观察|自主移动机器人为何兴起,AGV、AMR趋势如何?

根据第七次全国人口普查数据,三十年来我国的人口年均增长率长期处于历史低位,近十年间表现更为明显。原本享受高出生率下的人口红利行业,如3C电子、物流、汽车制造等,都已在面临出生率长期低迷带来的“招不到工”难题。
与出生率低迷同步的则是移动机器人市场的快速增长,据中国移动机器人产业联盟统计数据显示,2020年,我国移动机器人销量达41000台,市场规模达76.8亿元,同比增长24.4%。
从较微观的单个公司层面看,自主移动机器人MiR(Mobile Industrial Robots,以下简称MiR)最新财报显示其第三季度收入为1300万美元,全球销售业绩同比增长40%。在之前2021年第一季度财报中,MiR的增长速度达到55%。
如今在制造业中,移动机器人在实际生产中最主要的用途是搬运,按作业形式可分为分拣移动机器人、叉车式移动机器人、货物中转移动机器人、牵引式移动机器人、潜伏式移动机器人等,主要应用在汽车工业、3C电子、芯片制造、物流包装等行业。
在移动机器人内部也存在两个非常明显的趋势。一个是AMR(Autonomous Mobile Robot,自主移动机器人)对AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引车)的替代,AMR能更好解决外界干扰多及非固定线路场景任务,另一个则是行业内流传的“2021是复合机器人元年”。
更经济的AGV与更智能的AMR
直接对比AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引车)和AMR(Autonomous Mobile Robot,自主移动机器人)两种技术。AGV智能化程度更低,是按照已有指令在固定线路上进行运输,不像AMR在线路上遇到障碍物时能灵活避障自主规划线路,AGV会停下来等待障碍物被移除,如果工厂内产线拥挤、通道狭窄就会遇到各种问题。
同时,AMR突破了AGV对于磁条、导轨、二维码等外部基础设施的依赖。在对作业环境要求较高的工厂,磁条、导轨、二维码都可能带来干扰。
而AMR的单价远高于AGV。目前的情况是AMR的全球销售额与AGV相差不大,但是销量上有较大差别。根据Interact Analysis的数据显示,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%。但AMR这两年增速较快,市场份额从2018年的29.9%增长到2020年的46.2%。
那么中国AMR市场表现如何?根据中国移动机器人产业联盟的预计,2020年度中国市场新增工业应用移动机器人(AGV/AMR)41000台,较2019年增长25.7%,市场销售额76.8亿元,同比增长24.4%。其中,2020年国内市场AMR出货量大概在2800台左右,同比增长86%,市场规模约在5.6亿元。
Interact Analysis预测,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。
“2021是复合机器人元年”
2021年,复合机器人开始落地半导体、电力、大数据中心、金属加工等行业,业内人士由此流传着2021年是“复合机器人落地应用元年”的说法。
复合型机器人即集移动机器人和工业机器人两项功能为一身,如同拥有了人的腿(AGV)、手(机械臂)、眼(3D视觉)、脑(AI)。在工业领域,机械臂主要替代人类手臂进行物品取放,而自主移动机器人则是替代人类腿脚的行走功能,两者叠加可大幅延展机器人的功能与可用场景。
也就是在某种程度上,复合机器人可以整合起多个动作,完成工厂中一个甚至几个成年男性的工作量,提升工厂的自动化水平。
比如在半导体行业的晶圆盒运输。硅晶圆是微芯片的基础,是所有半导体不可或缺的基础材料,其性能从根本上决定了芯片的运行速度。而硅晶圆的生产环境要求极高,所有进入制造空间的人与设备均需要无菌无尘。
在这样要求严格的环境下,如果按照传统的人工完成晶圆运输和上下物料,这样的操作流程就存在着极大不稳定性,可能影响产线的制造效率,或者因为人员走动而造成对产品的污染。 
而复合机器人即可解决无尘车间晶圆盒的运输和上下料自动化的问题。更具体而言,比如 MiR250 AMR搭配UR(Universal Robots,优傲机器人)10e机械臂,并配置晶圆盒运输载具模块,即可支持4寸、6寸、8寸、12寸晶圆盒,最多3盒12寸晶圆盒的运输和上下料工作。
MiR是自主移动机器人领域的厂商,对应处理不同的负重、速度的要求共有5款自主移动机器人,2013年成立于丹麦,2017年正式进入中国市场。
在现场探访时,MiR的工作人员向澎湃新闻记者(www.thepaper.cn)介绍道,MiR250 AMR搭配MiR250 Hook即可完成各类推车的挂接、牵引、卸载工作,即可实现载重500公斤的推车在内部进行自动化运输,而不需要任何人工参与。这样就可以满足产线物料种类多、需求节拍循环快、需求起始点多的情况,自动按时交付零部件,进而提升产线工人装配产品效率。MiR250 Hook 可以通过二维码或 AprilTag 找到并连接几乎所有类型推车

MiR250 Hook 可以通过二维码或 AprilTag 找到并连接几乎所有类型推车

部署起来只需将二维码或AprilTag贴在工作场所现有的推车或运输货架上,MiR250 Hook即可识别每个推车或运输货架。“许多公司、物流中心和医院都在使用不同的推车和运输货架,通过这一方案,可以轻松地对这些运输工具实现内部运输自动化,并且易于管理、经济实惠。用户并不需要修改布局或购买新的推车,因为 MiRHook 可以通过二维码或 AprilTag 找到并连接几乎所有类型的推车,”MiR 自主移动机器人中国区销售总监张愉补充道。
公开资料显示,这五款自主移动机器人采用基于3D视觉+激光雷达的SLAM导航技术,比如今年8月最新发布的载重量六百公斤和一千三百五十公斤的 MiR600 AMR及MiR1350 AMR。据MiR工作人员,这是目前市场上首批达到Ingress Protection52 (IP52)评级的工业机器人。IP52代表着两款产品达到的防护等级,能够防止灰尘及水滴进入,保护组件完好, 适用于极具挑战甚至恶劣的工业环境。

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