人工智能赋能柔性制造，自然导航AGV正当其时

一家公司的生产能力是其生存和发展的基石，确保生产的投入和产出是一家公司在整个生命周期中思考的核心技能。如何以最小的投入实现最大的产出？追求最佳投资回报率？提高公司的竞争力？中国2025、德国2030、美国NNMI、欧盟框架协议和世界各国都在增加工业4.0。生存还是毁灭？全球经济全球化的车轮已经全速运转，任何过时的想法，如贸易保护主义，最终都将被无情地粉碎。在这个工业技术飞速发展、各国企业竞争激烈的时代，一个缓慢的步骤就是生死攸关。在这个人人都在用脑袋争夺土地的时代，如何脱颖而出？丛林法则是一个永恒的真理。制造业的生存现在陷入了困境，劳动力成本上升，低端工作难以招聘。另一方面，消费者的态度正在向个性化转变，导致除少数行业外，大多数制造业企业由于产品种类繁多和小批量生产订单而面临生产线频繁更换和投入成本增加的问题。然而，如果仅仅为了解决第一个问题而盲目进行工业自动化改造，将导致设备迅速淘汰或不适应客户对产品需求的变化，导致设备资源浪费，这是得不偿失的。如何平衡这两点，谋求发展，是摆在制造业发展道路上的一大挑战。马云给出了这个难题的答案。2017年8月17日，马云在世界浙商高峰论坛上表示，制造业将面临巨大的冲击，不亚于传统零售业面临的互联网冲击。他的新制造处方是“C2B”、“个性化定制”和“灵活定制”。2018年8月24日，马云在智博会上表示，未来30年，任何人都离不开智能制造。事实是这样的，但如何在我们的生产过程中实施呢？事实上，对于我们的生产企业来说，产品的柔性定制就是柔性制造，或者说柔性生产，这可以被认为是陈词滥调。然而，正是由于各国对工业4.0的持续和重大投资，传感器和人工智能技术取得了突破，从而推动了智能制造的蓬勃发展，自然为柔性生产赋能。人工智能如何为柔性生产赋能？让我们举一个例子。我们可以将产品的生产视为通过各种工作站的原材料流动逐步生产成品。在过去，我们主要依靠传送带、人员和叉车来实现这种流动。然而，这种方法有很大的局限性，成本高，效率低，而且容易出错，所以有人发明了AGV。什么是AGV？AGV是一种自动运输车，也称为自动导引运输车，主要由驱动装置和自动导引系统组成。其中，驱动部分主要由伺服电机组成，这项技术相当成熟。在制导系统方面，它们已经经历了从无轨导航过渡到基于环境的自然导航的过程。目前，国内工厂正在尝试新技术，以帮助AGV摆脱对环境的依赖。传统AGV的局限性。早期AGV产品的自动化水平相对较低，并且依赖导轨操作。后来，它发展成了电磁导航，用磁条、磁钉、RFID和其他方法取代了导轨。这种方法也被称为第一代AGV导航技术。磁条的部署比传统导轨要方便得多。AGV使用车载传感器识别磁条，以确定自己的位置，定位准确，成本低。然而，这种导航功能是有限的，并且在更换生产线时，需要重新铺设磁条，缺乏灵活性。随后，导航技术发展到第二代，即惯性导航，也称为二维码导航。惯性导航主要利用陀螺仪、加速度计和计算机视觉等技术。陀螺仪具有精确的指向性，可以为移动汽车提供正确的制导。加速度计可以计算……

行程，然后使用计算机视觉识别二维码来确定位置。然后，汽车可以记录路径并沿着计划路线行驶。与上一代导航相比，惯性导航灵活性高，二维码铺设相对简单，缺点是容易磨损，精度低。新型AGV实现了柔性制造，现在已经出现了第三代AGV导航技术，主要使用激光SLAM或视觉SLAM，也称为基于环境的自然导航。第三代导航使用激光雷达或相机扫描周围环境，然后通过软件算法构建实时地图，实现自主导航。这种方法具有很高的灵活性，并且不依赖于外部辅助设施。当环境发生变化时，只需要重建一些地图，就可以应对不断变化的生产需求，并具有灵活制造的能力。从磁条导航、二维码导航到激光SLAM，AGV正在逐渐克服周围环境的限制。二维码导航仍然需要外部辅助，而激光SLAM不需要外部设施进行定位，可以即时构建地图进行导航，这给制造商带来了极大的便利。在工业4.0的智能制造模式中，生产线的灵活性非常重要，因此带有自动导航的AGV将是最接近市场需求的产品。在智能制造的场景下，工厂生产线需要满足小批量和多批次的灵活生产需求。因此，只有高效、灵活、低能耗的智能AGV才能满足要求。因此，自然导航AGV的必然趋势。自然导航方案中有两种主要技术，激光SLAM和视觉SLAM导航技术，两者原理相似。激光SLAM使用2D或3D激光雷达扫描周围环境，然后通过软件构建实时地图，而视觉SLAM则使用相机捕捉的图像来构建地图。激光SLAM的优点是技术成熟、精度高、可靠性高、易于路径规划，但对高度变化不敏感。斜坡和突出的物体被识别为墙。视觉SLAM可以清楚地识别周围环境中的物体，如工人、汽车、墙壁等。相机成本低，但容易受到光线的影响，算法难度大，需要强大的硬件计算平台。

激光SLAM和视觉SLAM在导航技术上各有优缺点，两者结合将是最好的方法。例如，国产Stande机器人在Oasis系列AGV的导航模式中采用激光SLAM+VSLAM，基于自己的算法生成高分辨率地图，使其产品能够实现自主运动、路径规划和场景理解能力，避免了误差积累问题，实现了±10mm的定位精度，达到了行业领先水平，完全满足大多数行业级应用场景。

此外，Stande还独立开发了三个核心技术模块：机器人调度系统FMS、柔性仓库管理FWMS和生产执行系统MES。通过软件调度管理系统的开发，公司拓展了AGV产品的使用场景，也拓展了客户改变商业模式和进行灵活生产的空间。目前，Stander Robotics利用其先进的技术优势，深入探索工业生产场景的垂直细分，为客户提供标准化的产品和灵活的定制解决方案和服务，确保产出效率，而不必担心设备报废损失。由于其技术的专业性和服务的可扩展性，其服务范围现已涵盖3C、新能源、医疗、汽车零部件、航空航天、硬件、化工、服装等行业。其合作伙伴包括英特尔、华为、中兴、富士康、歌尔声学等世界500强企业。工业4.0+柔性定制生产是大势所趋，因为这是解决人口老龄化导致的社会产能短缺、资源配置优化和文明进步的可行方法，使独立个体寻求差异化代表。对于我们公司来说，我们是选择抓住机遇还是顺应潮流？我们应该提前计划还是继续观望？退潮时，谁在裸泳？

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