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物流机器人,处在爆发前夜

发布时间:2023-02-2637 次浏览
中国物流机器人正在以前所未有的强势姿态抢食全球市场。 “半日达”“次日达”在快递日益高效的背后,是中国物流在智能化、科技化方面的努力。其主要的产品形态就是中国物流机器人。 在“工业4.0”的大背景下,中国产业转型升级,物流行业为了降本增效,也不断进行智能化尝试。当下,具备搬运、码垛、分拣等…

中国物流机器人正在以前所未有的强势姿态抢食全球市场。  “半日达”“次日达”在快递日益高效的背后,是中国物流在智能化、科技化方面的努力。其主要的产品形态就是中国物流机器人。  在“工业4.0”的大背景下,中国产业转型升级,物流行业为了降本增效,也不断进行智能化尝试。当下,具备搬运、码垛、分拣等功能的智能机器人,已成为物流行业当中的一大热点。  据Fairfiel的报告预测,在2021-2025 年期间,物流机器人市场将以23.7%的复合年增长率增长,到2025年,物流机器人市场的预期市场价值预计为 127.391亿美元。  虽然相比欧美,中国物流机器人还有很多不足,比如行业标准化生态、核心零部件技术的突破等,但如高工机器人产业研究所所长卢瀚宸对钛媒体APP所说,“物流机器人区别于工业机器人的追赶状态,中国物流机器人不管是技术水平,产业规模,还是厂商的综合实力,都具备引领全球的潜质。”  渗透率低,探索“低成本”是关键  物流机器人是指应用于仓库、分拣中心、以及运输途中等场景的,进行货物转移、搬运等操作的机器人。  从应用领域方面来看,物流机器人分为工业用物流机器人和商业用物流机器人;从功能方面来看,可分为分为AGV (自动引导车)、码垛机器人、分拣机器人、AMR (自主移动机器人)、RGV (有轨制导车辆)、无人配送机器人等,可应用于无人仓库、生产线、室外封闭或半封闭区域道路等场景。  交通运输部去年11月3日披露的数据显示,国内道路货运从业人员已达1728.73万人,约占各种运输方式从业人员总数的60%。常年在物流园或道路中行驶、装卸搬运货物等,呼吸道疾病、腰肌劳损、高处坠落、物体扎伤、砸伤、击伤、撞伤以及交通事故风险、疫情感染风险等已经成为物流人员最常见的“职业病”。  物流机器人的使用能够在有效地提高运送和分拣效率的同时减少人工操作带来的各种风险。以京东物流天狼机器人的应用,自动化系统替代人工作业准确率高达99.99%,存储密度提升300%+,拣选效率提升300%-500%,这个效率是惊人的。  但当前物流机器人在中国觉得大部分的仓库中使用率并不高,即使在欧美等发达国家应用也比较少。  睿工业MIR在月初发布了《2022年工业机器人赛道融资情况深度分析》。报告显示,物流行业2023年快递的市场规模将突破万亿元,但整个行业仍面临效率低下、工作环境恶劣、安全和质量事故频发的通病。而作为解决方案的智能化、无人化运营的渗透率极低,仅约3%左右。  对此,高工机器人产业研究所所长卢瀚宸对钛媒体APP分析道:“物流机器人的应用,总体的基数还小,但不可否认的是,物流机器人是机器人领域数年来增长最快的细分赛道之一。从应用细分看,以电商零售为代表的商贸流通领域,物流机器人的应用相对较多,大部分工业制造领域还处于物流机器人导入期,其中的关键因素有行业认知、技术发展水平、导入成本等。”  主要从事智能机器人研究的重庆乡村振兴研究院副院长赵立军也同样对钛媒体APP说到,“我们的物流机器人应用较少,主要就是现在物流机器人的智能化程度还有待完善提高,但是成本比较高。作为智能制造转型升级中非常重要的一环,它还需要时间,因此发展受多方面限制。”  物流机器人的成本主要集中在上游的零部件,例如核心控制器、驱动器等等。以AMR为例,一个激光雷达的价格从两三万到数十万不等,除此之外还需要考虑各种控制、定位技术模块的成本。以载重为 1吨的标准AGV叉车为例价格普遍在40-70万元/台。控制和降低成本成为众多物流机器人厂商积极探索的方向之一。  应用场景拓展,行业高速发展  从物流机器人的发展历史看,从最早的磁导航AGV就已有成熟的产业应用,已经有数十年历史。  中国物流机器人技术开始于1990年之后,北京起重机械研究所研制出第一台AGV,建成第一套AGV滚珠加工演示系统。1988年,原邮电部北京邮政科学技术研究所研制了邮政枢纽AGV。1991年,AGV首次应用于汽车装配线上。  2010-2020年,中国电商行业的快速发展,带动快递行业业务量飙升。仓储机器人的出现在一定程度上提高了电商物流的效率,也带动了整个中国AGV产业的发展。  随着电商、物流业的发展,海柔创新、新松、快仓、极智嘉等先后进入AGV研发与制造领域。  2012年,为了使配送中心高效,电商巨头亚马逊以7.75亿美元收购了自动化物流提供商Kiva的机器人仓储业务,开启了仓储自动化进程,成为行业内的标志性事件。  2015年起,类kiva式的仓储机器人开始在国内正式落地应用。当时物流机器人企业已经接近60家左右。  中国物流机器人经历了技术引进、专业市场引进、技术完善、技术应用等五个阶段后,中国物流机器人技术目前进入技术比较成熟的状态,部分研发与制造部分水平已经与国际接轨或甚至赶超国际水平。不仅快递物流行业,各个服装、电子产品等一些大的制造业企业也在自己的仓库开始使用物流机器人。  据华经产业研究院出版的《2022-2027年中国物流机器人行业市场调查研究及投资规划建议报告》显示,从行业应用结构来看,汽车工业、家电制造和电商仓储物流是物流机器人最主要的应用领域,占比合计达60%以上。其中汽车工业占比最高,为24%;其次为家电制造和电商仓储物流,占比分别为22%和15%。  但于此同时,物流机器人大多应用在大型物流或制造企业,相对的小企业在物流机器人的需求满足不及时。  从2016年就开始研发物流机器人的京东物流告诉钛媒体APP,“当前国内的一个普遍情况是更多的在做大企业的智能仓储,所以产品的设计更多是满足大企业的产品,大企业的应用,对小企业的关注太少。”  与此同时,小企业花钱买了智能仓储设备,有没有运维保障,这是目前中小企业面临的困境。完全真正适配中小企业的产品和服务还比较少。  近年来,物流机器人已经进入了快速发展的阶段。据报告数据显示,中国AGV市场规模从2017年的28.5亿元增长至2021年87.7亿元,年均复合增长率达32.45%。2021年我国物流机器人销量达7.2万台,同比增长75.61%。其行业相关专利申请数量为196项,同比增长22.7%。在投资事件数上,2021年共计72起,较2020年上升了14起。截至2022年9月,中国物流机器人行业投资事件数达到46起。  独立经济学家王赤坤告诉钛媒体APP,“当前我国物流机器人发展到了应用技术初步成熟阶段,已经开始进入大规模应用领域。”  分析当前的市场竞争环境,中国仓储机器人行业的龙头企业市场集中度较低,CR4仅有约24.7%,总体还是处在初级原子型阶段。  核心部件研发待突破,全球竞争优势显现  物流机器人涉及的核心技术主要包括导航定位技术、运动控制技术、多机器人集群控制技术等。相较于国外物流机器人的技术成熟度,中国物流机器人起步较晚,但胜在发展迅猛,应用场景多元化。  从技术层面来说,国外机械结构、导航定位、运动控制、传感器等方面较为成熟,在产品形态上也更加多样化,比如机械抓取、多机器人调度等。但是在核心技术产品化方面,国产磁导航和二维码导航产品与国外同类产品差距较小,国产激光导引产品与国外有一定差距。  尤其是在室外配送机器人领域,低速无人车路权审批较为困难,目前无人车配送在封闭园区场景拓展较为顺利,实际公路行驶还处在小规模实验阶段。而国外同类产品已获批部署上路,并达到L4级自动驾驶,大幅领先国内产品。  “总的来看,国内针对无人配送车形式运营相关的管理体系尚处于起步阶段。目前在社区、园区开展无人配送,有着较为宽松的政策环境,只要业主方、物业方认可,移动配送设施产品能力过关,无影响社区园区健康安全,产生风险的情况下,可以实施运营。但在室外配送总体尚未形成完全成熟的商业模式。”  京东物流对钛媒体APP表示,无人配送的规模化运营,需形成末端全链条配送,才能体现整体的成本优势、配送任务智能调度降本增效等优势。全链条智能无人配送方案落地,离不开法律法规、智能网联设施建设、技术稳定程度等多方面能力的加持。  从核心零部件方面来说,国产物流机器人在传感器、驱动控制器等核心部件上还在依赖国外品牌。  在物流机器人产业的上游核心零部件,比如控制器、伺服系统、精密减速器等,主要来自于日本的三菱、安川、松下,德国的西门子、博世,法国施耐德等企业。虽然国内的汇川技术、埃斯顿、雷赛智能、绿的谐波已经崭露头角,和外资掰手腕,但主要的市场份额仍控制在外资品牌手中。  “我们目前一些核心技术还没有突破,芯片还依赖进口,以及当前的基础设施建设还有受限。”赵立军谈到中国物流机器人发展受限时对钛媒体APP表示。  但从供应商方面来说,中国物流机器人厂商在产品价格方面相较国外厂商有着明显优势。以载重为 1吨的标准AGV叉车为例,相较于国内40-70万元/台的价格,国外的AGV产品价格普遍在80-100万/台。  在市场需求方面,欧美日韩等发达国家劳动力短缺、劳动力成本较高,以仓库工人平均年薪为例,国内仓库工人平均年薪5万元左右,而美国英国可达20万元。相较于国内,海外客户有着更强的物流机器人应用意愿。并且近年来,随着东南亚地区零售电商渗透率提高,人工优势降低,东南亚的物流机器人需求也在逐步释放。  可以说,随着国际市场需求增加,在国际市场竞争中,中国物流机器人产品拥有者无可比拟的价格优势。  “物流机器人区别于工业机器人的追赶状态,中国物流机器人不管是技术水平,产业规模,还是厂商的综合实力,都具备引领全球的潜质。” 高工机器人产业研究所所长卢瀚宸对钛媒体App说到。  但于此同时卢瀚宸也表示,就产业本身而言,当前不足的地方在于还未形成行业规范标准,这一点欧洲已经初步形成,这对于产业的长期健康发展形成一定的掣肘。  智能化将加速物流机器人普及  总的来看,当前中国物流机器人的阻碍因素还在于成本投入是否获得相应的成本节约,随着经济大盘的增长,业务规模的增加,阻碍因素在渐渐减弱。  机器人的应用和部署是个逐渐提高的过程,目前国内仓储机器人的年增长大概50%左右,已经大大超过国际平均增速,但因基数较少,所以目前的总部署数量还未达发达国家水平。随着国内机器人在新技术、新场景、关键器件的研发和探索中慢慢成熟,物流机器人在未来的需求释放越来越大。  在标准化方面,当前物流机器人的产品也正在逐步标准化。  2022年,京东物流联合大陆智源、极智嘉、海柔创新、科聪、木蚁机器人、塔斯克机器人、仙工智能、行深智能等业内知名企业成立移动机器人技术生态联盟R9(Robot 9),并发布R9-001移动机器人通讯技术规范。R9-001的技术规范能够兼顾大多数移动机器人的搬运场景和控制调度,并具备高安全性、扩展性和完整性。  京东物流告诉钛媒体APP,“国内主要的几家检测中心已经着手起草CR标准已经多年,目前已经在逐渐推广和应用,主要的困难在于机器人的场景应用广泛性,需要一定的市场认知、企业接受的过程,该标准化落地应该慢慢就会实现。”  近年来,在电子商务的需求拉动下,在人工智能、物联网、大数据、云计算等新技术的驱动下,中国物流机器人行业大踏步前进。  随着技术的日益成熟、市场竞争日趋激烈,物流机器人在市场应用过程中出现的痛点也会愈发凸显,单一的技术将越来越难以满足多样化的场景需求,多种技术的融合成为必然趋势。如“AGV+机械手”、“AGV+货叉”等复合机器人的研发, “激光导航+磁钉导航”等复合导航技术的应用等。

对此,王赤坤对钛媒体APP表示,“物流机器人新的发展方向,包括物流机器人技术的进一步完善,拓展新的应用领域,提高物流机器人的移动和活动能力,以及进行数据解析和分析,进一步提高机器人的智能化程度。”

可以想见,未来物流机器人的发展将更加智能化和柔性化,实现更复杂层面的自主行动,比如辨别红绿灯、自动驾驶、路线规划、主动换道、车位识别、自主泊车等,甚至实现上万台机器人同时协作调度等,提高仓储物流整体的运作效率,这对物流行业来说是颠覆性的,必将推动物流行业加速进化,形成全新的物流生态系统。

“物流机器人已逐步从单机智能向群体智能进化和迭代,其中多机协同、不同车型混合调度管理、不同品牌车型混合调度管理将会是新的发展方向和命题。”高工机器人产业研究所所长卢瀚宸对钛媒体APP说到。


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