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我國物流機器人發展概況及未來機遇

  張穎川任芳  2019-10-15 00:00:00   物流技術與應用
當前我國物流機器人正處于機遇與挑戰并存的發展局面。如何沖破技術瓶頸,提高其應用水平,加速產業健康發展?

(主持人/張穎川、任芳)

● 我國物流機器人發展概況及未來機遇

● 新的市場需求促進物流機器人技術創新

● 物流機器人企業商業模式的探索

● 國內物流機器人企業“出海”現狀及問題思考

● 資本追捧下的物流機器人

● 物流機器人在末端配送中的應用

當前我國物流機器人正處于機遇與挑戰并存的發展局面。如何沖破技術瓶頸,提高其應用水平,加速產業健康發展,是物流機器人行業必須直面的課題。

近年來,在電子商務、新零售等新興商業模式創新發展需求的拉動下,在智能制造、智慧物流等發展理念的引領下,在人工智能、物聯網、大數據、云計算等新技術的驅動下,物流機器人行業一路高歌猛進,相關企業如雨后春筍般涌現,行業內呈現如火如荼景象。

不過,在一片繁華背后,我們也看到物流機器人產業在發展中還存在諸多壁壘,如核心零部件缺失、同質化競爭嚴重、行業發展不規范、專業人才匱乏等等。面對多重挑戰與機遇,物流機器人如何破繭成蝶?

備受青睞的物流機器人

物流機器人,目前在行業內還沒有明確的定義,有人稱其為移動機器人(AGV),有人理解為倉儲機器人,也有人認為應用在物流領域的機器人都可稱之為物流機器人。本期專題從行業應用的角度出發,以物流的“倉”、“運”、“配”三大核心要素為基準,將應用在搬運、碼垛、揀選、末端配送等重要物流環節的機器人統稱為物流機器人,如AGV 、碼垛機器人、分揀機器人、末端配送機器人等。

近年來,隨著電子商務的迅猛發展,消費者的需求逐漸趨于多樣化和個性化,企業的訂單處理也呈現出“多品種、小批量、多批次”的特點。特別是“新零售”概念的推出,對倉儲系統的智能化、柔性化提出了更高的要求。企業要想高效率、低成本地履行訂單,一套自動化、智能化的倉儲系統顯得尤為重要。而物流機器人解決方案具有極強的柔性,可以靈活機動增加機器人數量來應付電商銷售波峰波谷問題,也可以按照業務量在多個倉庫之間調動機器人使用,這都是傳統揀選模式不能代替的。由此,物流機器人成為電商打造智能倉儲的理想選擇。

與此同時,在“工業4.0”理念及《中國制造2025》戰略的推動下,制造企業的生產方式開始向柔性、智能、精細轉變,構建以智能制造為根本特征的新型制造體系迫在眉睫。生產物流的自動化和智能化成為提高企業生產效率、降低生產成本、提高設備利用率的重要手段,物流機器人在生產物流中扮演的角色也越來越重要。

另外,智慧物流的發展給物流機器人的應用提供了廣闊的市場。物流行業整體屬于勞動密集型產業,自動化水平較低,在人力成本不斷上升的背景下,物流企業自身降本增效的需求日益迫切。具有高度智能、柔性化特點的物流機器人,自然成為推動智慧物流發展必不可少的重要技術裝備。物流機器人將借助智慧物流的東風迎來新的發展。

據市場研究和咨詢機構Tractica預測,到2021年,全球倉儲和物流機器人的市場規模將達到224億美元,行業前景發展良好。正是看到強烈的市場需求和廣闊的發展空間,包括機器人初創企業、物流系統集成商、電商企業、物流企業、科技創新企業、投融資機構等等,紛紛將商業觸角指向物流機器人領域,物流機器人市場呈現一片火熱景象。

激烈的市場爭奪戰

縱觀當前的物流機器人市場,可謂硝煙彌漫。為了搶占市場份額,擴大行業影響力,物流機器人產業鏈上的相關企業“八仙過海,各顯神通”,或者進行技術創新,或者加大投資力度,或者探索新的商業模式,不約而同開展了一場激烈的市場爭奪戰。

1.技術創新

對于物流機器人來說,技術是第一生產力,其涉及到的關鍵技術主要包括核心零部件、導航技術、調度系統等。近年來,隨著國內物流機器人市場競爭愈加激烈,并逐步向國際市場拓展,對技術升級的需求也更加迫切。為了在技術上領先同行,一些機器人企業或者在原有產品上進行升級換代,或者自主研發新的產品和解決方案,在技術戰場上展開了激烈的廝殺。

在日前舉辦的“2019 世界機器人大會”上,記者便看到了諸多物流機器人新品。

如極智嘉新推的P800智能機器人,采用超輕全鋁鑄車身,38.5Ah大容量快充電池強力續航,采用多種導航方式和多種傳感器避障,最大負載1000kg,快速頂升<1s,無論品質上還是性能上,都較上一代產品有明顯提升;行深智能自主研發的“奔霄”系列廠區物流無人車也是備受關注。

該產品的突出特點是具備遙控駕駛、自動駕駛、遠程駕駛三種模式,不需要在周邊環境中加裝任何設備,通過自身對周圍復雜環境的智能感知、大數據分析而進行智能決策和車輛控制,即可輕松實現廠區室內與室外、倉庫與倉庫、倉庫與產線、產線與產線之間的物流運輸。

未來幾年,物流機器人技術發展趨勢將主要集中以下幾個方面:從導航技術來看,越來越多的物流機器人將會采用激光導航+VSLAM導航,以適應復雜的開放性動態環境;從系統軟件看,機器人系統與上位調度系統融合,移動機器人工具化的趨勢日漸明顯,同時便于客戶使用和維修;再者就是人工智能、物聯網、大數據等新技術的應用,會使物流機器人在智能方面得到極大的提高;從應用場景看,末端無人配送技術將成今后幾年大家關注的焦點。

2.拓展細分市場

當參與者越來越多、同質化競爭越來越嚴重,如何開拓增量市場和新的應用領域往往成為企業出奇制勝的關鍵。在當前的物流機器人領域,一些企業在深入了解行業特點和實際需求的基礎上,開始從電商、快遞行業向更多細分市場進一步挖掘。

停車AGV就是其中的典型。近年來,隨著汽車保有量在迅速上升,另外,城鎮化與土地資源緊張導致土地利用率降低,停車難問題日益凸顯。在“互聯網+”與大數據政策的引導下,一些企業開始嘗試通過智能機器人泊車解決停車難問題。如怡豐機器人、海康機器人、東杰智能等,都在這一領域有所布局,并取得明顯成效。

末端物流配送也是一個重要應用領域。隨著電子商務的普及,廣大消費者使用快遞服務已經越來越普遍與頻繁了。然而由于種種原因,快遞包裹“最后100米”的交付過程障礙重重,往往不能順利完成。這種情況下,末端無人配送物流車成為一項重要選擇。在“2019 世界機器人大會”上,末端無人配送物流車是物流機器人展館的主推展品,京東物流、行深智能、美團外賣、9號機器人等都推出了不同性能的無人配送物流車,引起大家的高度關注。

3.新商業模式探索

在激烈的市場競爭環境下,一些企業為了提高出貨量,搶占市場份額,積極探索新的商業模式,如設備代運營、融資租賃、共享機器人平臺等,以找尋更適合自己的發展路徑。

如極智嘉面向電商、服裝、美妝、母嬰等行業客戶提供倉儲業務代運營服務,按照客戶的訂單情況增減機器人的使用數量,助力客戶提高倉儲運營效率、降低管理成本;再如費舍爾打造的“海神智享機器人云平臺”, 定位于“機器人產業的垂直整合者”,通過費舍爾自主建立的中央云平臺智能管控機器人,并采用物聯網智鏈芯片賦能鏈接,為客戶融資租賃全球最優質的物流機器人。目前,包括曠視、極智嘉、快倉、木蟻、康力優藍、瓦瑞等十幾家機器人公司都已加入了海神智享機器人平臺。

4.加大投融資力度

近年來,隨著電商、快遞行業的迅猛增長以及智慧物流的深入推進,物流機器人行業特別是AGV因柔性自動化優勢突出、發展潛力巨大而備受資本青睞,多家機器人制造商(極智嘉、快倉、馬路創新等)或科技公司(海康、鯨倉科技、思嵐科技等)均獲得了數目不菲的投資,為企業發展提供了強勁動力。吸引投融資也成為物流機器人企業提升自身實力、擴大企業規模、搶奪市場份額的重要手段。

5.搶灘海外市場

經過近幾年的蓬勃發展,國內物流機器人行業不斷發展壯大,一些企業開始走出國門,加快搶灘海外市場的步伐。

作為整個中國物流裝備行業的領軍企業,新松、昆船很早便進入物流機器人領域,并成功出口海外。新松早在2007年便贏得通用汽車AGV全球招標項目,開啟AGV出海先河。近兩年,以極智嘉、快倉等為代表的新興物流機器人公司也紛紛加快出口步伐,且業務比重越來越大,例如,2017年,艾吉威成功牽手歐洲最大家用電子產品與電器制造商——土耳其VESTEL;立鏢機器人公司正在大踏步向海外市場進軍,在美國、日本、新加坡等國家,均有不少“小黃人”的身影。

火熱景象背后的冷思考

盡管目前我國物流機器人發展得如火如荼,但在繁華景象背后,仍存在著諸多瓶頸待解。在本刊8月19日舉辦的“物流機器人創新發展研討沙龍”活動上, 新松機器人高級副總裁王宏玉即提醒業內人士要冷靜看待物流機器人市場發展。

他表示,物流機器人產業要想做大做強不會一蹴而就,需要大家以平和的心態參與其中,一方面要客觀地認識目前的行業發展現狀及短板,另一方面要冷靜地分析未來的發展趨勢,不能盲動。

綜合來看,目前我國物流機器人發展過程中還存在以下突出問題亟待加以重視:

一是機器人企業目前的生存環境依舊嚴峻。我國機器人市場在經歷連續九年高速增長的情況下,2018年首次出現下滑。有業內專家對此分析表示,當前國內機器人產業的泡沫正在破裂,行業正處于大洗牌的階段。在行業增速放緩、競爭加劇的情況下,物流機器人企業如何迎難而上、保持健康發展值得進一步思考。

二是機器人核心技術滯后。據了解,我國機器人核心部件大部分還是采用進口產品,國產機器人的性能、質量與發達國家的機器人產品還存在較大差距,變速器、控制器、傳感器等核心部件亟待突破。特別是控制器產品,在軟件方面的響應速度、易用性、穩定性方面仍有欠缺。

另外,在全球著名機器人專家、香港大學教授席寧看來,我國機器人還有三個新的產業瓶頸需要突破,即:(1)機器人編程,現在機器人編程方法阻礙了機器人的推廣;(2)機器人的校正方法,新機器人與現有工廠坐標匹配協同是非常復雜的過程,亟須自主掌握快速簡潔的方法,才能讓未來機器人像電視那樣,一打開包裝就能投入工作;(3)傳感器結合,傳統機器人多使用位置傳感器,未來要加入視覺傳感器等,以增強協同實效。

三是無序化競爭嚴重。盡管我國物流機器人發展已取得了巨大進步,但市場競爭無序,企業間互相排斥,互相打壓,陷入低價競爭的怪圈,制約了行業的健康和可持續發展。記者在采訪中了解到,一些AGV企業為了搶占市場份額、擴大影響力大打價格戰,甚至將產品價格壓縮到原有價格的一半甚至更低,連基本的成本都無法保障,更不要說后續的服務了,長此以往,傷害的是整個行業的未來。

四是產品標準化程度低。我國物流機器人行業之所以魚龍混雜,用戶對產品功能識別性低,還有一個重要原因在于產品標準滯后。雖然國家已出臺有關標準,但不是強制性標準,基本都是推薦性標準,形同虛設,不利于市場規范發展。

五是專業人才匱乏。人才缺乏也是制約我國物流機器人行業發展的一個重要因素。由于物流行業工作人員大多對于物流機器人技術缺乏更深刻的認識和理解。因此,需要更專業的研發人員、設計人員來推動物流機器人技術的發展和應用。

未來機遇及發展路徑

根據“2019世界機器人大會”上發布的《中國機器人產業發展報告(2019)》,2019年我國機器人市場規模達到86.8億美元,2014~2019年的平均增長率達到20.9%,發展迅猛。盡管2018年出現下滑現象,但是業界公認的看法是,增速放緩并不代表機器人的黃金時代已經過去,目前國內機器人市場的需求增長潛力仍然十分巨大,其中工業和服務領域的機器人具有很大的成長空間。新松機器人自動化股份有限公司創始人、總裁曲道奎對此表示,行業增速放緩、競爭加劇的情況下,也促使各家企業加快自身的優化調整,對無序競爭的市場起到了優勝劣汰的凈化作用。

在曲道奎看來,中國機器人產業面臨三大發展機遇:

(1)技術突破和技術融合帶來的重大機遇。由于新技術的突破和融合,當代機器人已經被賦能了人工智能、大數據網絡、感知系統等一體的高技術,并不斷向其他領域拓展和延伸,這是未來機器人發展的希望;

(2)制造模式變革帶來的機遇。全球正在進入一個新的智能制造時代,全球行業產能過剩開始邁向根據市場需求的個性化定制化,批量、剛需、大規模的制造模式將退出舞臺,生產的要素將發生巨大變化;

(3)中國機器人產業正處在一個調整和升級的時期,從過去追求數量的發展開始向智能化、柔性化高端發展,機器人企業迎來洗牌和再生關鍵節點。

昆船物流高級專家趙立也表示,物聯網、5G等新技術的推廣應用,必將對物流機器人整體架構帶來改變:

(1)萬物互聯成為可能,物聯網的成功實施,使用戶的機器人系統與設備運行有關的各類數據采集有了可靠渠道,為物流機器人系統全生命周期的遠程運維提供了堅實的基礎;

(2)大規模集中調度有了堅實的基礎,5G技術為解決大容量、低延遲、高可靠無線通訊提供了可實現的解決方案;

(3)低成本分布式控制物流機器人系統將成為可能,為物流機器人多機協同提供了一種簡單可行且低成本的解決方案。

那么,面對巨大的發展機遇和諸多行業壁壘,在“冰火兩重天”的雙重考驗下,我國的物流機器人又該如何破局?記者認為,未來物流機器人的發展,關鍵在于解決如下問題:

1.關鍵核心技術需要進一步提升。圍繞市場和產業發展需求,加強機器人關鍵零部件和高端產品的技術和質量公關。一方面,全面提升高精度減速器、高性能伺服電機和驅動器、高性能控制器等關鍵零部件的質量穩定性和批量生產能力,突破技術壁壘,打破長期依賴進口的局面;另一方面,聚焦智能制造、智慧物流,圍繞相關需求積極研發人機協作機器人、無人駕駛物流車等標志性產品,推動產業向產業鏈高附加值方向發展。

2.以標準化推動行業規范發展。鑒于當前物流機器人領域無序競爭嚴重、發展不規范的現狀,亟需建立健全統一的機器人產業標準體系。充分調動企業參與制修訂標準的積極性,鼓勵骨干企業在國家機器人標準化總體組的指導下,加快研究制定產業亟需的各項國家標準、行業標準和團體標準,構建和完善物流機器人產業標準體系。

可喜的是,去年年底,全國自動化系統與集成標準化技術委員會與機器人裝備分技術委員會物流機器人工作組正式成立,主要負責制訂和修訂物流機器人的國家標準,包括快遞/郵件系統用機器人、工廠物流用機器人、貨物搬運用機器人、戶外物流用機器人等。目前,物流機器人的標準制訂正在路上。隨著相關標準的正式落地,相信對于規范物流機器人行業發展具有重要作用。

3.產業鏈融合共生。對于物流機器人的未來發展,目前行業內呼聲最高的舉措莫過于產業鏈融合共生。機器人產業鏈分為上中下斿。上游是關鍵零部件生產廠商,主要是減速器、控制系統和伺服系統。中游是機器人本體,即機座和執行機構,是機器人的機械傳動和支撐基礎。下游是系統集成商根據不同的應用場景和用途進行有針對性的系統集成和軟件二次開發。產業鏈的特別之處在于融合,用技術和應用把元器件與AI、大數據等軟件結合成一體,充分調動資源,推動行業高效發展。這也是行業內強烈呼吁加快物流機器人產業鏈發展的原因所在。

麥肯錫全球資深董事合伙人Krel Eloot亦持類似觀點。他在“2019世界機器人大會”上演講時表示:“機器人不僅僅是機器人,而是圍繞著機器人的整體產業鏈。發展機器人產業,不只要關注機器人本體,還要綜合考慮機器人在軟件、人工智能領域的布局和發展。”

4.加快推進高技能人才隊伍建設。加大機器人領域高技能人才的教育培訓力度,培養從系統集成、安裝調試、操作維護到運行管理的多層次、多類型的應用型人才。積極搭建校企交流平臺,鼓勵重點企業與國內外高等院校、研究機構建立人才聯合培養機制,探索實施“校企合作、工學結合”的人才培養模式,,實現人才培養與企業需求的良好對接,切實為物流機器人企業輸送培養一大批高素質、高技能的應用型人才。

總之,當前我國物流機器人行業機遇與挑戰并存,如何沖破技術瓶頸,提高其應用水平,加速產業健康發展,是我國物流機器人行業必須直面的課題。

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