市場規格紊亂 台廠角逐機器人商機遇亂流?
「機器換人」一說,早前對產業來說可能是一種想像,但如今的確正在上演,只是這次產業熱議的焦點,是從傳統工業機器人進展到更具彈性化的自主移動機器人(AMR)。
做為製造業不可或缺的自動化核心,機器人並不是什麼新的技術,但移動機器人卻還在萌芽期,且市場尚未如工業機器人時代被四大家族瓜分,不只台廠百花齊放,這股熱潮甚至延燒到汽車產業、物流業者等這些非傳統機器人製造商,也計劃在AMR市場分一杯羹。
AMR商機發酵,從2021年末登場的台北國際自動化展上就可見端倪。當時有業者稱,各家展出的AMR恐怕比往年的機器人還多,除了老面孔廣運、達明、綠捷、東元等如期展出,另外也有許多新血是初次亮相,像是友達、緯創、微星等這些非典型機器人製造商。而早前鴻海更與凌華合資成立法博智能移動,也是專攻自主移動機器人領域。
就AMR產業鏈來說,主要可區分為上游硬體供應商如馬達、驅動模組等的零組件、機器人控制模組以及感測器等,再來則是品牌商如佳世達、友達、緯創、技嘉、東元、中光電智能機器人等系統整合商,最後則是垂直場域的應用。
台廠從EMS大廠、光電業者、面板製造大廠等眾多業者積極投入AMR開發,透過以本業累積起來的硬體技術能力作為發展基礎,而後跨入AMR產業,除此之外,既有的自動化相關業者也已布局多年,而新創公司更是如雨後春筍,就連一線汽車大廠BMW、現代汽車,以及Fedex,近年也陸續透過收購或合作開發的方式,投入AMR市場,如今的機器人市場的確可謂是百家爭鳴。
過去機器人市場多由傳統機器人製造商寡佔,但顯然AMR是個例外。業界人士認為,隨著後疫情時代各行各業對於自動化的需求攀升,AMR補足物流體系的最後一哩路,其應用範疇廣,從工廠、醫院、商店甚至到街邊處處是商機,市場好景才剛開始,預期至少還有十年的發展期。為此各家業者磨刀霍霍,生態系逐漸成形,而未來二至三年則是進入各廠較勁的白熱化階段,因此如何透過結盟組隊,加速AMR在各種創新場域應用的落地,也會是接下來產業關注的重點。
市場初萌芽 「新創業者」都能分到一席之地
有別於傳統工業機器人市場中,絕大多數是由四家大廠:發那科、ABB、安川電機及庫卡所把持,雖然這些典型的機器人製造商擁有技術上的絕對優勢,但反觀AMR市場,各家的起步時間十分接近,成立時間大多在2011年後,因此在產品上也不見得會有較大的差距。
國際機器人聯合會(IFR)指出,相較發展六、七十年,且已進入成熟期的傳統工業機器市場成長幅度有限,機器人自主移動技術則是在近十年才開始出現商業應用。這主要是歸功於科技的日新月異,出現更強大且成本更低的運算力,推動圖像處理與即時分析技術的快速發展,機器人能夠憑藉感測器與演算法即時與週邊環境連結。根據Gartner在2018年所發布的新興科技成長曲線報告中也指出,自主移動機器人技術目前處於一個「誕生期」,市場正待萌芽。
而AMR市場增長有幾個重要因素推動,包括勞動人口銳減,以及勞動成本上升,導致製造業必須透過「機器換人」進行自動化升級,其次則是全球供應鏈的移轉以及目前產業正處於轉型升級的關鍵時期,帶來智慧工廠的建置需求,製造業需要更具彈性、靈活的新一代自動化技術。
拉開差距 場域應用才是關鍵
由於目前AMR尚處於早期發展階段,各家廠商彼此尚未拉開明顯差距,因此各家業者無不厲兵秣馬積極備戰,而當前的首要任務,則是透過多種應用場景不斷優化自身產品,創造差異化。友達商用解決方案研發處處長陳文杰則觀察,通常新興技術會面臨一個典型的曲線發展過程,目前AMR市場新興進入者如雨後春筍,但在爆發過後,接下來市場可能會進入一段陣痛的「瓶頸期」,因此找到核心價值及成功的經營模式而存活的公司,才能逐漸成長進入賽局後半。
為此近年AMR各大廠商也紛紛在各自擅長的場景中,對自己的產品及方案進行落地並驗證其商業價值,但在此過程中,場域經驗的累積與系統整合經驗則是關鍵。AMR並非寡佔市場,原因之一,也在於廠商產品主要應用的場域不同,功能也不同。雖然目前主流應用場域還是以工廠與倉儲為主,但近年也有針對醫療場所、飯店、零售等不同場域的AMR產品出現,像是緯創一開始即將市場鎖定在服務型機器人,而友達則是切入半導體場域。
產業人士分析,不同產業對AMR的導航方式、安全避障、執行機構、通訊模組等功能皆有不同要求,舉例來說,在工廠端運行的AMR還必須考慮如何將導航軟體、車隊調度系統、跨區域及樓層的通訊溝通與客戶端上位管理系統ERP、WMS、MES等整合,這往往會涉及比過往導入AGV還更繁瑣的場域規劃及系統整合流程,而像是在醫療院所運行的AMR,則必須考量實際醫院走廊的狹窄路寬,必須在更為嚴謹的安全設計上達到趨近於零的碰撞風險。
換言之,在市場規模快速增長和客製化需求日益顯著的趨勢下,規劃製造機器的架構體系,甚至會比製造機器本身更加重要,台廠在投入AMR產業時需調整心態,這不像過去手機或筆電時代產品有固定規格,AMR反而必須根據不同場域的服務需求及 know-how ,而並非只是從技術端出發,以免做出價格太高、功能又不符需求的機器人,讓使用者想用也無法使用。
移動機器人市場尚在萌芽期,近年台廠紛紛搶進,跨界布局機器人領域。李建樑攝
看好自主移動機器人(AMR)市場大爆發,台廠積極搶進,惟市場尚在萌芽期,不論是對AMR業者或是終端使用者來說,都還有許多挑戰需要克服。
市場無統一標準 廠商坐地起價?
由於AMR是近十年才開始出現商業應用,因此對市場來說,有許多遊戲規則事實上並未完全確立。工研院機械所副組長張彥中表示,目前AMR市場上針對像是採購規格制定與測試驗證等並無統一標準,對於某些規格像是速率、定位精度、載重、爬坡表現等的定義也是由廠商各自認定,在無一致的基準參考下,終端使用者往往在挑選產品時需要經過一番摸索,或是只能直接買來自行測試,甚至與系統整合商或品牌商也容易因認知不同形成糾紛,更不利於優良產品的出線。
就以AMR在SLAM建構地圖的過程中所採用的關鍵LiDAR技術來說,目前產業尚未明確針對採用LiDAR定位的移動載具釋出統一的測試規範。市場規格百百種,一時也令終端使用者無從釋疑。張彥中近一步表示,有的廠商甚至會因此「坐地起價」,喊出相當誇張的規格和價格,但畢竟因為量測的基準不同,也無法判定廠商說法是否為真,導致現行產業發展十分混亂。
其次則是AMR的系統整合複雜度相當高。張彥中指出,AMR產品通常難以用單機思維來看待,未來終端使用者訴求的是結合場域應用的系統方案,因此其要真正在終端落地部署,背後的系統整合乃至服務、商業模式等,都是AMR業者必須納進考量的部分,也因此當業者在進行業務拓展時,往往需要從單機、系統到服務等的垂直整合,才能提供完整的系統解決方案。
然目前不同供應商的單機與系統彼此間,尚未能如過去電腦產業般彼此相容,因此往往需要投入大量的人力、時間、資本研發才能夠提供性能足以滿足終端使用需求的產品,倘若對稍有規模的業者來說似乎不成問題,但對於新興業者或新創企業來說,卻是相當不利的。
而這也是為何業界在2020年由工研院負責起頭,攜手台灣數家AGV與AMR相關業者,一同創立「自主移動機器人聯盟(AMRA)」的主因。
AMR業者又當爸又當媽 ?
張彥中指出,不管是基於提供市場可依循參考的驗證與測試標準,還是以AMR終端使用者而言,希望在系統建置時,找到最好的軟硬體搭配,這些都需要良性健全的AMR產業分工生態。AMRA聯盟的成立初衷,便是希望藉由推動制定由AGV與AMR業者主導的自主移動機器人產業共通技術標準,解決傳統自主移動機器人性能規格定義不同、系統間封閉無法兼容作業的情形,以藉此推動有益於AMR製造商與使用者的生態系發展。
AMRA初期除發起者工研院外,也包括AGV或AMR業者如中強光電、友上科技、台達電子、宇集創新、東佑達自動化、凌華科技、法博智能、先構技研等八家廠商。而目前聯盟已累積超過40家業者參與,且預計2022年底將會進一步擴展至70家業者。
張彥中指出,目前聯盟在成員參與下,已陸續完成幾個重要標準制定,包括首先完成針對移動機器人通用要求與測試方法的「AMRA-201」,該標準於2021年11月正式發布,其具體定義移動機器人產品應該明確標示的性能規格與測試驗證的方法,此外,針對移動機器人通訊協議也已釋出「AMRA-271-NP」標準,主要促進移動機器人系統中的各種子系統更便於整合。
而接下來聯盟則是將針對移動機器人安全性的必要條件及驗證方法,釋出最新標準「AMRA-220」,該標準則是具體制定移動機器人及相應充電站的安全性規範,如安全設計原則、保護措施及資訊,提供工業型移動機器人或服務機器人的安全準則,以保障勞資雙方權益。預計在2022年底前發布。
張彥中強調,產業之所以要標準化,未來才更有利於各家業者清楚自身定位,往下再去做專業分工。
台灣AMR市場是近年才稍有起頭之勢,初期大部分廠商多把精力和時間投入到如何把本體產品做好,但礙於台灣系統整合商普遍規模小且少,缺乏完整的場域經驗,許多AMR業者幾乎是同時扮演製造商和系統整合商的角色。為此產業定義標準,透過共通框架加速系統整合,事實上也有助於讓AMR開發商能夠節省資源避免自行一條龍式開發,而是在各自擅長的應用場景中,更專注於後端服務價值的提供。
AMRA聯盟的成立初衷希望推動有益於AMR製造商與使用者的生態系發展。李建樑攝