市場的變化要求機器人實現(xiàn)快速部署和遷移，超大規(guī)模調(diào)度，人機高效協(xié)同，當AGV不再足夠適用于全新的物流業(yè)務(wù)需求，AMR技術(shù)應(yīng)運而生。
當物流行業(yè)走向迅猛發(fā)展的增速期，市場正在向物流環(huán)節(jié)提出多、快、好、省的全新要求?？偟膩碚f，高柔性、高可靠性、高性價比是所有物流環(huán)節(jié)機器人企業(yè)不得不應(yīng)對的挑戰(zhàn)。
而AMR模式正在幫助粗放、擴張性的初級物流環(huán)節(jié)過渡到精細化、高效化、柔性化的物流運作模式。12月2日，在尋找科創(chuàng)英雄·產(chǎn)業(yè)機器人第二季線上直播中，凱樂士科技集團副總裁白紅星進行了題為《AMR如何用AI實現(xiàn)高柔性、高可靠性及高性價比？》的線上分享。
在本場線上分享中，凱樂士科技集團副總裁白紅星圍繞三大問題進行了分享延展：“什么是AMR？AMR運用了那些AI技術(shù)？”
“當前的物流行業(yè)痛點有哪些？為什么要實現(xiàn)高柔性、高可靠性及高性價比？”
“AMR的AI技術(shù)如何幫助客戶打造高柔性、高可靠性及高性價比的物流模式？”
白紅星提到，市場的變化要求機器人實現(xiàn)快速部署和遷移，超大規(guī)模調(diào)度，人機高效協(xié)同，當AGV不再足夠適用于全新的物流業(yè)務(wù)需求，AMR技術(shù)應(yīng)運而生。他提到，當下AMR技術(shù)正在結(jié)合著AI技術(shù)實現(xiàn)新的進步，智能優(yōu)化算法調(diào)度技術(shù)、感知識別技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、萬物互聯(lián)的技術(shù)正在為AMR機器人賦能。
01 AGV為什么會被AMR替代？
AMR是從AGV技術(shù)發(fā)展而來的。
傳統(tǒng)AGV的部署方式，機器在提供服務(wù)之前就已被定義好了，多機協(xié)同的規(guī)模往往容易受到調(diào)度系統(tǒng)限制。在AMR的場景中，地面上的二維碼不見了，機型豐富了起來，并且機器之間也是可以進行協(xié)作的，每種機器可以實現(xiàn)多種功能的使用，比如做托盤的存取、搬運、貨到人、貨到機械手、人機協(xié)同等等。AMR根據(jù)業(yè)務(wù)需要還可以靈活變換貨到人、訂單到人等不同功能。AGV為什么變成了AMR？這背后其實是市場在產(chǎn)生各種變化。首先，市場變化上，物品種類越來越多，客戶定制化、訂單碎片化越來越普遍，物流業(yè)務(wù)的形態(tài)越來越豐富且不確定性。這些不確定性帶來的結(jié)果是，機器人在剛剛投產(chǎn)的時候曾預(yù)設(shè)好的功能、訂單結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程很可能隨著后期客戶的業(yè)務(wù)發(fā)展發(fā)生新的變化。這就要求物流設(shè)備系統(tǒng)具備高柔性，越來越靈活，能夠快速適應(yīng)各種不同需求。其次，配送效率要求越來越高。原先的批發(fā)模式和分銷模式是以周為單位的，但是到了電商模式下，配送效率開始以日為要求，而社區(qū)電商前置倉的要求甚至?xí)孕r、分鐘來計算。這就要求物流信息系統(tǒng)越來越智能、設(shè)備系統(tǒng)運行效率越來越高，且不能停擺。最后，另外市場競爭日益激烈。雖然人工越來越貴，但在激烈的競爭態(tài)勢下，每個物流運營方都希望自己的運營成本越來越低。這就要求物流設(shè)備具備高柔性，越來越靈活，能夠適應(yīng)各種不同的需求，另外還要形成規(guī)?；?，且自動化程度越來越高，前期投資和后期運行要求極致高性價比。總的來看，市場的變化對AGV系統(tǒng)提出了更高的要求——
“要求機器人實現(xiàn)快速部署和遷移，超大規(guī)模調(diào)度，人機高效協(xié)同?！?/strong>
為了呼應(yīng)市場這三大需求，AMR機器人應(yīng)運而生。
我們可以從二者在實時部署、調(diào)度規(guī)模和人機協(xié)同三個方面進行對比。
實施部署方面，AGV對場地實施部署要求高，并且不容易隨時調(diào)整。AMR不需要貼碼，場地適應(yīng)性高，可以在一天內(nèi)完成部署，并且如果場地發(fā)生變化，AMR能夠靈活變換和進行增減。調(diào)度規(guī)模方面， AGV主要通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)實時的集中調(diào)度，隨著AGV的數(shù)量變多，整個調(diào)度系統(tǒng)的計算復(fù)雜度將指數(shù)倍增，并且由于現(xiàn)場是需要實時調(diào)度的，對通信網(wǎng)絡(luò)的要求非常高，一旦無法跟中央服務(wù)器通訊，AGV就只能呆在原地并報警，讓人去解決問題。而AMR可以做到分布式調(diào)度，理論上是無規(guī)模上限的。
人機協(xié)同方面，傳統(tǒng)的AGV要盡量減少人和AGV的交叉領(lǐng)域，這需要AGV在交互點設(shè)計安全圍欄、電子圍欄等等，但AMR可以隨時隨地進行人機的交互。
02 AI技術(shù)是怎樣賦能AMR機器人的？
AMR的發(fā)展也同樣在依靠著AI技術(shù)在進步，AMR上集結(jié)了感知識別技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、萬物互聯(lián)的技術(shù)。把這些技術(shù)進行分類，我們會發(fā)現(xiàn)，人工智能技術(shù)在AMR的應(yīng)用上主要存在于三個層次。
第一個層次——計算智能。
計算機通過借鑒人的經(jīng)驗、自然規(guī)律等，實施這種禁忌搜索、模擬退火、粒子群、蟻群、遺傳等智能優(yōu)化算法，更智能地處理任務(wù)調(diào)度、路徑規(guī)劃、模式識別、數(shù)據(jù)挖掘等復(fù)雜計算工作。通過攝像頭、雷達、麥克風(fēng)等各類傳感器，獲取外界的環(huán)境信息，再通過圖像識別、信號處理、數(shù)據(jù)融合等技術(shù)，將感知到的信息加工處理形成結(jié)果（如識別、定位等），成為后續(xù)操作執(zhí)行的依據(jù)。在感知智能的基礎(chǔ)上，與業(yè)務(wù)需求緊密配合，實時調(diào)整各類AMR（包括潛伏式AMR、料箱存取AMR、復(fù)合機械手AMR、叉車AMR等等）的具體動作，實現(xiàn)這種高性能、高效率、高并發(fā)、低風(fēng)險、低成本的物流執(zhí)行。
在不同層次上，我們也做了很多具體的工作。
計算智能上，我們通過AI智能算法讓AMR實現(xiàn)更高性能和更快速的路徑規(guī)劃。比如我們改進A*算法，傳統(tǒng)A*算法沒有太考慮多臺AMR之間的相互影響，我們改進后使它可以動態(tài)的根據(jù)區(qū)域內(nèi)的車輛運行實時車身情況，進行車輛路徑的規(guī)劃，實現(xiàn)路徑方向的動態(tài)變換，實時動態(tài)避障，減少轉(zhuǎn)彎數(shù)量、最小化路徑?jīng)_突數(shù)量及整體并行的執(zhí)行時間。
計算智能用于AMR調(diào)度系統(tǒng)會為機器人帶來三大方面的幫助。
在同一個地圖中，兼容不同品牌、種類的機器人；另外還支持二維碼車型、SLAM車型、托盤車型、料箱車型等多機型協(xié)同統(tǒng)一調(diào)度。
在路徑規(guī)劃、負載均衡、最優(yōu)任務(wù)匹配、作業(yè)優(yōu)化等方面智慧協(xié)同；支持1000臺以上的各類機器人的高效協(xié)同。我們采用這種模塊化、標準化的系統(tǒng)產(chǎn)品，提供規(guī)劃、實施、運維一站式系統(tǒng)解決方案；另外在部署的時候，只需要通過更新地圖就能夠讓項目快速落地。
感知智能用于AMR調(diào)度系統(tǒng)帶來的幫助也很明顯。感知智能最典型的是SLAM導(dǎo)航，包括激光SLAM和視覺SLAM。綜合智能應(yīng)用于AMR調(diào)度系統(tǒng)的最終的目的，是實現(xiàn)高柔性、高可靠性、高性價比的AMR解決方案。
高柔性方面，主要是可以適應(yīng)各種場地和布局，快速部署和調(diào)整；兼容不同業(yè)務(wù)需求。滿足多種模式混跑；區(qū)域、設(shè)備、流程等均可快速柔性擴展。高可靠性方面，主要是實現(xiàn)了環(huán)境感知、柔性適應(yīng)和降低故障率；系統(tǒng)遠程采集設(shè)備健康度，并推送維養(yǎng)方案；熱插拔互備，單機故障不影響整體系統(tǒng)運行。高性價比方面，主要是智能調(diào)度、人機協(xié)同提高系統(tǒng)整體性能；快速部署與高可靠性降低實施、運維成本；功能靈活調(diào)整，降低發(fā)展切換成本。最后我們也介紹一下，凱樂士的AMR解決方案的6大優(yōu)勢： 
首先我們掌握了核心技術(shù)，從最底層的二維碼技術(shù)、激光SLAM技術(shù)、視覺SLAM技術(shù)、嵌入式控制、自主定位和導(dǎo)航等等全部都是自主研發(fā)的。
自研能力使得我們更能貼近客戶的應(yīng)用需求，并且進行一定的定制工作。設(shè)備的穩(wěn)定性高是可靠性的體現(xiàn)。組件模塊化程度高，對結(jié)構(gòu)的依賴性會比較低，可以快速適配不同的車型。拓展性能更高，可以配備多種的通用總線，可按需增減外設(shè)和傳感器。另外我們視覺傳感器信息量大，可以按需去開發(fā)視覺應(yīng)用。當然，我們的產(chǎn)品在部署時間上也更短，且施工周期非常短。最后通過人工智能的應(yīng)用，使得凱樂士的整體解決方案也具備非常高的性價比。
03 提問環(huán)節(jié)
A：隨著高柔性、高可靠性、高性價比的AMR技術(shù)發(fā)展，一些主流車型將普及。當年產(chǎn)量和銷量達到數(shù)十萬甚至數(shù)百萬臺時，價格門檻將進一步降低。Q：您認為遠期看機器人行業(yè)會是一家獨大還是細分為王？A：不會一家獨大，熟悉物流裝備行業(yè)的都知道，叉車行業(yè)發(fā)展了這么多年，也沒有實現(xiàn)一家獨大。AMR中，有處理托盤的、處理料箱的、主打存取的、主打搬運的等等，另外也有不同地域?qū)傩院托袠I(yè)屬性。所以說，一家獨大是不太可能的。但是，大眾車型和小眾車型的分支中，大眾車型往往更容易誕生一批巨頭。在一些細分領(lǐng)域一定會有一些做得特別好、利潤也不錯的企業(yè)打出一片天地。當然，這些小眾車型總銷售額不會太大，最后的巨頭應(yīng)該還是主打大眾車型的企業(yè)。Q：您認為現(xiàn)在國內(nèi)AGV機器人發(fā)展最大的阻礙是什么？A：AGV交付成本非常高，有很多的非標定制，針對單個項目有軟件開發(fā)、現(xiàn)場部署和調(diào)試成本。隨著AMR的到來，更加智能，柔性更強，也可以用更少的車型去滿足應(yīng)用場景需求，這樣一來就減少非標定制的成本，同時在這個人工智能技術(shù)的應(yīng)用后，軟件開發(fā)不需要單獨定制，軟件可以更加產(chǎn)品化和通用化。AMR將來一定會成為像掃地機器人一樣開箱即用。Q：在官網(wǎng)上看到凱樂士做了12個場景，你們是怎么讓自己的機器人快速適應(yīng)新場景的？A：去抽象和提煉出他們的共性。比如說處理的物料類型，主要還是托盤箱式的和零貨啊，然后這些物料的物動量的特征。比如有高頻的A類，中頻的B類，低頻的C類，機器人的功能主要就是存取、搬運、分揀。提煉出來之后就能夠發(fā)現(xiàn)不同場景之間的共性，再加上我們使用人工智能技術(shù)本身具備高柔性，在規(guī)劃設(shè)計方案的時候，考慮不同行業(yè)、不同場景的差異，就能夠完美匹配。Q：您認為在什么情況下 AMR存取機器人可以替代穿梭車和堆垛機方案？A：智能的穿梭車也是一種AMR，只不過是在軌道上行駛的。AMR是否可以替代有軌道的AMR呢？我覺得不會完全替代，二者一定是并存的。有軌道的情況下，速度會更快，高流量、高吞吐量以及存取密度比較高的時候，還是穿梭車會更適合，但是在這個比較矮的樓層，流量要求比較低的情況下，AMR的柔性更好。就像現(xiàn)在汽車普及了，但是我們還是需要地鐵和高鐵。
Q：您覺得AMR的未來真正的核心競爭力在哪里？不單單只是和AGV相比，在整個物流領(lǐng)域而言的話？A：AMR代表的是一種智能的物流裝備，最大的競爭力在于具有強通用性。過去講的是自動化物流裝備，現(xiàn)在是智能化物流裝備。自動化物流裝備時代，很多時候是專機專用，比如輸送機只管輸送，分揀機只管分揀，堆垛機負責(zé)存取。那AMR的通用性讓它可以跨越存取、搬運、分揀的功能阻隔，可以用更好的產(chǎn)品去適應(yīng)更多的場景，更高柔性、更高可靠性、更高性價比，這是它的競爭力所在。
Q：請問凱樂士在垂直行業(yè)方案的復(fù)用性程度？比如應(yīng)用在A電商物流的方案，可以百分之多少復(fù)制到下一家同類客戶？凱樂士如何為非標場景提供相對標準化的產(chǎn)品或方案？A：我們特別重視規(guī)劃設(shè)計方案，基本上不會拿方案去套用，因為每家客戶的庫存特征、訂單結(jié)構(gòu)都有區(qū)別，因此我們會基于嚴格的數(shù)據(jù)分析進行方案設(shè)計。這一過程也在不斷的完善我們的調(diào)度系統(tǒng)，使得我們軟件產(chǎn)品的通用性更強。
Q：都說AMR屬于第四代移動機器人，您認為未來會有哪些新的技術(shù)融合到移動機器人里面？有沒有一些行業(yè)的技術(shù)方向苗頭？A：人工智能正在不斷融合進來，我們可以重點關(guān)注如何去實現(xiàn)一些大眾車型的移動機器人。除了當前的爆款以外，應(yīng)該用第一性原理思考，比如如何實現(xiàn)底盤和上裝分離、快換，盡快形成每年數(shù)百萬臺產(chǎn)量的規(guī)模。
Q：本體機器廠商在市面上也有一些專注于機器人控制器等單個環(huán)節(jié)的技術(shù)方案提供商，這類企業(yè)的出現(xiàn)是否有可能大幅降低機器人的成本？
A：單環(huán)節(jié)的技術(shù)方案供應(yīng)商倒不是降低機器人的成本，而是降低了機器人供應(yīng)商的門檻，但是在降低成本方面并不明顯。以控制器為例，想適應(yīng)更多的客戶，就不得不做得更具備通用性，反而可能會增加成本。但對于本體廠商廠家自己做的控制器來說，用在某一款機型上，只需要必要的功能和接口，反而成本會更低。要大幅降低機器人的成本，最關(guān)鍵的還是在于通用的車型或者是通用的底盤，降低成本的關(guān)鍵還是在于規(guī)模。
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