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        深度對話凱樂士白紅星博士:AI賦能AMR,實現高柔性、高可靠性及高性價比?

        深度對話凱樂士白紅星博士:AI賦能AMR,實現高柔性、高可靠性及高性價比?

        分類:
        新聞資訊
        作者:
        2021/12/21 15:23

        市場的變化要求機器人實現快速部署和遷移,超大規模調度,人機高效協同,當AGV不再足夠適用于全新的物流業務需求,AMR技術應運而生。

         

        當物流行業走向迅猛發展的增速期,市場正在向物流環節提出多、快、好、省的全新要求??偟膩碚f,高柔性、高可靠性、高性價比是所有物流環節機器人企業不得不應對的挑戰。

         

         

        而AMR模式正在幫助粗放、擴張性的初級物流環節過渡到精細化、高效化、柔性化的物流運作模式。
         
        12月2日,在尋找科創英雄·產業機器人第二季線上直播中,凱樂士科技集團副總裁白紅星進行了題為《AMR如何用AI實現高柔性、高可靠性及高性價比?》的線上分享。

        在本場線上分享中,凱樂士科技集團副總裁白紅星圍繞三大問題進行了分享延展:

         

         
         
        “什么是AMR?AMR運用了那些AI技術?”


        “當前的物流行業痛點有哪些?為什么要實現高柔性、高可靠性及高性價比?”


        “AMR的AI技術如何幫助客戶打造高柔性、高可靠性及高性價比的物流模式?”

         

        白紅星提到,市場的變化要求機器人實現快速部署和遷移,超大規模調度,人機高效協同,當AGV不再足夠適用于全新的物流業務需求,AMR技術應運而生。
         

         

        他提到,當下AMR技術正在結合著AI技術實現新的進步,智能優化算法調度技術、感知識別技術、大數據挖掘技術、數字孿生技術、萬物互聯的技術正在為AMR機器人賦能。

         

         

         

         

        01 AGV為什么會被AMR替代?

         

         

        AMR是從AGV技術發展而來的。

         

         
        傳統AGV的部署方式,機器在提供服務之前就已被定義好了,多機協同的規模往往容易受到調度系統限制。
         
        在AMR的場景中,地面上的二維碼不見了,機型豐富了起來,并且機器之間也是可以進行協作的,每種機器可以實現多種功能的使用,比如做托盤的存取、搬運、貨到人、貨到機械手、人機協同等等。
         

         

        AMR根據業務需要還可以靈活變換貨到人、訂單到人等不同功能。
         
         
         

         

         

         

        AGV為什么變成了AMR?這背后其實是市場在產生各種變化。

         

         

        首先,市場變化上,物品種類越來越多,客戶定制化、訂單碎片化越來越普遍,物流業務的形態越來越豐富且不確定性。這些不確定性帶來的結果是,機器人在剛剛投產的時候曾預設好的功能、訂單結構和業務流程很可能隨著后期客戶的業務發展發生新的變化。這就要求物流設備系統具備高柔性,越來越靈活,能夠快速適應各種不同需求。
         
        其次,配送效率要求越來越高。原先的批發模式和分銷模式是以周為單位的,但是到了電商模式下,配送效率開始以日為要求,而社區電商前置倉的要求甚至會以小時、分鐘來計算。這就要求物流信息系統越來越智能、設備系統運行效率越來越高,且不能停擺。
         
        最后,另外市場競爭日益激烈。雖然人工越來越貴,但在激烈的競爭態勢下,每個物流運營方都希望自己的運營成本越來越低。這就要求物流設備具備高柔性,越來越靈活,能夠適應各種不同的需求,另外還要形成規?;?,且自動化程度越來越高,前期投資和后期運行要求極致高性價比。
         
         

         

        總的來看,市場的變化對AGV系統提出了更高的要求——

         

        “要求機器人實現快速部署和遷移,超大規模調度,人機高效協同。”

         

         

         

        為了呼應市場這三大需求,AMR機器人應運而生。

         

         

         

         

        AMR和AGV最大的區別是什么?

         

        我們可以從二者在實時部署、調度規模和人機協同三個方面進行對比。

         

         

        實施部署方面,AGV對場地實施部署要求高,并且不容易隨時調整。AMR不需要貼碼,場地適應性高,可以在一天內完成部署,并且如果場地發生變化,AMR能夠靈活變換和進行增減。
         

         

        調度規模方面, AGV主要通過控制系統實現實時的集中調度,隨著AGV的數量變多,整個調度系統的計算復雜度將指數倍增,并且由于現場是需要實時調度的,對通信網絡的要求非常高,一旦無法跟中央服務器通訊,AGV就只能呆在原地并報警,讓人去解決問題。而AMR可以做到分布式調度,理論上是無規模上限的。

         

         

         

        人機協同方面,傳統的AGV要盡量減少人和AGV的交叉領域,這需要AGV在交互點設計安全圍欄、電子圍欄等等,但AMR可以隨時隨地進行人機的交互。

         

         

         

         

        02 AI技術是怎樣賦能AMR機器人的?

        AMR的發展也同樣在依靠著AI技術在進步,AMR上集結了感知識別技術、大數據挖掘技術、數字孿生技術、萬物互聯的技術。把這些技術進行分類,我們會發現,人工智能技術在AMR的應用上主要存在于三個層次。

         

         

        第一個層次——計算智能。

         

        計算機通過借鑒人的經驗、自然規律等,實施這種禁忌搜索、模擬退火、粒子群、蟻群、遺傳等智能優化算法,更智能地處理任務調度、路徑規劃、模式識別、數據挖掘等復雜計算工作。
         
        第二個層次——感知智能。
        通過攝像頭、雷達、麥克風等各類傳感器,獲取外界的環境信息,再通過圖像識別、信號處理、數據融合等技術,將感知到的信息加工處理形成結果(如識別、定位等),成為后續操作執行的依據。
         
        第三個層次——綜合智能。
        在感知智能的基礎上,與業務需求緊密配合,實時調整各類AMR(包括潛伏式AMR、料箱存取AMR、復合機械手AMR、叉車AMR等等)的具體動作,實現這種高性能、高效率、高并發、低風險、低成本的物流執行。

         

         

        在不同層次上,我們也做了很多具體的工作。

         
        計算智能上,我們通過AI智能算法讓AMR實現更高性能和更快速的路徑規劃。
         
        比如我們改進A*算法,傳統A*算法沒有太考慮多臺AMR之間的相互影響,我們改進后使它可以動態的根據區域內的車輛運行實時車身情況,進行車輛路徑的規劃,實現路徑方向的動態變換,實時動態避障,減少轉彎數量、最小化路徑沖突數量及整體并行的執行時間。
         

         

         

        計算智能用于AMR調度系統會為機器人帶來三大方面的幫助。

         

         

        首先是實現廣泛兼容。
        在同一個地圖中,兼容不同品牌、種類的機器人;另外還支持二維碼車型、SLAM車型、托盤車型、料箱車型等多機型協同統一調度。

         

        其次是超高性能。

         

        在路徑規劃、負載均衡、最優任務匹配、作業優化等方面智慧協同;支持1000臺以上的各類機器人的高效協同。
         
        最后是快速部署。
        我們采用這種模塊化、標準化的系統產品,提供規劃、實施、運維一站式系統解決方案;另外在部署的時候,只需要通過更新地圖就能夠讓項目快速落地。
         

         

         

        感知智能用于AMR調度系統帶來的幫助也很明顯。
         

         

        感知智能最典型的是SLAM導航,包括激光SLAM和視覺SLAM。
        綜合智能應用于AMR調度系統的最終的目的,是實現高柔性、高可靠性、高性價比的AMR解決方案。

         

        高柔性方面,主要是可以適應各種場地和布局,快速部署和調整;兼容不同業務需求。滿足多種模式混跑;區域、設備、流程等均可快速柔性擴展。

         

         
        高可靠性方面,主要是實現了環境感知、柔性適應和降低故障率;系統遠程采集設備健康度,并推送維養方案;熱插拔互備,單機故障不影響整體系統運行。
         
        高性價比方面,主要是智能調度、人機協同提高系統整體性能;快速部署與高可靠性降低實施、運維成本;功能靈活調整,降低發展切換成本。
         

         

         

         

         
        最后我們也介紹一下,凱樂士的AMR解決方案的6大優勢: 

         

         

        首先我們掌握了核心技術,從最底層的二維碼技術、激光SLAM技術、視覺SLAM技術、嵌入式控制、自主定位和導航等等全部都是自主研發的。

         

         

         

        自研能力使得我們更能貼近客戶的應用需求,并且進行一定的定制工作。
         
        設備的穩定性高是可靠性的體現。組件模塊化程度高,對結構的依賴性會比較低,可以快速適配不同的車型。
         
        拓展性能更高,可以配備多種的通用總線,可按需增減外設和傳感器。另外我們視覺傳感器信息量大,可以按需去開發視覺應用。
         
        當然,我們的產品在部署時間上也更短,且施工周期非常短。
         
        最后通過人工智能的應用,使得凱樂士的整體解決方案也具備非常高的性價比。

         

         

         

         

        03 提問環節

         

        Q:未來機器人的價格能打到多低?

         

         
        A:隨著高柔性、高可靠性、高性價比的AMR技術發展,一些主流車型將普及。當年產量和銷量達到數十萬甚至數百萬臺時,價格門檻將進一步降低。
         

         

         
        Q:您認為遠期看機器人行業會是一家獨大還是細分為王?
         
        A:不會一家獨大,熟悉物流裝備行業的都知道,叉車行業發展了這么多年,也沒有實現一家獨大。AMR中,有處理托盤的、處理料箱的、主打存取的、主打搬運的等等,另外也有不同地域屬性和行業屬性。所以說,一家獨大是不太可能的。但是,大眾車型和小眾車型的分支中,大眾車型往往更容易誕生一批巨頭。在一些細分領域一定會有一些做得特別好、利潤也不錯的企業打出一片天地。當然,這些小眾車型總銷售額不會太大,最后的巨頭應該還是主打大眾車型的企業。

         

         

         
         

         

        Q:您認為現在國內AGV機器人發展最大的阻礙是什么?
         
        A:AGV交付成本非常高,有很多的非標定制,針對單個項目有軟件開發、現場部署和調試成本。隨著AMR的到來,更加智能,柔性更強,也可以用更少的車型去滿足應用場景需求,這樣一來就減少非標定制的成本,同時在這個人工智能技術的應用后,軟件開發不需要單獨定制,軟件可以更加產品化和通用化。AMR將來一定會成為像掃地機器人一樣開箱即用。
         
         

         

        Q:在官網上看到凱樂士做了12個場景,你們是怎么讓自己的機器人快速適應新場景的?
         
        A:去抽象和提煉出他們的共性。比如說處理的物料類型,主要還是托盤箱式的和零貨啊,然后這些物料的物動量的特征。比如有高頻的A類,中頻的B類,低頻的C類,機器人的功能主要就是存取、搬運、分揀。提煉出來之后就能夠發現不同場景之間的共性,再加上我們使用人工智能技術本身具備高柔性,在規劃設計方案的時候,考慮不同行業、不同場景的差異,就能夠完美匹配。

         

         

         
         

         

        Q:您認為在什么情況下 AMR存取機器人可以替代穿梭車和堆垛機方案?
         

        A:智能的穿梭車也是一種AMR,只不過是在軌道上行駛的。AMR是否可以替代有軌道的AMR呢?我覺得不會完全替代,二者一定是并存的。有軌道的情況下,速度會更快,高流量、高吞吐量以及存取密度比較高的時候,還是穿梭車會更適合,但是在這個比較矮的樓層,流量要求比較低的情況下,AMR的柔性更好。就像現在汽車普及了,但是我們還是需要地鐵和高鐵。

         

         

         

        Q:您覺得AMR的未來真正的核心競爭力在哪里?不單單只是和AGV相比,在整個物流領域而言的話?
         
        A:AMR代表的是一種智能的物流裝備,最大的競爭力在于具有強通用性。
         
        過去講的是自動化物流裝備,現在是智能化物流裝備。
         
        自動化物流裝備時代,很多時候是專機專用,比如輸送機只管輸送,分揀機只管分揀,堆垛機負責存取。
         
        那AMR的通用性讓它可以跨越存取、搬運、分揀的功能阻隔,可以用更好的產品去適應更多的場景,更高柔性、更高可靠性、更高性價比,這是它的競爭力所在。

         

         

         

        Q:請問凱樂士在垂直行業方案的復用性程度?比如應用在A電商物流的方案,可以百分之多少復制到下一家同類客戶?凱樂士如何為非標場景提供相對標準化的產品或方案?
         

        A:我們特別重視規劃設計方案,基本上不會拿方案去套用,因為每家客戶的庫存特征、訂單結構都有區別,因此我們會基于嚴格的數據分析進行方案設計。這一過程也在不斷的完善我們的調度系統,使得我們軟件產品的通用性更強。

         

         

         
        Q:都說AMR屬于第四代移動機器人,您認為未來會有哪些新的技術融合到移動機器人里面?有沒有一些行業的技術方向苗頭?
         
        A:人工智能正在不斷融合進來,我們可以重點關注如何去實現一些大眾車型的移動機器人。除了當前的爆款以外,應該用第一性原理思考,比如如何實現底盤和上裝分離、快換,盡快形成每年數百萬臺產量的規模。

         

         

        Q:本體機器廠商在市面上也有一些專注于機器人控制器等單個環節的技術方案提供商,這類企業的出現是否有可能大幅降低機器人的成本?

         
        A:單環節的技術方案供應商倒不是降低機器人的成本,而是降低了機器人供應商的門檻,但是在降低成本方面并不明顯。
         
        以控制器為例,想適應更多的客戶,就不得不做得更具備通用性,反而可能會增加成本。但對于本體廠商廠家自己做的控制器來說,用在某一款機型上,只需要必要的功能和接口,反而成本會更低。
         

        要大幅降低機器人的成本,最關鍵的還是在于通用的車型或者是通用的底盤,降低成本的關鍵還是在于規模。

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