隨著數(shù)字經(jīng)濟時代的到來，在信息流和商流的裹挾下，物流得到飛速發(fā)展。物流是繼房地產(chǎn)、汽車制造產(chǎn)業(yè)鏈后的第三大剛需產(chǎn)業(yè)。隨著以制造業(yè)為代表的長尾市場需求逐步釋放，倉儲自動化、智能化需求將從降本增效的可選項逐漸變成剛需。物流節(jié)點內(nèi)的無人叉車逐漸取代人工叉車作業(yè)，成為未來發(fā)展的必然趨勢。
本文將由定義、場景解析、技術(shù)融合到應(yīng)用案例等五個方面探尋視覺無人叉車的剛需未來。
1、重新定義“柔性物流”
2、推動無人叉車“從1到N”的“規(guī)?；?復(fù)制”
3、視覺技術(shù)賦能無人叉車
4、100+應(yīng)用案例，驗證視覺無人叉車落地
5、視覺+5G的完美結(jié)合
重新定義“柔性物流”柔性物流方案以工業(yè)無人車輛為核心，隨著流量的變化而變化，對倉儲場景重新部署以適應(yīng)后續(xù)商流變化。
新商業(yè)模式的涌現(xiàn)，讓最前端商流出現(xiàn)了多變的屬性，進而間接傳導(dǎo)至物流環(huán)節(jié)。柔性物流，便是在這樣剛需場景下出現(xiàn)，“商流”決定物流，“商流”產(chǎn)線產(chǎn)能的調(diào)整，導(dǎo)致流量會經(jīng)常出現(xiàn)波峰波谷、環(huán)境發(fā)生變化，給處于末端和物流環(huán)節(jié)提出了巨大的挑戰(zhàn)，但同時也激發(fā)了對柔性物流的需求。
柔性物流方案中最核心的是性價比中的“性”，與人可比擬的柔性，其中最關(guān)鍵的點在提高產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上，如何做到流量自適應(yīng)?，F(xiàn)在一個倉庫或存儲區(qū)中，會擺放不同類型、大小批次不一樣的貨物，環(huán)境復(fù)雜多樣，對客戶來說重新購置設(shè)備是困難的。企業(yè)的產(chǎn)業(yè)和供應(yīng)鏈必須隨著商流調(diào)整，推動物流節(jié)點內(nèi)柔性化升級。
面對企業(yè)客戶對無人叉車的要求越來越高，無人叉車的應(yīng)用場景從最初的平面搬運、到高位出入庫到裝卸貨車，技術(shù)難度也從簡單的自主導(dǎo)航定位，上升到追求無人叉車末端操作精度、作業(yè)效率和復(fù)雜場景適應(yīng)能力。
柔性物流是對現(xiàn)有的物流方案進行升級，比如將人工叉車進行無人化改造，或者用貨到人的AMR取代手推車。從性能層面看，提高AGV的操作精度、效率和自適應(yīng)能力，與人可比擬；通用化層面，要提高AGV的多環(huán)境適應(yīng)能力。
當然，“柔性物流”的實現(xiàn)并不僅僅在于單體智能，機器人還需要與大規(guī)模群集機器人調(diào)度系統(tǒng)、智能化環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等融合應(yīng)用，目前，未來機器人已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種型號無人叉車的全局調(diào)度，獲取倉儲場景內(nèi)最優(yōu)協(xié)作效果，可有效彌補人工作業(yè)和作業(yè)機器之間的差距，最大程度提升物流系統(tǒng)的柔性化。
推動無人叉車“從1到N”的“規(guī)?；?復(fù)制”物流節(jié)點內(nèi)無人化的終局方案應(yīng)該是“車適應(yīng)場”而非“場適應(yīng)車”。
未來機器人物流無人化的終局方案，讓無人叉車在性能上達到媲美人工作業(yè)的精度和柔性，在廣度上實現(xiàn)剛需場景“從1到N”的“規(guī)?；?復(fù)制”。
現(xiàn)有的物流過程不會產(chǎn)生高附加值，物流企業(yè)或制造業(yè)企業(yè)的物流環(huán)節(jié)都需要以高性價比、低投入的前提來實現(xiàn)降成本、省人工的目的。物流節(jié)點傳統(tǒng)人工作業(yè)的狀態(tài)基本上可以分為五個流程，這五個流程可以分為兩種物流方式，第一是以托盤為載具的物流方式，在倉內(nèi)利用托盤將貨物進行標準化，再用叉車搬運托盤上貨架，成為“剛性重構(gòu)”；第二種模式以手推車為載具，人工操作推車搬運貨物。五個流程里面有三個跟工業(yè)無人車輛息息相關(guān)，工業(yè)車輛作為物流領(lǐng)域的原生工具，它的無人化進程備受關(guān)注。
在物流領(lǐng)域內(nèi)，客戶的關(guān)注點始終圍繞以下三點：無人叉車的安全性和穩(wěn)定性；無人叉車在復(fù)雜剛需場景下的峰值工作效率；無人叉車的使用環(huán)境和流程改造成本?？蛻粝Ｍ麄}儲內(nèi)無人叉車的流程改造成本越低越好，環(huán)境改造影響柔性，“商流”決定“物流”。但“商流”是多變而不可測的，工廠和倉儲物流不僅受到“商流”的影響，還受到配送時效不穩(wěn)定的影響，因此，工廠和倉儲物流對無人叉車的柔性要求非常高，復(fù)雜環(huán)境下無人叉車的峰值工作效率決定了它是否能夠替代人工叉車，達到效益最大化。
如果能夠在滿足客戶復(fù)雜的剛需場景前提下，比如將外月臺裝卸車和密集存儲流程中，可以用無人叉車替代人工叉車，用AMR承擔線邊轉(zhuǎn)運、室內(nèi)揀選環(huán)節(jié)的工作，室內(nèi)外轉(zhuǎn)運可以由人工叉車來替代人工操作，實現(xiàn)無人化的成本很低，性價比比“剛性重構(gòu)”高；同時具備高柔性，可以更好地應(yīng)對流量峰值與場景變化，推動“車適應(yīng)場”的剛需場景，使其成為未來物流無人化的終局方案，讓無人叉車的性能無限接近人工操作，在廣度上實現(xiàn)剛需場景“從1到N”的“規(guī)?；?復(fù)制”。
視覺賦能無人叉車視覺技術(shù)與叉車的運動相結(jié)合，實現(xiàn)了工業(yè)無人車輛視覺伺服控制和視覺環(huán)境感知這兩項關(guān)鍵技術(shù)的突破。視覺無人叉車正在成為工業(yè)應(yīng)用移動機器人中的“潮流”款。
無人叉車是工業(yè)應(yīng)用移動機器人（AGV/AMR）行業(yè)增長速度最快，前景最為看好的細分領(lǐng)域之一。而視覺技術(shù)與叉車運動的相結(jié)合，實現(xiàn)了工業(yè)無人車輛視覺伺服控制和視覺環(huán)境感知這兩項關(guān)鍵技術(shù)的突破，在叉車駕駛中，機器與人工的最大差異在于末端操作的效率和精度，視覺感知和視覺定位技術(shù)讓車端增加感知能力，提升無人叉車AGV在室內(nèi)外轉(zhuǎn)運過程中的靈活性和適應(yīng)性。
首先在建圖環(huán)節(jié)，基于相機強大的信息獲取能力，視覺SLAM能夠獲取更豐富的地圖信息，并通過重復(fù)觀測反復(fù)提高地圖精度，相比其他地圖構(gòu)建方式，定位誤差極??；其次，將視覺技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)車輛上，工業(yè)車輛可以更好地獲取場內(nèi)的半動態(tài)環(huán)境。
與人工智能結(jié)合，實現(xiàn)自主導(dǎo)航與繞障，在保障安全的前提下，賦予車輛更高的靈活性，讓車輛更好地應(yīng)用在人機混場、多類型機器協(xié)作場景中，使得整體方案更具備柔性。第三，同品質(zhì)的視覺傳感器相比于激光傳感器成本更低。
視覺賦能無人叉車也基于同樣的角度。在人工成本上升和勞動人口就業(yè)多樣化的背景下，許多用人企業(yè)出現(xiàn)了叉車司機的用工短缺，無人化需求逐年上漲；疫情之下，多變的商流推動供應(yīng)鏈和產(chǎn)線變動，由“以產(chǎn)定銷”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;以銷定產(chǎn)”間接地影響到物流，同時為了減少感染風(fēng)險和降低成本，頻繁受到資本關(guān)注的無人叉車AGV進入快車道。
利用視覺技術(shù)進行建圖并結(jié)合語義算法識別，相當于讓車有了眼睛，能分辨相關(guān)的關(guān)系。視覺感知技術(shù)實現(xiàn)了三點，一是信息流和物流的實時匹配，二是實現(xiàn)人、人工駕駛工業(yè)車輛、無人駕駛工業(yè)車輛的調(diào)度，三是作業(yè)人員的行為監(jiān)控，比如偷盜、違規(guī)作業(yè)等。
100+應(yīng)用案例，驗證視覺叉式移動機器人落地隨著技術(shù)的不斷融合發(fā)展，視覺無人叉車的落地應(yīng)用成為行業(yè)兵家必爭，未來機器人不僅專注于視覺叉車AGV領(lǐng)域，并且以100+落地項目的驗證，成為該行業(yè)代表企業(yè)。
未來機器人創(chuàng)立于2016年，團隊致力用自動駕駛技術(shù)框架賦能工業(yè)車輛，為企業(yè)提供視覺導(dǎo)航工業(yè)無人車輛產(chǎn)品及柔性物流無人化方案，推動全行業(yè)內(nèi)部物流的智慧化發(fā)展。通過融合機器視覺、環(huán)境感知、伺服控制、深度學(xué)習(xí)、5G等先進技術(shù)，幫助企業(yè)實現(xiàn)“機器換人”，提升物流效率和經(jīng)濟效益。
作為國家高新技術(shù)企業(yè)，未來機器人擁有一支實力雄厚的隊伍，由香港中文大學(xué)、東京大學(xué)博士聯(lián)合創(chuàng)辦，目前團隊成員逾200人，研發(fā)團隊匯集了國內(nèi)外名校的20多位博士、碩士。其中的李陸洋博士，2015年畢業(yè)于香港中文大學(xué)機械與自動化工程學(xué)系，2016年創(chuàng)建未來機器人并擔任總經(jīng)理、副董事長，帶領(lǐng)研發(fā)團隊從事移動機器人、視覺伺服與感知領(lǐng)域的研究工作，先后完成了視覺的強魯棒性室內(nèi)外定位、高精度強通用性視覺伺服控制、低成本智能化的視覺感知、大規(guī)模多層次高效調(diào)度等四項全球性“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，是機器人和自動化領(lǐng)域優(yōu)秀的青年學(xué)者和創(chuàng)業(yè)者。
未來機器人的無人駕駛技術(shù)是由三個核心技術(shù)構(gòu)成：視覺定位、視覺感知和視覺伺服控制，其中最為關(guān)鍵是視覺伺服控制技術(shù)。在三項核心技術(shù)的基礎(chǔ)上，未來機器人打造了一套軟件（系統(tǒng)）和硬件（無人工業(yè)車輛）結(jié)合的物流無人化方案，方案基于L4自動駕駛框架技術(shù)、中控調(diào)度系統(tǒng)和明眸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，在最大程度上擴充無人叉車感知能力、分析、轉(zhuǎn)換成精準的控制指令，滿足全場景的柔性需求。
面對復(fù)雜多變的環(huán)境，例如人機混場、貨物亂放、貨物不標準、貨車類型等,未來機器人針對性地開發(fā)出多款代表性無人叉車，目前已經(jīng)完成了8大系列無人叉車、無人牽引車產(chǎn)品，覆蓋外月臺裝車、料籠堆疊、貨物上下架、室外長距離運輸?shù)群诵膱鼍?，成功對?0多個標桿案例，實現(xiàn)了300多個場景項目落地，為多個知名企業(yè)倉儲進行物流無人化升級改造。
圖表：未來機器人視覺導(dǎo)航無人叉車分類
目前，未來機器人的視覺導(dǎo)航無人叉車已在汽車制造、輪胎、食品、石油化工、電商物流、第三方物流、制藥等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)物流無人化，且在細分應(yīng)用領(lǐng)域的場景難題攻克方面獲得持續(xù)創(chuàng)新。
首例外月臺貨物裝卸車作業(yè)：
石油化工行業(yè)的倉儲環(huán)境對無人叉車AGV的堆垛靈活性提出了新的要求。既要實現(xiàn)從產(chǎn)線到出庫的搬運無人化又要實現(xiàn)外月臺貨車（平板車）的位姿識別好現(xiàn)有貨物擺放狀態(tài)識別。
場景內(nèi)引進未來機器人的VNPA系列平衡重堆高式無人夾抱車，外置壓力傳感器，能夠雙層夾抱物料，靈活應(yīng)對堆垛要求，支持多種屬具切換，適應(yīng)不同類型的貨物搬運；利用“圖像識別技術(shù)+5G”，5G邊緣計算能夠減少車端處理壓力，降低單車本體價格，實現(xiàn)石油化工類產(chǎn)品產(chǎn)線、檢驗倉、成品倉、外月臺全流程無人化搬運，峰值工作量達到1500包/天，取代3班叉車工人和7臺人工叉車，實現(xiàn)24小時穩(wěn)定連續(xù)運行，庫容總量從4000包提升至6000包；突破了無人裝車在工業(yè)車輛應(yīng)用最大的剛需場景。
首例室內(nèi)外全天候長距離對接無人轉(zhuǎn)運：
在國內(nèi)機械加工行業(yè)頭部企業(yè)，實現(xiàn)全球首例室內(nèi)外全天候長距離對接無人轉(zhuǎn)運。在該園區(qū)場景中，室外的極端環(huán)境（例如暴雨、積雪等）對無人工業(yè)車輛的定位導(dǎo)航提出了新的挑戰(zhàn)。通過導(dǎo)入未來機器人的無人叉車系統(tǒng)，室內(nèi)引入VNP10-02系列平衡重式無人叉車、VNP10系列平衡重堆高式無人叉車可穩(wěn)定實現(xiàn)自適應(yīng)取放貨裝車，室外引入VNQ40無人牽引車可實現(xiàn)室內(nèi)外或外搬運。未來機器人采用混合導(dǎo)航、人工智能搬運方式，解決室內(nèi)外長距離運輸?shù)碾y題，提高產(chǎn)線之間的上下料工作效率。無人叉車與無人牽引車交互接駁場景的落地，實現(xiàn)機械零配件原料和成品在兩個倉庫和三個車間之間的全流程無人化轉(zhuǎn)運。
首例存量叉車無人化改造項目： 該項目對單體車定位、感知、控制的穩(wěn)定性要求極高。該項目中，兩個貨架之間最窄處僅為3m，車體運行安全距離為3.3m以上，極限的作業(yè)寬度對視覺無人叉車的感知能力提出挑戰(zhàn)；同時，7m以上貨架的上下架需要無人叉車AGV具備橫梁檢測、放貨空間檢測能力、以及報警能力。
通過將客戶現(xiàn)場的舊車改造成專門針對9米高位存儲的前移式無人叉車（VNR系列），能夠?qū)痈噍d具，實現(xiàn)產(chǎn)線、打包機密集存儲貨架區(qū)的全流程產(chǎn)品無人化搬運。改造之后，峰值工作量達到每小時30托，實現(xiàn)3班窄通道作業(yè)，節(jié)省3班，約9名叉車司機。這是全球第一例客戶存量叉車的改造升級項目，可以有效利用客戶資產(chǎn)，減少前期AGV投入，實現(xiàn)產(chǎn)線到高位密集存儲貨架的無人化搬運。
首例6層以上料框無人堆疊：
汽配工廠的零部件采用倉儲籠進行裝載，對運輸工具的載重和作業(yè)精度都有很高的要求。零部件在產(chǎn)線、檢驗倉、成品倉之間分揀和轉(zhuǎn)運，完全依賴人工作業(yè)，工作效率不高。此外，為了保證配件（變速箱）的產(chǎn)品質(zhì)量，按照傳統(tǒng)方法采用標準倉儲籠裝載，只能放置兩層，對空間的利用率極低。同時，倉儲內(nèi)料框的4個內(nèi)扣型底座開口小，對無人叉車AGV的感知度、精確度、穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。
未來機器人對客戶現(xiàn)場舊倉進行改造，采用混合導(dǎo)航方式，導(dǎo)入多臺平衡重堆高式無人叉車和無人牽引車（VNQ系列）進行精準堆垛，共同完成自動出入庫，實現(xiàn)了進行6層以上倉儲籠的堆疊，庫容利用率增加了3倍，7*24小時交替作業(yè)，單次多托料籠裝卸靈活作業(yè)環(huán)節(jié)實現(xiàn)了“人工替代”，降低生產(chǎn)成本的同時提高了工作效率，完美承接了客戶需求的出入庫節(jié)拍，實現(xiàn)出入庫環(huán)節(jié)的全自動、科學(xué)化管理。
首個達65臺無人叉車多樓層、多機臺對接項目：
該項目已在國內(nèi)3C面板行業(yè)頭部企業(yè)實現(xiàn)落地，項目涉及多種規(guī)格載具識及運輸、場景堆單車技術(shù)及大規(guī)模集群調(diào)度技術(shù)。大庫位的倉儲場景，AGV無人叉車需要多層聯(lián)合配合，對未來機器人庫位管理系統(tǒng)、AGV無人叉車中控系統(tǒng)的計算能力、對接的系統(tǒng)數(shù)量和兼容性要求頗高。
在改造過程中，不改變現(xiàn)場環(huán)境的情況下，借助視覺導(dǎo)航平衡重式無人叉車及中控系統(tǒng)，一次性全局精準定位，引入65臺VNP10系列平衡重堆高式無人叉車、托盤搬運式、全向式的無人叉車AGV，實現(xiàn)面板包材、原料、成品、殘材等在不同樓層的產(chǎn)線、原料倉、成品倉的全流程無人化搬運。在將近12萬倉儲場景內(nèi)，實現(xiàn)每小時230托盤的工作效率和24小時兩班作業(yè)的持續(xù)性工作，節(jié)省了2班，約90人的叉車工人，實現(xiàn)最大優(yōu)化的ROI。 除卻以上的案例，未來機器人還與電商物流、汽配機械、制造業(yè)等行業(yè)內(nèi)的多家頭部企業(yè)有過多次合作交流，根據(jù)實際工業(yè)環(huán)境中任務(wù)離散、間隔不定、長時間下發(fā)的場景，憑借著獨特的技術(shù)路線和物流無人化方案斬獲市場，開發(fā)出滿足全場景柔性需求的無人叉車產(chǎn)品，實現(xiàn)多車任務(wù)調(diào)度、路徑規(guī)劃，提高整體物流效率，同時利用5G+無人工業(yè)車輛，使得無人叉車AGV的性能更無限接近于人。 視覺+5G的完美結(jié)合 視覺+5G的結(jié)合是物流無人化領(lǐng)域的必然發(fā)展趨勢。
5G技術(shù)的高速傳輸速率可將車端獲取的圖像信息實時傳輸?shù)皆贫嘶蚍?wù)器端進行計算，再將計算結(jié)果傳輸回車端執(zhí)行。在5G技術(shù)的支持下，快速將豐富的視覺信息轉(zhuǎn)化為車輛在復(fù)雜環(huán)境下的高效運動控制能力，并且實時對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各核心要素進行有效組織，賦能無人叉車低延時、高精度的特性，為集群化的工業(yè)無人車輛協(xié)作打造強力基礎(chǔ)。
在5G技術(shù)出現(xiàn)之前，視覺大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)車輛無人駕駛的重要阻礙是成本限制單車運算能力不足，無法將豐富的視覺信息轉(zhuǎn)化為車輛在復(fù)雜環(huán)境下的高效運動控制能力。而5G的高速傳輸速率和低時延，可快速實現(xiàn)車端獲取的圖像信息實時傳輸?shù)皆贫嘶蚍?wù)器端進行運算，并及時將運算結(jié)果傳輸回車端執(zhí)行。
未來機器人的“5G+無人工業(yè)車輛”全棧方案，可通過頂層大型調(diào)度和中層環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)連接底層工業(yè)無人車輛，實現(xiàn)多車任務(wù)調(diào)度、路徑規(guī)劃，提高整體物流效率。首先，視覺無人車輛集成5G模組，直接將5G應(yīng)用于系統(tǒng)之中，替換原有tong，傳輸調(diào)度數(shù)據(jù)；其次，在無人叉車導(dǎo)航頂部安裝4個行車記錄儀，5G+MEC實現(xiàn)遠程監(jiān)控，實時視覺障礙物識別；最后，基于5G的Life-Long SLAM, WSLAM+激光ALAM，解放算力，云化控制。
未來機器人在高位上下架的叉車無人化改造案例中，采用“WMS+WCS+多車協(xié)同”方案，無人叉車AGV突破了5G視覺邊緣計算和障礙物識別兼位置估算這兩項天花板，使其更好對接立體庫，自動識別貨物規(guī)格、實現(xiàn)無人叉車與小AGV自動轉(zhuǎn)運工作，攻克車輛末端的高精度操作難度，正確完成精準叉取、堆疊、上下架以及錯位貨物的調(diào)整。
誕生于柔性物流智能化發(fā)展的大時代，起家于視覺無人叉車的剛需市場，未來機器人較好地詮釋了科技與商業(yè)的完美結(jié)合。李陸洋博士深信科技能改變世界，他認為：“科技就像顯微鏡，看世界看得很深，重視的是關(guān)鍵細節(jié)；商業(yè)就像望遠鏡，遠望世界，重視全局，兩者的成功結(jié)合和靈活轉(zhuǎn)換實為不易。”未來機器人在復(fù)雜節(jié)點物流場景面前，沒有止步，而直面攻克，這種“未來”，值得期待。
本文將由定義、場景解析、技術(shù)融合到應(yīng)用案例等五個方面探尋視覺無人叉車的剛需未來。
1、重新定義“柔性物流”
2、推動無人叉車“從1到N”的“規(guī)?；?復(fù)制”
3、視覺技術(shù)賦能無人叉車
4、100+應(yīng)用案例，驗證視覺無人叉車落地
5、視覺+5G的完美結(jié)合
重新定義“柔性物流”
推動無人叉車“從1到N”的“規(guī)?；?復(fù)制”
未來機器人物流無人化的終局方案，讓無人叉車在性能上達到媲美人工作業(yè)的精度和柔性，在廣度上實現(xiàn)剛需場景“從1到N”的“規(guī)?；?復(fù)制”。
現(xiàn)有的物流過程不會產(chǎn)生高附加值，物流企業(yè)或制造業(yè)企業(yè)的物流環(huán)節(jié)都需要以高性價比、低投入的前提來實現(xiàn)降成本、省人工的目的。物流節(jié)點傳統(tǒng)人工作業(yè)的狀態(tài)基本上可以分為五個流程，這五個流程可以分為兩種物流方式，第一是以托盤為載具的物流方式，在倉內(nèi)利用托盤將貨物進行標準化，再用叉車搬運托盤上貨架，成為“剛性重構(gòu)”；第二種模式以手推車為載具，人工操作推車搬運貨物。五個流程里面有三個跟工業(yè)無人車輛息息相關(guān)，工業(yè)車輛作為物流領(lǐng)域的原生工具，它的無人化進程備受關(guān)注。
視覺賦能無人叉車
100+應(yīng)用案例，驗證視覺叉式移動機器人落地
首例外月臺貨物裝卸車作業(yè)：
10月27日，由未來機器人冠名的《2021叉式移動機器人行業(yè)發(fā)展藍皮書》將在中國移動機器人（AGV/AMR）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主辦的《第四屆國際移動機器人大會》上重磅發(fā)布。屆時，未來機器人聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO李陸洋也將帶來“視覺無人叉車在各大制造業(yè)的案例賞析”，敬請期待！
