自動化裝配移動機器人是智能工廠物流系統(tǒng)的重要組成部分

自主移動機器人是智能工廠物流系統(tǒng)的重要組成部分，其功能越來越多樣化，已經(jīng)成為了智能工廠在數(shù)字化改造過程中優(yōu)先考慮的目標，智能移動機器人可能出現(xiàn)在工廠中的各個角落，有增高式自動叉車可搬運貨物，又有復合機器人在揀選貨物，還有搬運機器人在產(chǎn)線中搬運貨物，甚至還有巡檢機器人在巡視整個工廠的情況，以及開放的調度系統(tǒng)、信息系統(tǒng)與MES系統(tǒng)對接。

除AGV外，移動機器人市場近年來不斷冒出新名詞——IGV、AMR這兩年也開始逐漸進入人們視野，這三者是僅稱呼不同的“換湯不換藥”，還是技術的迭代升級？我們今天就來探討一下。

首先，從概念上和應用上看：

AGV是AutomatedGuidedVehicle的縮寫，意即"自動導引運輸車"。AGV是裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。AGV的應用歷史較久，目前在倉儲物流和制造業(yè)中均有廣泛應用。

IGV是“IntelligentGuidedVehicle”即智慧型引導運輸車。和AGV相比較，IGV柔性化程度更高，無需借助任何標記物行駛；并且路徑靈活多變，可根據(jù)實際生產(chǎn)需求靈活調度，規(guī)劃簡單，滿足絕大工廠的使用需求。相比AGV，IGV適合對柔性化要求更高的應用場景，例如3C電子制造等行業(yè)，但相對而言價格也較高。

AMR(AutomatedMobileRobot)即“自主移動機器人”，與前兩者不同的是，AMR可利用軟件對工廠內部繪制地圖或提前導入工廠建筑物圖紙實現(xiàn)導航。該項功能相當于一輛裝載有GPS以及一套預裝地圖的汽車。當汽車設置人們的住處和工作地址后，便能根據(jù)地圖上的位置生成便捷的路徑。當然，強大的功能使得其單機價格相比前兩者而言都要高，但AMR號稱無需進行廠內改造，如此算來，總體成本可能也并不會高多少。

上述可以看出，從智能化的角度而言，AGV小于IGV小于AMR，AGV導航有部分需要借助標識，例如磁條二維碼等。IGV則并不需要借助任何標識行駛，而AMR不僅可以自主導航以外，與前兩者*的區(qū)分是，它本身具備強大的計算能力，可以通過傳感器感知周圍環(huán)境并作出相應的決策；而AGV和IGV只是一個大型的執(zhí)行器，一舉一動都依賴于中央控制系統(tǒng)的調度，AMR則本身就具備一套系統(tǒng)。

AGV到AMR，移動機器人發(fā)展新趨勢

隨著應用場景的不斷復雜化，對于移動機器人的要求也在不斷提高，從AGV到AMR，也體現(xiàn)著當下移動機器人發(fā)展的趨勢——更加智能化、柔性化。

據(jù)相關方面調研顯示，在日本和北美市場，AMR正逐步取代AGV成為倉儲機器人的新潮流。市場調研機構的數(shù)據(jù)顯示，2018年上半年，AMR的利潤同比增加了57%，AGV的利潤則同比下降了43%。在亞太地區(qū)，AMR的數(shù)量相對較小，但增長非常迅速，增長率高達129%。而在歐洲，AMR出貨量已經(jīng)呈指數(shù)式增長了。

不過盡管如此，智能換代也不是短期內能夠實現(xiàn)的，移動機器人并不是消費品，企業(yè)不可能短期內進行頻繁更換。且對于廠內物流搬運來說，功能和需求的不同對于產(chǎn)品的要求也不盡相同，每一種產(chǎn)品都有適用場景，目前大部分廠內物流搬運都可以通過AGV來實現(xiàn)。不管是AGV、IGV還是AMR，在不同的應用場景中，它們都有各自的優(yōu)勢。

目前，在國內市場，AGV產(chǎn)品還是主流，當然IGV等也都有了一定的應用，AMR也已有企業(yè)開發(fā)出相關產(chǎn)品投入市場，相信，未來隨著市場的不斷擴大發(fā)展，業(yè)內還將會繼續(xù)出現(xiàn)更多令人耳目一新的產(chǎn)品。

從移動機器人生產(chǎn)廠商的角度看，企業(yè)對于移動技術需求可轉化為四個層級：無軌化導航、大規(guī)模工業(yè)化應用、無人化和自動化、智能化。那么，自主移動機器人如何走向“智能”？常見的地圖構建、路徑規(guī)劃、自主定位、主動避障，只是實現(xiàn)無軌化定位導航的基礎需求；環(huán)境普適性、操作可視化、多車一致性、調度通用性才是實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應用的高級需求。

現(xiàn)代化工廠應用環(huán)境通常對移動機器人的運用并不是十分友好，比如高動態(tài)作業(yè)環(huán)境和長廊作業(yè)環(huán)境，對于機器人來說都是沒有參考物可用的，機器人采取了哪些措施解決這一問題呢？一是結合攝像頭以及其它傳感器技術實現(xiàn)了對場景語的理解，針對不同場景挑選合適的技術來解決移動機器人在該場景中的定位導航問題，二是自主開發(fā)3DSLAM核心算法，結合多傳感器，增強了定位導航的穩(wěn)定性。

目前大部分移動機器人在實際場景應用中，終端用戶通常并沒有技術能力進行一些代碼編寫或者腳本編寫來適用場景的變更，從地圖構建、路線 站點編輯、機器人的指令控制、狀態(tài)監(jiān)控，都可以直接在該軟件上操作。

智能工廠正當時 移動機器人先行早

“多車一致性”來源于現(xiàn)實中，移動機器人在工廠運用中數(shù)量會逐漸增多，每臺機器人構建自己的地圖，工作量巨大；新增和舊的移動機器人由于物理參數(shù)不同，比如輪子半徑有微小差別，傳感器安裝位置有微小差別等，以及驅動器、電機的電氣屬性的不同，均會造成運動的不確定性，從而會產(chǎn)生較大的運動誤差。機器人采用基于地圖的多傳感器系統(tǒng)辨識技術，對每個機器人的物理參數(shù)、運動性能、系統(tǒng)延時進行實時標定，即使機器人再多，也無需重復建圖，保證多車運動的一致性。

在場景中，不僅多臺機器人需要共同運行，也是需要多種機器人共同運行，如果沒有有效的調度系統(tǒng)的話，就有可能會發(fā)生碰撞、死鎖或者效率低下的情況；仙知RoboRoute調度系統(tǒng)軟件，可同時對上百臺不同類型的移動機器人進行統(tǒng)一協(xié)調，并且開放標準接口還可與工廠MES、倉庫WMS等系統(tǒng)無縫對接，從而實現(xiàn)整體工廠的智能化。在現(xiàn)在的工廠應用中，不管是自動叉車還是移動AGV都沒有辦法脫離人員運行，比如自動叉車，需要機械限位進行輔助，因為其自身并不具備識別能力，無法識別棧板是否偏移、是否有物體以及是否可叉取。機器人給叉車配備相應的傳感器，開發(fā)了配套的視覺算法，使叉車感知棧板位置、姿態(tài)及姿態(tài)角，從而不需要人為限位或者其他配套設備參與，完成運行閉環(huán)。

現(xiàn)在我國很多加工廠，特別是中小規(guī)模制造企業(yè)，原來并沒有MES系統(tǒng)，甚至在使用移動機器人的過程中也沒有MES系統(tǒng)做支撐；但在面臨工廠招不到人，勞動力短缺的情況下，還是想用移動機器人來解決工廠生產(chǎn)中遇到的移動問題；針對這種現(xiàn)象，為機器人打造屬于自己的眼睛，視覺不僅僅作為感知設備，還作為需求發(fā)起設備，比如在揀選機器人在看到產(chǎn)線上某個代表有物料的燈亮起時，它將作為需求發(fā)起單位去呼叫搬運機器人過來運送物料，而不再需要MES系統(tǒng)的支撐。

作為技術載體的SRC系列核心控制器被稱為移動機器人的最強大腦；必備的慣導單元，并在特定版本里面融合了3DSLAM算法，在增強定位導航穩(wěn)定性的同時，實現(xiàn)了對場景語義的理解，真正做到了自動化與智能化的完美融合。同時，從運動學角度來說，可適配多種車型，雙輪差動、前驅單舵輪、 后驅單舵輪、三驅全向、四驅麥克納姆輪、雙舵輪等，有多種型號可以以滿足工業(yè)移動機器人、商用移動機器人、自動叉車的不同應用需求。

目前很多終端廠家用戶對自動化設備的選擇是通過招標來進行的，因此一個廠家里的自動化設備不可能只來源于一家，而設備的接口不統(tǒng)一，系統(tǒng)不兼容的情況下實現(xiàn)整廠大規(guī)模應用移動機器人是很困難的。基于開放理念，提供豐富的外置接口和通訊總線，支持多傳感器安全防護；配合Roboshop使用可對工廠實行實時掌控，無論是機器人當前位置還是激光傳感器感知狀態(tài)等等都可以被Roboshop監(jiān)控。在空間與成本上，SRC系列核心控制器可直接與用戶驅動設備交互，無需額外 PLC 及繼電器，讓車體更加小型化。隨著自主移動機器人AMR的成本下降和技術的進步，新一代導航技術將助力移動機器人進入更多應用場景，不僅僅是智能工廠，從制造業(yè)到物流再到商用場景，自主移動機器人市場開放將有利于國內諸多初創(chuàng)企業(yè)成長與發(fā)展。