《智能物流机器人来势汹汹》

  • 来源专题:数控机床——前沿技术
  • 编译者: 杨芳
  • 发布时间:2017-04-20
  • 中国物流业正努力从劳动密集型向技术密集型转变,由传统模式向现代化、智能化升级,伴随而来的是各种先进技术和装备的应用和普及。当下,具备搬运、码垛、分拣等功能的智能机器人,已成为物流行业当中的一大热点。

    中国物流业正努力从劳动密集型向技术密集型转变,由传统模式向现代化、智能化升级,伴随而来的是各种先进技术和装备的应用和普及。当下,具备搬运、码垛、分拣等功能的智能机器人,已成为物流行业当中的一大热点。许多人相信,在多重因素驱动之下,来势汹汹的智能机器人拥有着广阔的应用空间,甚至会对物流运作模式和整个物流体系变革产生深远影响。

    机器人涌进仓库

    “在近五年乃至十年来,中国的机器人如雨后春笋般蓬勃发展,背后主要有两点主要原因:一是近五年来中国的人口红利已经消失,二是高质量、高附加值的需求。”德马泰克中国方案规划总监邓建一表示,随着电子商务高速发展带来物流业务量大幅攀升,以及土地、人力成本的快速上涨,智能化的物流装备在节省仓库面积、提高物流效率等方面的优势日渐突出,因此越来越受到企业青睐,其中机器人就是一个典型代表。

    总体来看,目前在仓库中广泛应用的机器人,主要以承担着搬运、码垛、分拣等功能的机器人为主。

    AGV机器人

    AGV在国外的应用时间较早,目前已经在制造业、港口、码头等领域得到普遍应用,在国内逐渐也有部分企业重视并应用AGV来完成一些简单的搬运任务。作为一种柔性化和智能化物流搬运机器人,目前以亚马逊的Kiva机器人最具代表性,国内企业方面也纷在纷推出各自的产品。AGV机器人在我国汽车汽车制造业(主要是零部件制造)应用较高,其次在电力、烟草、乳品和饮料等行业也都有应用。可以说,AGV机器人是物流装备中自动化水平最高的产品,是物流自动化系统中最具有柔性化的一个环节,几乎囊括了所有物流装备的技术。

    码垛机器人

    码垛机器人主要有直角坐标式机器人、关节式机器人和极坐标式机器人,码垛机器人能适应于纸箱、袋装、罐装、箱体、瓶装等各种形状的包装成品码垛作业。从效率上说,码垛机器人不仅能承担高负重,而且速度和质量远远高于人工。从精度上看,每一台码垛机器人都有独立的控制系统,极大地保证了作业精度,完全可以满足物流码垛作业的定位要求;从稳定性上讲,目前最先进的码垛机器人已经达到5轴和6轴,通过相应的科学、合理的刚性机械本体设计,使得机器人本体不仅适应高负重、高频率的码垛作业,还能适应分拣繁琐、灵活性高的作业要求。

    分拣机器人

    拣选作业是由机器人来进行品种拣选,如果品种多,形状各异,机器人需要带有图象识别系统和多功能机械手,机器人每到一种物品托盘就可根据图象识别系统“看到”的物品形状,采用与之相应的机械手抓取,然后放到搭配托盘上。目前抓取分拣机器人在仓储物流应用不是很多,但有着广阔的应用空间。

    机器人影响物流过程

    目前谈论最多的“智能机器人”是由工业机器人发展而来,而我国早在30年就研发出第一代工业机器人。只是经过发展变革,如今的智能机器人已经很有大不同。

    实际上,应用于物流中的机器人发展到今天,大致可分为三代:第一代物流机器人主要是以传送带及相关机械为主的设备,为机器人原型,实现从人工化向自动化的转变。第二代机器人主要以自动导引车(AGV)为代表的设备,通过自主移动的小车实现搬运等功能,以亚马逊Kiva机器人为代表,该类型机器人依托AGV小车技术,实质上仍然需要人工完成拣选货物操作,效率仍有待提升。第三代机器人在第二代基础上,增加了替换人工的机械手、机械臂、视觉系统、智能系统,提供更友好的人机交互界面,并且与现有物流管理系统对接更完善,具有更高的执行效率和准确性。例如Fetch&Freight等机器人产品,实现了从自动化到智能化的转变,由移动车体、机械臂和机械手组成,具备高度的自主性,能够完成多种功能如物体识别、抓取、分拣及运输等。

    “智能机器人”之所以被冠以“智能”,并非只具有一般编程能力和操作功能的机器人,而是因为具有相当发达的“大脑”,利用中央处理器和传感器,进行导航与定位、路径规划、智能控制。大多数专家认为,智能机器人至少要具备三个要素:一是感觉要素,用来认识周围环境状态;二是运动要素,对外界做出反应性动作;三是思考要素,根据感觉要素所得到的信息,思考出采用什么样的动作。

    智能机器人的出现,必将改变传统的物流运作模式,其中包括:减少从订单到交货的时间。机器人将会让订单从生产设施到分拣机器人到货盘到包装、尺寸定价到装卸码头到集装箱的运输过程更加便利;减少错误和对逆向物流的需要,机器人记录海量数据和以精准的精度审查数据寻找错误的能力,无疑会减少物流过程中订单信息错误的发生,而所产生逆向物流的需求将会减少;减少劳动力负担,机器人的使用将会减轻员工所承担的体力劳动,例如长时间行走、装卸和搬运超重产品等等。此外,机器人不需要食物和水,可以全天候工作,并且通过互联网能与其他设备连接,这些对于传统的物流模式都将产生重要影响。

相关报告
  • 《工业机器人仍是主要发展趋势》

    • 来源专题:数控机床——前沿技术
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2016-04-25
    • 怎么证明现在各地发展机器人产业有点“过热”呢?我没有这方面的权威数据。今天我讲的水下机器人,如果追溯它的“老祖宗”的话,就是有人操作的机器,通过不断进化,比如自动化、智能化,变成机器人。机器人种类繁多,但工业机器人仍是主要发展趋势。 4月13日,2016国家机器人发展论坛在重庆永川举行。中国工程院院士、中国科学院沈阳自动化研究所研究员封锡盛在会议间隙接受了媒体记者采访。在采访中,他表示:“永川机器人产业发展基础挺好的。” 新兴产业开头阶段总得热一下 有媒体记者问,现在很多地方都在大力发展机器人产业,所以目前有种声音,就是担心这个产业会不会像光伏产业一样出现过热的情况,对这个问题你怎么看? 封锡盛院士说,你们都知道,我今天讲的是海洋机器人,工业机器人的事,我不是太熟悉。这个得用权威数据说话。所以,你说的“过热”,怎么证明现在各地发展机器人产业有点“过热”呢?我没有这方面的权威数据。另外,推动一种产业的形成,开头阶段过点热也不奇怪吧?总得热一下。大家都“凉着”,能发展得起来吗? 永川机器人产业发展基础挺好的 本报记者提问,能不能谈谈对永川机器人产业发展的感受和以后产业发展的建议?封锡盛院士坦率地说,这个还谈不了这么细。因为自己是“文革”时来过重庆,对永川不是很了解。不过,从刚才的开幕式上,了解到了一些永川的情况,觉得永川机器人产业发展基础还是挺好的,入驻了不少企业。 工业机器人仍是主要发展趋势 封锡盛院士介绍,机器人种类繁多。大体上有两种情况。比如说工业机器人,人们一开始就把它设计成机器人,就是要让它代替人去做一些事。另外一种就是在原来或现有基础上,把人操作的一些平台,通过智能化发展成为机器人。就像今天我讲的水下机器人,如果追溯它的“老祖宗”的话,就是有人操作的机器,通过不断进化,比如自动化、智能化,变成机器人。像这类机器人,它还会带有初生的特色。 汽车 变成无人汽车,也可以叫机器人,叫地面机器人,但是它毕竟是汽车演化过来的,汽车的基本特点还是得有。但工业机器人仍是主要发展趋势。像特种机器人,不是所有的地方都能被机器人代替。这还得有个发展过程。 智能服务机器人发展有难度 有媒体记者问,怎么看待智能服务机器人发展市场前景?封锡盛院士认为,智能服务机器人是跟人打交道,这件事比机器人自身发展还更有难度。要解决怎么跟人交互,人怎么懂得机器人,机器人怎么理解人等等。还有就是伦理道德方面的事情,比如安全,这些问题是发展中的障碍。
  • 《探访机器人产业的多元化、智能化、生态化》

    • 来源专题:人工智能
    • 编译者:袁晨
    • 发布时间:2023-10-08
    •    既能搬运、打磨、焊接,也会售货、拼图、浇花……近日在上海举行的第23届中国国际工业博览会上,超5万平方米的 机器人展区,成为全球范围内规模最大、 工业机器人企业参与数量最多的全产业链平台之一。令人目不暇接的“秀技艺”之外,众多 机器人展台上也刮起了多元化、智能化、生态化三股新风。   从制造业到服务业,下游 应用“多元化”   工博会是我国工业领域的国家级展会,机器人是整个工博会的高光展区。据介绍,本届工博会机器人展区汇聚了350多家国内外产业链上下游相关企业,首发300余项机器人新技术、新产品、新应用。   在人们的传统印象中,机器人往往被用来做搬运、喷涂等简单又辛苦的工种。随着机器人技术的不断进步,其下游应用场景越来越多元化。除了为汽车、日化、电子等传统产业增效,也为新能源汽车、光伏、生物医药等新兴领域赋能。   随着新能源汽车越来越多,快捷充电成为一种刚需。本土机器人品牌节卡在工博会上带来了一款新能源车充电机器人。在感应到汽车停好后,充电机器人就会自动过来取下充电枪,插入汽车充电接口。通过准确识别规划路径,机器人可以完成电动汽车插拔充电全过程,目前已在一些充电站“上岗”。   “是机器人,更是无限可能”——来自瑞士的工业巨头 abb,在近800平方米的机器人展台上发布了一系列创新机器人产品和解决方案,其中首发了一台工业教育机器人。这款机器人负载3.5公斤,相较于上一代产品,其占地面积减少了10%、重量减轻了20%。使用这款机器人的学生,将学习在不同领域和应用中部署机器人自动化。 近日在上海举行的第23届中国国际工业博览会上,一个机器人在展台上进行魔方游戏展示。新华社记者方喆摄   除了制造业,服务领域的机器人也大放异彩。冲咖啡、拼魔方、蛋雕……工博会上的机器人“技能值”满满。本土机器人品牌非夕在本届工博会上,带来了基于自适应机器人产品的智能理疗解决方案。这款产品结合人工智能、3D视觉、智能感应等先进技术,可模拟人手对人体软组织进行压揉式的物理放松与治疗。   根据工业和信息化部等十七部门今年年初印发的《“机器人+”应用行动实施方案》,到2025年我国制造业机器人密度较2020年实现翻番, 服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升,机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强。   近年来,人工智能等技术的快速发展,为机器人产业带来新的可能。走在工博会机器人展区,可以感觉到现在的机器人越来越“智能化”,越来越“聪明”了。   协作机器人是机器人产业发展的一大趋势,本届工博会展出的协作机器人有上百款。相比传统工业机器人负载大、格式化,通常需要在“安全笼”中工作,协作机器人更为灵活和安全,可以配合人一起工作,满足小批量、多样化、柔性化的生产需求。   在ABB展台,展出了用于实验室领域的协作机器人,从事加药、混药和移液等任务,配合研究人员开展实验。“生物医药行业更多是小的工作站。这些地方要实现自动化,人机互动情境非常多,协作机器人就比较适合于这些场景。”ABB机器人业务部中国区市场和销售负责人王彤说。   在节卡展台,记者尝试着走近一台协作机器人,发现它的运动速度降低了,试图用手触摸机器人时,它自动停止了。“这是节卡的视觉防护相机在发挥作用,它可以灵活设置防护区域,支持多级防护,让人机协作更安全。”节卡机器人市场经理王蕾说。   据介绍,为了进一步提升机器人的感知和决策能力,节卡在工博会首发首展了自研的2.5D视觉定位技术,可以实现空间位姿动态估算,精准定位模式下精度可达到0.2毫米。   本土机器人品牌捷勃特董事长蒋耀说:“我们十分看好协作机器人市场的发展,未来将加大投资力度,继续研发创新,为中国高端智能制造助一臂之力。”   攻克关键零部件,推动机器人产业链“生态化”   近年来,我国机器人产业实现蓬勃发展。统计显示,2022年我国机器人产业营业收入超过1700亿元,工业、服务、特种机器人产量快速增长。同年,我国工业机器人装机量占全球比重超过50%,稳居全球第一大市场。   包括控制器、伺服电机和 减速机等关键零部件,曾是国产机器人发展的一大制约。过去,三大核心零部件大多是欧洲、日本企业生产。本届工博会现场,不少国内供应链企业“晒”出了最新成果,机器人产业“生态”日益完善。   比如,今年工博会的美的和 库卡联合展位上,展出了一款高精度谐波减速机产品。美的相关负责人陈世星介绍,从2019年开始,美的就开始着手谐波减速机的研发工作,2022年终于实现了量产。这款减速机,瞄准的是航空航天、半导体生产等对产品精度要求极高的领域。   来自上海张江科学城的思岚科技公司在工博会上展出了多款激光雷达。思岚科技工作人员陈德喜说:“激光雷达等传感器是智能制造的关键零部件,希望通过我们的努力能让国产机器人‘看’得更准、‘走’得更顺。”   “可以预见,未来机器人产业发展将深度融合,产业链将不断完善,深入推进智能制造的步伐。”上海机器人产业技术研究院院长黄慧洁说。