自主移動機器人聯盟與標準介紹

作者:

 張彥中

刊登日期:2021/07/28

摘要:本文介紹了自主移動機器人聯盟(Autonomous Mobile Robot Alliance, AMRA)成立的源起,也說明了AMRA運作的方式,最後介紹了標準制定方式與目前第一個正式標準AMRA-201:2021。AMRA透過制定與推動產業有共識的性能規格標準、安全標準、通訊協定標準等,以支持優秀自主移動機器人產品,協助使用者可以更有效地選用到這類優良產品;同時也透過標準化介面來協助產業垂直分工,進而促成自主移動機器人產業生態圈更健全的發展。AMRA每個月持續有新的國內外業者申請加入,未來將完成AMRA-220與AMRA-271標準的正式公開,以促進自主移動機器人產業的良性發展。
Abstract:This article introduces the founding of Autonomous Mobile Robot Alliance (AMRA) and explains how AMRA operates. The article also briefly introduces AMRA’s first published official standard, AMRA-201:2021 Mobile Robot General Requirements and Testing Methods. AMRA encourages good AMR products and assists AMR end-users to access these products more effectively by developing AMR industry consented performance specification standard, safety requirement standard, and communication protocol standard. These standards also help enable AMR industry to achieve vertical collaboration and integration as a whole, thus improving the development of a more complete and healthy AMR industry ecosystem. Currently, AMRA receives membership applications every month from both Taiwan and international AMR related companies. AMRA and its partners will strive to complete the development of AMRA-220 and AMRA-271 standards and publish them to facilitate healthy development of AMR industry.

關鍵詞:無人搬運車、自主移動機器人、標準
Keywords:Automated guided vehicle, Autonomous mobile robot, Standard

前言
根據Markets and markets估計,無人搬運車市場(Automatic Guided Vehicle,AGV)預計將從2020年的23億美元增長到2025年的36億美元,預計從 2020 年到 2025 年將以 9.3% 的複合年增長率增長 [1]。隨著新興經濟體的工業增長、東南亞內部物流部門的存在以及中小企業越來越多地採用工業自動化也推動著市場的增長。然而隨著感測與運算的技術進步與成本下降,搬運機器人發展趨勢也從傳統的有軌導引AGV往無軌導引自主移動機器人(Autonomous Mobile Robot,AMR)發展,無軌導引AMR可避免軌道佈建施工的麻煩、導軌重壓受損、難以因應運送作業變動等問題。根據Grand View Research調查估計,2019 年全球自主移動機器人市場規模為 19 億美元,預計從 2020 年到 2027 年將以 19.6% 的複合年增長率增長 [2]。AMR 用於揀選、運輸、 並能夠在製造和分銷設施內對物品進行分類,無需任何人工干預。 AMR可執行各種運載作業,例如在設施內移動原材料和製成品。 由於 AMR 可能提供的眾多好處,例如防止產品損壞、降低勞動力成本、提高生產力和自動化流程,因此近年來備受青睞。台灣國內市場根據工業技術研究院產科國際所內部調查,2013年至2021年台灣AGV與AMR導入數量將從210台成長至估計的1800台,成長力道強勁。隨著市場快速發展,國內有先見的既有自動化業者紛紛投入AGV與AMR市場,同時也出現不少新興的新創公司也帶著新技術進入此領域。
然而隨著AGV與AMR市場蓬勃發展,AGV與AMR製造業者與終端使用者也面臨了新的挑戰。AGV與AMR業者在進行業務拓展時,往往需要從單機到系統整體垂直整合,提供完整的系統解決方案,而這往往需單一業者自行投入大量的人力、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;而對於新興業者,目前不同供應商的單機與系統彼此間尚未能如電腦產業般的彼此相容。另一方面,對於終端使用者而言,挑選產品時多半都需經過一番摸索,包含採購規格制定與驗收等等,但目前對於規格定義也是各自認定,無一致的基準參考,這往往容易因認知不同形成糾紛,也不利於優良產品的出線。
基於上述挑戰,工研院在經濟部技術處科技專案和工業局計畫支持下,於2020年10月聯手同樣認同應該積極作為的台灣國內AGV與AMR相關業者,一同創立「自主移動機器人聯盟(Autonomous Mobile Robot Alliance, AMRA)」,率先推動制定由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,加速打造有益於AGV與AMR製造商與使用者的優質產業生態系。以往AGV或AMR沒有統一的標準,AGV或AMR製造業者與終端使用業者無統一可依循參考的驗證,往往帶給雙方業務推廣與選用的困擾。另一方面,AGV或AMR終端使用者在系統建置時,期望可找到最好的軟體與硬體搭配,同時會考量到未來長期系統更新彈性,這需要良性的AMR產業分工生態健全。基於上述的產業需要,工業技術研究院聯手AMR相關業者成立自主移動機器人聯盟,期許透過制定產業共通AMR技術標準,推動良性AMR產業生態發展,促進優質AMR產品開發,助聯盟成員廠商創造更大AMR商機與效益。
AMRA初期創始成員,包括研發法人如工業技術研究院;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。時至今日,國內外認同AMRA理念的成員已累積至30家業者,並持續成長中 (成員清單可參考AMRA首頁: https://amr-alliance.com/ )。這些成員自聯盟成立起,便積極參與AMRA標準的制定。如AMRA推動制定的第一個標準「AMRA-201移動機器人通用要求與測試方法」,內容就是由AMRA成員自發指派技術團隊參與密集的討論,而在短短的6個月制定出來。AMRA目前則正在針對AMR安全規範與共通通訊協定,推動相關規範標準制定與推廣,以促進自主移動機器人產業良性蓬勃發展。AMRA也十分歡迎認同理念的相關國內外業者一同加入與參與推動相關標準制定。
AMRA架構與運作
AMRA架構由一位召集人(Board Chair)、一個理事會(Management Board, Board)、一個秘書處(Secretariat)、一或多個技術委員會(Technical Committee, TC)、多個工作小組(Working Groups, WG)組成。召集人是理事會的主席,負責召集理事會會議與協助聯盟推動,目前經過理事會同意在AMRA初期由工業技術研究院機械與機電系統研究所所長胡竹生博士擔任。理事會負責AMRA組織、運作、成員權益、新標準提案、標準公開前審核等事務,相關決議由理事會代表們共同議決,目前平均約每兩個月舉行一次理事會會議。理事會在2021年度為所有成員都可以推派代表參與,2022年起導入年費後將由VIP成員與一般成員自願擔任組成。秘書處負責協助處理理事會決議事項,負責執行AMRA運作,同時協助標準最終文本的準備工作,並視情況協助聯盟內TC與WGs工作進行,堪稱聯盟內最辛苦的骨幹。秘書處設一秘書長,目前委由曾參與過ISO機器人標準制定的張嘉芳女士擔任。秘書處團隊由AMRA成員自願安排人力協助,如目前工業技術研究院就在經濟部的支持下安排人力支援。技術委員會負責準備新技術標準的需用規格與範疇訂定,同時也負責工作小組的成立,另外也負責審閱工作小組提交的標準草案。

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