移動(dòng)機(jī)器人，智能制造的“先鋒軍”。
作者 | 來(lái)自鎂客星球的曉霧
隨著時(shí)間進(jìn)入2023年，距離“智能制造2025”交出答卷的節(jié)點(diǎn)也越來(lái)越近。其中在建設(shè)和發(fā)展方向上，以實(shí)踐工業(yè)化和信息化的智能工廠已經(jīng)成為“智能制造2025”的核心。
與此同時(shí)，十四五規(guī)劃綱要也提出，要在2025年完成建設(shè)500個(gè)以上智能制造示范工廠。
留給智能制造企業(yè)的時(shí)間不多了。
移動(dòng)機(jī)器人，智能工廠建設(shè)關(guān)鍵一步
在智能工廠建設(shè)這個(gè)問(wèn)題上，有企業(yè)曾表示一共需要三步：
第一步是打通物流。應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)，即用工業(yè)機(jī)器人、搬運(yùn)小車、傳輸線從物理上連接離散系統(tǒng)；
第二步是打通數(shù)據(jù)流。用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)相連，解決數(shù)據(jù)流中的軟硬件問(wèn)題；
第三步是實(shí)現(xiàn)智能決策。用智能分析替代人的決策，解決數(shù)據(jù)處理應(yīng)用的軟硬件應(yīng)用問(wèn)題。
可以看到，在智能工廠建設(shè)中，應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)打通整廠物流是底層基矗
就在2021年12月，工信部等15部門聯(lián)合發(fā)布《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，其中就提出重點(diǎn)推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人重點(diǎn)產(chǎn)品的研制及應(yīng)用，提升性能、質(zhì)量和安全性，推動(dòng)產(chǎn)品高端化智能化發(fā)展。
多重背景交織下，以移動(dòng)機(jī)器人為代表的一眾工業(yè)機(jī)器人也愈加受到關(guān)注。依據(jù)GGII（高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所）發(fā)布的報(bào)告，2021年全球移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了215.5億元，同比增長(zhǎng)43.28%。其中中國(guó)市場(chǎng)更是迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，整體銷量達(dá)到63769臺(tái)，銷量增速超57%，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了78.21，規(guī)模增速超50%。
在其看來(lái)，疫情的沖擊的確導(dǎo)致全球經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重影響，但在另一面，卻也實(shí)實(shí)在在地促使企業(yè)重新思考運(yùn)營(yíng)策略，以尋找新的、高效的生產(chǎn)運(yùn)作方式，這對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人而言，就是一種利好，并且這種利好還是長(zhǎng)期的。
也因此，GGII預(yù)計(jì)2022年全球移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)有望突破285億元，并在2026年突破1000億元，年復(fù)合增速超35%。
而在中國(guó)市場(chǎng)，新戰(zhàn)略移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保守估計(jì)，未來(lái)5年工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人銷售的復(fù)合增長(zhǎng)率將保持在30%左右，中國(guó)工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)將在今年超過(guò)200億元。
此外，這一利好也反映在了資本層面。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)生的融資事件共298起，總?cè)谫Y金額超300億。而依據(jù)新戰(zhàn)略移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究院的統(tǒng)計(jì)，工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)的融資事件就發(fā)生有22起，融資總額超過(guò)30億人民幣。作為工業(yè)機(jī)器人其中的一個(gè)分支，這個(gè)體量不可謂校
而面對(duì)極具想象力的增長(zhǎng)空間，當(dāng)前的移動(dòng)機(jī)器人準(zhǔn)備如何呢？
工欲善其事，必先利其器
“新一代的智能型移動(dòng)機(jī)器人借助深度學(xué)習(xí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)感知技術(shù)深度理解環(huán)境，可以通過(guò)自然導(dǎo)航方式穿行于更為復(fù)雜度環(huán)境，通過(guò)加載智能模塊完成更為復(fù)雜度任務(wù)。從一個(gè)走來(lái)走去的慢烏龜，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)有手有腳的聰明兔。”清湛人工智能研究院執(zhí)行副院長(zhǎng)楊磊博士表示。
可以說(shuō)，在工廠智能化改造過(guò)程中，移動(dòng)機(jī)器人也算得上是第一批落地工業(yè)場(chǎng)景的硬件設(shè)備了。早之前，國(guó)外如亞馬遜、國(guó)內(nèi)如阿里京東等就已經(jīng)在自家物流倉(cāng)庫(kù)部署倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人，主要用于貨架搬運(yùn)等等。
這一發(fā)展背后，有一個(gè)最為根本的推動(dòng)因素就是人力成本問(wèn)題。正如前文所言，過(guò)去3年疫情對(duì)全球經(jīng)濟(jì)造成了影響，其中在工業(yè)場(chǎng)景中，最為明顯的體現(xiàn)就是招工難、用工荒、從業(yè)人員流動(dòng)性增加，在原本人力成本增加的基礎(chǔ)上再次增加管理成本，進(jìn)一步壓縮利潤(rùn)空間。
也因此，帶著降本增效的目的，在工業(yè)場(chǎng)景，尤其是自動(dòng)化流水線改造過(guò)程中，移動(dòng)機(jī)器人替人的現(xiàn)象逐漸出現(xiàn)。
只是有一點(diǎn)需要注意，因?yàn)閳?chǎng)景復(fù)雜、多元化等因素，傳統(tǒng)自動(dòng)化方案已經(jīng)逐漸不能滿足制造業(yè)柔性生產(chǎn)的需求。
比如路徑規(guī)劃問(wèn)題，在傳統(tǒng)自動(dòng)化方案中，移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)路徑多為固定的，依賴地面上部署的磁條和二維碼，一方面不能做到靈活變動(dòng)，另一方面還沒(méi)有正式落地實(shí)施，就要先行改造基礎(chǔ)設(shè)施，于廠商而言降本增效成果有所打折。
此外，消費(fèi)重構(gòu)、定制化、多品化、場(chǎng)景多元化，產(chǎn)業(yè)升級(jí)、小批量、多批次、快速迭代，以及復(fù)雜的傳輸線系統(tǒng)等等，都對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化方案中的移動(dòng)機(jī)器人提出了新的嚴(yán)苛要求。也因此，“柔性”成為工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人的“新標(biāo)配”。
這一背景下，以激光、視覺(jué)SLAM為主的多傳感器融合方式，以及機(jī)器人集群智能規(guī)劃成為當(dāng)下移動(dòng)機(jī)器人軟硬件技術(shù)的主流。
“純視覺(jué)導(dǎo)航和激光+視覺(jué)導(dǎo)航的機(jī)器人逐漸成為新一代移動(dòng)機(jī)器人的主流。”這一背景下，楊磊進(jìn)一步補(bǔ)充道，機(jī)器人如何能夠通過(guò)廉價(jià)的傳感器單元（視覺(jué)或激光雷達(dá)），快速準(zhǔn)確地理解環(huán)境的技術(shù)將逐步落地，讓機(jī)器人走進(jìn)更為復(fù)雜的場(chǎng)景。
與此同時(shí)，“包括機(jī)械臂等上部結(jié)構(gòu)的增加，可以讓移動(dòng)機(jī)器人從一個(gè)走來(lái)走去的載具，變成一個(gè)更加智能化的工具平臺(tái)，進(jìn)而讓移動(dòng)機(jī)器人走入更多的場(chǎng)景。”
這方面肉眼可見(jiàn)的，由“機(jī)械臂+移動(dòng)機(jī)器人”組合的復(fù)合型移動(dòng)機(jī)器人近幾年來(lái)已經(jīng)成為賽道的“寵兒”在被稱為復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人元年的2021年，賽道內(nèi)共發(fā)生14起融資事件，金額超過(guò)了11億元，在當(dāng)年移動(dòng)機(jī)器人整體融資中的占比超過(guò)了25%。
此外，結(jié)合軟件層面的智能決策與控制，移動(dòng)機(jī)器人也可進(jìn)一步加快適應(yīng)環(huán)境，并保證機(jī)器人集群的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
而截至目前，國(guó)內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人賽道上也已經(jīng)有多家代表性公司嶄露頭角，比如極智嘉、未來(lái)機(jī)器人、優(yōu)艾智合、清湛人工智能研究院等等。
其中，有著清華大學(xué)背書的清湛人工智能研究院雖然成立才兩年多，但已經(jīng)研發(fā)有4款柔性機(jī)器人產(chǎn)品，包括背負(fù)式、舉升式、輥筒式，以及極為受關(guān)注的復(fù)合式柔性移動(dòng)機(jī)器人。
通過(guò)獨(dú)立自主研發(fā)的TSINGZHAN SLAM算法，清湛人工智能研究院的移動(dòng)機(jī)器人能夠完成自主建圖、定位、自主導(dǎo)航避障和路徑規(guī)劃，有效保證了機(jī)器人的安全穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。同時(shí)，結(jié)合TSINGZHAN FMS機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)以及適配搬運(yùn)、倉(cāng)儲(chǔ)等應(yīng)用場(chǎng)景的針對(duì)性軟硬件，清湛人工智能研究院最終提供的是一整套完整的柔性機(jī)器人解決方案。
移動(dòng)機(jī)器人走向哪里？
因?yàn)闀r(shí)代因素，從工業(yè)1.0的機(jī)械制造到工業(yè)3.0的信息化，這三次工業(yè)革命中國(guó)都沒(méi)能趕上。如今的工業(yè)4.0時(shí)代，是智能制造時(shí)代，正值中國(guó)制造業(yè)瘋狂增長(zhǎng)、人才培養(yǎng)與技術(shù)研發(fā)不斷提升，是抓住工業(yè)4.0機(jī)遇的好時(shí)候。
當(dāng)“工業(yè)4.0”概念落地國(guó)內(nèi)，就變成了“智能制造”。隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)智能化步伐加快，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用也得到了飛速的發(fā)展，在汽車、醫(yī)藥、食品、化工、印刷等各賽道制造業(yè)場(chǎng)景中，我們往往都能夠看到它們的身影。
與此同時(shí)，中國(guó)也逐步成為全球移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)先國(guó)家，占比全球出貨量達(dá)到40%左右。而面對(duì)未來(lái)百億、千億的市場(chǎng)成長(zhǎng)規(guī)模，當(dāng)下的移動(dòng)機(jī)器人在技術(shù)等多個(gè)層面也有著長(zhǎng)足的優(yōu)化空間。
比如智能性，“移動(dòng)機(jī)器人僅僅作為一個(gè)單純的移動(dòng)載具，已經(jīng)很難滿足客戶需求。客戶希望移動(dòng)機(jī)器人更為智能，具有多用途、方便部署、可以編組和協(xié)同任務(wù)、較高的定位精度等各種智能化因素，而市場(chǎng)上很少有企業(yè)真正具有自頂向上的全部機(jī)器人技術(shù)。”
另外“廉價(jià)”的呼聲也是當(dāng)前移動(dòng)機(jī)器人面臨的挑戰(zhàn)，性價(jià)比關(guān)乎著移動(dòng)機(jī)器人是否能夠快速投放到產(chǎn)業(yè)。“當(dāng)前使用移動(dòng)機(jī)器人的工業(yè)企業(yè)仍然是頭部企業(yè)，海量的中小制造業(yè)由于成本考量無(wú)法使用移動(dòng)機(jī)器人。”也因此，“2023年初很多機(jī)器人產(chǎn)業(yè)觀察家都看好‘機(jī)器人即服務(wù)’的業(yè)務(wù)模式，這種采用靈活租用的機(jī)器人使用模式，也許在中國(guó)市場(chǎng)上有更多的機(jī)會(huì)。”楊磊表示。
不過(guò)從整體來(lái)看，他認(rèn)為移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在2023年仍然會(huì)高速發(fā)展、受到高度熱捧，除了前面提到的純視覺(jué)導(dǎo)航和激光+視覺(jué)導(dǎo)航、復(fù)合型移動(dòng)機(jī)器人等等逐步落地，叉車AGV、裝載機(jī)器人等垂直場(chǎng)景形態(tài)的移動(dòng)機(jī)器人也會(huì)在市場(chǎng)海量需求的推動(dòng)下，迎來(lái)更高的技術(shù)需求。
在應(yīng)用層面，楊磊則尤為看好3C、汽車與新能源領(lǐng)域的制造業(yè)，并表示它們將會(huì)是2023年移動(dòng)機(jī)器人需求的主要拉動(dòng)力。以新能源為例，依據(jù)GGII的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，該行業(yè)在未來(lái)3年將延續(xù)高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，其對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的需求占比有望突破24%。
此外值得注意的是，雖然最初落地工業(yè)，但楊磊也指出，如今的移動(dòng)機(jī)器人在服務(wù)業(yè)也正處于一個(gè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的狀態(tài)，同樣面臨著人物復(fù)雜、人機(jī)交互程度高等因素。這也意味著，競(jìng)爭(zhēng)者需要有更高、更強(qiáng)的技術(shù)投入，如此才能給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)更多的實(shí)際有效應(yīng)用。
