深夜的工廠里，搭載著機(jī)器手臂的自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR，Autonomous Mobile Robot）不停地來回移動(dòng)，將半成品由這一站運(yùn)送到下一站，確保產(chǎn)線生產(chǎn)不中斷。這臺(tái)可搭載機(jī)器手臂、具有導(dǎo)航、移動(dòng)的自主移動(dòng)機(jī)器人，是目前工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)上最熱門的設(shè)備之一。

根據(jù)美國(guó)ARC顧問集團(tuán)所發(fā)布《2020年自主移動(dòng)機(jī)器人全球市場(chǎng)研究》，2020至2025年間，全球AMR市場(chǎng)將以年復(fù)合增長(zhǎng)率15.2%的速度持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)規(guī)模將來到6.46億美元，其中，倉(cāng)儲(chǔ)與制造業(yè)生產(chǎn)線的應(yīng)用，將是推動(dòng)AMR市場(chǎng)增長(zhǎng)最主要的力道。

看好AMR發(fā)展?jié)摿Γ罡姘逯圃焓嗄甑挠堰_(dá)，涉足為智能制造解決方案供應(yīng)商，將AMR視為主力產(chǎn)品之一，目前更積極進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)，導(dǎo)入工業(yè)計(jì)算機(jī)大廠凌華與Intel合作的ROS 2控制器ROScube-I，加快AMR從產(chǎn)品研發(fā)到上市的速度。友達(dá)憑借在制造領(lǐng)域多年且豐富經(jīng)驗(yàn)與專業(yè)知識(shí)與技術(shù)，不但回應(yīng)客戶需求快速，還能復(fù)制到各種不同產(chǎn)業(yè)。

從ROS 1超進(jìn)化到ROS 2！友達(dá)AMR車隊(duì)可群機(jī)協(xié)作、效率大幅提升

友達(dá)商用解決方案研發(fā)處處長(zhǎng)陳文杰指出，友達(dá)剛涉足AMR市場(chǎng)時(shí)，從車體設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)集成、SLAM算法、系統(tǒng)功能開發(fā)……等作業(yè)，皆由內(nèi)部開發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)。

為了加快產(chǎn)品的開發(fā)速度，當(dāng)時(shí)內(nèi)部團(tuán)隊(duì)一致決定使用機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS，因其為開源平臺(tái)，在AMR應(yīng)用上累計(jì)了相當(dāng)豐富的資源，包括SLAM、避障、引導(dǎo)等，有助于產(chǎn)品開發(fā)。

然而，ROS 1所采用的通信方式，只能由上層系統(tǒng)進(jìn)行車隊(duì)管理，但如果碰上兩臺(tái)AMR在執(zhí)行任務(wù)過程中相遇在一起的狀況，哪一臺(tái)車要先行？或是哪一臺(tái)車可以緊急支持其他任務(wù)？這些AMR的調(diào)度分配，都得由上層系統(tǒng)來派發(fā)命令，在廠區(qū)面積大與AMR的數(shù)量較多時(shí)，這樣的系統(tǒng)架構(gòu)相對(duì)沒有效率。

而ROS 2關(guān)鍵核心技術(shù)——資料分布式服務(wù)（Data Distribution Service，DDS），改良了ROS 1集中式通信架構(gòu)上的缺點(diǎn)，讓AMR可以進(jìn)行車對(duì)車的溝通、甚至是分布式的群機(jī)協(xié)作，不用再通過上層車隊(duì)管理系統(tǒng)，自然也提高了運(yùn)行效率。“ROS 2是友達(dá)AMR下一個(gè)階段的產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)，”陳文杰語(yǔ)氣肯定地說。

縮短至少三分之一以上開發(fā)時(shí)間，凌華成友達(dá)最佳產(chǎn)品升級(jí)伙伴

在產(chǎn)品升級(jí)過程中，友達(dá)觀察到凌華投入ROS 2發(fā)展已久，不只有將機(jī)器人控制器ROScube與ROS環(huán)境進(jìn)行軟硬件之間集成外，還能提供相關(guān)的ROS的軟件開發(fā)組件NeuronSDK與專業(yè)技術(shù)協(xié)助，成為友達(dá)最佳合作伙伴。

友達(dá)光電商用解決方案業(yè)務(wù)處經(jīng)理王永迪透露，以前使用一般工業(yè)計(jì)算機(jī)作為控制器，再自行集成ROS操作系統(tǒng)，產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間至少要4—6個(gè)月，如今受益于ROScube已經(jīng)集成好環(huán)境與提供Neuron SDK的緣故，省下自行集成軟硬件的工作，新一代產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間有效地縮短了2個(gè)月。

更重要的是，凌華有專門聚焦ROS 2在AMR應(yīng)用的專業(yè)團(tuán)隊(duì)，可以協(xié)助友達(dá)AMR開發(fā)團(tuán)隊(duì)快速地解決問題。 “剛開始接觸ROS 2時(shí)，內(nèi)部對(duì)DDS技術(shù)還不是非常熟悉，凌華提供了很多協(xié)助，讓我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)熟悉這項(xiàng)技術(shù)。”王永迪語(yǔ)帶感謝地說。

友達(dá)計(jì)劃導(dǎo)入虛擬化技術(shù)架構(gòu)，ROS控制器也能指揮機(jī)械手臂

除了改用ROS 2外，友達(dá)產(chǎn)品升級(jí)還有第二個(gè)重點(diǎn)，就是導(dǎo)入虛擬化技術(shù)（Hypervisor）架構(gòu)，可安全地執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)。陳文杰說明，目前友達(dá)AMR將安全相關(guān)的功能設(shè)計(jì)在底層，走M(jìn)CU架構(gòu)，如：避障、防碰撞等，而上層ROS 2操作系統(tǒng)則負(fù)責(zé)建圖、定位、導(dǎo)航等任務(wù)。

因?yàn)镽OScube具備多樣的I/O連接端口，還有堅(jiān)固型USB可以預(yù)防震動(dòng)造成脫落，能夠滿足各種AMR應(yīng)用的需求，更因具有高度的兼容性，能應(yīng)對(duì)客戶需求，集成各家的機(jī)械手臂。

此外，由于因搭載Intel處理器、Intel Iris顯示芯片、Movidius、OpenVINO等技術(shù)，其運(yùn)算性能非常強(qiáng)大，在執(zhí)行前述控車任務(wù)之余，還有許多剩余資源可以使用。

因此，友達(dá)計(jì)劃導(dǎo)入像是Intel Edge Control Platform（ECI）的ACRN虛擬化技術(shù)架構(gòu)，安裝其他即時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS，Real-time OS），讓ROScube也能執(zhí)行機(jī)器手臂取放物品、AI視覺識(shí)別等運(yùn)算，充分應(yīng)用硬件資源。

對(duì)制造業(yè)來說，AMR應(yīng)用可以有效解決缺工問題，還能提高生產(chǎn)品質(zhì)和良率，包括半導(dǎo)體業(yè)、3C產(chǎn)業(yè)都有相當(dāng)大的潛在需求。不過市場(chǎng)需求雖然龐大，但由于制造場(chǎng)景及應(yīng)用需求多樣化，導(dǎo)致AMR定制化程度偏高。

陳文杰希望，通過與凌華的合作進(jìn)行專業(yè)分工，由凌華負(fù)責(zé)ROS運(yùn)算核心技術(shù)，友達(dá)則專注AMR產(chǎn)品的開發(fā)，以其年輕、有活力的RD與服務(wù)團(tuán)隊(duì)，帶入新技術(shù)、新思維，在了解客戶以及其場(chǎng)景的需求后，進(jìn)行系統(tǒng)集成作業(yè)，協(xié)助客戶迅速解決痛點(diǎn)，并提供完善的售前/售后服務(wù)，如此才能加快AMR應(yīng)用速度，推動(dòng)臺(tái)灣制造業(yè)全面升級(jí)。