(大脑)、数字化运营(中枢)、智能化作业(四肢),如下图所示:

从其中可以看出,智能化作业即智能物流是智慧物流应用的基础环节,智能物流更强调的是能力,需要通过新技术的不断研发、创新来进行更新和迭代;而智慧物流则是一种整体模式,强调系统的互联互通及深度协同。

近几年,我国物流业一直处于持续景气、向上发展的态势,因此智能物流产业存在很大的市场及发展空间。同时随着电子商务的快速和持续增长,每天都会发生的大量客户交付,给第三方物流和零售商带来了巨大的人力负担,这也迫使零售商对其供应链和履行策略进行重大改变。

电商行业特有的仓库作业特点,采用AMR物流系统可实现多批次、小批量的门店补货,响应未来门店的当日配送需求,同时减少库存量,保证门店业务的发展,顺应“新零售“趋势。AMR机器人智能仓库的部署,可大大提高零售行业的仓储效率,减少人工成本的投入,并能在较短时间内实现投资回报。

制造应用

在制造业中,尤其是3C制造业,企业进行自动化改造,首先考虑的是成本问题。智能制造与智能物流项目需要大量的资金投入,无需环境改造的AMR显然更符合3C应用端的需求。此外,相比于传统AGV,无轨导航的AMR高度柔性化的特点正好契合了3C行业物流搬运的特殊需求,更能适应3C电子行业柔性生产节拍,具有独特优势。

除了3C制造外,传统AGV最大应用市场的汽车行业也面临着制造升级和技术更新的问题,原有的磁导航AGV机器人很有可能逐步被新起的无轨导航AMR所替换,这也是AMR企业可以开拓的市场。

5G+AMR

2019年是5G元年,5G技术以其“低时延、大连接、高带宽”等优势特点迅速在各领域落地生根。作为智能工厂、自动化物流重要组成部分,移动机器人产业近年迎来了空前的蓬勃发展时期;而考虑到移动机器人对智能设备、智能系统的产品性及效率要求,其落地应用场景也成为5G重点布局试水行业。

5G将加速AMR的迭代和创新,目前的AMR主要基于WiFi网络方案,实现AMR、附属设备(拣货站、扫描枪、电子标签等)与服务器之间的相互通信。

相较于WiFi的各种棘手问题,5G的“高速率、大带宽和低时延”特性,能够带来更宽广的网络覆盖、更稳定的网络连接和更高效的数据传送。再结合MEC边缘计算、云计算、大数据和人工智能等技术,会进一步提高AMR的智能、使其能够胜任更多应用场景。

AMR通过5G和Cloud互联,结合物联网、大数据、人工智能等关键技术,实现了从订单——生产——物流——运输——配送——门店/个人的智慧物流全流程贯通。

未来

AMR自主移动机器人将助力自动化技术步入下一层级,从自动化到自主化,推动制造单元更敏捷、智能地应对外部环境。

而伴随着技术的更加完善、案例应用的不断增多以及应用端对AMR认识度的不断提高,尤其是视觉SLAM技术的不断成熟,AMR的产品成本必会进一步降低。AMR已经开始并将逐步取代大部分传统AGV市场。