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比 AGV 先进两代,AMR 牛在哪?

时间:2019-07-02 来源:西酱记
比 AGV 先进两代,AMR 牛在哪?

雷锋网注:炬星 AMR

谈到仓储机器人,绝大多数人会第一时间想到AGV(Automated Guided Vehicle),而非AMR(Automated Mobile Robot)。事实上,很多人甚至不知道后者代表什么含义,更别说它和AGV的区别了。蒋超却坚定地认为,AMR是将取代AGV的下一代仓储机器人产品。

与仓储机器人结缘

蒋超是仓储机器人公司炬星科技的创始人兼CEO。创立炬星科技之前,他有着十分光鲜亮丽的职业经历:海外留学,毕业后先后供职Motorola、NVIDIA等国际知名企业,回国后曾担任某著名机器人项目的主要负责人……不过,这一切都和物流行业无关。

蒋超和物流行业的结缘始于天津的一次饭局。席上,一位在某家电巨头企业下属物流公司做系统智能规划的朋友向他抱怨,“公司仓库的信息化和自动化水平很低,智能规划根本做不起来”。

朋友给蒋超看了一份关于国外一家物流机器人公司的报道,这引起了他的兴趣。当时蒋超负责的服务机器人项目遇到了一些瓶颈。蒋超认为,服务机器人不能带来直接的生产力,也缺少刚性的需求,不是一门好生意。他去各地出差时经常可以看到一些酒店的服务机器人闲置一旁,落满了灰尘,这让他感到心痛,“我不希望自己的产品是这样一个形态”。

仓储机器人似乎是个不错的方向。

去年11月,蒋超去天津考察了一次。当时正值“双11”,朋友所在的公司订单量陡增,仓库忙不过来,从外面请了很多临时工。因为需求量大,临时工需要从很远的地方招募,用大巴车集中运过来。临时工到位后,在仓库外面的寒风里等待分配任务,然后进仓库拣货。结束一天的工作后,他们返回原地集合,等待现金结算工资,再坐大巴车回去。这一幕让蒋超受到了巨大冲击,“这跟我想象中的中国物流相差甚远,我觉得我做的机器人应该能帮上忙”。

AMR正在取代AGV

做仓储机器人当然不能光凭一腔热血,蒋超为此进行了非常细致的市场调研。他发现,在日本和北美市场,AMR正逐步取代AGV成为仓储机器人的新潮流。市场调研机构的数据显示,2018年上半年,AMR的利润同比增加了57%,AGV的利润则同比下降了43%。在亚太地区,AMR的数量相对较小,但增长非常迅速,增长率高达129%。

AMR和AGV的区别在于,前者本身具备强大的计算能力,它可以通过传感器感知周围环境并作出相应的决策;而后者只是一个大型的执行器,一举一动都依赖于中央控制系统的调度。“Kiva和极智嘉等公司生产的AGV也具备一定的计算能力,但仍然脱离不了中央控制系统,灵活性非常有限”,蒋超介绍道。

AMR的另一个优势在于,它是一种更为经济适用的解决方案。AMR无需电线、磁条或对建筑物基础设施进行昂贵的改装,启动速度更快,成本更低,且在部署过程中不会造成生产中断,几乎可以立即实现生产效率的提升。这使得它更加适合中国独特的市场土壤。

这两年,蒋超考察过中国各个地区的很多仓库。他发现中国的仓库基础条件比较差,地面沉降严重,而且地面非常不平坦,甚至有裂缝。“这样的仓库根本用不了AGV,但AMR可以,因为它有很好的越障能力和适应性。”

AGV高昂的初始投入也是中国企业难以承受的。蒋超根据市场调研数据估算,用AGV每改造10000平米传统仓库,需要500万人民币左右的初期投入,这还不包括机器人的购置成本。以国内某电商巨头为例,京东的标准仓面积通常在20000平米左右,这意味着每改造一间仓库需要至少1000万的投入,而京东这样的仓库超过1000处。

另外,采用AGV方案还需要改造货架,将货架高度从2.7米降到1.8米,仓库中间也要为AGV穿行预留空间,无论在平面还是垂直维度,对空间的利用率都不高。而B2C的商业模式又决定了企业的仓库不能离大城市太远,必须围绕京津冀、长三角和珠三角三个区域展开。这些地区的土地都价格不菲,对企业是一种沉重的负担。

“亚马逊之所以能用AGV方案是因为美国的国情正好与中国相反,他们土地便宜,但人工很贵。而且亚马逊在美国电商领域一家独大,较小的竞争压力允许它将初期投入分摊到未来十年。”蒋超对雷锋网解释道。

在蒋超看来,AGV这条路在中国几乎走不通,因为它的目标客户“本质上是不存在的”。

AMR的技术壁垒

AMR的本质是机器人,而机器人技术是一项综合性技术,包含算法、系统软件、机械硬件和电子电路四大部分,每个部分都至关重要。“如果你每一项只做到九十分,综合下来可能连及格线都到不了”。能同时掌握这四项技术的企业少之又少,这为AMR建起了天然的护城河。

在AMR的所有功能环节中,导航是重中之重。导航的核心是回答三个问题:一、机器人的位置和朝向是怎样的;二、机器人要去哪里以及怎么去;三、怎么判断机器人已经到达了目的地。这三个问题最后又可以归结为一点——定位。“谁能把定位做好,就能在这场竞争中获得优势。”

炬星AMR的导航系统采用的是一种多传感器融合的解决方案。其搭载的多种传感器会在同一时间对同一个物体进行测量。就好比一个房间里有两个温度计——一个是水银温度计,一个是电子温度计。两个温度计的读数通常会有一些差异,炬星需要用一套特定算法对这些读数进行综合处理,得出一个最接近真实的数值。

就这个维度而言,炬星和极智嘉、快仓等AGV企业采用的是两套完全不同的技术体系,“差了差不多两代”。因此蒋超从来不把这些企业当成竞争对手,“我倒觉得旷视是一个比较可怕的竞争对手,他们在机器视觉方面有很深的沉淀,拥有强健的灵魂,去年又收购了艾瑞斯,有了一副壮硕的躯体。

AMR的另一项核心技术在于分布式的控制系统。与AGV不同,AMR不需要一个中央控制系统对它发号施令,而是可以根据周围环境自主决策。一个AMR集群的分工决策分为两个环节:

第一环节,云端服务会对接客户的订单管理系统,把订单拆解成机器人能够理解的任务,然后打包通过4G网络传输给集群中的任意一台机器人。

第二环节,收到任务包的机器人会通过一种类似WiFi点对点的传输技术,将任务包同步给集群内的所有机器人。然后机器人会根据自身的位置,就近领取任务。

这样做的好处在于,可以降低机器人与云端通信的频率,降低对网络的要求,同时减轻云端的负担。

不过这种方案存在两大技术难点:首先机器人间的点对点传输存在距离限制,会导致一定的延迟,给系统造成负担;其次,如果两台机器人距离某个任务距离相同,可能会产生冲突。

只要解决好这两个问题,分布式控制系统的优势是显而易见的。就好比一家公司,老板只需要给下面的员工发放任务,员工之间会自主协调,完成任务后再统一汇总上报给老板,非常高效灵活。

时间差的艺术

目前,炬星已经顺利推出了自己的第一款产品——Syrius炬星AMR。

“炬星AMR”高1.2米,长宽分别为0.6米和0.42米,重45千克,最大载重50千克,组件由上至下分别为底座、承载货物的托盘以及用于人机交互的平板等配件,其中平板可支持货品扫码以及订单情况的查询。

续航方面,“炬星AMR”装配了24V/45Ah的锂电池,可以在25千克标准载重的工况下连续工作8小时。同时,它还支持自动充电和快速更换电池,2小时即可满电。

“炬星AMR”目前正在京东物流位于华北和华东区域的两个3C仓库进行试点。此外,Syrius 炬星已经确定与国内的一家叉车厂商进行合作,并与日本的一家系统集成商达成合作意向,提供软件接口作为其电商解决方案的一部分。

对于自己的技术和产品,蒋超非常自信。他认为,初创公司挑战大企业必须有一招鲜的东西,可能是商业模式也可能是技术优势。炬星的一招鲜就是技术优势。

但蒋超也清楚,技术优势总有消失的一天,竞争对手终究会弄清其中的奥妙。“所以关键在于怎么利用好时间差,在对手迎头赶上之前,通过其他方式放大自己的优势。”

对于未来,蒋超思考得非常清楚,“我们推出“炬星AMR”看似是个结果,但这一切已经预演了很多次——就像下棋一样,分几步走,每一步该怎么走,对手会有怎样的反应,我们前期已经思考得非常清楚。”

如果非要找出一个让蒋超担心的问题,那就是“做好AMR根本不需要这么好的技术”。“劣币驱逐良币,这是我担心的”,蒋超对雷锋网说道。