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聚焦工業4.0時代智（zhì）能物流機器人來勢洶洶

中國物流（liú）業正努力從勞動密集型向技術密集型轉變，由傳統模式向現代化、智能（néng）化升級，伴隨而來的是各種先進技術和裝備的應用和普及。當下，具備搬運、碼（mǎ）垛、分揀等功能的智能（néng）機器人，已成為物流行業當中的一大熱（rè）點。許多人相信（xìn），在多重因素驅動之下，來勢洶洶的智能機器人擁有著廣（guǎng）闊的應用空間，甚至會對物流運作模式和整個物流體係變革產生深遠影響。　　　　機器（qì）人湧進（jìn）倉庫　　　　“在近五（wǔ）年乃（nǎi）至十年來，中國的機器人如雨後春筍般蓬勃發展，背（bèi）後主（zhǔ）要有兩點主要原因：一是近（jìn）五年來中國的人口紅利已經消失，二是高質量、高附加值的需求。”德馬泰（tài）克中國方案規（guī）劃總監（jiān）鄧建一表示，隨（suí）著電子商務高速（sù）發展（zhǎn）帶來物流業務量大幅攀升，以及土地、人（rén）力成本的快速上漲，智能化的物流裝備在節省倉庫麵積、提高物流效率等（děng）方（fāng）麵的優勢日漸突出，因此越來越受到企業（yè）青睞，其（qí）中（zhōng）機器人就是一個典型（xíng）代表。　　總（zǒng）體來（lái）看，目前在倉庫中廣泛應用的（de）機器人，主要以承擔著搬運、碼垛、分（fèn）揀等功能的機器人為主。　　　　AGV機器人　　　　AGV在國外的應用時間較早（zǎo），目前已經在製造業、港口、碼頭等（děng）領域得到（dào）普（pǔ）遍應用，在國內逐漸（jiàn）也有部（bù）分企業重視並應用AGV來完成（chéng）一些簡單的搬運任（rèn）務。作為一種柔（róu）性化和智能化物流搬運機器人，目（mù）前以亞馬遜的Kiva機器人最具代表（biǎo）性（xìng），國內企業方麵（miàn）也紛在紛推出各自的產品。AGV機器（qì）人在我國汽車汽（qì）車製造業（主要是零部件（jiàn）製造）應用較高，其次在電力、煙（yān）草、乳品和飲料等行業也都（dōu）有應（yīng）用。可以說，AGV機器人是物流裝備中自動化水平最高的產品，是物流自動化係統中（zhōng）最具有（yǒu）柔性化的一個環節，幾乎囊括了所有物流裝備（bèi）的技術。　　　　碼垛機器人　　　　碼垛機器人主要有直角坐標式機器人、關節式機器人和極坐標（biāo）式機器人，碼垛機器人能適應於紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝（zhuāng）等各種形狀的包裝成品碼垛作業（yè）。從效率上說，碼（mǎ）垛機器人（rén）不僅能承擔高負重，而且速度和質量遠（yuǎn）遠高於（yú）人工。從精度上看，每一台碼（mǎ）垛機（jī）器人都有獨立的控製係統，極大地保證了作業精度，完全可（kě）以滿足物流碼垛作業的定位要求（qiú）；從穩定性上講，目前最先進的碼（mǎ）垛機器人已經達到（dào）5軸和6軸，通過相應的科學、合理的剛性機械本（běn）體設計，使得機器人本體不僅適應高（gāo）負重（chóng）、高頻率的碼垛作業，還能（néng）適（shì）應分揀（jiǎn）繁瑣、靈活性高的作業要求。　　分揀機器（qì）人　　　　揀選作業是由機器人來進行品種揀選，如果品種多，形狀各異，機器人需要帶有圖象識別係統和多功能機械手，機器人（rén）每到一種（zhǒng）物品托盤（pán）就可根據圖象識別係統“看（kàn）到”的物品形狀（zhuàng），采用與之相應的（de）機械手抓取，然後放到搭配托盤上（shàng）。目前抓取分（fèn）揀機器（qì）人在（zài）倉儲物流應用不是很多，但有著（zhe）廣闊的應用空間。　　　　機器（qì）人影響物流過程　　　　目前談論最多的“智能機器人”是由工業（yè）機器人發（fā）展而來，而我國早在（zài）30年就（jiù）研發出第一代工業機（jī）器人。隻是經過發展變革，如今的智能機器人已經很有大不（bú）同。　　　　實際上，應用於物流（liú）中的機器人發展到今天，大致可分（fèn）為三代：第一代物流機器（qì）人主要（yào）是（shì）以傳送帶及相關機械（xiè）為（wéi）主的（de）設備，為機器人原型，實現從人工化向自動化（huà）的（de）轉變。第（dì）二代機（jī）器人主要以自動導引車（AGV）為代表的設備（bèi），通（tōng）過自（zì）主移動的小車實現搬運等功能，以亞馬遜Kiva機器人為代表，該類型機器（qì）人依托AGV小車技（jì）術，實質上仍然需要人工完成揀選（xuǎn）貨物操作，效率仍有待（dài）提升。第三代機器人在第二代基礎上，增加了替換（huàn）人工的機械手、機械臂（bì）、視覺係統、智能（néng）係統，提供更友好的人機交互界麵，並且與現有物流管理係統對接更完善，具有更高的執行效率和（hé）準確性。例如Fetch&Freight等機器人產品，實（shí）現了從自動化到智能化的轉變，由移動（dòng）車體、機械（xiè）臂和機械手組成，具備高度的自主（zhǔ）性，能夠完成（chéng）多種功能如物體識別、抓取、分揀（jiǎn）及運輸（shū）等。　　“智能機器人”之所以被冠以“智能”，並非隻（zhī）具有一般編程能力和操作功能的機器人，而是因為具有相當發達的“大腦”，利用中央處理器和傳感器，進行（háng）導航（háng）與定（dìng）位、路徑規劃、智能控製。大多（duō）數專家認為，智能機器人至少要具備三個要素：一是感覺要素（sù），用來認識周圍環境狀態（tài）；二是運動要（yào）素，對外界做出反應性動作；三（sān）是思考要素，根據感覺要素（sù）所得到（dào）的信息，思考（kǎo）出采用什麽樣的動作。　　　　智能機器人的出現（xiàn），必將改變傳統的物流運作模式，其（qí）中包括：減（jiǎn）少從訂單到交貨（huò）的時間。機器人將會讓訂單從生產（chǎn）設施到分（fèn）揀機器（qì）人（rén）到貨盤到包裝、尺寸定價到裝卸碼頭到集裝箱的運輸過程更加便（biàn）利；減少錯誤和對逆向物流的需要，機器人記錄海（hǎi）量數據和以精準的精度（dù）審查數據尋找錯誤的能力，無疑會減少物流過程中訂單信息錯誤的發生，而（ér）所產生逆向物流的需求將會減少；減少勞動力負擔，機器人（rén）的使用（yòng）將會減輕員工所承擔的體力勞動，例如長時間行走、裝卸和搬（bān）運超重（chóng）產品等等（děng）。此外，機器人不需要食物和水，可以全天候工（gōng）作，並且通過互聯網能與其他設備連接，這些（xiē）對於傳統的物流模式都（dōu）將產生重要影響。　　　　各方企業爭相創新　　　　盡管我國智能機（jī）器人市場仍處於發展初期，但（dàn）市場參與者（zhě）顯然都已看到了潛在的機遇（yù），2016年各方企業都在加緊進（jìn）行產品研發和推廣，其中既包括德馬泰（tài）克、Swisslog等國（guó）際企業，也（yě）包括新鬆、機科（kē）發展等國內領（lǐng）先企業，還有近年來發展迅速的快倉、遠能等新興企業。　　　　作為國內機器人產業的領導企業，新鬆機器人自（zì）動化股份有限公司，在7月舉行（háng）的2016中國國際機器人展上，攜全線新品盛裝亮相，其（qí）中包括打破國外壟斷（duàn）國內首創的重載複合機器人。　　　　隨著複合機器人市場規模日趨擴大，中、重載複合機器人也成為了市場新的需求方向。目前，新鬆公司移動機器人（rén）負載能力能夠達到80噸，工（gōng）業機器人負載能力能（néng）夠達到500公斤（jīn）。新鬆基於在重載領域研發（fā）優勢，在（zài）國內率先推出了采用麥特納姆輪的重（chóng）載複合（hé）型機（jī）器人，其車體負責能力能夠（gòu）達到（dào）2噸，機械手負載（zǎi）能（néng）力能夠達到50公斤。該（gāi）重載（zǎi）複合機器人已經在控製係統、運動單（dān）元、搬運單元全部實現國產化，可（kě）以實現全方位靈活運行。重（chóng）載複合機（jī）器人研（yán）製成功國（guó）內首創，在（zài）國際上也（yě）是率（lǜ）先推出的，標誌著國產機器人（rén）水（shuǐ）平再上一個新的台階。　　　　2016年一些企業也在跨界進入這個領域。例如，5月25日，美的（de）集團發布（bù）公告，公司計劃通過境（jìng）外全資子公司（sī）MECCA以（yǐ）現金方式全麵要約收（shōu）購庫卡集團的股（gǔ）份，希望借此共同開拓機器人藍海。更（gèng）值（zhí）得關注的是，9月1日菜鳥網絡也正式發布了一款名（míng）叫“小G”的末端配送機器人，身高1米左右，能承載約10～20個包裹，在接受指令後，可自動（dòng）規劃最（zuì）優配送（sòng）路徑，將（jiāng）物品送到指定位置。據菜鳥網絡相關負（fù）責人介紹，小G的能力是基於自主感知、智（zhì）能識別、運動規劃（huá）等（děng）多項關鍵技術，采用電動（dòng）驅動（dòng）方式，單次投遞（dì）費用與（yǔ）人工相比幾乎可以忽略不計，同時保證對環境的零汙染；與無人（rén）機（jī）相比，小G載重量大，續航裏程高，同時也更為安全可靠。　　　　實際上，菜鳥網絡此次推（tuī）出機器人並非是心血來（lái）潮。據了解，菜鳥網絡在2015年底就組建了“E.T.物流實驗室”，成員包括一批來自全（quán）球頂尖高校、科研機構的博士，目標是研發物流前沿科技產品，追求符合未來科技發展的物流生產（chǎn）方式，目前已在末端配送機器人、倉內複雜揀貨機器人矩陣（zhèn）、無人送貨機等多個產品方麵取得突破。　　　　我們可（kě）以預見，智能機器人的日益普（pǔ）及和（hé）高速發（fā）展，必將引爆一場倉儲物流（liú）智（zhì）能化的變革，甚至是整個物流（liú）行業、製造業、生產（chǎn）和生活方方麵麵的智能化大革命。但對於目前國內企（qǐ）業而言，應避免在低端產品層麵的（de）競爭，需要在智（zhì）能機器人產品的研發方麵投入更多力量。　　　　未來向中高端發展　　　　今（jīn）年年初，工業和信息化部（bù）曾（céng）對全國機器人產業情況進行摸底（dǐ）調查，初步（bù）統（tǒng）計（jì）我國涉及機器人（rén）生產（chǎn）及集成應用的企業800餘家，其中200多家是機器人（rén）本體製造企業，但大部（bù）分企業以組裝和代（dài）加工為主，產品主要（yào）集中（zhōng）在三軸、四軸的（de）中低端機器（qì）人。因此，在工業機器人方麵，六軸（zhóu）及（jí）以上工（gōng）業機器人產品的規（guī）模（mó）化、產業化能力（lì）的提高將是未來的重中之重。　　　　在工業機器（qì）人方麵（miàn），我（wǒ）國已基本掌握設計、製造、應用（yòng）過程中的多項關鍵技術，開（kāi）發出弧（hú）焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、噴（pēn）漆等工業機（jī）器人（rén）。但總體（tǐ）來看，我國機器人產品（pǐn）同國外先（xiān）進水（shuǐ）平還存在一定（dìng）差距，其中工業機器（qì）人在速（sù）度、載荷、精度、自重比等（děng）方麵相對落後，服務機器（qì）人在自主決（jué）策、腦（nǎo）機接口和智能感知等關鍵技術及前沿技術研究上（shàng）仍較落後，概念性產品較多、產業（yè）化產品很少（shǎo）。　　　　隨著製造業智能化的全麵推進，傳統機器人所（suǒ）能完成的（de）工作範圍（wéi），無法適應新（xīn）的製造方（fāng）式和商業（yè）模式，新一代機器人將在數字化車間、智能工廠（chǎng）中扮演更為重要（yào）的角色，未來應用空間將更加廣闊。在新（xīn）一代機器人領（lǐng）域，重點開展人工智能、機器人（rén）深度學習（xí）等基礎前（qián）沿技（jì）術研究，突破（pò）機器人（rén）通用控製軟件平（píng）台（tái）、人機共（gòng）存、安全控製（zhì）、高集成一（yī）體化關節、靈巧手等核心技（jì）術，實現（xiàn）智能機器人創新應用。　　　　關鍵（jiàn）零部件是機器人產業發展的基礎，是決定機器人質（zhì）量（liàng）、性能的關（guān）鍵所在（zài）。長期以來，我國機器人關鍵零部件的研發和製造（zào）能力（lì）還比較薄弱、技術（shù）水平較低（dī）、性能（néng）質量不高，並成為（wéi）一直以來製約我（wǒ）國機器人產業發展的短板問（wèn）題。雖然一（yī）些企業已（yǐ）經實現了部分關鍵部件的國產化，但在批量生產時的性能穩定（dìng）性、質量可靠性方麵還有（yǒu）待提升（shēng），這一問題如得不到解（jiě）決，將阻礙國產機器人整體質量、性能的提高，影響產（chǎn）品市場競爭力，使產業難以可持續健康發展。　　　　針對國內機器人產業（yè）的發展（zhǎn）現狀，今年3月工（gōng）業（yè）和信息化部、國家發改委、財政部等三部委聯合印發了《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》，指出機器人產業（yè）發展要推進重大標誌（zhì）性產品率（lǜ）先突破。其中，“在工業機器人領域，聚焦智能生產、智能物流，攻克工業機器人關鍵技術，提升可操作性（xìng）和可維護性,重點發展弧焊機器人、真空（潔淨）機器人、全自主編程智能工業機器人、人機協作（zuò）機器人、雙臂機器（qì）人、重載AGV等6種標誌性工業機器（qì）人產品，引導我國工業機器人向中高端發展。”我們可以預見，智能機器人在物（wù）流行業的應用，未來5年將進入持續穩定發展的新時期。

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