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科學(xué)和技術(shù)發(fā)展永遠(yuǎn)沒有盡頭，近幾年，倉儲(chǔ)物流行業(yè)發(fā)展迅猛，技術(shù)裝備迭代升級(jí)速度不斷加快。過去，傳統(tǒng)AGV是實(shí)現(xiàn)內(nèi)部運(yùn)輸任務(wù)自動(dòng)化的唯一選擇，但不知從何時(shí)起，一個(gè)新的概念被提出——AMR（自主移動(dòng)機(jī)器人），各家企業(yè)也都趁勢(shì)而上，掀起了一場(chǎng)新的競(jìng)賽。

（圖源：站酷海洛）

移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）2020年發(fā)展回顧

2020年，由于受到疫情影響，來自海外的市場(chǎng)需求明顯放緩，但國內(nèi)市場(chǎng)仍然保持了較高的發(fā)展速度，而且在電子商務(wù)、物流、新能源、半導(dǎo)體和制藥等行業(yè)領(lǐng)域增長迅速。特別是以特斯拉為代表的“造車新勢(shì)力”，對(duì)將移動(dòng)機(jī)器人大規(guī)模引入其汽車生產(chǎn)制造中表現(xiàn)出強(qiáng)烈意愿。

根據(jù)中國移動(dòng)機(jī)器人（AGV）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、新戰(zhàn)略移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所的調(diào)研，2020年度中國市場(chǎng)新增工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR)達(dá)41000臺(tái)，較2019年增長25.7%，市場(chǎng)銷售額達(dá)到76.8億元，同比增長24.4%。由此可見，2020年國內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)盡管受到了疫情影響，仍保持了較好的整體增長態(tài)勢(shì)。

2015~2020中國工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR) 市場(chǎng)新增量(臺(tái))與增長率

2015~2020中國工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR) 市場(chǎng)規(guī)模(億元)與增長率

AMR悄然崛起，與傳統(tǒng)AGV是競(jìng)爭(zhēng)還是互補(bǔ)？

近兩年以來，移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)內(nèi)對(duì)AGV和AMR的爭(zhēng)論，變得越來越引人注目。從英文字面來看，AGV（Automated Guided Vehicle）是“自動(dòng)導(dǎo)引車”，是指基于一定的導(dǎo)航定位技術(shù)、不需要人工駕駛的自動(dòng)運(yùn)輸車輛；而AMR（Autonomous Mobile Robot）是“自主移動(dòng)機(jī)器人”，即具有自主決策能力的移動(dòng)機(jī)器人。

雖然AGV和AMR都有一個(gè)字母“A”，但此“A”非彼“A”。AMR的“A”，代表的是Autonomous（自主）；而AGV中的“A”，代表的是Automated(自動(dòng))，我們可以體會(huì)到兩者之間細(xì)微的不同。

AGV的導(dǎo)航導(dǎo)引方式主要依托于外部設(shè)備，比如電磁條、二維碼等，也就是說通過預(yù)設(shè)標(biāo)識(shí)，確保小車可以按照設(shè)計(jì)的固定路線來完成搬運(yùn)任務(wù)，這也導(dǎo)致了AGV雖然可以探測(cè)到前方的障礙物，但它無法繞過這些障礙物，在障礙物被清除之前只能停在當(dāng)前位置。

（圖源：電網(wǎng)智庫）

隨著SLAM算法的發(fā)展，即時(shí)定位與地圖構(gòu)建的自由路徑導(dǎo)航方式日漸成熟并成為AMR的支撐性技術(shù)之一。AMR使用來自攝像頭、內(nèi)置傳感器、激光掃描儀的數(shù)據(jù)以及復(fù)雜的軟件，使其能夠探測(cè)周圍環(huán)境，并選擇最有效的路徑到達(dá)目標(biāo)。它完全自主工作，如果叉車、貨盤、人或其他障礙物出現(xiàn)在它前面，AMR將使用最佳替代路線安全地繞過它們。AMR豐富的環(huán)境感知能力、基于現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃能力、靈活的避障能力、全局定位能力等是傳統(tǒng)AGV所無法達(dá)到的高度。

（圖源：電網(wǎng)智庫）

一個(gè)產(chǎn)品要真正成為自主式的移動(dòng)機(jī)器人（AMR），至少應(yīng)當(dāng)滿足下面兩個(gè)條件：第一，移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)能夠在自然環(huán)境下運(yùn)行，而不必依賴于人工部置的“人造環(huán)境”；第二，移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)當(dāng)具有自主的決策和規(guī)劃能力，而不是簡(jiǎn)單地完全聽命于遠(yuǎn)程的調(diào)度。而“自主規(guī)劃能力”指的是，機(jī)器人應(yīng)能夠在遇到障礙物時(shí)進(jìn)行自主避讓，并能夠聰明地選擇最優(yōu)路線到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)。

現(xiàn)今電子工廠的內(nèi)部物流運(yùn)輸仍主要依靠人力，耗時(shí)又低效，極大限制了企業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程。加之消費(fèi)需求逐步呈現(xiàn)出多元化，個(gè)性化態(tài)勢(shì)，小批量，多品種，定制化的柔性制造產(chǎn)能成為未來發(fā)展新指向，這也對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的靈活性和精益化提出新的要求。

AMR高度靈活，安全可靠，并擁有良好的人機(jī)交互體驗(yàn)。同時(shí)，配備機(jī)器人過程中需要快速實(shí)施項(xiàng)目并能以低成本維護(hù)要求、低運(yùn)營成本滿足日常生產(chǎn)不受影響，因此愈加成為眾多制造企業(yè)提升內(nèi)部物流生產(chǎn)力的卓越解決方案。自主移動(dòng)機(jī)器人解決方案正是在當(dāng)前環(huán)境下為解決現(xiàn)代物流運(yùn)輸瓶頸而量身定制。

盡管AMR具有上面所說的優(yōu)勢(shì)，我們并不能簡(jiǎn)單地把AMR看成是AGV的終結(jié)者和替代者。AMR單機(jī)成本偏高，多機(jī)協(xié)作依賴調(diào)度系統(tǒng)使得很多購買者望而卻步。在相對(duì)簡(jiǎn)單的短程點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸場(chǎng)景中，傳統(tǒng)AGV還是更有優(yōu)勢(shì)。而在密集存儲(chǔ)場(chǎng)景中，AMR能更好的填補(bǔ)傳統(tǒng)AGV的應(yīng)用空缺。與其說二者是互相競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系，不如說二者是在不同場(chǎng)景下互補(bǔ)的關(guān)系。

移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）在3C制造領(lǐng)域的探索與應(yīng)用

斯坦德——打造柔性化搬運(yùn)解決方案

在斯坦德為國內(nèi)某大型電子散熱器生產(chǎn)車間所做的改造項(xiàng)目中，車間共有63臺(tái)CNC機(jī)床進(jìn)行產(chǎn)品加工，而每3臺(tái)CNC機(jī)床需配置1名操作工給機(jī)臺(tái)上下料。首先CNC操作工人屬于技術(shù)工，用工成本較高，同時(shí)人員流動(dòng)較大，對(duì)工廠產(chǎn)能帶來了很大影響。并且CNC機(jī)臺(tái)加工過程中會(huì)產(chǎn)生油霧，環(huán)境較為惡劣。招工難的問題愈發(fā)突出。其次，CNC生產(chǎn)節(jié)奏非常快，要求在360秒內(nèi)完成8臺(tái)CNC的自動(dòng)上下料，而且每個(gè)CNC為獨(dú)立的系統(tǒng)，所以CNC機(jī)臺(tái)和AMR調(diào)度系統(tǒng)對(duì)接，中間需要中控系統(tǒng)和每個(gè)CNC對(duì)接后再和FMS對(duì)接，方案綜合難度較高。

針對(duì)于此，斯坦德采用9臺(tái)Oasis600UL標(biāo)準(zhǔn)AMR平臺(tái)，搭載UR10協(xié)作機(jī)器人+視覺，軟件方面利用Matrix部署軟件、FMS多機(jī)調(diào)度系統(tǒng)、斯坦德中控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線碼頭到CNC機(jī)臺(tái)的自動(dòng)上下料。為客戶節(jié)省車間CNC操作工白夜班共26人左右；同時(shí)CNC機(jī)臺(tái)將不受人員隨機(jī)因素干擾，從而避免CNC被迫停機(jī)；更可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車間生產(chǎn)狀態(tài)，實(shí)時(shí)自動(dòng)匯總生產(chǎn)數(shù)據(jù)。贏得客戶的一直高度認(rèn)可。

優(yōu)艾智合——智能物流解決方案助力晶圓生產(chǎn)效率提升33%

優(yōu)艾智合一體化智能物流解決方案，實(shí)現(xiàn)某全球知名晶圓廠穩(wěn)定連續(xù)、高效的生產(chǎn)，生產(chǎn)效率提升33%。在該晶圓廠無塵車間中，原本由近百名工人進(jìn)行晶圓盒的轉(zhuǎn)運(yùn)工作，人工操作過程中的效率及穩(wěn)定性無法滿足需求擴(kuò)張下的產(chǎn)能需求，且人員的流動(dòng)、崗位調(diào)換等因素均為生產(chǎn)節(jié)拍的穩(wěn)定性帶來不利影響。

優(yōu)艾智合智能物流解決方案以17臺(tái)晶圓盒搬運(yùn)機(jī)器人為基礎(chǔ)，搭載YOUI Pilot導(dǎo)航系統(tǒng)、YOUI Fleet機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)以及YOUI TMS場(chǎng)內(nèi)物流管理系統(tǒng)。晶圓盒搬運(yùn)機(jī)器人滿足Class 1級(jí)別車間環(huán)境要求，應(yīng)用高精度激光SLAM導(dǎo)航靈活完成晶圓自主搬運(yùn)任務(wù)。機(jī)器人搭載導(dǎo)航及調(diào)度管理系統(tǒng)，自主識(shí)別車間場(chǎng)景并進(jìn)行多機(jī)協(xié)同配合，YOUI TMS智能物流管理系統(tǒng)根據(jù)MES等企業(yè)信息系統(tǒng)進(jìn)行物流自主調(diào)度，打通工廠內(nèi)晶圓流轉(zhuǎn)過程中的物質(zhì)流與數(shù)據(jù)流，生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，實(shí)現(xiàn)每一件晶圓數(shù)據(jù)都有源可溯。

通過優(yōu)艾智合的晶圓智能物流解決方案，該廠實(shí)現(xiàn)了晶圓盒的精準(zhǔn)上下料，共節(jié)省人力60余人，極大穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)拍，有效避免人工操作帶來的污染風(fēng)險(xiǎn)和誤操作風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)效率提升33%，實(shí)現(xiàn)工廠智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

迦智科技——實(shí)現(xiàn)4萬平方米以上廠房面積內(nèi)的人機(jī)共融作業(yè)

迦智科技為柔性屏生產(chǎn)企業(yè)提供了涵蓋121臺(tái)高精度側(cè)叉物料取放機(jī)器人、90臺(tái)自動(dòng)充電樁、5臺(tái)服務(wù)器等在內(nèi)的硬件并配合CLOUDIA智能調(diào)度系統(tǒng)、WCS物料管理系統(tǒng)等軟件在內(nèi)的智能物流整體解決方案。

在此項(xiàng)目中，迦智無軌導(dǎo)航AGV均采用分布式地圖存儲(chǔ)方式，輕松實(shí)現(xiàn)單張地圖4萬平方米以上廠房面積內(nèi)的人機(jī)共融作業(yè)。另外，迦智的智能調(diào)度管理系統(tǒng)CLOUDIA，提供了多種接口，通過多種信息協(xié)議，可將AGV與廠內(nèi)輥筒線、叉車接駁臺(tái)、卷簾門、電梯等不同設(shè)備連接起來，實(shí)現(xiàn)各作業(yè)場(chǎng)景間自由切換；同時(shí)，迦智還根據(jù)用戶的生產(chǎn)場(chǎng)景需要，設(shè)計(jì)提供了高精度側(cè)叉裝載裝置，并優(yōu)化程序算法，實(shí)現(xiàn)了與產(chǎn)線上下料裝置及對(duì)接臺(tái)精準(zhǔn)無縫對(duì)接，準(zhǔn)確高效地完成物料的側(cè)向叉取和放置，同步達(dá)到±2mm的物料對(duì)接放置要求，并滿足了客戶潔凈室的潔凈度等級(jí)要求。

靈動(dòng)科技——打造廠內(nèi)端到端柔性物流解決方案

在視覺AMR的技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)下，靈動(dòng)科技提出了一套端到端的解決方案，這里以鋰電智造為例：從原材料入庫、揀選、產(chǎn)線對(duì)接、出庫等全作業(yè)流程機(jī)器人運(yùn)輸管理，實(shí)現(xiàn)全流程物料數(shù)據(jù)化，幫助制造業(yè)企業(yè)廠房?jī)?yōu)化物料及營運(yùn)資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)智能決策。

在前段，靈動(dòng)科技的產(chǎn)品主要集中應(yīng)用在電芯前工序和模組環(huán)節(jié)，包括立庫對(duì)接、線邊倉存取、物料搬運(yùn)等多個(gè)場(chǎng)景，采用單懸臂AMR、卷料AMR、叉車AGV等產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)各種場(chǎng)景和物料的智能化搬運(yùn)，提升搬運(yùn)效率的同時(shí)也極大提升了安全性。

中段，靈動(dòng)科技的產(chǎn)品則主要集中在模組裝配，包括電芯成品、殼體、原材料出庫上等多個(gè)場(chǎng)景。當(dāng)原材料上線后，揀料工位呼叫機(jī)器人搬運(yùn)空料車作業(yè)，隨后機(jī)器人按照配料單地址在線邊停靠，線邊工人取消后機(jī)器人行進(jìn)到下一工位。

后段，鋰電智造對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的柔性需求展露無遺，靈動(dòng)科技的產(chǎn)品主要集中電池PACK線。相較于傳統(tǒng)的解決方案，AMR的產(chǎn)線物流解決方案在柔性上優(yōu)勢(shì)更為突出，多臺(tái)AMR既能自由獨(dú)立地分開作業(yè)，又能準(zhǔn)確有序地組合銜接，從而彌補(bǔ)了物理隔斷，這樣既能起動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)作用，又可以延伸工作的范圍半徑，形成高度柔性的生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線可以降低人工成本，方便與其它高科技設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接，實(shí)施無人化作業(yè)，如此也可減少人工接觸電芯的機(jī)會(huì)，保證電芯品質(zhì)。

5G時(shí)代，萬事俱備。軟硬件技術(shù)成熟、通信基礎(chǔ)設(shè)施為移動(dòng)機(jī)器人的大規(guī)模調(diào)度場(chǎng)景保駕護(hù)航，大量案例更是驗(yàn)證了移動(dòng)機(jī)器人在提升流程安全可靠及效率上確有其效。移動(dòng)機(jī)器人安全、可靠、無接觸的特性在疫情背景下也得到充分驗(yàn)證，需求導(dǎo)向下一定程度上推動(dòng)其場(chǎng)景應(yīng)用。隨著電子智能制造行業(yè)整體對(duì)移動(dòng)機(jī)器人認(rèn)知程度在不斷提高，相信未來，在廣闊的電子領(lǐng)域，移動(dòng)機(jī)器人大有用武之地。

慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展覽會(huì)（productronica China）將于2022年3月23-25日在上海新國際博覽中心舉辦?，F(xiàn)階段展位正在火熱預(yù)定中，歡迎有想法、有產(chǎn)品、有技術(shù)解決方案的企業(yè)報(bào)名參展！