360度解析工业用AMR机器人
技术的发展推动了传统AGV应用领域不断扩大而应用的复杂化也促使着AGV技术不断革新。其中，导航技术的发展最为直观的体现了传统AGV机器人发展的方向，从有轨到无轨，传统AGV正在变得更加柔性、智能。
市场篇传统AGV到AMR，机器人属性的不断增强在传统AGV的基础上，伴随着技术的发展，新的概念也被提出——AMR（自主移动机器人），与传统AGV的自动导引不同，AMR更强调机器人的自主性和灵活性。自主导航相比于传统AGV需要预设标识规划路线导航，AMR通过其软件在现场构建的地图或预先加载的设施图纸导航。此功能可以类比一辆装有GPS和一组预装地图的汽车。当它被告知主人的家和工作地址时，它会根据地图上的简单位置生成最直接的路径。这类似于AMR被设定位置来取放零件的方式。AMR使用来自摄像头、内置传感器、激光扫描仪的数据以及复杂的软件，使其能够探测周围环境，并选择最有效的路径到达目标。它完全自主工作，如果叉车、货盘、人或其他障碍物出现在它前面，AMR将使用最佳替代路线安全地绕过它们。这将确保物料流动保持在计划之内，从而优化了生产力。高灵活性传统AGV被限制在一个严格的路线，这是集成到设施——通常安装在地板上。这意味着应用程序是有限的，传统AGV在整个服务生命周期中执行相同的交付任务。改变太昂贵，破坏性太强，不符合成本效益。AMR只需要简单的软件调整就可以改变它的任务，所以同一个机器人可以在不同的位置执行各种不同的任务，自动调整以满足不断变化的环境和生产需求。AMR任务可以通过机器人的界面进行控制，也可以通过车队控制软件对多个机器人进行配置，这些机器人可以根据位置和可用性自动确定订单的优先级，以及最适合执行给定任务的机器人。一旦建立了任务，员工就不必花时间协调机器人的工作。此外如果需要对产品或生产线进行修改，AMR的灵活性与要求敏捷性和灵活性的现代制造环境十分契合。如果移动了生产单元或添加了新的单元或流程，则可以快速轻松地上载新的构建地图，或者AMR可以在现场重新映射，因此可以立即将其用于新任务。与传统AGV相比，AMR在应用场景的布置更加简单，随着业务需求的发展，应用端可以轻松地自行重新部署机器人，优化生产。从传统AGV到AMR，可以看出，这种物流搬运设备的“车辆”属性正在被弱化，机器人属性更加凸显。融合导航成趋势，AMR规模化应用正在到来事实上，从自动导引到自主移动，AMR自主导航的实现要得益于slam技术的发展，SLAM (simultaneous localization and mapping)，也称为CML (Concurrent Mapping and Localization)，即时定位与地图构建，或并发建图与定位。SLAM最早由Smith、Self和Cheeseman于1988年提出。由于其重要的理论与应用价值，被很多学者认为是实现真正全自主移动机器人的关键。SLAM问题可以描述为: 机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动，在移动过程中根据位置估计和地图进行自身定位，同时在自身定位的基础上建造增量式地图，实现机器人的自主定位和导航。而基于slam技术实现AGV自主导航因其传感器的不同目前也分为两个类别：激光slam和视觉slam。优/劣势激光SLAM视觉SLAM优势可靠性高，技术成熟结构简单、安装的方式多元化建图直观、精度高、不存在累计误差无传感器探测距离限制、成本低地图可用于路径规划可提取语义信息劣势受Lidar探测范围限制环境光影响大，暗处（无纹理区域）无法工作安装有结构要求运算负荷大，构建的地图本身难以直接用于路径规划与导航地图缺乏语义信息传感器动态性还需提高，地图构建时会存在累计误差但因为每种导航技术都有一定的局限性，因此，目前市场上相关AMR厂商也多是以激光或视觉slam为主再融合一些其它的导航方式来实现机器人在复杂环境中的定位导航。不过相较于视觉来说，激光slam目前仍是主流，因为应用时间早，技术相对来说更加成熟。企业技术路线发展现状极智嘉激光/视觉slam物流机器人领域融资最多的企业，在全球 AMR 市场的占有率高达 10% ，海外市场案例丰富，尤其是日本市场占有率高，截止目前，仓储机器人出货量已超10000台。迦智科技激光slam2016年成立，核心团队来自于浙江大学，拥有齐全的产品线，主要应用行业在3C、汽车、电力等领域。斯坦德机器人激光slam2015年成立，创始人团队来自于哈工大，产品以两款通用化移动平台为主，在此基础上根据项目需求做定制化设计。主要面向3C行业。先导智能激光slam2002年成立，2015年创业板上市，专注于新能源行业，其传统AGV产品在锂电行业应用较多。灵动科技视觉slam2016年成立，2020年4月完成1亿元B+轮融资，灵动科技AMR目前主要落地在物流和制造业。隆博科技激光slam2015年成立，面向生产物流、仓储物流、服务物流等室内运输场景提供智能AMR产品。优艾智合激光SLAM2017年成立，目前已完成两轮融资，产品主要面向智能制造，智能巡检及维保行业。仙知机器人激光slam2015年成立，是一家以移动机器人控制与调度为核心的高新技术企业，目前主要产品分为工业应用和商用服务领域两大板块。科钛机器人激光slam2016年成立，2019年完成Pre-A轮融资，导航控制器是其核心优势，在此基础上开发了多款产品。Syrius 炬星视觉/激光slam2018年成立，同年11月联合英伟达、京东物流共同推出了新款人机协作机器人“Syrius炬星AMR”。山速机器人激光slam2018年成立，同年即发布了三款产品，目前已迭代至第三代。表：国内工业应用AMR代表企业（本表粗略统计，如有未完善之处，请指正！） 除了上述表中这些专注于AMR的企业之外，传统AGV企业和一些仓储机器人厂商也在开发相关的产品。AMR被认为是未来物流搬运的方向，目前在3C制造等一些领域也已经实现了初步的规模化应用，2019年AMR在工业领域应用的产品市场保有量突破1600台。而据Interact Analysis调研预测，到2022年，工业移动机器人在制造业的销售额会达到32亿美元，其中3/4都会是AMR，而AMR在物流供应链领域，将达到30亿美元的年销售额，未来，中国将是对AMR产品需求第一的市场，其次是美国。行业的硬性需要推动AMR应用进一步拓展的主要因素。例如3C电子制造等领域，传统的传统AGV不能很好的满足其产线搬运的柔性化需求，而AMR的无轨导航正好能契合行业需求。而技术的成熟则为AMR的规模应用奠定了基础。SLAM技术在AGV上的应用近几年才开始，此前由于经验不足等方面的原因可能会出现一些不稳定的因素，近几年开始逐步成熟，同时，调度软件及一些人工智能技术的发展也使得AMR更加智能柔性。此外，成本的进一步下降正在增加企业选用AMR的意愿。一方面，零部件尤其是激光传感器价格的下降导致AMR产品整体成本有所下降，另一方面，因为AMR不需要电线、磁条或对构建基础设施进行修改，安装和运行更快也更具效率，应用端的投资回报周期会更短。
企业篇先导智能——深度定制开发 新能源行业智能AGV先驱者在新能源行业，如果说产线产能、产品一致性及良率，是企业迅速进入市场的准入条件，那么在物流、人力、原材料等方面的运营成本则是赢得市场竞争的关键。智能物流是工业4.0的重要组成部分，大规模智能物流的运用有助于提高产线产能及产品一致性、降低运营成本。先导智能将智能AGV大规模运用于锂电、光伏等行业，成为新能源行业智能AGV运用的先驱者。全球首创，AGV助力锂电制造柔性升级在传统锂电池生产过程中，核心工序间物料流转受限于场地空间等，一直以人工辅助，不仅自动化程度低，也存在物料损坏的风险。为了解决这一痛点，先导开发了多款AGV产品来提升产线的智能化水平。先导智能针对锂电行业中段工序开发了极卷转运及自动对接的全向悬臂式AGV，在为某北欧锂电巨头打造的储能工厂中，模切下料及卷绕上料工序段使用全自动对接转运AGV进行物料转运及自动上下料项目中，产线的自动化水平据行业首位，大大降低了后期的运行成本和风险。以卷料上下料为例，一般通过OHT（人工助力臂）或者人工转运小车实现，为了提升工序的自动化水平，先导自主研发了料卷自动上下料AGV。该款AGV采用独特的四组驱动全向底盘运动控制，实现车体的全向运行，解决了场地受限和车体晃动等行业难题。同时，通过多轴复合调整机构，距离检测传感器和视觉检测，对转塔旋转误差和悬臂轴挠度进行补偿，实现±1mm的高精度对接，以达到AGV和模切机、卷绕机等设备自动对接，实现了模切-叠片段/分切-卷绕段的物流无人自动化，为全球首创。
专注研究工艺工序 助力光伏行业降本增效除锂电行业外，先导智能也在探索AGV在光伏行业的应用痛点及解决方案。在此背景下，先导快速响应了行业top客户成都通威太阳能的需求，为其定制开发了基于激光SLAM导航的光伏电池片转运AGV，代替人工进行花篮转运。由于光伏电池片属于易损坏产品，该款AGV结合精密的机械结构对接、全方位的安全防护、稳定的运行驱动系统，能够全方位保护电池片在转运过程中的良率以及车间人员的人身安全。
针对光伏行业电池片车间的各工序有产能分布不均衡、花篮传输频次高、各工艺工序交叉频繁等特点，先导智能定制开发适于该车间的AGV调度管理系统，多台AGV可组成柔性化的自动物流搬运系统, 通过激光雷达构建生产车间环境地图，并根据AGV运行过程实时更新，实现自主决策与规划，极大地提升了生产的柔性化。先导智能为客户提供从咨询、规划、设计、制造、安装、调试及后续升级的一站式全套服务。未来也将洞悉客户需求的不断升级，持续提升客户体验，探索并交付对客户更有价值的物流解决方案。迦智科技：面向工业4.0 做深做透智能工厂柔性物流迦智科技是国内专业的智能制造物流机器人产品及解决方案提供商，自成立以来一直专注于制造业，致力于面向智能AGV在工厂物流应用中的“最后一米”难题，提供基于SLAM融合导航技术的激光无轨导航AGV和智能物流整体解决方案，与合作伙伴一起，在实现整厂智能设备和制造数据互联互通的同时，助力制造企业打造数字化智能工厂。
图：洁净车间内正在工作的自主移动与高精上下料车队
图：医药行业车间内正在作业的吨级无人驾驶车队目前，依托于自身简单易用的基于激光SLAM融合导航自主设备和超强的工业级非标能力，结合近千家制造工厂大型智慧物流升级项目的成熟服务经验，迦智科技在半导体、3C电子信息、医疗器械与医药制造、新能源等各制造业的一站式智慧物流解决方案，已在数百家中国头部高端制造企业的工厂高效落地。近千家智能工厂物流升级项目服务经验当下，在我国多家半导体行业老牌研发企业的净室车间内，在多家知名医疗器械与医药包装制造企业的生产线上，在多个军工制造企业的厂内公路上，迦智科技设计的国内首台套可升降侧向伸缩插取式自主移动设备和室内外无人驾驶车队，正在科学统筹、自主搬运、多设备超高精对接与上下料等复合工位上，全日制满负荷高效运转，以过硬的产品品质和国际一流的软硬件综合服务实力，助推现代工厂向快速换线、柔性制造和数字化与智能化工厂要突破、要效益。
图：军工厂内正在作业的60T级重载无人驾驶车队
图： 电子、纺织等多行业应用的首台套多维侧叉机器人
图：电力成套行业数字化工厂内作业的整厂物流转运车队用户与迦智核心能力的深度互信突出的一站式工厂物流解决方案的背后，是基于迦智科技在智能感知和运动控制领域20年技术积淀与永续求索的技术生命力，更是中国头部高端制造企业主智能化升级的决心，最终凝结出的用户与迦智科技间的深度互信。如今，从批量落地的基于激光SLAM的融合导航技术、多维侧叉自主作业技术，到室外10T-60T级重载无人驾驶AGV技术，再到正在验证落地的人机交互全身柔顺作业技术、高速动态跟随机器人技术、人群密集混杂空间智能移动技术等业界前瞻技术，迦智科技正在和中国制造业企业一起，以自研核心技术为翼，共助中国制造腾飞。斯坦德：专注3C智造，累计交付无轨AGV超1000台作为移动机器人及柔性物流的先行者，斯坦德机器人致力于为3C、汽配等各行业提供稳定可靠的AMR产品和柔性物流服务，其AMR产品如今已在百个实际项目中实现稳定安全的应用。标准化平台+定制设计 实现多场景物流搬运目前，斯坦德旗下产品有Oasis 300/Oasis600UL两款标准化移动平台，Oasis系列基于自然无轨导航技术，无需场景改造，能够自动生成环境地图，实现调度规划快速部署。此外，Oasis可以搭载协作机器人、锟台、自动充电桩、定制顶部模块、货架顶升、栈板搬运、核心控制器等，定位精度为mm级，适应环境动态变化，在标准化的调度系统下完成路径规划和交通调度，充当“顺风车、专车”的角色，实现跨楼层、跨厂房运作。
标准化的移动平台加上一些定制化的设计，很好的拓展了斯坦德机器人产品的场景适配性，柔性化程度得到大幅提升。目前，斯坦德已累计交付机器人超过1000台，为3C、汽配、电力、光伏、新能源、医疗等众多行业客户提供了成熟稳定的激光AMR产品及智能柔性物流解决方案，成功落地项目过百，2020年销售额预计突破1.5亿元。主攻3C智造，打造柔性化搬运解决方案斯坦德当前业务主要集中在3C制造领域，是目前3C行业国内最大的专注于研发激光AGV的企业。在3C行业，斯坦德拥有丰富成熟的项目落地经验。在某知名台湾电子产品生产厂的SMT车间，斯坦德为其打造的柔性化物料搬运解决方案有效减少了物料配送人员，提高了效率。该车间共有16条SMT产线，原来所有产线都是使用人工送料，同时在送料时一次性给产线送的物料比较多，占用较多的线头和线尾的空间，车间空间使用率低。另外在人工配送时，因为人为因素出现送错物料情况。
斯坦德使用型号Oasis-SMT-2的AGV给SMT产线自动送收magazine料框，实现仓库和SMT产线的线头线尾的全自动对接。该方案包含8台Oasis-SMT-A2、2套仓库自动接驳台、3台自动充电桩、1台服务器、1套网络方案、Matrix部署软件、FMS多机调度系统等。
项目实施过后，节省了车间物料配送人员，白夜班共6人；降低了出错率，从人工配送的出错率2%左右，降低到0%；节省了空间，原来线头线尾堆放较多的料框，目前不需要占用该空间，车间5S改善明显，实现了信息透明，可实时监控工厂物料状态。隆博科技：AMR助力厂内柔性物流搬运隆博科技（深圳）有限公司（简称“AICROBO”，原“爱啃萝卜”机器人公司）是一家自主移动机器人（AMR）及室内物流解决方案供应商。其AMR产品在厂内物流搬运环节，目前已有了相当成熟的应用。覆盖多个作业环节，AMR实现柔性运输数十公里，往返近百次，在鞋厂的多条运输线上，搬运工人每天总共需要担负如此高频次、高强度的内部物流。如何通过物流搬运机器人来实现降本增效，节约人工？经过现场调研，充分了解物流需求之后。隆博科技给出了基于料车牵引AMR的柔性物流方案，可应用于原料入库&上线、备料入库&上线、成品入库以及空车回收的环节当中。当工人需要进行搬运任务时，只需按下呼叫器或操作手持平板，AMR就会自动前往任务点牵引料车；当需要进行跨层运输时，AMR还能够自主与电梯进行通讯完成搬运任务。当然，全面覆盖各物流环节，离不开多台AMR共同协作。因此，调度管理系统是保障多台AMR高效协作的根本。隆博科技自主研发的调度管理系统DMS能对AMR进行更智能的集群管理，系统会根据每台AMR的任务情况，进行合理的调度安排，并监控电池电量，确保AMR能够实现不断岗的连续工作。引入AMR负责搬运工作之后，原本负责搬运的工人也可以从繁重、单调的搬运工作当中解放出来，专注于更高价值的创造。在经济效益方面，1台AMR可替代2名工人，预计只需1年即可回收成本。
具备通用性，AMR可用于各类料车场景制造业工厂普遍面临着内部物流压力大，用人成本高的情况，而AMR作为工厂柔性自动化改造的理想之选，前景相当广阔。
除了为鞋厂打造的项目外，隆博科技的料车牵引AMR，具备广泛的通用性，可针对不同尺寸的料车进行AMR定制，以适配各类料车运输场景。目前，除鞋材行业以外，隆博科技还与日化、数控、3PL、电商等多个行业的企业完成了室内物流的优化项目，并证明了具有柔性运输能力的AMR能够有效解决各工厂和仓库的各场景的痛点问题，实现内部物流的自动化升级，为企业实现降本增效。