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工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人70年發(fā)展史

日期:2022-06-16     來(lái)源:新戰(zhàn)略    作者:新戰(zhàn)略    瀏覽:2168    
核心提示:中國(guó)已成為移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中心!
全球工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR)發(fā)展歷史大概從1953年到如今,歷經(jīng)近70年的發(fā)展,主要可以分為起步-分化-發(fā)展-蓬勃四個(gè)階段,每個(gè)地區(qū)都有自己的應(yīng)用特點(diǎn)。中國(guó)也從1991年開(kāi)始,歷經(jīng)31年發(fā)展成為全球最大銷(xiāo)量市場(chǎng)。

1、起步,歐美地區(qū)快速推進(jìn)

第一輛AGV誕生于1953年,它是由一輛簡(jiǎn)易的AGC產(chǎn)品牽引式拖拉機(jī)改造而成的,帶有車(chē)兜,在一間雜貨倉(cāng)庫(kù)中沿著布置在空中的導(dǎo)線運(yùn)輸貨物。隨后AGV相關(guān)研究開(kāi)始起步。

1960年歐洲就安裝了各種形式、不同水平的AGVS 220套,使用了AGV1300多臺(tái)。到了70年代中期,由于微處理器及計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及,伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的成熟促進(jìn)了復(fù)雜控制器的改進(jìn),并設(shè)計(jì)出更為靈活的AGV。

 1972年,科爾摩根NDC主導(dǎo)了在沃爾沃Kalmar工廠的第一套現(xiàn)代化的自動(dòng)化導(dǎo)引車(chē)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和安裝。

1973年,瑞典VOLVO公司在KALMAR轎車(chē)廠的裝配線上大量采用了AGV進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制裝配作業(yè),擴(kuò)大了AGV的使用范圍。70年代末,歐洲約裝備了520個(gè)AGV系統(tǒng),共有4800臺(tái)小車(chē),1985年發(fā)展到10000臺(tái)左右。其應(yīng)用領(lǐng)域分布為:汽車(chē)工業(yè)(57%),柔性制造系統(tǒng)FMS(8%)和柔性裝配系統(tǒng)FAS(44%)。

20世紀(jì)80年代末,美國(guó)的AGV生產(chǎn)廠商從1983年的23家劇增至1985年的74家。1984年,美國(guó)通用汽車(chē)公司完成了它的第一個(gè)柔性裝配系統(tǒng)(FAS),從此該公司就成為當(dāng)時(shí)AGV的最大用戶(hù)。

1986年已達(dá)1407臺(tái)(包括牽引式小車(chē)、叉車(chē)和單兀裝卸小車(chē)),1987年又新增加1662臺(tái)。美國(guó)各公司在歐洲技術(shù)的基礎(chǔ)上將AGV發(fā)展到更為先進(jìn)的水平,他們采用更先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),運(yùn)輸量更大,移載時(shí)間更短,小車(chē)和控制器的可靠性更高。
經(jīng)過(guò)三十余年的發(fā)展,歐美地區(qū)的AGV技術(shù)及應(yīng)用漸趨成熟,AGV開(kāi)始出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)。

2、分化,日本與歐美的兩條路線演變

AGV在歐美市場(chǎng)應(yīng)用逐漸擴(kuò)大的同時(shí),日本也開(kāi)始注意到這種自動(dòng)化搬運(yùn)設(shè)備。日本在1963年首次引進(jìn)AGV,其第一家AGV工廠于1966年由一家運(yùn)輸設(shè)備供應(yīng)廠商與美國(guó)的Webb公司合資建成。1976年后,日本對(duì)AGV的發(fā)展給予了高度重視,每年增加數(shù)十套AGV系統(tǒng),有神鋼電機(jī)、平田電機(jī)、住友重機(jī)等27個(gè)主要生產(chǎn)廠商生產(chǎn)幾十種不同類(lèi)型的AGV。
但在技術(shù)路線上,日本與歐美走向了不同的方向。
歐美國(guó)家追求AGV的自動(dòng)化,以歐美為代表的AGV完全不需要人工干預(yù)路徑構(gòu)造,能夠運(yùn)用在幾乎所有的搬運(yùn)場(chǎng)合。這種AGV功能完善、技術(shù)先進(jìn);同時(shí)為了能夠采用模塊化計(jì)劃,低沉計(jì)劃成本,提高批量生產(chǎn)的尺度,歐美的AGV放棄了對(duì)于于輪廓造型的追求,采用大部件組裝的形式進(jìn)行生產(chǎn);系列產(chǎn)品的覆蓋面廣:種種驅(qū)動(dòng)模式,種種導(dǎo)引方式,種種移載機(jī)構(gòu)應(yīng)有盡有,系列產(chǎn)品的載重量可從50kg到60000kg(60噸)。由于技能和功能的限定,此類(lèi)AGV的銷(xiāo)售價(jià)錢(qián)還是居高不下。
日本則追求簡(jiǎn)樸純粹型AGV技能,或者只能稱(chēng)其為AGC(AutomatedGuidedCart),該技能追求的是簡(jiǎn)略無(wú)效,盡力讓用戶(hù)在最短的時(shí)間內(nèi)收回投資成本。這類(lèi)AGV在日本和臺(tái)灣企業(yè)利用十分普遍,從數(shù)量上看,日本生產(chǎn)的多數(shù)AGV屬于此類(lèi)產(chǎn)品(AGC)。該類(lèi)產(chǎn)品完全聯(lián)合簡(jiǎn)略的生產(chǎn)利用場(chǎng)合(單一的路徑,固定的流程),AGC只是用來(lái)進(jìn)行搬運(yùn),并不刻意強(qiáng)調(diào)AGC的自動(dòng)裝卸功能,在導(dǎo)引方面,多數(shù)只采用簡(jiǎn)樸純粹的磁帶導(dǎo)引方式。由于日本的基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)達(dá),AGC生產(chǎn)企業(yè)能夠?yàn)槠渑渲蒙蠋缀鹾?jiǎn)略得不能再簡(jiǎn)略的功能器件,使AGC的成本幾乎降到了極限。這種AGC在日本80年代就得到了普遍利用,2002到2003年達(dá)到利用的頂峰。
不管是追求全自動(dòng)化的歐美還是簡(jiǎn)易搬運(yùn)的日本,都只是從各自的實(shí)際需求出發(fā),讓成本和效率實(shí)現(xiàn)最好平衡。

3、發(fā)展,中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)崛起

在歐美和日本AGV技術(shù)及應(yīng)用逐漸成熟之際,國(guó)內(nèi)在AGV領(lǐng)域的探索才剛剛開(kāi)始。
1976年,北京起重機(jī)械研究所研制出第一臺(tái)AGV,建成第一套AGV滾珠加工演示系統(tǒng),隨后又研制出單向運(yùn)行載重500公斤的AGV,雙向運(yùn)行載重500kg、1000kg、2000kg的AGV,開(kāi)發(fā)研制了幾套較簡(jiǎn)單的AGV應(yīng)用系統(tǒng)。
1988年,原郵電部北京郵政科學(xué)技術(shù)研究所研制了郵政樞紐AGV。但整個(gè)七八十年代,國(guó)內(nèi)AGV技術(shù)的研究都還只停留在實(shí)驗(yàn)室階段,并沒(méi)有真正的落地應(yīng)用。
1991年起,中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所/新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司為沈陽(yáng)金杯汽車(chē)廠研制生產(chǎn)了客車(chē)6臺(tái)AGV用于汽車(chē)裝配線中,完成了AGV從實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)到生產(chǎn)一線產(chǎn)品的跨越。
1996年,昆船開(kāi)始與NDC合作,一年之后,昆船建成了自己的國(guó)家重點(diǎn)物流實(shí)驗(yàn)室,并利用NDC技術(shù)生產(chǎn)了第一套AGV驗(yàn)證系統(tǒng)(2臺(tái)),中國(guó)的第一臺(tái)激光導(dǎo)引AGV以及第一臺(tái)全方位運(yùn)動(dòng)AGV。
2000年至2012年,是國(guó)內(nèi)AGV行業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展階段,傳統(tǒng)制造行業(yè)、食品行業(yè)、輕工行業(yè)等引入AGV的應(yīng)用,使AGV的應(yīng)用開(kāi)始深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)產(chǎn)的AGV及AGVS開(kāi)始出口國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)。
2015年之后,隨著類(lèi)KIVA倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人的發(fā)展,中國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用逐漸擴(kuò)展到更多行業(yè),無(wú)論是銷(xiāo)量還是應(yīng)用都走在世界前列,成為最具代表的5年,2021-2025年被稱(chēng)之為新五年,再次見(jiàn)證發(fā)展速度。

4、蓬勃,倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人及AMR盛行

2012年,亞馬遜收購(gòu)kiva,這種新式的倉(cāng)儲(chǔ)分揀AGV開(kāi)始進(jìn)入人們視線,在某種程度上倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人的火爆也帶動(dòng)了AGV在各行業(yè)的應(yīng)用。尤其是在國(guó)內(nèi),2014年前后創(chuàng)業(yè)公司一波接著一波涌現(xiàn),市場(chǎng)活力不斷增強(qiáng)。倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人頭部企業(yè)凸顯,尤其是資本的助力,使得倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人快速發(fā)展,企業(yè)也出現(xiàn)快速裂變現(xiàn)象。
在技術(shù)路線上,2012年之后,AGV開(kāi)始沿著更加自主化的方向發(fā)展,在AGV的基礎(chǔ)上,業(yè)內(nèi)也開(kāi)始提出新的概念——AMR(Automated Mobile Robot即“自主移動(dòng)機(jī)器人”)。
從AGV到AMR,導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展是設(shè)備從“車(chē)”逐漸過(guò)渡到“機(jī)器人”的主要因素之一,傳統(tǒng)的AGV多采用磁條、電磁及二維碼等導(dǎo)航方式,而AMR更多的采用slam(即時(shí)定位與地圖構(gòu)建)技術(shù),搭載激光雷達(dá)或視覺(jué)傳感器,實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。當(dāng)然,由于應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜性其實(shí)并不好界定哪一種導(dǎo)航方式是最好的,行業(yè)也認(rèn)為,未來(lái)AGV會(huì)朝著融合導(dǎo)航的方向發(fā)展。

 市場(chǎng)方面,歐美日韓、東南亞以及國(guó)內(nèi)目前是移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR)最主要的應(yīng)用市場(chǎng),而歐美企業(yè)仍舊是走高端發(fā)展路線,也出現(xiàn)了一批優(yōu)秀的AMR廠商。日本由于其專(zhuān)注AGC的應(yīng)用歷史,正逐漸喪失在高端AGV領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力,而國(guó)產(chǎn)移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR)經(jīng)過(guò)近年的蓬勃發(fā)展,不僅在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)牢牢掌握著主動(dòng)權(quán),更是不斷拓展海外,在全球市場(chǎng)都有舉足輕重的地位。
作為智能運(yùn)輸設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR)可謂是連接智能生產(chǎn)、智能工廠、智能物流的重要紐帶,是整個(gè)物流體系中的重要組成部分,對(duì)降低物流成本、轉(zhuǎn)變制造方式、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要作用。
同時(shí),國(guó)產(chǎn)工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR)發(fā)展,成為中國(guó)市場(chǎng)眾多工業(yè)機(jī)器人細(xì)分市場(chǎng)里的一顆明珠,無(wú)論從國(guó)產(chǎn)化率、自主技術(shù)、產(chǎn)品研發(fā)能力以及全球競(jìng)爭(zhēng)力等各個(gè)方面,都領(lǐng)先于國(guó)際水平,且每年都以20%以上速度增長(zhǎng)。
發(fā)展至今,工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人(AGV/AMR)已成為集環(huán)境感知,動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃于一體的多功能綜合系統(tǒng),匯集了傳感器技術(shù)、信息處理、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)化技術(shù),是目前人工智能(AI)學(xué)科技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。
 
 
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