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機器人|中國物流移動機器人核心配套件發展綜述( 三 )

軟件機器人重器控制器中國物流


2003年左右 ， 隨著國內汽車工業的蓬勃發展 ， 基于日本技術理念的簡易型移動機器人開始在中國市場出現 ， 其簡易的應用模式更適合汽車總裝流程的原料配送 ， 加之價格低廉、易于部署、易于操作等優勢 ， 很快被國內汽車廠采用 ， 物流移動機器人產業規模得到了一定的發展 ， 與之相配套的核心部件 ， 如：差速驅動轉向架（含伺服控制器）、磁帶導航傳感器、基于單片機的車載控制器得到發展 ， 形成了小規模的市場 。 2012年后 ， 隨著高速發展的電商對物流時效性要求不斷提升 ， 隨著工業4.0成為制造業發展趨勢 ， 由于國家政策的導向 ， 物流移動機器人從幾乎不為人知的小眾產品一躍成為“智能制造”新寵兒 ， 同時在資本的驅動下 ， 新興公司不斷涌現 。
據聯盟2020年數據顯示 ， 在250余家核心配套件企業中 ， 涉及激光雷達的有27家 ， 涉及驅動部件、電機及伺服控制器的有35家 ， 涉及通訊類產品的有7家 ， 涉及蓄電池的有50余家 ， 涉及充電設備的有20余家…… ， 核心配套件供應鏈細分市場逐漸形成 。
2015年后 ， 傳統的叉車企業逐漸感受到了市場的變化 ， 采取集成技術或自主研發的方式進入物流移動機器人領域 ， 此類企業不僅能夠提供整機產品 ， 還可以為其他企業定制生產專業的叉車車體（機械本體） ， 通過合理配置 ， 將工業車輛的伺服驅動、輪系布置、液壓舉升等技術應用到了產品中 ， 一舉改變了叉車整機改裝的局面 ， 減少了浪費 ， 大幅度降低了物流移動機器人企業的設計制造成本 。 配合叉車企業的變化 ， 部分叉車配套廠家同樣看到了機會 ， 設計制造了各種專用驅動總成 ， 打破了長期依賴國外（德國、意大利）進口的局面 ， 加之低壓交流電機在叉車行業的推廣以及伺服控制技術的進步 ， 使得同類產品的售價低于國外進口的二分之一 。
2.從主要配套件看技術進步在移動機器人系統中 ， 上位調度系統及車載控制系統軟件最能體現系統核心技術 。 隨著應用模式的不斷增多 ， 調度系統的應用策略也在不斷完善豐富 ， 從流程型、節拍型、到離散型的行業 ， 從串聯型、并聯型、到混聯型的系統 ， 都有了切實的應用案例 。 隨著各行業智能制造的深入推進 ， 調度系統不再是傳統意義的任務管理、車輛分配與交通管理 ， 而是賦予了更多的內容 ， 以促使“智能生產”與“智能物流”相互融合 。 為此 ， 移動機器人企業通常會對目標行業進行深入研究 ， 構建一套適合行業工藝特征的調度系統 ， 成為行業技術壁壘乃至核心競爭力 。 也正因如此 ， 包括國外先進公司在內 ， 均無法提供包打天下的調度系統 。
近兩年來 ， 車載控制系統在硬件技術不斷進步的情況下 ， 控制水平也在節節攀升！從無反射板激光導航到視覺導航 ， 從高位存取到多層疊放 ， 從自動避障到自動裝卸……智能化水平不斷提升 ， 部分技術超越了國外先進水平 。 國內還出現了以提供核心技術為主、整機業務為輔的技術型企業 ， 以調度系統軟件、車載控制硬件及軟件為主要產品 。 在電氣類配套件中 ， 筆者印象最深的是激光雷達和北斗衛星定位技術 。
2002年前應用的激光導航技術還只是基于測角 ， 并沒有飛行時間（TOF-Time of Flight）測距技術 ， 在當時已經掌握光學原理以及測角定位算法的基礎上 ， 國內依然找不到一家企業能夠生產激光雷達 ， 無論是激光二極管、砷化鎵傳感器 ， 還是高精密的碼盤都達不到要求 。
但國內技術發展到今天 ， 國產激光雷達產品系列豐富 ， 單線型、多線型應有盡有 ， 產品不僅能夠滿足非接觸安全防護的需求 ， 更能滿足反激光導航要求 ， 其角度分辨率與測距精度都已達到了國外同類產品的水平 ， 徹底打破了國外壟斷的局面 。 部分企業還根據自身產品的特性 ， 開發集成了激光導航定位算法 ， 降低了整機企業的開發難度 。 另外就是北斗衛星定位技術 ， 2015年 ， 僅依靠我國北斗衛星定位系統及地面差分站 ， 筆者親眼目睹了12米長、2.5米寬的室外重載AGV ， 在承載120噸的情況下 ， 單機重復定位精度小于5cm ， 運行覆蓋范圍可達10km 。 國內目前至少有4家企業能夠提供類似的北斗衛星地面導航系統及其硬件產品 。 二十年前 ， 一個用于導航的進口單軸壓電晶體陀螺（Gyroscope）比控制器還貴 ， 而在今天 ， 慣性器件（IMU-Inertial Measurement Unit）完全能夠集成在控制器中 ， 而整個控制器的價格僅為當年進口陀螺的1/3左右 。

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