物流機(jī)器人時(shí)代即將到來(lái)，但瓶頸猶存亟待優(yōu)化
發(fā)表時(shí)間：2018-05-23 次數(shù)：608 作者：物流技術(shù)與應(yīng)用雜志
我國(guó)的物流機(jī)器人發(fā)展雖然取得長(zhǎng)足進(jìn)步，但仍存在一定的技術(shù)壁壘，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有著較大差距。如何突破技術(shù)瓶頸，提高我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人發(fā)展和應(yīng)用水平，成為業(yè)界要進(jìn)一步思考的問題。
沒有機(jī)動(dòng)車輛的轟鳴，沒有工作人員的頻繁走動(dòng)，只看到AGV在快速移動(dòng)、碼垛機(jī)器人在舉重若輕地搬運(yùn)貨物——這是以往人們想象中的“無(wú)人倉(cāng)”場(chǎng)景。如今，這一夢(mèng)想已經(jīng)照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
近年來(lái)，機(jī)器人在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，不僅提升了物流作業(yè)效率，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還有助于優(yōu)化資源、降低成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的發(fā)展前景。
目前來(lái)看，我國(guó)的物流機(jī)器人技術(shù)雖然取得長(zhǎng)足進(jìn)步，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比在技術(shù)成熟度方面還有著較大差距。如何打破技術(shù)瓶頸，改變機(jī)器人核心零部件依賴進(jìn)口的局面，提高我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人技術(shù)水平，成為業(yè)界要進(jìn)一步思考的問題。
市場(chǎng)需求強(qiáng)烈
近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)的迅猛發(fā)展，消費(fèi)者的需求也在逐漸轉(zhuǎn)變，更趨于多樣化和個(gè)性化，企業(yè)的訂單處理也呈現(xiàn)出“多品種、小批量、多批次、高時(shí)效”的特點(diǎn)。特別是“新零售”概念的推出，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的智能化、柔性化提出了更高的要求。企業(yè)要想高效率、低成本地履行訂單，一套自動(dòng)化、智能化的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)顯得尤為重要，這就對(duì)物流機(jī)器人的應(yīng)用提出強(qiáng)烈需求?；跈C(jī)器人的“貨到人”方案可以完成補(bǔ)貨、整箱揀貨、拆零揀選、退貨等物流作業(yè)，近年來(lái)需求巨大，特別是在電商物流中心應(yīng)用日趨廣泛。
另外，在《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略的推動(dòng)下，制造企業(yè)的生產(chǎn)方式開始向柔性、智能、精細(xì)轉(zhuǎn)變，構(gòu)建以智能制造為根本特征的新型制造體系迫在眉睫，越來(lái)越多的制造企業(yè)進(jìn)行“機(jī)器換人”以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
與此同時(shí)，近年來(lái)人工成本、土地成本和能耗成本陡增，技術(shù)水平落后，都成為制約物流業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的瓶頸。一些物流企業(yè)為了應(yīng)對(duì)以上挑戰(zhàn)，并響應(yīng)客戶對(duì)物流效率提升的要求，開始加快構(gòu)建自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，物流機(jī)器人成為關(guān)注的焦點(diǎn)。
在這樣的大環(huán)境下，機(jī)器人企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，各種物流機(jī)器人迅速面世，并在搬運(yùn)、碼垛、揀選等物流環(huán)節(jié)得到應(yīng)用，具體涉及到的物流機(jī)器人如下：
1、AGV
AGV即自動(dòng)導(dǎo)引車，一種具有高度柔性化和智能化的物流搬運(yùn)設(shè)備，被稱為移動(dòng)機(jī)器人，國(guó)外從上世紀(jì)50年代在倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)開始使用；在國(guó)內(nèi)，AGV在汽車、煙草、印鈔、新聞紙等行業(yè)已有大規(guī)模應(yīng)用。目前，以亞馬遜Kiva機(jī)器人為代表的“貨到人”解決方案在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中應(yīng)用日益廣泛。AGV的核心技術(shù)主要包括傳感器技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)。擁有自主核心技術(shù)是每個(gè)AGV企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
2、碼垛機(jī)器人
碼垛機(jī)器人主要包括直角坐標(biāo)式機(jī)器人、關(guān)節(jié)式機(jī)器人和極坐標(biāo)式機(jī)器人，能適應(yīng)于紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝等各種形狀的包裝物品碼垛/拆垛作業(yè)。該類型機(jī)器人不僅能搬運(yùn)重物，而且作業(yè)速度和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工；每一臺(tái)碼垛機(jī)器人都有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，極大地保證了作業(yè)精度；通過科學(xué)、合理的剛性機(jī)械本體設(shè)計(jì)，機(jī)器人可以適應(yīng)高負(fù)重、高頻率、高靈活性的碼垛作業(yè)。
3、分揀機(jī)器人
這類機(jī)器人一般具備傳感器、物鏡、圖象識(shí)別系統(tǒng)和多功能機(jī)械手，可根據(jù)圖象識(shí)別系統(tǒng)“看到”的物品形狀，用機(jī)械手抓取物品，然后放到指定位置，實(shí)現(xiàn)貨物快速分揀。目前，分揀機(jī)器人在倉(cāng)儲(chǔ)物流應(yīng)用不是很多，有部分企業(yè)正在嘗試研發(fā)和生產(chǎn)人機(jī)配合作業(yè)的分揀機(jī)器人。
快倉(cāng)智能分揀機(jī)器人
參與各方紛紛布局
1、物流系統(tǒng)集成商高度重視機(jī)器人
在智能物流逐漸成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的情況下，不僅國(guó)外物流裝備企業(yè)高度重視物流機(jī)器人的研發(fā)應(yīng)用，國(guó)內(nèi)一些實(shí)力雄厚的物流系統(tǒng)集成商也紛紛投入倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人領(lǐng)域，并在市場(chǎng)上取得了顯著成果。
國(guó)外企業(yè)如瑞仕格，與母公司KUKA共同開發(fā)了AutoPiQ機(jī)器人拆零揀選系統(tǒng)，將新一代的高效率輕載貨物存儲(chǔ)系統(tǒng)與智能化的機(jī)器人揀選相結(jié)合，既可以選擇快速工作模式，提高績(jī)效，也可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同作業(yè)。未來(lái)，這種智能機(jī)器人還能與AGV結(jié)合，形成功能更加強(qiáng)大、移動(dòng)性更強(qiáng)的新型智能機(jī)器人移動(dòng)揀選系統(tǒng)；德馬泰克2016年在上海漢諾威物流展上推出了“貨到機(jī)器人”解決方案，其中RapidPick XT機(jī)器人揀選工作站與多層穿梭車系統(tǒng)配合，可以實(shí)現(xiàn)高效拆零揀選，揀選效率可高達(dá)1200 件/小時(shí)，2D/3D視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的訂單履約。
國(guó)內(nèi)企業(yè)在探索倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人方面同樣不遺余力。如新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司去年推出的輕載、重載復(fù)合機(jī)器人就是創(chuàng)新的典范。
新松輕載復(fù)合機(jī)器人
這個(gè)國(guó)內(nèi)首臺(tái)具備柔性多關(guān)節(jié)機(jī)械臂及主動(dòng)視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的機(jī)器人，由車體和車載機(jī)械手兩部分組成，通過將移動(dòng)機(jī)器人、柔性多關(guān)節(jié)機(jī)器人、視覺識(shí)別等技術(shù)的完美融合，真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人“手腳并用”的工業(yè)應(yīng)用，可完成物料自動(dòng)搬運(yùn)、物品上下料、分揀等作業(yè)，滿足工作現(xiàn)場(chǎng)靈活高效、低成本的導(dǎo)航布置。
2、機(jī)器人初創(chuàng)企業(yè)集中亮劍
目前，我國(guó)物流機(jī)器人市場(chǎng)還處于初級(jí)發(fā)展階段，巨大的市場(chǎng)潛力吸引了大批企業(yè)投入該領(lǐng)域，加大新技術(shù)研發(fā)力度和新產(chǎn)品推廣應(yīng)用。其中在快速成長(zhǎng)的類Kiva機(jī)器人領(lǐng)域，有代表性的企業(yè)是北京極智嘉科技有限公司（Geek+）和上海快倉(cāng)智能科技有限公司。
Geek+專注于提供以機(jī)器人為核心的智能倉(cāng)儲(chǔ)解決方案，已經(jīng)成功地為多家大型知名電商、零售公司、醫(yī)藥企業(yè)、制造業(yè)工廠等提供智能倉(cāng)儲(chǔ)解決方案。2015年11月，極智機(jī)器人揀選系統(tǒng)輔助心怡科技物流中心應(yīng)對(duì)“雙十一”高峰訂單，取得很好效果。2017年2月，Geek+運(yùn)維的機(jī)器人倉(cāng)庫(kù)幫助唯品會(huì)順利度過“2.28春季美妝節(jié)”大促期。
快倉(cāng)集倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、項(xiàng)目實(shí)施、管理、服務(wù)于一體，已與菜鳥、中國(guó)郵政、唯品會(huì)、百世物流、國(guó)藥、國(guó)電等重量級(jí)客戶進(jìn)行合作，開展了多個(gè)商用項(xiàng)目，取得了良好的口碑。
3、電商巨頭爭(zhēng)相入局
過去幾年間，電商企業(yè)在一路高歌猛進(jìn)的同時(shí)，也面臨著海量訂單快速處理帶來(lái)的巨大壓力。為了提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)營(yíng)效率，降低物流成本，電商巨頭們紛紛發(fā)力物流機(jī)器人，助推企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)升級(jí)優(yōu)化。
天貓超市的“曹操”
如，阿里巴巴自主研發(fā)的“貨到人”倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人名字叫“曹操”，取名來(lái)自俗語(yǔ)“說(shuō)曹操，曹操到”。該機(jī)器人可承重50公斤、速度達(dá)到2米/秒，造價(jià)高達(dá)上百萬(wàn)元。“曹操”接到訂單后，可以迅速定位出商品在倉(cāng)庫(kù)分布的位置，并且規(guī)劃最優(yōu)揀貨路徑，揀貨完成后會(huì)自動(dòng)把貨物送到打包臺(tái)。
目前備受關(guān)注的京東“無(wú)人倉(cāng)”的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一就是大量智能物流機(jī)器人協(xié)同作業(yè)。
京東無(wú)人倉(cāng)內(nèi)應(yīng)用的六軸碼垛機(jī)器人
京東通過人工智能、深度學(xué)習(xí)、圖像智能識(shí)別、大數(shù)據(jù)等諸多先進(jìn)技術(shù)，為工業(yè)機(jī)器人賦予了智慧，讓它們具備自主的判斷和行為，適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景、商品形態(tài)，完成各種復(fù)雜的任務(wù)。Delta揀選機(jī)器人、搬運(yùn)型AGV機(jī)器人、智能叉車等一系列智能物流機(jī)器人與技術(shù)在京東無(wú)人倉(cāng)中，組成了完整的智慧物流場(chǎng)景。
4、生產(chǎn)企業(yè)由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)型
為順應(yīng)《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略方向，一些生產(chǎn)企業(yè)努力由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)型，大力推動(dòng)物流機(jī)器人在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，為制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)物流的自動(dòng)化、智能化做出了表率。
比較典型的是美的收購(gòu)KUKA機(jī)器人案例，希望通過“智能制造+工業(yè)機(jī)器人”的模式，全面整合提升公司智能制造水平，同時(shí)以工業(yè)機(jī)器人帶動(dòng)伺服電機(jī)等核心部件、系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。截至目前，美的已經(jīng)投入超過50億元用于自動(dòng)化改造，在生產(chǎn)線上應(yīng)用了超過1000臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。美的計(jì)劃未來(lái)每年在工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化領(lǐng)域投資10億元。
再如海康威視自主研發(fā)并實(shí)施了智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)，由機(jī)器人代替人力完成收貨、分揀、搬運(yùn)、入庫(kù)、出庫(kù)等物流作業(yè)。2015年，?？低曂]安防產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目全面啟動(dòng)，使用了800多臺(tái)海康威視智能倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人，實(shí)時(shí)管理超8萬(wàn)條SKU，累計(jì)管理物料30萬(wàn)條，為日產(chǎn)值近億元的工廠提供了強(qiáng)大的倉(cāng)儲(chǔ)和生產(chǎn)物流支持。
瓶頸猶存亟待優(yōu)化
毋庸置疑，目前我國(guó)物流機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展火熱，而且取得了一定的成績(jī)，市場(chǎng)規(guī)模大幅增長(zhǎng)，產(chǎn)品適應(yīng)性和穩(wěn)定性顯著提高，技術(shù)水平和服務(wù)能力明顯增強(qiáng)。但這并不意味著智能物流機(jī)器人的時(shí)代已經(jīng)全面到來(lái)。
整體來(lái)看，我國(guó)物流機(jī)器人發(fā)展仍存在著一系列的瓶頸，主要體現(xiàn)在：
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺失，零部件中高精度減速器、伺服電機(jī)和控制器等主要依賴進(jìn)口；
核心技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，高端產(chǎn)品質(zhì)量可靠性低；
機(jī)器人推廣應(yīng)用難，市場(chǎng)占有率亟待提高；
企業(yè)“小、散、弱”問題突出，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)；
機(jī)器人行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)認(rèn)證等體系亟待健全等等。
上述問題已引起業(yè)界的廣泛關(guān)注。日前，工信部計(jì)算機(jī)與微電子發(fā)展研究中心（中國(guó)軟件評(píng)測(cè)中心）在京舉辦了“貨到人倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人測(cè)評(píng)成果發(fā)布會(huì)”，對(duì)中國(guó)物流智能機(jī)器人的現(xiàn)狀以及存在的問題進(jìn)行了深入分析。
會(huì)上，中儲(chǔ)發(fā)展股份有限公司副總經(jīng)理李勇昭從不同角度指出了我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人的局限性，如：
靈巧性上，目前機(jī)器人只能在特定環(huán)境下運(yùn)用；
智能化程度還不夠，有些柔性化處理場(chǎng)景反應(yīng)能力不足；
成本問題影響覆蓋面，雖然與人相比整體性價(jià)比較高，但一次性投入太大，很多企業(yè)承擔(dān)不起；
使用者的認(rèn)識(shí)尚未到位，沒有經(jīng)驗(yàn)可循等。
北京賽迪機(jī)器人測(cè)評(píng)工程技術(shù)中心有限公司總經(jīng)理陳淥萍在會(huì)上發(fā)布的《“貨到人”倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人測(cè)評(píng)成果》顯示，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上AGV大大小小的問題多達(dá)50個(gè)。
如功能方面：
87.5%的產(chǎn)品未設(shè)計(jì)獨(dú)立的啟動(dòng)、停止等開關(guān)按鈕；50%的產(chǎn)品控制系統(tǒng)和上位機(jī)軟件出現(xiàn)崩潰等現(xiàn)象；87.5%的產(chǎn)品存在障礙物安全檢測(cè)盲區(qū)。
性能方面：
71.4%的產(chǎn)品帶載運(yùn)行穩(wěn)定性差，在貨架位置發(fā)生偏移或貨物擺放位置不均的情況下出現(xiàn)無(wú)法舉升貨架或行駛軌跡偏移等嚴(yán)重問題。
運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面：
AGV市場(chǎng)還存在產(chǎn)品設(shè)計(jì)者專業(yè)術(shù)語(yǔ)不熟悉、未參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品未進(jìn)行耐壓試驗(yàn)等諸多問題，都亟待進(jìn)一步優(yōu)化。
作為物流裝備行業(yè)的專家，北京伍強(qiáng)科技有限公司董事長(zhǎng)尹軍琪對(duì)于當(dāng)前我國(guó)物流機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀也持客觀分析態(tài)度。他表示：物流技術(shù)得到前所未有的關(guān)注是可喜現(xiàn)象，但令人遺憾的是很多技術(shù)并非我國(guó)原創(chuàng)，事實(shí)上真正的智能物流系統(tǒng)還沒有出現(xiàn)，真正的物流黑科技離我們還很遙遠(yuǎn)。他說(shuō)：“科學(xué)研究是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，因此，有必要保持清醒的頭腦，不好高騖遠(yuǎn)，不自欺欺人，抱著敬畏的態(tài)度不斷學(xué)習(xí)、研究、嘗試，最后實(shí)現(xiàn)超越，這樣才能有助于我們?cè)谖磥?lái)創(chuàng)造出真正的物流黑科技。”
據(jù)有關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，全球物流機(jī)器人市場(chǎng)將從2014年的160億美金增長(zhǎng)至2020年的313億美金，市場(chǎng)空間巨大；到2021年末，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量將達(dá)到11.15萬(wàn)臺(tái)，保有量將達(dá)到136.04萬(wàn)臺(tái)。倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人未來(lái)在中國(guó)的發(fā)展?jié)摿ο喈?dāng)可觀。因此，倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人技術(shù)水平的提高以及實(shí)際運(yùn)行的優(yōu)化，成為未來(lái)關(guān)注的重中之重。
實(shí)際上，針對(duì)我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人當(dāng)前存在的諸多問題，國(guó)家有關(guān)政策已指明了重點(diǎn)發(fā)展方向。去年上半年，工信部、國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布的《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》指出：未來(lái)我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人的發(fā)展，一要推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人向中高端邁進(jìn)。面向《中國(guó)制造2025》十大重點(diǎn)領(lǐng)域，聚焦智能生產(chǎn)、智能物流，攻克工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù),提升可操作性和可維護(hù)性,重點(diǎn)發(fā)展人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV等六種標(biāo)志性工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品；二是大力發(fā)展機(jī)器人關(guān)鍵零部件。針對(duì)6自由度及以上工業(yè)機(jī)器人用關(guān)鍵零部件性能、可靠性差、使用壽命短等問題，全面提升關(guān)鍵零部件的質(zhì)量穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)能力，突破技術(shù)壁壘，打破長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面；三是發(fā)展機(jī)器人共性關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)開展人工智能、機(jī)器人深度學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)前沿技術(shù)研究，突破機(jī)器人通用控制軟件平臺(tái)、人機(jī)共存、安全控制、高集成一體化關(guān)節(jié)、靈巧手等核心技術(shù)。
今年6月，在工信部的主導(dǎo)下，“倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人及智能物流產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”正式成立。該聯(lián)盟以“開放、創(chuàng)新、合作、共贏”為宗旨，將圍繞引領(lǐng)國(guó)產(chǎn)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人及智能物流系統(tǒng)的研發(fā)、應(yīng)用及質(zhì)量提升，整合國(guó)內(nèi)資源，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)內(nèi)部以及行業(yè)與用戶之間在政策、技術(shù)、市場(chǎng)、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用等多方面交流對(duì)話與協(xié)作。
相信在國(guó)家有關(guān)政策的積極引導(dǎo)和全行業(yè)的共同努力下，我國(guó)的倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人將迎來(lái)新的發(fā)展。
