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从室内到室外,AGV崛起的新势力

2019-09-08 12:09 性质:转载 作者:高工机器人 来源:高工机器人
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AGV在室内的工厂物料搬运、仓储物流等领域实现了深度应用。而在室外,由于环境恶劣、AGV技术等因素限制,其应用还尚未得到推广。目前而言,室外AGV的主要场景有三个,一是园区不同厂房之间的物料配...

AGV在室内的工厂物料搬运、仓储物流等领域实现了深度应用。而在室外,由于环境恶劣、AGV技术等因素限制,其应用还尚未得到推广。目前而言,室外AGV的主要场景有三个,一是园区不同厂房之间的物料配送,二是港口码头的货物运输,三则是电力行业的室外巡检。


园区配送

在制造业中,其制造流程并不仅限于单个的厂房,因此物料的配送也不仅仅只在厂房内部,还涉及到厂房与厂房间的物流往来,在这种场景下就需要用到室外AGV。室外AGV拥有稳定运行、防水防尘等特性,可替代人工牵引车,在高温、下雨等恶劣天气下,在室外路面上正常行驶。在园区配送方面,国内已有部分厂家相继推出室外AGV产品,并有少量应用案例。如国自的室外牵引式AGV在上海大众和安吉物流园区有了应用,CSG华晓的室外AGV在汽车工厂不同车间的运输实现了应用,迦智也推出了一款室外配送机器人,应用于京东的配送。与室内相比,室外环境相对复杂,厂房之间的物料运转,难点在于定位精度、上桥爬坡、车厢间的安全保障等一系列问题,这对AGV技术提出了新的要求。就导航技术来说,市场上较为关注的激光雷达导航、视觉导航在室外会受光照等各种影响,使用效果将大打折扣。目前室外无人驾驶牵引车一般采用GPS导航、北斗导航,但精度相对激光雷达导航、二维码导航、磁导航而言不会太高。不过,在导航方面,有部分AGV企业开创性地采用多种导航方式弥补单种导航技术的不足。如驰众的无人驾驶牵引车就采用了“惯性导航+磁导航+激光导航”的导航方式,成功解决了无人驾驶车在工厂内的运转及安全避障等难题;国自机器人的室外牵引式AGV则采用激光环境导航技术,辅以惯导技术,实现非标环境下的可靠导航;华晓精密采用惯性导航技术,并辅以磁钉进行方向的修正,实现精准定位。

由于室外高温、下雨等恶劣环境,AGV防护尤为重要。在这方面,CSG华晓室外AGV关键元器件选型全部采用IP65防护等级以上的,从而使整车的防护等级达到IP65。而在避障方面,驰众机器人结合“激光雷达+机械避障”的全方位避障措施,解决了无人驾驶牵引车在室内+室外两种复杂工况(运行速度快、高低温、淋雨、路面不平度等)下的运转难题。总体而言,AGV在园区厂房间的应用还正在初步探索中,其应用尚不成熟,技术、产品等各方面还需要时间的打磨。

港口码头

自动化港口中,AGV将逐渐取代传统集装箱码头的内集卡,从而承担集装箱在码头上从场桥到岸桥的水平运输工作。随着自动化港的持续推进,AGV将扮演着极其重要的角色。

港口AGV通过自动导航、路径优化、主动避障、自我电量监控等技术,能够通过无线通讯设备、自动调度系统在繁忙的码头现场平稳、安全、自如地穿梭,并通过精密的定位准确到达指定停车位置。

与一般AGV相比,应用于港口的AGV不仅要解决港口码头较恶劣环境的要求,还需要满足几十吨集装箱的要求,所以重载型AGV成了港口码头的主角

相对于普通AGV而言,重载AGV将面临更高的技术条件和配套支持,重载型AGV技术难点较多而且与轻载型的AGV设计结构有很大的不同,零部件选购标准也都不一样,并且随着AGV载重增加,相应的技术难度成倍增加。在港区内,AGV要和大型机械进行互动并融入码头的生产业务流程,因此定位和控制精度必须在2厘米左右,才能实现集装箱精确吊装。此外,除定位精度要求高外,港区环境高度动态变化,单靠一种传感器无法实现精准定位。目前,港口AGV一般采用混合导航的方式来弥补单一导航技术的不足,例如磁钉+惯导,激光+磁钉或者激光+惯导等,磁钉加惯导相结合的导航方式应用的最为普遍。就当下而言,国内涉及港口AGV厂商约有十多家,以老牌AGV企业和大型机械设备厂商为主,不过尽管技术门槛和市场门槛都较高,但还是有越来越多的企业开始进入到重载AGV这一领域,除了意在拓宽自身产品线之外,最大的原因还在于,相较于一般AGV,重载型AGV的利润更高。据悉,目前港口AGV通常载重20-40吨,行业龙头振华重工出货平均价为800万一台,而成本大概在350-400万,利润至少达到100%,一般的AGV很难达到这个利润水平。典型的如新松,其室外无轨导航重载型移动机器人今年已经成功进驻了新加坡港,其负载高达65吨,定位精度±5cm,最大运行速度7m/s,制动距离<13m,实现了对高载荷与高精度的两手抓。港口码头作为物流系统的中枢,是物流装备应用尤其是物料搬运设备使用最为频繁的环节。我国港口吞吐量世界第一,装卸货物量巨大,未来AGV在港口码头的需求将日益扩大。

室外巡检

巡检作为AGV在工业应用中的第三大应用领域,目前主要集中在电力行业中,一般在变电站、配电站等场所应用较多,对室外高压设备进行巡检,及时发现电力设备的缺陷、异常挂物等异常现象,自动报警或进行预先设置好的故障处理。自国家电网2013年开始对变电站机器人首次招标,巡检机器人市场开始进入推广阶段。2013年至2015年间,国家电网对变电站智能巡检机器人的采购数量分别为100、280、430台,到2016年投入运行约1000。据统计,目前全国变电站数量超2万座,预计2020年达3万座。根据国网和南方电网规划,变电站智能化改造率将达100%,若按每年10%的进度,未来五年室外机器人年需求量在2000-3000台;全国297个地级市大概有配电站30万座,根据《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》,2020年国内配电自动化覆盖率将达到90%,预计未来五年国内室内机器人年需求量超过10000台。这两年,巡检机器人已经在我们国家多个电站获得了广泛的应用,以山东鲁能、国自机器人、朗驰欣创、万达科技、普华灵动、亿嘉和等为代表的机器人研制企业取得了良好的发展。其中,山东鲁能和国自占有75-85%市场,鲁能占有50%-55%左右的市场,国自25%-30%的市场,剩下的15-25%由其它七、八家厂家瓜分。从电网的垄断和排他性、集中招标和采购、应用环境的恶劣性、产品的技术发展来看,当前企业想要进入电力巡检行业会有一定的难度,但从电网的安全角度、巡检智能化发展、国家的重视和投入,以及产品相比较普通工业类和服务类机器人利润要高等因素来看,如能在智能电网分一杯羹,是不错的选择。总体而言,室外AGV不管是在园区配送还是在港口码头运输亦或是电力巡检,目前均处在探索阶段,应用情况不是很成熟。AGV技术持续升级及智能化浪潮下,相信室外AGV也会和室内AGV一样,迎来发展的春天

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