文
孙鹏飞
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唐晓园
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年，一条令人焦躁的消息在沈阳金杯汽车厂传开——美国人爽约，不卖AGV了。
AGV（AutomatedGuidedVehicle），无人搬运车，也被叫做“AGV小车”。那年年初金杯汽车高管赴美考察，目睹了AGV载着发动机、保险杠和油箱，高效穿行在整车制造的流水线上。
金杯与美国人签下合同，希望让更多移动机器人替代工人搬运汽车零配件大件。
没想到美国商人以政府限制技术出口为由，单方面终止了合作。没有AGV，花大价钱从日本买来的生产线设备也将沦为废铁。
金杯汽车不得不找上中科院沈阳自动化所机器人研究开发部求助，攻克汽车生产线移动机器人技术。
年，第一款国产AGV走出实验室。
30年来，AGV被限制所带来的痛苦已经消散，如今中国移动机器人的国产化率达到了95%，世界移动机器人的重心，早已转至中国。
与AGV发展共鸣的，是中国制造业的变迁——从弱到强，中国工业一步步集聚41个大类、个中类、个小类。今天中国已是全球工业体系最健全的国家。
中国从制造大国走向制造强国的档口，内生求变的底气已经凝聚——中国制造——通过智能制造，往高附加值生产转型，持续提升中国制造的竞争力。
今天立方知造局以小见大，聚焦中国制造业纷繁脉络中的微观单位——车间。在这里，变化正在发生。
移动机器人往返穿梭在车间、仓库，替代原本由人工操作的危险作业，并保证%配送准确率。
接下来你会看到：
1.必要的替代：为什么说移动机器人替人是中国制造转型升级的必要条件？
2.助力新能源：为什么锂电企业比光伏企业更早用上移动机器人？光伏行业两个“反直觉”背后的新机遇是什么？哪些技术升级将让机器人融入光伏车间的每个角落？
3.机器人在汽车工业：在这片自动化布局最早的行业，移动机器人解放了哪些工人？为什么以集装箱当作流动仓库新模式难以在中国大规模推广？
4.纺织行业：纺织行业的自动化和地域有什么联系？是什么让纺织企业主对采购移动机器人犹豫观望？纺织行业的典型案例——它有可能打败优衣库的秘诀就在于机器人？
5.重工领域：机械制造是如何通过智能化生产弯道超车的？
1.必要的“替代”
中国制造升级有两个关键词——自动化和智能化。
自动化意味着机器和设备替代了工人的重复性劳动，智能化则是给机器和设备再安上决策和判断的大脑。
自动化生产对于许多制造企业曾是奢望。年，王传福创办比亚迪，却苦于无力支付动辄千万级的的镍铬电池自动化产线设备。
他动手拆解生产线流程，细化为一个个可以由人工完成的工序——他自嘲的“半自动化半人工”生产线。改革开放后，用人工替代机械带来的成本优势，成为比亚迪等制造企业与国际巨头抗衡的利刃。
成立那一年，比亚迪卖出了万块镍镉电池，打开低端市场。巨大的人口红利下，比亚迪生产的锂电池成本不到当时日本巨头三洋的1/3。
时代造就了一批中国企业家。但今天，过去的优势或难以持久延续，中国制造业正面临新的挑战——人口老龄化。
从年开始，婴儿出生率和自然增长率呈下降趋势，年出生率首次跌10‰，达到8.52‰。信息来源：国家统计局制图：立方知造局
65岁及以上人口从年起逐年上升信息来源：国家统计局制图：立方知造局
未来或难以有持续充沛的劳动力来补给制造工厂。
工人工资也在连年上涨。相关数据显示，年中国制造业平均年薪约5万元，到了年这一数据为8.24万元，8年之间，翻了近1.6倍。
一位长三角印染企业的负责人向立方知造局表示：他偶尔会怀念年。外来务工者涌入，工厂里有一位“贵州工头”，每当订单旺季需要招聘大量临时工时，贵州工头总能找得到老乡进厂。
如今，贵州工头回到了老家，招工一直困扰着这位负责人。尤其是夏季，印染车间的温度高达四十多度，工人要赤身才能搬运成品。即使工资涨了1.5倍，加上高温补贴，也难以吸引工人进入车间。一到夏天不少工人会选择请假返乡，等到秋天再回来，避开夏天恶劣的工作环境。
70年代，进入老龄化社会的日本同样遇到过招工难问题，当时日本企业有两个对策——
1.将劳动密集型企业转移；
2.用机器人替代人工。这便有了自动化生产线。
在中国，“机器人换人”同样是自动化智能化生产的必要条件。
中国不会止步于“世界工厂”，而是要保持制造业低成本优势的同时，提升价值，保持持久的竞争臂力，做大之后要做强。路只有一条——布局制造业的未来——智能制造。
这样的深谋正是中国制造的要点，也是德国工业4.0、美国工业互联网战略的重心——用AI、大数据等前沿技术，在对企业做自动化转型的同时进行信息化、数字化改造，最终创造出更高价值——智能化生产。
我们以羽绒服制造的案例，看一看自动化生产与智能化生产带来的变革——
自动化：一件羽绒服有52个裁片，需要经过多道工序和10针高密刺绣完成。自动化生产模式可以让一道道工序分割，产品通过悬挂吊链经过多个工位，经过处理之后，传送至下一工序。移动机器人则串联起所有工序，配送物料。
上述自动化目的是在产线中减少员工参与作业，提升效率。而智能化生产的关键，是让数据助力生产，创造更多价值——
智能化：羽绒服智能工厂中，以每台设备为制造单元。工人工位上有一个平板，系统会即时分派最新任务。如果出现原材料不足或者机械故障，系统可以分析数据下达配送命令，移动机器人带着新的物料快速送达。
这样一来，机械和设备不仅替代了人的手足，流通中的数据还参与了产线实时决策。
产线变得柔性，不再与单一产品强力锚定，同一条产线经由系统分配，生产出不同品类的产品。
在智能化生产的路径中，中国和美日德处于相近的起跑线——日德重制造轻互联网布局，美国重互联网轻制造，中国一手抓互联网一手抓制造业，便是我们超车的底气。
了解了自动化与智能化的区别，你会发现，无论在那种模式下，移动机器人都是刚需。
移动机器人天然具有“跑腿”功能，但在智能工厂车间，它的角色远不止解放搬运工的双脚。
2.机器人涌入车间
如果把中国制造企业看做一个个岛屿，移动机器人如同水流，串起时代的星罗棋布。
移动机器人主要分为AGV（自动导引车）与AMR（自主移动机器人）：
前者需要依靠地面辅助标志导航和软件系统调度；后者则能自主地规划路径、避障、决策。
移动机器人替代搬运工，看似水到渠成，然而不同行业对于移动机器人仍有着不同的态度。有拒绝，有犹豫，有拥抱。
立方知造局和快仓一起，深度调研了光伏、锂电池、汽车、纺织服装、工程机械，五个制造行业的五段故事，梳理出行业面临的痛点以及自动化智能化现状，并从典型案例中窥探关于中国制造业未来的微观一角。
01.光伏：
两个反直觉背后的新机遇
中国光伏借着新能源的浪，再度冲上云间。但光伏行业存在两个反直觉——
一是目前中国光伏企业的自动化布局水平更像是传统制造业工厂，不少企业的设备工龄高达十年，自动化布局落后同为新能源热门的锂电池行业5年。
这是因为，经历了年的政策补贴以及年的补贴停摆，政策的筛网留下了具有先发优势、产能规模大的企业，形成头部效应。很多头部企业仍保留着老旧的厂房和设备，还没来得及做自动化改造。
另一个反直觉现象是——热门的光伏“招不到人”。
不久前，央视给出了这样一组数据，年我国光伏行业年增人才需求9.3万人，但人才供给量不到一半，只有4万人。
背后的原因是：工人们不愿意再“拿命换钱”，尤其在光伏电池的制造环节。
光伏电池车间很缺工人。光伏企业的毛利率不到20%，难以给予工人们丰厚的劳动回馈。同时车间作业风险高，甚至有工人将之比作“挖煤”。
在光伏电池车间，工人们手上常有黑色的斑点。层压敷设工序需要用到强酸、强碱。虽然防护服能隔绝身体与化学药剂的接触，但无法做到%的保护。小概率事件在重复又频繁的作业中难以避免——强酸强碱会对皮肤造成巨大伤害。
更大的焦虑，是生命安全。为了阻挡电池片原材料多晶硅氧化，生产车间充斥着氮气。这种惰性气体尽管不会在电火花中燃烧爆炸，却带来了隐患——如果泄露，空气中的氧气被稀释、排挤，会发生窒息事故。
光伏企业为了避免氮气泄露以及工人恐慌造成的踩踏事故，有意减少了车间里的员工数量。
恶性循环产生了——生产风险让企业招不到人。因为招不到人，企业又给每个工人增加了工作强度，有的企业甚至采用两班倒制度——这样一来，工人们更不愿意来了。
解决这一困局的方法之一就是让机器人走进光伏车间。
从年起，中国光伏电池车间开始尝试用移动机器人替代人工搬货的方案。
同样在年，光伏行业受到政策补贴叫停而暂时摇摆。一批光伏企业未能活下去，一波专为做光伏方案的移动机器人企业也未能熬过冬天。
如今行业回温，移动机器人替人再度摆上议程，但据立方知造局了解，目前仍有两座大山阻挡移动机器人“救世”光伏，也是移动机器人进入中国光伏车间前急需解决的难点——
硬件难点：如何保证移动机器人的稳定性？
软件难点：如何实现高密度下的调度？
正是基于上述两个难点尚未攻克，移动机器人集群及操作系统提供商快仓（以下简称快仓）没有急于加入年移动机器人进入光伏车间的大潮，而是花费1年半时间提升移动机器人的稳定性。
这样的投入，让快仓的移动机器人具备核心优势——每千次作业人工介入不超过2次，比行业平均水平每千次作业人工介入15次低很多。
更大的挑战是软件系统。年夏天，快仓工程师张逸接到快仓首个移动机器人在光伏车间的任务——HJT（异质结）工艺移动机器人项目。
与传统工艺产线一字排开不同，HJT是光伏生产的新工艺，产线呈L型，空间分布更复杂。
方案中，L型产线被划分成四个交接区，因为涉及氮气应用，四个交接区只留下没有门的小小地洞——
产线中的30台移动机器人不仅需要在四个交接区来来回回高效配送，还要无时无刻不在穿过地洞，以防氮气外溢。
这就涉及移动机器人软件系统中的两大技术壁垒——空车预调度和调度交控。
空车预调度相当于打车时车辆提前到达接客点，省去等车时间，提升配送效率；调度交控则是准确分配30辆车的路径，在出行时避开每一个红灯。
系统的决策，依靠算法——快仓重技术，在移动机器人行业中罕见配置十多位算法技术人才攻克。
直到项目过去了4个月，张逸紧锁的眉头略微松了松——升级了三十多版算法，上百版统一调度系统之后，移动机器人集群的整体效率开始明显提升，三分钟内原材料的送达率终于达到了98%。
从快仓的案例中，立方知造局看到，在危险环境中，移动机器人替代工人作业的火苗开始点燃，光伏车间往智能化转型的旗帜已经升起。
光伏这个行业，不少车间设备老旧，加之企业毛利率低，曾让企业对老厂房智能化改造犹犹豫豫。如今有了移动机器人替代人工的案例，移动机器人满足了恶劣环境作业、强时效配送的需求，仅需1.5年就可回收成本，喜人的一幕出现了——
光伏行业扩产潮到来，头部企业的一些新建工厂中的采购名单中，已出现AGV、AMR的身影。
新的试探也在展开，比如光伏原材料晶圆配送。
晶圆比较脆弱，人工搬运时不经意间的震动和抖动，会产生肉眼无法看到的裂缝，影响到产品良率。但这又是一种高频次配送的原材料，放大了不良率的风险。因此，移动机器人开始以更稳健的步伐承担晶圆配送的任务。
在这样的趋势下，移动机器人也在同步升级精进——
技术上，传统的
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