5G為移動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的機遇與變革，或將顛覆我們的想象。
文｜黃滿(mǎn)婷
無(wú)論是智能制造、數字化工廠(chǎng)、新基建、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，5G技術(shù)都是其中不可或缺的一部分。它不僅讓網(wǎng)絡(luò )無(wú)邊界，更讓數據無(wú)邊界，5G+AGV將在智能新時(shí)代迎來(lái)更廣闊的市場(chǎng)。
5G+移動(dòng)機器人風(fēng)起時(shí)
據相關(guān)數據顯示，預計到2024年，中國2000強制造企業(yè)中有25%的企業(yè)將使用5G技術(shù)來(lái)提高機器人應用能力。在A(yíng)GV行業(yè)，我們已經(jīng)能看到不少廠(chǎng)商已經(jīng)在積極布局5G AGV應用項目，其中新松、昆船、今天國際等在2019年就已經(jīng)開(kāi)始布局5G業(yè)務(wù)，此外極智嘉、快倉、靈動(dòng)科技、國自、杭叉智能、嘉騰、斯坦德、?？禉C器人、迦智科技等數十家移動(dòng)機器人企業(yè)都已經(jīng)先后入局，可以預見(jiàn)的是5G+移動(dòng)機器人將開(kāi)啟全新應用模式，并推動(dòng)智能化轉型的進(jìn)程，同時(shí)有望重塑移動(dòng)機器人市場(chǎng)的新格局。
5G+AGV的應用趨勢首要集中在兩方面，一是利用5G大帶寬、低時(shí)延優(yōu)勢對現有的AGV調度系統在調度數量、數據處理進(jìn)行革新；二則是對AGV導航算法的優(yōu)化，將部分借助邊緣計算的算法優(yōu)化分析上傳至算力更強大的云端處理。
首先我們先來(lái)談一下5G在調度系統上的應用。為能滿(mǎn)足生產(chǎn)環(huán)境下機器人互聯(lián)和遠程交互應用需求，許多終端企業(yè)開(kāi)始采用5G獨立組網(wǎng)調度，利用5G網(wǎng)絡(luò )將機器人無(wú)縫連接，進(jìn)一步打通設計、采購、倉儲、物流等環(huán)節，使生產(chǎn)更加扁平化、定制化、智能化，實(shí)現數據共享、敏捷互聯(lián)、應用云化、智慧決策，應用在工業(yè)控制、物流追蹤、工業(yè)AR、柔性制造等機器人應用場(chǎng)景。
具體到AGV的調度上，采用5G+云化技術(shù)實(shí)現異地設備間的通訊，同時(shí)利用5G大連接、低時(shí)延的特性，將單AP設備連接數從幾十臺增加到5G環(huán)境下的上千臺，AP間切換的時(shí)間從可百毫秒銳減到毫秒級。
在移動(dòng)機器人設備上，為配合終端廠(chǎng)商的需求，移動(dòng)機器人廠(chǎng)商中一些企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出5G系列AGV設備產(chǎn)品，并在自己的物流園內完成產(chǎn)品測試。無(wú)論是叉車(chē)AGV廠(chǎng)商杭叉智能、倉儲機器人快倉、集成商今天國際還是老牌國企昆船智能、新松都已經(jīng)入局AGV+5G調度系統與設備的研發(fā)。據悉，昆船6月已經(jīng)在物流園區部署5G室內外一張網(wǎng)的端到端解決方案，包括5G核心網(wǎng)、承載網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)和5G智能終端以及5G全系列設備。
不過(guò)，目前市場(chǎng)上的移動(dòng)機器人控制器，暫不支持直接使用5G技術(shù)，都需要采用通訊轉換的方式進(jìn)行，需要集成或者連接其他廠(chǎng)商提供的5G模組，例如華為的CPE，標準的5G終端模塊、適配器等等。如昆船公司的5G版標準叉車(chē)AGV，采用5G CPE和基于華為MH5000模組的5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，以此來(lái)滿(mǎn)足5G智慧物流先進(jìn)裝備全業(yè)務(wù)應用部署的需要。今天國際在2019年完成的科技園5G網(wǎng)絡(luò )覆蓋進(jìn)行的也是“5G CPE+AGV”測試。
其次，是AGV上算法的優(yōu)化。算法的優(yōu)化主要體現在兩個(gè)方面。一方面是導航模塊的升級。在激光雷達上，華為已經(jīng)著(zhù)手利用 5G 開(kāi)發(fā)激光雷達和毫米波雷達。華為智能汽車(chē)解決方案BU總裁王軍表示,用更高級的5G技術(shù)來(lái)制造毫米波雷達，進(jìn)而大幅提升毫米波雷達的性能，甚至讓其達到32線(xiàn)激光雷達的性能，而價(jià)格又遠低于激光雷達。
視覺(jué)導航與5G的結合同樣值得期待。此外，VSLAM 深度相機圖像實(shí)時(shí)上傳到云端，需要近百Mbps 的上行大帶寬。具體在運行過(guò)程中，視覺(jué)導航一般要求至少每 100ms 周期必須刷新上傳一次視覺(jué)幀以及下發(fā)位置信息，以防碰撞。上傳和下發(fā)的時(shí)延要控制在 20ms 以?xún)?。以便給云端的圖像處理和位置計算留出寬裕的時(shí)間。5G技術(shù)能夠更好的將 AGV 本地攝像頭數據上傳，在云上進(jìn)行計算處理，從而消除在每個(gè) AGV 本地部署激光雷達、工控機 \GPU、購買(mǎi)算法 license 的大量硬件、軟件成本。據悉，視覺(jué)導航AMR企業(yè)靈動(dòng)科技已與華為、中移動(dòng)等協(xié)作，推出了全球首臺5G版V-AMR。
另一方面是運維系統的數據收集，5G使邊緣計算和服務(wù)計算之間的聯(lián)通成為可能，從而改變機器人算法架構，使得服務(wù)器的計算能力會(huì )讓機器人進(jìn)行無(wú)縫升級和自動(dòng)化，用戶(hù)可以通過(guò)手機，電腦，平板，安裝APP的形式，實(shí)時(shí)監控遠程移動(dòng)機器人。如今天國際便嘗試了利用5G網(wǎng)絡(luò )提供的高帶寬、低時(shí)延特性，將VR技術(shù)應用于移動(dòng)機器人的遠程運維。 一些AGV本體的供應商也正研發(fā)對接5G的設備方案，柏壹科技表示，在充電技術(shù)上，無(wú)線(xiàn)充電設備結合5G可以及時(shí)反應能源系統的工作情況，做到無(wú)人化運維。
融合尚在初期階段
不過(guò)目前移動(dòng)機器人與5G的融合整體仍然處于試水階段，一方面移動(dòng)機器人融合5G的落地其實(shí)也面臨著(zhù)諸多制約因素，需要不斷迭代升級才能從民用走向要求更高的制造業(yè)。
單從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，目前，5G網(wǎng)絡(luò )的信號覆蓋區域有限。只有基于5G的重要特性，也就是高流量密度和高峰值速率，才能滿(mǎn)足5G和移動(dòng)機器人結合落地。為滿(mǎn)足這些技術(shù)要求，5G采用了超密集組網(wǎng)的架構，這就必然要求基站的部署密度必須提升。另外，由于5G信號的穿透性不足，在室內還需要布設大量的室分基站。
其次，本地組網(wǎng)異常繁瑣。移動(dòng)機器人在實(shí)際使用時(shí)，管理服務(wù)器必須要能夠準確的訪(fǎng)問(wèn)到各個(gè)移動(dòng)機器人，這就要求在進(jìn)行5G組網(wǎng)時(shí)，服務(wù)器必須與移動(dòng)機器人建立起直接的連接，需要運營(yíng)商在后臺分配各個(gè)終端地址的時(shí)候，進(jìn)行各個(gè)小型網(wǎng)絡(luò )的劃分。但是在實(shí)際操作時(shí)，卻面臨著(zhù)很多實(shí)際的問(wèn)題，例如工作流程的劃分，SIM卡地址綁定，邊緣計算服務(wù)器的搭建等等，都造成了5G本地組網(wǎng)的不便。
另一方面是考慮到投入成本，大多數用戶(hù)端對AGV+5G的需求還不強烈，現有的工業(yè)WIFI能夠滿(mǎn)足他們對通信網(wǎng)絡(luò )的要求。不論是采用何種組網(wǎng)形式，目前的5G技術(shù)相對于原有通訊技術(shù)，成本都要大幅提升，一方面是一次性投入的設備成本，另一方面就是大量的使用成本，5G的流量費用目前仍居高不下，使用時(shí)需要大量的費用花銷(xiāo)，此外，目前可以看到的5G建設趨勢是，基礎設施鋪得開(kāi)，終端設備還比較少。
當前，AGV+5G的融合還只是初步階段，大多數企業(yè)乘5G浪潮只是作為一個(gè)戰略上的謀篇布局，真正落實(shí)的層面尚有非常大的潛在想象空間。然而技術(shù)的進(jìn)步往往為一個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的是我們目前難以想象的發(fā)展，三四年前的4G時(shí)代，有多少人能想到現在手機支付與短視頻產(chǎn)業(yè)的崛起?；蛟S隨著(zhù)技術(shù)的不斷迭代，5G將為移動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的機遇與變革，將顛覆我們的想象。
文｜黃滿(mǎn)婷
無(wú)論是智能制造、數字化工廠(chǎng)、新基建、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，5G技術(shù)都是其中不可或缺的一部分。它不僅讓網(wǎng)絡(luò )無(wú)邊界，更讓數據無(wú)邊界，5G+AGV將在智能新時(shí)代迎來(lái)更廣闊的市場(chǎng)。
5G+移動(dòng)機器人風(fēng)起時(shí)
據相關(guān)數據顯示，預計到2024年，中國2000強制造企業(yè)中有25%的企業(yè)將使用5G技術(shù)來(lái)提高機器人應用能力。在A(yíng)GV行業(yè)，我們已經(jīng)能看到不少廠(chǎng)商已經(jīng)在積極布局5G AGV應用項目，其中新松、昆船、今天國際等在2019年就已經(jīng)開(kāi)始布局5G業(yè)務(wù)，此外極智嘉、快倉、靈動(dòng)科技、國自、杭叉智能、嘉騰、斯坦德、?？禉C器人、迦智科技等數十家移動(dòng)機器人企業(yè)都已經(jīng)先后入局，可以預見(jiàn)的是5G+移動(dòng)機器人將開(kāi)啟全新應用模式，并推動(dòng)智能化轉型的進(jìn)程，同時(shí)有望重塑移動(dòng)機器人市場(chǎng)的新格局。
首先我們先來(lái)談一下5G在調度系統上的應用。為能滿(mǎn)足生產(chǎn)環(huán)境下機器人互聯(lián)和遠程交互應用需求，許多終端企業(yè)開(kāi)始采用5G獨立組網(wǎng)調度，利用5G網(wǎng)絡(luò )將機器人無(wú)縫連接，進(jìn)一步打通設計、采購、倉儲、物流等環(huán)節，使生產(chǎn)更加扁平化、定制化、智能化，實(shí)現數據共享、敏捷互聯(lián)、應用云化、智慧決策，應用在工業(yè)控制、物流追蹤、工業(yè)AR、柔性制造等機器人應用場(chǎng)景。
在移動(dòng)機器人設備上，為配合終端廠(chǎng)商的需求，移動(dòng)機器人廠(chǎng)商中一些企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出5G系列AGV設備產(chǎn)品，并在自己的物流園內完成產(chǎn)品測試。無(wú)論是叉車(chē)AGV廠(chǎng)商杭叉智能、倉儲機器人快倉、集成商今天國際還是老牌國企昆船智能、新松都已經(jīng)入局AGV+5G調度系統與設備的研發(fā)。據悉，昆船6月已經(jīng)在物流園區部署5G室內外一張網(wǎng)的端到端解決方案，包括5G核心網(wǎng)、承載網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)和5G智能終端以及5G全系列設備。
不過(guò)，目前市場(chǎng)上的移動(dòng)機器人控制器，暫不支持直接使用5G技術(shù)，都需要采用通訊轉換的方式進(jìn)行，需要集成或者連接其他廠(chǎng)商提供的5G模組，例如華為的CPE，標準的5G終端模塊、適配器等等。如昆船公司的5G版標準叉車(chē)AGV，采用5G CPE和基于華為MH5000模組的5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，以此來(lái)滿(mǎn)足5G智慧物流先進(jìn)裝備全業(yè)務(wù)應用部署的需要。今天國際在2019年完成的科技園5G網(wǎng)絡(luò )覆蓋進(jìn)行的也是“5G CPE+AGV”測試。
視覺(jué)導航與5G的結合同樣值得期待。此外，VSLAM 深度相機圖像實(shí)時(shí)上傳到云端，需要近百Mbps 的上行大帶寬。具體在運行過(guò)程中，視覺(jué)導航一般要求至少每 100ms 周期必須刷新上傳一次視覺(jué)幀以及下發(fā)位置信息，以防碰撞。上傳和下發(fā)的時(shí)延要控制在 20ms 以?xún)?。以便給云端的圖像處理和位置計算留出寬裕的時(shí)間。5G技術(shù)能夠更好的將 AGV 本地攝像頭數據上傳，在云上進(jìn)行計算處理，從而消除在每個(gè) AGV 本地部署激光雷達、工控機 \GPU、購買(mǎi)算法 license 的大量硬件、軟件成本。據悉，視覺(jué)導航AMR企業(yè)靈動(dòng)科技已與華為、中移動(dòng)等協(xié)作，推出了全球首臺5G版V-AMR。
另一方面是運維系統的數據收集，5G使邊緣計算和服務(wù)計算之間的聯(lián)通成為可能，從而改變機器人算法架構，使得服務(wù)器的計算能力會(huì )讓機器人進(jìn)行無(wú)縫升級和自動(dòng)化，用戶(hù)可以通過(guò)手機，電腦，平板，安裝APP的形式，實(shí)時(shí)監控遠程移動(dòng)機器人。如今天國際便嘗試了利用5G網(wǎng)絡(luò )提供的高帶寬、低時(shí)延特性，將VR技術(shù)應用于移動(dòng)機器人的遠程運維。 一些AGV本體的供應商也正研發(fā)對接5G的設備方案，柏壹科技表示，在充電技術(shù)上，無(wú)線(xiàn)充電設備結合5G可以及時(shí)反應能源系統的工作情況，做到無(wú)人化運維。
融合尚在初期階段
不過(guò)目前移動(dòng)機器人與5G的融合整體仍然處于試水階段，一方面移動(dòng)機器人融合5G的落地其實(shí)也面臨著(zhù)諸多制約因素，需要不斷迭代升級才能從民用走向要求更高的制造業(yè)。
單從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，目前，5G網(wǎng)絡(luò )的信號覆蓋區域有限。只有基于5G的重要特性，也就是高流量密度和高峰值速率，才能滿(mǎn)足5G和移動(dòng)機器人結合落地。為滿(mǎn)足這些技術(shù)要求，5G采用了超密集組網(wǎng)的架構，這就必然要求基站的部署密度必須提升。另外，由于5G信號的穿透性不足，在室內還需要布設大量的室分基站。
其次，本地組網(wǎng)異常繁瑣。移動(dòng)機器人在實(shí)際使用時(shí)，管理服務(wù)器必須要能夠準確的訪(fǎng)問(wèn)到各個(gè)移動(dòng)機器人，這就要求在進(jìn)行5G組網(wǎng)時(shí)，服務(wù)器必須與移動(dòng)機器人建立起直接的連接，需要運營(yíng)商在后臺分配各個(gè)終端地址的時(shí)候，進(jìn)行各個(gè)小型網(wǎng)絡(luò )的劃分。但是在實(shí)際操作時(shí)，卻面臨著(zhù)很多實(shí)際的問(wèn)題，例如工作流程的劃分，SIM卡地址綁定，邊緣計算服務(wù)器的搭建等等，都造成了5G本地組網(wǎng)的不便。
另一方面是考慮到投入成本，大多數用戶(hù)端對AGV+5G的需求還不強烈，現有的工業(yè)WIFI能夠滿(mǎn)足他們對通信網(wǎng)絡(luò )的要求。不論是采用何種組網(wǎng)形式，目前的5G技術(shù)相對于原有通訊技術(shù)，成本都要大幅提升，一方面是一次性投入的設備成本，另一方面就是大量的使用成本，5G的流量費用目前仍居高不下，使用時(shí)需要大量的費用花銷(xiāo)，此外，目前可以看到的5G建設趨勢是，基礎設施鋪得開(kāi)，終端設備還比較少。
當前，AGV+5G的融合還只是初步階段，大多數企業(yè)乘5G浪潮只是作為一個(gè)戰略上的謀篇布局，真正落實(shí)的層面尚有非常大的潛在想象空間。然而技術(shù)的進(jìn)步往往為一個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的是我們目前難以想象的發(fā)展，三四年前的4G時(shí)代，有多少人能想到現在手機支付與短視頻產(chǎn)業(yè)的崛起?；蛟S隨著(zhù)技術(shù)的不斷迭代，5G將為移動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的機遇與變革，將顛覆我們的想象。
