倉儲機器人事故頻發?人機協同仍是大勢所趨


倉儲機器人事故頻發?人機協同仍是大勢所趨


對於機器人應用,很多人都處於一種又愛又恨的矛盾心理中。


它們帶來的便捷性和高效性是以前不敢想象的,然而高效性帶來的可替代人力也加重了人們的憂慮,當機器人變得越來越智能,新概念如無人工廠,無人駕駛,無人售票,無人餐廳等層出不窮,人類要如何保持自身的不可替代性?另一方面,機器人帶來的安全事故也不容忽視,前有特斯拉自動駕駛致死事件,後有美國達芬奇手術機器人手術過程中暴走,致病人一週後死亡的醫療事故。


就在不久前,美國亞馬遜公司位於新澤西州羅賓斯維爾的大型物流配送中心裡,又發生了機器人故障導致人員受傷的事件,24名工人因機器人事故而住院,其中1人情況危急,另有30名工人在現場接受治療。


官方調查顯示:“某臺自動分件機器人意外戳破了一包9盎司的防熊蚊噴罐,釋放出了濃縮的辣椒素,導致工人呼吸困難。”辣椒素是胡椒噴霧的主要成分,噴霧劑一般被用來驅趕大型攻擊性動物。


倉儲機器人事故頻發?人機協同仍是大勢所趨


事後,亞馬遜在英國的數據也被翻了出來,從2015年到2017年,救護車被呼叫到亞馬遜倉庫超過了600次。


零售、批發和百貨商店聯盟發佈了關於機器人對人類工人構成威脅的聲明。工會主席Stuart Appelbaum在一份聲明中說:“亞馬遜的自動化機器人今天將人類置於危及生命的危險之中,其後續影響可能是災難性的,尚不清楚對80多名工人長期健康的影響。世界上最富有的公司不應繼續放任,令工作人員處於危險之中。”


人與機器的必經之路


事發的亞馬遜倉庫面積約12萬平方米,有3000名員工和各種功能的機器人,如運輸機器人、倉儲機器人和伸抓拿取的機械臂等。


3000名員工數量已然非常龐大,但其實機器人才是亞馬遜倉庫的主要勞動力。


紐約時報曾報道,亞馬遜在全球倉庫中投入使用的機器人已經超過了10萬個,主要用來幫助移動和整理產品。


近年來,亞馬遜在其配送中心部署了超過3萬個Kiva機器人,極大簡化了倉儲工作流程,工作效率是傳統物流作業的2-4倍,準確率達到了99.99%,大大增加了亞馬遜倉儲處理效率。


實際上,物流朝著自動化、智能化發展是必然的。不僅是亞馬遜,全球的工廠中,各種自動化的工業機器人將越來越常見。


倉儲機器人事故頻發?人機協同仍是大勢所趨


倉儲機器人應用增多 但仍處行業初期


作為智能製造和現代服務業的載體,國內的倉儲機器人行業近年來也得到了國家政策的有力的支持。


此外,旺盛的市場需求和資本的支持也為中國的倉儲機器人產業後期發力提供了充足的燃料。據不完全統計,在近一年內就有多家機器人企業完成了近10億人民幣的融資。新興企業在資本市場的表現尤為亮眼,智能倉儲機器人公司Geek+剛完成由華平領投的1.5億美元B輪融資;專注於搬運機器人的智久機器人也於近日完成了1億元的A輪融資。


市場研究和諮詢機構Tractica預測,2021年全球倉儲和物流機器人的市場規模將達到224億美元,行業前景發展良好。另外,GGII的數據顯示,2017年物流倉儲機器人同比增長61.03%,預計未來3年複合增速在30%以上,到2020年需求將達到2.2萬臺。


在瞭解智能倉儲機器人之前,先來區分它與傳統AGV的區別。傳統的AGV指裝備有電磁或光學等自動導引裝置,能夠沿規定的導引路徑自動行駛,不需要駕駛員,具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。


智能倉儲機器人更強調系統的自主性,支持如二維碼導航、激光導航、SLAM導航等多種先進導航方式。它可以自主計算最佳路徑並進行相互合作,由於釋放了終端的算力,擴展規模也相對容易。


2017年以來,國內企業從物流巨頭到創新公司都在積極佈局智能倉儲機器人。根據新戰略機器人產業研究所最新數據,2018年上半年類kiva倉儲機器人出貨量超7000臺,Geek+、快倉、海康機器人、牧星智能、曠世艾瑞思、馬路創新出貨量佔大頭,小批量出貨的有愛啃蘿蔔,合肥井松,井智高科、杭州科鈦,臺灣仁寶,無錫順達,杭州通騁等。


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從上面的數據來看,目前中國的倉儲機器人正處於高速發展期領域,但其實整個行業仍處於比較早期的階段。老生常談,國內機器人行業怎麼也繞不開核心零部件缺失,仍需依靠大量進口的問題,產業鏈的不成熟同時也是制約我國智能倉儲機器人發展的瓶頸。


另一方面,機器人的穩定性和智能化程度還不夠高。北京賽迪機器人測評工程技術中心發佈的《貨到人倉儲機器人測評成果》顯示,目前國內市場上倉儲機器人不同程度的問題存在50個,其中基本參數問題6個,功能性問題14個,性能問題7個,機械電氣安全問題15個,產品說明書及相關技術文件問題3個,人員、管理與運維問題5個。此外,50%的產品控制系統和上位機軟件會出現崩潰現象,很多機器人產品存在障礙物檢測盲區。這些問題對於倉庫作業安全有著非常嚴重的影響。比如因機器人運行不穩定導致貨架傾覆、因電池問題導致的機器人失火事件、突發事件發生時機器人沒有靈敏反應機制等。


如今很物流企業並不清楚自身需求,對於智能倉儲也只是一知半解。基於這種情況,很多新興的智能倉儲機器人企業面臨著短期內市場不成熟的挑戰。


阿里、京東入局倉儲機器人


從應用行業來看,倉儲機器人應用最多的行業仍然是電商快遞行業,其次為快消品的倉儲物流,當然如今在一些輕量製造業也開始推廣應用,包括電子製造、汽配生產等領域。


倉儲機器人事故頻發?人機協同仍是大勢所趨


亞馬遜可以說是最早嗅到商機的企業,2012年,亞馬遜就斥資7.75億美元的價格收購了倉儲機器人企業Kiva Systems,隨後將之更名為亞馬遜機器人(Amazon Robotics)。數據顯示,這些機器人的工作效率是傳統物流作業的2-4倍,準確率達到了99.99%。


亞馬遜的成功自然吸引了國內電商巨頭的入局。


2015年,阿里就在天貓超市天津倉庫佈局了一款命名為曹操的倉儲機器人。他可以實現商品位置定義,自主規劃最優揀貨路徑,並自動把貨物送到打包臺,據瞭解,該機器人造價高達上百萬,所有系統由阿里自主研發。


近日,阿里系佈局的心怡科技天津智慧一號倉庫,可以實現500臺機器人的聯動高效作業。據瞭解,這是目前亞洲地區最多機器人聯動投入使用的智慧倉儲場景。


不僅阿里,京東也在密集的佈局倉儲機器人。2018年11月,京東物流聯合英偉達和自主移動機器人公司Syrius推出了新款人機協作機器人“Syrius炬星AMR”,目前AMR機器人已經在京東物流的華北、華東區的3C倉庫投入使用。雙11期間,京東機器人倉群也已經投入使用,不同層級的無人倉數量達到50個。


2018年5月份,京東物流也首次公開了無人倉的世界級標準。據瞭解,京東無人倉實現了4萬平米倉庫上千機器人,單日分揀20萬單的工作效率。


可以看出,國內的倉儲機器人行業正在迎來蓬勃發展的時期。不過不管是老牌的AGV企業,還是新型的生產智能倉儲機器人的企業,都需要結合現場作業的實際情況,快速地研發製造並提高機器人的安全性能,才能減小類似此次亞馬遜機器人事故發生的概率。


工業機器人安全標準


其實,機器人的操作和作業安全,都是通過標準的制定來獲得保障的。隨著機器人價值的日漸凸顯,產業化發展的不斷壯大,2011年的時候,國際標準化組織(ISO)就開始致力於機器人安全方面的標準制定,同年就發佈了ISO 10218“工業機器人安全要求”相關標準。


只不過當時協作機器人技術較為新穎,所以並未詳細的訂定規範,直到2016年ISO/TS 15066技術指南的出現,協作機器人才有了“風險評估”和“安全作業”的指導性、綜合性文件保障。在ISO/TS 15066標準給定的安全保障方式中,按照協作程度的高低,機器人的安全協作形式被分為了以下四種:


其一是安全級監控停止。顧名思義就是要求機器人系統監控工作的區域,一旦有人進入該協同工作區域時,機器人停止一切動作,只有當人員離開該區域機器人才能自動恢復正常。


其二是手動引導。這種方式需要在安全級監控停止的基礎之上,滿足操作員能夠在協同區域內執行手動引導任務,類似於現在的拖動示教。也就是說該種方式下人不僅能夠安全進入協同區域,還能安全手動操作機器人。


其三是速度和距離監控。在這種協作形式下,機器人和人可以同時出現在協作區域內,但相互間需保持最小安全距離。一旦觸碰到安全距離,機器人立刻停止運行,同時如果機器人速度降低,則安全保護距離可以相應縮小。


其四是功率和力限制。這種協作形式是通過傳感器對人與物品的檢測,一旦機器人與相應對象發生接觸,機器人的速度和功率將遭到限制,使得碰撞的能量不足以對人造成嚴重傷害。


當前,各國普遍追求的是第四種協作形式,因為其不像前三種一樣被動保證安全,而是允許與人進行親密接觸,其通過對自身輸出能力的限制,從根源上避免傷害事件的發生。但是,這種方式在動態不確定的環境中保持高效安全作業並不容易。


因為沒有相關標準指導哪種技術更可靠,導致市場上協作機器人的發展十分混亂。因此,雖然大方向上已經有相關標準引導,但技術、測試等細節方面仍然標準不足,這也是導致亞馬遜事故發生的重要原因,同時也是人機安全仍無法保障的主要原因。


好在自去年5月以來,我國工信部已經開始針對協作機器人安全、電磁兼容和故障診斷三個方向開展了需求調研,計劃編制《協作機器人力和能力傳遞測試方式》,將人機協作安全的標準深入到測試階段,通過更加細化、周全的測試,來保證實用中的人機安全。


不過對於我國來說,目前協作機器人領域還處於一個非常低級的階段,市場也尚在培育之中,國家層面的覺悟雖然很深,但行業和用戶的意識仍然堪憂。


總而言之,人機安全的保護一方面靠標準的制定和細化,另一方面還需要靠人們思想意識的提升,只有從內到外將安全問題做到充分解決,協作機器人才能徹底地從牢籠中被釋放出來。


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