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關鍵詞: AGV 物流機器人 智慧物流

“看不見的戰爭” AGV智能調度系統誰主沉浮?

作者:黃滿婷

來源: 移動機器人產業聯盟

在移動機器人賽道日益擁擠的當下,企業之間從自動化到兼具自動化和柔性物流特征的智能化的較量越來越明顯。


從更長的發展周期上來講,移動機器人供應商們面對的不只是一場競賽,而是兩場競賽:第一場競賽的目標是成為細分領域做到頭部的移動機器人供應商,并具備為終端提供縱向跨場景的自動化物流解決方案的能力。


第二場競賽的目標則是突破由場景碎片、需求定制化導致的發展瓶頸,成長為滿足全場景物聯需求的物流平臺化企業,在跨行業的橫向維度上成為工業物流智能化的方案供應商。


而要突破產業瓶頸,軟件的重要性不言而喻。與實體可見的AGV本體的硬件系統不同,倉儲管理及智能調度軟件通常難以被人理解。


第一場競賽:AGV應用的延伸趨勢——柔性物流


要賦能柔性物流,AGV需要解決哪些問題?


最基礎的是導航方式柔性化的升級,移動機器人需要擺脫單一的軌跡運行導致重復搬運的機械式工作。相比于傳統的磁條、二維碼導航,AGV碰到障礙物只能停止的問題,如今的激光SLAM導航或視覺導航,AGV可以搭載激光雷達、視覺攝像頭等傳感器,智能檢測識別障礙物,主動停駛和繞障。


而要從以往單個產線、車間的工業物流向連通多個車間的工廠轉變,就要將原本以工藝、產線或車間為單位,互相割裂的工業物流體系,升級為以整廠為單位、信息流和物流全面打通的智能化系統。 


這一智能化系統的核心產品已不僅是工業物流自動化領域的AGV等通用移動平臺設備,而是集成了部分MES(工廠制造執行系統)或WMS(倉儲管理系統)功能的FMS機器人調度管理系統。


還原調度系統的工作流程


現在,讓我們從一個典型的自動化生產應用現場出發。


從實際應用來看,目前生產車間的自動化和數字化已有較好的基礎,客戶如果新建自動化工廠,為解決工業生產過程中存在物料的多種類多形態、高頻次高柔性的周轉需求,一般會規避靈活性差且無法與工業互聯網系統連接的磁條車,傾向于選擇激光slam導航或視覺slam導航AGV。


在工業生產車間中,具體的周轉場景一般有兩類,一是直接生產材料(產品)隨生產工藝的物料流轉,二是輔助生產材料(工具、耗材)在物料室(倉庫)與生產線邊的往復轉運。要想做好車間內機器人物流,解決以上兩大物流問題,核心是通過移動操作機器人與物流管控系統分別實現倉庫與產線、產線與產線之間的物理和信息連接。


物理連接很好理解,重點在于信息連接方面。隨著信息化的不斷加深,終端廠商要求移動機器人廠商的調度系統部署在本地或者用戶云端,向上對接應用現場的業務信息(包括生產設備信息,或來自APS、MES、WMS等系統的信息),向下管理及維護機器人及相關設備(如自動門、電梯、庫位傳感器,以及其他需要和機器人對接的設備等)。同時還要考慮物流機器人車隊的配送路線沖突,配送狀態,以及生產過程中出現的拆單、并單、緊急插單,訂單取消等異常情況。


百家爭鳴:調度系統的不同解決方案


不過,目前的AGV調度還沒有開源軟件,各家的算法都不一樣。總體來說分兩種,一種外購,由于科爾摩根進入行業較早,目前市面上成立較早的AGV廠家例如機科、杭叉、厚達、嘉騰、今天國際、歐鎧等等,大都是采用科爾摩根的調度系統。


另一種自己從底層構建。自主研發的好處是將來的可塑性強,但是完全憑借自家的實力,做出的產品參差不齊,簡單的只能做到端對端的直線走,十字路口停車。而優秀的企業能做到更改路徑選擇、智能調控車輛等等,如新松、昆船早已開發了自己的調度系統,斯坦德、迦智、仙工也有柔性調度系統。此外,國產的控制器廠家也都具備調度能力,如浙江科聰、科鈦、上海賓通、深圳格局技術。


而調度系統的難度又隨著場景的變化而變化,簡單的來說,室外的場景難于室內場景,而室內場景中,電商倉儲和工業場景各有各的難度。與科爾摩根NDC8 AGV控制系統一系列軟件相比,國產自主研發調度系統的廠商在應用場景上做出了一些突破和延展,許多優秀廠商的調度系統可用于工業和倉儲物流的統一資源和任務的調度和管理。如仙工于2019年推出了集所有AGV軟件功能為一體的統一資源調度系統SRD,集合多種移動機器人軟件功能,與工廠的ERP、MES、WMS、WCS等系統進行無縫對接。


此外,在一些自動化程度已經達到了相當水平的移動機器人終端客戶中,已經提出AGV+5G的調度方案需求。AGV+5G的應用趨勢首先集中在兩方面,一是利用5G大帶寬、低時延優勢對現有的AGV調度系統在調度數量、數據處理進行革新;其次則是對AGV導航算法的優化,將部分借助邊緣計算的算法優化分析上傳至算力更強大的云端處理。


第二場競賽:不可或缺的大腦——倉儲管理系統


成長為滿足全場景物聯需求的物流平臺化企業確實是一個突破的方向,但路徑到底是什么?


所謂平臺化,有兩層含義:硬件層面,基于“大物流”縱向拓展已切入場景,產品矩陣日漸豐滿;軟件層面,打造滿足橫向行業拓展而催生的數據中臺,這是一組企業級能力的合集,包括模塊化的硬件研發能力、算法平臺、仿真平臺、可視化平臺的建設。


實現機器人公司“平臺化”的關鍵,其功能包括:實時監控機器人的運行狀態、智能任務調配與協同合作、發揮群體最大效能等,為整廠的物流優化提供數據參考。


接下開,我們來看一個統攝全倉的環節——倉儲管理調度的軟件系統,現在經常被稱作“倉儲大腦”。業內人士曾表示“在整倉方案中,倉儲大腦與本體穩定性的價值占比大概為6:4——因為倉儲大腦的水平不僅決定了整倉運作效率,還能助力機器人企業搭建增量業務,如倉儲代發貨的云倉等。”


和其他IT系統一樣,倉儲軟件系統正在經歷從信息化到智能化的轉型,它正在匯集更多傳感器的更多數據,同時更多應用大數據分析、AI等新的數據智能技術。具體而言,“倉儲大腦” 就像人的大腦一樣可以拆成兩部分。一部分負責記憶和思考——記憶是存儲數據,思考是處理數據和做規劃。它對應“倉儲大腦”中的WMS(倉儲管理系統)系統,有了WMS,商品在上架、盤點、出庫、揀貨等各環節都能通過掃描二維碼的方式自動線上備案。 另一部分負責“運動”——也就是調配倉儲系統的“四肢”,即移動機器人、穿梭車、叉車、堆垛機、分揀帶、機械臂、傳感器等各種設備。它對應“倉儲大腦”中的多機調度系統,核心作用是讓各種設備協作運轉,與人共同完成物流作業。


作為整倉智能化方案的供應商,鯨倉、凱樂士都在重點研發和迭代倉儲調度管理軟件。極智嘉、快倉等以AGV見長的廠商,也在自研“智慧大腦”等操作系統以實現智能調度,并與客戶的信息系統實現對接。曠視機器人也于2019年1月推出了智能機器人網絡協同大腦“河圖”。海康機器人也已經推出智能倉儲管理系統iWMS-1000 V3.0。


雖然眼下的柔性生產賽道還是一片藍海,但隨著馬太效應的顯現,不同細分場景中幸存的供應商將面臨更殘酷的競爭;獲得更大發展機會的出路可能是從即將變激烈的“局部戰爭”里跳出來,重新劃定自己的競爭邊界。


  • END
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