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在行業的迫切需求之下，上海薩菲機器人系統有限公司（以下稱“薩菲”）研發出了基于機器視覺算法的智能裝車機器人，并生產出全國首例投入使用的裝車機器人系統。
與傳統的裝車機相比，薩菲的產品實現了全流程無人化，可以通過機器視覺算法有效過濾各類干擾因素，并通過人工智能自主決定最優化裝車碼垛方案，還能實時監控裝車進度和設備運行數據。李濛稱，薩菲是讓裝車機器人進入4.0時代的第一家企業。“這不僅推動了企業倉儲物流配送體系的不斷完善，也推動了企業從資源依賴型轉向創新驅動型的戰略性發展。”
“無人化”的迫切需求
業界通常用工業機器人密度來衡量一個國家的工業自動化程度高低，這個數據也可以理解為工業生產中人力的被替代程度。哈工大機器人集團等機構發布的《中國機器人產業發展報告2018》顯示，2017年隨著中國制造業應用需求的高速增長，工業機器人銷量為14.6萬臺，同比增長67.7%，使用密度達88臺/萬人，首次超過全球平均水平的69臺/萬人。
薩菲機器人CEO李濛告訴《創業圈》記者，很多傳統企業在生產、包裝、倉儲等環節已經實現了自動化，現在這些企業也開始注意到了裝車這個環節。“自動化對于生產效率、企業的管理能力都有大幅度提升，企業肯定不希望還有一個環節這么落后。”
薩菲利用人工智能融合智能機器人系統打破傳統思維模式，代替人工進行編織袋狀的包裝物、紙箱狀包裝物等貨物的搬運和裝卸車工作，降低了人工成本和勞動強度，保障了工人的人身安全，同時極大地提高了工作效率和管理水平。
薩菲希望通過一套智能裝車機器人的解決方案，徹底實現自動化、無人化、智能化，有效銜接生產端、倉儲物流，把整個環節打通。“我們的初衷，是看到裝車這個環節還要用密集的勞動力去解決，如此簡單的工作還需要勞動工人繁重復雜地作業，這是不可接受的。”
與工業機器人密度的逐年攀升相應的，是日益增長的人力成本。國家統計局的報告顯示，2017年制造業平均工資為58049元。另外，近年來中國人口老齡化加速，從2012年開始每年的勞動年齡人口都在下降。16―24歲的勞動年齡人口，從2006年到2020年會從1.2億下降到6000萬，減少一半。適齡勞動人口不斷減少，勞動力成本不斷上升，使得機器人代替人力成為一種趨勢。
而在裝車環節應用智能機器人，每年可以省下不少人力成本，還能降低工傷風險，提升作業效率，從管理層面提高企業的核心競爭力。“相比純人工作業或半自動化的作業方式傳統方式，機器人的作業效率要高出30%―40%，而且擺放的平整度、精確度要更高。” 李濛說。
薩菲的創舉，在于開創了裝車環節的智能化4.0時代，通過機器視覺技術和機器人運動控制系統，實現了生產加工型企業工廠內重載型貨物的裝車環節全程無人化。在薩菲之前，裝車環節的自動化還處于2.0或者3.0的階段，要么是人工通過設備輔助搬到車上，要么是必須要通過人工干預或者控制。“4.0搭載了機器視覺系統，相當于機器有了眼睛，能夠靈活、自主地判斷，讓機器人自己定一個最優方案。”李濛說。
更值得關注的是，當搬運和裝卸工作涉及危險物品，如放射性物質、有毒物質等，工人的身體健康乃至人身安全都無法得到保障，建材、水泥等行業車間更是粉塵排放的重災區。并且碼垛、裝車等環節勞動強度大、單調乏味，導致企業在這些環節招工困難、人員流動性極大，從而造成企業用工成本節節攀升。在惡劣環境下長期工作導致的職業病問題，會給企業帶來巨額賠償金支出，由此帶來的社會負面效應所造成的影響更是不可限量。
機器視覺算法領銜
薩菲如何實現顛覆性的4.0裝車機器人系統？機器視覺算法和人工智能技術是其中關鍵。
薩菲的智能裝車機器人搭載了視覺識別系統，通過工業攝像頭識別貨物類別、裝載位置，還能識別出不同的貨車車型和停放位置，對于所有的貨車車型、貨品大小、裝車環境，智能機器人都可以靈活實現裝車業務。
李濛介紹，裝車機器人主要涉及機器視覺技術和機器人控制技術，包含了圖像識別技術、人工智能系統和機器人的運動系統。“占地少、輕便且性價比高的解決方案，機器人的整體結構、運動控制、視覺識別，相當于從眼睛到大腦再到軀干整合起來，這才是顛覆性的。”
2018年，薩菲為廣西澳加糧油工業有限公司定制了兩套智能裝車機器人系統，在2019年年初已經投入使用。這在國內也是第一套開始應用的同類系統，目前還有兩家機構在研發，但還在概念階段，尚未出現產品，難以形成競爭。而國外企業開發的產品在應用場景上缺乏靈活性，對貨車車型、擺放位置都有嚴格要求，成本還在薩菲的兩倍以上。
“智能裝車機器人既有知識產權的保護門檻，也有研發制造和長時間無數次實驗所形成的時間門檻，同時還需要有對行業細分領域客戶終端工藝段需求的深入了解，因此很難出現競爭者。”李濛說。
薩菲目前的客戶集中在糧油行業，目前的市場容量超過24億美元。智研咨詢發布的報告顯示，2017年糧油食品類零售總額達到15332億元，2018年全國糧油食品類零售額預計將達到16426億元，增速為9.8%。作為日常消費品中最基本的品類，糧油行業存量市場巨大，隨著經濟持續發展亦有較大提升空間。而糧油行業對于生產效率提高的需求，也為背后的自動化設備供應商提供了廣闊市場。
李濛告訴記者，薩菲預期2019年營業收入能實現1760萬元，并在未來兩年迅速擴大，計劃在2020年和2021年沖刺7040萬元和1.4億元的營業收入。“自從澳加糧油的裝車機器人落地以后，糧油行業目前已經有很多意向客戶，中糧、中儲糧、益海嘉里等大企業在各個地方的工廠已經找我們做解決方案。接下來我們用兩三年時間把這個行業吃透以后，會開始向食品、飼料、水泥等行業發展。”
薩菲還計劃與研究院、規劃院等政府單位建立產業聯盟，把產品和服務變成政府規劃、設計標準單位的合作對象，掌握未來一段時間內的話語權。
據國際機器人聯盟（IFR）預計，2018年中國工業機器人銷量將超過15萬臺，市場規模將達到62.3億美元。到2020年，國內市場規模將進一步擴大到93.5億美元。中國電子學會發布的《發展報告》稱，按照應用類型分，去年國內市場的搬運上下料機器人占比最高，達65%；其次是裝配機器人，占比15%；焊接機器人占比為9%。在工業自動化日漸升級的進程中找到細分市場并建立獨特優勢，將是未來自動化企業面臨的挑戰，也是前所未有的機遇。
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