快仓：移动机器人产品级场景应用的领导者
上海快仓智能科技有限公司（简称“快仓”）成立于2014年，作为国内首批进入移动机器人赛道的创业企业，快仓致力于打造下一代智能机器人及机器人集群操作系统，让智能机器人成为人机一体化智能系统、智能物流的基础设施，实现“四面墙内智能驾驶-让人类不再搬运”的伟大愿景。快仓作为一家以智能技术驱动的创新公司，全球研发人员数量超400人，凭借在人工智能、机器人、无人驾驶、深度学习、数据分析等领域的丰富经验，赋能传统行业，打造智能物流新生态。快仓系统解决方案可以为传统仓库作业模式节省人力成本，并有效提升坪效，降低错单率、产品损耗率和订单消耗品开销等，从而大幅度降低仓库的运营成本。
回顾快仓成立后的发展历史。2015年8月，快仓拿到百世物流与中兴通讯的4000万元A轮融资。百世是国内知名的第三方综合供应链服务商，有300万平方米仓库为两三百家客户提供服务，这给了快仓较好的测试环境，移动机器人能在各种仓里“打滚”。7个月后，包含十多台机器人的第一个综合解决方案卖给百世，快仓开始接外单生意，从研发走向市场。
2016年，快仓做了第一个标杆电商项目唯品会，5000平方米的仓库，原来一天两个大班加一个小班，一个班次12人，差不多需要30名员工，每年每名员工成本7万元。使用60台快仓机器人之后，改为每天两个班次，每个班次4人，共需8名员工。2016年的“双11”大促，快仓机器人又在京东电商仓上线。这一年快仓在电商领域能够说是风生水起，做了不少项目，因此很多人称快仓为中国版“Kiva”。
2017年快仓迎来了第二个发展高峰：营收过亿元，完成菜鸟网络领投、软银中国跟投的近2亿元B轮融资，首个海外项目在东南亚上线。菜鸟成为快仓的股东后，2018年与快仓联手创造了亚洲首个“单仓千台级”纪录，在3.5万平的菜鸟无锡智能仓里，最高峰时有超过1000台快仓机器人同时运行，快仓也因此奠定了行业内电商场景应用No.1的地位。
2018年，快仓遇到了几个制造业的项目，这些项目也让快仓智能创始人兼首席执行官杨威意识到，移动机器人不应局限于电商仓库，他们在制造业的工厂车间、线边仓、原料仓有更多的应用场景。快仓能做的不只是“赋予仓库灵魂”，所有四面墙内的空间都可以用移动机器人搬运。因此，他将快仓的愿景和使命调整为“四面墙内智能驾驶-让人类不再搬运”。为了拓展机器人的能力边界，2019年快仓将自动导引车（AGV）迭代为高度智能化的自主移动机器人（AMR），向电商、流通、制造三大场景齐发力。
2020年，快仓坚定了国内海外双轮驱动的战略，并引进沙特阿美、凯傲集团等外资股东，开始规模化出海，位于上海市宝山区的快仓全球智能机器人产业基地也在这一年正式开工。2021年，快仓出海初见成效，全球直营销售服务网点翻3倍，签署数亿元海外订单，同时制造场景业务取得多项突破，工程机械项目实现100+多类别规格AMR混场调度，电子制造项目实现100+AMR跨场景混合导航，光伏和整车制造实现破冰，推出汽车、印制电路板（PCB）、锂电等多款行业专机。
1、十年前，国内的移动机器人赛道还未得到足够关注。在这种既缺乏知识体系储备、又缺乏人才模型构建的背景下，快仓创始人杨威经历了什么？
2、快仓在电商、流通场景做得很好，为何需要努力拓展制造场景应用？此举能给快仓带来什么？
3、移动机器人企业切入制造场景应用一般会面临哪些挑战？快仓是怎么样应对挑战的？
1、随着中国人口出生率和新生劳动力的不断下降，企业用工成本不断攀升，从事低端服务行业的人数也在骤减；而与此同时，人民群众的消费需求和对优质服务的渴望却在一直上升。这种消费能力与服务能力的矛盾便成为了商业发展的一个基础矛盾，在这个大背景下，机器换人成为大势所趋。
快仓的创始人杨威毕业于北京大学计算机系，是国内最早一批做机器学习、数据挖掘、算法运筹的大学生之一。当时他所学的专业名称叫NLP（Natural Language Processing），自然语言处理，也就是后来“人工智能”的一个子领域。大学毕业后，他加入了上海振华重工（集团）股份有限公司，在这里杨威遇到了上海交通大学机械电子工程博士倪菲。两人一起参与了深海油井钻井平台的DP（Dynamic Positioning）动力定位系统研发和自动化码头建设。经过了三年的努力，他们成功交付了国内前三个自动化码头。杨威和倪菲，一个擅长自动化设备软件，一个精通自动化设备本体，正好对应移动机器人的两大核心技术领域，两人一拍即合决定携手创业。
2012年3月，美国最大的电商公司亚马逊以7.75亿美元的价格收购了总部在马萨诸塞州的移动机器人制造商Kiva Systems Inc（以下简称“Kiva”）。Kiva的成功不仅让各大电商看到了机器人对仓储管理的重要性，也让杨威和倪菲看到了移动机器人这一领域未来发展的潜力，他们暗暗立下目标，争做中国的Kiva。
然而，快仓的“拓荒”之路很艰难，市面上没有移动机器人专用的零配件，他们通过一次次网上“淘宝”才慢慢攒齐了，2014年2月第一台的样机诞生，这台样机意味着国内移动机器人产业实现了从零到一的突破。一位电商仓库老板成为了他们创业之路的天使投资人，给了他们一间仓库和几百万元的资金，第一代快仓机器人终于有了可以“跑起来”的场景，2014年3月他们注册成立了快仓。
2、在电子商务行业，快仓做的其实是一套智能搬运系统，它是以搬运作为基础价值的，而这套搬运系统，在制造业的渗透率可能更高，在制造业的环境里，所有的零配件物料都是要不断地搬运流动才能产生价值。基于这样的逻辑，快仓先是做了电商仓库，接着做制造业仓库，之后，又开始做制造业的产线配送，继而形成“智能工厂”。对移动机器人而言，相比电商、流通场景，制造场景呈现出市场规模更大、渗透率更低、利润率更高的三大特点。具体来说：
电商场景约为500亿元，流通场景约为1500亿元，制造场景大到无法估量，远超于1000亿元，尽管制造业企业单次采购量少，不像有的电商企业动则购买上百台，但具备需求和购买力的制造公司数众多，应用环节也非常多。另一有关数据显示，根据当前各行业建设智能工厂的热情及扩张速度，预计到2025年，中国智能工厂行业市场规模有望超1.4万亿；
电商场景最高，天猫、京东、唯品会、苏宁等主流企业均已落地智能仓，其次是流通场景，快消、鞋服和零售行业应用迅速增加，再看制造场景，除了汽车和高精制造业相比来说较高，其它细分行业均较低；
据了解，国内移动机器人头部企业在电商项目上获得的毛利率一般在30%-40%，而制造业项目的毛利率可达到60%-70%，几乎翻倍。制造场景用户对价格的敏感度更低，因为不同于电商场景用户以降本增效为主要诉求，制造场景用户往往以破解“产线人力搬运稳定性和安全性受限”问题为主要诉求。
除了以上优势，政策方面对制造场景应用也有相关倾向。“中国制造2025”、“工业4.0”也在推动着中国的制造业逐渐解放人力、向智能工厂迈步。上海市政府发布了《上海市建设100+智能工厂专项行动方案（2020-2022年）》，明白准确地提出：三年内推动建设100家智能工厂，打造10家标杆性智能工厂，新增机器人应用10000台；培育10家年营业收入超过10亿元（1-2家超过100亿元）具备行业一流水平的智能制造系统集成商，搭建10个垂直行业工业网络站点平台。2020年，上海市发改委、经信委组织了5家企业参加“数字工厂”闭门座谈会，其中就包括快仓、发那科、上汽等。
需求旺盛、政策利好，进军制造业，快仓从以往的仓储场景里走了出来，走进制造业的生产制造环节。对于制造业发展来说，如快仓这样的企业正在其中扮演着“助推器”的角色，推动着制造业企业最“刚需”的需求方面，逐渐走向无人化。
3、制造场景成为快仓等移动机器人头部企业的新蓝海，但随之而来的是底层技术、产品功能、市场开拓等三重挑战。具体来说：
相比电商仓库，制造业企业的工厂环境更为复杂，多种设备混场且密度大，因此，机器人需要具备基于环境的自然导航能力，以应对地面辅助标志被遮蔽、污损的问题，此外还一定要解决人机混场的安全问题。对此，快仓选择在技术深度、智能驾驶能力，以及工程灵活度、技术栈模块化上狠下功夫。2019年，快仓将机器人升级为第三代的一个重要缘由是适应制造场景应用环境，它研发应用了激光Slam、地图融合混合导航技术，以及用计算机视觉技术和传感器，通过深度学习神经网络进行环境感知，实现机器人的自主避障绕行。2020年，快仓进一步加大了在Slam、机器视觉、融合运筹优化和深度强化学习的混合算法等研发技术应用上的投入，将自动导引车（AGV）迭代为会感知、会思考、会决策的自主移动机器人（AMR）。
多产线、多片区、多楼层使用移动机器人，根据生产工序和节拍配置或变更物料供应顺序和时间间隔、搬运目标点，多种自动化设备的衔接和控制，也是移动机器人在制造场景会遇到的一系列难题，快仓的移动机器人后台有一套决策算法和一个“智慧大脑”，机器人集群的运力分配，可以和客户MES系统做实时的结合，然后做智能分配。作为“智慧大脑”，快仓的EVO系统是通过机器学习算法技术解决智能调度问题，如：跨场景、跨楼层调度同一类型机器人，让移动机器人和机械臂、输送线、无人叉车等联动。有了这样的能力，快仓所服务的智能工厂就可以基于此，重塑制造和运输的内部全环节。
快仓从仓储的场景里走出来，来到为产线制造进行服务配套的线边仓场景。在线边仓场景中，基础的潜伏式机器人从结构或性能上会发生一些改变。再往前走，在生产制造的场景中就会涉及到物料的自动上下线。在这样的一个过程中，又会有一些专用形态的机器人出现。
具体到实践层面，制造场景用户自动化水平以及细分领域等不一，对此，快仓选择提供差异化的产品来满足企业主们对于各自工厂的智能化升级需求。
第一，针对不同工厂内部环境和协同对象，提供不同形态的移动机器人，以帮企业精准解决自身痛点。快仓设立了“AMR+”机器人产品线，在AMR上叠加皮带、辊筒、机械臂等不同结构，实现多样化功能。比如：面板行业需要确保搬运过程中货物稳定不位移，快仓就推出了面板行业专机；PCB工厂内物流机器人要对接不同工位不同高度，于是就诞生了多级顶升PCB专机；当用户存在货物底部不规则的困扰，快仓会选择辊轮车来处理问题；饮食业的工厂避免不了油渍，快仓设计了可清洗抽屉接住油渍以及不锈钢用材保障食品安全等。
第二，输出整场智能物流规划方案。快仓以“智慧大脑”级机器人集群操作系统指挥、调度不一样的移动机器人和其它智能设备，可以在一定程度上完成智能工厂中的柔性物流、精准物流。
这两条路径，快仓形象地称之为“拼乐高”。为了匹配不一样的行业，移动机器人在硬件形态上有很多细分，但从研发收益比考虑，无法按照非标自动化来做，摆在快仓面前的是需要把所有做机器人的这些技术栈完全模块化，就像拼乐高玩具一样，把这些技术栈变成类似乐高的一个一个元素，然后基于用户的不一样的需求把它拼成不同的形式。
第三，将稳定性做到极致。此外，制造场景与电商场景一个明显的区别是，电商场景更需要效率，制造场景更需要稳定。这是因为电商在链接消费端时更需要高效，而制造场景的容错率更低。
以光伏行业为例，快仓没有急于加入2019年移动机器人进入光伏车间的大潮，而是花费一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，比行业中等水准15次低很多。
更大的挑战是软件系统。2021年夏天，快仓接到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——产线台移动机器人不仅需要在四个交接区来来高效配送，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。在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显著提升，三分钟内原材料的送达率最终达到了98%。
购买力分散、需求复杂多样大幅度的提升了制造场景用户的开拓难度。如果移动机器人企业要开拓电商市场，把电商各垂直领域排行前十的企业列出来，一个一个去对接就行，因为目前电子商务行业的机器人购买力大多分布在在这个群体；然而，如果移动机器人企业要开拓制造场景用户，则很难描绘出固定的企业画像，大企业有需求和购买力，中小企业也有需求和购买力，只是所需数量和对产品的要求不同。
曾经有一家集团化运营的中国制造业500强企业找到快仓，目的是为集团旗下有需求的企业统一采购设备，在接触了其中近10家企业后，快仓发现各家的需求差异非常大，有的要解决高温环境中机器人正常运作问题，有的要解决机器人在狭小的窄巷道上逆行问题，有的要解决跨楼层搬运问题。
在需求规模大、共通性强的细分行业，根据种子客户的真实需求开发产品，再将产品通过生态圈推广至同类企业，这是快仓针对制造场景用户的开拓战略。在制造业寻找进击的机会时，并不是所有的行业快仓都会入局，快仓会根据该行业对智能化的实际的需求，还有是不是与快仓的产品适配来选择是否进入，其中会重点考虑该产业未来的成长性和它规模化场景的复制能力。在整个产业体系中，那些快速地发展、快速地增长的产业会被快仓列入目标产业，比如汽车、光伏、锂电池、PCB。
快仓已成为全世界移动机器人行业应用场景最全、产品品类最全的公司。2018-2021年间快仓的销售增长率持续上升，2021年同比增长突破300%，服务行业数超过50个。随着制造场景业务占比的提高，快仓的毛利率也快速提升，加快了在业内率先实现盈利的速度。
快仓的科创成果也受到了各级政府部门的认可。快仓是工信部“专精特新”小巨人企业、上海市高新技术企业、上海市科技小巨人企业，曾承担或参与国家发改委AI创新发展工程、科技部国家重点研发计划、上海市经信委产业转型、上海市科委人工智能研发技术等国家级和市级的重点项目。
毫无疑问，移动机器人正在智能工厂这一个市场开始创造、并不断创造更多的价值。一方面，移动机器人自身性能的快速提高正在为智能工厂用户所带来更高的效率和可靠性；另一方面，移动机器人对人工的高效替代，也能极大地改善工人的工作环境和效率，节约智能工厂企业的用工成本和对人工的依赖。
但长期来看，移动机器人是否能为智能工厂用户更好的提供长期价值，还要看它能否为智能工厂用户持续地提供更好的性能和功能（如负荷、智能性、灵活性等），以及逐步降低采购、使用和维护等全生命周期的成本，这将是移动机器人是否能为智能工厂用户更好的提供长期价值的关键所在。
未来的5-10年，移动机器人在智能工厂中应该是基础设施级的存在，如同血管一样，连接所有的工段，连接所有的工位，它能做材料的搬运，做工装夹具的搬运，做治具的搬运，四面墙内所有搬运的事情它几乎都能做。
以解锁汽车焊装车间物流为例。在汽车制作的完整过程中，快仓提供的移动机器人对几十种不一样的规格的物料载具进行搬运，搭配上产线人工工位和机械臂工位，实现了物料的自动上下料。此外，快仓RCS执行系统对接LES决策系统，帮助车企打通实物流和信息流，最终实现零部件入线边仓、产线工位的智能化配送及自动化上下料。
对车企而言，机器人可实现高速重复性操作，远高于人工工作节拍，可24小时稳定作业，不仅提高生产效益，还能降低管理成本；使用机器人可避免作业环境对工人健康和安全方面的潜在威胁，节约环境安全方面投入，避免因重复枯燥工序和重体力劳动影响工人状态而导致质量下降和事故发生；机器人还可减少作业空间，以及在暗场环境下作业，大大降低能/料耗率。
毫无疑问，移动机器人正在成为制造业企业的刚需，尤其是人力密集的搬运劳动环节，这一点已经在汽车、医药、烟草等高的附加价值、高毛利行业和企业中得到采用和验证。而未来，随着移动机器人的性能（智能性、灵活性）继续提升，采购、使用和维护等综合成本逐步降低，更多制造业行业和企业能够负担和采用移动机器人代替人工，从而使更多制造业企业受惠。
首先，整个制造业在这两年都面临到“用工荒”的问题。中国人力资源社会保障部曾表示，2021届我国高校毕业生规模为909万人，鉴于“国内外环境和疫情变化”的不确定性，促就业任务更艰巨。去年，国内“最缺工”的100个职业排行里，有超过三分之一的职业属于生产制造及有关人员，在短缺程度加大的34个职业中，近半数与制造业直接相关。同时，制造业也看到了机器人在仓储场景产生的价值和投资回报率。
其次，劳动力成本的上升以及人口红利的消失，更多制造业所属的公司开始尝试通过机器人换人去降本增效，机器人的加入，也让制造业企业通过更少的人为参与，实现了更高、更稳定的良品率。比如，在一些使用自动化设备生产的工厂，人工搬运很难踏准节拍。
最后，整个制造业的订单结构也发生了巨大的变化，像最为传统的汽车行业，也已经从大规模的生产线变成了“多品种、小批量”这样的结构，这也对柔性物流的要求提出了很高的门槛。比如现在很多智能工厂采用的都是C2B模式，按照每个客户的需求定制产品，不可避免会发生订单忽高忽低的情况，订单量低的情况下，人力被闲置浪费，订单量高的情况下，又来不及补齐人工，在这种情况下，移动机器人却能做到随意增减。
未来十年，移动机器人的大规模应用将成为全世界制造业的十大趋势之一。随着人工智能技术在社会所有的领域的广泛应用，移动机器人将对整个人类社会的发展与进步产生更加巨大的影响。