来源: 研华科技

作者:宛儿立秋

物联网智库 整理发布

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——   【导读】   ——

机器人行业长期被四大家族垄断,为实现突围,我国上下游产业立足自身优势,联手行业伙伴,共同寻求技术和应用上的突破,拓张AGV机器人行业。

  • 公司简介

  • 怡丰机器人成立于2014年11月,致力于为市场提供一流的机器人技术、自动化产品和解决方案,业务范围覆盖停车AGV、仓储物流AGV、分拣机器人、电商AGV以及自动化立体仓库等领域。公司在AGV单机系统及控制系统、混合导航技术、AGV调度管理系统等核心领域拥有专利15项,其中发明专利7项,实用新型专利8项。拥有全球首创的“激光导航+梳齿交换”式停车AGV。

天气晴朗的周末,南京市民小夏开着爱车出去游玩。在夫子庙地铁停车场入口处,当小夏的车开到靠近车库门的地方,大门感应到有车驶进,便缓缓自动开启。车开进去之后她并没有像往常那样去寻找停车位,而是直接将车停在门口便下车刷卡离开了。这时,一台停车AGV机器人开了过来,将车稳稳抬起,前进、左转、再右转,机器人向车库深处的指定车位驶去,顺利将车停在了停车位上。逛完了街,小夏拿出手机,在APP上点击远程取车,当她来到车库时,机器人已经将她的车停在了门口。

这是发生在南京的真实场景,无人化AGV机器人停车方式充分利用了有限的空间,有效提高存取车效率。在车流量非常大的商业繁华地段,缓解了停车压力,对周边道路的交通影响重大。而这款全球首创的泊车机器人就是出自深圳怡丰机器人科技有限公司。

产业上下游联手,共同破解中国AGV机器人困局

放眼全球,机器人这个行业长期以来的话语权都被掌握在欧日四大家族巨头手里:瑞士ABB、德国KUKA以及日本的发那科和安川电机。这些世界级的机器人公司都已历经了数十年的探索与积累,不仅培育了成熟的产业生态链,还实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。

比较而言,中国企业起步晚。技术研发、产品应用和产业成熟度都明显不足,尚处一个群雄并起、价格混战、参差不齐的混沌阶段。但从发展速度上来讲,中国机器人近几年的崛起速度可谓最为亮眼。单是去年家电巨头美的收购KUKA已让全球机器人行业为之瞩目,再到深圳怡丰机器人研发出世界上第一台“激光导航+梳齿交换”式汽车搬运AGV机器人,从一角看冰山,这些转型和创新背后,反映的是中国机器人整个行业的紧追猛赶、甚至跻身国际前排的野心。

面对如此惨淡的基础现状,中国企业将如何制定出一套适合自身发展的路线,并逐渐缩小在综合实力上与机器人巨头们的差距?

行业差距明显,国产机器人亟待“脱贫”

作为我国AGV机器人业内的新秀代表,怡丰机器人在与研华科技合作进行创新研发和落地应用的实践中,为上述一系列困扰着机器人行业者的问题提供了可参照的绝佳的范本。

我国在机器人领域落下的差距非一日一时所能弥补,国外机器人巨头几十年的积累中,已几乎形成垄断性、压倒性优势。机器人最核心的几个部分是减速机、控制器、伺服电机等,许多关键部件如机械臂、减速机、重码部件国内无法量产,大部分还是依赖进口。

然而借着智能制造政策的大力扶持,国内企业、院校在技术上也渐渐有了起色。至少在低端AGV也就是AGC机器人还未被垄断,被国内大量涌入的机器人技术企业填补、抢占。但总体而言差距仍然存在,技术、人才、市场都有直观的反应。这是企业院校和政府未来很长时间需要共同面对的问题。

产业链各层需理性定位,上下借力

近些年,超过上千家的机器人齐齐涌入,良莠不齐的技术和生产能力,对行业的搅局效应十分明显。因行业利益分配失焦陷入价格战,对高端AGV技术企业造成蹇足,甚至损害了各层用户的利益,直接影响了中国机器人行业的命运。

因此,不同实力的机器人公司应根据自身条件进行合理定位,遵循市场规律,找准生态位置,立足于企业的优势领域,在单个赛道上实现专精突破。行业整体的上升势头使得AGV行业上游玩家有更多的精力去专注于核心技术的革新,并联合产业链上下游的行业伙伴,共同寻求技术和应用突破。如,怡丰机器人采用研华科技的智能AGV小车分拣系统解决方案 ,一定程度上扩展了AGV产品的市场面。

怡丰的AGV 调度平台能同时调度 500 台AGV 同时工作,这需要高灵敏的调度响应能力和即插即用的外部接口,为更多第三方设备的集成接入提供了硬件基础,同时增强了平台迭代性。 

因此,在性能方面,研华方案满足了500台同时调度的运算要求。不仅如此,灵活、开放、高配的方案不仅没有增加怡丰机器人的投入,还降低了其成本。经过方案改良,怡丰机器人的开发环境更为优越,这种综合集成的思路让怡丰在算法、控制设计等核心技术的研发更加专注。


AGV机器人应用疆界不断被拓张

AGV是自动导引运输车(Automated Guided Vehicle)的英文缩写,它的主要功能是能在计算机监控下,按路径规划和作业要求,精确地行走并停靠到指定地点,完成一系列作业功能。简单来说,AGV就是无人驾驶的运输车。

与其他运输设备相比,AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置,不受场地、道路和空间的限制。因此,在自动化物流系统中,最能充分地体现其自动性和柔性,实现高效、经济、灵活的无人化生产。

而近年来,随着物联网的兴起和落地,AGV的市场潜力被大大开发和丰富,促进技术的不断革新迭代,以满足日渐增长的需求。作为我国AGV机器人业内的新秀代表,怡丰机器人在进行创新研发和应用的实践中,一定程度上扩展了AGV产品的市场面。

仓储物流


与电商密切相关的仓储物流行业,AGV搬运机器人如今的应用已经较为成熟,从拣选、码垛、运输和校准。目前,怡丰机器人已经与宝湾物流建立初步关系,为后者提供无人化、高效化的现代智能物流仓储设计方案。

仓储和物流对AGV机器人的要求很特殊。首先,因为仓库一旦建立不太能更改,因此路径规划较为单一,机器人和人类工作者共同的作业环境较为轻松、不会紧凑。其次,仓储机器人须按照实际的出货、入货量规划作业节奏,重点在于多辆AGV机器人同时工作时,节奏把控要统筹协调,对调度系统的灵敏度和响应速度有较高要求。另外,因为仓储机器人工作的自动化程度较高,一旦出现失误则将引起多辆AGV机器人作业的连锁故障、停滞甚至是宕机,对仓储物品及工作人员造成不可估量的损失。因此,仓储物流机器人面临最大的问题是如何降低故障率,以保证作业安全:不仅包括对货物的安全保障,还包括货到人拣选这样的人机协作流程中,对人类的安全保障。

这就要求不断提高AGV技术的精度,如借助机器视觉、高精度传感器等物联网手段,精准规划码/拆垛、分拣系统的方位,同时提高智能输送系统的速度和精度,并不断扩容调度和执行系统、优化算法,以实现仓储物流全过程的效率提升。如,针对电商领域的仓储物流需求,怡丰开发了分拣机器人“小精灵”。针对电商货物的分拣需求,“小精灵”采用货品二维码、惯性导航结合,达到货物作业高效、准确地运行,目前的演算和模拟水平可实现至少100台AGV小车同时稳定运行。

在执行任务前,系统就采用“最优调度规划”模式指挥就近小车按最优路径执行任务。通过对所有小车实时信息的采集分析,系统可预知即时路径冲突、障碍、故障等问题,并作出新的路径规划。如果多个“小精灵”在同一路口相遇,系统会根据时间及权限等优先级顺序指挥避让。

无人化停车场


在汽车消费逐年攀升的中国,停车难的问题也成为AGV机器人重点瞄准的标地。客户既希望尽可能增加停车容量,提升停车密度,又要保证消费者体验过程中的效率和绝对的安全性。停车场和消费者看似相互矛盾的诉求,怡丰机器人的方案将如何同步满足呢?

怡丰机器人在南京打造的智慧停车项目中,改造了南京夫子庙地铁站的地下停车场。原地铁站地下夹层不规则,空间死角较多。怡丰首先借多层设计让“平方”变“立方”,区别于一般的立体停车库采用横向运行的有轨车道,怡丰采用了AGV机器人代替人类司机停车,从而打造出横向、纵向、转弯都可随意进行的新型立体停车库,这使得停车空间和地形地势得以充分利用。

这一项目中采用的是怡丰梳齿型停车AGV。在停车场出入口和车位上设置停车梳型架,上面有固定的内梳齿,AGV上设置外梳齿,可以进行升降运动,通过外梳齿上下运动实现车辆的交接。装卸一台车仅需5-7秒。

通过不断优化AGV机器人的搬运速度、路线规划、以及机器人自身工作与“休息”的劳逸结合,怡丰机器人实现了消费者期待已久的全自动化泊车体验。同时,在保证安全的前提下,自动泊车机器人大大节省人工时间,停车时,司机只需将车停到入口指定位置,取车时,消费者只需在指定地点召唤自己的爱车即可,整个过程只需要2分钟的等候时间,“全国最牛停车机器人”的名号也因此走红。

原有传统停车方案只能停放10辆车,而怡丰机器人利用梳齿型 AGV 停车技术进行改造后,成功实现 57 辆车的同时停放。

重型应用

除了与消费者息息相关的物流及停车领域,AGV机器人也在重型搬运领域得到越来越多的青睐。港口、码头这些重型作业,原来主要由重卡、集装箱和大量人力来完成,现如今大型港口、码头也尝试了改革,通过引入重型AGV机器人,替代了原始、粗放的作业模式。机器换人不仅解决了许多流程中的高危隐患,也在人力成本和信息化成本上大幅节约,整体迈入自动化、信息化、智能化的运营模式。

这一细分领域更加注重机器人作业的稳定性和安全性,单台AGV机器人的载重要达到70吨以上,同时还要具备高速搬运能力,平均7m/s远远高于普通AGV机器人的速度,因此也成为综合难度最高的AGV类别。

现阶段国内AGV技术和制造商水平良莠不齐,能满足重型AGV机器人的高精技术和高端生产要求的厂家并不多,甚至国际上也寥寥无几。怡丰机器人基于对技术的持续深耕和生产要求的严格把控,已在高端AGV领域稳固了较高的地位。

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