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怎样的机器人在智慧工厂中更有价值?

当今社会里,利用机器人替代人工重复性工作的场景已经非常普遍。随着5G、人工智能、大数据等技术的进一步发展,以及后疫情时代“非接触式”应用兴起,使用者对机器人的需求也有所升级,具备安全可靠、部署灵活、高成本效益、AI能力等特点的机器人更受市场欢迎。

对此,《国际电子商情》采访了MiR自主移动机器人中国区销售总监张愉,探讨了智能时代下机器人应用的发展趋势和未来机遇。L4oesmc

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MiR自主移动机器人中国区销售总监张愉L4oesmc

AMR应用愈发广泛

MiR是一家来自丹麦的自主移动机器人(Autonomous Mobile Robots,AMR)制造商。与传统的AGV机器人相比,AMR的优势在于自主导航、安全可靠、部署灵活、简单易用、更具成本效益。一方面,AGV自动导向车需要铺设电线或地面中的磁条等来作为“轨道”;无法更改路线,遇到任何障碍物都会停下来;扩展/更换工作区域既昂贵又耗时;限制于固定路线和受控顺序。另一方面,AMR自主(协作式)移动机器人无需轨道,可自主导航;可绕开行人和障碍物安全行驶;易于扩展/更换工作区域;在规划自己的路径和顺序时动态导航。L4oesmc

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凡是有内部运输的地方,AMR都可以对运输流程进行优化,目前已在诸多行业得到了非常广泛的应用。据张愉介绍,MiR AMR已经应用到汽车、电子产品、第三方物流、食品饮料、医院、生命科学、消费品等行业。L4oesmc

比如说:(1)MiR正深度开拓电子制造领域,专业能力可覆盖全产业链,包括上游材料与设备制造、中游模组制造、下游品牌整机。L4oesmc

据张愉观察,当下制造企业都意识到亟需通过自动化、数字化转型提高生产效率及产品品质,但面临“不会”和“不敢”的双重困境,这种情况尤以电子制造业为甚。他解释称,之所以“不会”和“不敢”,是因为电子制造业产线自动化转型面临许多独特的挑战,包括劳动密集型产业用工量大;产线拥挤,物流通道狭窄;物料需求种类多,节拍短,点位多;产线Layout变更/换代对于柔性的要求;需要与线边立库或电子料仓自动对接等。L4oesmc

“AMR技术能够逐一解决上述产线挑战,”张愉举例道,“譬如:有效优化工时,员工经简单培训便可直接操作;无需轨道/二维码等外部装置;自主导航、人机协作;自主路径规划、自主导航、单车效率高、可灵活执行物料需求;地图编辑功能强大、点位设置轻松,无需专业工程师操作;可于极短时间内构建现场地图及任务编程,可按原有人工流程做简单快速替换;开放性强,通过开放rest API端口,可与MES等上位系统对接;设有丰富通讯接口;MiR的调度系统Fleet,可极其方便的与用户的MES、ERP、SAP、WMS等管理系统对接;部署无需改道施工、提供ISO2洁净等级认证及防静电设计。”L4oesmc

此外,MiR AMR硬件设备稳定性强,软件迭代可提供更新服务,强大的售后团队与技术支持。举个例子,伟创力奥地利工厂选择部署了两台MiR AMR,希望缩短主仓库和制造区域之间的运输时间,同时避免因部署AGV而产生的3-6个月停工风险。L4oesmc

(2)同时,MiR也逐步建立AMR在医疗领域的运用。医院日常运作涉及医疗药品和静配输液运输等物料运输工作。所以AMR通过自动化处理,实现医院物料运输自动化操作,能够让医生护士节约更多时间以投入病患的救治工作中。MiR AMR目前已经成功部署于中国和丹麦的数家医院,其中包括深圳市宝安区妇幼保健院和丹麦知名的西兰大学附属医院。L4oesmc

值得一提的是,在疫情新常态下,AMR可以实现公共场所消毒的一致和可靠:通过MiRGo开箱即用解决方案,MiR AMR可以通过安装消毒模块,提供紫外线、喷雾消毒等功能。实际案例有:全球自动测试设备供应商泰瑞达便根据不同地区工厂环境的需求,部署多台MiR AMR消毒机器人,在不同空间以不同频次进行日常消毒工作。以泰瑞达位于美国马萨诸塞州的工厂为例,该厂区由三座多层建筑物相连,MiR AMR消毒机器人在夜间工作,能够在约15分钟内对30至40平方米的空间进行全面消毒,运行高效稳定。L4oesmc

(3)MiR还积极探索能源行业,服务快速发展的本土光伏行业客户。比如2021年二季度,MiR与科氏工业集团形成全球合作伙伴关系,将共同推进MiR AMR产品在科氏多国多地区的运用。L4oesmc

机器人应用三个首要价值

中国制造业需求和国家政策的扶持使得工业机器人在中国快速增长,中国在MiR的战略中占据着至关重要的位置。在市场迅猛发展的过程中,竞争也日益激烈。L4oesmc

张愉表示,MiR始终对竞争保持开放的心态,认为竞争实际上促进了行业集体技术的创新和进步,对客户和整个制造业来说,是良性发展。同时,MiR也非常有信心,通过持续加码研发,不断更新软硬件产品和功能,让MiR拥有很大优势。优势主要表现在三个方面:安全、开放、高成本效益。L4oesmc

(1)安全稳定是MiR自主移动机器人最核心的竞争优势。工业制造环境大多人车混流,对于无人设备的安全性和稳定性要求极高。L4oesmc

MiR AMR通过以下功能保障安全:L4oesmc

  • 四大功能:紧急停车、区域切换、人员检测和超速检测——这些是AMR的强制要求,所有 MiR机器人都包含这些功能。这些功能可以确保机器人在发生故障时停车,因为如果发生故障,紧急停车会切断电力传动的电源;
  • 五大安全功能:区域屏蔽 、安全限制速度、安全保护停车、移动能力和系统紧急停车:这些安全功能都是为了应对与负载和容量相关的危险。MiR500和MiR1000包含这些功能,机器人在日常操作中也会主动使用这些功能。

另外,具体的型号也会有额外的安全功能,以满足更具体的场景,譬如MiR600/1350具有额外的安全功能:保持运行、模式选择、托盘和货架提升监控和货架检测,以提高对ISO 3691-4的合规性。L4oesmc

(2)开放性指的是MiR AMR作为复合机器人,可拓展的功能十分多元,以满足不同行业客户的细分需求。L4oesmc

MiR AMR通过MiRGo这一工具平台,能搭配超过几十款开箱即用顶部模块,快速满足不同行业客户各种具体使用场景下的细分需求。L4oesmc

MiRGo 是第三方顶部模块供应商的生态系统,汇聚了经全面且严格测试的多类型开箱即用解决方案,包括框架/货架、牵引装置、协作式移动机器人、顶升装置、传送带、电动站点等。L4oesmc

未来对于产品的开放性,MiR将继续重点发展本土技术开发合作伙伴,共同开拓MiR AMR顶部模块应用,为客户创造更多开箱即用的顶部模块,节省用户二次开发与集成时间,降低使用成本。L4oesmc

(3)高成本效益。企业越来越多地采纳总拥有成本(TCO)这一概念来评估自动化转型的投资回报。L4oesmc

所谓总体拥有成本,是指某项资产的全部成本,该指标包括固定成本(购置、利息、租金、残余价值等),也包括与设备使用有关的可变成本(运营、维护、使用人员培训等)。L4oesmc

以前,企业觉得自主移动机器人购置成本高,但现在企业用TCO框架来计算产线自动化转型的投资回报,更多能看到自主移动机器人对企业降本增效的长期益处。也就是说,除了考虑购置自动化技术所需花费的初始成本外,企业越来越多地开始考虑因提高安全性而节省的成本、因解决方案灵活而提升的效率、节约的工时等TCO考虑因素。L4oesmc

MiR AMR投入及部署时间短,不要求改变产线的物理环境,无需在建筑中添加任何线缆,避免了停机停工时间,部署效率很高。L4oesmc

这里举一个提升效率的例子,机器人从事的工作与大型传送带相当,但后者无法随需求变化轻松地重新规划路线,因而无法充分发挥运输能力。而AMR则比固定传送带要灵活很多,可处理工厂范围内的不同任务,这些优点也应该纳入到 TCO分析中。在霍尼韦尔,四台MiR100机器人取代了六名全职员工的劳动力成本,每年节省300,000美元的运行成本。L4oesmc

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2022年机器人行业的两大趋势

最后,张愉预测与机器人行业息息相关的主要有以下趋势:L4oesmc

第一大趋势是智能化,这又涉及两个方面:L4oesmc

首先是单个机器人本身的智能化:从自主移动机器人技术设计上来说,可以通过“视觉技术”以及机器人的“运动控制技术”不断优化而提升AMR的智能化程度。L4oesmc

其次是多个机器人的智能协同。随着生产规模扩大,多辆机器人需要同时或共同完成产线任务,机器人车队需要协调工作,相互配合。L4oesmc

MiR自主开发的MiRFleet调度系统便是为了帮助客户实现多台机器人协调运作。该系统可从一个工作站集中控制,实现单次管理多达100台移动机器人的目标。编程完成后,软件可以管理自主移动机器人的工作优先顺序,并指定最合适的自主移动机器人进行操作。MiRFleet调度系统可用于控制机器人在多路径交互点安全移动,就像在指挥交通一样。机器人的电池电量也被自动监控,并使机器人能够自动完成充电。L4oesmc

第二大趋势是制造业的柔性生产。L4oesmc

在电商时代,海量的订单背后呈现的是与以往迥然不同的新消费趋势,消费者需求呈现精细化、碎片化、实时化等特征,企业纷纷加码数字化转型升级,希望在生产端实现“以需定产”柔性制造,以快速响应消费者的多元需求。而柔性制造也对工厂内部运输和仓储体系的智能性和协同性提出了要求。L4oesmc

从柔性生产的角度考虑,企业需要机器人能够十分方便地集成到企业现有的产线中去,要能够快速安装,灵活扩展,避免高昂的额外改造成本,而这正是AMR的优势所在。AMR的部署无需对厂房环境做出任何物理改变,全程无需铺设路轨。L4oesmc

以领先的中草药滋补品制造商无限极为例,为通过自动化来提高生产率,无限极原本计划安装自动导向车 (AGV),后因铺设导轨需时太长而放弃了这一计划转而使用AMR。最终无限极在包装生产线上部署了三个 MiR200 自主移动机器人,用于搬运在包装流程中涉及的十多种物料,成功将生产力提高到以前的3.5倍。L4oesmc

此外,柔性生产还要能够满足多种细分场景的不同需求,而这就需要机器人具备多元的可扩展功能,这也就是前文提到的MiRGo工具平台的优势。L4oesmc

张愉表示,面对上述趋势以及AMR领域的激烈竞争,MiR将从四个方面不断创新,从而更好地赋能各行业内部物流自动化转型:L4oesmc

  • (1)产品设计:MiR将继续让协作移动机器人变得更加稳定及安全;确保产线和工人协作无忧;
  • (2)解决方案:通过MiRGo平台,为客户提供更多“开箱即用”的顶部模块,回应各行业愈发细分的产线物流需求,同时降低解决方案的部署及运用的时间和资金成本;
  • (3)工具包:制定标准化工作流程,帮助各行业客户快速理解并把握产线自动化转型的方法;
  • (4)ROI:让自动化转型投资回报变得更加透明;量化内部物流自动化和协作移动机器人部署带来的初期与中长期KPI。

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Momo Zhong
国际电子商情(Electronics Supply and Manufacturing-China)助理产业分析师,专注于PCB、电子工程、移动终端、智能家居等上下游垂直领域。
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