從室內(nèi)到室外，AGV崛起的新勢力
2019年8月23日 來源：高工機器人 瀏覽 1055 次 評論（0）
AGV在室內(nèi)的工廠物料搬運、倉儲物流等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了深度應(yīng)用。而在室外，由于環(huán)境惡劣、AGV技術(shù)等因素限制，其應(yīng)用還尚未得到推廣。目前而言，室外AGV的主要場景有三個，一是園區(qū)不同廠房之間的物料配送，二是港口碼頭的貨物運輸，三則是電力行業(yè)的室外巡檢。在制造業(yè)中，其制造流程并不僅限于單個的廠房，因此物料的配送也不僅僅只在廠房內(nèi)部，還涉及到廠房與廠房間的物流往來，在這種場景下就需要用到室外AGV。室外AGV擁有穩(wěn)定運行、防水防塵等特性，可替代人工牽引車，在高溫、下雨等惡劣天氣下，在室外路面上正常行駛。在園區(qū)配送方面，國內(nèi)已有部分廠家相繼推出室外AGV產(chǎn)品，并有少量應(yīng)用案例。如國自的室外牽引式AGV在上海大眾和安吉物流園區(qū)有了應(yīng)用，CSG華曉的室外AGV在汽車工廠不同車間的運輸實現(xiàn)了應(yīng)用，迦智也推出了一款室外配送機器人，應(yīng)用于京東的配送。與室內(nèi)相比，室外環(huán)境相對復(fù)雜，廠房之間的物料運轉(zhuǎn)，難點在于定位精度、上橋爬坡、車廂間的保障等一系列問題，這對AGV技術(shù)提出了新的要求。就導(dǎo)航技術(shù)來說，市場上較為關(guān)注的激光雷達(dá)導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航在室外會受光照等各種影響，使用效果將大打折扣。目前室外無人駕駛牽引車一般采用GPS導(dǎo)航、北斗導(dǎo)航，但精度相對激光雷達(dá)導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航、磁導(dǎo)航而言不會太高。不過，在導(dǎo)航方面，有部分AGV企業(yè)開創(chuàng)性地采用多種導(dǎo)航方式彌補單種導(dǎo)航技術(shù)的不足。如馳眾的無人駕駛牽引車就采用了“慣性導(dǎo)航+磁導(dǎo)航+激光導(dǎo)航”的導(dǎo)航方式，成功解決了無人駕駛車在工廠內(nèi)的運轉(zhuǎn)及避障等難題；國自機器人的室外牽引式AGV則采用激光環(huán)境導(dǎo)航技術(shù)，輔以慣導(dǎo)技術(shù)，實現(xiàn)非標(biāo)環(huán)境下的可靠導(dǎo)航；華曉精密采用慣性導(dǎo)航技術(shù)，并輔以磁釘進(jìn)行方向的修正，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。由于室外高溫、下雨等惡劣環(huán)境，AGV防護(hù)尤為重要。在這方面，CSG華曉室外AGV關(guān)鍵元器件選型全部采用IP65防護(hù)等級以上的，從而使整車的防護(hù)等級達(dá)到IP65。而在避障方面，馳眾機器人結(jié)合“激光雷達(dá)+機械避障”的全方位避障措施，解決了無人駕駛牽引車在室內(nèi)+室外兩種復(fù)雜工況(運行速度快、高低溫、淋雨、路面不平度等)下的運轉(zhuǎn)難題。總體而言，AGV在園區(qū)廠房間的應(yīng)用還正在初步探索中，其應(yīng)用尚不成熟，技術(shù)、產(chǎn)品等各方面還需要時間的打磨。在自動化港口中，AGV將逐漸取代傳統(tǒng)集裝箱碼頭的內(nèi)集卡，從而承擔(dān)集裝箱在碼頭上從場橋到岸橋的水平運輸工作。隨著自動化港的持續(xù)推進(jìn)，AGV將扮演著極其重要的角色。
港口AGV通過自動導(dǎo)航、路徑優(yōu)化、主動避障、自我電量監(jiān)控等技術(shù)，能夠通過無線通訊設(shè)備、自動調(diào)度系統(tǒng)在繁忙的碼頭現(xiàn)場平穩(wěn)、、自如地穿梭，并通過精密的定位準(zhǔn)確到達(dá)指定停車位置。
與一般AGV相比，應(yīng)用于港口的AGV不僅要解決港口碼頭較惡劣環(huán)境的要求，還需要滿足幾十噸集裝箱的要求，所以重載型AGV成了港口碼頭的主角。
相對于普通AGV而言，重載AGV將面臨更高的技術(shù)條件和配套支持，重載型AGV技術(shù)難點較多而且與輕載型的AGV設(shè)計結(jié)構(gòu)有很大的不同，零部件選購標(biāo)準(zhǔn)也都不一樣，并且隨著AGV載重增加，相應(yīng)的技術(shù)難度成倍增加。在港區(qū)內(nèi)，AGV要和大型機械進(jìn)行互動并融入碼頭的生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程，因此定位和控制精度必須在2厘米左右，才能實現(xiàn)集裝箱吊裝。此外，除定位精度要求高外，港區(qū)環(huán)境高度動態(tài)變化，單靠一種傳感器無法實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。目前，港口 AGV一般采用混合導(dǎo)航的方式來彌補單一導(dǎo)航技術(shù)的不足，例如磁釘+慣導(dǎo)，激光+磁釘或者激光+慣導(dǎo)等，磁釘加慣導(dǎo)相結(jié)合的導(dǎo)航方式應(yīng)用的為普遍。就當(dāng)下而言，國內(nèi)涉及港口AGV廠商約有十多家，以老牌AGV企業(yè)和大型機械設(shè)備廠商為主，不過盡管技術(shù)門檻和市場門檻都較高，但還是有越來越多的企業(yè)開始進(jìn)入到重載AGV這一領(lǐng)域，除了意在拓寬自身產(chǎn)品線之外，的原因還在于，相較于一般AGV，重載型AGV的利潤更高。據(jù)悉，目前港口AGV通常載重20-40噸，行業(yè)龍頭振華重工出貨平均價為800萬一臺，而成本大概在350-400萬，利潤少達(dá)到100%，一般的AGV很難達(dá)到這個利潤水平。典型的如新松，其室外無軌導(dǎo)航重載型移動機器人今年已經(jīng)成功進(jìn)駐了新加坡港，其負(fù)載高達(dá)65噸，定位精度±5cm，運行速度7m/s，制動距離<13m，實現(xiàn)了對高載荷與高精度的兩手抓。港口碼頭作為物流系統(tǒng)的中樞，是物流裝備應(yīng)用尤其是物料搬運設(shè)備使用為頻繁的環(huán)節(jié)。我國港口吞吐量，裝卸貨物量巨大，未來AGV在港口碼頭的需求將日益擴大。巡檢作為AGV在工業(yè)應(yīng)用中的第三大應(yīng)用領(lǐng)域，目前主要集中在電力行業(yè)中，一般在變電站、配電站等場所應(yīng)用較多，對室外高壓設(shè)備進(jìn)行巡檢，及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的缺陷、異常掛物等異?，F(xiàn)象，自動報警或進(jìn)行預(yù)先設(shè)置好的故障處理。自電網(wǎng)2013年開始對變電站機器人首次招標(biāo)，巡檢機器人市場開始進(jìn)入推廣階段。2013年2015年間，電網(wǎng)對變電站智能巡檢機器人的采購數(shù)量分別為100、280、430臺，到2016年投入運行約1000臺。據(jù)統(tǒng)計，目前變電站數(shù)量超2萬座，預(yù)計2020年達(dá)3萬座。根據(jù)國網(wǎng)和南方電網(wǎng)規(guī)劃，變電站智能化改造率將達(dá)100%，若按每年10%的進(jìn)度，未來五年室外機器人年需求量在2000-3000臺；297個地級市大概有配電站30萬座，根據(jù)《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃（2015-2020年）》，2020年國內(nèi)配電自動化覆蓋率將達(dá)到90%，預(yù)計未來五年國內(nèi)室內(nèi)機器人年需求量超過10000臺。這兩年，巡檢機器人已經(jīng)在我們多個電站獲得了廣泛的應(yīng)用，以山東魯能、國自機器人、朗馳欣創(chuàng)、萬達(dá)科技、普華靈動、億嘉和等為代表的機器人研制企業(yè)取得了良好的發(fā)展。其中，山東魯能和國自占有75-85%市場，魯能占有50%-55%左右的市場，國自25%-30%的市場，剩下的15-25%由其它七、八家廠家瓜分。從電網(wǎng)的壟斷和排他性、集中招標(biāo)和采購、應(yīng)用環(huán)境的惡劣性、產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展來看，當(dāng)前企業(yè)想要進(jìn)入電力巡檢行業(yè)會有一定的難度，但從電網(wǎng)的角度、巡檢智能化發(fā)展、的重視和投入，以及產(chǎn)品相比較普通工業(yè)類和服務(wù)類機器人利潤要高等因素來看，如能在智能電網(wǎng)分一杯羹，是不錯的選擇。總體而言,室外AGV不管是在園區(qū)配送還是在港口碼頭運輸亦或是電力巡檢，目前均處在探索階段，應(yīng)用情況不是很成熟。在AGV技術(shù)持續(xù)升級及智能化浪潮下，相信室外AGV也會和室內(nèi)AGV一樣，迎來發(fā)展的春天。
