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物流黑科技——AMR机器人的发展
时间:2023-04-12 15:53       来源:文|本刊编辑部

业务激增,导致亚马逊自建物流体系

全球线上购物发展迅猛,势不可挡,美国亚马逊公司成为全球电商的领导者,营收的暴增,让电商货物的物流作业产生巨量规模,为了将电商货物快速地配送到家,亚马逊采取了舍弃委外快递服务而自建快递体系,以降低成本与提高时效。

 

主要做法是让离职员工加入承包亚马逊快递业务,以免受制于传统的大型国际快递公司。摩根士丹利的分析师预测亚马逊在2022年发货将达到65亿个包裹,这将导致UPS、FedEx和USPS等知名物流企业的年营业收入,将减少约650亿美元。

Kiva由此大放异彩

成立于2003年的Kiva Systems公司,创始人Mick Mountz致力于研发一种仓储机器人,来取代仓库中人力的行走搬运与分拣,以让仓储作业更灵活高效。在创业的前几年,Kiva System一直都没有什么特别,直到2009年,Quiet Logistics物流公司成为Kiva的第一个客户,Kiva Systems所提供的仓储机器人,在专业媒体的报道下,逐渐让物流行业知晓。

2012年,美国亚马逊公司以约7.75亿美元,收购了Kiva Systems公司。收购后将其整编为旗下机器人部门Amazon Robotics。被收购后,其机器人也并未改名,仍然叫Kiva,它能够搬起超过300kg以上的承载体,在物流中心自由“行走”的搬运机器人。收购后,亚马逊公司将Kiva Systems仓储机器人从市场上撤出,不再销售给外部公司,只用于自家物流中心。

亚马逊机器人技术的首席技术员泰伊布莱迪(Tye Brady)说:仓储作业非常耗费人力,每个作业人员平均一天要走好几公里的距离去拣出少量的货物,当知道有Kiva这种仓储机器人后,亚马逊就立即引进了这种机器,经过实证实验,证明这种设备能够提升至少50%以上的拣货速度,还能减少约50%以上的人力,引进这种机器,也能让同事们和机器人和谐作业,效率高涨,好比人与机器谱写的交响曲,使我们能够弹性地调拨作业,计算效率,降低成本。

亚马逊公司除了是世界上最大的电商,同时也是世界最大的物流公司之一。物流仓库遍及全球,全球的物流中心里,主要的物流自动化设备就是这些仓库机器人,仓储机器人使亚马逊得以在物流这个关键业务领域加速发展。亚马逊目前在多个领域(包括云计算)拥有庞大的业务,除了电商货物的销售外,云端业务也是主要收入之一,再来就是物流业务了,若将物流收入细分出来,我们从年报中确实看到,其物流业务在一个季度中创造了约60亿美元的收入。

2021年,亚马逊投资了超过12.5亿元新台币(约2.82亿元人民币),在美国马萨诸塞州韦斯特伯勒(Westborough)建设最先进的机器人创新中心,这一扩张,让亚马逊机器人的实力,如虎添翼。亚马逊早在2014年就拥有14,000台机器人,到2019年6月,亚马逊承认全球部署约有200,000多台,与300,000员工并肩工作。

全球服务机器人发展现状

国际机器人联合会(IFR)在《服务机器人》中提到,2019年全球服务机器人实现销售收入169亿美元,其中专用服务机器人实现销售收入112亿美元,个人/家用服务机器人实现销售收入57亿美元。其中,自主移动机器人(AMR/AGV)占专业服务机器人市场中最大的一部分(占总销量的41%)。2019年,就有超过12万台用于物流行业中。

AGV发展历史

传统工业移动机器人即AGV(Automated Guided Vehicle,即自动导引运输车),其概念源自工业应用。自1953年第一台AGV问世以来,AGV就被定义为在工业物流领域解决无人搬运运输问题的车辆。

但由于20世纪移动机器人技术不发达,AGV行业经历了40多年发展,市面上的AGV都还是在导引技术里面反复运算升级,发展了电磁感应引导、磁导条引导、二维码引导等技术AGV属于自动设备,需要沿着预设轨道、依照预设指令执行任务,不能够灵活应对现场变化。导引线上出现障碍物时只能停等、多机作业时容易在导引线上阻塞,影响效率。在大量的要求搬运柔性化的场景中,这类AGV并不能满足应用端的需求。

AMR成为新兴产品

随着传感器和人工智能技术的发展,人们开始为轮式移动设备引入越来越多的传感器和智慧算法,不断增强其环境感知和灵活运动的能力,逐渐发展出新一代自主移动机器人AMR(Autonomous Moblile Robot)。AMR是在传统AGV之后发展起来的新一代具有智慧感知、自主移动能力的机器人技术。

 

ABB收购ASTI,完善AMR能力

自动化需求持续蓬勃下,自主移动机器人(AMR)成为新兴产品,不少大厂更展开跨业布局。机器人四大家族之一的ABB日前便宣布收购欧洲AMR大厂ASTI,将拓展旗下机器人产品和更多自动化产品的组合。而未来ABB也将以ASTI作为其在AMR事业发展上的枢纽。此外,ABB也表示将在2022年正式营运的上海新工厂中设立亚洲AMR中心。

ASTI成立于1982年,其总部位于西班牙,在西班牙、法国和德国等地拥有超过300名员工,目前是欧洲最大AMR制造商之一。其市场版图触及20个国家,包括汽车、物流、食品饮料和制药等领域,都拥有极广泛的客户基础。自2015年以来,该公司的年成长率近30%。

ASTI的产品线包括自动牵引车、货到人解决方案、单元式输送机和料箱搬运车等,以及完整的软件产品,包括车辆导航和控制系统、车队和订单管理系统以及基于云端架构的可追溯系统。

此外,借此次收购,ABB也释出未来针对AMR市场布局的新消息。据统计,2025年全球AMR销售额预计将达到约140亿美元,复合年成长率约为20%。中国作为目前全球最大的机器人市场,ABB看好预计2025年,中国市场的AMR年销售额将达到18亿美元。

目前,中国台湾的AMR在工业物流领域的应用并不多,产业规模较小。但应用端对于AMR的认可度正在逐步提高,有利于后续市场规模的快速扩展。随着产业升级对台湾地区制造及物流场景的快速应变能力的要求不断提高,AMR这种高度自动化的柔性搬运设备,将会是未来产业升级自动化的大方向。

全球市场分析

几十年来,更多的自动化解决方案取代了工作岗位。自动化早已被应用于制造业、汽车工业是其先驱。制造业之外,人工智能和自动化的使用继续威胁着几乎所有可以想象的领域的工作岗位。物流和制造业中,两个非常明显的原因让机器人取代了工人。首先,企业需要应对不断上升的人力成本,以便降低总体运营成本。当然,更重要的是,制造工厂和物流中心的空缺岗位缺乏可用的工人。

 

2018~2020年,全球工业移动机器人销售数量和金额逐年增长,到2020年工业移动机器人出货量为70,602台,销售额为23.588亿美元,分别同比增长42%和25%;从平均销售收入来看,2018~2020年呈现逐年递减的态势,随着市场和技术日益完善,产品单价逐渐下降。

 

从销售产品结构来看,2020年AGV销售额为12.684亿美元,占比53.8%,AMR销售额为10.903亿美元,占比46.2%;从占比变化趋势来看,AMR销售规模增长较快,市场份额从2018年的29.9%增长到2020年的46.2%。

随着深度学习算法的成熟商业化,AMR还有进一步的增长空间。根据Interact Analysis预测,对制造业柔性的需求、产品周期缩短和加快、降低成本以及对人身安全的需求增加等因素将驱动AMR市场近五年持续保持两位数增长,并且预计到2022年,全球移动机器人中对AMR的需求、收入和销量预计将超过AGV。

市场竞争格局

伴随着行业的发展,近几年进入工业移动机器人这一领域的企业越来越多,其中有直接以AMR切入市场的新企业,也有从传统AGV和仓储机器人领域切入新赛道的企业。整体来看,相比于其他类型的厂家,专注该细分产品领域的自然导航AMR企业入局早,项目经验更加丰富,产品已经经过成熟验证,拥有较大市场竞争优势。

 

伴随着生产制造的发展,对制造灵活性的需求增加、产品周期缩短和加快、劳动力成本上升以及对使用环境人类安全趋势的需求的上升,都要求制造及物流场景必须具备快速应变能力以及更高的效率。AMR这种高度自动化的柔性搬运设备,将会是未来产业升级自动化的大方向。

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