《英特尔赋能产业智能化升级:机器人特刊2022-56正式版.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《英特尔赋能产业智能化升级:机器人特刊2022-56正式版.pdf(53页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、英特尔赋能产业智能化升级机器人特刊 2022英特尔公司网络与边缘事业部中国区亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)序言机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。当前,中国机器人产业蓬勃发展,包括工业机器人、服务机器人,正极大改变着人类生产和生活方式,为经济社会发展注入强劲动能。而中国机
2、器人产业的发展既离不开机器人核心技术和核心零部件的发展,也离不开包括 AI、5G、云计算、边缘等新一代科技的创新。因此,面对新一轮的产业革命和技术革命,中国正在抓住机遇、直面挑战,以发展技术、落实应用、优化结构为核心,推动中国机器人高质量发展。中国人工智能产业发展联盟办公室主任2亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)011.1 机器人定义及分类1.
3、2 机器人发展历史1.3 机器人产业图谱1.4 机器人政策1.5 机器人细分市场综述中国机器人产业发展概况033.1 硬件3.2 平台软件3.3 性能优化3.4 技术预演3.5 机器人开源项目英特尔助力机器人产业产品和技术055.1 趋势一5.2 趋势二5.3 趋势三中国机器人未来发展趋势CONTENTS目录022.1 工业机器人2.2 物流机器人 2.3 服务机器人2.4 巡检机器人英特尔助力机器人产业实战04英特尔助力机器人产业合作伙伴控制器方案364678910111417212523293538414249505152亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧
4、智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)1.1 机器人定义及分类1.2 机器人历史发展1.3 机器人产业图谱1.4 机器人政策1.5 机器人细分市场综述中国机器人产业发展概况014亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐
5、(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)01近几年来,中国机器人产业发展在全球“一骑绝尘”。2020 年,中国机器人产业营收规模已经突破千亿。工业机器人受益于“智能制造”“产业数字化”的持续推进,中国已连续八年成为全球工业机器人最大消费国,2020 年新装工业机器人占全球新装工业机器人的 43.8%。服务机器人则被疫情催化,需求扩张,消杀、配送、测温等“抗疫”机器人成为热门产品。随着需求的衍生、科技的发展以及产业的变革,中国机器人的基础技术和前沿技术也在不断进步。机器人的核心零部件国产化进程加速,人工智能、大数据、云计算、5G 等新兴技术的发展也推动了机器人“智能化”和“网络化”的发展
6、。同时,中国机器人的应用广泛,从农林牧渔业到 3C、汽车、化工、食品等制造业到酒店、餐厅、零售等服务业,三大产业的机器人应用场景持续拓宽。目前,中国经济已经从高速增长阶段转向高质量发展阶段,未来劳动人口的减少,资源环境约束强化,更是迫切需要中国的经济增长从“规模扩张”转向“质量提升”,从“要素驱动”转向“创新驱动”。机器人作为新兴技术的重要载体和现代产业的关键装备,对于提高生产效率、创造崭新需求和提高生活品质都起着至关重要的作用。面对未来机器人的发展机遇,中国首先要直面机器人技术积累不足、产业基础薄弱、高端供给缺乏的问题。英特尔,作为半导体行业和创新科技领域领先者,正致力于从硬件、软件、技术等
7、多维度助力中国机器人产业高效发展。中国机器人产业发展概况015资料来源:IFR、亿欧智库整理亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)1.1 机器人定义及分类1.2 机器人历史发展图:中国机器人发展历程图:国标(GB/T39405-2020)机器人分类工业机器人其他应用领域机器人特种机器人个人/家用服务机器人公共服务机器人2021-产业化阶段2010-
8、2020机器人的技术发展从整机组装到加强核心零部件的自主研发和优化、机器人核心技术的攻克、前沿技术的的融合等。服务机器人应用落地。随着智能家居的发展,扫地机器人逐步走进普通家庭。另一方面,公共服务机器人也出现在餐厅、酒店、商场,为公众提供服务。示范应用阶段1990-2010进入 21 世纪,国家政策强调“自主创新”,国内企业开始与科研机构合作或者自主研制工业机器人。理论研究:在 20 世纪 70、80 年代才开始前期的理论研究,且主要是针对工业机器人的研究。“双研”阶段1980-1 990样机研发:20 世纪 80 年代,我国开始了工业机 器人的样 机研发。从上世纪 70 年代至今,我国的机器
9、人发展经历了“双研”、示范应用阶段,目前正处于产业化中期阶段。无论是工业机器人还是服务机器人,都已经大规模落地,市场进入稳步增长阶段。机器人(Robot)是指具有两个或两个以上可编程的轴,以及一定程度的自主能力,可在其环境内运动和执行预期任务的执行机构。根据应用领域,中国于2021年正式实施的“机器人分类”新国标(GB/T39405-2020)将机器人分为五类:工业机器人、个人/家用服务机器人、公共服务机器人和其他应用领域机器人。此分类与我国目前机器人的产品落地和市场发展情况更为符合,有助于对产业更精准地划分和分析。本报告将聚焦工业机器人、公共服务机器人的市场发展,展现英特尔如何助力机器人产业
10、。690 年代开始,工业机器人开始应用;另一方面,我国开始建立产业化基地和科研基地,且自主研制了多款工业机器人。资料来源:国家机器人标准化总体组、公开资料,亿欧智库整理亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)1.3 机器人产业图谱注:图谱中企业未详尽上游关键零部件关键技术操作系统芯片语音交互ROSAndroid定位导航图像处理伺服传感器减速器物流机器
11、人中游(机器人本体制造商)工业机器人公共服务机器人其他工业服务业农业下游产品应用系统集成7资料来源:专家访谈、公开资料,亿欧智库整理运动规划亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)自 2016 年机器人产业发展首次被写入“十三五”规划以来,近五年,中央及地方密集出台机器人相关政策,从整体的发展方向到具体的应用落实,以推动机器人高质量发展。领域方面,工
12、业机器人和服务机器人是提到最多的两大类机器人。其中工业机器人主要是围绕“智能制造”展开,服务机器人则是聚焦关系国计民生的养老、医疗、公共服务等方面需求,重点发展医疗、养老和公共服务机器人。1.4 机器人政策图:2016-2021 中国机器人政策中国制造 2025 国务院2015“十三五”规划纲要 国务院机器人产业发展规划(2016-2020)工信部、发改委、财政部“十三五”国家科技创新规划 国务院 智能制造发展规划(2016-2020)工信部、财政部关于促进机器人产业健康发展的通知 工信部、发改委、认监委2016关于进一步激发民间有效投资活力促进经济持续健康发展的指导意见 国务院关于推进供给侧
13、结构性改革加快制造业转型升级工作情况的报告 国务院关于深化“互联网 先进制造业”发展工业互联网的指导意见国务院促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)工信部增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)发改委2017福建、江苏、黑龙江、辽宁、山西、河北等省级行政区纷纷制定符合地区产业发展进程的政策,促进智能机器人、伺服电机、控制技术等发展。20182021“十四五”规划纲要 国务院“十四五”智能制造发展规划工信部“十四五”机器人产业发展规划工信部20192017制造业设计能力提升专项行动计划(2019-2022年)工信部、发改委等十三部门产业结构调整指导目录 发
14、改委20202020关于促进老年用品产业发展的指导意见 工信部等五部门北京、浙江、湖南、安徽等地出台自由贸易试验区方案,提出要围绕机器人等智能装备,打造国内重要的智能制造装备产业基地。主要任务技术端:提高产业创新能力,夯实产业发展基础组织端:优化产业组织结构深耕:如汽车、电子、公共服务、智能家居拓展:如矿山、石油、医疗康复、养老助残做强:如卫浴、陶瓷等场景,喷釉、修胚等环节工业:焊接、搬运、洁净、物流、协作、移动服务:农业、矿业、建筑、医疗、养老、家用、公共特种:水下、安防、危险环境、卫生防疫共性技术:机器人系统开发技术、机器人模块化与重构技术、信息感知与导航技术等前沿技术:人机自然交互技术、
15、情感识别技术、技能学习与发育进化技术等关键基础:高性能减速器、高性能伺服驱动系统、智能控制器等中央及地方政策密集出台机器人发展方针首次提及,服务聚焦医疗养老和公共服务机器人落实应用,工业聚焦智能制造,创新、高端、智能成关键词十四五产业规划出台,8产品端:增加高端产品供给,拓展应用深度广度资料来源:中国政府网,国务院、工信部、科技部等,亿欧智库整理亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(30859
16、3)亿欧智库-王乐乐(308593)1.5 机器人细分市场综述由于应用场景的需求和产品成熟度的不同,不同大类机器人的市场发展现状也有所不同。其中,工业机器人发展起步最早,且中国已经连续八年成为全球最大的工业机器人消费国。虽然中国工业机器人市场主要由国际厂商占领,但近些年来中国内资厂商奋起直追,努力破局。据亿欧智库数据,中国内资工业机器人市占率从 2015 年的 18%提升至 2021 年的 33%。同时,中国物流机器人和协作机器人的发展速度远超传统工业机器人,成为“网红赛道”。未来,机器视觉的技术发展将帮助企业的生产更高效、更智能和成本更低。物流机器人属于工业机器人的一个分支,其迅速崛起主要得
17、益于中国电商行业的发展。由于物流机器人的普适性,目前其已应用到多个行业,包括电商、物流、汽车制造等。基于其高负载、长时间的工作性质,物流机器人需要保证工作的稳定和持久;基于应用环境越来越复杂,物流机器人需要通过如多传感器融合的方式,在控制成本的前提下提高性能。公共服务机器人在疫情出现以来备受关注,也是普通人更常见到的机器人。然而,受限于算力基础设施的不完善,公共服务机器人的落地较为缓慢。巡检机器人属于特种机器人,多用于如电力、煤矿等特殊行业。由于需求更为小众,其起步也较晚。但巡检工作的低效率和危险性是实打实存在的,因此“AI+机器视觉”技术融合、“AGV+机械臂”形态融合的巡检机器人已经开始走
18、向市场。另外,复合移动机器人已经成为机器人发展的一种新形态,例如“AGV+机械臂”形态,其集成了移动机器人与操作功能,模拟人的行为,以实现解放人力的目的。01图:中国工业、物流、公共服务、巡检机器人市场综述据“十四五”机器人产业发展规划,2014 年以来,中国已经连续 8 年成为全球最大的工业机器人消费国外资占据主要市场份额,内资厂商奋起直追物流机器人、协作机器人成为“网红”赛道属于工业机器人发展迅速,赛道正“当红”成熟产品需要保证稳定和持久的工作可应对应用场景的复杂化倾向是工业机器人重要发展趋势之一发展起步晚主要用于变电站、配电站、石化区、辐射区、港口、机房、工业园区等场景可解决传统巡检的低
19、效率、高成本的痛点疫情催生无接触需求,公共服务机器人备受关注不完善,难以大规模落地工业机器人公共服务机器人物流机器人巡检机器人9技术融合、多传感器融合机器视觉算力基础设施“AI+机器视觉”资料来源:专家访谈,亿欧智库整理亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)01022.1 工业机器人2.2 物流机器人 2.3 服务机器人2.4 巡检机器人英特尔助力
20、机器人产业实战10亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)工业机器人是指自动控制的、可重复编程的、多用途的操作机,可对三个或三个以上轴进行编程。工业机器人可以是固定式或移动式,是在工业自动化中使用的。多数工业机器人和人的手臂相似,因此被称为“机械臂”。工业机器人主要分为三大模块:传感模块、控制模块和机械模块。其中传感模块负责感知内部和外部的信息,控制
21、模块控制机器人完成各种活动,机械模块接受控制指令实现各种动作。2021 年,中国制造业增加值规模达 31.4 万亿元,占 GDP 比重达 27.4%。自 2010 年以来,中国制造业增加值已连续 12 年世界第一。受益于制造业的蓬勃发展,中国工业机器人的发展也名列前茅,2014 年以来,中国也已连续 8 年成为全球最大的工业机器人消费国。市场现状:中国是工业机器人最大消费国,降本增效是用户的主要诉求对于工业机器人的需求方来讲,使用工业机器人的目的主要就是降本增效,即降低生产成本并提高生产效率(包括生产速度和生产质量)。目前,多数工业机器人跟人工或者传统机械相比已经实现了“更降本”“更增效”,然
22、而技术的不断创新不会让工业机器人的发展止步不前。在智能制造的浪潮中,由计算机视觉工程化后产生的机器视觉技术得到了越来越多企业的关注。机器视觉是指通过视觉相机(包括监控相机、工业相机、特种相机等)来采集制造流程中的实时视觉数据,并进行数据分析和决策。相比人工,机器视觉的优势在于成本更低、效率更高、质量更高且更稳定。同时,通过视觉相机可以使工业机器人更加柔性化,而不是仅能执行单一任务。此外,视觉数据还方便管理者进行生产监督和控制,降低管理成本。对于工业机器人来讲,位置和角度都需要达到很高的精准度才能实现高效率和高良品率。因此,机器视觉非常适用于工业机器人。精密焊接对于技术有着非常严苛的需求,例如焊
23、条直径、运条方法、焊条角度等都需要满足特定的要求,因此工业焊接已经引入 3D 相机等设备,实现对于曲面器件的 3D 识别与定位,更大范围地满足自动化焊接需求。然而,“3D 视觉+机器焊接”的应用过程中,仍然面临诸多挑战。首先,当产品产生弧光或者反光的时候,机器不能精准焊接;其次,机器视觉算法速度比较滞后;第三,市面上的处理方案不多。为了解决这些难题,信捷电气推出了基于英特尔 酷睿 处理器、英特尔 FPGA、英特尔 OpenVINO 工具套件和英特尔 oneAPI,并搭载创新性智能相机的X-SIGHT*3D 机器视觉焊接解决方案。X-SIGHT 3D 机器视觉焊接解决方案由智能相机、视觉处理平台
24、、焊接机器人、信捷云等子系统构成,可以通过激光视觉引导系统拟合焊接轨迹,并给出 3D 坐标及焊接姿态,从而简单、快速地识别焊缝。系统还能够自动识别点焊偏差值,给出最佳轨迹补偿,并实时调整焊接偏移量,实现最佳焊接效果,从而降低企业焊接业务成本,提升焊接的效率与质量。解决方案:“3D视觉+机器焊接”,信捷 X-SIGHT*3D机器视觉焊接解决方案2.1 以机器视觉为眼,英特尔让工业机器人的路越走越宽图:基于英特尔 架构的信捷电气 3D 机器视觉焊接 解决方案形态案例视觉相机实时视觉数据收集分析和决策图:机器视觉的优点12效率良品率柔性化生产成本管理成本11亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-
25、王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)英特尔 FPGA、英特尔 酷睿 处理器、英特尔 OpenVINO 工具套件等产品与解决方案的应用不仅帮助信捷电气克服了目前“3D 视觉+机器焊接”应用过程中的挑战,也让 X-SIGHT*3D 机器视觉焊接解决方案焊接效率加倍、焊接质量提升。解决方案:梅卡曼德一站式AI+3D+工业机器人解决方案为了应对工业应用对高精度、稳定性、智能化的要求,梅卡曼德推出
26、了基于英特尔 酷睿 处理器、英特尔 OpenVINO、英特尔 oneAPI的一站式“AI+3D+工业机器人解决方案”。该方案通过Mech-Eye(工业级3D相机)和OpenCL、OpenMP技术获取点云数据,再通过Mech-Vision(图形化机器视觉软件)和英特尔 OpenVINO、OpenCV技术处理数据,最终Mech-Viz(机器人智能编程环境)将数据与机器人集成,用于终端应用。图:X-SIGHT 3D机器视觉焊接解决方案的优势图.:梅卡曼德“AI+3D+工业机器人解决方案”的数据处理流程图:英特尔如何解决“3D 视觉+机器焊接”的难题坚固耐用,能够在-20C至70C的宽温范围内可靠运行
27、。此外,得益于英特尔产品高集成、低功耗等特性,解决方案还实现了紧凑的设计,可有效满足空间有限的环境的需求。工业级可靠性与机器人示教焊接方式相比,具有更高的焊接效率、柔性及低人力开销。此外,其焊接质量可靠、美观,更能满足现代制造工艺要求。高效高质在设置完成之后,用户可以保存、导入工程,后续焊接过程中可以根据产品类型直接调用,无需重复设置,简单易用。简单易用在融合基于英特尔技术的机器视觉能力之后,能够实现焊缝的激光视觉自动扫描,具备强大的自适应性。解决方案还允许新产品不断导入,并灵活设置焊接参数。敏捷性数据捕捉性能加速Mech-Eye 工业级3D相机Mech-Vision 图形化机器视觉软件英特尔
28、 OpenCL英特尔 OpenMP性能升级部署加速点云识别结果与机器人集成英特尔 OpenVINO英特尔 OpenCV英特尔 酷睿 i7Mech-Viz 机器人智能编程环境终端应用感知识别运动控制AI解决了焊接过程中遇到弧光、反光的问题通过OpenAPI优化算子,提高了算法速度支持面阵的 3D 相机,不仅支持 2D 视觉,还能处理三维位置信息有弧光、反光,不能精准焊接计算延时市面上3D处理方案不多12亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧
29、智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)在一些典型的工业场景中,例如工件上下料,需要工业机器人对不同的物体进行深度学习模型训练,然后用训练好的模型进行图像识别,搭配梅卡曼德的其他软件产品控制机器人进行无序抓取的工作。在没有使用英特尔的产品和解决方案之前,梅卡曼德的训练速度和图像识别效果有较大提升空间。在使用了英特尔的产品和解决方案之后,梅卡曼德的方案很大程度上提升了深度学习模型训练速度和图像识别效果,最终提高了工业机器人的部署效率和识别准确度。随着高精度 3D 成像、高效物体感知、高性能机器人运动及抓取规划等技术的发展,未来“3D 视觉+工业
30、机器人”将使工业机器人完美融入智慧工厂,带来更加可扩展的自动化应用,帮助企业实现更多人力资源的释放与转移。同时,工业机器人的应用将不局限于汽车、物流、电商、机械等工业场景,还能使工业机器人用于非工业场景,例如医院拣药、充电、农作物基地监测及采摘等。未来发展信捷电气是一家专注于工业自动化产品研发与应用的国内知名上市企业,公司拥有数字产品、驱动产品、机器视觉、机器人四大产品线,可以为工业自动化智能化提供一揽子解决方案。X-SIGHT 是信捷电气股份有限公司创立的自动化领域视觉品牌,集视觉产品研发、生产、集成、销售为一体,以智能传感和智能控制为核心,深耕高端传感、运动控制、人工智能等领域,助力传统企
31、业高效完成智能化转型升级。梅卡曼德机器人由清华海归团队于 2016 年创办,致力于推动智能机器人无所不在的存在,总部位于北京和上海,在深圳、长沙、青岛、慕尼黑、东京等地有布局。公司在3D 感知、视觉和机器人算法、机器人软件、行业应用方案方面均有深厚积累;自有高标准相机工厂,货期和质量有保障;强大的交付和售后体系,交付有保障,2021 年全年完成 500+项目的终验收。图:梅卡曼德方案使用英特尔的产品后的性能提升关于X-SIGHT关于梅卡曼德深度学习模型训练的速度从采集数据开始,到最后模型训练完成,最快的情况下只需 1.5 小时。典型场景下的图像识别效果,如对纸箱、工件、麻袋、货品等常见物体的识
32、别效果可达 99.999%以上,可满足甚至超过了许多场景下客户的需求。99.999%1.5 小时13亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)物流机器人是指在封闭或半封闭场所用于运输、分拣、仓储等场景,完成搬运、装卸、存储、分拣等相关工作的机器人,其主要解决企业在发展过程中高度依赖人工、仓储作业能力有限等瓶颈问题。无论根据国际标准还是中国标准,物流机器
33、人皆属于工业机器人的范畴,主要包括移动机器人、码垛机器人和分拣机器人。近些年,随着中国电商行业的繁荣发展和智能制造、数字化转型等政策的扶持,仓储物流自动化的巨大需求推动了中国物流机器人的发展和应用。市场现状:物流机器人发展迅速,高性能、低成本才是可持续发展之路然而,仓储物流的需求不仅存在于电商行业,也存在于其他行业尤其是制造业,例如汽车制造业、3C制造业、食品制造业。无论在哪个行业,物料/物品的搬运和分拣都是重要环节,且强度高、负载重,物流机器人的持久和稳定的工作对生产线的正常运转和物流订单的及时履约起到关键性作用。另一方面,物流机器人多基于单一的激光雷达技术,不仅环境感知能力有限,而且价格较
34、高。由于物流机器人的应用环境越来越复杂,对环境感知的能力要求越来越高,但机器人厂商又不得不考虑成本问题,因此如何平衡性能和价格是机器人厂商不得不考虑的。针对稳定、持久的工作需求,华睿科技基于英特尔凌动 处理器推出了一款潜伏举升型 AMR。该产品是一款适用于“货到人”舱内物流搬运场景的物流机解决方案:基于英特尔凌动 处理器的华睿潜伏举升型AMR器人,负载范围为 0-3000KG,支持激光 SLAM、二维码、纹理和巡线等多种导航方式,具有安全激光、TOF 相机、安全触边等多重安全防护,完善的电池管理策略,可适应仓储、车间和 3PL 等多场景定制。2.2 英特尔助力物流机器人领域,重塑运输、分拣和仓
35、储图:华睿科技基于英特尔凌动 处理器的潜伏举升型 AMR图:物流机器人可持续发展的前提在强度高、负载重的情况下,保证稳定、持久的工作CPU稳定可靠、能耗低CPU性能强、多传感器融合、寻求性能与成本的平衡高性能(例如环境感知能力强)、低成本集群调度智能导航智能硬件伺服驱动器智能控制器电池管理系统运动控制自动绕障视觉定位激光定位轨迹规划载具识别路径规划交通管控任务分配多车避让流量均衡负载管理充电管理安全监测14亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593
36、)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)02原先,华睿科技采用的是外购通用工控机方案,然而基于该方案的移动机器人功耗大且抗震性差,且性价比不高。假设处理器功耗居高不下,则会影响机器人的散热能力和续航能力;假设处理器抗震性差,则可能造成物流机器人在工作的过程中发生故障,影响生产或履约进度。因此,华睿科技最终选择与英特尔合作定制了基于凌动 芯片的移动机器人控制器,在满足机器人算力的前提下,功耗大幅降低 80%,同时抗震性良好,维修率可降低 90%以上。此外,英特尔凌动处理器性价比更高,对机器人企业来讲更加满足机器人量产的条件。解决方案:集成
37、激光和RealSense 摄像头,灵动AMR实现性能与成本的平衡针对物流机器人对于环境感知性能和成本之间的平衡问题,灵动科技推出了基于英特尔 酷睿 处理器和英特尔 RealSense 深度摄像头的 AMR。灵动科技的 AMR 共分为 Flex、Max 和 Apex 三个系列,适用不同的场景需求,包括仓库内、仓库间、制造车间的拣选、分拣和搬运。英特尔 酷睿 处理器满足了灵动AMR对于高速处理、平稳运作的需求。英特尔 RealSense 深度摄像头则是为 AGV、AMR 企业提供了一种全新的可持续发展的解决方案。原本灵动 AMR 采用激光传感器负责对周边障碍物的感知和识别,然而,提升感知和识别能力
38、需要性能更高的激光传感器,在成本上对 AGV、AMR 企业来讲是一笔不小的支出。而英特尔 RealSense 深度摄像头在提供图像处理数据的同时为用户提供一定的物体深度信息,为用户直接使用或与其他传感器进一步融合提供了可能性。这样,AMR 既可以集成激光传感器和视觉传感器,提升了环境感知的性能,还能降低成本。外采通用工控机方案英特尔凌动处理器功耗低抗震性强成本降低成本降低功耗降低80%维修率降低90%性价比高图:华睿科技使用英特尔凌动 处理器的原因图:灵动科技 AMR 系列*注:产品图片仅展现该系列其中一个产品Max增加订单处理效率,提升订单处理的准确率;替代手动推车,减少人员无效走动用于仓储
39、内的拣选、打包和分拣高负载、高容积、搬运中件货物,柔性搬运中件仓智慧物流点到点、原料入库、成品下线到集中区等需要整托搬运的场景整托搬运,平面转运配合背负式 AMR完成端到端的托盘拣选产品图片*系列功能适用场景FlexApex15亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)灵动科技 AMR 在英特尔 RealSense 摄像头的基础上,成功与激光传感器完成
40、了传感器融合。基于自身独特的传感器融合算法,灵动科技 AMR 可以精确感知并追踪周边障碍物运动状态,在复杂变化的环境中,实现灵活走位,与企业主一起跨越障碍,突破重围。随着应用场景逐渐往复杂化,物流机器人也会朝向更智能的方向发展,因此,对物流机器人的环境感知、运动控制能力的要求越来越高。目前,多传感器融合实现更精准、更高效的导航和避障功能,实现场景自适应已经是一个主要发展趋势。另一方面,由于一个仓库多数需要使用多台物流机器人,因此智能集群调度也是物流机器人一个重要发展趋势。未来发展灵动科技(北京)有限公司是全球领先的视觉导航移动机器人(AMR)企业,为制造业和仓储业提供了机器人搬运和拣选解决方案
41、。公司规模近 300 人,包括 120 位研发工程师,70%以上拥有硕士及以上学历,博士博士后 10 余位。作为第四代移动机器人引领者,灵动科技 AMR 凭借柔性、视觉、跨场景、全流程的强大优势,持续帮助企业降本增效。公司已服务了一批 500 强企业,并帮助客户实现了价值。华睿科技是一家专注于机器视觉与移动机器人产品研发、生产和销售的专业性公司。聚焦智能制造和智能物流,一直坚持围绕客户需求,为客户降本创造价值,让工厂更智能。华睿科技产品与解决方案广泛应用物流、汽车、3C、锂电、光伏和医药等行业,机器视觉产品包含工业相机、线扫相机、智能相机、智能传感器、3D 工业相机和镜头等系列产品,主要用于读
42、码识别、缺陷检测、测量和定位,为客户提供产品一站式采购;移动机器人产品包含潜伏、牵引、叉取和分拣等机器人,主要用于物流仓库和物料搬运,为物流搬运提供端到端的智能解决方案。关于华睿科技关于灵动科技满足AMR、AGV复杂环境的高速处理、平稳运作的需求高性能视觉传感器,提供物体深度信息,为用户直接使用或与其他传感器进一步融合提供了可能性。英特尔 酷睿 处理器英特尔 RealSense 摄像头16图:灵动科技 AMR 系列使用英特尔 产品的优势亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)
43、亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)2020 年,由于疫情的爆发催生了无接触式服务的需求,加之人口老龄化加剧带来的服务业招工难、用工成本攀升等问题,清洁消杀机器人、配送机器人、测温机器人等服务机器人走到公众的聚光灯下。服务机器人指在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的先进机器人,且多为可自主移动的机器人,因此其主要的技术模块分别为定位导航模块、人机交互模块以及功能实现模块。定位导航模块负责环境数据的收集、机器人的实时定位和路径规划,在硬件上也需要多种传感器(如激光雷达、超声、3D摄像头)来保
44、证环境数据的完整性。人机交互模块,顾名思义,负责人与机器人的交互,包括语音交互、视觉交互、触觉交互等。近些年来,中国机器人市场需求增长迅速,尤其是工业机器人和家用服务机器人。同样以“服务”为主的公共服务机器人却没有大规模商业化。原因之一便是相比工业机器人,公共服务机器人多为可自主移动机器人,需要在复杂多变的环境下工作,因此对于环境数据的采集和分析的要求更高;相比家用服务机器人,公共服务机器人的人机交互场景更为复杂且频次更高,需要采集和处理大量的交互数据。因此,公共服务机器人需要具备强劲的运算处理性能、兼容性和统一可扩展的灵活架构,以实时处理从环境中收集到的海量数据,但目前多数公共服务机器人的算
45、力基础构建不够完善,难以快速收集和处理大量数据,最终致使其工作效率低,替换人工的效益也低。市场现状:公共服务机器人难落地,算力基础设施是关键 为了促进公共服务机器人的成熟落地,在构建算基础设施方面需满足以下条件:2.3 英特尔让公共服务机器人赋能更多场景图:公共服务机器人对算力基础设施的要求图:公共服务机器人落地难的原因之一环境数据交互数据其他数据数据收集慢部署时间长工作效率低数据处理慢处理效果差人工机器人基于 GPU 等硬件构建的算力平台虽然可以满足深度学习训练的性能需求,但是其成本高昂,而且通用性较差,难以满足更广泛的负载要求,不利于 TCO 的控制。机器人需要集成摄像头、麦克风阵列、激光
46、雷达、超声波等各种各样的传感器,对于兼容性有着严苛要求。随着机器人扩展更多的功能与应用,机器人系统需要实现更强大的稳定性,并提升快速排除故障的能力。机器人需要硬件提供强大的算力,满足数据实时处理的要求。但同时,大多数机器人需要在移动场景下应用,没有持续性能源支持,而且还需要保持小巧体积,以实现灵活性,因此需要在有限的体积内兼顾高性能和低功耗。降低总拥有成本(TCO)提升兼容性提高稳定性,简化运维实现性能、功耗与体积的平衡17效益对比亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧
47、智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)亿欧智库-王乐乐(308593)在商超的零售业务中,及时的商品盘点有助于商超洞察商品销售的真实情况,以控制存货,掌握商品损益。传统的人工商品盘点模式由于效率低致使商家补货不及时或库存管理混乱,已经无法充分满足零售业务的转型需求。然而,让机器人替代人工去盘点货物又对机器人提出了挑战。首先,在超市中,商品品类极为繁多、变更频繁,且不同商品之间在形态、颜色等方面差异较大,目前市面上现有的机器人无法高效、准确地识别货物,尤其是对不搭载视觉产品的机器人更是难题。其次,货物的识别和盘点需要机器人采集和处理大量的数据
48、,这也对机器人的算力提出了要求。在此背景下,基于移动机器人的商品自动化盘点解决方案思岚科技零售盘点机器人 Diana 应运而生。解决方案:英特尔加持,思岚科技让机器人 Diana摇身一变“盘点小妹”为了解决机器人自动盘点的难点,Diana 搭载了多个可灵活调整角度的RGB摄像头、深度摄像头,包括英特尔 RealSense 深度和追踪摄像头,以采集环境中的深度信息,拍摄货架照片,为自动导航、避障、货物识别等功能提供数据支撑。同时,Diana 基于英特尔 Tiger Lake处理器和英特尔 Movidius Myriad视觉处理器分别提升了算力和图像处理能力,以此实现更高效、更准确的商品盘点。此外
49、,得益于英特尔 智能移动机器人参考设计平台,思岚科技强化了机器人底盘的扩展接口、内存设置,使得服务机器人不仅可以提供高度优化的深度学习计算性能,加速深度学习模型推理,还可以支持更多落地场景,以最优的成本和性能满足广泛工作负载的需求。因此,思岚科技零售盘点机器人 Diana 一方面可以在保证盘点准确性的情况下解决人工盘点效率低的问题。另一方面,Diana 在一定程度上可以替代人工,帮助商超减少人工成本,还能通过“自主性”(自主建图、自主移动、自主盘点、自主充电),帮助商超有效地控制运营成本。图:思岚科技零售盘点机器人 Diana 使用的英特尔 产品图:思岚科技零售盘点机器人 Diana 的优势英
50、特尔 Tiger Lake 处理器具有强大的通用计算能力,为零售盘点机器人奠定了强大算力基础英特尔 Movidius Myriad具有较高的计算能力和超低功耗,可提供高能效的高品质图像处理、计算机视觉和深度神经网络推理能力英特尔 RealSense赋予了设备观看、理解、交互以及从环境中学习的能力,可在摄像头支持的整个视野范围内提供高度、准确、一致的深度数据0102根据思岚的测算,在典型的中大型超市中,Diana 能够有效提升盘点效率,盘点的频率更高。而且 Diana 还能够通过搭载 RFID 射频识别技术覆盖,或是 AI 视觉识别等方式,实现实时盘点全品类产品库存,大幅提升盘点准确率。同时,当