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进击的物流机器人厂商,正在瞄准工厂

2022-02-23科学
工厂内物流市场的自动化和智能化需求在近年已形成一个新的风口。不仅有AI公司、自动化装备公司、物联网公司纷纷开始延伸业务,从单点服务向整体解决方案迈进,更是有原先专注于快递物流的企业跨行入局。竞争之下,谁能掌握主导权?

Part 1 从快递物流入局工厂内物流的机器人新秀

物流仓储作为一个非常传统的行业,近年来因为电商模式在零售环节的全面渗透,其自动化和智能化从降本增效的「创新品」变成完成作业的「刚需品」。

大型电商物流企业例如阿里、京东、顺丰等,已经自建了不少大规模标杆性的自动化仓库,成熟应用了各种抓取放置类机器人、搬运类机器人和相关的仓储管理、智能调度系统。

然而由于国内物流行业的整体劳动力成本低、劳动强度大,更多的中小型快递物流企业出于价格敏感,并没有很强烈的机器换人的需求。

除了大众更熟悉的电商快递物流外, 另外一个物流仓储的主要场景是工厂内物流——对工厂内部的原材料、半成品、成品及零部件等进行存储和输送,侧重于物流和生产的对接。

工厂内物流市场的自动化和智能化需求在近年已形成一个新的风口。

由于消费端对个性化、定制化的需求,倒逼着制造端往「小批量、多品种、短周期」的生产模式迈进。物料和产成品种类的多样化使生产系统要加入更加柔型的自动分拣和仓储单元。

同时,伴随着工厂生产线自动化和智能化水平的提升,对物料出入库存取和分类拣选输送等物流环节的效率和准确率要求也不断提高。这驱动了分拣、运输、移动货架、自动立库、码垛、叉车等自动化物流装备需求的爆发。

制造企业更高的付费能力和现实场景下的需求痛点,吸引了不少智能仓储方案供应商入场,甚至是跨行业进入。

其中就包括这样一家以自动驾驶及人工智能技术为核心的机器人初创企业——深圳蓝胖子机器智能有限公司(以下简称「蓝胖子机器智能」)。它沿着市场的路径,携过往的智能化技术沉淀,逐步将市场触角从快递物流领域扩展到了工业物流领域。

蓝胖子机器智能成立于2014年,作为一家智能无人仓储解决方案供应商,公司主要为物流、快递、电商仓储、海/空港等场景,提供包含分拣、运输、码垛、入库、装载等环节的一站式解决方案。

产品主要包括软硬件相结合的上件机器人、分拣机器人、自主移动机器人、码垛机器人、装载机器人等,并积累了多种规划及优化算法,包括智能装箱算法、智能调度算法以及多机规划算法。

公司CEO邓小白曾在摩根大通、UPS担任高管,核心团队中也不乏来自UPS、Momenta、Open CV等跨国物流公司和顶尖自动驾驶、机器视觉领域的专家。

国际化的背景优势、对欧美发达国家物流行业的需求理解,以及技术驱动的基因,使 蓝胖子机器智能能够打出一个差异化的先手牌——即在早期主攻北美市场,与DHL、UPS等头部物流企业达成战略合作,率先在海外物流快递场景实现应用落地。

而在国内市场,由于快递物流行业的机器换人相对不如欧美市场成熟,蓝胖子把目光锁定在了制造业,并认为其在过往快递行业的技术积累与应用方案,能够有效迁移到工业物流场景中,赋能国内制造业客户提升物流智能化和自动化水平。

2019年,广州蓝胖子移动科技公司成立,标志着蓝胖子正式进军智能制造领域,入局工厂内物流市场。近两年,基于工厂内物流研发的产品线不断扩充,业务的发展也开始进入快车道。公司不仅与国际化工公司BASF 达成战略合作,并且与知名上市制造企业广东长青(集团)一起实现了AI智能码垛等项目的应用落地。


Part 2 为工厂内物流场景推出无人化解决方案

如前所述, 工厂内物流相对于电商快递物流来说,更重要的是与生产的对接 ,仓储物流环节需要适应产线的生产节拍,这就对物流的准确性、稳定性和安全性提出了更高的要求。

在技术上,蓝胖子机器智能在五个方面做了研发设计——深度学习视觉、激光SLAM导航、运动轨迹规划、自研仿真和调度算法。

我们可以从一个无人地牛(APJ)的典型工作流程来理解这几项核心技术的运用。

无人地牛在货架处进行搬运交接之前,首先要对地面、叠放和货架上的托盘实现识别和区分。

蓝胖子机器智能通过深度学习模型来识别不同类型的托盘,并且使用了业内目前精度最高的3D相机技术TOF(Time of Flight)进行托盘的3D位姿识别,从而保证地牛可以精准叉取货品。

针对随后物品在空间内的搬运,一方面无人地牛所搭载的实时运动规划能力,可以自动规划出点对点之间时间最短且平顺的运行轨迹,以保证安全无碰撞和精准停车。

另一方面,SLAM激光导航技术使其可以在无轨道、无贴码的环境下实现自主导航和移动,定位精度在正负10mm范围内,并能自适应环境的局部变化。

而当厂内有多个无人地牛、AGV等自主移动设备协同工作时,调度系统就发挥作用。无需手动设置交通规则,算法会让执行多任务的机器人队伍能够实现预先调度,快速得到高效避让、时间最优的协同行动方案。如果遇到道路障碍或车辆故障,系统会自行重新规划设备运行路线,以保证其余设备继续运行。

以上这一整套的工作流程,会由基于Unity自研物理仿真平台在调度系统上线前先进行1:1全流程仿真验证,以减少后续实地部署期间的调试周期。

依托这五大核心技术,蓝胖子机器智能积极布局了工厂进出库物流场景,如搬运、堆垛等,推出智能化、无人化解决方案。

1、 无人搬运解决方案

与分拣作业中广泛采用的机械臂不同,蓝胖子机器智能为工厂物流领域研发了专门用途、门类丰富的无人叉车类产品,如APJ无人地牛、APS无人堆高车、ART无人前移式叉车等,以适应不同环境的作业需求。

从仓内作业场景看,无人叉车替代人工叉车的刚需场景主要是:1)装卸货场景,工作环境分为外月台、工厂内、纯室外堆场;2)密集存储场景,包括:驶入式货架、横梁式高货架、窄通道货架、双深度货架、穿梭式货架以及堆叠式货架等。

其中,室内密集仓储场景随着自动化集成程度的加深,无人化条件趋于成熟,也是目前蓝胖子智能无人叉车投放的主要场景。

目前其PTS无人地牛搬运系统,可以实现工厂或仓库内点到点、库区到库区的托盘搬运。基于深度学习的视觉托盘检测,APJ无人地牛可接受200mm和10度的人工摆放误差并快速叉取不同类型的托盘;以及通过动态运动规划,实现有序出入、自主等候避让。

对于地面库位的密集存储,系统会自动计算出入库顺序,从而不再需要人工排单。以上能力并不以大幅改造场地为代价,该系统支持10万平方米的自主建图,最快当天就可以完成部署。

2、 多SKU智能码垛系统

在出库环节的更前端,生产线的末端,蓝胖子也可以配套提供无人化的智能码垛解决方案。

传统的人工码垛只能应用在物料轻便、尺寸和形状变化大、吞吐量小的场合,而这已经远远不能满足工业的需求,工厂生产的时效性和再生产的连续性不断受到挑战。

因此该方案专为小批量、多品种的生产而设计,融合了智能码垛算法,可以实时生成垛型;配合实时运动规划,单套机器人可以同时处理多个托盘的码放任务,完成新流入货物及混合货物码垛。

值得注意的是, 由于具备自主学习能力,该方案是无需提前知道来货顺序的,相对传统自动化设备而言无需提前示教 ,因此产线变更或引入新品时节省了额外的配置时间。

公司此款多SKU智能码垛机器人解决方案已实地应用于广东长青集团的工厂中,执行码垛及转运工作。

长青集团在使用多SKU码垛机器人之前,成品是在生产线尾进行人工码垛,再通过人工用电梯转运的方式进行入库的,不仅人工数量多、耗时长,而且产品不能及时入库。此外,线尾码垛极大地占用了线尾空间,也带来了工厂内的物流转运问题。

通过应用该智能化码垛方案,长青集团获取了预期的成效。其成品入库时间减少了50% ,人工数量节省了80%。

工厂内物流线路得到了合理规划,现场更加整洁有序,信息化也减少了人工操作失误,大幅提高了连续生产能力。

为了将硬件与工厂信息化系统融合,蓝胖子还组建了自己的工业软件团队,完善其WMS产品及方案 ,从而更好地提供基于软硬件集成的,针对生产线前后端环节的无人智能仓储整体解决方案。

Part 3 在竞合中获取商业成功

越来越多的人工智能公司、自动化装备公司将注意力投射到工厂场内物流领域中来,因为其中的商业机会巨大,且难以估量。

机会产生于市场和技术发生的共振。一方面低效的传统场内物流模式无法满足日益多样化、柔性化的现代作业需要,另一方面AI及自动驾驶等技术,赋能机械在更加高速、准确、安全的基础上,同时具备智能化的「拟人「特征,使执行机构的能力可以轻易胜任并大幅超过以往需要人工承担的工作任务。

由于场内物流服务于生产,须配合整体的生产节拍和计划,因此也具备显著的多环节、长链条属性。

目前的科技服务商,切入的多是单个或某几个点的智能化改造,鲜有提供整个物流链条的整体解决方案。 客户在单点上需要创新,在整体上也需要协同。未来的获客之道,必须是解决方案成套化、配套化。 诸如蓝胖子机器智能,也正走在不断完善自身产品线,提供无缝、连贯的一体化方案的道路上。

如果说提供全链条服务能力是对该赛道竞争者的至关重要,那么从执行机构进化到控制大脑,就是对竞争企业的终极考验。

很显然,当物流环节里引入众多的机械手臂、移动机器人等自动化装置后,工厂对整体效率的优化就会转化成为刚需。

其中底层的信息是, 科技服务商需要提供的不再只是物流资源,而是物流资源的整合能力,换言之,须得成为工厂物流的「外脑」。

整体统筹、调度和优化可以发挥重大的价值,但做到它需要依靠技术与经验的结合。人工智能技术的突破,可以视作智能化物流的生产力,同时企业如果能够深入吸收行业经验,深刻把握行业痛点的话,整体的价值就将获得最大化。

当前我们容易发现,纯技术基因的企业,在整体把握和满足客户需求的过程中,都走过不少弯路。蓝胖子构建自身的工业软件团队、与大型企业合作,是深入挖掘市场机会、服务工业客户的必要举措。

因此未来竞争的重点,将逐步从局部到整体、从低处向高处发展,格局越大,越需要精诚合作。蓝胖子认为,在完善自身的同时,只有上下游协同合作,才可以更好地在客户侧站稳脚跟。

在这个无法估量的巨大市场面前,任何初创企业都无法独善其身。在竞争中有合作,在合作之中竞争,善于把握机会的企业最终将有望获取商业成功。