5G+人工智能+智慧物流：物流機器人產(chǎn)業(yè)政策綜述及市場運行格局研究
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2015年《中國制造2025》規(guī)劃落地，明確將工業(yè)機器人列入大力推動突破發(fā)展十大重點領(lǐng)域之一，促進機器人標準化、模塊化發(fā)展，擴大市場應(yīng)用。根據(jù)《工信部關(guān)于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》，到2020年，要建立完善的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)業(yè)銷售收入超過3萬億元，實現(xiàn)裝備的智能化及制造過程的自動化。
機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，市場需求持續(xù)提升，扶持政策也在不斷地出臺助推產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。近日《機械工業(yè)“十三五”質(zhì)量管理規(guī)劃綱要》發(fā)布，提出機械工業(yè)不僅承接著高端裝備制造等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展，而且面臨著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的艱巨任務(wù)。據(jù)了解，《規(guī)劃綱要》以全面提高機械工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和質(zhì)量管理水平為目標，以創(chuàng)建世界知名品牌為主線，以信息化、數(shù)字化、智能化為支撐，統(tǒng)籌規(guī)劃，多措并舉，促進機械工業(yè)實現(xiàn)由規(guī)模速度型向質(zhì)量效益型的歷史跨越，為實現(xiàn)機械強國夯實質(zhì)量管理基礎(chǔ)。
國家對機器人產(chǎn)業(yè)，在政策扶持和資金投入上起到重要作用。一方面政府推動大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新、互聯(lián)網(wǎng)+和中國制造2025，大力促進機器人新興市場的成長，創(chuàng)造世界上最大的機器人市場；另一方面中央經(jīng)濟工作會議明確提出，為機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力的政策支撐，使機器人行業(yè)得到新一輪“爆發(fā)式增長”，成為制造業(yè)璀璨升起的新星。
隨著AS/RS自動化立體庫系統(tǒng)、貨到人系統(tǒng)、穿梭式貨架、交叉帶分揀機已經(jīng)被電商物流廣泛認可及使用，相信機器人視覺系統(tǒng)也將快速走進電商物流時代。廣東機器人產(chǎn)業(yè)當前發(fā)展更是迅猛?！稄V東省工業(yè)轉(zhuǎn)型升級攻堅戰(zhàn)三年行動計劃(2015-2017年)》提出：至2017年末，建成2個國內(nèi)領(lǐng)先的機器人制造產(chǎn)業(yè)基地，機器人制造及相關(guān)智能裝備總產(chǎn)值從2014年的300億元提高到600億元以上，年均增長26%;三年累計推動1950家規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)開展“機器換人”，制造業(yè)智能化水平明顯提升。
物流產(chǎn)業(yè)是物流資源產(chǎn)業(yè)化而形成的一種復合型或聚合型產(chǎn)業(yè)。物流資源包括運輸、倉儲、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息平臺等。運輸又包括鐵路、公路、水運、航空、管道五種資源。這些資源產(chǎn)業(yè)化就形成了運輸業(yè)、倉儲業(yè)、裝卸業(yè)、包裝業(yè)、加工配送業(yè)、物流信息業(yè)等等。這些物流資源也分散在多個領(lǐng)域，包括制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、流通業(yè)等等。隨著網(wǎng)購時代的到來，我國物流行業(yè)蓬勃發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計資料顯示，2013年前三個季度中，物流包裝行業(yè)盈利額較于同期增長了38%。
機器人在剛性自動化方面應(yīng)用的日益增加，在接下來的若干年內(nèi)，一些高端的趨勢將持續(xù)下去。應(yīng)用方向傳統(tǒng)的機器人正在轉(zhuǎn)型成為為某種包裝應(yīng)用而定制的機器人。由于在包裝應(yīng)用中，高速和相對低速的有效載荷是關(guān)鍵的需求，因此滿足特殊應(yīng)用方向的機器人便很受歡迎。相比傳統(tǒng)的多關(guān)節(jié)型機器人和平面關(guān)節(jié)型機器人，用于包裝應(yīng)用的機器人表現(xiàn)出了更高的生產(chǎn)速度和更優(yōu)異的性能。
包裝機器人項目主要是對粉、粒料進行自動重量檢測、包裝的高效設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用。由智能檢測重量系統(tǒng)、智能檢測異物系統(tǒng)、包裝袋上袋機械手、轉(zhuǎn)運機械手、機器人碼垛系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)藥、糧食、飼料、建材和物流等行業(yè)的自動檢測與包裝。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，節(jié)材30%，占地面積減少60%，計量可靠性提高300%，柔性好，適應(yīng)性強。與其他同類產(chǎn)品相比，產(chǎn)品具有高準確度、高穩(wěn)定性、高可靠性、高速度、占地面積小、適應(yīng)性強等突出優(yōu)勢，徹底解決了多年來部分稱重傳感器出現(xiàn)故障，不能及時發(fā)現(xiàn)、不能計量的難題。目前，包裝機械是目前最被看好的機械領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，全國包裝專用設(shè)備累計產(chǎn)量為86926臺，比上年同期增長了14.47%?？梢姲b行業(yè)在迅猛發(fā)展，但是與發(fā)達國家相比，我國包裝機械行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)仍有很大的差距。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，我國包裝機械品種只有1300多種，例如枕式包裝機，茶葉包裝機，顆粒包裝機等型號，其配套數(shù)量少，缺少高精度和大型化產(chǎn)產(chǎn)品，不能滿足市場需求：產(chǎn)品質(zhì)量差距表現(xiàn)在產(chǎn)品性能低，穩(wěn)定性和可靠性差、外觀造型不美觀、表面處理粗糙，許多元器件質(zhì)量差，壽命短、可靠性低，影響了整體產(chǎn)品的質(zhì)量。
在我國的包裝行業(yè)中，包裝材料本身的質(zhì)量、材料的安全性、包裝的多樣化是人們首要關(guān)注的問題。包裝機械日趨自動化，而機器人作為自動化技術(shù)最具競爭力的技術(shù)，適合重復性、快速性、準確性、危險性的工作。另外，生產(chǎn)廠商都希望尋求更低的生產(chǎn)成本。機器人自然而然的擔任起這個重要角色，因為機器人不僅能導致成本更低，而且也能帶來更高的靈活性。包裝機器人被越來越多的企業(yè)所知悉，將會有更多人因為其靈活和可靠的優(yōu)點而選擇使用它，機器人將替代許多傳統(tǒng)的設(shè)備，成為包裝領(lǐng)域的重要助手。
移動機器人(AGV)：從國內(nèi)主要企業(yè)的年出貨量來看，基本上都是1000臺/年以下。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2014年國內(nèi)移動機器人(AGV)新增量3150臺，同比增長29.15%；2015年AGV新增規(guī)模將達4300臺，預計增幅超過36%。新增市場中，超過70%是來自國產(chǎn)品牌。2014年AGV市場新增需求主要來自汽車、家電、電力、煙草行業(yè)，其中汽車制造業(yè)仍然是最為主要的市場。此外汽車以外的一般工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，尤其是倉庫儲運領(lǐng)域，自動化倉儲改造需求旺盛。未來三年，流通物流領(lǐng)域?qū)?/span>AGV需求將有突破性的進展，增長速度將超過45%。據(jù)中金企信國際咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國物流機器人行業(yè)發(fā)展前景及投資戰(zhàn)略預測咨詢報告 》顯示：預計移動機器人（AGV）十年間年均增長率約為35%。
????軌道穿梭車（RGV）：近年來，自動化物流系統(tǒng)在煙草、機電、醫(yī)藥、食品、軍隊等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，相關(guān)物流裝備趨于多元化，其技術(shù)性能和水平不斷提高。在自動化物流系統(tǒng)中，物料輸送主要采用鏈式、輥道、帶式輸送機等通用設(shè)備，一般均固定在地面上。將上述設(shè)備裝上走行輪，沿固定路徑移動，就成為穿梭車。穿梭車具有動態(tài)移栽的特點，能使物料在不同工位之間的傳送及輸送線布局更加緊湊、簡捷，從而提高物料的輸送效率。因此，穿梭車在自動化物流系統(tǒng)中應(yīng)用較為普遍。一般來說，沿固定軌道行走的輸送設(shè)備稱為穿梭車（RGV），無軌的稱為自動導引車（AGV），在空中輸送的稱為懸掛小車（EMS）。從軌道形式上，穿梭車可分為往復式直行穿梭車和環(huán)行穿梭車，環(huán)行穿梭車能在同一軌道上運行多車體，可大大提高搬運能力，是穿梭車的發(fā)展趨勢。
自動導引系統(tǒng)（AGVS）：自動導引車系統(tǒng)是電池驅(qū)動并以無人駕駛搬運車為特色，故又稱為無人搬運車系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，自動導向搬運車不用人駕駛，便能按照預定的程序，實現(xiàn)前進、轉(zhuǎn)彎、減速、后退、停車，完成貨物的運送、裝卸工作。很多轎車裝配廠為了提高運輸系統(tǒng)的靈活性，采用基于AGVS為載運工具的自動轎車裝配線，該裝配線由多臺可裝載轎車車體的AGVS組成，采用該裝配線后，裝配時間減少了20%，裝配故障減小39%，投資回收時間減小57%，勞動力減小了5%。近年來，作為CIMS的基礎(chǔ)搬運工具，AGV的應(yīng)用深入到機械加工、家電生產(chǎn)、微電子制造、卷煙等多個行業(yè)，生產(chǎn)加工領(lǐng)域成為AGV應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域轎車裝配廠為了提高運輸系統(tǒng)的靈活性，采用基于AGVS為載運工具的自動轎車裝配線，該裝配線由多臺可裝載轎車車體的AGVS組成，采用該裝配線后，裝配時間減少了20%，裝配故障減小39%，投資回收時間減小57%，勞動力減小了5%。目前，AGV在世界的主要汽車廠，如通用、豐田、克萊斯勒、大眾等汽車廠的制造和裝配線上得到了普遍應(yīng)用。
碼垛機器人：近幾年發(fā)展速度飛快，目前在碼垛機器人市場上，瑞士ABB、德國KUKA等國際工業(yè)機器人占據(jù)著優(yōu)勢份額，但過高的價格讓國內(nèi)大部分中小企業(yè)望而生畏。隨著社會經(jīng)濟日益發(fā)展，人們對產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷增加。加上工業(yè)不斷發(fā)展，機器人加工自然便成為了一種最具潛力而又最有效的加工方法。更重要的是，它還能在危險而又惡劣的環(huán)境下工作。碼垛機器人技術(shù)是機器人技術(shù)中的一種。但就碼垛機器人技術(shù)的研究來看，我國遠遠落后于發(fā)達國家，還處于初步探索階段。國內(nèi)外碼垛機器人的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，它能夠執(zhí)行大批量工件以及包裝件方面的很多任務(wù)，比如，獲取、搬運、碼垛、拆垛。同時，它也是一種云集很多學科為一體的高新機電產(chǎn)品。比如，智能技術(shù)、機械、信息。對于碼垛機器人來說，它在很多方面都具有潛在的優(yōu)勢。比如，降低工業(yè)生的成本、提高勞動生產(chǎn)效率。一是：國外碼垛機器人的研究以及應(yīng)用現(xiàn)狀。國外是在20世紀60年代開始了對工業(yè)機器人的研究和應(yīng)用。在研究方面，隨著工業(yè)機器人技術(shù)日趨成熟，碼垛機器人出現(xiàn)了。對于它的研究，很多發(fā)達國家都取得了一定的成就，比如，美國、日本。日本和瑞典是最早將工業(yè)機器熱恩技術(shù)應(yīng)用到碼放與搬運的兩個國家。隨著機器人技術(shù)研究的步伐不斷加快，很多發(fā)達國家開始在包裝碼垛機器人方面進行了大量的研究，并相繼研制出自己的碼垛機器人。比如，德國的KUKA系列。在應(yīng)用現(xiàn)狀方面，碼垛機器人紛紛被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中?？偟膩碚f，首先，在發(fā)達國家中，碼垛機器人本身開始采用新的結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)的性能也優(yōu)于過去，融入了很多高新技術(shù)。此外，碼垛機器人在很多行業(yè)廣泛被應(yīng)用。比如，物流、包裝、化工、醫(yī)藥。從某種意義上，國外的碼垛機器人已經(jīng)使相應(yīng)的生產(chǎn)能力以及企業(yè)經(jīng)濟效益得到了極大地提高。二是：國內(nèi)碼垛機器人的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀。我國是在20世紀70年代開始研究和應(yīng)用工業(yè)機器人的。但由于受到很多因素的阻礙，我國工業(yè)機器人的發(fā)展速度一直很緩慢，研究和應(yīng)用方面的水平根本沒法國外相比。碼垛機器人技術(shù)是在改革開放以后才得到了迅速發(fā)展。在研究現(xiàn)狀方面，我國研發(fā)的碼垛機器人主要有關(guān)節(jié)型、直角坐標型兩種。這兩種類型的碼垛機器人相比，關(guān)節(jié)型比直角坐標型更具優(yōu)勢。同時，科學家們紛紛對碼垛機器人進行完善，并研制新型的工業(yè)碼垛機器人。在應(yīng)用現(xiàn)狀方面，我國碼垛設(shè)備以及機器人的使用并不像國外那么暢通無阻，受到了一些因素的限制。比如，勞動力廉價、科研人才短缺。所以，對于碼垛機器人的應(yīng)用，也只是在一些大型知名企業(yè)中被應(yīng)用。同時，在我國，碼垛機器人主要應(yīng)用于生產(chǎn)量和勞動強度比較大而工傷事故率又高的企業(yè)。比如，煙草、食品、物流。雖然國內(nèi)外正處在不同的階段，國外處于推廣階段，國內(nèi)還處于自主研發(fā)的初步階段，但從長遠來看，它具有很好的發(fā)展前景。同時，隨著碼垛機器人技術(shù)日漸成熟，它不僅將會被應(yīng)用到更多的領(lǐng)域，實現(xiàn)它的價值，還是科技史上一次質(zhì)的飛躍。
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