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【物流】赵皎云:叉车智能化发展趋势

王继祥2019-02-09 15:35:19

叉车智能化发展趋势

原创:赵皎云 

来源:物流技术与应用

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编者按:向大家推荐中国物流界著名记者赵皎云撰写的文章:“叉车智能化发展趋势”。作为重要的物流技术与装备,在智慧物流变革大趋势下,叉车作为智慧物流执行系统的重要单元,必然从机械化、自动化向智能化转型,以满足市场不断增长的需求。


在智能制造、智慧仓储快速发展的带动下,智能化叉车的市场需求不断增长。AGV式叉车作为智能化叉车的一类重要载体,其市场空间也开始在需求与技术发展的合力驱动中进一步显现。

近年来,受工厂智能化、人力成本上涨等外部因素影响,传统依靠人力搬运的物流作业环节开始出现由机械化向自动化、智能化转型的趋势,其中一个明显的表现就是工厂内部物流、仓储物流对柔性化程度较高的自动化搬运设备的需求增长迅速。其中,无人驾驶叉车(叉车式AGV)就是眼下十分热门的一类产品。

据了解,在仓储无人化技术备受关注的今天,叉车智能化已是重要的市场需求。托盘化标准单元货物搬运作为主流的物料搬运模式,对其进行自动化、智能化升级是客户最为迫切的物流效率及成本优化的需求之一。目前,相当一部分叉车企业都认为智能化叉车技术正在迎来发展窗口期。甚至有叉车企业预测,智能化的物料搬运设备有可能在近两年成为叉车生产企业的标配产品。

一、从无人化到智能化

叉车在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色,是物料搬运设备中的主力军,广泛应用于各个行业领域。中国叉车市场需求巨大,且每年都以两位数的速度增长。受人工成本不断上涨、制造企业转型升级,以及技术发展加快等多重因素推动,叉车式AGV正在成为不可阻挡的浪潮,并且随着智能制造、智慧仓储的快速发展,表现出更加智能化的特点。2015年,以林德、永恒力为代表的外资叉车品牌企业率先在国内物流行业展会上展示了以叉车式AGV产品为核心的无人搬运系统,引发了不少关注。在随后几年中,越来越多的叉车企业推出了此类产品。

据上海诺力智能科技有限公司总经理朱宝昌介绍,叉车式AGV是在叉车上加载各种导引技术,构建地图算法,辅以避障安全技术,实现叉车的无人化作业。而无人化叉车与智能化叉车的主要区别在于前者是实现无人化操作,而后者则具有人工智能技术的特征。

对于叉车智能化技术,林德(中国)系统解决方案经理高忠崟做出更为明确的解释。他指出,叉车智能化技术是将新能源、数字化和自动化等先进技术应用于传统叉车,以提高驾驶安全、提高工作效率和降低保养维修费用等运营费用,实现更全面、准确的数据采集和分析应用,进而实现与其他物流设备、仓储设备之间的互联,从单一产品走向系统化应用,实现整体优化。

朱宝昌认为,与传统叉车相比,智能化叉车主要有四个方面的关键技术和应用优势:一是叉车的感知技术,如车载超高频RFID读写技术,与巷道标签、货位标签、货物标签有效识别感知,实现出入库系统自动确认。二是与信息系统调度指令的交互技术,最典型的是车载电脑和手持的应用,大大提高物流效率。三是叉车的各类传感器的应用,如速度、重量、碰撞、温度、油压、电量等传感技术,使得叉车总线控制数据更加丰富,配以系统安全预警,实现设备状态的监控。四是将智能化叉车的位置、任务、状态、效率等信息汇集“工业车辆远程平台”,进行大数据处理和输出,实现叉车的远程运维和租赁运营。

二、参与企业众多 市场路线各异

据了解,无论是林德、丰田、永恒力等国外叉车品牌企业,还是合力、杭叉、诺力、柳工、宁波如意、佛朗斯等国内叉车品牌都有推出叉车式AGV产品。同时,越来越多的国内叉车品牌也开始进入该领域,或者至少是定位为智能叉车专用车体提供商。另外,新兴的AGV供应商也是不容忽视的市场参与方。

围绕叉车的智能化、无人化技术,不同企业的市场策略和关注点也不尽相同。例如,杭叉、诺力早在几年前就专门设立全资子公司负责AGV类产品及其系统的研发、设计和生产。杭叉集团早在2012年就与国自机器人合作研发叉车AGV产品,后又与全球领先的运动控制系统和配件供应商科尔摩根(KOLLMORGEN)合作,突破AGV的技术瓶颈,向市场提供更加稳定、可靠、灵活的AGV整体解决方案。2018年2月,杭叉集团与浙江国自机器人技术有限公司、合肥汉和智能科技物流有限公司以及8位自然人共同出资设立浙江杭叉智能科技有限公司,针对智能物流领域展开深度布局。其叉车式AGV产品在汽车制造、轮胎制造等行业均有应用项目。

诺力于2015年投资成立了上海诺力智能科技有限公司,专门从事无人搬运机器人AGV及其系统的研发、设计、制造和集成。目前已经推出了PS10、PS20、PS35等系列叉车式AGV产品,采用了SLAM自动导引技术以及视觉地图构建导引技术。应用行业涉及冶金炼钢高炉、铜管加工、机械装配、生化制药等。

外资叉车品牌企业对智能化技术的探索不仅局限在产品本身,而且更加注重打造系统化的整体解决方案能力。

据了解,林德依托比利时和法国两大自动化研发中心,不仅在叉车自动化领域推出了自然导航系统林德搬运机器人,还在叉车自动化配套供应领域推出了林德LAB自动化叉车基础模块。而在智能化的延展中,技术团队依托对传感器的深度开发和对应用场景的深度理解,在行业内建立起包括三维立体安全保护、双模作业、货位托盘识别等应用。同时,作为创新技术在全产品线的延展,林德还针对普通叉车客户日益关注安全和效率的需求趋势开发了智联车队管理系统、蓝光系统BlueSpot、智能灭火系统等,运用大数据技术帮助企业管理车队,并提高叉车作业效率和安全性。此外,林德已经梳理出叉车智能化全系列解决方案,从降低综合物流运行成本出发,定义自身产品在安全、效率的高标准,同时在产品系统灵活性和拓展性上,做长期的发展规划,包括技术、实施、售后服务等。

值得一提的是,不少专业生产AGV的企业也开始涉足智能叉车产品领域,代表企业有苏州罗伯特木牛流马物流技术有限公司、杭州海康机器人技术有限公司、凌鸟(苏州)智能系统有限公司、苏州艾吉威机器人有限公司、合肥柯金自动化科技股份有限公司等。 

苏州罗伯特木牛流马物流技术有限公司致力于提供标准化激光导引叉车系列AGV产品。

该公司总经理王平表示,叉车式AGV供应商往往采取组装或改装的方式向客户提供产品,改装或组装的产品在应用中并没有本质区别,只是在产品类型上,改装产品可覆盖市场大部分对于堆高高度、承载量、牵引力的主要需求;组装产品则在满足客户个性化需求方面更具优势,与改装产品互为补充。客户关心的核心是谁能提供更符合无人驾驶工况的车辆本体。因此,大型叉车品牌企业在叉车式AGV领域并不见得占据市场优势,反而是一些产品理念独特、拥有自主核心技术的公司更有可能获得市场突破。

三、市场需求旺盛

采访过程中,几乎所有的受访企业都表示十分看好叉车无人化、智能化发展趋势,认为叉车智能化发展正处于重要的发展窗口期。

王平提到,自2015年以来,中国智能叉车进入了飞速发展的快车道,年平均增长都超过了60%。木牛流马预计2018年全年新增智能叉车的数量在3000~3500台,其中基于进口品牌车体的智能叉车数量可能会达到1500~1800台之间。

受访企业普遍认为,中国制造业升级和无人仓技术快速发展是带动叉车智能化发展的两大契机。

首先,智能制造助推物流系统自动化、智能化升级。随着中国制造2025战略规划的推进,近两年国内制造业各领域的龙头企业紧随政策步伐加快了转型升级,同时,以西门子为代表的外资高端制造领域的领先企业在中国的布局重点也从单纯开拓产品市场转向搭建创新平台、推进智能工厂建设、提供系统化解决方案等方面。对于这一趋势,比亚迪叉车研究院院长周文会表示,工厂是实现智能制造的重要实践领域,而叉车作为其中不可或缺的物料搬运工具,必须要接入整个系统,实现智能互联,因此智能叉车需求已经到了十分迫切的关口。

其次,无人仓快速发展对智能物流技术设备需求增加。2016年以来,京东、阿里等电商巨头将智慧物流作为重要发力点之一,并相继在无人仓方面进行布局,进而带动了一种以高度自动化、信息化、智能化实现人机高效协作为特点的物流系统的发展。高忠崟认为,在仓储无人化技术的发展过程中,托盘化标准单元货物搬运作为主流的物料搬运模式,对其自动化、智能化升级是客户最为迫切的效率及成本优化的需求之一。这将直接带动智能化叉车产品的市场需求。

需要强调的是,无人化、智能化叉车并不是单一的设备应用,而是需要结合应用企业的流程,整合上位机软件和其他自动化设备协同作业。在这一过程中,需要设备提供商协助客户一起进行流程的梳理和标准化。

四、痛点与挑战

机会与挑战总是并存的,对于现阶段智能化叉车面临的市场挑战,相关企业似乎也有十分清醒的认识。

高忠崟表示,要实现叉车式AGV产品的普及需要解决两大矛盾点,一个是市场的爆发增长与市场供应,特别是实施服务响应不足的矛盾;另一个是客户对产品定位、功能要求的多样性与还未广泛达成的行业标准之间的矛盾。

朱宝昌对此也有类似的观点,他进一步指出,叉车智能化推广难点是个性需求与批量生产的矛盾较突出,因叉车型号较多,叉车厂尚未形成智能叉车量产,仍以对普通叉车二次加装车载电脑和感知设备的改装模式为主。而这种做法存在叉车配置、安装、供电、数据传输的不便,所以最好的做法是叉车厂商直接进行智能叉车的研发生产。

同时,现阶段智能化叉车产品在导航技术和关键元器件方面仍有难点需要克服。王平提到,目前在市场上的智能叉车还没有出现颠覆性的技术,主要分为有反射板激光导航和无反射板导航(Contour Navigation),其在技术上并没有本质的区别,在应用上有反射板激光导航更广泛,受现场环境的影响更少。预计在将来1~2两年内,基于工业相机的视觉导航也会切入市场。

据了解,诺力智能自主研发的视觉导航技术现已进入用户验证阶段,相信这一技术的成熟将会对无人化叉车技术的提高起到积极的推动作用。

此外,一些新兴的AGV企业也在导航技术方面开展了不少创新性尝试,并取得了不错的效果。比如为京东无人仓提供AGV的凌鸟(苏州)智能系统有限公司就在其产品中应用了多种导航方式,如激光+UWB,UWB+IMU;二维码+IMU 等,可以满足任何复杂场景工况的应用需求。

对于未来智能叉车的技术发展趋势,王平认为有三类产品值得关注:

一是基于电机技术和电池技术的革命而出现的小型化AGV;

二是基于CPU和控制技术革命而出现的免调试型、可自主学习的AGV;

三是基于完全模拟人眼视觉功能的视觉导航AGV。

同时他还表示,目前国内相关机构、智能叉车制造商也在商讨、确定智能叉车的导航、电气、安全、结构等行业标准。可以预见,未来1~2年内,中国市场会就智能叉车的标准达成一个不低于欧洲的标准。这将有助于优胜劣汰,防止该行业进入价格竞争的格局。

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