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在行業(yè)的迫切需求之下，上海薩菲機(jī)器人系統(tǒng)有限公司（以下稱“薩菲”）研發(fā)出了基于機(jī)器視覺(jué)算法的智能裝車機(jī)器人，并生產(chǎn)出全國(guó)首例投入使用的裝車機(jī)器人系統(tǒng)。
與傳統(tǒng)的裝車機(jī)相比，薩菲的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了全流程無(wú)人化，可以通過(guò)機(jī)器視覺(jué)算法有效過(guò)濾各類干擾因素，并通過(guò)人工智能自主決定最優(yōu)化裝車碼垛方案，還能實(shí)時(shí)監(jiān)控裝車進(jìn)度和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。李濛稱，薩菲是讓裝車機(jī)器人進(jìn)入4.0時(shí)代的第一家企業(yè)。“這不僅推動(dòng)了企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流配送體系的不斷完善，也推動(dòng)了企業(yè)從資源依賴型轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型的戰(zhàn)略性發(fā)展。”
“無(wú)人化”的迫切需求
業(yè)界通常用工業(yè)機(jī)器人密度來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的工業(yè)自動(dòng)化程度高低，這個(gè)數(shù)據(jù)也可以理解為工業(yè)生產(chǎn)中人力的被替代程度。哈工大機(jī)器人集團(tuán)等機(jī)構(gòu)發(fā)布的《中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2018》顯示，2017年隨著中國(guó)制造業(yè)應(yīng)用需求的高速增長(zhǎng)，工業(yè)機(jī)器人銷量為14.6萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)67.7%，使用密度達(dá)88臺(tái)/萬(wàn)人，首次超過(guò)全球平均水平的69臺(tái)/萬(wàn)人。
薩菲機(jī)器人CEO李濛告訴《創(chuàng)業(yè)圈》記者，很多傳統(tǒng)企業(yè)在生產(chǎn)、包裝、倉(cāng)儲(chǔ)等環(huán)節(jié)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，現(xiàn)在這些企業(yè)也開(kāi)始注意到了裝車這個(gè)環(huán)節(jié)。“自動(dòng)化對(duì)于生產(chǎn)效率、企業(yè)的管理能力都有大幅度提升，企業(yè)肯定不希望還有一個(gè)環(huán)節(jié)這么落后。”
薩菲利用人工智能融合智能機(jī)器人系統(tǒng)打破傳統(tǒng)思維模式，代替人工進(jìn)行編織袋狀的包裝物、紙箱狀包裝物等貨物的搬運(yùn)和裝卸車工作，降低了人工成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，保障了工人的人身安全，同時(shí)極大地提高了工作效率和管理水平。
薩菲希望通過(guò)一套智能裝車機(jī)器人的解決方案，徹底實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人化、智能化，有效銜接生產(chǎn)端、倉(cāng)儲(chǔ)物流，把整個(gè)環(huán)節(jié)打通。“我們的初衷，是看到裝車這個(gè)環(huán)節(jié)還要用密集的勞動(dòng)力去解決，如此簡(jiǎn)單的工作還需要?jiǎng)趧?dòng)工人繁重復(fù)雜地作業(yè)，這是不可接受的。”
與工業(yè)機(jī)器人密度的逐年攀升相應(yīng)的，是日益增長(zhǎng)的人力成本。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的報(bào)告顯示，2017年制造業(yè)平均工資為58049元。另外，近年來(lái)中國(guó)人口老齡化加速，從2012年開(kāi)始每年的勞動(dòng)年齡人口都在下降。16―24歲的勞動(dòng)年齡人口，從2006年到2020年會(huì)從1.2億下降到6000萬(wàn)，減少一半。適齡勞動(dòng)人口不斷減少，勞動(dòng)力成本不斷上升，使得機(jī)器人代替人力成為一種趨勢(shì)。
而在裝車環(huán)節(jié)應(yīng)用智能機(jī)器人，每年可以省下不少人力成本，還能降低工傷風(fēng)險(xiǎn)，提升作業(yè)效率，從管理層面提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。“相比純?nèi)斯ぷ鳂I(yè)或半自動(dòng)化的作業(yè)方式傳統(tǒng)方式，機(jī)器人的作業(yè)效率要高出30%―40%，而且擺放的平整度、精確度要更高。” 李濛說(shuō)。
薩菲的創(chuàng)舉，在于開(kāi)創(chuàng)了裝車環(huán)節(jié)的智能化4.0時(shí)代，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)加工型企業(yè)工廠內(nèi)重載型貨物的裝車環(huán)節(jié)全程無(wú)人化。在薩菲之前，裝車環(huán)節(jié)的自動(dòng)化還處于2.0或者3.0的階段，要么是人工通過(guò)設(shè)備輔助搬到車上，要么是必須要通過(guò)人工干預(yù)或者控制。“4.0搭載了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，相當(dāng)于機(jī)器有了眼睛，能夠靈活、自主地判斷，讓機(jī)器人自己定一個(gè)最優(yōu)方案。”李濛說(shuō)。
更值得關(guān)注的是，當(dāng)搬運(yùn)和裝卸工作涉及危險(xiǎn)物品，如放射性物質(zhì)、有毒物質(zhì)等，工人的身體健康乃至人身安全都無(wú)法得到保障，建材、水泥等行業(yè)車間更是粉塵排放的重災(zāi)區(qū)。并且碼垛、裝車等環(huán)節(jié)勞動(dòng)強(qiáng)度大、單調(diào)乏味，導(dǎo)致企業(yè)在這些環(huán)節(jié)招工困難、人員流動(dòng)性極大，從而造成企業(yè)用工成本節(jié)節(jié)攀升。在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期工作導(dǎo)致的職業(yè)病問(wèn)題，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨額賠償金支出，由此帶來(lái)的社會(huì)負(fù)面效應(yīng)所造成的影響更是不可限量。
機(jī)器視覺(jué)算法領(lǐng)銜
薩菲如何實(shí)現(xiàn)顛覆性的4.0裝車機(jī)器人系統(tǒng)？機(jī)器視覺(jué)算法和人工智能技術(shù)是其中關(guān)鍵。
薩菲的智能裝車機(jī)器人搭載了視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)工業(yè)攝像頭識(shí)別貨物類別、裝載位置，還能識(shí)別出不同的貨車車型和停放位置，對(duì)于所有的貨車車型、貨品大小、裝車環(huán)境，智能機(jī)器人都可以靈活實(shí)現(xiàn)裝車業(yè)務(wù)。
李濛介紹，裝車機(jī)器人主要涉及機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和機(jī)器人控制技術(shù)，包含了圖像識(shí)別技術(shù)、人工智能系統(tǒng)和機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。“占地少、輕便且性價(jià)比高的解決方案，機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)控制、視覺(jué)識(shí)別，相當(dāng)于從眼睛到大腦再到軀干整合起來(lái)，這才是顛覆性的。”
2018年，薩菲為廣西澳加糧油工業(yè)有限公司定制了兩套智能裝車機(jī)器人系統(tǒng)，在2019年年初已經(jīng)投入使用。這在國(guó)內(nèi)也是第一套開(kāi)始應(yīng)用的同類系統(tǒng)，目前還有兩家機(jī)構(gòu)在研發(fā)，但還在概念階段，尚未出現(xiàn)產(chǎn)品，難以形成競(jìng)爭(zhēng)。而國(guó)外企業(yè)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品在應(yīng)用場(chǎng)景上缺乏靈活性，對(duì)貨車車型、擺放位置都有嚴(yán)格要求，成本還在薩菲的兩倍以上。
“智能裝車機(jī)器人既有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)門檻，也有研發(fā)制造和長(zhǎng)時(shí)間無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)所形成的時(shí)間門檻，同時(shí)還需要有對(duì)行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域客戶終端工藝段需求的深入了解，因此很難出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)者。”李濛說(shuō)。
薩菲目前的客戶集中在糧油行業(yè)，目前的市場(chǎng)容量超過(guò)24億美元。智研咨詢發(fā)布的報(bào)告顯示，2017年糧油食品類零售總額達(dá)到15332億元，2018年全國(guó)糧油食品類零售額預(yù)計(jì)將達(dá)到16426億元，增速為9.8%。作為日常消費(fèi)品中最基本的品類，糧油行業(yè)存量市場(chǎng)巨大，隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展亦有較大提升空間。而糧油行業(yè)對(duì)于生產(chǎn)效率提高的需求，也為背后的自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商提供了廣闊市場(chǎng)。
李濛告訴記者，薩菲預(yù)期2019年?duì)I業(yè)收入能實(shí)現(xiàn)1760萬(wàn)元，并在未來(lái)兩年迅速擴(kuò)大，計(jì)劃在2020年和2021年沖刺7040萬(wàn)元和1.4億元的營(yíng)業(yè)收入。“自從澳加糧油的裝車機(jī)器人落地以后，糧油行業(yè)目前已經(jīng)有很多意向客戶，中糧、中儲(chǔ)糧、益海嘉里等大企業(yè)在各個(gè)地方的工廠已經(jīng)找我們做解決方案。接下來(lái)我們用兩三年時(shí)間把這個(gè)行業(yè)吃透以后，會(huì)開(kāi)始向食品、飼料、水泥等行業(yè)發(fā)展。”
薩菲還計(jì)劃與研究院、規(guī)劃院等政府單位建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，把產(chǎn)品和服務(wù)變成政府規(guī)劃、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)單位的合作對(duì)象，掌握未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的話語(yǔ)權(quán)。
據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）預(yù)計(jì)，2018年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量將超過(guò)15萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到62.3億美元。到2020年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大到93.5億美元。中國(guó)電子學(xué)會(huì)發(fā)布的《發(fā)展報(bào)告》稱，按照應(yīng)用類型分，去年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的搬運(yùn)上下料機(jī)器人占比最高，達(dá)65%；其次是裝配機(jī)器人，占比15%；焊接機(jī)器人占比為9%。在工業(yè)自動(dòng)化日漸升級(jí)的進(jìn)程中找到細(xì)分市場(chǎng)并建立獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將是未來(lái)自動(dòng)化企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，也是前所未有的機(jī)遇。
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