【原创】物流机器人发展前景解析

来源:物流产品网 | 2021-11-24 15:49 | 作者:科技物语

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  近日,国际机器人联合会发布2021年机器人报告,市场营业额超过400亿,而其中物流机器人占三分之一。中国是物流大国,也是物流机器人发展的新兴之地,获得了来自市场、技术和应用三方面的积极推动。那么,2021年国内物流机器人产业的发展状况如何呢?

  一、应用愈发广泛

  一般来说,大家所说的物流机器人,主要是指应用于仓储、分拣中心以及运输途中等场景,进行货物转移、搬运等操作的机器人。这方面,亚马逊是先行者,早在2012年,AGV产品就被引入其仓库网络。

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  目前,劳动人口数量下降、老龄化现象加速、工资上涨,土地成本提升,这样的背景下,“机器换人”成为降低物流人工成本和提高仓储物流效率的最主要的解决方案。物流机器人围绕配送中心、存储分拣中心和最后一公里等方面,应用已经逐渐展开。

  在仓储物流领域里,起先只是AGV(自动引导车)、后来从传统AGV发展到多功能搬运机器人,比如,码垛机器人、分拣机器人、甚至是攀爬搬运机器人。再后来,有了AGV的迭代——AMR(自主移动机器人),具有感知环境、自主导航、智能避障、智能跟随等功能。

  而搭载VSLAM的AMR,打破了AGV的能力边界,可以在更多类型的场景下完成搬运、挑选和分拣任务。尤其是大规模集群化调度和复杂工作场景下,更具优势。AMR从小众走向主流,据预测,到2024年,全球将有超过百万台履约型AMR在仓库“就职”。

  目前,AMR在仓储物流场景的应用已经度过了教育市场的阶段,客户对自动化的认知提高,大规模应用落地的大门已经打开。

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  不仅如此,物流机器人已从仓储的四堵墙里走了出来,用于末端配送,成为物流快递企业解决最后一公里痛点的利器,这就是物流智能配送机器人。

  今年“6·18”期间,获得无人配送上路许可的京东,首次引入了机器人送货模式。刚刚过去的双11,菜鸟投放350辆“小蛮驴”物流机器人 覆盖200余所高校,实现校园内部的快递无人配送,组建了全国快递末端最大规模的无人车配送集群。

  更令人欣喜的是,机器人的应用正步入简单的人机交互的时代,例如AMR 可以与叉车、其他移动机器人或人类一起在混合环境中运行、工作。未来将进化到人机协作时代,再到人机共存共生共荣的时代。

  正如京东物流高管姚秀军所说:人工智能技术是一个分水岭,人工智能技术让机器人步入智能化,机器人的形态和服务能力已经非常多样且细分,其应用随之扩大,主要体现在三个方面:

  1、行业范围的扩大

  物流机器人的应用,不再局限于快递、快运,电商仓储的应用,而是进入上游的生产制造环节,走进了工厂,走向生产制造前端。

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  制造浪潮下,生产制造产线升级,离不开智能运输装置,物流机器人构建服务于工厂内的物流解决方案。

  应用较广泛的恐怕是汽车制造和电子行业。汽车自动化程度较高,电子行业产品生命周期较短,而机器人的灵活性恰巧切合这两大特点,另外,锂电、光伏行业、鞋服、医药领域,甚至煤碳、电力都有拓展。

  上半年,陕煤集团旗下的榆北小保当矿业公司,通过运用京东的无人搬运AGV等自动化设备,结合算法设计和WMS等技术,实现100%物资自动搬运,空间利用率提升150%

  近日 南方电网调峰调频公司与京东物流联合,依托堆垛机、AGV搬运机器人等智能设备,实现物资自动化入库、存储、出库、盘点等智能化作业模式。

  2应用场景的扩大

  拿京东机器人来说,不仅包括穿梭车,天狼、地狼系统,还有智能微型无人仓中的机械臂拣选系统、应用于酒店的楼宇机器人,维护数据稳定的机房巡检AI机器人,用于铁路、轨道交通检测的智能巡检机器人,针对医院场景的室内运送机器人等等。

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  HAIPICK A3托举式拣选机器人,可托举货架上的物品,在汽车制造、轮胎行业已取得落地应用,深受好评,还将在3C制造、机械制造等行业拓宽应用。

  亚马逊新投放Ernie、Bert、Scooter和Kermit这四款机器人,其功能各不相同,其中Ernie 使用机械臂,可用机器人从架子上取下料箱,并将其交付给员工,旨在帮助亚马逊员工减少剧烈运动。

  3、用户群向小企业延伸,

  过去物流机器人用户,多为头部企业,目前正向中小型企业延展,其落地形式更为灵活,有的小型用户可能会采用第三方物流,把小用户集成为了一个大客户。

  也有的采用租赁模式,Syrius炬星正在大力推广即租即用的RaaS(Robot as a Service)服务,客户不需采购硬件,显著降低了中小型企业采用物流机器人的门槛。还可以用一台机器人,在不同客户仓储空间里共享。

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  总之,物流机器人,正在从单一设备的智能走向物流全产业链的智能,应用环节、场景多元化将成为发展趋势。据资料,到2024年,移动机器人市场规模将超过140亿美元,如此大的市场,必然推动物流机器人将在更广的领域,更细分范围大有作为。

  二、技术迭代加快

  技术创新是底层驱动力,技术的发展,促进成本的降低;成本的降低,促进应用的扩大;应用的扩大,促进创新的进步,这是一个良性生态闭环。

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  目前,全球物流机器人市场十分活跃,技术进步暗流涌动,迭代速度不断加快,我国情况怎么样呢?有进步,也有问题。

  先说进步点,在“中国制造2025”等各项政策的保驾护航下,我国物流技术取得了长足的发展,物流机器人各项技术,尤其是智能导航、控制技术不断成熟。

  AMR更柔性 更聪明,能从更大的深度和广度方面提供更完善的解决方案;配送机器人具备了 L4 级自动驾驶能力,具有类人认知智能,大脑应急反应速度达到人类7倍。

  部分核心技术与零部件的研发、生产方面取得了进步,机器人的标准化及标准接口,通用调度软件也取得一定发展,国产品牌在我国市场占有率可以达到90%。但同时,存在的问题也不少,主要有以下三点:

  1、技术同质化严重,

  日前,字节跳动、联想等企业入股无人物流机器人研发商Syrius炬星,引起物流行业广泛关注。2021年上半年,仓储物流和移动机器人领域融资共计17起,融资总额为14.5亿元。资本的持续加持,以及越来越多电商、物流、科技企业的加入引起了激烈的市场竞争,而市场竞争,最根本是技术的竞争。

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  在物流机器人赛道上,有电商企业、快递企业和AI新兴企业和互联网企业。截至目前,国内AGV机器人企业已突破百家,其中既有极智嘉、快仓、海康、仙工智能、未来机器人等,也有如京东,阿里这样的物流电商巨头。相对而言,创业公司有技术优势,而电商巨头则有场景优势,反应敏捷,磨合快。

  随着竞争加剧、市场增速减缓,发展进入瓶颈,出现了局部的同质化竞争。虽然在部分核心技术与零部件的研发、生产方面取得了进展,但与西方国家的差距还是客观存在的,长期采取进口等方式,不可避免地受制于人,各企业在产品的细节深度上会有一些差异,但总体来说没有特别革命性的差别。

  企业不同程度的偏重商业开发,而AI深度学习、算法加持、3D图像处理、数字孪生等前沿技术融合采用的步伐还不够快,达不到行业发展的要求。技术与成本的矛盾,稳定与安全问题还有待解决,行业面临着洗牌。

  2、复合型人才缺乏

  机器人的发展根本是技术,而技术是需要人来创新的,研发的。完善技术,促进机器人行业发展,不仅需要政策,应用市场,更需要研发商和人才。

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  由于我国机器人产业起步晚,物流机器人行业更是融合应用了诸多新技术、新概念,对于很多业内从业人员来说,这是不小的挑战,复合型人才的短缺,对于行业快速发展影响甚巨。

  目前,机器人行业技术人才抢的比较厉害,做机器人、做软件开发的、做方案规划的等等都缺。

  3、定制化与通用化需要平衡

  制造者需要与应用者一起在完全定制的、和更通用化的产品之间寻找妥协,主流应是标准化产品,但也要跟进定制化的不同方案。定制化、标准化、规模化,不是完全矛盾的,应用需要与自己的业务紧密相关的产品,而制造企业生产的是通用化的产品,需要有灵活适配能力,应在标准机制上做灵活的上层设计。

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  物流机器人,是智能物流中极为重要的基础设施,完善技术,促进机器人更快、更高、更强是方向,机器人的不断迭代升级,需要企业的适度竞争和合理协作。

  三、禁区正在打破

  随着机器人应用范围的扩大,原来一些不可能使用机器人的地方,也开始使用机器人,机器人使用禁区在逐一被打破。

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  重载机器人,一直是AGV禁区,就象人类攀登珠峰一样,过去AGV小车无法完成的大型物体搬运等操作,现在凭借大尺寸、高承载的重载式AGV可以顺利完成。现在,在重型机械厂、铁路交通、港口机场、重型汽车制造等领域都有重载式机器人的身影。

  重载式机器人是一个逐步发展的过程,首先在大家电上取得突破,海尔日日顺物流的智能仓储里的机器人,曾令大家震惊,其载重不再是小包裹,而是人举不动的大件。

  京东搬运型AGV机器人地狼,最高承重达500KG,具备环境感知、自主导航等功能,可完成大型物料的柔性搬运。今年6月,100多台地狼机器人在西藏拉萨的自治区级公共物流仓储配送中心启用;亚马逊的第一个自主移动机器人Bert,也可以用来移动较重的物品或运载包裹的推车。

  重载AGV,主要的技术难点是在硬件与牵引力上,强大的负载能力,让重载AGV需要更高的技术条件和配套支持,重载型AGV技术难点较多而且与轻载型的AGV设计结构有很大的不同,零部件选购标准也都不一样,更加注重机器人作业的稳定性和安全性,因此,研发和生产门槛都比较高。

  只有具备强大的技术水平,才有实力踏上这一赛道。然而,在港口码头、铁路交通以及一些特种行业的大型物流场景,对重载AGV需求却非常迫切。

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  目前,我国已进入到重载AGV这一领域,并取得突破,以上海汇聚自动化为例,自2013年开始自主研发基于麦克纳姆轮技术的全向重载AGV,负载最高可达到3000KG。采用全电多轮驱动,能够实现全方位的移动。现已成功应用于军工、航天、航空、轨道交通、核电检测、浇铸铸造、风能叶片打磨等领域。

  除了重载机器人,目前国内还可以看到六轴协作机械臂、可穿戴AI仿生手、数据安全巡检AI机器人、数据报表机器人等多款物流行业领先机器人。

  可穿戴AI仿生手,是对人体效能补偿、延伸和增强的可穿戴机器人创新产品,而数据巡查机器人,可用于物流控制中心,云机算的数据安全。

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  可以预见的是,随着技术方案和服务的成熟,拓展禁区的物流机器人企业会越来越多,各种意想不到的物流生活场景,过去想都不敢想的工业制造物流场景,将使用上具备特殊功能的机器人,总之物流机器人的产业圈会越来越广。

  结语:我国物流机器人正处于机遇与挑战并存的发展局面,如何冲破瓶颈,加速产业发展,是其必须直面的话题。


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