儘管全球製造業(yè)暫時受到COVID-19的影響，但AMR市場規(guī)模卻呈現(xiàn)上升趨勢。以下是研究機構(gòu)對於市場規(guī)模的進展和預(yù)測，以及AMR廠商的動向。

以日本市場為例，根據(jù)矢野經(jīng)濟研究所調(diào)查顯示，2017年至2019年AGV/AMR無人搬運車市場呈現(xiàn)穩(wěn)定成增長，但在2020年，由於COVID-19的影響AGV/AMR出貨量下降了6.7%，為7,055臺，但如果只計算AMR的市場規(guī)模的話，卻是比前期增長了許多。

不過，在2021年受半導(dǎo)體短缺影響，AGV/AMR出貨量下降到了6,400臺。然而，從2022年開始，因為資本投資需求的增加，和因應(yīng)勞動力短缺，對AGV和AMR的需求預(yù)計將再度增加（圖一）。

圖一 : AGV/AMR在2017~2025的出貨量統(tǒng)計與預(yù)測。（source：矢野經(jīng)濟研究所；作者整理）

AMR儼然已成為「下一代AGV」

AMR即將成為製造和物流產(chǎn)業(yè)「下一代AGV」的未來主流之星，除了可提供最基本的自動化運輸貨物功能外，還可支援揀選等智慧化功能。雖然兩者由於開發(fā)目標(biāo)相似而容易混淆，但在「行駛路線」、「處理障礙」和「與人員協(xié)同」等方面卻存在著相當(dāng)明顯差異（表一）。

另一方面，AMR是利用「SLAM」技術(shù)，根據(jù)攝影鏡頭和高性能感測器「LiDAR」等的傳送感測數(shù)據(jù)，同時自我定位並產(chǎn)生環(huán)境地圖、檢測出人員和障礙物後避開，並自動設(shè)計出路線並且移動。因此與AGV最大不同的是，AMR可以在任何地點與人員協(xié)同作業(yè)，不受固定磁性導(dǎo)引路線的限制。

就如表一中的差異對照，AGV必須透過引導(dǎo)機制，讓搬運車沿著由磁性導(dǎo)引和其他地面導(dǎo)軌設(shè)置（圖二），進行固定路線運輸貨物，當(dāng)初碰到設(shè)定外的情況時，AGV就有可能無視下繼續(xù)運行，或是立即停止。相反，AMR並不需要預(yù)先設(shè)置引導(dǎo)路線，可通過感測技術(shù)等來判斷自身的位置，並且自動規(guī)劃出到達(dá)目的地的路線，這與AGV有很大區(qū)別。

例如，如果路線上有障礙物，AGV可能會依照突發(fā)事件原則而停下來，無法繼續(xù)運作；但AMR因為其高度智慧化的基礎(chǔ)下，可避開障礙物並自動重新規(guī)劃路線。因此基於這些特性，AMR可以透過共享操作範(fàn)圍來與人員進行協(xié)同作業(yè)。

圖二 : 磁導(dǎo)軌道式的AGV（source：SHARP；作者整理）

導(dǎo)入AMR的優(yōu)缺點分析

但是AMR並非完全沒有缺點。雖然AMR在自動駕駛、避障等方面有著明顯的優(yōu)勢，但在真正導(dǎo)入之前，還有一些問題需要確認(rèn)（表二）。

首先來看成本問題。在引入AMR時，除了AMR本身的成本之外，還需要投入與控制AMR系統(tǒng)相關(guān)的軟硬體、網(wǎng)路等成本。另外在單一搬運單元方面，AGV的每臺成本只需20萬臺幣左右（依品牌及功能性不同，價格也會有所差異）即可購買，而每臺AMR卻需要數(shù)10萬臺幣，甚至高達(dá)百萬臺幣，有些AMR的價格更超過200萬臺幣以上。

同時，確保通道空間對於AMR的操作也是相當(dāng)重要。因為與人員協(xié)作作業(yè)時，還需要考慮人員經(jīng)過的流線，因此定義AMR操作也可能是一項挑戰(zhàn)，例如確定工作程序和工作區(qū)域劃分。

儘管存在這些挑戰(zhàn)，為什麼AMR被視為「下一代AGV」？無外乎以下優(yōu)點大於缺點：

● 能夠與人員協(xié)同作業(yè)

● 減少作業(yè)人員的移動距離和工作量

● 透過節(jié)省勞動力、減少人為錯誤，來提高成本效率

● 對工作環(huán)境和突發(fā)變化的應(yīng)變能力

AMR將同時扮演Local 5G的行動基地臺

與有線連接不同，無線連接是不可見的。而且影響因素多種多樣，很難找出故障原因。由於只有當(dāng)系統(tǒng)首先受到影響時才會檢測到故障，因此通常很難識別和解決問題的根本原因，而出現(xiàn)不必要的停機。由於多種因素的影響，對無線連接進行故障排除和管理都是非常困難。因此在工廠裡，機床和自動運輸機器人等故障常常會引發(fā)諸如「突發(fā)性停機」之類的麻煩，而導(dǎo)致生產(chǎn)過程停止，造成無法預(yù)期的巨大損失。

而在數(shù)位轉(zhuǎn)換的趨勢下，因為工廠網(wǎng)路採用Wi-Fi無線化，最被導(dǎo)入工廠最擔(dān)憂的莫過於因無線電波干擾，再加上AGV和AMR會在倉庫內(nèi)不斷移動，安裝在移動AGV上的終端設(shè)備必須在AP之間無縫漫遊，同時還應(yīng)該支持無線通訊協(xié)定，來允許PLC和遠(yuǎn)程控制器之間的相互通信。因此設(shè)置Wi-Fi可能非常複雜、耗時且容易出錯。若頻繁發(fā)生短暫的數(shù)據(jù)漏失，甚至造成整個無線網(wǎng)路的延遲或通訊中斷。因此，僅僅片刻的停頓就造成數(shù)百萬元以上損失的情況並不少見。

相比之下，Local 5G受到無線電波干擾的風(fēng)險非常低。雖然導(dǎo)入和運營成本比Wi-Fi高，但許多製造業(yè)因為看上其穩(wěn)定性，而有出現(xiàn)較高的導(dǎo)入意願。

但是，採用Local 5G時，必須建設(shè)一定數(shù)量的基地臺，即使傳輸量相當(dāng)?shù)偷膮^(qū)域，也無可避免地必須設(shè)置。另一方面，即使生產(chǎn)線的利用出現(xiàn)時高時低時，也無法快速進行基地臺設(shè)置的調(diào)整，使的讓網(wǎng)路效益最佳化。

基於可能因為基地臺設(shè)置的投資浪費下，NTT East也將Local 5G的調(diào)變器整合到ARM無人載具中，讓ARM變身成為一座座Local 5G的基地臺，可在Sub6頻段進行無線通信。同時，NTT East還開發(fā)了生產(chǎn)執(zhí)行平臺，可連接製造和物流的每臺設(shè)備，並對其進行集中管理。透過使用Low-Code工具「Node-RED」直覺式的建立每個流程，來更容易重新佈置生產(chǎn)線。

AMR的移動感測架構(gòu)將比數(shù)位分身更具優(yōu)勢

對於工廠自動化演進來說，「數(shù)位分身」並不是一個陌生的名詞。

數(shù)位孿生需要整合來自所有地點和時間的事物、和人的數(shù)據(jù)，並能夠利用這些數(shù)據(jù)進行適當(dāng)?shù)囊?guī)劃、協(xié)作和決策。但這樣的基礎(chǔ)下，所獲得的結(jié)過並不詳盡，因為它僅限於事先設(shè)定運作的區(qū)域來使用搬運設(shè)備。此外，數(shù)據(jù)收集成本高昂且耗時。因此針對這一問題，可以透過AMR的移動感測架構(gòu)，來減少安裝固定感測器所需的成本和精力，並且預(yù)計可套用在各種情況下，進一步的以擴大收集區(qū)域（圖三）。

圖三 : 透過AMR的移動感測架構(gòu)，來減少安裝固定感測器。（source：NTT Data；作者整理）

基於這樣的概念，三菱電機在2023年1月進行一項驗證性計畫。三菱電機在將NTT DATA品川大廈2樓入口層，放置一部內(nèi)建溫濕度感測器的垃圾桶AMR，並且讓這部AMR進行自主移動，透過移動過程中蒐集溫濕度數(shù)據(jù)，並且整合到與空間ID基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)之中。

這部垃圾桶AMR在進行基本工作之外，同時還進行來客人數(shù)、室外溫度、空調(diào)運轉(zhuǎn)狀態(tài)等數(shù)據(jù)的蒐集，在透過AI空調(diào)控制運算技術(shù)，將空間中的溫度/冷卻指數(shù)（Predicted Mean Vote）調(diào)整到最架化，更進一步的達(dá)到降低能耗。如此一來，如果在這個空間中設(shè)置了多部垃圾桶AMR，並且同時運作的話，在這個3D空間空間中，就會形成數(shù)據(jù)蒐集群組（圖四）。

圖四 : 內(nèi)建溫濕度感測器的垃圾桶AMR在NTT DATA品川大廈自主移動。（source：NTT Data）

透過實地的驗證結(jié)果，證實了基於內(nèi)建感測器的AMR進行自主移動下，可以獲得相當(dāng)於利用固定感測器的數(shù)據(jù)，而且即使是僅依靠不斷移動下，所獲的的動態(tài)感測數(shù)據(jù)，人工智慧的空調(diào)控制系統(tǒng)依舊可以順利運作。

因此在這個驗證計畫中，設(shè)施除了將透過非定點的垃圾桶AMR保持清潔外，人工智慧的自動空調(diào)控制，也可利用設(shè)置關(guān)鍵的空間ID，將資訊附加到空間體制上，將3D空間劃分為人類和自主移動機器人可讀取的內(nèi)容，從而有助於減少設(shè)施的負(fù)擔(dān)（圖五）。

圖五 : 利用設(shè)置關(guān)鍵的空間ID，將資訊附加到空間體制。（source：NTT Data；作者整理）

日本各產(chǎn)業(yè)積極投入AMR的應(yīng)用與商機

目前日本各產(chǎn)業(yè)也積極的擴大AGV/AMR等搬運載具的可應(yīng)用性，不僅只將市場侷限於自動化生產(chǎn)應(yīng)用，更是擴展各行各業(yè)，更進一步的支援這些應(yīng)用的周邊相關(guān)業(yè)者的生態(tài)系統(tǒng)也逐漸在建立（圖六）。

圖六 : AGV/AMR的應(yīng)用與商機，已擴大到日本的各行各業(yè)。（source：JIC Venture；作者整理）

因此，AMR的應(yīng)用，已經(jīng)不只限於工廠和倉庫等環(huán)境，更擴展到建築工地、餐廳和飯店等服務(wù)業(yè)，甚至城市公眾設(shè)施。

透過磁導(dǎo)方式作為移動依據(jù)的AGV已有幾十年歷史。但在智慧能力不斷的被要求下，今天AMR的基本能力值，包括搬運載具的機制、檢測障礙物系統(tǒng)能力，以及同時多工控制大量搬運載具車的系統(tǒng)，經(jīng)過這些年來持續(xù)的進化下，在作業(yè)移動的操控技術(shù)方面，大多都已非常成熟，就運行穩(wěn)定性而言，已經(jīng)是相當(dāng)可靠。

不過，對於系統(tǒng)軟硬體的進化方面來說，AMR仍是一項新技術(shù)挑戰(zhàn)，作為智慧無人搬運載具仍有進化空間。

AGV和AMR都是有助於減少作業(yè)人員的工作量。AGV/AMR的作業(yè)能力除了物料的運輸外，還可以透過附加機械手臂，進行零件的運輸、物料的投入和收集等原本由人類手動才能完成的工作，不僅可以期望降低勞動力成本，還可以減少人工錯誤。

先進的自動化總是需要大量的初始投入成本，例如資本投資和大量的導(dǎo)入的費用負(fù)擔(dān)，更無法能立即獲得良好的成效或回收。然而，從長遠(yuǎn)來看，持續(xù)運營應(yīng)該會得到回報。因此，與其著眼於眼前的結(jié)果，不如著眼於未來幾年而在早期考慮引入。

註一：空間ID是一種在三度空間中，進行識別地理空間資訊的機制，這是DADC和經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省在根據(jù)數(shù)位廳的要求進行研究。