科學和技術發(fā)展永遠沒有盡頭，近幾年，倉儲物流行業(yè)發(fā)展迅猛，技術裝備迭代升級速度不斷加快。過去，傳統(tǒng)AGV是實現(xiàn)內(nèi)部運輸任務自動化的唯一選擇，但不知從何時起，一個新的概念被提出——AMR（自主移動機器人），各家企業(yè)也都趁勢而上，掀起了一場新的競賽。

（圖源：站酷海洛）

移動機器人（AGV/AMR）2020年發(fā)展回顧

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

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

2015~2020中國工業(yè)應用移動機器人(AGV/AMR) 市場新增量(臺)與增長率

2015~2020中國工業(yè)應用移動機器人(AGV/AMR) 市場規(guī)模(億元)與增長率

AMR悄然崛起，與傳統(tǒng)AGV是競爭還是互補？

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

雖然AGV和AMR都有一個字母“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)，我們可以體會到兩者之間細微的不同。

AGV的導航導引方式主要依托于外部設備，比如電磁條、二維碼等，也就是說通過預設標識，確保小車可以按照設計的固定路線來完成搬運任務，這也導致了AGV雖然可以探測到前方的障礙物，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前位置。

（圖源：電網(wǎng)智庫）

隨著SLAM算法的發(fā)展，即時定位與地圖構建的自由路徑導航方式日漸成熟并成為AMR的支撐性技術之一。AMR使用來自攝像頭、內(nèi)置傳感器、激光掃描儀的數(shù)據(jù)以及復雜的軟件，使其能夠探測周圍環(huán)境，并選擇最有效的路徑到達目標。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)場的動態(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所無法達到的高度。

（圖源：電網(wǎng)智庫）

一個產(chǎn)品要真正成為自主式的移動機器人（AMR），至少應當滿足下面兩個條件：第一，移動機器人應能夠在自然環(huán)境下運行，而不必依賴于人工部置的“人造環(huán)境”；第二，移動機器人應當具有自主的決策和規(guī)劃能力，而不是簡單地完全聽命于遠程的調度。而“自主規(guī)劃能力”指的是，機器人應能夠在遇到障礙物時進行自主避讓，并能夠聰明地選擇最優(yōu)路線到達目標地點。

現(xiàn)今電子工廠的內(nèi)部物流運輸仍主要依靠人力，耗時又低效，極大限制了企業(yè)的自動化進程。加之消費需求逐步呈現(xiàn)出多元化，個性化態(tài)勢，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，并擁有良好的人機交互體驗。同時，配備機器人過程中需要快速實施項目并能以低成本維護要求、低運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。自主移動機器人解決方案正是在當前環(huán)境下為解決現(xiàn)代物流運輸瓶頸而量身定制。

盡管AMR具有上面所說的優(yōu)勢，我們并不能簡單地把AMR看成是AGV的終結者和替代者。AMR單機成本偏高，多機協(xié)作依賴調度系統(tǒng)使得很多購買者望而卻步。在相對簡單的短程點對點運輸場景中，傳統(tǒng)AGV還是更有優(yōu)勢。而在密集存儲場景中，AMR能更好的填補傳統(tǒng)AGV的應用空缺。與其說二者是互相競爭的關系，不如說二者是在不同場景下互補的關系。

移動機器人（AGV/AMR）在3C制造領域的探索與應用

斯坦德——打造柔性化搬運解決方案

在斯坦德為國內(nèi)某大型電子散熱器生產(chǎn)車間所做的改造項目中，車間共有63臺CNC機床進行產(chǎn)品加工，而每3臺CNC機床需配置1名操作工給機臺上下料。首先CNC操作工人屬于技術工，用工成本較高，同時人員流動較大，對工廠產(chǎn)能帶來了很大影響。并且CNC機臺加工過程中會產(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CNC的自動上下料，而且每個CNC為獨立的系統(tǒng)，所以CNC機臺和AMR調度系統(tǒng)對接，中間需要中控系統(tǒng)和每個CNC對接后再和FMS對接，方案綜合難度較高。

針對于此，斯坦德采用9臺Oasis600UL標準AMR平臺，搭載UR10協(xié)作機器人+視覺，軟件方面利用Matrix部署軟件、FMS多機調度系統(tǒng)、斯坦德中控系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)線碼頭到CNC機臺的自動上下料。為客戶節(jié)省車間CNC操作工白夜班共26人左右；同時CNC機臺將不受人員隨機因素干擾，從而避免CNC被迫停機；更可以實時監(jiān)控車間生產(chǎn)狀態(tài)，實時自動匯總生產(chǎn)數(shù)據(jù)。贏得客戶的一直高度認可。

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行晶圓盒的轉運工作，人工操作過程中的效率及穩(wěn)定性無法滿足需求擴張下的產(chǎn)能需求，且人員的流動、崗位調換等因素均為生產(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臺晶圓盒搬運機器人為基礎，搭載YOUI Pilot導航系統(tǒng)、YOUI Fleet機器人調度系統(tǒng)以及YOUI TMS場內(nèi)物流管理系統(tǒng)。晶圓盒搬運機器人滿足Class 1級別車間環(huán)境要求，應用高精度激光SLAM導航靈活完成晶圓自主搬運任務。機器人搭載導航及調度管理系統(tǒng)，自主識別車間場景并進行多機協(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)進行物流自主調度，打通工廠內(nèi)晶圓流轉過程中的物質流與數(shù)據(jù)流，生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時上傳，實現(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，該廠實現(xiàn)了晶圓盒的精準上下料，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險和誤操作風險，生產(chǎn)效率提升33%，實現(xiàn)工廠智能化轉型升級。

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

迦智科技為柔性屏生產(chǎn)企業(yè)提供了涵蓋121臺高精度側叉物料取放機器人、90臺自動充電樁、5臺服務器等在內(nèi)的硬件并配合CLOUDIA智能調度系統(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。

在此項目中，迦智無軌導航AGV均采用分布式地圖存儲方式，輕松實現(xiàn)單張地圖4萬平方米以上廠房面積內(nèi)的人機共融作業(yè)。另外，迦智的智能調度管理系統(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、卷簾門、電梯等不同設備連接起來，實現(xiàn)各作業(yè)場景間自由切換；同時，迦智還根據(jù)用戶的生產(chǎn)場景需要，設計提供了高精度側叉裝載裝置，并優(yōu)化程序算法，實現(xiàn)了與產(chǎn)線上下料裝置及對接臺精準無縫對接，準確高效地完成物料的側向叉取和放置，同步達到±2mm的物料對接放置要求，并滿足了客戶潔凈室的潔凈度等級要求。

靈動科技——打造廠內(nèi)端到端柔性物流解決方案

在視覺AMR的技術創(chuàng)新引領下，靈動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)線對接、出庫等全作業(yè)流程機器人運輸管理，實現(xiàn)全流程物料數(shù)據(jù)化，幫助制造業(yè)企業(yè)廠房優(yōu)化物料及營運資金周轉，實現(xiàn)智能決策。

在前段，靈動科技的產(chǎn)品主要集中應用在電芯前工序和模組環(huán)節(jié)，包括立庫對接、線邊倉存取、物料搬運等多個場景，采用單懸臂AMR、卷料AMR、叉車AGV等產(chǎn)品，能夠實現(xiàn)各種場景和物料的智能化搬運，提升搬運效率的同時也極大提升了安全性。

中段，靈動科技的產(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場景。當原材料上線后，揀料工位呼叫機器人搬運空料車作業(yè)，隨后機器人按照配料單地址在線邊停靠，線邊工人取消后機器人行進到下一工位。

后段，鋰電智造對移動機器人的柔性需求展露無遺，靈動科技的產(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)勢更為突出，多臺AMR既能自由獨立地分開作業(yè)，又能準確有序地組合銜接，從而彌補了物理隔斷，這樣既能起動態(tài)調節(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備實現(xiàn)自動連接，實施無人化作業(yè)，如此也可減少人工接觸電芯的機會，保證電芯品質。

5G時代，萬事俱備。軟硬件技術成熟、通信基礎設施為移動機器人的大規(guī)模調度場景保駕護航，大量案例更是驗證了移動機器人在提升流程安全可靠及效率上確有其效。移動機器人安全、可靠、無接觸的特性在疫情背景下也得到充分驗證，需求導向下一定程度上推動其場景應用。隨著電子智能制造行業(yè)整體對移動機器人認知程度在不斷提高，相信未來，在廣闊的電子領域，移動機器人大有用武之地。

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