隨著智能制造的崛起，現代化的制造生產模式已是大勢所趨。其中自動化生產與柔性生產成為了制造型企業(yè)兩大發(fā)展方向，而如何打通生產與物流的自動化銜接，如何適應高頻的產線變化，成為了企業(yè)轉型升級的重中之重。
除了較早應用工業(yè)機器人的汽車、3C、家電、金屬加工等傳統領域，近年來，半導體、倉儲物流、光伏、鋰電等新興行業(yè)的自動化趨勢加速，帶動上游工業(yè)機器人產業(yè)增長。
近日，在國家統計局發(fā)布的7月份工業(yè)生產數據中顯示，7月國內工業(yè)機器人產量達到了31342套，同比增長42.3%；1-7月國內工業(yè)機器人產量為205094套，同比增長64.6%。工業(yè)機器人行業(yè)隨著下游產業(yè)的升級轉型正在迎來產業(yè)高速發(fā)展的機遇。
按照國際機器人聯盟（IFR）的分類，機器人可分為工業(yè)機器人和服務機器人。工業(yè)機器人用于制造業(yè)生產環(huán)境，可廣泛地應用于企業(yè)各個生產環(huán)節(jié)，如焊接、機械加工、搬運、裝配、分揀、噴涂等，主要包括人機協作機器人和工業(yè)移動機器人。
由工業(yè)自動化與產線柔性生產需求共同驅動，移動機器人賽道火熱。同時，以中國為代表的發(fā)展中國家正處于產業(yè)轉型升級的關鍵時期，制造業(yè)與倉儲場景對自動化物流需求日益凸顯，很大程度上帶動了移動機器人的需求。
據中國移動機器人產業(yè)聯盟、新戰(zhàn)略移動機器人產業(yè)研究所統計數據顯示，中國工業(yè)應用移動機器人（AGV/AMR）產品銷量從2016年的11300臺增長至2020年的41000臺，年均復合增長率高達38%。市場規(guī)模也從2016年的19億元增長至2020年的76.8億元，復合增速高達41.8%。
其中，AMR（含激光SLAM和視覺SLAM）機器人約為6900臺，占總體市場的16.83%，市場銷售規(guī)模約為14億元，占整體市場規(guī)模的18%。從目前的市場來看，AGV仍然還是主流，但AMR增長迅速。
相比AGV，AMR更能滿足人機協同與柔性物流的需求，可以在各種復雜且動態(tài)變化的環(huán)境下運行，產品部署周期短、應用場景靈活以及降低成本等，多種驅動因素下，AMR有著巨大的增長空間。據Interact Analysis預測，AMR市場近五年持續(xù)保持兩位數增長，并且預計到2022年，全球移動機器人中對AMR的需求、收入和銷量預計將超過AGV。
AGV與AMR技術對比（圖源：斯坦德機器人）
2020年AMR機器人應用主要集中在3C電子、半導體、面板、新能源及光伏、電力成套及醫(yī)藥行業(yè)等制造領域，伴隨著AMR技術的進一步成熟以及制造業(yè)產業(yè)升級的加速，未來AMR機器人將逐漸向更廣闊的市場延伸。
2020年AMR機器人主要應用行業(yè)占比（圖源：新戰(zhàn)略移動機器人產業(yè)研究所）
AMR賦能半導體行業(yè)“降本增效”
回顧AMR產業(yè)發(fā)展史，自2014年以來，中國誕生了許多AMR廠商，經過數年的發(fā)展，工業(yè)AMR賽道關注度逐年上升，尤其是資本的關注度持續(xù)提升，在帶來資金和品牌背書的同時，更多是放大了該領域的明星效應。
以AMR產品起家的廠商斯坦德機器人為例，自2014年成立以來，一直專注于AMR技術和產品的研發(fā)以及市場的開拓，實現了機器人定位導航算法、操作調度系統、控制器等核心技術的自主研發(fā)全覆蓋，在全國乃至全球范圍內具備領先技術優(yōu)勢，主要業(yè)務為激光SLAM導航AMR及廠倉一體的柔性工業(yè)物流解決方案。近年來獲得了高速成長，規(guī)模進入快速增長期。
當前，降本增效是眾多行業(yè)企業(yè)追逐的話題。審視當下，受疫情和國際形勢影響，中長期內半導體芯片缺貨、供不應求的狀況還將延續(xù)，而如何進一步釋放現有產能，提高生產效率，成為整個半導體產業(yè)鏈的頭等大事，許多半導體企業(yè)也已開始柔性物流的引入布局。
據斯坦德機器人介紹，半導體產業(yè)工藝復雜，設備精密度要求高，整體流程涉及到成百上千道工序，其中，用到工業(yè)機器人的環(huán)節(jié)多在芯片封測和晶圓生產兩大場景。以半導體封測為例，晶圓盒搬運與上下料，制程間彈夾搬運與上下料，工序間轉運及機臺自動對接上下料，輔料配送等等，都是AMR常見的應用場景。
有觀點表示，以國內目前的市場格局來看，半導體行業(yè)并不適合所有廠商都去開發(fā)，對于擁有較高技術壁壘的企業(yè)，才算得上是一個好的細分市場。這也正是斯坦德切入半導體賽道的重要原因：一是基于自身具備的技術基因，二是想解決某一細分賽道的痛點。斯坦德機器人半導體行業(yè)總監(jiān)黃有鵬表示：“半導體行業(yè)很多場景沒有大范圍使用移動機器人，AMR除了滿足簡單的物料搬運外，更重要的是滿足客戶工序間機臺自動對接及上下料的需求?！?/p>
對于半導體這樣生產過程離散、環(huán)節(jié)繁復、生產柔性高又同時對操作的精準度有較高要求的行業(yè)來說，相較于大張旗鼓引入更高規(guī)模的生產自動化方案，通過提升倉儲、生產物流的效率來促進整體效率的提升，是一種更經濟、更高效、更有彈性的改進方式。
黃有鵬指出：“不少封測廠商在進一步自動化改造過程中通常會面臨多種挑戰(zhàn)：部分設備并非為適應自動化上下料處理而設計，難以實現WIP的自動化管理以及數據的讀?。徊糠止S沒有配備自動化所需的基礎設施（舊設備不符合SECS/GEM標準、網端接口少、機臺無法滿足自動對接需求等）；同時還存在托盤、料盒等載具差異化大等問題。因此，對于半導體行業(yè)來說，一家優(yōu)質的AMR供應商還需要具備強大的軟件系統能力、設備改造及自動化方案集成能力?！?/p>
以斯坦德為例，其機器人調度管理系統不僅保證了機器人的高效協同運行，還能與企業(yè)的MES，ERP等業(yè)務系統及中控管理系統進行無縫對接，通過用戶友好的操作界面將物料位置、物流/生產任務等信息進行可視化，助力生產決策及流程的優(yōu)化，實現自動化與信息化的同步提升。
斯坦德機器人產品系列（圖源：斯坦德機器人）
從行業(yè)發(fā)展現狀來看，斯坦德機器人在半導體這個細分賽道占據了領先優(yōu)勢。
斯坦德的優(yōu)勢還體現在項目落地實施方面，以國內某半導體龍頭企業(yè)柔性物流改造項目為例：該企業(yè)新建廠房正式投產后，希望將原廠分揀后的晶圓進行跨廠區(qū)搬運。由于新舊廠區(qū)距離較遠，人工搬運物料勞動強度大且費時久；人工搬運效率低且不穩(wěn)定，對生產節(jié)拍的穩(wěn)定性帶來隱患以及涉及長距離運輸、物料脆弱易損、途徑多設備設施對接等挑戰(zhàn)，普通的自動化物流手段無法滿足企業(yè)需求等。
斯坦德機器人搬運晶圓（圖源：斯坦德機器人）
對此，該企業(yè)選擇了斯坦德AMR，其自主研發(fā)的激光SLAM導航AMR在倉儲、產線物流環(huán)節(jié)均表現出良好的適應性。同時區(qū)別于傳統AGV，斯坦德AMR無需鋪設磁條、二維碼等輔助物即可實現自主定位導航，更能滿足晶圓制造企業(yè)對生產環(huán)境潔凈度的高要求。此外，斯坦德還將FMS調度系統、中控系統、Matrix系統、定制呼叫功能等軟件系統和功能添加到技術組合中。經導入柔性物流方案，斯坦德機器人為該企業(yè)實現了物流減員、人工減負、效率提升、自動化與信息化同步升級。
本案例是AMR在半導體生產過程中的典型應用，通過AMR進行晶圓搬運，大大減少搬運工人，提高搬運效率，解決擴建廠房招工難等問題，達到自動化升級、降本增效的目的。斯坦德機器人通過一套解決方案，幫助半導體行業(yè)在擴建廠房、擴大產能、提升效率方面邁出了關鍵一步。
但是，AMR企業(yè)想要為半導體客戶創(chuàng)造更大價值，不光要滿足高效率的自動化物流需求，還在于提供數字化的運營管理支持。
黃有鵬表示，結合自研激光SLAM導航移動機器人與FMS調度系統，斯坦德機器人創(chuàng)新性的提出了符合多行業(yè)跨場景的柔性工業(yè)物流解決方案，幫助企業(yè)實現原料出入庫-線邊倉上下料-產線在制品工序間流轉-工序間機臺自動對接上下料-成品出庫全程物流自動化，同時實時追蹤記錄生產與物流數據，在自動化的同時實現生產數據的可視化。在“兩化融合”的大背景下，為企業(yè)實現工業(yè)互聯奠定基礎。
集成應用能力成為機器人行業(yè)未來趨勢
隨著工廠內部制造復雜程度的日益上升，對于自動化設備柔性化的需求也更加迫切，相比于AGV/AMR和機械臂的單一功能，集合了兩者特性的復合機器人顯然更具柔性化，能更好的滿足行業(yè)需求。
復合機器人看似是AMR和機械臂的簡單相加，實際讓兩種設備穩(wěn)定協同工作并非易事。除了集成雙方系統需要企業(yè)具備足夠的技術積累之外，保證多方設備協作滿足復雜場景下的特定需求也是集成面臨的重大挑戰(zhàn)。例如在半導體車間場景中，既需要完成移動搬運取料的任務，又需要納入到產線制程，承擔具體工種的加工操作（例如上下料、視覺檢測、材料去除等等）。因此，無論是對AMR的環(huán)境適應能力，還是對協作機械臂的開放性，以及對集成商的集成能力均提出了更高要求。
斯坦德機器人案例圖（圖源：斯坦德機器人）
高工產業(yè)研究院認為，對于各家AMR廠商而言，集成應用的能力是一項必備技能標簽，在做好產品本身的前提下，集成應用能力是AMR廠商能更好服務終端客戶與幫助集成商合作伙伴的關鍵保證，短期內該技能標簽可以定義為“生存標簽”，未來或可成為“發(fā)展標簽”。
黃有鵬也表示，作為To B端的非標應用設備，產品本身的進步提升需要在實際場景中去試錯、打磨和迭代，需要公司具備非標設備設計改造與開發(fā)、集成應用與項目實施的能力。
從斯坦德機器人發(fā)展歷程能夠看到，前幾年一直專注于做工廠內的“腿”，即自主移動機器人，解決工廠自動化升級中物流搬運的需求。而近幾年，通過集成上下游合作伙伴產品，結合自研激光SLAM導航AMR與RIoT智能軟件系統，斯坦德機器人從多個完整解決方案中，逐漸積累了提供柔性物流整體解決方案的能力。
黃有鵬強調，對柔性工業(yè)物流要有系統化思考，單個場景的實現效率最大化不意味著在整體場景中都能實現效率最大化，應通過打通倉儲與產線的運輸、工序間機臺自動對接上下料以及各生產環(huán)節(jié)的系統信息互聯，進而實現全程物流自動化。這也是斯坦德之所以能夠取得快速發(fā)展的原因所在，斯坦德以AMR為切入點，完成物料搬運和配送的基礎任務，再通過生態(tài)合作方式，聯合產業(yè)鏈企業(yè)向打造半導體無人工廠方向努力。
展望工業(yè)機器人市場的發(fā)展勢頭，黃有鵬向筆者表示，疫情影響下，增加了行業(yè)對工業(yè)機器人的需求，后疫情時代，企業(yè)自動化轉型浪潮迅猛來襲，加快了制造企業(yè)“機器換人”的速度，工業(yè)機器人廠商積極卡位搶占市場。
根據微軟與IDC研究數據顯示，疫情促使63%的中國企業(yè)加快了數字化進程。IDC發(fā)布的2021年度中國制造業(yè)趨勢分析顯示，中國企業(yè)為達成自主運營能力，60%都大幅增加在了數據治理、數字工程和運營上的投入。
顯然，對于制造業(yè)工廠來說，在后疫情時代，加速工廠的數字化、自動化轉型，降低車間員工數量、提升員工的數字技能水平，提高生產效率及產品品質，已經成為了長期戰(zhàn)略。在此背景之下，對于移動機器人的需求量將呈現出快速增長態(tài)勢。
斯坦德機器人已從單個環(huán)節(jié)設備供應商的角色成長為引領智慧工廠柔性變革的物流方案供應商，有望在新的市場機遇中迎來加速發(fā)展。
寫在最后
縱觀整個移動機器人產業(yè)的發(fā)展過程，2015年到2019年是行業(yè)野蠻生長的高速發(fā)展期，而2020年以來，由業(yè)內企業(yè)共同制定的行業(yè)標準，引導行業(yè)逐步進入一個以規(guī)則和理性為基礎的健康發(fā)展模式之中。
同時，移動機器人行業(yè)領域廣闊、賽道眾多，未來在許多細分市場都會涌現出一些“專家型企業(yè)”。所以，企業(yè)應根據其對行業(yè)特點的理解，聚焦自己具有優(yōu)勢的技術、產品以及行業(yè)，這樣才能實現可持續(xù)的發(fā)展。
斯坦德基于對不同行業(yè)柔性物流需求的深刻理解，在機器人硬件產品方向創(chuàng)新性的提出了1+N+X=∞驅動的理念，以“打造一款標準移動機器人平臺+N種標準移動機器人衍生產品+深度擁抱行業(yè)需求”的策略，向客戶持續(xù)提供更先進的智能移動機器人，將工廠不同的工藝設備在物流層面實現柔性互聯。在軟件產品方向，通過實現智能工廠海量設備互聯協同及縱向信息系統互聯互通，幫助客戶通過清晰可見的路徑一步一步實現智能制造。
當然，工業(yè)4.0的踐行，僅靠一家企業(yè)的力量遠遠不夠，數字化物流的產業(yè)生態(tài)化已是大勢所趨。斯坦德機器人聯合上下游不同領域的企業(yè)，一起構建柔性智造生態(tài)圈，形成行業(yè)系統級的端到端物流解決方案能力，共同助力工業(yè)制造數字化與自動化轉型。
