淺談工業機器人在物流行業中的應用

謝舜堯

由于工業機器人具有低后期成本，高效率，好管理的特點，相比傳統物流方式，其具有先天的應用優勢，但目前工業機器人尚未在物流業中普及，許多關鍵技術還有待進一步完善。本文通過對工業機器人和我國物流行業現狀的分析，闡述了工業機器人在物流業應用的可行性及當前存在的問題，并提出相應的意見建議。

1.引言

近年來，許多國家為加強本國制造業的競爭力紛紛制定了促進國家工業發展的復興計劃[1]：如美國的再工業化和工業互聯網戰略、德國的工業4.0戰略、日本的機器人新戰略以及中國智能制造2025戰略等，在這些戰略中，工業機器人不約而同地都是未來發展的重點領域。隨著社會經濟的不斷前進，高速增長的物流需求對物流行業的服務效率提出了更高要求，而工業機器人作為一種高度自動化裝備勢必在迅猛發展的物流業中占有一席之地。

2.工業機器人概述

工業機器人是一種自動化裝備，能夠自主執行設定的動作，依靠自身動力和控制能力完成各項任務。隨著信息技術的發展，工業機器人的智能化水平不斷提高，應用范圍也不斷擴展。

2.1 工業機器人的發展現狀

在第三次科技革命后的今天，工業機器人的發展有以下兩個特點：（1）工業機器人與信息技術深度融合

信息技術的快速發展與應用使工業機器人具有了信息交換能力，能夠融入網絡，組成各種復雜的系統，同時各種智能算法正逐步應用于機器人系統，使其具有自主學習能力，多臺機器人協同技術進一步提高了其部署能力與適應能力。

（2）工業機器人產品易用性與穩定性提升

工業機器人的標準化結構、自組裝、自修復技術的快速發展使得工業機器人的易用性與穩定性不斷提升；另一方面，人機關系也發生了顯著變化，例如，機器人能夠通過傳感系統感知周圍環境并接受各種語言、身體等指令，減少了工人復雜的操作，提高了生產效率。

2.2 工業機器人的應用現狀

根據國際機器人聯合會的數據，全球工業機器人總市值近年來增長迅猛，2010年總市值不足60億美元，而2016年就超過了130億美元，增幅超過100%[2]；另一方面工業機器人的全球存量的增幅也接近50%，預計到2020年，全球工業機器人存量將超過300萬臺。工業機器人的主要產銷國集中在中國、日本、韓國和德國，2016年，中國成為世界第一大機器人市場，工業機器人銷量同比增長超過30%，占全球銷量近三分之一，其余三國的機器人保有量和年度新增量都位居全球前列。預計到2020年我國機器人保有量將超過95萬臺。

3.國內物流行業發展現狀

近年來，隨著我國經濟的持續快速增長，物流業也隨之迅速發展，物流服務水平不斷提高，同時也面臨著諸多挑戰[3-4]。

3.1 物流行業的發展特點

（1）物流業受消費拉動，規模快速增長。

早在2008年時，全社會物流總額就接近90萬億元，物流業增加值占GDP的比重為6.6%。近些年隨著電商的迅速發展，個體消費需求旺盛，同時也進一步推動了物流業的發展。

（2）物流業發展水平提升明顯。

部分制造企業、商貿企業根據自身實際，引入現代物流管理理念以及技術，將物流服務進行外包；傳統的物流企業也適時進行了功能整合和服務延伸，從而更好地滿足客戶需求，提升服務水平，加速向現代物流企業轉型。

（3）物流基礎設施條件逐步完善。

基礎的交通設施不斷完善，為物流業的快速發展奠定了基礎。截止2016年底，全國高速公路通車總里程超過13萬公里，位居世界第一，高速公路已覆蓋全國約98%的城鎮人口超過20萬以上的城市。物流園區、倉儲、配送設施加快建設，一批區域性物流中心正在形成；另一方面，物流相關的技術設備更新換代，物流信息化建設進展迅速。

3.2 物流行業面臨的問題

在我國物流業高速發展的同時也面臨著許多問題：一是物流成本較高，企業盈利能力較弱。根據測算，我國的物流成本占據產品本身價值的40%左右，而在經濟較發達的國家，其物流成本一般只占產品的約四分之一；二是物流配送效率不高，特別是在雙十一等購物節期間，“物流圍城”和“最后一公里”問題十分突出，加之城市對貨運車輛的管控，經常出現“路難行、車難停、貨難卸、證難求”的問題。

4.工業機器人在物流行業中應用的可行性

在勞動年齡人口減少，廉價勞動力逐漸消失的今天，物流行業仍以傳統的人工配送為主，從而導致物流行業成本較高，效率較低。配送質量高，速度快，個性化，多樣化的物流體驗是電子商務條件下消費者的核心訴求，工業機器人的應用將對這些問題的解決起到關鍵性作用[5]。

工業機器人的優勢有：

（1）節約成本。物流機器人可以24小時進行工作，不知疲倦。一個機器人就可以替代數個普通工人加上若干機械的組合；與此同時，一個物流倉庫只需一人看管或一人同時看兩臺甚至更多臺機器，大大降低了人力成本；采用工業機器人操作的模式，物流自動流水線更能節省用地，使倉儲規劃更小更緊湊精致，降低了企業的用地成本。

（2）生產效率高。機器人對笨重產品的處理更加游刃有余。工業機器人配送一件貨物耗時是固定的，同樣的周期內，機器人配送數量穩定，不會忽高忽低，這樣物流系統內各個環節的協作就十分方便，產品的成品率也高。

（3）安全系數高。機器人由于不會疲倦，不像工人可能出現生理性疲勞，即便配送過程中出了問題也只是機器人損壞，能夠有效降低人身傷害發生的概率。

（4）便于管理。如果說物流企業要及時調整配送模式，可以迅速以計算機為終端對物流機器人發出指令，進行統一控制，這就比人員之間信息的傳達要更加有效。

5.工業機器人在物流行業應用存在的問題

5.1 初期建設成本過高

一臺AGV（Automated Guided Vehicle）物流機器人價格尚且從十萬到一百萬人民幣不等，何況大規模裝備工業機器人的智能物流的預算？這意味著構建一個智能化的物流中心需要相當大的前期投資，而物流業又是一個長期盈利的模式，中小物流企業很難承擔這樣的風險與成本，只能望洋興嘆。

5.2 作業時對復雜貨物適應性不足

當前物流機器人所進行的主要還是碼垛作業和裝卸搬運作業。碼垛作業是指按照貨物分類要求，把同類貨物依據不同的碼垛方法堆碼在支撐物上的作業。這需要機器人識別堆碼位置，智能選取碼垛方法。目前機器人完成一種的貨物碼垛不成問題，但對物理性質各異的多種貨物，就會面臨較大的考驗。裝卸搬運作業是物流機器人最擅長的領域，正常作業已經問題不大，而成品拆碼作業是目前的一個難點，整托貨物可能出現原碼形態變化或箱體變形，物流機器人難以選擇正確的抓取方法，作業時損壞貨物的情況并不少見[6]。

5.3 行業標準缺失

目前物流領域的工業機器人還沒有通用的國家標準。在實施層面，各地區、企業都在探索各自的規范。由于缺少統一標準，機器人公司，電商平臺，物流公司，消費者之間的對接很難，而在產業協作日益增加的今天，這將嚴重阻礙機器人物流行業的發展。因此，制定一套通用的物流機器人發展標準迫在眉睫。

6.討論

當前工業機器人在物流行業中面臨的問題，都是行業發展初期的正常現象。對于物流企業和機器人企業來說，還需加大科技創新，提升物流機器人的智能化水平。物流企業特別是大型物流企業，理應擔當起行業發展的重任，積極擴大智能物流的惠及范圍，給予中小企業以技術上的援助，努力構建良好的物流生態。對于國家來說，制定機器人物流行業的相關標準十分必要，同時，鼓勵在物流業中應用工業機器人，給予中小企業以資金和政策上的援助也十分重要。

中國智造2025給各行各業帶來了新的發展機遇，物流行業的智能化成為新的趨勢，中國制造的繁榮，離不開一個強大的智能的物流生態。在這個過程中，工業機器人的深度應用無疑是關鍵的一環，物流的智能化必將帶給物流行業長足的發展。