自主移动机器人(简称AMR)是在自动导引运输车(简称AGV)之后兴起的新一代移动机器人系统,目前已广泛应用于众多行业!本文将简要回顾移动机器人发展历程,介绍AMR的特点与优势,并对全球及中国AMR市场现状、应用特点及发展趋势进行分析和展望。
自主移动机器人(Autonomous Mobile Robot,简称AMR)是在自动导引运输车(Automated Guided Vehicle,简称AGV)之后兴起的新一代移动机器人系统,它基于AI智能算法,集环境感知、动态决策、行为控制与自主执行于一体,具有智能感知、自主规划路径、灵活避障以及可安全地人机协作等能力。这使得AMR能够更加灵活地应用于仓库或工厂等环境,实现更加智能、安全、柔性、高效的物流运输与仓储管理,目前已广泛应用于汽车、3C电子、半导体、锂电、光伏、家电、医疗、食品饮料、快消零售、物流等众多行业。
本文将简要回顾移动机器人发展历程,介绍AMR的特点与优势,并对全球及中国AMR市场现状、应用特点及发展趋势进行分析和展望。
一、移动机器人发展新趋势:从AGV到AMR
1953年,美国Basrrett电子公司开发成功了世界第一台AGV,它由一辆牵引式拖拉机改造而成,带有车兜,在一间杂货仓库中沿着布置在空中的导线运输货物。自此,关于AGV的研究开始起步。
图1 世界第一台AGV
(图源:promat)
此后,在长达数十年的时间里,随着计算机、微处理器、控制系统及视觉识别等技术的发展,AGV也在不断地发展和演进,但主要集中于导航导引方式的演进方面。AGV的导航方式也从最初的固定路径的电磁导引,发展到半固定路径导引(磁导引和光带导引),再发展到自由路径导引(如基于“灯塔”信息的激光导航、GPS导航,基于地标信息的惯性导航、标签导航,基于环境信息的环境导航或自然导航等),如今已呈现出多种导航导引方式并存的局面。而且,随着导航导引技术的发展,AGV对特定标志物的依赖逐渐较少,对环境的适应性则逐渐增强。
2012年3月,亚马逊(Amazon)收购了仓储机器人提供商Kiva Systems,并将Kiva移动机器人应用于物流仓储业,使得这种新式的具有自主移动特性,可在仓库中自由穿梭的Kiva移动机器人开始进入人们的视野。在技术路线上,2012年之后,AGV开始沿着更加自主化的方向发展。在AGV的基础上,业内也开始提出新的概念——AMR(Autonomous Mobile Robot,自主移动机器人)。
同时,名傲移动机器人(Mobile Industrial Robots,简称MiR )、库卡(Kuka)、ABB、欧姆龙(Omron)、史陶比尔(Stäubli)、德马泰克(Dematic)、永恒力(Jungheinrich)、Locus Robotics、GROUND、极智嘉、迦智科技、优艾智合、斯坦德机器人、海康机器人、华睿科技、灵动科技、蓝芯科技、嘉腾机器人、CSG华晓、快仓智能、佳顺智能等众多国内外厂商也争相进军AMR市场,纷纷推出AMR产品,AMR也因此为移动机器人发展的新趋势。
二、AMR的特点与优势
根据我国国家标准《物流术语(GB/T 18354-2021)》,AGV是指在车体上装备有电磁学或光学等导引装置、计算机装置、安全保护装置,能够沿设定的路径自动行驶,具有物品移载功能的搬运车辆。
相较于AGV通常只能沿着预设路线,依照预设的指令完成任务,且在任务执行过程中无法根据现场环境的变化而改变行为,AMR具备智能感知、自主路径规划、灵活避障、可安全地人机协作等能力,能够应对复杂的现场环境变化,因此更智能、柔性、安全和高效。
图2 AMR与AGV之间的差别
(图源:Mobile Industrial Robots)
在智能化方面,传统AGV的运行,主要依赖于部署的外部标记物(如二维码、磁条等),无法对现场运行环境充分认知,难以灵活应对现场变化。AMR通过SLAM(Simultaneous Localization and Mapping,即时定位与地图构建)技术以及传感器技术,可实现智能环境感知、自主导航与路径规划,不再需要预设引导路线,且能自动绕开人或障碍物,因此相比传统AGV更加智能。
在柔性化方面,与传统AGV部署需要事先规划好路线,铺设好外部标识物,且由于改变较为昂贵,一旦部署完成,AGV在整个生命周期通常只能执行相同的作业任务不同,AMR的部署无需改变工厂或仓库的设施和布局,而且只需通过简单的软件调整即可改变AMR所执行的任务。这意味着同一个AMR可以通灵活地执行不同的作业任务,更能适应于业务多变、环境动态复杂的严苛场景。
在安全协作方面,由于AMR拥有深度感知、动态路径规划和主动避障的能力,因此与传统AGV在动态复杂的人机协同环境下容易出现安全风险相比,AMR更能适应人机协作的要求,可以在动态环境中安全地与人类共同工作。而且,AMR还可搭载协作机械臂,形成复合型AMR,实现更大的作业范围,满足更多复杂场景的人机协作需求。
在运行效率方面,传统AGV在行驶路线上出现障碍物时,通常只能停止运作,直至障碍物被清除;在多机作业遇到障碍物时,AGV车队则只能排队,或者像火车轨道线那样进行交通管制,协同效果差,也容易出现阻塞。而AMR由于具有自主导航与安全避障能力,可以自主调整运行路线并绕过人或障碍物,无论是单机运行还是多机协同运行,其运行效率都大大增强。
三、全球及中国AMR市场纵览
近年来,在电子商务快速发展、劳动力稀缺、劳动力成本上升以及生产模式持续向柔性制造转型等因素的驱动下,全球及中国AMR市场总体保持强劲增长态势,且市场参与者众多。此外,AMR领域的投融资及并购也持续保持活跃。
1.发展势头强劲,市场规模持续扩大
根据市场研究机构Interact Analysis发布的《2022移动机器人市场报告》(The Mobile Robot Market-2022),2021年全球移动机器人市场出货量达到10万台,营收增长35%;预计2022-2027年全球移动机器人的出货量将以每年约50%的速度增长,行业营收每年保持30%-40%增长;预计到2027年底,全球移动机器人部署总量将达到400万台。其中,订单履行AMR将由2021年的出货量5万台、部署总量11.6万台,增长到2027年的出货量110万台、部署总量300万台。
而根据高工机器人产业研究所(GGII)的研究数据,在产品销售结构方面,2021年全球移动机器人市场AGV出货量占比71.16%,其中磁导AGV出货量持续下降,类KIVA AGV出货量保持良好的增长态势;相比之下,2021年全球AMR市场增长优于AGV市场,出货量占比28.84%,较2020年提升近3个百分点。其中,2021年中国市场AMR销量为1.24万台,同比增长93.41%。同时,GGII预计,在AMR产品性能逐步提升和采购成本逐渐下降趋势下,其优势愈发凸显,未来仍将高速增长。
2.市场参与者众多,新进者持续增加
在市场竞争格局方面,目前全球AMR市场参与者众多,且新进者也在持续增加。根据e-works不完全统计,目前全球范围内的AMR厂商已达到114家。
其中,国际厂商有43家。从总部所处国家来看,包括美国的6 River Systems、Amazon Robotics(亚马逊机器人)、Bastian Solutions、Berkshire Grey(伯克希尔·格雷)、Dematic(德马泰克)、Fetch Robotics、Grey Orange、IAM Robotics、InVia Robotics、Locus Robotics、Oceaneering International、Photoneo Brightpick Group、ResGreen Group International、Seegrid、ST Engineering Aethon、Tompkins Robotics、Vecna Robotics,德国的Bosch Rexroth(博世力士乐)、Continental(大陆集团)、Grenzebach(格林策巴赫)、Jungheinrich(永恒力)、Kuka(库卡)、Magazino、NEURA Robotics,瑞士的ABB、ANYbotics、Stäubli(史陶比尔),法国的BALYO、iFollow、Sherpa Mobile Robotics,日本的GROUND、Omron(欧姆龙)、Rapyuta Robotics,西班牙的Desmasa、Kivnon,印度的Addverb Technologies、Unbox Robotics,丹麦的Mobile Industrial Robots(名傲移动机器人)、英国的Dexroy,奥地利的AGILOX,荷兰的Lowpad,土耳其的Milvus Robotics,以及加拿大的OTTO Motors等(详细信息请见文末附录1)。
我国大陆地区共有AMR厂商65家,这其中,具有代表性的AMR厂商包括极智嘉、迦智科技、斯坦德机器人、海康机器人、优艾智合、快仓智能、灵动科技、蓝芯科技、旷视机器人、嘉腾机器人、华睿科技、CSG华晓、新松、佳顺智能、均普智能、兰剑智能、国自机器人、炬星科技、山速机器人、未来机器人、稳石机器人、捷象灵越、法睿兰达等(详细信息请见文末附录2)。
我国台湾地区的AMR厂商有6家,包括法博智能(FARobot))、明基智能、易捷系统(Gyrobot,中国大陆地区称为“捷螺系统”)、宇集创新、元创智动和中光电智能机器人(详细信息请见文末附录3)。
整体来看,AMR市场的参与者,主要可以分为八大类:
一是AMR市场的领导者,以名傲移动机器人(MiR)、极智嘉等为代表。
二是传统的AGV厂商,例如CSG华晓、佳顺智能、嘉腾机器人等。
三是聚焦于AMR领域的新兴创业公司,例如iFollow、Sherpa Mobile Robotics、捷象灵越、法睿兰达、魔仓机器人等。
是叉车厂商。例如,永恒力(Jungheinrich)集团通过收购AMR厂商Arculus,战略布局AMR领域。
五是传统的工业机器人厂商。例如,库卡(KUKA)于2021年成立KUKA AMR独立事业部,自主研发打造AMR产品;ABB于2021年7月收购了西班牙AMR制造商ASTI,并通过整合吸收推出了自有品牌AMR产品。
六是系统集成商。例如,智能工厂非标定制自动化集成商均普智能,智能物流系统集成商Bastian Solutions、德马泰克(Dematic)、兰剑智能、凯乐士和宇锋智能等,近年来均基于自身业务发展需要推出了AMR产品。
七是电商/物流巨头。例如,亚马逊、京东、阿里巴巴、货拉拉等纷纷通过投资或收购AMR厂商、自研AMR产品等方式,进入AMR领域。
八是跨界入局者。例如,富士康与凌华科技合资成立了法博智能(FARobot),主要聚焦AMR的研发与应用;旷视科技成立了旷视机器人,并已推出MegBot系列AMR产品。德国大陆集团(Continental)因缺乏合适的移动机器人,转而自主开发了AMR用于生产,同时也已准备好进入外部市场。
3.资本持续看好,投融资及并购保持活跃
从投融资市场来看,近年来自主移动机器人(AMR)领域投融资及并购事件持续保持活跃。在物流自动化与智能化的需求带动下,AMR厂商已然成为备受投资机构青睐的“宠儿”。
根据e-works不完全统计,2022年1月到2023年7月,在AMR领域,全球市场共发生投融资事件45起。其中,国际市场共发生投融资事件12起,融资总规模超过8亿美元。
表1 2022-2023国际AMR市场投融资事件盘点
(来源:e-works整理)
值得一提的是,近年来,在国际市场,AMR领域的并购也较为频繁,并购方既有工业机器人厂商、叉车厂商,也有电商及物流巨头等。这其中,比较具有代表性的并购事件包括:加拿大Shopify公司于2019年9月收购了美国AMR制造商6 River Systems;美国斑马技术(Zebra Technologies)于2021年7月收购了全自主移动机器人开发商Fetch Robotics;美国Locus Robotics公司于2021年9月收购了全方位移动机器人制造商Waypoint Robotics;德国永恒力集团于2021年11月收购了德国AMR制造商Arculus;瑞士ABB于2021年7月收购了欧洲最大AMR制造商之一的ASTI移动机器人集团;比利时Stow Robotics于2022年5月收购了法国巴黎AMR制造商iFollow;美国亚马逊(Amazon)公司于2022年9月收购了比利时机器人公司Cloostermans,亚马逊首款全自动仓库移动机器人Proteus即来自于Cloostermans公司。
中国市场方面,根据e-works不完全统计,2022年1月到2023年7月,AMR领域共发生投融资事件33起,融资规模超过40亿元人民币。
表2 2022-2023中国AMR市场投融资事件盘点
(来源:e-works整理)
从融资金额来看,国内AMR市场亿元级融资事件表现活跃,达到20起。其中,极智嘉和海柔创新均获得亿元级美金融资,斯坦德机器人、仙工智能、劢微机器人、未来机器人、塔斯克机器人、炬星科技、普渡科技、宇锋智能、凯乐士科技等也均获得亿元级融资。
四、AMR市场发展及应用特点
AMR是一种重要的自动化机器人技术,由于其具有环境感知与适应性、自主决策和规划、多机协同和群体智能、人机协作、部署灵活等特性,更加制适应生产制造与物流对柔性化、智能化的要求,能够提高生产效率、物流效率和生产线管理效率,因此,当前全球及中国市场均处于迅速发展阶段。综合来看,当前AMR市场发展及应用具有以下特点:
1.新品不断涌现,产品类型丰富多样
近年来,伴随着新入局者的不断增加,新技术的加速迭代,AMR新品不断涌现。目前,AMR的种类已比较丰富。
从产品形态来看,既有常见的潜伏式AMR、料箱存取AMR、拣选AMR,也有复合型AMR(AMR移动平台/底盘搭配机械臂),还有叉车式AMR等。而且,新松、中兴通讯等部分厂商推出的自然导航AGV由于不需要借助磁条、二维码等任何外部标识,基于SLAM技术实现自主导航,实际上与AMR属于同一类产品。
图3 不同形态的AMR(图源:Mobile Industrial Robots、斯坦德机器人、捷象灵越)
另外,也有观点认为,AMR在广义上是指具有很强的自主性的移动机器人,因此,天上飞的无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV),水中游的无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle 以及Autonomous Underwater Vehicle)等也都应该属于AMR。
从负载范围来看,目前AMR已能提供从数十公斤到数百公斤甚至数吨的有效负载,且负载越来越大,可广泛覆盖各类不同的自动化搬运需求。例如,作为全球AMR市场领导者之一的Mobile Industrial Robots(MiR),自2013年正式成立以来,陆续推出了100公斤、200公斤、250公斤、500公斤、600公斤等不同负载的AMR产品。而且,为了满足重型物品的自动化搬运需求,MiR于2019年发布了当时行业内最大负载的自主移动机器人MiR1000,负载可达1000公斤;此后,又于2021年8月推出了MiR1350,实现负载能力的进一步提升。此外,极智嘉、海康机器人、斯坦德机器人、蓝芯科技等AMR厂商也纷纷在现有产品的基础上,推出更大负载的AMR产品,以覆盖不同客户不同场景的搬运需求。
图4 MiR AMR产品系列(图源:Mobile Industrial Robots)
2.多导航方式融合应用,应对复杂多样环境
目前,市面上的AMR主要基于SLAM技术实现自主导航。而按照SLAM技术的实现方式,又可分为激光SLAM(Lidar SLAM,简称LSLAM)和视觉SLAM(Visual SLAM,简称VSLAM)。因此,AMR厂商也主要分为两类:一类是采用激光SLAM技术的AMR厂商,以MiR、欧姆龙、史陶比尔、斯坦德、极智嘉、优艾智合、迦智科技、仙工智能等为代表;另一类是采用视觉SLAM技术的AMR厂商,以灵动科技、蓝芯科技、炬星科技、未来机器人等为代表。
然而,随着业务场景的复杂程度加深,且由于每种导航技术都有一定局限性,现实情况中往往需要多导航方式融合应用。因此,目前AMR厂商也多是以SLAM导航方式为主,并融合其它导航方式,实现机器人在复杂环境中的定位导航。
例如,KUKA推出的平台型AMR产品KMP 1500I,基于KUKA Navigation Solution导航解决方案,融合了激光SLAM、二维码导航与视觉SLAM导航,可应对复杂多变的工业制造场景需求,实现AMR实时定位、智能感知、安全防护及精准对接,可实时动态地图更新,智能环境感知,即时避障绕障,让机器人安全、稳定、可靠运行。
海康机器人近年来基于自身的技术积累和持续创新,已成熟应用并大规模部署激光SLAM/视觉SLAM/二维码三种导航融合方案,其AMR产品支持三种导航方式自由切换,充分应对复杂多样的场景:在密集存储区可以使用二维码导航;在环境轮廓清晰稳定且不被遮挡的产线区,可以使用激光SLAM导航,可实现多区域地图一键合并、智能去噪、自动化地图检测与修正、实时运行质量监测等功能;而如果该场景环境变化较大,出现玻璃墙壁、超长走廊等区域,则可切换为视觉SLAM导航。
3.与新兴技术紧密结合,实现性能优化和增强
伴随着5G、人工智能(AI)、大数据、边缘计算和云计算等技术的兴起,在技术发展与应用上,自主移动机器人(AMR)也通过与这些新兴技术紧密结合,从而实现了性能优化与增强。
具体而言,AMR搭载5G技术,不仅能提供比WIFI更快的传输速度,实现更稳定高效的数据交互,大幅提升数据传输量,保证柔性运输的效率和智能运行的稳定性,确保AMR在工厂、仓库等大型空间移动时保持稳定连接,也能基于5G专网形成特定区域接入和网络业务分离的多重保护机制,同时也能使监测、优化甚至远程维护AMR变得更加容易和高效。人工智能技术可以使AMR更好地理解周围环境,做出更加精准的决策,并且能自主规划路径和避开障碍物,从而能够更加高效安全地完成作业任务。
例如,在5G+AMR融合应用方面,MiR通过与诺基亚(Nokia)在5G领域达成战略合作,可实现对AMR的实时车队管理。而且,海康机器人、斯坦德机器人、灵动科技、快仓智能、联汇智造等近年来也都在积极探索5G+AMR的落地应用,并已有相关落地案例。
在AI+AMR方面,MiR早在2019年就发布了业界首款基于人工智能的导航技术,能够帮助所有MiR自主移动机器人提升导航能力。在人工智能技术的帮助下,MiR的自主移动机器人能够有效和适当地对不同类型的障碍做出反应,从而改善导航效果和效率。
此外,大数据技术可以对AMR收集的数据进行处理和分析,发现规律与趋势,从而提升AMR的性能与效率。而且,将AMR与边缘计算、云计算技术相结合,不仅能充分利用边缘端和云端算力,也能使AMR能够在不牺牲精度的前提下,降低构建和更新大规模地图的时间和成本。
4.应用领域广泛,应用场景不断丰富
伴随着现代制造业正朝着自动化、智能化方向演进,这对物流运转效率和自动化水平提出了更高的要求,更加灵活高效的内部物流方案也因此成为市场迫切所需。而AMR在推动内部物流变革方面具有积极意义。在工业制造领域,AMR已广泛应用于汽车、3C电子、光伏、医疗、家电、食品、仓储物流等行业,且应用场景也在不断丰富。同时,由于AMR具有智能环境感知、自主导航与路径规划、可安全地人机协作等特性,AMR正由典型工业领域向更多场景渗透,在第三方物流(3PL)、新零售、商业服务、农业等领域同样广泛应用。
表3 AMR的典型应用行业与场景
(来源:e-works整理)
值得一提的是,AMR还能结合协作机器人,组成复合型AMR(或者也可称为移动协作机器人、复合移动机器人等),手脚并用,共同为下游客户创造价值。相较于AMR和协作机器人的单一功能,集合了两者特性的复合型AMR更具柔性化,从而能够满足更多复杂应用及细分场景的需求。
如今,复合型AMR由于具有多功能性和灵活性,其增长势头明显,并且在工业、医疗、农业等领域都有广泛应用。在工业领域,复合机器人在生产过程中扮演着极为重要的角色。它可以适应不同的生产流程和应用需求,提高生产效率和产品质量,助力客户实现降本增效。例如,复合型AMR在汽车制造过程中可以同时完成车身焊接、零件装配和质量检测等多项任务,实现生产线的高度自动化和柔性化。在医疗领域,复合型AMR可以协助医生进行手术操作、药物输送和康复治疗等工作,并可应用于病房护理、远程诊断和康复训练等场景。在农业领域,复合型AMR不仅可以执行种植、喷洒、采摘和病虫害监测等任务,提高农作物的生产效率和质量,也能融合机器视觉和传感器技术,实现智能农业管理,优化农业生产过程。
从复合型AMR市场的参与者来看,既有AMR厂商(如MiR、斯坦德机器人、优艾智合等),也有协作机器人厂商(如优傲、节卡、大族、艾利特、遨博、达明等),还有第三方集成商(如库崎智能、拓德科技等)。
5.打造软硬件开放平台,推动AMR规模化应用
由于不同行业和不同应用场景,对AMR的导航方式、安全避障、执行机构、通信模组等功能有着不同的要求,且复杂场景下的多元需求对AMR功能的拓展性也提出了越来越高的要求,因此AMR制造商也正在通过打造开放式的AMR软硬件平台,通过标准化、模块化、组件化的设计,以支持更敏捷的二次开发、更迅速的部署交付以及更简便的运维管理,从而更高效地纷繁复杂的客制化场景需求,推动AMR规模化应用,并向更加复杂多元的应用场景渗透。
例如,MiR近年来就着力构建MiRGo开箱即用解决方案。据介绍,MiRGo是MiR的第三方顶部模块供应商平台,汇聚了合作伙伴持续开发的框架/货架、牵引装置、顶升装置、传送带、机械臂、消毒模块、电动站点等各类经全面严格测试的解决方案,从而能够延伸MiR AMR的用途和功能。而且,MiR AMR还可搭配协作机器人,通过“眼、脑、手、脚”并用,进一步延展AMR的应用场景。
图5 MiRGo平台提供丰富的开箱即用顶部模块(图源:MiR)
再如,极智嘉于2022年发布了MATRIX软硬件一体化技术平台,该平台包含核心算法、硬件模块和机械组件三个层次,可实现平台化复用。基于这一开放技术平台,极智嘉及其合作伙伴能够快速推出满足客户需求的新产品,及时响应客户需求,实现稳定可靠、低故障率的项目交付。目前,极智嘉搬运机器人、智能叉车机器人、订单到人机器人等产品都已搭载了MATRIX平台,该平台未来还将在极智嘉全系列产品上落地应用。
图6 MATRIX平台架构(图源:极智嘉)
此外,海康机器人推出了统一的AMR架构平台“智能基座iBASE”,并总结出一套iBASE设计理念,即通用化算法平台、组件化模块设计、统一本体软件框架、更高安全标准。在iBASE的加持下,海康机器人可以便捷开发更智能的机器人产品,快速满足客户的定制化需求,降低开发门槛。牧星智能也致力于基于平台化机器人产品战略,通过开放的机器人硬件平台和软件系统,更快速地满足客制化需求,更好地服务终端用户。
6.纷纷走出国门,加快全球化布局
近年来,国际AMR厂商纷纷加快全球化扩张步伐,并将中国市场作为拓疆深耕的重要市场之一。
例如,作为全球AMR市场领导者之一,MiR已在60个国家拥有近220家分销商和认证系统集成商,并于2017年正式进军中国市场,率先在上海建立了首家办事处,并成立中国区核心团队,以支持中国智能制造和智慧物流升级发展。6年来,MiR在中国市场的业务触角已扩展到汽车、电子、物流仓储、医院、医疗保健等领域。
库卡(Kuka)集团于2018年和2020年先后将AMR硬件产品研发和AMR全球研发中心转移至库卡中国,又于2021年成立KUKA AMR独立业务部,立足中国市场,发力全球。
此外,包括BALYO、AGILOX、ST Engineering Aethon等国际AMR厂商在加速全球化扩张的同时,也在积极布局中国市场。
另一方面,随着在产品技术和落地应用上都已逐步具备全球竞争力,国产AMR厂商也纷纷走出国门,通过海外参展、设立海外分子公司或办事处,以及与当地的代理商或集成商开展合作等方式,竞逐欧美、日韩、东南亚等国际市场,进行全球化布局。
例如,极智嘉近年来持续加速拓展海外市场,目前已在全球超40个国家和地区拥有销售、运营和服务能力,服务全球客户超700家,项目覆盖零售、鞋服、医药、3PL、汽车、锂电、光伏、电子等行业。
海柔创新立足深圳总部,近年来分别在香港、日本、美国、新加坡、荷兰、英国、韩国设立子公司,并与全球优秀系统集成商合作,结合多项物流技术,为全球客户提供定制化的仓储自动化解决方案及全流程服务。
此外,包括快仓智能、牧星智能、海康机器人、灵动科技、未来机器人、迦智科技、国自机器人、优艾智合、井松智能、海豚之星、塔斯克机器人等国产AMR厂商也在加快海外渠道建设,开拓海外市场,加快交货周期,打造更加开放、合作的生态,实现海外业务规模化扩张。
五、AMR发展趋势展望
面对智能化柔性化生产及物流的需求,AMR基于智能感知、自主移动、人机协作等能力,能更加灵活地应用于工厂或仓库等环境,同时能够在高度动态、复杂的环境中,与人类进行安全友好地协作,促进作业流程更加高效,无疑是当前AMR市场高速增长的主要原因。
展望未来,一方面,由于AMR市仍处于快速成长期,这将推动AMR的应用领域与应用场景进一步拓展和延伸;另一方面,随着终端客户更倾向于租赁而不是购买AMR及其相关服务,或将推动机器人即服务(Robot as a Service,简称RaaS)的兴起和进一步发展。此外,随着机器人的大规模部署,如何实现不同AMR之间以及AMR与其它类型多品牌机器人之间的集群调度与智能优化,或将是技术发展的重点。
1.应用领域与场景将进一步拓展
当前,AMR在制造业、物流、新零售、商业服务、医疗大健康、公共安防等领域的已有大量的应用落地。例如,在制造业中,可用于物料搬运、生产线协作和零部件装配等;在医疗保健领域,可用于输送药品、设备和物资,以及提供就医导引等;在酒店业可用于执行房间清洁、送餐、行李运输等任务;在机场领域,可用于行李运输、安全巡逻、设备维护等;在办公楼宇领域,可用于保洁、快递送货、设备巡检等任务。而且,由于AMR市场仍处于快速成长期,以及AMR技术的不断创新与发展,这也将推动AMR的应用领域与场景将进一步拓展。并且,由于AMR能够应对复杂的环境,具备强大的环境适应能力和智能感知能力,可以预见,未来将会有更多的AMR产品应用于机场、港口、园区、矿区等室外场景中。
2.机器人即服务(RaaS)或将兴起
机器人即服务(Robot as a Service,简称RaaS)是一种基于云计算和物联网技术的商业模式,通过租赁或按需提供机器人和相关服务,能够为用户在合适的时间和地点提供各种自动化应用和解决方案。通过机器人即服务,大中小微不同规模的企业可以根据不同阶段的需求,以更加灵活的方式部署机器人自动化和相关服务,在加快设备更新、避免技术落后的同时,也能减少资金占用、降低成本,减少在机器人维护和升级方面的开销,以更小的投资来满足不断增长的需求。实际上,近年来包括MiR、Locus Robotics、Fetch Robotics、ST Engineering Aethon、Vecna Robotics、极智嘉、灵动科技、Syrius炬星等国内外AMR厂商已推出了RaaS服务。未来随着物流、供应链朝着更加灵活、敏捷的方向发展,或将推动AMR领域RaaS服务的兴起和进一步发展。
图7 机器人即服务(RaaS)模式(图源:Runwise)
3.群智优化与多机协同调度将成技术发展重点
未来,伴随着机器人的大规模部署,自动化程度的不断提高,如何融合AI技术,以群体智能为抓手,以智能算法驱动实现多机高效协同与更安全的人机协作,从而满足复杂环境与工况下的作业要求,将成为AMR技术发展的重点。而且,这里所指的多机协同调度与群体智能优化,不单单是同一品牌AMR之间,也包括不同品牌AMR之间、AMR与其它多类型多品牌机器人之间,甚至AMR与其它自动化设备之间,以及与人类之间的高效协同协作。
这是因为,在未来的机器人应用场景中,在同一环境下,成百上千台机器人规模化集群作业以及与人类协同作业将成为必然,这不仅需要调度系统能够接入各种类型的机器人,在统一的环境下完成作业调度,还需要更加智能的多机器人调度算法,使众多机器人能够准确、高效地协同工作;同时,机器人调度管理系统还将会面临运行路线和任务频繁变更的挑战,而所有这一切都将由管理调度系统来完成。而且,由于目前各个厂商都有各自特定的调度管理软件,如何实现不同调度系统的开放兼容,也将是行业需要重点探索的方向。
六、结语
纵观移动机器人的发展历程,从传统的依赖外部标记物、依赖外部标记物、按照固定路径行驶的AGV,到无需外部标记物、可实现自主导航与路径规划的AMR,是移动机器人发展的新趋势。相较于传统AGV,AMR可实现智能环境感知与自主避障,以及更高效的多机协同与更安全的人机协作;仅需简单的软件调整即可使AMR执行不同的作业任务,且无需对现有设施进行改造,灵活性更高,部署实施周期更短,因此更加适配于现代化物流仓储的需求。这也推动了AMR市场快速增长,入局者持续增加,场景应用不断拓展,且AMR领域投融资并购事件保持活跃。本文着重分析全球及中国AMR市场现状与应用特点,并对AMR未来发展趋势进行了展望,希望为广大读者了解AMR行业及市场发展提供参考。
七、附录
附录1 国际AMR厂商
(e-works整理,按公司名称英文首字母排序)
附录2 中国大陆地区AMR厂商
(e-works整理,按公司名称拼音首字母排序)
附录3 中国台湾地区AMR厂商
(e-works整理,按公司名称拼音首字母排序)
参考文献
1.移动机器人产业联盟.AGV/AMR全球发展综述
2.数字化企业.更智能更柔性化,AGV导航方式的创新与演进!
3.移动机器人产业联盟.杨文华:谈谈AGV与AMR
4.海康机器人.多导航融合应用,海康机器人玩转AMR定位导航
5.MiR自主移动机器人.工业5G如何增强AMR应用和性能
6.知乎.自主移动机器人的崛起:探索AMR在各领域的应用和未来发展
7.新战略移动机器人.关于AGV/AMR行业的15条研判
8. 控制工程中文版.RaaS(机器人即服务)——自动化的未来