王妍

一、引言

近年來，電商和快遞業(yè)的爆發(fā)式增長催生了物流機(jī)器人的蓬勃發(fā)展，以此為契機(jī)，中國的物流機(jī)器人格局也正在從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域向商業(yè)服務(wù)領(lǐng)域拓展。目前，從作業(yè)環(huán)節(jié)和技術(shù)角度來分，倉儲物流行業(yè)使用的機(jī)器人主要有兩大類，一類是應(yīng)用于物品碼垛、拆垛、分揀包裝等環(huán)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人，如關(guān)節(jié)式機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、協(xié)作（復(fù)合）機(jī)器人等。另一類是用于搬運(yùn)、分揀環(huán)節(jié)的輪式移動機(jī)器人，即自動導(dǎo)引車（AGV）。碼垛機(jī)器人在物流系統(tǒng)中負(fù)責(zé)完成物料在托盤上的碼垛作業(yè)。最近幾年，在地方政策的引導(dǎo)下，國內(nèi)出現(xiàn)了上百家以AGV為主業(yè)的專業(yè)公司，AGV的市場應(yīng)用得到了長足的發(fā)展。作為柔性的自動化裝備，AGV應(yīng)用場景呈現(xiàn)出多樣化：由單一的搬運(yùn)載體變?yōu)橹悄艿姆謷O(shè)備、裝配工具、服務(wù)工具等。本文將從這些機(jī)器人展開，探討結(jié)合其在電商環(huán)境下的應(yīng)用現(xiàn)狀。

二、概念及類別

機(jī)器人物料處理手段在完成重復(fù)性的操作任務(wù)方面，能有效地降低成本，增加產(chǎn)出，極大地緩解一線工人的繁重作業(yè)負(fù)擔(dān)。《羅素姆的萬能勞工》（Rossums Universal Robots）一書中首次提到“機(jī)器人”以及利用機(jī)器替代人工勞動的概念，今天，機(jī)器人已然極大地改變了人類物料處理的方式，極大的提高了物流的效率。

（一）主移動機(jī)器人

自主移動機(jī)器人通過快速穿梭于在制品和成品之間的移動作業(yè)，極大地提高了精益生產(chǎn)的效率；而最新型的自主移動機(jī)器人則能夠獨(dú)立、動態(tài)、隨機(jī)地搬運(yùn)貨物，并開始在倉庫和配送中心中發(fā)揮更大的作用。與此前依靠天線或地面磁條導(dǎo)引的設(shè)備不同，最新的自主移動機(jī)器人具備了獨(dú)立移動、即時做出決定的能力。兩者間的區(qū)別就如公交車和出租車，公交車只能按照既定路徑運(yùn)行，而出租車則可以根據(jù)乘客意愿，自主選擇到達(dá)目的地的最優(yōu)路徑。因此，對于智能機(jī)器人而言，管理者只需告訴它目的地，它就能自主選擇最優(yōu)路徑運(yùn)行。

（二）分揀機(jī)器人

如果說移動式機(jī)器人解決的是“貨至人”的作業(yè)，那么固定式機(jī)器人則能夠出色完成“貨至機(jī)器人”式的分揀操作，蜘蛛式機(jī)器人就是其中的一個典型，其能夠迅速完成取放操作，有時候速度能達(dá)到每小時2400件。這種技術(shù)已存在多年，只是隨著技術(shù)的進(jìn)步，先進(jìn)的蜘蛛機(jī)器人能夠控制分揀的次序，并實(shí)現(xiàn)分揀過程的可視化，以保證分揀操作無差錯的進(jìn)行。

（三）碼垛機(jī)器人

貨物經(jīng)分揀、包裝工序后，還需要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)耐斜P堆垛以方便運(yùn)輸。機(jī)器人在托盤碼垛方面也大有可為，但是托盤碼垛并不是將貨物隨便裝滿托盤那么簡單，還要求托盤上貨物的堆放能方便客戶取貨、符合客戶的裝卸要求。這就要求機(jī)器人必須能夠分辨各種貨物的規(guī)格、尺寸，并充分了解客戶的堆放要求。

三、應(yīng)用現(xiàn)狀及特點(diǎn)

我國的工業(yè)機(jī)器人研究始于20世紀(jì)70年代，由于當(dāng)時經(jīng)濟(jì)體制等因素的制約，發(fā)展比較緩慢，研究和應(yīng)用水平也比較低。1985年我國將工業(yè)機(jī)器人列入了“七·五”科技攻關(guān)計(jì)劃，形成了中國工業(yè)機(jī)器人研究的第一次高潮。在國家的支持下，我國已基本掌握了機(jī)器人的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，先后研發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人，形成了一批具有競爭力的工業(yè)機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)。近年來，機(jī)器人作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，不管是在生產(chǎn)加工系統(tǒng)，還是在物流系統(tǒng)中都得到了長足的發(fā)展。但從總體來講，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)目前還很薄弱，相對于國外的先發(fā)、領(lǐng)先優(yōu)勢，我國的機(jī)器人技術(shù)研發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美、日兩國，我國在智能機(jī)器人方面的研究還剛剛起步，具有中國知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人較少，機(jī)器人傳感技術(shù)和機(jī)器人專用控制系統(tǒng)等方面的研究還比較薄弱，在機(jī)器人的應(yīng)用方面仍較落后。目前我國的機(jī)器人技術(shù)僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)80年代的水平，且主要集中在廣東、江蘇、上海、北京等地，其工業(yè)機(jī)器人擁有量占全國的一半以上，外商獨(dú)資企業(yè)和中外合資企業(yè)是其主要用戶，而從生產(chǎn)銷售來看，我國機(jī)器人市場約88%的份額被國外機(jī)器人企業(yè)所占據(jù)。

四、存在問題

（一）對復(fù)雜路徑處理能力較差

目前國內(nèi)應(yīng)用的領(lǐng)域主要包括柔性制造系統(tǒng)，在柔性制造系統(tǒng)中，怎樣實(shí)現(xiàn)的有效調(diào)度成為生產(chǎn)領(lǐng)域的難題，原因是在生產(chǎn)制造過程中，僅有的時間用于生產(chǎn)，而的時間里都是在進(jìn)行原料、半成品以及成品的搬運(yùn)裝卸等環(huán)節(jié)。在電商領(lǐng)域，大部分技術(shù)還是處于示范性引進(jìn)的階段，距離大規(guī)模的應(yīng)用還是存在一定差距。

（二）系統(tǒng)成熟度低

雖然機(jī)器人在應(yīng)對苛刻環(huán)境、性價比、工作時間等方面具有卓越優(yōu)勢，但目前局限性也很明顯。首先是靈巧性上，目前機(jī)器人只能是在特定環(huán)境特定場景下運(yùn)用，其次是智能化程度還不夠，系統(tǒng)應(yīng)對柔性化處理場景反應(yīng)能力不足，例如遇到突發(fā)事件沒有應(yīng)急機(jī)制；第三，成本問題影響覆蓋面，雖然整體性價比比人高，但一次性投入太大，很多企業(yè)承擔(dān)不起。

（三）機(jī)器人種類有限

目前電商機(jī)器人主要應(yīng)用在倉儲這個節(jié)點(diǎn)，通過龐大的、完善的倉儲體系以及高效的物流技術(shù)來解決物流倉儲問題，但機(jī)器人批量應(yīng)用以及三維空間內(nèi)的應(yīng)用較少，離實(shí)現(xiàn)物流配送中心從物到人的自動化還較為遙遠(yuǎn)。對于大規(guī)模的多機(jī)器人應(yīng)用方面，國內(nèi)還處于理論探索階段，研究較少，在電商應(yīng)用的國產(chǎn)技術(shù)就更少了。

五、對策建議

（一）系統(tǒng)布局

機(jī)器人布局問題是機(jī)器人物流中心設(shè)計(jì)時首先要考慮的問題之一，是機(jī)器人進(jìn)行加工過程優(yōu)化的前提。機(jī)器人布局問題是指給定一個布局空間和若干待布局物體，將待布局物體合理地?cái)[放在空間中并滿足必要的約束，從而達(dá)到某種最優(yōu)指標(biāo)，合理的布局設(shè)計(jì)能夠使機(jī)器人末端執(zhí)行器以指定的姿態(tài)到達(dá)指定的空間位置，從而確保任務(wù)的完成，實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人物流中心生產(chǎn)周期最短等目標(biāo)。

（二）研發(fā)布局

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)屬于國家戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，國家應(yīng)該制定長遠(yuǎn)政策加以規(guī)劃和發(fā)展。國內(nèi)機(jī)器人公司目前在技術(shù)、人才、資金等方面面臨著國外大公司的激烈競爭，與國外的大公司相比，國內(nèi)公司在各個方面都存在不小差距，需要國家在資金、稅收等各個方面給予一定的優(yōu)惠政策，把機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展納入到重要產(chǎn)業(yè)政策中，鼓勵企業(yè)采用國產(chǎn)機(jī)器人，如對購置機(jī)器人的企業(yè)進(jìn)行優(yōu)惠補(bǔ)貼，以進(jìn)一步推廣機(jī)器人在物流業(yè)中的應(yīng)用，擴(kuò)大市場需求，以市場來拉動機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。