从室内到室外，AGV崛起的新势力
2019-08-23 09:42:20
电力巡检机器人
AGV在室内的工厂物料搬运、仓储物流等领域实现了深度应用。AGV在室内的工厂物料搬运、仓储物流等领域实现了深度应用。而在室外，由于环境恶劣、AGV技术等因素限制，其应用还尚未得到推广。目前而言，室外AGV的主要场景有三个，一是园区不同厂房之间的物料配送，二是港口码头的货物运输，三则是电力行业的室外巡检。在制造业中，其制造流程并不仅限于单个的厂房，因此物料的配送也不仅仅只在厂房内部，还涉及到厂房与厂房间的物流往来，在这种场景下就需要用到室外AGV。室外AGV拥有稳定运行、防水防尘等特性，可替代人工牵引车，在高温、下雨等恶劣天气下，在室外路面上正常行驶。在园区配送方面，国内已有部分厂家相继推出室外AGV产品，并有少量应用案例。如国自的室外牵引式AGV在上海大众和安吉物流园区有了应用，CSG华晓的室外AGV在汽车工厂不同车间的运输实现了应用，迦智也推出了一款室外配送机器人，应用于京东的配送。与室内相比，室外环境相对复杂，厂房之间的物料运转，难点在于定位精度、上桥爬坡、车厢间的安全保障等一系列问题，这对AGV技术提出了新的要求。就导航技术来说，市场上较为关注的激光雷达导航、视觉导航在室外会受光照等各种影响，使用效果将大打折扣。目前室外无人驾驶牵引车一般采用GPS导航、北斗导航，但精度相对激光雷达导航、二维码导航、磁导航而言不会太高。不过，在导航方面，有部分AGV企业开创性地采用多种导航方式弥补单种导航技术的不足。如驰众的无人驾驶牵引车就采用了“惯性导航+磁导航+激光导航”的导航方式，成功解决了无人驾驶车在工厂内的运转及安全避障等难题；国自机器人的室外牵引式AGV则采用激光环境导航技术，辅以惯导技术，实现非标环境下的可靠导航；华晓精密采用惯性导航技术，并辅以磁钉进行方向的修正，实现精准定位。
由于室外高温、下雨等恶劣环境，AGV防护尤为重要。在这方面，CSG华晓室外AGV关键元器件选型全部采用IP65防护等级以上的，从而使整车的防护等级达到IP65。而在避障方面，驰众机器人结合“激光雷达+机械避障”的全方位避障措施，解决了无人驾驶牵引车在室内+室外两种复杂工况(运行速度快、高低温、淋雨、路面不平度等)下的运转难题。总体而言，AGV在园区厂房间的应用还正在初步探索中，其应用尚不成熟，技术、产品等各方面还需要时间的打磨。在自动化港口中，AGV将逐渐取代传统集装箱码头的内集卡，从而承担集装箱在码头上从场桥到岸桥的水平运输工作。随着自动化港的持续推进，AGV将扮演着极其重要的角色。
港口AGV通过自动导航、路径优化、主动避障、自我电量监控等技术，能够通过无线通讯设备、自动调度系统在繁忙的码头现场平稳、安全、自如地穿梭，并通过精密的定位准确到达指定停车位置。
与一般AGV相比，应用于港口的AGV不仅要解决港口码头较恶劣环境的要求，还需要满足几十吨集装箱的要求，所以重载型AGV成了港口码头的主角。
相对于普通AGV而言，重载AGV将面临更高的技术条件和配套支持，重载型AGV技术难点较多而且与轻载型的AGV设计结构有很大的不同，零部件选购标准也都不一样，并且随着AGV载重增加，相应的技术难度成倍增加。在港区内，AGV要和大型机械进行互动并融入码头的生产业务流程，因此定位和控制精度必须在2厘米左右，才能实现集装箱精确吊装。此外，除定位精度要求高外，港区环境高度动态变化，单靠一种传感器无法实现精准定位。目前，港口 AGV一般采用混合导航的方式来弥补单一导航技术的不足，例如磁钉+惯导，激光+磁钉或者激光+惯导等，磁钉加惯导相结合的导航方式应用的最为普遍。就当下而言，国内涉及港口AGV厂商约有十多家，以老牌AGV企业和大型机械设备厂商为主，不过尽管技术门槛和市场门槛都较高，但还是有越来越多的企业开始进入到重载AGV这一领域，除了意在拓宽自身产品线之外，最大的原因还在于，相较于一般AGV，重载型AGV的利润更高。据悉，目前港口AGV通常载重20-40吨，行业龙头振华重工出货平均价为800万一台，而成本大概在350-400万，利润至少达到100%，一般的AGV很难达到这个利润水平。典型的如新松，其室外无轨导航重载型移动机器人今年已经成功进驻了新加坡港，其负载高达65吨，定位精度±5cm，最大运行速度7m/s，制动距离<13m，实现了对高载荷与高精度的两手抓。港口码头作为物流系统的中枢，是物流装备应用尤其是物料搬运设备使用最为频繁的环节。我国港口吞吐量世界第一，装卸货物量巨大，未来AGV在港口码头的需求将日益扩大。
巡检作为AGV在工业应用中的第三大应用领域，目前主要集中在电力行业中，一般在变电站、配电站等场所应用较多，对室外高压设备进行巡检，及时发现电力设备的缺陷、异常挂物等异常现象，自动报警或进行预先设置好的故障处理。自国家电网2013年开始对变电站机器人首次招标，巡检机器人市场开始进入推广阶段。2013年至2015年间，国家电网对变电站智能巡检机器人的采购数量分别为100、280、430台，到2016年投入运行约1000台。据统计，目前全国变电站数量超2万座，预计2020年达3万座。根据国网和南方电网规划，变电站智能化改造率将达100%，若按每年10%的进度，未来五年室外机器人年需求量在2000-3000台；全国297个地级市大概有配电站30万座，根据《配电网建设改造行动计划（2015-2020年）》，2020年国内配电自动化覆盖率将达到90%，预计未来五年国内室内机器人年需求量超过10000台。这两年，巡检机器人已经在我们国家多个电站获得了广泛的应用，以山东鲁能、国自机器人、朗驰欣创、万达科技、普华灵动、亿嘉和等为代表的机器人研制企业取得了良好的发展。其中，山东鲁能和国自占有75-85%市场，鲁能占有50%-55%左右的市场，国自25%-30%的市场，剩下的15-25%由其它七、八家厂家瓜分。从电网的垄断和排他性、集中招标和采购、应用环境的恶劣性、产品的技术发展来看，当前企业想要进入电力巡检行业会有一定的难度，但从电网的安全角度、巡检智能化发展、国家的重视和投入，以及产品相比较普通工业类和服务类机器人利润要高等因素来看，如能在智能电网分一杯羹，是不错的选择。总体而言,室外AGV不管是在园区配送还是在港口码头运输亦或是电力巡检，目前均处在探索阶段，应用情况不是很成熟。在AGV技术持续升级及智能化浪潮下，相信室外AGV也会和室内AGV一样，迎来发展的春天。
