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進擊的物流機器人廠商,正在瞄準工廠

2022-02-23科學
工廠內物流市場的自動化和智能化需求在近年已形成一個新的風口。不僅有AI公司、自動化裝備公司、物聯網公司紛紛開始延伸業務,從單點服務向整體解決方案邁進,更是有原先專註於快遞物流的企業跨行入局。競爭之下,誰能掌握主導權?

Part 1 從快遞物流入局工廠內物流的機器人新秀

物流倉儲作為一個非常傳統的行業,近年來因為電商模式在零售環節的全面滲透,其自動化和智能化從降本增效的「創新品」變成完成作業的「剛需品」。

大型電商物流企業例如阿裏、京東、順豐等,已經自建了不少大規模標桿性的自動化倉庫,成熟套用了各種抓取放置類機器人、搬運類機器人和相關的倉儲管理、智能排程系統。

然而由於國內物流行業的整體勞動力成本低、勞動強度大,更多的中小型快遞物流企業出於價格敏感,並沒有很強烈的機器換人的需求。

除了大眾更熟悉的電商快遞物流外, 另外一個物流倉儲的主要場景是工廠內物流——對工廠內部的原材料、半成品、成品及零部件等進行儲存和輸送,側重於物流和生產的對接。

工廠內物流市場的自動化和智能化需求在近年已形成一個新的風口。

由於消費端對個人化、客製化的需求,倒逼著制造端往「小批次、多品種、短周期」的生產模式邁進。物料和產成品種類的多樣化使生產系統要加入更加柔型的自動分揀和倉儲單元。

同時,伴隨著工廠生產線自動化和智能化水平的提升,對物料出入庫存取和分類揀選輸送等物流環節的效率和準確率要求也不斷提高。這驅動了分揀、運輸、移動貨架、自動立庫、碼垛、叉車等自動化物流裝備需求的爆發。

制造企業更高的付費能力和現實場景下的需求痛點,吸引了不少智能倉儲方案供應商入場,甚至是跨行業進入。

其中就包括這樣一家以自動駕駛及人工智能技術為核心的機器人初創企業——深圳藍胖子機器智能有限公司(以下簡稱「藍胖子機器智能」)。它沿著市場的路徑,攜過往的智能化技術沈澱,逐步將市場觸角從快遞物流領域擴充套件到了工業物流領域。

藍胖子機器智能成立於2014年,作為一家智能無人倉儲解決方案供應商,公司主要為物流、快遞、電商倉儲、海/空港等場景,提供包含分揀、運輸、碼垛、入庫、裝載等環節的一站式解決方案。

產品主要包括軟硬件相結合的上件機器人、分揀機器人、自主移動機器人、碼垛機器人、裝載機器人等,並積累了多種規劃及最佳化演算法,包括智能裝箱演算法、智能排程演算法以及多機規劃演算法。

公司CEO鄧小白曾在摩根大通、UPS擔任高管,核心團隊中也不乏來自UPS、Momenta、Open CV等跨國物流公司和頂尖自動駕駛、機器視覺領域的專家。

國際化的背景優勢、對歐美已開發國家物流行業的需求理解,以及技術驅動的基因,使 藍胖子機器智能能夠打出一個差異化的先手牌——即在早期主攻北美市場,與DHL、UPS等頭部物流企業達成戰略合作,率先在海外物流快遞場景實作套用落地。

而在國內市場,由於快遞物流行業的機器換人相對不如歐美市場成熟,藍胖子把目光釘選在了制造業,並認為其在過往快遞行業的技術積累與套用方案,能夠有效遷移到工業物流場景中,賦能國內制造業客戶提升物流智能化和自動化水平。

2019年,廣州藍胖子移動科技公司成立,標誌著藍胖子正式進軍智能制造領域,入局工廠內物流市場。近兩年,基於工廠內物流研發的產品線不斷擴充,業務的發展也開始進入快車道。公司不僅與國際化工公司BASF 達成戰略合作,並且與知名上市制造企業廣東長青(集團)一起實作了AI智能碼垛等專案的套用落地。


Part 2 為工廠內物流場景推出無人化解決方案

如前所述, 工廠內物流相對於電商快遞物流來說,更重要的是與生產的對接 ,倉儲物流環節需要適應產線的生產節拍,這就對物流的準確性、穩定性和安全性提出了更高的要求。

在技術上,藍胖子機器智能在五個方面做了研發設計——深度學習視覺、激光SLAM導航、運動軌跡規劃、自研仿真和排程演算法。

我們可以從一個無人地牛(APJ)的典型工作流程來理解這幾項核心技術的運用。

無人地牛在貨架處進行搬運交接之前,首先要對地面、疊放和貨架上的托盤實作辨識和區分。

藍胖子機器智能透過深度學習模型來辨識不同類別的托盤,並且使用了業內目前精度最高的3D相機技術TOF(Time of Flight)進行托盤的3D位姿辨識,從而保證地牛可以精準叉取貨品。

針對隨後物品在空間內的搬運,一方面無人地牛所搭載的即時運動規劃能力,可以自動規劃出點對點之間時間最短且平順的執行軌跡,以保證安全無碰撞和精準停車。

另一方面,SLAM激光導航技術使其可以在無軌域、無貼碼的環境下實作自主導航和移動,定位精度在正負10mm範圍內,並能自適應環境的局部變化。

而當廠內有多個無人地牛、AGV等自主流動通訊器材協同工作時,排程系統就發揮作用。無需手動設定交通規則,演算法會讓執行多工的機器人隊伍能夠實作預先排程,快速得到高效避讓、時間最優的協同行動方案。如果遇到道路障礙或車輛故障,系統會自行重新規劃器材執行路線,以保證其余器材繼續執行。

以上這一整套的工作流程,會由基於Unity自研物理仿真平台在排程系統上線前先進行1:1全流程仿真驗證,以減少後續實地部署期間的偵錯周期。

依托這五大核心技術,藍胖子機器智能積極布局了工廠進出庫物流場景,如搬運、堆垛等,推出智能化、無人化解決方案。

1、 無人搬運解決方案

與分揀作業中廣泛采用的機械臂不同,藍胖子機器智能為工廠物流領域研發了專門用途、門類豐富的無人叉車類產品,如APJ無人地牛、APS無人堆高車、ART無人前移式叉車等,以適應不同環境的作業需求。

從倉內作業場景看,無人叉車替代人工叉車的剛需場景主要是:1)裝卸貨場景,工作環境分為外月台、工廠內、純室外堆場;2)密集儲存場景,包括:駛入式貨架、橫梁式高貨架、窄通道貨架、雙深度貨架、穿梭式貨架以及堆疊式貨架等。

其中,室內密集倉儲場景隨著自動化整合程度的加深,無人化條件趨於成熟,也是目前藍胖子智能無人叉車投放的主要場景。

目前其PTS無人地牛搬運系統,可以實作工廠或倉庫內點到點、庫區到庫區的托盤搬運。基於深度學習的視覺托盤檢測,APJ無人地牛可接受200mm和10度的人工擺放誤差並快速叉取不同類別的托盤;以及透過動態運動規劃,實作有序出入、自主等候避讓。

對於地面庫位的密集儲存,系統會自動計算出入庫順序,從而不再需要人工排單。以上能力並不以大幅改造場地為代價,該系統支持10萬平方米的自主建圖,最快當天就可以完成部署。

2、 多SKU智能碼垛系統

在出庫環節的更前端,生產線的末端,藍胖子也可以配套提供無人化的智能碼垛解決方案。

傳統的人工碼垛只能套用在物料輕便、尺寸和形狀變化大、吞吐量小的場合,而這已經遠遠不能滿足工業的需求,工廠生產的時效性和再生產的連續性不斷受到挑戰。

因此該方案專為小批次、多品種的生產而設計,融合了智能碼垛演算法,可以即時生成垛型;配合即時運動規劃,單套機器人可以同時處理多個托盤的碼放任務,完成新流入貨物及混合貨物碼垛。

值得註意的是, 由於具備自主學習能力,該方案是無需提前知道來貨順序的,相對傳統自動化器材而言無需提前示教 ,因此產線變更或引入新品時節省了額外的配置時間。

公司此款多SKU智能碼垛機器人解決方案已實地套用於廣東長青集團的工廠中,執行碼垛及轉運工作。

長青集團在使用多SKU碼垛機器人之前,成品是在生產線尾進行人工碼垛,再透過人工用電梯轉運的方式進行入庫的,不僅人工數量多、耗時長,而且產品不能及時入庫。此外,線尾碼垛極大地占用了線尾空間,也帶來了工廠內的物流轉運問題。

透過套用該智能化碼垛方案,長青集團獲取了預期的成效。其成品入庫時間減少了50% ,人工數量節省了80%。

工廠內物流路線得到了合理規劃,現場更加整潔有序,資訊化也減少了人工操作失誤,大幅提高了連續生產能力。

為了將硬件與工廠資訊化系統融合,藍胖子還組建了自己的工業軟件團隊,完善其WMS產品及方案 ,從而更好地提供基於軟硬件整合的,針對生產線前後端環節的無人智能倉儲整體解決方案。

Part 3 在競合中獲取商業成功

越來越多的人工智能公司、自動化裝備公司將註意力投射到工廠場內物流領域中來,因為其中的商業機會巨大,且難以估量。

機會產生於市場和技術發生的共振。一方面低效的傳統場內物流模式無法滿足日益多樣化、柔性化的現代作業需要,另一方面AI及自動駕駛等技術,賦能機械在更加高速、準確、安全的基礎上,同時具備智能化的「擬人「特征,使執行機構的能力可以輕易勝任並大幅超過以往需要人工承擔的工作任務。

由於場內物流服務於生產,須配合整體的生產節拍和計劃,因此也具備顯著的多環節、長鏈條內容。

目前的科技服務商,切入的多是單個或某幾個點的智能化改造,鮮有提供整個物流鏈條的整體解決方案。 客戶在單點上需要創新,在整體上也需要協同。未來的獲客之道,必須是解決方案成套化、配套化。 諸如藍胖子機器智能,也正走在不斷完善自身產品線,提供無縫、連貫的一體化方案的道路上。

如果說提供全鏈條服務能力是對該賽道競爭者的至關重要,那麽從執行機構前進演化到控制大腦,就是對競爭企業的終極考驗。

很顯然,當物流環節裏引入眾多的機械手臂、移動機器人等自動化裝置後,工廠對整體效率的最佳化就會轉化成為剛需。

其中底層的資訊是, 科技服務商需要提供的不再只是物流資源,而是物流資源的整合能力,換言之,須得成為工廠物流的「外腦」。

整體統籌、排程和最佳化可以發揮重大的價值,但做到它需要依靠技術與經驗的結合。人工智能技術的突破,可以視作智能化物流的生產力,同時企業如果能夠深入吸收行業經驗,深刻把握行業痛點的話,整體的價值就將獲得最大化。

當前我們容易發現,純技術基因的企業,在整體把握和滿足客戶需求的過程中,都走過不少彎路。藍胖子構建自身的工業軟件團隊、與大型企業合作,是深入挖掘市場機會、服務工業客戶的必要舉措。

因此未來競爭的重點,將逐步從局部到整體、從低處向高處發展,格局越大,越需要精誠合作。藍胖子認為,在完善自身的同時,只有上下遊協同合作,才可以更好地在客戶側站穩腳跟。

在這個無法估量的巨大市場面前,任何初創企業都無法獨善其身。在競爭中有合作,在合作之中競爭,善於把握機會的企業最終將有望獲取商業成功。