浅谈工业机器人在物流行业中的应用

谢舜尧

由于工业机器人具有低后期成本，高效率，好管理的特点，相比传统物流方式，其具有先天的应用优势，但目前工业机器人尚未在物流业中普及，许多关键技术还有待进一步完善。本文通过对工业机器人和我国物流行业现状的分析，阐述了工业机器人在物流业应用的可行性及当前存在的问题，并提出相应的意见建议。

1.引言

近年来，许多国家为加强本国制造业的竞争力纷纷制定了促进国家工业发展的复兴计划[1]：如美国的再工业化和工业互联网战略、德国的工业4.0战略、日本的机器人新战略以及中国智能制造2025战略等，在这些战略中，工业机器人不约而同地都是未来发展的重点领域。随着社会经济的不断前进，高速增长的物流需求对物流行业的服务效率提出了更高要求，而工业机器人作为一种高度自动化装备势必在迅猛发展的物流业中占有一席之地。

2.工业机器人概述

工业机器人是一种自动化装备，能够自主执行设定的动作，依靠自身动力和控制能力完成各项任务。随着信息技术的发展，工业机器人的智能化水平不断提高，应用范围也不断扩展。

2.1 工业机器人的发展现状

在第三次科技革命后的今天，工业机器人的发展有以下两个特点：（1）工业机器人与信息技术深度融合

信息技术的快速发展与应用使工业机器人具有了信息交换能力，能够融入网络，组成各种复杂的系统，同时各种智能算法正逐步应用于机器人系统，使其具有自主学习能力，多台机器人协同技术进一步提高了其部署能力与适应能力。

（2）工业机器人产品易用性与稳定性提升

工业机器人的标准化结构、自组装、自修复技术的快速发展使得工业机器人的易用性与稳定性不断提升；另一方面，人机关系也发生了显著变化，例如，机器人能够通过传感系统感知周围环境并接受各种语言、身体等指令，减少了工人复杂的操作，提高了生产效率。

2.2 工业机器人的应用现状

根据国际机器人联合会的数据，全球工业机器人总市值近年来增长迅猛，2010年总市值不足60亿美元，而2016年就超过了130亿美元，增幅超过100%[2]；另一方面工业机器人的全球存量的增幅也接近50%，预计到2020年，全球工业机器人存量将超过300万台。工业机器人的主要产销国集中在中国、日本、韩国和德国，2016年，中国成为世界第一大机器人市场，工业机器人销量同比增长超过30%，占全球销量近三分之一，其余三国的机器人保有量和年度新增量都位居全球前列。预计到2020年我国机器人保有量将超过95万台。

3.国内物流行业发展现状

近年来，随着我国经济的持续快速增长，物流业也随之迅速发展，物流服务水平不断提高，同时也面临着诸多挑战[3-4]。

3.1 物流行业的发展特点

（1）物流业受消费拉动，规模快速增长。

早在2008年时，全社会物流总额就接近90万亿元，物流业增加值占GDP的比重为6.6%。近些年随着电商的迅速发展，个体消费需求旺盛，同时也进一步推动了物流业的发展。

（2）物流业发展水平提升明显。

部分制造企业、商贸企业根据自身实际，引入现代物流管理理念以及技术，将物流服务进行外包；传统的物流企业也适时进行了功能整合和服务延伸，从而更好地满足客户需求，提升服务水平，加速向现代物流企业转型。

（3）物流基础设施条件逐步完善。

基础的交通设施不断完善，为物流业的快速发展奠定了基础。截止2016年底，全国高速公路通车总里程超过13万公里，位居世界第一，高速公路已覆盖全国约98%的城镇人口超过20万以上的城市。物流园区、仓储、配送设施加快建设，一批区域性物流中心正在形成；另一方面，物流相关的技术设备更新换代，物流信息化建设进展迅速。

3.2 物流行业面临的问题

在我国物流业高速发展的同时也面临着许多问题：一是物流成本较高，企业盈利能力较弱。根据测算，我国的物流成本占据产品本身价值的40%左右，而在经济较发达的国家，其物流成本一般只占产品的约四分之一；二是物流配送效率不高，特别是在双十一等购物节期间，“物流围城”和“最后一公里”问题十分突出，加之城市对货运车辆的管控，经常出现“路难行、车难停、货难卸、证难求”的问题。

4.工业机器人在物流行业中应用的可行性

在劳动年龄人口减少，廉价劳动力逐渐消失的今天，物流行业仍以传统的人工配送为主，从而导致物流行业成本较高，效率较低。配送质量高，速度快，个性化，多样化的物流体验是电子商务条件下消费者的核心诉求，工业机器人的应用将对这些问题的解决起到关键性作用[5]。

工业机器人的优势有：

（1）节约成本。物流机器人可以24小时进行工作，不知疲倦。一个机器人就可以替代数个普通工人加上若干机械的组合；与此同时，一个物流仓库只需一人看管或一人同时看两台甚至更多台机器，大大降低了人力成本；采用工业机器人操作的模式，物流自动流水线更能节省用地，使仓储规划更小更紧凑精致，降低了企业的用地成本。

（2）生产效率高。机器人对笨重产品的处理更加游刃有余。工业机器人配送一件货物耗时是固定的，同样的周期内，机器人配送数量稳定，不会忽高忽低，这样物流系统内各个环节的协作就十分方便，产品的成品率也高。

（3）安全系数高。机器人由于不会疲倦，不像工人可能出现生理性疲劳，即便配送过程中出了问题也只是机器人损坏，能够有效降低人身伤害发生的概率。

（4）便于管理。如果说物流企业要及时调整配送模式，可以迅速以计算机为终端对物流机器人发出指令，进行统一控制，这就比人员之间信息的传达要更加有效。

5.工业机器人在物流行业应用存在的问题

5.1 初期建设成本过高

一台AGV（Automated Guided Vehicle）物流机器人价格尚且从十万到一百万人民币不等，何况大规模装备工业机器人的智能物流的预算？这意味着构建一个智能化的物流中心需要相当大的前期投资，而物流业又是一个长期盈利的模式，中小物流企业很难承担这样的风险与成本，只能望洋兴叹。

5.2 作业时对复杂货物适应性不足

当前物流机器人所进行的主要还是码垛作业和装卸搬运作业。码垛作业是指按照货物分类要求，把同类货物依据不同的码垛方法堆码在支撑物上的作业。这需要机器人识别堆码位置，智能选取码垛方法。目前机器人完成一种的货物码垛不成问题，但对物理性质各异的多种货物，就会面临较大的考验。装卸搬运作业是物流机器人最擅长的领域，正常作业已经问题不大，而成品拆码作业是目前的一个难点，整托货物可能出现原码形态变化或箱体变形，物流机器人难以选择正确的抓取方法，作业时损坏货物的情况并不少见[6]。

5.3 行业标准缺失

目前物流领域的工业机器人还没有通用的国家标准。在实施层面，各地区、企业都在探索各自的规范。由于缺少统一标准，机器人公司，电商平台，物流公司，消费者之间的对接很难，而在产业协作日益增加的今天，这将严重阻碍机器人物流行业的发展。因此，制定一套通用的物流机器人发展标准迫在眉睫。

6.讨论

当前工业机器人在物流行业中面临的问题，都是行业发展初期的正常现象。对于物流企业和机器人企业来说，还需加大科技创新，提升物流机器人的智能化水平。物流企业特别是大型物流企业，理应担当起行业发展的重任，积极扩大智能物流的惠及范围，给予中小企业以技术上的援助，努力构建良好的物流生态。对于国家来说，制定机器人物流行业的相关标准十分必要，同时，鼓励在物流业中应用工业机器人，给予中小企业以资金和政策上的援助也十分重要。

中国智造2025给各行各业带来了新的发展机遇，物流行业的智能化成为新的趋势，中国制造的繁荣，离不开一个强大的智能的物流生态。在这个过程中，工业机器人的深度应用无疑是关键的一环，物流的智能化必将带给物流行业长足的发展。