智慧搬運(yùn)

【智慧搬運(yùn)】|移動(dòng)機(jī)器人 (AGV/AMR) 

行業(yè)：繁榮發(fā)展，融合創(chuàng)新

“繁榮發(fā)展”是2021年國(guó)內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）產(chǎn)業(yè)留給人們的深刻印象。特別是在受到疫情影響和外部環(huán)境持續(xù)振蕩的情況下，移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了原材料價(jià)格上漲、芯片短缺、工程交付困難等一系列考驗(yàn)，仍呈現(xiàn)出砌紅堆綠、百花齊放的繁榮景象，著實(shí)令人感到十分欣喜。目前，在智能制造領(lǐng)域，移動(dòng)機(jī)器人已成為許多工廠(chǎng)的標(biāo)配，成為不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)。一方面，移動(dòng)機(jī)器人很好地滿(mǎn)足了傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型過(guò)程中的生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、服務(wù)等環(huán)節(jié)的智能化需求；另一方面，與人工智能（AI）及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展相疊加，創(chuàng)造出許多高質(zhì)量、具有商業(yè)價(jià)值的新場(chǎng)景。這些又進(jìn)而推動(dòng)了移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。

汽車(chē)生產(chǎn)物流中的拖車(chē)型移動(dòng)機(jī)器人

一、2021年移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）市場(chǎng)回顧

1.市場(chǎng)需求爆發(fā)，銷(xiāo)售額突破百億元

根據(jù)新戰(zhàn)略移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)市場(chǎng)共銷(xiāo)售工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR)72000臺(tái)，較2020年增長(zhǎng)75.61%；市場(chǎng)銷(xiāo)售額成功突破百億元大關(guān)，達(dá)到126億元，同比增長(zhǎng)64%。預(yù)計(jì)未來(lái)十到二十年，國(guó)內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)高速增長(zhǎng)，有望挺進(jìn)千億元市場(chǎng)規(guī)模。

2021年雖然繼續(xù)受到疫情的影響，但國(guó)內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)仍然保持較高的發(fā)展速度。在移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，汽車(chē)裝配、3C電子、第三方物流、半導(dǎo)體、航空航天及港口碼頭、快消食品等傳統(tǒng)行業(yè)需求繼續(xù)擴(kuò)大；得益于碳排放政策影響，在新能源電池、光伏等領(lǐng)域出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，移動(dòng)機(jī)器人已成為這些行業(yè)投產(chǎn)、擴(kuò)產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。各種與生產(chǎn)工藝深度結(jié)合的新產(chǎn)品批量涌現(xiàn)，提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化水平，為企業(yè)減員增效起到了關(guān)鍵作用。

值得關(guān)注的是，盡管汽車(chē)行業(yè)仍是應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人較為廣泛的行業(yè)，但由于受行業(yè)景氣度的影響，汽車(chē)行業(yè)所占移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)份額的比重有所下降。與此形成對(duì)照的是，供應(yīng)鏈及第三方物流、新零售已成為倉(cāng)儲(chǔ)分揀機(jī)器人較為主要的應(yīng)用領(lǐng)域，銷(xiāo)量增長(zhǎng)明顯。相較于2020年，移動(dòng)機(jī)器人在3C電子/家電行業(yè)的應(yīng)用占比有所提升，在國(guó)內(nèi)外快遞電商領(lǐng)域的業(yè)務(wù)量也在擴(kuò)大，這與這些行業(yè)在疫情長(zhǎng)期影響下快速布局和完善供應(yīng)鏈體系有著直接關(guān)系。

2.資本的持續(xù)投入，改變著移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)格局

作為現(xiàn)代智能制造的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域之一，移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)一直因其巨大的市場(chǎng)發(fā)展空間和重要的戰(zhàn)略意義，而深受資本市場(chǎng)的青睞。2021年，資本對(duì)于該領(lǐng)域的投入十分引人注目。

據(jù)中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和新戰(zhàn)略移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年中國(guó)工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域共發(fā)生29起融資事件，總計(jì)金額超過(guò)40億元人民幣?？傮w看來(lái)，資本對(duì)移動(dòng)機(jī)器人賽道的投入正在加大，更青睞細(xì)分品類(lèi)的頭部企業(yè)，間接加速了相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品快速落地及市場(chǎng)持續(xù)拓展，同時(shí)也將行業(yè)發(fā)展推向了新的高潮。

在資本的助力之下，創(chuàng)新企業(yè)不斷涌現(xiàn)，原有的競(jìng)爭(zhēng)格局被迅速打破。而在帶來(lái)創(chuàng)新突破的同時(shí)，資本的沖擊也給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)強(qiáng)烈的震蕩，許多企業(yè)都不得不面對(duì)更加激烈，甚至是非理性的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，這導(dǎo)致行業(yè)利潤(rùn)率普遍下降。可以說(shuō)，資本的介入正在深刻改變著移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)，而如何正確引導(dǎo)資本發(fā)揮積極作用，將是行業(yè)需要深度思考的問(wèn)題。

3.推進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，支撐行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展

為了保證中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速、健康發(fā)展，產(chǎn)業(yè)需要建立科學(xué)、統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系（包括數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)和安全防護(hù)體系等），以此來(lái)協(xié)調(diào)供需關(guān)系，優(yōu)化競(jìng)爭(zhēng)秩序，改善市場(chǎng)環(huán)境，從而促進(jìn)行業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展。

中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟始終將標(biāo)準(zhǔn)制定放在重要位置，2019年6月在杭州成立標(biāo)準(zhǔn)管理委員會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng)“標(biāo)委會(huì)”），2020年發(fā)布首批六項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，在2021年底又發(fā)布第二批四項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，這使產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)一步得到充實(shí)和完善，為行業(yè)的規(guī)范發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。今后，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)委會(huì)將會(huì)繼續(xù)穩(wěn)步發(fā)展其標(biāo)準(zhǔn)化體系，計(jì)劃未來(lái)幾年中每年組織制定3～5項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)委會(huì)章程與管理辦法也將逐步完善。

由產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)具有及時(shí)、公正、包容性強(qiáng)的特點(diǎn)，符合行業(yè)快速發(fā)展的需要；而通過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參編企業(yè)向客戶(hù)、向行業(yè)宣傳標(biāo)準(zhǔn)，有利于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的快速推廣和普及。同時(shí)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形成也將為未來(lái)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定提供寶貴經(jīng)驗(yàn)，有助于加速相關(guān)國(guó)標(biāo)體系的形成和完善。

4.缺乏專(zhuān)業(yè)人才與復(fù)合人才培養(yǎng)機(jī)制，已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸

隨著移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及技術(shù)的不斷迭代，對(duì)相關(guān)技術(shù)人才的需求也在激增。目前，移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)人才非常稀缺，特別在算法設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)、機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施等方面，人才缺口尤其明顯。

近幾年，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)以其優(yōu)厚的薪資待遇吸引了高校大部分軟件、算法類(lèi)的畢業(yè)生，而實(shí)體制造行業(yè)吸引人才的能力則遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。目前，移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)獲取人才的方式主要是對(duì)高校畢業(yè)生中其他專(zhuān)業(yè)的人才進(jìn)行二次教育和培養(yǎng)，有一些企業(yè)甚至干脆在同行之間挖人，這從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講并非解決之道，反而會(huì)給行業(yè)發(fā)展制造混亂。

移動(dòng)機(jī)器人是一門(mén)綜合的交叉學(xué)科，涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、機(jī)械工程、電子工程等多門(mén)學(xué)科，集軟硬件于一體，未來(lái)應(yīng)該走加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作這條路，建立良性的移動(dòng)機(jī)器人人才生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)企業(yè)與高校、科研機(jī)構(gòu)的緊密聯(lián)合，將會(huì)更加有效地發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，更好地解決行業(yè)人才輸送問(wèn)題。

移動(dòng)機(jī)器人在IC裝備行業(yè)中的應(yīng)用

二、2022年移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)展望

1.技術(shù)與應(yīng)用深度融合，形成緊貼行業(yè)需求的解決方案

縱觀(guān)移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展過(guò)程，可以看到移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)正在與各種應(yīng)用深度融合，從而形成多種多樣的行業(yè)解決方案。通過(guò)這種融合，移動(dòng)機(jī)器人能夠快速與人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合，形成眾多能夠貼合具體應(yīng)用需求的有影響力的產(chǎn)品。如，適合新能源電池生產(chǎn)的自動(dòng)掛接機(jī)器人、能進(jìn)行快速分揀的料箱機(jī)器人、雙車(chē)聯(lián)動(dòng)重卡裝配線(xiàn)機(jī)器人等等。

未來(lái)幾年，這種技術(shù)與應(yīng)用深度融合的趨勢(shì)將會(huì)延續(xù)和發(fā)展。移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)將會(huì)打造更明確的價(jià)值輸出，通過(guò)各種創(chuàng)新平臺(tái)加速實(shí)現(xiàn)技術(shù)與應(yīng)用之間的整合，而這種核心技術(shù)與應(yīng)用場(chǎng)景橫向結(jié)合的方式，也正是移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)普及發(fā)展的一個(gè)重要特點(diǎn)。

2.自然導(dǎo)航走向3D，需要適應(yīng)變化的環(huán)境

移動(dòng)機(jī)器人能夠高效、智能、靈活地運(yùn)行，有賴(lài)于其導(dǎo)航技術(shù)。目前，2D視覺(jué)導(dǎo)航和2D激光導(dǎo)航在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，但3D視覺(jué)導(dǎo)航和3D激光導(dǎo)航還處于發(fā)展階段。3D導(dǎo)航技術(shù)由于具有更好的環(huán)境適應(yīng)性，預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)有更大發(fā)展空間。

在3D視覺(jué)導(dǎo)航方面，基于特征點(diǎn)的3D導(dǎo)航技術(shù)較早得到應(yīng)用，在光照條件比較好的情況下，已能夠在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)行。通過(guò)全局優(yōu)化和回環(huán)處理，改善3D建模的質(zhì)量，提高定位精度，通過(guò)人工智能方法提高機(jī)器人在不同環(huán)境光照條件下的魯棒性，這將是視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展的方向。

在3D激光導(dǎo)航方面，現(xiàn)已取得非常明顯的進(jìn)展，并在一部分場(chǎng)景中開(kāi)始投入實(shí)際應(yīng)用。3D激光導(dǎo)航克服了2D導(dǎo)航的缺點(diǎn)，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力顯著增強(qiáng)，是移動(dòng)機(jī)器人近期發(fā)展的主要方向。相對(duì)來(lái)說(shuō)，3D激光導(dǎo)航的成本較高，相關(guān)的計(jì)算也更加復(fù)雜，但隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展，相關(guān)部件的成本有可能進(jìn)一步降低，屆時(shí)3D激光導(dǎo)航的應(yīng)用將更加普及。

動(dòng)態(tài)環(huán)境是移動(dòng)機(jī)器人自然導(dǎo)航所面對(duì)的主要困難之一。動(dòng)態(tài)環(huán)境中既包含行人、車(chē)輛等高頻運(yùn)動(dòng)的物體，也可能包含一些緩慢/低頻移動(dòng)的物體，如移動(dòng)的生產(chǎn)線(xiàn)等。要有效克服動(dòng)態(tài)環(huán)境帶來(lái)的困難，未來(lái)Life-long SLAM技術(shù)將走向應(yīng)用。這種技術(shù)是指在移動(dòng)機(jī)器人使用過(guò)程中全程啟用對(duì)環(huán)境模型的自動(dòng)修改和更新，這對(duì)SLAM技術(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性提出很大挑戰(zhàn)。該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)展移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，為在眾多動(dòng)態(tài)環(huán)境場(chǎng)景中使用移動(dòng)機(jī)器人打下基礎(chǔ)。

3.從物料搬運(yùn)到作業(yè)單元，末端識(shí)別將在應(yīng)用層次深度迭代

移動(dòng)機(jī)器人在誕生之初主要用于物料的搬運(yùn)輸送，即使執(zhí)行一些其他作業(yè)也是比較簡(jiǎn)單的操作（如托盤(pán)移載或頂升）。隨著技術(shù)提升，移動(dòng)機(jī)器人越來(lái)越多被直接作為末端的精確操縱工具使用，如具有視覺(jué)調(diào)整能力的復(fù)合機(jī)器人、高位自調(diào)整無(wú)人叉車(chē)等。在這些應(yīng)用中，移動(dòng)機(jī)器人不再是簡(jiǎn)單的搬運(yùn)設(shè)備，而是成為一種具有感知和調(diào)整能力的作業(yè)單元。這要求移動(dòng)機(jī)器人不僅需要具有末端精確檢測(cè)與定位的能力，同時(shí)還需要具有對(duì)其執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如車(chē)載機(jī)械手）的實(shí)時(shí)調(diào)整能力。

可以預(yù)見(jiàn)的是，機(jī)器視覺(jué)、人工智能等技術(shù)越來(lái)越多地成為末端精準(zhǔn)定位的技術(shù)支撐，移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)正在跟AI、視覺(jué)等技術(shù)密切結(jié)合，從而給未來(lái)發(fā)展帶來(lái)更大空間。

4.強(qiáng)大的管理調(diào)度，通過(guò)算法指揮硬件發(fā)揮較大效能

在未來(lái)的移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用中，成百上千臺(tái)機(jī)器人規(guī)模化集群作業(yè)將成為發(fā)展必然。這不僅需要調(diào)度系統(tǒng)能夠接入各種類(lèi)型的機(jī)器人，在統(tǒng)一的環(huán)境下完成作業(yè)調(diào)度，還需要更加智能的多機(jī)器人調(diào)度算法，使眾多機(jī)器人能夠準(zhǔn)確、高效地協(xié)同工作；同時(shí)，移動(dòng)機(jī)器人管理系統(tǒng)還將會(huì)面臨運(yùn)行路線(xiàn)和任務(wù)頻繁變更的挑戰(zhàn)，以及要求移動(dòng)機(jī)器人具有避障繞行能力，而所有這一切都將由管理調(diào)度系統(tǒng)來(lái)完成。

隨著當(dāng)前智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及人工智能技術(shù)的推廣，移動(dòng)機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)技術(shù)也將快速發(fā)展，成為未來(lái)移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)管理性能提升的核心保障。

三、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多年的努力和發(fā)展，中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)從零部件到整機(jī)、從核心算法到系統(tǒng)解決方案等一系列環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)重大突破，建立了相對(duì)完備的供應(yīng)鏈和研發(fā)體系。中國(guó)機(jī)器人行業(yè)“缺芯少魂”、大而不強(qiáng)的狀況正在逐步得到改善，正朝著核心零部件和核心軟件自主可控的方向堅(jiān)實(shí)邁進(jìn)。

放眼望去，移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)目前正在有條不紊地前進(jìn)；而細(xì)心觀(guān)察，眾多創(chuàng)新已悄然發(fā)生，整個(gè)行業(yè)正在積能蓄力、醞釀著新一輪的變革和爆發(fā)。我們有理由相信，在大家的共同努力下，中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)一定能夠繼續(xù)蓬勃發(fā)展，并將在未來(lái)的全球競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)超越和引領(lǐng)。