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智能機(jī)器人在物流領(lǐng)域中的運(yùn)用前景的分析
【摘要】勞動(dòng)強(qiáng)度大、重復(fù)性較強(qiáng)、危險(xiǎn)強(qiáng)的復(fù)雜勞動(dòng)可以由機(jī)械人來(lái)出色完成，但是，我國(guó)對(duì)專(zhuān)門(mén)從事物流工作的智能機(jī)器人研究，才起步，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的研究機(jī)構(gòu)。本文對(duì)智能機(jī)器人在解決勞動(dòng)力不足、提高生產(chǎn)率、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本等方面有著很顯著的作用，但對(duì)智能機(jī)械人的管控十分重要，并對(duì)前景進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】機(jī)器人 物流領(lǐng)域 前景分析
一、智能機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀
（一）國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
在國(guó)外，按照機(jī)器人產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程，專(zhuān)家把機(jī)器人分為三代：分別是示教再現(xiàn)型機(jī)器人和智能機(jī)器人。第一和第二代智能機(jī)器人在各個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，而第三代智能機(jī)器人還在處于研發(fā)的階段，仍然有問(wèn)題是亟待解決的，但是，智能的機(jī)器人的研究在各個(gè)國(guó)家都普遍受重視，有不少的國(guó)家把智能機(jī)器人的研究當(dāng)做未來(lái)的戰(zhàn)略的重點(diǎn)。在很多工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，工業(yè)機(jī)器人都已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)和汽車(chē)零部件制造業(yè)。圖1是各國(guó)機(jī)械人安裝情況，機(jī)械加工行業(yè)、電子電器行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、物流業(yè)等等，行走和越野智能程度最高的美國(guó)，機(jī)械加工智能程度最高是德國(guó)、電子加工精密智能程度最高的是日本，可見(jiàn)我國(guó)的智能機(jī)器人與國(guó)外差距。
我們可以通過(guò)下圖來(lái)分析：
（二）國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)器人自主產(chǎn)權(quán)是我們追逐的目標(biāo)，-我們國(guó)家的工業(yè)機(jī)器人研究開(kāi)始在20世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)體制等等因素都制約了機(jī)器人工業(yè)發(fā)展，因此發(fā)展比較緩慢，研究和應(yīng)用水平也相對(duì)較低。2008年我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人年銷(xiāo)售收入達(dá)到了44.43億多元，是2003年銷(xiāo)售收入的4.96倍，年平均增長(zhǎng)了37.75%。近年來(lái)機(jī)器人作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，不論是在生產(chǎn)加工系統(tǒng)還是在物流系統(tǒng)中都已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。據(jù)IFR預(yù)計(jì)，我們國(guó)家的工業(yè)機(jī)器人安裝量在2014年超越世界上的任何國(guó)家。但是總體上我們國(guó)家的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)智能程度還是很薄弱的，技術(shù)研發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美日兩國(guó)，我們國(guó)家在智能機(jī)器人方面的研究處于剛剛起步階段。具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人太少，機(jī)器人傳感技術(shù)和機(jī)器人專(zhuān)用控制系統(tǒng)方面的研究還是比較薄弱，在感應(yīng)及反應(yīng)方面的專(zhuān)利太少，沒(méi)有自主產(chǎn)權(quán)，在機(jī)器人應(yīng)用方面仍然很落后。我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)約有88%的份額被國(guó)外機(jī)器人企業(yè)占據(jù)。
二、智能機(jī)器人技術(shù)在物流業(yè)中的應(yīng)用
（一）機(jī)器人在包裝碼垛作業(yè)中的應(yīng)用
智能機(jī)機(jī)器人，能感應(yīng)識(shí)別工作環(huán)境和識(shí)別危險(xiǎn)環(huán)境，企業(yè)為了提高自動(dòng)化的程度以及保證產(chǎn)品的質(zhì)量，通常會(huì)需要告訴物流線來(lái)貫穿整個(gè)生產(chǎn)和包裝的過(guò)程。機(jī)器人技術(shù)在整個(gè)包裝領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，特別是在食品、煙草和醫(yī)藥等行業(yè)的大多數(shù)生產(chǎn)線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化。機(jī)器人的作業(yè)精度高、柔性好、效率高，克服了傳統(tǒng)的機(jī)械式包裝占地面積太大、程序更改復(fù)雜、耗電量大等缺點(diǎn)，同時(shí)也避免了采用人工包裝造成的勞動(dòng)量大、工時(shí)多、無(wú)法保證包裝質(zhì)量等問(wèn)題。以碼垛作業(yè)為例，在目前看來(lái)，歐洲、美國(guó)和日本的包裝碼垛機(jī)器人在碼垛市場(chǎng)的占有率已經(jīng)超過(guò)了90%，絕大多數(shù)包裝碼垛作業(yè)都由機(jī)器人來(lái)完成。碼垛機(jī)器人能夠適應(yīng)于紙箱、袋裝、灌裝、箱體、瓶裝等各種形狀的包裝成品碼垛作業(yè)。包裝碼垛機(jī)器人在我國(guó)物流行業(yè)中也已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，比較典型的案列有蒙牛乳業(yè)、可口可樂(lè)、珠江啤酒等。這樣一來(lái)，借助機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)包裝碼垛作業(yè)的自動(dòng)化，能節(jié)約成本，提高物流效率和企業(yè)利潤(rùn)，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)包裝碼垛機(jī)器人在研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用方面都有很大差距。
（二）智能機(jī)器人在裝卸搬運(yùn)中的運(yùn)用
在物流系統(tǒng)中，裝卸搬運(yùn)時(shí)最基本的功能要素之一，存在于貨物運(yùn)輸、儲(chǔ)存、包裝和流通加工以及配送等過(guò)程，貫穿了整個(gè)物流作業(yè)的始末。搬運(yùn)機(jī)器人可以安裝不同的末端執(zhí)行器來(lái)完成各種不同形態(tài)和狀態(tài)的工件搬運(yùn)，大大減輕人類(lèi)繁重的體力勞動(dòng)，當(dāng)前，搬運(yùn)機(jī)器人已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工廠內(nèi)部工序之間的搬運(yùn)、制造系統(tǒng)和物流系統(tǒng)連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)以及國(guó)際化大型港口的集裝箱自動(dòng)搬運(yùn)。搬運(yùn)機(jī)器人不僅可以充分利用工作環(huán)境的空間，而且提高了物料的搬運(yùn)能力，大大節(jié)約了裝卸搬運(yùn)過(guò)程中的作業(yè)時(shí)間以及提高了裝卸效率，目前搬運(yùn)機(jī)器人的最大負(fù)載可以達(dá)到500公斤。搬運(yùn)機(jī)器人在價(jià)格方面和其他機(jī)器人比會(huì)便宜很多，而且技術(shù)較為成熟，被很多物流企業(yè)所接收。例如國(guó)外的英國(guó)泰晤士港、日本的川崎港以及荷蘭的鹿特丹港都規(guī)劃建設(shè)了自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)的集裝箱碼頭。隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)和物流規(guī)劃擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的需求也日益擴(kuò)大了。
（三）智能機(jī)器人在其他物流方面的運(yùn)用
目前，整個(gè)物流業(yè)都亟待研發(fā)出新型的機(jī)器人，并且各國(guó)都致力于研究新型機(jī)器人。以上機(jī)器人的智能方面應(yīng)用可以，拓展到單證制作和客戶(hù)關(guān)系管理上。在冷鏈物流和醫(yī)藥物流以及倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)中已經(jīng)有了一些成就，譬如德國(guó)的ROWA公司研發(fā)的“機(jī)械手式自動(dòng)化藥房”就是典型的代表，這種自動(dòng)化藥房由一個(gè)機(jī)械手進(jìn)行藥盒的搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了藥品的進(jìn)庫(kù)和出庫(kù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)藥盒的密集存儲(chǔ)和數(shù)量管理。一家名為kivasystem的公司仿照著電腦內(nèi)存隨機(jī)存取的原理，開(kāi)發(fā)了一種能夠加快處理網(wǎng)上訂單的機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)，商品的倉(cāng)庫(kù)就像被安排成了內(nèi)存芯片一樣，由縱橫交錯(cuò)的獨(dú)立式貨架組成網(wǎng)格，使得機(jī)器人可以在任意時(shí)間接觸到倉(cāng)庫(kù)中的任何物品，一個(gè)客戶(hù)下完了訂單后機(jī)器人能夠在一分鐘內(nèi)將訂單上的貨物交給工人來(lái)包裝。
在冷鏈物流、醫(yī)藥物流以及倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)了機(jī)器人應(yīng)用案例，但是當(dāng)前的機(jī)器人技術(shù)在該方面的應(yīng)用不成熟，所以并未形成規(guī)模。
三、智能機(jī)器人控制及在物流業(yè)應(yīng)用前景
智能機(jī)器人的控制十分必要，如果不在程序中植入智能機(jī)器人的兩條原則，人類(lèi)將面臨毀滅性的災(zāi)難，這兩條原則是：第一機(jī)器人不能自主傷害人類(lèi);第二機(jī)器人之間不能相互升級(jí)設(shè)備。智能機(jī)器人技術(shù)作為最典型的一類(lèi)數(shù)字化裝備，它的應(yīng)用率很高，而且技術(shù)附加值很高，范圍也相當(dāng)廣泛，作為先進(jìn)的制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的的新興產(chǎn)業(yè)，對(duì)于未來(lái)的生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，智能機(jī)器人將會(huì)逐漸成為倉(cāng)儲(chǔ)管理工作的主要承擔(dān)者。有專(zhuān)家的預(yù)測(cè)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車(chē)和計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)后出現(xiàn)的一種新型大型高新技術(shù)。智能飛行機(jī)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(zhì)量保障環(huán)節(jié)，機(jī)器人無(wú)疑能夠很有效的進(jìn)行運(yùn)作，而且對(duì)于保障人身安全、改善勞動(dòng)環(huán)境、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本都會(huì)具有十分重要的意義。在當(dāng)今物流技術(shù)日新月異的時(shí)代，智能機(jī)器人的應(yīng)用必然會(huì)作為物流企業(yè)的重點(diǎn)，它不僅能夠使得企業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模擴(kuò)大，更重要的是搶了一步走在現(xiàn)代技術(shù)的先列。目前很多大型企業(yè)如沃爾瑪、豐田、蒙牛等都將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用在了包裝和裝卸的過(guò)程中，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和物流市場(chǎng)的不斷發(fā)展，在運(yùn)輸和配送、流通加工、倉(cāng)儲(chǔ)和信息處理等等的物流作業(yè)中機(jī)器人也將必然得到廣泛應(yīng)用。由此可以看到，隨著技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)的不斷發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)在物流業(yè)中的應(yīng)用范圍和規(guī)模都將不斷的加劇，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展將會(huì)隨著競(jìng)爭(zhēng)和需求而不斷進(jìn)步。
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