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移动机器人 (AGV/AMR) 行业:繁荣发展,融合创新
2022-06-01 浏览次数:155 |  返回列表  |

“繁荣发展”是2021年国内移动机器人(AGV/AMR)产业留给人们的深刻印象。特别是在受到疫情影响和外部环境持续振荡的情况下,移动机器人产业经历了原材料价格上涨、芯片短缺、工程交付困难等一系列考验,仍呈现出砌红堆绿、百花齐放的繁荣景象,着实令人感到十分欣喜。目前,在智能制造领域,移动机器人已成为许多工厂的标配,成为不可或缺的关键一环。一方面,移动机器人很好地满足了传统制造业转型过程中的生产、运输、仓储、服务等环节的智能化需求;另一方面,与人工智能(AI)及工业互联网发展相叠加,创造出许多高质量、具有商业价值的新场景。这些又进而推动了移动机器人产业的蓬勃发展。

一、2021年移动机器人(AGV/AMR)市场回顾

市场需求爆发,销售额突破百亿元。

根据新战略移动机器人产业研究所的统计数据,2021年中国市场共销售工业应用移动机器人(AGV/AMR)72000台,较2020年增长75.61%;市场销售额成功突破百亿元大关,达到126亿元,同比增长64%。预计未来十到二十年,国内移动机器人产业将继续高速增长,有望挺进千亿元市场规模。
2021年虽然继续受到疫情的影响,但国内移动机器人市场仍然保持较高的发展速度。在移动机器人应用的各个行业领域中,汽车装配、3C电子、第三方物流、半导体、航空航天及港口码头、快消食品等传统行业需求继续扩大;得益于碳排放政策影响,在新能源电池、光伏等领域出现爆发式增长,移动机器人已成为这些行业投产、扩产的标准解决方案。各种与生产工艺深度结合的新产品批量涌现,提高了生产的自动化、智能化水平,为企业减员增效起到了关键作用。
值得关注的是,尽管汽车行业仍是应用移动机器人最为广泛的行业,但由于受行业景气度的影响,汽车行业所占移动机器人应用市场份额的比重有所下降。与此形成对照的是,供应链及第三方物流、新零售已成为仓储分拣机器人最为主要的应用领域,销量增长明显。相较于2020年,移动机器人在3C电子/家电行业的应用占比有所提升,在国内外快递电商领域的业务量也在扩大,这与这些行业在疫情长期影响下快速布局和完善供应链体系有着直接关系。

资本的持续投入,改变着移动机器人产业格局。

作为现代智能制造的关键技术领域之一,移动机器人行业一直因其巨大的市场发展空间和重要的战略意义,而深受资本市场的青睐。2021年,资本对于该领域的投入十分引人注目。
据中国移动机器人产业联盟和新战略移动机器人产业研究所数据统计,2021年中国工业应用移动机器人领域共发生29起融资事件,总计金额超过40亿元人民币。总体看来,资本对移动机器人赛道的投入正在加大,更青睐细分品类的头部企业,间接加速了相关企业的产品快速落地及市场持续拓展,同时也将行业发展推向了新的高潮。
在资本的助力之下,创新企业不断涌现,原有的竞争格局被迅速打破。而在带来创新突破的同时,资本的冲击也给整个行业带来强烈的震荡,许多企业都不得不面对更加激烈,甚至是非理性的价格竞争,这导致行业利润率普遍下降??梢运?,资本的介入正在深刻改变着移动机器人行业,而如何正确引导资本发挥积极作用,将是行业需要深度思考的问题。

推进技术标准体系建设,支撑行业健康可持续发展

为了保证中国移动机器人产业持续快速、健康发展,产业需要建立科学、统一的技术标准体系(包括数据接口标准和安全防护体系等),以此来协调供需关系,优化竞争秩序,改善市场环境,从而促进行业长久发展。

缺乏专业人才与复合人才培养机制,已成为产业发展的瓶颈

随着移动机器人产业的快速发展及技术的不断迭代,对相关技术人才的需求也在激增。目前,移动机器人领域的技术人才非常稀缺,特别在算法设计、软件开发、机械设计、电气设计、项目实施等方面,人才缺口尤其明显。
近几年,互联网行业以其优厚的薪资待遇吸引了高校大部分软件、算法类的毕业生,而实体制造行业吸引人才的能力则远远落后于互联网行业。目前,移动机器人行业获取人才的方式主要是对高校毕业生中其他专业的人才进行二次教育和培养。
移动机器人是一门综合的交叉学科,涉及到计算机科学、机械工程、电子工程等多门学科,集软硬件于一体,未来应该走加强产学研合作这条路,建立良性的移动机器人人才生态系统。通过企业与高校、科研机构的紧密联合,将会更加有效地发挥各自优势,更好地解决行业人才输送问题。


二、2022年移动机器人市场与技术发展趋势展望

技术与应用深度融合,形成紧贴行业需求的解决方案

纵观移动机器人的发展过程,可以看到移动机器人技术正在与各种应用深度融合,从而形成多种多样的行业解决方案。通过这种融合,移动机器人能够快速与人工智能、云计算、物联网等技术相结合,形成众多能够贴合具体应用需求的有影响力的产品。如,适合新能源电池生产的自动挂接机器人、能进行快速分拣的料箱机器人、双车联动重卡装配线机器人等等。
未来几年,这种技术与应用深度融合的趋势将会延续和发展。移动机器人行业将会打造更明确的价值输出,通过各种创新平台加速实现技术与应用之间的整合,而这种核心技术与应用场景横向结合的方式,也正是移动机器人行业普及发展的一个重要特点。

自然导航走向3D,需要适应变化的环境

移动机器人能够高效、智能、灵活地运行,有赖于其导航技术。目前,2D视觉导航和2D激光导航在移动机器人领域的应用已经十分成熟,但3D视觉导航和3D激光导航还处于发展阶段。3D导航技术由于具有更好的环境适应性,预计未来会有更大发展空间。
在3D视觉导航方面,基于特征点的3D导航技术最早得到应用,在光照条件比较好的情况下,已能够在一定范围内实现机器人的自动导航运行。通过全局优化和回环处理,改善3D建模的质量,提高定位精度,通过人工智能方法提高机器人在不同环境光照条件下的鲁棒性,这将是视觉导航技术发展的方向。
在3D激光导航方面,现已取得非常明显的进展,并在一部分场景中开始投入实际应用。3D激光导航克服了2D导航的缺点,适应复杂环境的能力显著增强,是移动机器人近期发展的主要方向。相对来说,3D激光导航的成本较高,相关的计算也更加复杂,但随着自动驾驶技术发展,相关部件的成本有可能进一步降低,届时3D激光导航的应用将更加普及。
动态环境是移动机器人自然导航所面对的主要困难之一。动态环境中既包含行人、车辆等高频运动的物体,也可能包含一些缓慢/低频移动的物体,如移动的生产线等。要有效克服动态环境带来的困难,未来Life-long SLAM技术将走向应用。这种技术是指在移动机器人使用过程中全程启用对环境模型的自动修改和更新,这对SLAM技术的准确性和可靠性提出很大挑战。该技术的发展和应用将进一步扩展移动机器人的应用领域,为在众多动态环境场景中使用移动机器人打下基础。

从物料搬运到作业单元,末端识别将在应用层次深度迭代

移动机器人在诞生之初主要用于物料的搬运输送,即使执行一些其他作业也是比较简单的操作(如托盘移载或顶升)。随着技术提升,移动机器人越来越多被直接作为末端的精确操纵工具使用,如具有视觉调整能力的复合机器人、高位自调整无人叉车等。在这些应用中,移动机器人不再是简单的搬运设备,而是成为一种具有感知和调整能力的作业单元。这要求移动机器人不仅需要具有末端精确检测与定位的能力,同时还需要具有对其执行机构(如车载机械手)的实时调整能力。
可以预见的是,机器视觉、人工智能等技术越来越多地成为末端精准定位的技术支撑,移动机器人技术正在跟AI、视觉等技术密切结合,从而给未来发展带来更大空间。

强大的管理调度,通过算法指挥硬件发挥最大效能

在未来的移动机器人应用中,成百上千台机器人规?;鹤饕到晌⒄贡厝?。这不仅需要调度系统能够接入各种类型的机器人,在统一的环境下完成作业调度,还需要更加智能的多机器人调度算法,使众多机器人能够准确、高效地协同工作;同时,移动机器人管理系统还将会面临运行路线和任务频繁变更的挑战,以及要求移动机器人具有避障绕行能力,而所有这一切都将由管理调度系统来完成。
随着当前智能制造、工业互联网及人工智能技术的推广,移动机器人调度系统技术也将快速发展,成为未来移动机器人系统管理性能提升的核心保障。

三、结束语

经过多年的努力和发展,中国移动机器人行业从零部件到整机、从核心算法到系统解决方案等一系列环节都实现重大突破,建立了相对完备的供应链和研发体系。中国机器人行业“缺芯少魂”、大而不强的状况正在逐步得到改善,正朝着核心零部件和核心软件自主可控的方向坚实迈进。

放眼望去,移动机器人行业目前正在有条不紊地前进;而细心观察,众多创新已悄然发生,整个行业正在积能蓄力、酝酿着新一轮的变革和爆发。我们有理由相信,在大家的共同努力下,中国移动机器人行业一定能够继续蓬勃发展,并将在未来的全球竞争中实现超越和引领。

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