編者按：小米汽車工廠出世，在國內智能制造行業內攪動風云，業內廠商共同見證高水平智能車廠的數據驅動、虛實共生和全局協同能力，紛紛將新一輪智能工廠改造計劃提上日程。
先進的導航方式是智能工廠不容忽視的技術根基。定位導航模塊作為物流及倉儲系統的底層架構之一，幫助工廠基于網絡化協同，鏈接全局資源，規劃生產節拍。
在當下流行的幾種導航技術中，磁條導航、二維碼導航和激光導航互為替代品，而前兩者的布設成本低廉，雖有數字化程度低和靈活性差的劣勢，卻仍占據相當可觀的市場份額，與激光導航呈分庭抗禮之勢。激光導航技術想要在市場上占據更大優勢，就必須以更突出的普惠價值俘獲行業需求。
斯坦德機器人（深圳）有限公司（以下簡稱“斯坦德”）一直看好基于激光導航的移動機器人行業。為摸索AGV、AMR等工業移動機器人在市場中的應用廣度，斯坦德以開發激光導航服務附加值為抓手，促進先進導航技術納入傳統制造業轉型升級創新鏈，形成以頭部企業帶動中小企業、從大規模流水線到多品種小批量定制、讓自動化工廠向智能化工廠看齊的行業潮流。
圖1 富士康美國5G工廠
原始創新是優勢產業的內核
在小米汽車工廠總裝車間和電池車間內，斯坦德交付Oassis 300E、Oassis 600E、Oassis 1200E三種型號全激光導航AMR共計200余臺。在設計AMR自動化總裝線之初，研發團隊曾實地考察小米車廠車間環境，發現小米汽車總裝車間的環境變化率竟高達90%，除幾根固定立柱之外，其他設備全部被設計為可移動的生產線。“在生產線不固定、周圍環境隨時都可能發生變化的情況下，工廠物流系統要相對應地具備調度車輛、變更路線和隨時響應的能力。”斯坦德產品經理梁凱翔向記者介紹道，“對于其他友商來說可能有些棘手，不過對于斯坦德來說，正是優勢所在。”
圖2 斯坦德為小米打造全激光SLAM導航AMR自動化總裝線
斯坦德的自信不是空穴來風，而是基于他們在控制器和算法研發工作中的“真功夫”。通常情況下，機器人控制器來源于產業鏈上游合作伙伴，控制算法基于開源機器人操作系統ROS，而斯坦德“卷”出了新高度。在大部分同行企業做整機研發時，斯坦德專注打磨控制器和算法源代碼的原創性設計，發展SOA軟件應用架構方法，掌握一整套軟硬件協同的控制體系，為個性化服務方案的定制提供便利。如此一來，斯坦德研發團隊便能夠高效地基于小米工廠內部特征，將導航系統對于環境變化的耐受參數做定向優化。
柔性倉儲需求飆升
斯坦德認為，傳統制造業選擇用激光導航替代傳統的磁條和二維碼導航技術，是輕資產、回報快、一本萬利的改造升級，關鍵就在激光導航具備“柔性”的優勢。
·兼容多種工藝段
“不同工藝段間的機器人是可以互換的，它們都具有機動性，”梁凱翔舉例說，“如果車門裝配線生產節拍發生變化，或是某臺機器人突發故障，系統可以自動調度備用機器人過去充當‘替補’角色。”在這個過程中，每臺機器人都是“多面手”，只需要人工在控制界面調整機器人編組，它們就能自動巡航，并到崗工作。
·標準化底盤，定制性上裝
“斯坦德的復合機器人集Oassis 300EL移動機器人標準底盤和機械臂于一體。機械臂的活動范圍大，臂上裝載的靈巧手主要發揮抓取和放置物料的作用。”斯坦德海外市場經理肖原如數家珍地介紹道，“FOUP搬運傳輸系統和CNC自動上下料系統是這款復合機器人的典型應用場景。”據悉，這兩種應用場景對全自動化都有較高的要求。其中，FOUP作為一種常見的晶圓載具，對搬運環境、過程及設施有極高的清潔度要求；同時因晶圓極薄且易碎，對搬運時機器人運行的平穩、防震要求也極高。而CNC車間常年存在油霧和噪音，腐蝕性的切削液對人體有害，同樣對復合機器人有天然的需求。
圖3 晶圓搬運及上下料
不過，肖原并沒有將復合機器人的概念完全等同于“AGV/AMR+機械臂”，而是強調了因地制宜的重要性：“標準化的移動底盤具備基礎的定位導航功能，但定制化的上裝部件并不止于機械臂。作為服務提供商，我們經常深扎到行業中去，做滿足需求、無功能冗余的上裝，例如滾筒等，來幫助傳統制造業煥發增長新動能。”
·配送模式仍有提升空間
SPS普遍應用于汽車總裝車間的物料配送，物料供給待發區與裝配線中間由物流系統連接。運輸臺車裝載特定數量的某零件前往裝配線，該零件裝配完成后，空臺車再返回到零件供給待發區。而斯坦德更看好空滿交換的物料配送模式，即當前臺車裝載的零件消耗完畢后，馬上有下一輛裝滿零件的臺車來補充零件，保證裝配過程不間斷。
“SPS配送模式受制于磁條導航技術，如果使用全套激光導航解決方案，空滿交換的配送方式更有利于提高效率，這一點在運輸汽車工廠中體積較大的配件時尤為明顯。”梁凱翔認為，科學的配送方式要以足夠靈活的導航技術打底，移動機器人廠商應當敢于跳出“舒適圈”，不能僅滿足于解決表面需求，還要發現需求，迭代更加優秀的物流系統，與其他高新智造科技共同進步。
以激光導航撬動全局自動化
在2023計算產業生態大會上，華為與斯坦德等多家終端制造企業、機器人廠商共同研究起草的《云端控制平臺與物流自動導引車通用接口指南》（以下簡稱《指南》）發布。《指南》允許一套云端控制系統接入多家廠商和不同型號的產品，同時使產品受上層調度算法統一控制，保證全局通信效率穩定和數據同步。《指南》可以降低機器人應用門檻，加強行業內交流，有利于國內工業環境下移動機器人的普及，促進移動機器人大行業發展，這是斯坦德在構筑行業生態道路上行進的關鍵一步。
不僅著眼于物流和倉儲，斯坦德同時希望以激光導航技術為突破口，給出最佳的機器人和其他自動化設備部署方案，結合行業內多家供應商之力，調動起整個工廠的自動化升級。
“斯坦德研發的車輛調度系統RIoT（Robot Internet of Things，即機器人物聯網），最高可以覆蓋十萬平方米園區內超1000臺設備。這些設備既包括自家品牌的移動機器人，又包括他家品牌的各類機器人，甚至將傳送帶、電梯、傳感器等具備信號傳輸功能的物流相關設備，全部納入工廠數據池中，從細枝末節減少人工活動的參與。”肖原介紹道，“這些設備在系統內部以數字仿真的形式形成一座‘數字孿生工廠’，企業可以實時看到各個車間內各設備的生產狀態，動態管理生產情況。”RIoT同時鏈接輕量化、信息化的倉儲系統，通過統一軟件平臺實現整個工廠內部物流的全面管理，幫助企業在可接受成本范圍之內，減少成套設備淘汰和重復開發成本，最大限度地提升工廠自動化水平。
圖4 輥分車間極卷搬運
在工業園區用地日漸緊張的背景下，深圳等地正在大力實施“工業上樓”優質廠房空間建設計劃，旨在加大制造業空間供給力度，為新型產業集群提供良好的空間條件。以加高樓層的方式將工業園區“疊”起來，需要更靈活、可設計的全激光導航上下樓物料運輸系統，導航技術市場將迎來新一輪“優勝劣汰”。這對于成長于深圳的斯坦德而言，又將是一次拓展業務服務和塑造品牌口碑的機遇。
當前，國內制造業產業形態豐富，入目皆是一派欣欣向榮之勢。斯坦德表示，激光導航技術研發和應用雖已初見成果，但在研發端、供應鏈端和生產制造端均有降本增效的提升空間，將在質量、性能和服務方面承受更嚴峻的檢驗，迎風成長于中國智能制造的沃土之上。
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