從AGV到IGV：被“第二次發(fā)明”的水平運(yùn)輸新物種

一凡 2024-12-02 16:29:59 來源：量子位

人工智能應(yīng)用加速落地的當(dāng)下，關(guān)于人和機(jī)器之間關(guān)系的思考開始變得熱門起來：

“人發(fā)明機(jī)器是希望機(jī)器幫助人做臟活累活。現(xiàn)在我們看到機(jī)器在畫畫，在寫詩，而人在送外賣。”

事實(shí)上，人類創(chuàng)造機(jī)器設(shè)備的初衷，始終是希望將自己從重復(fù)、高壓的體力勞動(dòng)中解放出來，去發(fā)揮更多的智力價(jià)值。

1953年，人類歷史上第一臺(tái)AGV誕生在美國，全稱為Automated Guided Vehicle，即自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車。

人類歷史上的第一臺(tái)AGV設(shè)備，在一間雜物倉庫中進(jìn)行物料運(yùn)輸

20世紀(jì)90年代，AGV開始應(yīng)用于國內(nèi)主機(jī)廠的裝配線。但直到電商時(shí)代，AGV才迎來全面爆發(fā)。

例如，上海嘉定的“亞洲一號”倉庫，每日包裹處理量達(dá)20萬個(gè)，僅分揀場景就需要300人同時(shí)作業(yè)。通過部署千余臺(tái)AGV，倉庫內(nèi)實(shí)現(xiàn)了全流程無人化自動(dòng)作業(yè)，大幅降低了人力成本。

馬來西亞吉隆坡機(jī)場物流倉庫的智能化改造采用了中國方案

而在馬來西亞吉隆坡機(jī)場的智能物流倉庫里，AGV的分揀搬運(yùn)效率已達(dá)到了傳統(tǒng)人力的3倍。

借助機(jī)器+自動(dòng)化來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的思路被廣泛認(rèn)可與接受。接下來，AGV即將在港口的舞臺(tái)上嶄露頭角。

AGV在港口的首次亮相

首臺(tái)港口AGV誕生在荷蘭。1993年，鹿特丹港ETC Delta Sealand碼頭正式啟用。AGV基于提前預(yù)埋的磁釘，沿著環(huán)形路線在堆場和泊位之間循環(huán)運(yùn)輸集裝箱。

荷蘭鹿特丹港AGV水平運(yùn)輸設(shè)備

2016年3月，廈門遠(yuǎn)海自動(dòng)化碼頭引入AGV，首期共落地18臺(tái)。一年后，上海洋山四期自動(dòng)化碼頭開港運(yùn)營，首期投入50臺(tái)AGV，整個(gè)碼頭面實(shí)現(xiàn)了完全的無人化作業(yè)。

上海港洋山四期全自動(dòng)化碼頭中的AGV

但AGV的缺點(diǎn)也顯而易見。首先，AGV利用傳感器持續(xù)接收磁釘信息來完成導(dǎo)航。對于大型自動(dòng)化碼頭來說，需要在地下預(yù)埋數(shù)萬枚磁釘，由此帶來巨大的基建與后續(xù)維護(hù)成本。

并且，碼頭車流密集，內(nèi)外集卡穿梭混行，常侵入或占用AGV的行駛路徑，造成車隊(duì)堵塞。

港口對此的應(yīng)對策略是，通過擺放路障來劃定特定的封閉區(qū)域，避免其他車輛對AGV的干擾。但這樣的路障往往占用了堆場內(nèi)的箱區(qū)道路，帶來了全新的問題——堆存效率的降低。

上述弊端，讓AGV在拓展落地上顯得“后勁不足”，注定只能成為少數(shù)新建自動(dòng)化碼頭的選擇。

IGV：對AGV的“第二次發(fā)明”

偉大的事物往往會(huì)被發(fā)明兩次。第一次是在技術(shù)上成為可能；而第二次發(fā)明，則會(huì)大幅降低新事物的使用成本，最終實(shí)現(xiàn)“飛入尋常百姓家”。

如果說AGV的第一次發(fā)明，指的是通過自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)人力的替代，印證了自身的應(yīng)用價(jià)值。

那第二次發(fā)明，則是實(shí)現(xiàn)了向IGV的演化，完成由自動(dòng)化向智能化的跨越。

IGV的全稱為“Intelligent Guided Vehicle”，即智能引導(dǎo)運(yùn)輸車。由Automated（自動(dòng)）變更為“Intelligent”（智能），意味著引導(dǎo)運(yùn)輸車的靈活性和自主性有了大幅提升。具體體現(xiàn)在哪里？

首先，IGV全車身搭載了傳感器設(shè)備，具備高精度感知定位的能力。其次，內(nèi)置的規(guī)劃決策模塊，能夠針對實(shí)時(shí)的交通流變化做出自主反應(yīng)，進(jìn)行變道超車等動(dòng)作。

這意味著IGV再也不需要像AGV那樣沿著磁釘+軌道行駛，而是真正作為一個(gè)“智能體”參與到開放、復(fù)雜的混線交通流環(huán)境里，對瞬息萬變的情況做出自主感知與決策，解決了傳統(tǒng)AGV模式高基建投入、低靈活性和完全隔離作業(yè)等弊端。

寧波舟山港甬舟碼頭的IGV在全開放混線場景中作業(yè)

自動(dòng)化水平運(yùn)輸工具，終于適配了大量傳統(tǒng)碼頭的迫切需求，做到了“無需改造，落地即用，混線作業(yè)。”

寧波舟山港作為全球吞吐量第一大港，正通過數(shù)字化智慧港口改造升級，持續(xù)建設(shè)“世界一流強(qiáng)港”。甬舟碼頭位于舟山金塘島，是寧波舟山港“2+1”智慧化碼頭示范建設(shè)單位。

2023年，飛步科技在寧波舟山港甬舟碼頭落地了首期12臺(tái)IGV，正式組建無人運(yùn)輸車隊(duì)并提供運(yùn)力服務(wù)。

飛步科技落地的IGV運(yùn)輸車隊(duì)

現(xiàn)在的甬舟碼頭，IGV穿梭堆場與泊位之間。得益于沒有傳統(tǒng)意義上的車頭，“真正的無人車”會(huì)是很多人的第一觀感。

這帶來的不僅是強(qiáng)烈的科技感，還有實(shí)打?qū)嵉男侍嵘?/p>

比如，正因?yàn)闆]有車頭，所以IGV沒有車身“正向與反向”的概念。在“調(diào)轉(zhuǎn)箱門”這一工況里，IGV不需要像傳統(tǒng)人工集卡與自動(dòng)駕駛集卡那樣，專程行駛數(shù)公里的距離去和指定的吊機(jī)設(shè)備展開協(xié)同，而是自行原地掉頭即可，一個(gè)作業(yè)循環(huán)可直接節(jié)省20-30分鐘的時(shí)間。

同時(shí)，得益于全八、半八轉(zhuǎn)向及斜行等多種模式的加持，飛步技術(shù)團(tuán)隊(duì)在開發(fā)控制算法時(shí)，往往具備更大的自由度和發(fā)揮空間。

上述算法迭代帶來的直接結(jié)果是，IGV在泊位大船多路作業(yè)占道、箱區(qū)排隊(duì)超車等典型場景下，進(jìn)行斜行變道的最小距離僅為10米，是傳統(tǒng)集卡的40%。

落地至今，飛步IGV車隊(duì)已實(shí)現(xiàn)了與無人集卡、人工駕駛內(nèi)外集卡的全場景混編運(yùn)營。

飛步科技IGV作業(yè)橫跨白天黑夜與多種天氣

橫跨晝夜，無論晴雨。除了充電之外，IGV全天候不停歇地作業(yè)，堪稱“明星勞模”。

屬于IGV的時(shí)代已經(jīng)來臨？

當(dāng)自動(dòng)化建設(shè)浪潮涌向更多的傳統(tǒng)碼頭，行業(yè)也在做出自己的選擇。

數(shù)據(jù)顯示，截止2023年底，國內(nèi)主要自動(dòng)化港口的IGV部署規(guī)模已突破550臺(tái)，占所有自動(dòng)化運(yùn)載設(shè)備的比值為45%。

作為對比，無人集卡占比25%，AGV占比30%。

IGV，已成為妥妥的“頭號玩家”。

成本是客戶愿意持續(xù)采購IGV的直接原因。傳統(tǒng)碼頭若24小時(shí)作業(yè)，需要配置3班倒司機(jī)數(shù)量。替換為IGV后，單臺(tái)能夠節(jié)省的年人力成本直接超過50萬元。

一個(gè)中型集裝箱碼頭若有100臺(tái)集卡，需要配置300名左右的司機(jī)。同樣數(shù)量的IGV車隊(duì)，現(xiàn)階段僅需要20名運(yùn)維人員，人力需求降低了94%。

隨著智能化等級的不斷提升，對運(yùn)維人數(shù)的要求也將繼續(xù)降低。這也是飛步技術(shù)運(yùn)營團(tuán)隊(duì)目前正在聚力攻堅(jiān)的方向：

將IGV車隊(duì)的開收工等環(huán)節(jié)也實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下的無人化作業(yè)，使“全流程自動(dòng)化碼頭”真正沒有死角。

飛步科技IGV車隊(duì)混編作業(yè)中

屆時(shí)，智慧碼頭的圖景將更加清晰與具象：全自動(dòng)岸場橋鱗次櫛比；IGV無人車隊(duì)穿梭其間，在港口生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的指揮下井然有序。新質(zhì)生產(chǎn)力將迸發(fā)出驚人的生命力。

這也意味著，數(shù)字化碼頭的全新一代基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，將由我們來定義。