藍皮書涵蓋AMR沿革、技術發(fā)展、場景應用、市場格局、選型、項目交付、投資回報、案例、未來展望等，堪稱全面了解AMR發(fā)展的“金鑰匙”。
9月15日，上海工博會第一天，由中國移動機器人（AGV）產業(yè)聯(lián)盟主辦、新戰(zhàn)略移動機器人產業(yè)研究所承辦、靈動科技（北京）有限公司協(xié)辦的《2020工業(yè)物流自主移動機器人（AMR）產業(yè)發(fā)展藍皮書》 發(fā)布會在國家會展中心（上海）舉行，會上正式發(fā)布了業(yè)內首份自主移動機器人AMR產業(yè)發(fā)展藍皮書。
中國移動機器人（AGV）產業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行秘書長、新戰(zhàn)略移動機器人產業(yè)研究所所長李進科先生表示，“近幾年，移動機器人發(fā)展速度一路加快，在傳統(tǒng)AGV的基礎上，伴隨著技術的發(fā)展，新的概念被提出——AMR（自主移動機器人），產品特性的不同也導致二者面向的應用領域有所區(qū)別，與傳統(tǒng)AGV的自動導引相比，AMR更強調機器人的自主性和靈活性。AMR的發(fā)展體現了行業(yè)技術變革的新趨勢，我們應該正視、研究、借鑒、接納并擁抱AMR，這才是理性、積極的姿態(tài)。”
隨著技術的發(fā)展，AMR移動機器人應用規(guī)模也在逐漸擴大，也出現了一批代表性的企業(yè)。以靈動科技為代表的視覺自主移動機器人（Visual Autonomous Mobile Robot，V-AMR）迅猛崛起。在此次發(fā)布會上，靈動科技（北京）科技有限公司CEO 齊歐發(fā)表了題為《第四代移動機器人的發(fā)展》的演講，作為第四代移動機器人（視覺AMR）的引領者，靈動科技參與了藍皮書部分內容的撰寫并分享了3C、汽配、半導體、鞋服等行業(yè)的經典案例。
圖：靈動科技（北京）科技有限公司CEO 齊歐
隨后，新戰(zhàn)略機器人全媒體主編彭晴對此次AMR藍皮書的主要內容進行了講解。藍皮書涵蓋AMR沿革、技術發(fā)展、場景應用、市場格局、選型、項目交付、投資回報、案例、未來展望等，堪稱全面了解AMR發(fā)展的“金鑰匙”。
經授權，物流指聞摘錄藍皮書部分內容，以饗讀者。
沿革與定義
自1953年第一臺 AGV 問世以來，AGV就被定義為在工業(yè)物流領域解決無人搬運運輸問題的車輛；但早期 AGV 的定義僅僅是我們字面上理解的“沿著地上鋪設的導引線移動的運輸車”。因為20世紀移動機器人技術不發(fā)達，AGV 行業(yè)經歷了 40 多年發(fā)展，市面上的 AGV 都還是在導引技術里面迭代升級，發(fā)展了電磁感應引導、磁導條引導、二維碼引導等技術。
總的來說，AGV 需要沿著預設軌道、依照預設指令執(zhí)行任務，不能夠靈活應對現場變化。導引線上出現障礙物時只能停等，多機作業(yè)時容易在導引線上阻塞，影響效率。在大量的要求搬運柔性化的場景中，這類 AGV 并不能滿足應用端的需求。隨著傳感器和人工智能技術的發(fā)展，人們開始為輪式移動設備引入越來越多的傳 感器和智能算法，不斷增強其環(huán)境感知和靈活運動的能力，逐漸發(fā)展出新一代自主移動機器人AMR(Autonomous Mobile Robot)。
AMR通過多模態(tài)傳感器(激光雷達、攝像頭、超聲雷達等)對現場環(huán)境進行感知，利用智能算法對感知數據進行解析，從而能夠形成對現場環(huán)境的理解，在此基礎上自主選擇最有效的方式和路徑執(zhí)行任務。AMR一般具備豐富的環(huán)境感知能力、基于現場的動態(tài)路徑規(guī)劃能力、靈活避障能力、全局定位能力等。
基于智能感知、自主移動的能力，AMR可以更加靈活地在倉庫或工廠等環(huán)境的各個位置之間靈活規(guī)劃路線。在高度動態(tài)的操作環(huán)境中，AMR能夠更好地與人類合作執(zhí)行任務，使工作流程更加高效。
雖然AMR比AGV包含更先進的技術，但它通常是一個更便宜的解決方案。AMR不需要電線、磁條或對構建基礎設施進行其他昂貴的修改，因此安裝和運行 AMR 更快、更便宜，而且不會對生產造成昂貴的干擾。由于AMR可以快速、輕松地部署，它們幾乎可以立即增加新的效率。由于低初始成本和流程的快速優(yōu)化，它們通常在不到2個月的時間內就能提供非常快的投資回報。隨著業(yè)務的增長，AMR的實現可以同時擴展，而附加的成本最低。
適用場景
目前，在工業(yè)物流領域，AMR 的主要應用場景可以分為兩大類，物流行業(yè)和制造業(yè)，應用場景的不同，對物流設備的要求也會有一些差別。
近幾年，我國物流業(yè)一直處于持續(xù)景氣、向上發(fā)展的態(tài)勢，因此智能物流產業(yè)存在很大的市場及發(fā)展空間。同時隨著電子商務的快速和持續(xù)增長，每天都會發(fā)生大量的客戶交付，給第三方物流和零售商帶來了巨大的人力負擔，這也迫使零售商對其供應鏈和履行策略進行重大改變。
在“新零售”時代里，面對消費近乎極致的體驗訴求，如何讓電商跑得更快、縮短倉庫揀選時長、降低等待時間，也成了眾多商家關注的重點。人工智能的運用——機器人柔性物流成為迫切需求。機器人柔性物流，是要引入智能機器人來平衡人力資本的增長問題，再通過機器人的快速部署，實現可彈性擴充的高效物流。
電商行業(yè)特有的倉庫作業(yè)特點，采用AMR物流系統(tǒng)可實現多批次小批量的門店補貨，響應未來門店的當日配送需求，同時減少庫存量，保證門店業(yè)務的發(fā)展，順應“新零售”趨勢。AMR 機器人智能倉庫的部署，可大大提高電商零售行業(yè)的倉儲作業(yè)效率，減少人工成本的投入，并能在較短時間內實現投資回報。
在制造業(yè)中，即使高度自動化工廠，仍然依賴技術嫻熟的工人手動推車、叉車運輸托盤或剛性、缺乏柔性的系統(tǒng)進行物料運輸。現今AMR因具備性能先進、靈活性高、成本效益高等優(yōu)勢逐漸替代傳統(tǒng)物料運送方式，已是制造業(yè)內部物流自動化大趨勢。
以3C制造業(yè)為例，隨著3C產品定制化和個性化需求的不斷增長，小批量、多樣化的產品將越來越多，這使得3C企業(yè)在生產過程中需要經常切換品種，因此對機器人及自動化等設備和產線的柔性化要求也越來越高。
智能制造與智能物流項目需要大量的資金投入，有些企業(yè)雖有做智能物流的打算，但無法保證持續(xù)投入資金，項目因而無法順利實施，無需環(huán)境改造的 AMR 顯然更符合3C應用端的需求；其次是安全、穩(wěn)定的產品性能，搬運機器人應用對3C電子產品線的生產需保持車行器的穩(wěn)定性與可靠性；再次是柔性化需求，相比于傳統(tǒng)AGV，無軌導航的AMR高度柔性化的特點正好契合了3C行業(yè)物流搬運的特殊需求，更能適應3C電子行業(yè)柔性生產節(jié)拍，具有獨特優(yōu)勢。
除了3C制造之外，傳統(tǒng) AGV 最大應用市場的汽車行業(yè)也面臨著制造升級和技術更新的問題，原有的磁導航AGV 機器人很有可能逐步被新起的無軌導航 AMR 所替換， 這也正是 AMR 企業(yè)可以開拓的市場。
市場概況
應用空間廣闊，企業(yè)也都趁勢而上。近幾年，開發(fā) AMR 的企業(yè)越來越多，這其中有以 AMR 切入市場的新企業(yè)，也有從傳統(tǒng) AGV 和倉儲機器人領域切入“新賽道” 的。資本對 AMR 這一賽道也十分看好。新戰(zhàn)略機器人產業(yè)研究所數據顯示，截至2020年8月，國內自主移動機器人(AMR)領域共發(fā)生投融資事件16起，其中約80%的企業(yè)獲得融資超過1億元。
目前全球的AMR市場，激光導航 AMR 和視覺 AMR 領域都出現了一批領先企業(yè)， 激光AMR由于發(fā)展較早，目前市場競爭更為激烈，國外代表企業(yè)有 Fetch Robotics、 6 River Systems、MiR 等；國內則以極智嘉等企業(yè)為代表。視覺AMR由于技術難度相對較高，目前在全球范圍內擁有成熟視覺導航技術的企業(yè)并不多，國外企業(yè) Canvas T echnology 為代表，國內靈動科技的視覺導航技術也已經十分成熟。
具體到中國市場，從行業(yè)特性來看，AMR 供應商多是“小而專”的生存模式，很難在不同行業(yè)屬性的客戶間實現遷移，其實，從更長的發(fā)展周期上來講，物流機器人從自動化到兼具自動化和柔性生產特征的智能化，AMR 供應商們面對的不是一場競賽，而是兩場競賽。第一場競賽的階段目標是在同一細分市場的同類企業(yè)中脫穎而出做到頭部，成為“池塘里最大的魚”。具體到工業(yè)物流賽道，即成為單一環(huán)節(jié)最專業(yè)的移動機器人供 應商。就目前來說，從第一階段到第二階段的過渡段，企業(yè)則注重專業(yè)領域的垂直深耕，一般已經具備為頭部企業(yè)提供縱向跨場景的自動化物流解決方案的能力。
第二場競賽的階段目標則是成長為滿足全場景物聯(lián)需求的物流平臺化企業(yè)，這需要數據平臺、仿真平臺和成熟供應鏈等綜合能力的支撐，能夠以更快速度、更低成本滿足客戶的非標需求，在跨行業(yè)的橫向維度上成為工業(yè)物流智能化的方案供應商。要從以往單個產線、車間的工業(yè)物流向連通多個車間的工廠“大物流”轉變，需要將原本以工藝、產線或車間為單位，互相割裂的工業(yè)物流體系，升級為以整廠為單位、信息流和物流全面打通的智能化系統(tǒng)。
目前在國內進入第二階段的AMR企業(yè)以靈動科技、極智嘉為代表，是極具領導者競爭力的兩家企業(yè)。就技術復雜度來說，靈動科技的技術創(chuàng)新力度引人關注。
靈動科技的機器人產品目前集中于物流和制造業(yè)這兩大場景。作為全球唯一采用計算機視覺多傳感器融合方案的 AMR，靈動科技 ForwardX 機器人使用攝像頭和 GPU 代替人眼，通過深度學習神經網絡進行環(huán)境感知，實現了 VSLAM 三維地圖構建、360°避障、自主規(guī)劃路線，可以快速適應復雜環(huán)境布局的變化，節(jié)省重新部署的時間與成本，成為倉庫內部的無人駕駛物流車輛。
縱觀AMR技術的實現路徑，除了基礎的生產作業(yè)執(zhí)行系統(tǒng)與倉儲管理系統(tǒng)外，為防止機器人行駛沖突并盡可能提高調度效率，集群調度系統(tǒng)無疑成為了關鍵一環(huán)。然而，目前在全球范圍內，僅有幾家AMR企業(yè)具備集群調度的解決方案能力，包括靈動科技 ForwardX、6 River 和 Locus。這意味著，在國內市場，具備大規(guī)模集群調度系統(tǒng)的 AMR 公司只有靈動科技 ForwardX。
目前，靈動科技 ForwardX 已研發(fā)出基于深度學習的“Forcos 機器人感知決策平 臺”與基于機器學習的“f(x)多智能體調度系統(tǒng)”。經過近1年的研發(fā)投入，靈動科技 ForwardX 可實現單倉200臺AMR的調度能力。能提升2~3倍生產效率的集群調度系 統(tǒng)是有非常高技術門檻的，這種無法抄襲的研發(fā)壁壘正是靈動科技ForwardX最大的核心競爭力。據悉，靈動科技 ForwardX 現已申請專利175項，其中包括88項國際專利，并已經取得9項美國發(fā)明專利授權，這些都已成為公司出海的技術基石。
此外，在移動機器人行業(yè)，涉及 AMR 產品的公司諸多，極智嘉、海康機器人、快倉、艾吉威、優(yōu)艾智合、高通機器人、鴻海&凌華等都開始深耕AMR產品。
應用案例
以靈動科技—蘋果公司某OEM上市公司產線數字化柔性解決方案為例：通過靈動科技 V-SLAM 技術，實現對現場環(huán)境的快速建圖， 并可零成本進行作業(yè)位置實時修改， 快速匹配客戶快速變化的工藝需求；所有的物料搬運及尾料回收均通過 V-AMR 實現了全程無人化作業(yè)；此外，還實現了V-AMR 與作業(yè)人員、手動地牛、物料車等設備在同一場地內的安全交互，提供 360°避障及 5CM 以上的低矮障礙物識別。
借助 V-AMR 本體的懸掛式底盤設計，也提供了對于 3CM 以內的地面落差環(huán)境的通行能力；通過梯控系統(tǒng)完成電梯操作的全無人化作業(yè)，同時，在行業(yè)內率先實現一梯同時運載4部 AMR， 并實現了多梯多層多車的強大調度能力；直觀簡約的可定制界面，幫助操作員快速適應設備的操作方法，實現了新員工培訓1小時即可上崗的產品易用性。
從效果上看，通過采用靈動AMR解決方案，該公司原材料送料運輸能力由1700車次/日上漲至2218車次/日， 運輸能力提升了30.4%，每年可節(jié)省51%人工成本，2年內即可收回全部項目投入。
再比如靈動科技-全球TOP10服裝品牌華北物流戰(zhàn)略寄遞解決方案，通過集群調度系統(tǒng)，以及對倉庫運轉進行數據化、可視化，庫存分布、倉庫布局優(yōu)化，從而實現揀選效率提升，從140UPH提高到320UPH；人力成本降低50%；揀選準確率提升至99.95%；2年收回投資成本，資產利用率提升70%。
除此之外，還有很多代表性案例，比如靈動科技-TCL5G 智慧工廠“一鍵運料”解決方案、靈動科技順豐DHL汽配售后倉庫Pic2Go解決方案等等。
