人物介紹：熊蓉，國(guó)家科技部重點(diǎn)專項(xiàng)智能機(jī)器人專家組專家，RoboCup國(guó)際理事會(huì)理事，浙江省機(jī)器換人專家組專家，浙江大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任。
據(jù)中國(guó)物流與采購(gòu)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)制造業(yè)生產(chǎn)成本物流占比30%，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家的10-15%。中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)需求較大，不僅在倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)，制造業(yè)物流領(lǐng)域也占了較大比例。根據(jù)AGV聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，整個(gè)生產(chǎn)制造95%的時(shí)間都是用于物料流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，真正用于生產(chǎn)的只有5%。進(jìn)一步切實(shí)降低物流成本，潛力巨大。據(jù)悉，到2018年，整個(gè)物流系統(tǒng)的規(guī)模將達(dá)到千億級(jí)。物流業(yè)作為支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，具有牽一發(fā)而動(dòng)全身的特點(diǎn)。2014年起國(guó)家關(guān)于《物流業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2014-2020年）》、《中國(guó)制造2025》、《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)物流降本增效促進(jìn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的意見(jiàn)》等一大批綱領(lǐng)性產(chǎn)業(yè)政策重磅發(fā)布，有效推動(dòng)新一代物流系統(tǒng)發(fā)展，將物流和機(jī)器人、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等結(jié)合起來(lái)，成為智能制造自動(dòng)化和信息化發(fā)展的重要趨勢(shì)。AGV在生產(chǎn)制造中發(fā)揮重要作用AGV（Automated Guided Vehicle）是自動(dòng)引導(dǎo)車輛的英文縮寫，是一種重要的物流機(jī)器人，起到了物料搬運(yùn)作用，是整個(gè)物流體系中的重要組成部分，對(duì)降低物流成本、轉(zhuǎn)變制造方式、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要作用。從1913年美國(guó)福特汽車公司開(kāi)始使用第一輛有軌道的導(dǎo)引車輛，到50年代的多類型軌道導(dǎo)引運(yùn)輸車，再到80年代至今逐步興起的慣性、磁條、視覺(jué)及激光反射板導(dǎo)引運(yùn)輸車，AGV技術(shù)隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，持續(xù)快速迭代，并在近幾年迎來(lái)突飛猛進(jìn)的發(fā)展。隨著制造業(yè)和物流行業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，不斷提升物流效率，降低物流成本水平，成為企業(yè)用戶的迫切需求。AGV作為物流環(huán)節(jié)的主要設(shè)備，面對(duì)的應(yīng)用需求也更加復(fù)雜多樣。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：一、柔性制造應(yīng)用多樣。在工業(yè)4.0的背景下，生產(chǎn)制造呈現(xiàn)出柔性化特點(diǎn)，即多品種、小批量、短周期，要求生產(chǎn)系統(tǒng)具有非常好的靈活性。機(jī)器人需要適應(yīng)這樣的靈活性，具體包括：可以靈活便捷的部署；滿足動(dòng)態(tài)調(diào)度的需求；適應(yīng)人機(jī)共存環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)安全共存而高效的協(xié)作；能促進(jìn)自動(dòng)化和信息化的兩化融合，即不僅是將機(jī)器人部署到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中去，也能把相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集利用起來(lái)，促進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)精細(xì)監(jiān)控與調(diào)度。二、應(yīng)用行業(yè)大量拓展。傳統(tǒng)AGV多用于汽車、煙草、印鈔等行業(yè)，而現(xiàn)在很多領(lǐng)域、各行各業(yè)都在引入自動(dòng)物流系統(tǒng)，都在進(jìn)行自動(dòng)化的升級(jí)改造。三、應(yīng)用環(huán)節(jié)不斷拓展。對(duì)于單一企業(yè)而言，其各個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)也在不斷拓展，從倉(cāng)庫(kù)、產(chǎn)線拓展到裝卸貨、分揀、以及公路的運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。港口、碼頭、以及園區(qū)“最后一公里的派送”，也需要利用AGV解決其自動(dòng)化、無(wú)人化的問(wèn)題。四、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多樣。不斷拓展的制造應(yīng)用行業(yè)與環(huán)節(jié)需求，決定了對(duì)于AGV技術(shù)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用環(huán)境是非常多樣化的。一方面，工廠等室內(nèi)應(yīng)用環(huán)境存在范圍很大、動(dòng)態(tài)性很高的特點(diǎn)，對(duì)機(jī)器人長(zhǎng)期可靠準(zhǔn)確定位導(dǎo)航提出了很大的挑戰(zhàn)。另一方面，廠區(qū)、園區(qū)、港口等室外應(yīng)用環(huán)境存在非受控、小樣本、GPS信號(hào)不穩(wěn)定等特點(diǎn)。與常規(guī)無(wú)人駕駛研究面向結(jié)構(gòu)性公路環(huán)境，有分道線、斑馬線、紅綠燈等很多統(tǒng)一通用標(biāo)識(shí)不同，園區(qū)級(jí)環(huán)境通常缺少通用標(biāo)識(shí)，且各具特色，導(dǎo)致算法通用性差，而受光照、季節(jié)、氣候、動(dòng)態(tài)移動(dòng)物體等影響導(dǎo)致的環(huán)境非受控，以及因建筑、綠化導(dǎo)致的GPS信號(hào)不穩(wěn)定，進(jìn)一步增加了問(wèn)題的難度。移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)呈現(xiàn)四方面的發(fā)展趨勢(shì)上述應(yīng)用需求對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)一步發(fā)展提出了新的要求，目前主要呈現(xiàn)如下四個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)：一、 移動(dòng)結(jié)構(gòu)多樣化。不同行業(yè)領(lǐng)域多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景需要各種各樣、各種類型的移動(dòng)機(jī)器人。按負(fù)載可以分為輕量級(jí)、中等載重，重型載重AGV；從環(huán)境可以分為室內(nèi)和室外；從移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)可分為差速驅(qū)動(dòng)、阿克曼底盤、多舵輪全向、多麥克納姆輪全向等。很多企業(yè)在持續(xù)嘗試移動(dòng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。二、 導(dǎo)航方式新型化。在室內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的磁條、磁感應(yīng)線、磁釘?shù)瓤梢源_保穩(wěn)定可靠，有些還能做到很精確，但是它們需要施工和長(zhǎng)期維護(hù)，路徑不能輕易調(diào)整，不能適應(yīng)柔性生產(chǎn)需求，部分在降低成本的同時(shí)忽略了安全性，人機(jī)交互過(guò)程中會(huì)對(duì)人有一定危險(xiǎn)性。浙大研制——國(guó)內(nèi)首臺(tái)無(wú)軌導(dǎo)航AGV批量應(yīng)用可滿足柔性、高效、安全與人機(jī)交互需求、路徑可調(diào)的導(dǎo)航方式有兩種，一種是激光反射板的，另一種就是自然無(wú)軌導(dǎo)航。但前者還是涉及部署，后者具有更好的便捷部署和靈活調(diào)度能力，但需要確保長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性和魯棒性。浙大研制——2016菜鳥(niǎo)海寧倉(cāng)庫(kù)自然導(dǎo)航應(yīng)用迦智科技—— 智能工廠無(wú)軌導(dǎo)航AGV批量應(yīng)用
迦智科技—— 奇瑞無(wú)人駕駛車雨中從室外到室內(nèi)自動(dòng)入庫(kù)
三、 應(yīng)用形式新穎化。近年來(lái)，很多企業(yè)設(shè)計(jì)了很多新的應(yīng)用形態(tài)來(lái)推動(dòng)物流自動(dòng)化發(fā)展。例如基于二維碼定位導(dǎo)航技術(shù)有效推動(dòng)了電商物流發(fā)展，通過(guò)新穎的應(yīng)用方式提供新零售時(shí)代的貨到人，幫助物流和電商企業(yè)解決一些用工難和降本增效的問(wèn)題。再比如立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的多向穿梭車可幫助提供更多的庫(kù)位數(shù)量并提升立庫(kù)運(yùn)行效率。未來(lái)，在智能制造和智慧物流需求驅(qū)動(dòng)下，AGV還將有更多新穎的應(yīng)用形式出現(xiàn)。例如庫(kù)卡提出了矩陣式的生產(chǎn)模式，由AGV將物料和工件運(yùn)送到由多個(gè)機(jī)器人組成的作業(yè)單元處，這種生產(chǎn)模式可以改變?cè)瓉?lái)串型的流水線模式，具備更好的柔性制造能力。而ABB提出，讓AGV背負(fù)機(jī)器人設(shè)備來(lái)完成產(chǎn)線與工作站部署，從而建立高效柔性的生產(chǎn)線。這些需求不僅對(duì)AGV技術(shù)，而且對(duì)視覺(jué)的技術(shù)都提出了更高的要求。
迦智科技—— 未來(lái)矩陣式生產(chǎn)工廠演示模型
四、 調(diào)度系統(tǒng)規(guī)模化。在多樣物料、多種設(shè)備、多產(chǎn)線、多倉(cāng)庫(kù)大規(guī)模生產(chǎn)制造中，多臺(tái)甚至數(shù)百臺(tái)AGV規(guī)模化集群作業(yè)成為發(fā)展的必然，AGV調(diào)度系統(tǒng)也將變得越來(lái)越大。調(diào)度系統(tǒng)中會(huì)涉及不同車型、不同環(huán)節(jié)、不同作業(yè)要求、不同作業(yè)類型，并且涉及大范圍大場(chǎng)景，如何對(duì)這樣的系統(tǒng)進(jìn)行高效的管理和高效的調(diào)度，來(lái)提高生產(chǎn)的效益，給企業(yè)提供更高的附加價(jià)值也是非常重要。合力共贏 推動(dòng)AGV產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)制造系統(tǒng)的柔性化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化對(duì)工業(yè)物流系統(tǒng)和物流移動(dòng)機(jī)器人提出了新的挑戰(zhàn)，AGV產(chǎn)品和作業(yè)方式正重新定義，產(chǎn)業(yè)格局和產(chǎn)業(yè)生態(tài)正在重構(gòu)。同時(shí)也要看到，當(dāng)前AGV的定制化問(wèn)題仍然突出，這種現(xiàn)象也一定程度影響AGV行業(yè)的快速發(fā)展。如何快速推動(dòng)一批代表性行業(yè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)AGV的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，最大化幫助用戶和社會(huì)降低定制成本，同時(shí)加速AGV的快速推廣實(shí)施，需要廣大AGV企業(yè)、集成商和用戶共同探討，并共同構(gòu)建良性健康的AGV產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，抓住新機(jī)遇，創(chuàng)造新優(yōu)勢(shì)，合力共贏推動(dòng)AGV產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。
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