友达如何联手凌华、Intel,推动制造业全面进化

深夜的工厂里,搭载着机器手臂的自主移动机器人(AMR,Autonomous Mobile Robot)不停地来回移动,将半成品由这一站运送到下一站,确保产线生产不中断。这台可搭载机器手臂、具有导航、移动的自主移动机器人,是目前工业自动化市场上最热门的设备之一。

根据美国ARC顾问集团所发布《2020年自主移动机器人全球市场研究》,2020至2025年间,全球AMR市场将以年复合增长率15.2%的速度持续增长,预计2025年市场规模将来到6.46亿美元,其中,仓储与制造业生产线的应用,将是推动AMR市场增长最主要的力道。

看好AMR发展潜力,深耕面板制造十多年的友达,涉足为智能制造解决方案供应商,将AMR视为主力产品之一,目前更积极进行产品升级,导入工业计算机大厂凌华与Intel合作的ROS 2控制器ROScube-I,加快AMR从产品研发到上市的速度。友达凭借在制造领域多年且丰富经验与专业知识与技术,不但回应客户需求快速,还能复制到各种不同产业。

从ROS 1超进化到ROS 2!友达AMR车队可群机协作、效率大幅提升

友达商用解决方案研发处处长陈文杰指出,友达刚涉足AMR市场时,从车体设计、操作系统集成、SLAM算法、系统功能开发……等作业,皆由内部开发团队负责。

 

为了加快产品的开发速度,当时内部团队一致决定使用机器人操作系统ROS,因其为开源平台,在AMR应用上累计了相当丰富的资源,包括SLAM、避障、引导等,有助于产品开发。

然而,ROS 1所采用的通信方式,只能由上层系统进行车队管理,但如果碰上两台AMR在执行任务过程中相遇在一起的状况,哪一台车要先行?或是哪一台车可以紧急支持其他任务?这些AMR的调度分配,都得由上层系统来派发命令,在厂区面积大与AMR的数量较多时,这样的系统架构相对没有效率。

ROS 2关键核心技术——资料分布式服务(Data Distribution Service,DDS),改良了ROS 1集中式通信架构上的缺点,让AMR可以进行车对车的沟通、甚至是分布式的群机协作,不用再通过上层车队管理系统,自然也提高了运行效率。“ROS 2是友达AMR下一个阶段的产品发展重点,”陈文杰语气肯定地说。

缩短至少三分之一以上开发时间,凌华成友达最佳产品升级伙伴

在产品升级过程中,友达观察到凌华投入ROS 2发展已久,不只有将机器人控制器ROScube与ROS环境进行软硬件之间集成外,还能提供相关的ROS的软件开发组件NeuronSDK与专业技术协助,成为友达最佳合作伙伴。

友达光电商用解决方案业务处经理王永迪透露,以前使用一般工业计算机作为控制器,再自行集成ROS操作系统,产品开发时间至少要4—6个月,如今受益于ROScube已经集成好环境与提供Neuron SDK的缘故,省下自行集成软硬件的工作,新一代产品的开发时间有效地缩短了2个月。

更重要的是,凌华有专门聚焦ROS 2在AMR应用的专业团队,可以协助友达AMR开发团队快速地解决问题。 “刚开始接触ROS 2时,内部对DDS技术还不是非常熟悉,凌华提供了很多协助,让我们在短时间内熟悉这项技术。”王永迪语带感谢地说。

友达计划导入虚拟化技术架构,ROS控制器也能指挥机械手臂

除了改用ROS 2外,友达产品升级还有第二个重点,就是导入虚拟化技术(Hypervisor)架构,可安全地执行关键任务。陈文杰说明,目前友达AMR将安全相关的功能设计在底层,走MCU架构,如:避障、防碰撞等,而上层ROS 2操作系统则负责建图、定位、导航等任务。

因为ROScube具备多样的I/O连接端口,还有坚固型USB可以预防震动造成脱落,能够满足各种AMR应用的需求,更因具有高度的兼容性,能应对客户需求,集成各家的机械手臂。

此外,由于因搭载Intel处理器、Intel Iris显示芯片、Movidius、OpenVINO等技术,其运算性能非常强大,在执行前述控车任务之余,还有许多剩余资源可以使用。

因此,友达计划导入像是Intel Edge Control Platform(ECI)的ACRN虚拟化技术架构,安装其他即时操作系统(RTOS,Real-time OS),让ROScube也能执行机器手臂取放物品、AI视觉识别等运算,充分应用硬件资源。

对制造业来说,AMR应用可以有效解决缺工问题,还能提高生产品质和良率,包括半导体业、3C产业都有相当大的潜在需求。不过市场需求虽然庞大,但由于制造场景及应用需求多样化,导致AMR定制化程度偏高。

陈文杰希望,通过与凌华的合作进行专业分工,由凌华负责ROS运算核心技术,友达则专注AMR产品的开发,以其年轻、有活力的RD与服务团队,带入新技术、新思维,在了解客户以及其场景的需求后,进行系统集成作业,协助客户迅速解决痛点,并提供完善的售前/售后服务,如此才能加快AMR应用速度,推动台湾制造业全面升级。

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