智慧機器人在物流領域中的運用前景的分析

【摘要】勞動強度大、重複性較強、危險強的複雜勞動可以由機械人來出色完成，但是，我國對專門從事物流工作的智慧機器人研究，才起步，沒有專門的研究機構。本文對智慧機器人在解決勞動力不足、提高生產率、改進產品質量和降低成本等方面有著很顯著的作用，但對智慧機械人的管控十分重要，並對前景進行分析。

【關鍵詞】機器人 物流領域 前景分析

一、智慧機器人在國內外的發展現狀

（一）國外發展現狀

在國外，按照機器人產生和發展過程，專家把機器人分為三代：分別是示教再現型機器人和智慧機器人。第一和第二代智慧機器人在各個產業領域中已經有了廣泛的應用，而第三代智慧機器人還在處於研發的階段，仍然有問題是亟待解決的，但是，智慧的機器人的研究在各個國家都普遍受重視，有不少的國家把智慧機器人的研究當做未來的戰略的重點。在很多工業發達的國家，工業機器人都已經廣泛應用於汽車和汽車零部件製造業。圖1是各國機械人安裝情況，機械加工行業、電子電器行業、橡膠及塑料工業、食品工業、物流業等等，行走和越野智慧程度最高的美國，機械加工智慧程度最高是德國、電子加工精密智慧程度最高的是日本，可見我國的智慧機器人與國外差距。

我們可以通過下圖來分析：

（二）國內發展現狀

機器人自主產權是我們追逐的目標，-我們國家的工業機器人研究開始在20世紀70年代，當時經濟體制等等因素都制約了機器人工業發展，因此發展比較緩慢，研究和應用水平也相對較低。2008年我國的工業機器人年銷售收入達到了44.43億多元，是2003年銷售收入的4.96倍，年平均增長了37.75%。近年來機器人作為高新技術產業，不論是在生產加工系統還是在物流系統中都已經得到了長足的發展。據IFR預計，我們國家的工業機器人安裝量在2014年超越世界上的任何國家。但是總體上我們國家的工業機器人產業智慧程度還是很薄弱的，技術研發遠遠落後於美日兩國，我們國家在智慧機器人方面的研究處於剛剛起步階段。具有自主智慧財產權的工業機器人太少，機器人感測技術和機器人專用控制系統方面的研究還是比較薄弱，在感應及反應方面的專利太少，沒有自主產權，在機器人應用方面仍然很落後。我國機器人市場約有88%的份額被國外機器人企業佔據。

二、智慧機器人技術在物流業中的應用

（一）機器人在包裝碼垛作業中的應用

智慧機機器人，能感應識別工作環境和識別危險環境，企業為了提高自動化的程度以及保證產品的質量，通常會需要告訴物流線來貫穿整個生產和包裝的過程。機器人技術在整個包裝領域中應用廣泛，特別是在食品、菸草和醫藥等行業的大多數生產線已經實現了高度自動化。機器人的作業精度高、柔性好、效率高，克服了傳統的機械式包裝佔地面積太大、程式更改複雜、耗電量大等缺點，同時也避免了採用人工包裝造成的勞動量大、工時多、無法保證包裝質量等問題。以碼垛作業為例，在目前看來，歐洲、美國和日本的包裝碼垛機器人在碼垛市場的佔有率已經超過了90%，絕大多數包裝碼垛作業都由機器人來完成。碼垛機器人能夠適應於紙箱、袋裝、灌裝、箱體、瓶裝等各種形狀的包裝成品碼垛作業。包裝碼垛機器人在我國物流行業中也已經得到廣泛應用，比較典型的案列有蒙牛乳業、可口可樂、珠江啤酒等。這樣一來，藉助機器人技術實現包裝碼垛作業的自動化，能節約成本，提高物流效率和企業利潤，但是與發達國家相比，國內包裝碼垛機器人在研發、生產及應用方面都有很大差距。

（二）智慧機器人在裝卸搬運中的運用

在物流系統中，裝卸搬運時最基本的功能要素之一，存在於貨物運輸、儲存、包裝和流通加工以及配送等過程，貫穿了整個物流作業的始末。搬運機器人可以安裝不同的末端執行器來完成各種不同形態和狀態的工件搬運，大大減輕人類繁重的體力勞動，當前，搬運機器人已經被廣泛應用到工廠內部工序之間的搬運、製造系統和物流系統連續的運轉以及國際化大型港口的集裝箱自動搬運。搬運機器人不僅可以充分利用工作環境的空間，而且提高了物料的搬運能力，大大節約了裝卸搬運過程中的作業時間以及提高了裝卸效率，目前搬運機器人的最大負載可以達到500公斤。搬運機器人在價格方面和其他機器人比會便宜很多，而且技術較為成熟，被很多物流企業所接收。例如國外的英國泰晤士港、日本的`川崎港以及荷蘭的鹿特丹港都規劃建設了自動化運轉的集裝箱碼頭。隨著經濟實力增強和物流規劃擴大，國內對搬運機器人的需求也日益擴大了。

（三）智慧機器人在其他物流方面的運用

目前，整個物流業都亟待研發出新型的機器人，並且各國都致力於研究新型機器人。以上機器人的智慧方面應用可以，拓展到單證製作和客戶關係管理上。在冷鏈物流和醫藥物流以及倉儲作業中已經有了一些成就，譬如德國的ROWA公司研發的“機械手式自動化藥房”就是典型的代表，這種自動化藥房由一個機械手進行藥盒的搬運，實現了藥品的進庫和出庫，並且能夠實現藥盒的密集儲存和數量管理。一家名為kivasystem的公司仿照著電腦記憶體隨機存取的原理，開發了一種能夠加快處理網上訂單的機器人應用系統，商品的倉庫就像被安排成了記憶體晶片一樣，由縱橫交錯的獨立式貨架組成網格，使得機器人可以在任意時間接觸到倉庫中的任何物品，一個客戶下完了訂單後機器人能夠在一分鐘內將訂單上的貨物交給工人來包裝。

在冷鏈物流、醫藥物流以及倉儲作業中已經出現了機器人應用案例，但是當前的機器人技術在該方面的應用不成熟，所以並未形成規模。

三、智慧機器人控制及在物流業應用前景

智慧機器人的控制十分必要，如果不在程式中植入智慧機器人的兩條原則，人類將面臨毀滅性的災難，這兩條原則是：第一機器人不能自主傷害人類;第二機器人之間不能相互升級裝置。智慧機器人技術作為最典型的一類數字化裝備，它的應用率很高，而且技術附加值很高，範圍也相當廣泛，作為先進的製造業的支撐技術和資訊化社會的的新興產業，對於未來的生產和社會發展起著越來越重要的作用，智慧機器人將會逐漸成為倉儲管理工作的主要承擔者。有專家的預測，機器人產業是繼汽車和計算機產業後出現的一種新型大型高新技術。智慧飛行機器人將配送貨物，其配送高度控制200米以下的空間，在物流效率和質量保障環節，機器人無疑能夠很有效的進行運作，而且對於保障人身安全、改善勞動環境、減輕勞動強度、提高勞動生產率、節約材料消耗以及降低生產成本都會具有十分重要的意義。在當今物流技術日新月異的時代，智慧機器人的應用必然會作為物流企業的重點，它不僅能夠使得企業經營規模擴大，更重要的是搶了一步走在現代技術的先列。目前很多大型企業如沃爾瑪、豐田、蒙牛等都將機器人技術應用在了包裝和裝卸的過程中，隨著技術的不斷進步和物流市場的不斷髮展，在運輸和配送、流通加工、倉儲和資訊處理等等的物流作業中機器人也將必然得到廣泛應用。由此可以看到，隨著技術進步和市場的不斷髮展，機器人技術在物流業中的應用範圍和規模都將不斷的加劇，機器人技術的發展將會隨著競爭和需求而不斷進步。