前言
中国的移动机器人(AGV)历经20多年快速发展,从无到有,从大到强,横跨了物流与机器人两大行业,取得举世瞩目的成绩。随着中国人口红利消失及国内产业转型,各种机器人应用广泛、市场空间巨大。而国产移动机器人更成为机器人领域里的一颗明珠,从自主技术、产品研发,到走出国门的竞争力,可以说毫不逊色于国外同行,且销售额每年都以平均30%以上速度的增长。
移动机器人的强劲表现,与广泛的国民经济生产需求有关。中国移动机器人的发展从产品增量需求大幅增加,笔者认为经历了三个阶段。
第一阶段为20世纪90年代至2010年,属于初级发展阶段,主要是中国自主研发和合作引进并存,能够生产AGV的国内企业不超过5家,AGV每年出货量很低,用户主要集中在烟草和汽车等行业。
2010年以来进入第二阶段,随着中国汽车工业快速发展,性价比高、轻负载及低定位精度的移动机器人,在汽车动力总成、冲压、焊装及总装四大工艺车间迅速推广。
到2018年底,国内各品牌汽车厂基本都应用了这种物料配送模式,AGV应用数量成几何级倍数增长。
第三阶段的爆发点是2014年Amazon收购Kiva公司并大量采用移动机器人后,国内电商企业纷纷效仿,在存储、分拣领域布局货架搬运机器人,成为近年来AGV市场发展的新热点。新的移动机器人公司也如雨后春笋般快速增长,并受到资本热捧。
一、中国移动机器人(AGV)行业2018年发展回顾
2018年的中国移动机器人行业,可以称为“百花齐放”。因国内市场需求强劲,AGV的新应用领域、新模式、旧模式改造等创新点众多,造就了一批专业深耕某领域且取得不俗业绩的厂家,市场销售额继续扩大,例如沈阳新松借冬奥会这个重要舞台向全球展示了中国移动机器人的技术和能力。
据不完全统计,2012年国内生产AGV本体的企业在20家以内,2015年12月达到60家左右,2018年超过了120家。
据新战略机器人产业研究所的统计数据,国内销售收入过亿元人民币的AGV企业2018年已经超过了10家,2018年中国AGV市场容量超过40亿元,AGV叉车的出货量首次超过了1000台。
从区域的市场集中度来看,我国AGV市场仍将处于加强集中状态。
珠三角和长三角仍然是AGV的主要聚集地,由此可见,AGV的区域市场集中度近于垄断状态,AGV区域集中度逐渐提高。综合来看,广东、江苏、上海、浙江等区域未来可能是中国AGV行业重点发展区域。
回顾2018年,移动机器人行业发展有喜有忧,笔者想从5个方面来分享一下个人的观点:
1.1同质化等多方面因素导致的价格战
生产厂家增多、行业标准缺失、最低价中标、同质化以及资本对赌/并购,使近年来中国移动机器人行业竞争日趋白热化,直接导致激烈的价格战。有的行业,如前文所述的汽车物流AGV以及电商分拣AGV两个领域,大部分AGV企业都是微利或者是赔钱做项目,难以避免出现降低产品质量、“一锤子买卖”、售后服务高价等问题,市场出现了一系列劣质工程,客户抱怨增加,直接影响到AGV行业健康发展,以及企业对应用AGV的信心。当前依靠低价去开拓市场的现象,在行业内还是非常普遍,低价策略直接导致劣币驱逐良币,使企业前期技术投入热情降低,不利于行业发展。
1.2融资收购对赌依然继续
2018年,移动机器人行业资本过热后已逐渐趋于理性,资本更加关注那些技术积累雄厚的企业,老牌企业继续稳中求进,新兴公司也在努力探索适合自己的发展道路。而在行业发展过程中,资本也起着举足轻重的作用。
2018年仅AGV本体厂商就有近十家获得了融资。其中,极智嘉以1.5亿美元刷新全球物流机器人领域融资记录,充分表明了资本对于移动机器人的看好。但值得注意的是,除了少数企业之外,整体而言,移动机器人企业融资金额并不大,大多都集中在千万元级别,上亿的并不多;且同2017年一样,2018年业内企业融资大部分都还停留在前两轮,能进入C轮的企业基本上没有。
1.3行业细分更加明显,海外市场开拓取得不俗业绩
移动机器人领域市场细分特征非常明显,有一定技术积累加上行业深耕,总能摸索出一种适合行业特点的AGV应用新模式。这种新模式、新需求,也是AGV市场扩大增量的必由之路。由于各个应用场景的特性不同,对于AGV的技术要求也不同,所以在某些应用方面,有些AGV企业更具有先天优势。与此同时,立足于细分领域深耕已经成为很多企业未来的发展目标,尤其是对于一些创业型公司而言,没有足够的能力去开拓各个行业市场,所以选择某一个或几个领域进行深耕成为很多企业的选择。
应用在家电行业的叉车式移动机器人
随着国内AGV行业不断发展,国产AGV也正在加快走出去的步伐。为此,国内一些企业开始进行国际认证以确保在海外市场的通行。目前AGV海外项目的接连落地,让我们看到了国产AGV企业的国际竞争力正在逐步增强。
应用在拖拉机装配的移载 AGV
1.4尝试自营第三方仓储、融资租赁新商业模式
近两年,由于国内移动机器人市场竞争激烈,许多AGV厂家为了扩大行业影响,保障出货量,并为提高产品应用可靠性提供测试机会,开始尝试新的商业模式,但行业内对此褒贬不一。
(1)为电子商务公司配套自营仓库
这种商业模式将原来电子商务公司的运营成本转嫁给AGV提供方,后者按单提成收回投资。由于前期投资大、账期长,AGV企业只能靠融资解决资金问题。此模式要求移动机器人厂家改变经营思路,组建仓储运营团队,而市场的不确定性及专业运营经验对AGV企业来说是不小的考验;同时,电子商务公司的信息共享意愿以及运营低成本要求,对AGV企业也提出了挑战。这种模式是否成功,需要时间来验证。
(2)融资租赁商业模式
这种商业模式的思路源于叉车企业,国内叉车企业基本都开展了叉车融资租赁业务。据金准产业研究团队目前了解情况,大多数移动机器人企业都不愿意接受这种模式,只有极个别案例实施。主要原因是,相对叉车这种标准化的产品来说,目前AGV要部署到客户现场,需要AGV系统及专业人员提供技术支持,特别是随着生产企业现场工艺调整,需要重新部署AGV,还有可能因为客户提出新的要求,原有AGV需要改造或者新制,供需双方的责任和义务划分非常麻烦。
1.5产业联盟建立,为行业未来规范及健康发展提供了平台
2017年,中国移动机器人(AGV)产业联盟正式成立,这是中国AGV领域唯一的行业性组织。2018年,该联盟也随着AGV行业的发展不断壮大。截至目前,联盟已有成员企业185家,其中AGV相关产业链企业超过160家,同时产业联盟发布的数据更加真实可靠,为行业健康发展提供交流共享平台。
中国移动机器人(AGV)产业联盟有四大特色引人关注:
一是联盟成员全部由业内主流企业的领袖人物组成,用企业联合创始人方式加速产业革命,将更有利于加快产业上下游和横向资源整合与转化。
二是目前联盟成员涵盖AGV机器人全产业链几乎所有核心企业,未来联盟将重点覆盖AGV核心器件、机器人本体、系统集成三大领域。
三是联盟组建了较大阵容的主席团和专家顾问团,涵盖了中国AGV机器人领域的领先人物。
四是联盟邀请和吸收了各大应用行业知名企业作为名誉理事单位,并吸收了高校和研究机构及测试机构等单位加入,为联盟的产需对接和技术落地提供平台,形成了产、学、研、用全产业链的组织架构。
二、产业链:下游需求旺盛带动产业链快速发展
移动机器人(AGV)是工业机器人的一种。它由计算机控制,具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能,在实际生产中最主要的用途是搬运,可以说只要有搬运需求的地方,就有移动机器人的应用可能。
移动机器人(AGV)属于工业机器人的一种,具有与工业机器人相同的产业链结构。上游为机器人零部件制造商。这一部分是产业链的核心,在机器人产品中占据绝大多数成本。中游为机器人制造与系统集成企业。下游则包括汽车、3C电子、物流等应用行业。
国内移动机器人市场目前的国产化率很高,达80%以上。在国外产品在机器人领域占据主流的国内市场,移动机器人市场的这一国产化率可谓独树一帜。国产化率高源于国内厂家性价比明显。
2.1上游:核心零部件依赖国外厂商,国内企业有待进一步发展
工业机器人产品最主要的成本集中于减速器、伺服系统和运动控制器等核心零部件身上。减速器、伺服系统和运动控制器三者成本加和超过75%。因此从这一角度分析,工业机器人产业链的核心是上游的机器人零部件制造商。目前,国内市场上的机器人产品,其核心零部件大多来自于国外机器人零部件制造商,采用国内机器人零部件制造商产品的企业数量较少。究其原因有二:①减速器等核心零部件产品研发难度大,所需技术积累较为深厚,因此国内有资质有能力设计研发生产核心零部件产品企业数量较少且技术成熟度较低②中游的机器人本体制造企业对国内机器人零部件供应商的产品质量存疑,为争取市场份额获取客户信任而采用国外机器人零部件供应商产品。
而在移动机器人(AGV)这一国产化率极高的细分市场,中游的机器人本体制造企业也依旧难逃此类问题。移动机器人(AGV)主要由驱动、系统和导引三部分组成,其中,在驱动控制器、系统、以及激动导航传感器等核心部件上,依然是国外品牌的天下,虽然外资企业无法实现对我国AGV市场的直接垄断,但却能利用关键技术及核心零部件上的优势,来对我国企业形成掣肘和牵制。因此长远来看,若想在移动机器人领域有所作为,国内企业需要在上游的机器人零部件上持续发力。
2.2中游:“个性化服务+高性价比”推动产业快速发展
移动机器人(AGV)中游主要包括机器人本体制造和系统集成两部分。目前国内的需求方两极分化严重,既有华为、东风汽车、京东等大型企业,也有年销售额勉强过亿的小型企业。而其中大量订单来源于后者,它们对移动机器人(AGV)的需求多则四五台,少则一两台,且应用场景、具体需求各有不同,加上自身改造能力弱,需要中游厂商为他们提供完善的后续服务。因此能够为需求方提供个性化服务的中游国内机器人本体制造商很受这些需求方青睐。2013年至2018年,中国AGV机器人销量从最初的2439台增长至2018年的18000台(估计值),产业发展速度极快。
国产机器人具有一定的性价比。国外的AGV产品价格普遍在80-100万/台,而国内的AGV产品价格普遍在40-70万元/台,比国外低50%左右。2018年,移动机器人行业的价格战趋势并没有停下来,有些企业甚至推出了9.8万的叉车AGV,以低价打开市场仍然是目前国产移动机器人的主要策略。
2.3下游:人口红利降低与新兴领域发展造就AGV高需求
根据国家统计局公布的数据,近二十年来我国的出生率长期处于历史低位,近两年甚至出现进一步下行趋势。原本享受我国高出生率带来的人口红利的行业,例如3C电子、物流、汽车制造等,都将面临出生率长期低迷带来的人口红利下降的影响。因此,作为人力资源的一大替代品,移动机器人(AGV)的需求变得愈发旺盛。目前市场上对移动机器人(AGV)的需求主要来自于需要降低搬运人力成本的小微企业。
与此同时新兴行业的兴起也进一步带动了移动机器人的需求。随着电子商务的发展,物流行业的工作强度大幅提升,对搬运的工作效率也提出了更高的要求。以2014年的数据为例,在当时移动机器人等设备尚未普及的情况下,双十一等重要销售活动之后,快递搬运工日人均搬运重量超过1吨,日工作时间达十几个小时;消费者在网上下单后平均需要等待6-7天,比在非活动日购买商品等待时间多了近一倍。为了更好的优化消费者的消费体验,各大电商纷纷引入各种机器设备,力求将物流往智能化、自动化的方向推进。
而移动机器人也自然而然成为了实现物流自动化智能化的首选。移动机器人(AGV)在自动化、灵活性和安全性三个方面的独特优势使得移动机器人(AGV)成为物流智能化、自动化的最优选择。
(1)自动化程度高:无人搬运车AGV相比人工叉车运送物料来说具有极高的自动化。当车间某一环节需要辅料时,由工作人员向计算机终端输入相关信息,计算机终端再将信息发送到AGV中央控制系统,系统向AGV发送控制指令,AGV接受并执行将辅料自动搬运至相应地点。AGV只需要输入相关的指令就能很好的完成任务,只要输入的指令没有问题,就不会有问题,避免了各种错误的发生。
(2)灵活性强:AGV小车能够灵活地与各类生产线,装配线,输送线,站台,货架,作业点等有机结合。实现最大限度地缩短物流周转周期,降低物料的周转消耗,实现来料与加工,物流与生产,成品与销售的柔性衔接,最大限度地提高生产系统的工作效率。
(3)安全性好:移动机器人(AGV)具有较完善的安全防护能力,有智能化的交通管理,安全与避碰,多级警示,紧急制动,故障报告等。能够在许多不适宜人类工作的场合发挥独特作用。
三、行业空间及趋势分析
3.1行业空间分析:多领域应用前景广阔,超百亿市场可期
从应用场景来看,移动机器人主要应用于搬运场景,凡是有搬运的地方就有移动机器人应用的可能。而从应用领域来看,汽车工业、3C电子、烟草行业、物流行业是移动机器人应用最为广泛而且前景最为广阔的几个行业。
从未来市场规模来看,移动机器人(AGV)市场规模有望达140亿元。根据我国移动机器人(AGV)市场实际发展情况来看,2018年我国移动机器人(AGV)销量为29600台,市场规模达到42.5亿元。由于需求端的叉车替换需求、仓储机器人需求等都较为旺盛,保守估计未来五年移动机器人(AGV)销量的复合增长率大概率维持在25%左右,再考虑技术进步带来的产品每年约5%的降价水平,以此计算我国移动机器人市场在五年后将达到140亿元左右,产业发展空间巨大。
3.1.1汽车行业:传统移动机器人(AGV)应用领域需求巨大
移动机器人(AGV)在汽车行业的应用源于瑞典汽车制造商沃尔沃。早在1973年,沃尔沃就引进了实时运输理念,也就是根据需要及时把物料运送到机械和装配车间。据此理念沃尔沃在kalmar轿车装配线上大量采用了AGV进行计算机控制装配作业。1984年,美国通用汽车公司完成了它的第一个柔性装配系统,从此该公司就成为当时AGV的最大用户。1986年通用公司的移动机器人(AGV)已达1407台(包括牵引式小车、叉车和单兀装卸小车),1987年又新增1662台。目前,在美国,汽车行业占到移动机器人(AGV)总用量的百分之八十以上,而在欧洲这个比例也超过五成。
移动机器人(AGV)在汽车行业的典型应用主要在于发动机装配线,或者底盘和平台的对接。比如:①原材料的自动运输②总装线的运输③测试区的往来运输④生产车间与成品之间的自动运输。
无论是从使用量还是应用成熟度,汽车行业无疑是AGV最强大的市场和最大的支持力量。一个汽车企业往往要使用数百台甚至上千台AGV,如东风日产广州花都工厂就使用了超过1000台AGV。从目前国内汽车制造厂商的数据来看,大多数汽车企业都采用了国产的AGV作为厂内生产物流的一个流通硬件,国产化率较高。目前,我国成立时间较长的移动机器人(AGV)企业大都与汽车行业不可分割,且在汽车行业有了较大的影响力,拥有较为稳定的合作关系。
3.1.2电子行业:大体量+招工难造就AGV广阔前景
2013年至2017年是我国3C电子制造业的爆发期。在这短短几年内,3C制造业产值从约1.43万亿元上升至2.46万元,保持了14.5%的年复合增长率。金准产业研究团队预计2018年3C电子行业将达到2.6万亿元。3C产业庞大体量给移动机器人(AGV)提供了巨大的市场容量;与此同时,3C产业大量人工需求与人口红利下降带来的招工难的矛盾,进一步造就了移动机器人(AGV)应用于3C产业的广阔前景。目前国内3C行业机器人密度仅为11台/万员工,而日韩国家的机器人密度早已超过1200台/万员工,机器人普及率存在极大差距,应用空间前景极大。
目前3C行业在物流方面有以下3点要求:①3C电子产品普遍为大批量定制、生产周期短,对于柔性化、矩阵式生产的需求要求物流具备快速应变能力②生产线拆解更细分,物流频次上升,要求物流更高效率③可与MES系统对接,将生产信息准确映射为生产作业,精准控制供应链和生产节拍。针对3C电子行业的这三点要求,以柔性化为主的移动机器人(AGV)成为最优选择。例如无轨AGV机器人,搬运速度为传统磁条AGV的3-4倍,能够满足物流频次上升需求;单台AGV出现故障、产线变更,不会影响AGV系统运行,缩短停工频次时间提高效率;能与MES系统对接,精准控制物料供应和生产节拍。
3.1.3烟草行业:行业整合移动机器人(AGV)需求稳步提升
烟草行业具有物料流量大,运送环节多,生产过程自动化、柔性化程度高,信息控制管理系统要求严等特点。移动机器人(AGV)作为现代化生产过程的标志性装备,具备了能较好满足上述特点的条件,加之烟草行业整体效益较好,有条件更新装备,因而移动机器人(AGV)在烟草行业很在就得到了推广应用。
根据《云南省烟草公司普洱市公司2018年卷烟分拣、装卸业务外包项目招标公告》可知,卷烟分拣过程中包括人工划箱、补货、包装、搬运作业,卷烟仓储的出入库上下车装卸、搬运、堆码、纸箱的回收搬运和上下车、物流分公司日常事务的零星物品搬运等作业。根据此流程,卷烟厂在物流上需要的相关人员至少需要40人左右:①整个项目的实施进行管理的专门负责人1名②操作一套半自动分拣系统进行分拣补货、包装作业的固定使用工人20-30名③卷烟仓储的出入库作业工人10名④分拣临时替工5人。按每位工人的工资为3000元/月,全年所需人员工资144万元,约合国产移动机器人(AGV)3台的购买费用。如果选择用移动机器人(AGV)替代人工,6至8台移动机器人(AGV)可以完成以上卷烟分拣过程。如此算来,约2—3年的人工成本即超过移动机器人(AGV)购买及维护的成本,因此通过使用移动机器人(AGV),员工劳动强度、装卸破损率和用工成本均得到了有效降低。目前烟草行业智能化已经较为成熟,移动机器人(AGV)在烟草行业的普及率较高,相关产品产销量增速较为稳定。
3.1.4物流行业:各大电商均已布局,智能化物流呼唤AGV
物流行业上来看,移动机器人(AGV)最大的应用领域可能是电子商务物流服务。电子商务之间的竞争从很大程度上讲是物流之争,物流服务更好的商家将赢得更多的客户。因此,如何快速精准地送达快递,如何解决爆仓、错发、漏发、暴力分拣、快件丢失等问题,如何打造出拣货效率高、错发率低的电商仓库,成为了当下电商仓储物流行业的当务之急。移动机器人(AGV)很好地解决了这些问题,在工作效率上具有传统的人工作业或叉车作业无法具备的优势。
移动机器人(AGV)可以按照最优的行驶路线自动搬运,准确地停靠在想要的人工拣货站台出,拣出相应数量的货物。而与之相配的AGV智能管理系统可以完成对所有货物情况和作业环节的监管,可以随时查看到货物的存储、发货、运输等情况,使客户实时掌握自己商品的动态。包装等作业环节通过视频全程记录,并永久保存,保证每一环节的可追溯性,确保货物安全性。
目前各大电商物流公司都已经注意到了移动机器人(AGV)的独特优势并着手建立智能仓库以配适其发展。2015年,阿里就在天猫超市天津仓库布局了一款仓储机器人——曹操,整个系统都由阿里自主研发,造价上百万元,该机器人接到订单后,可以迅速定位出商品在仓库分布的位置,并且规划最优捡货路径,拣完货后会自动把货物送到打包台,减少仓管人员的步行距离,大大增加了仓库分拣打包的效率;2016年“双十一”期间,阿里旗下的菜鸟网络在海宁建设的“智能仓库”正式投入了使用,这是国内首家以机器代替人工完成商品分拣、装箱全程的智能仓库,其中包括此前曝光过的由菜鸟自主研发的智能AGV机器人;2017年,过半的电商平台开始采用AGV自动分拣机器人,上海邮政EMS在双十一期间率先使用AGV,350台AGV每小时单个分拣量可达1.8万件,而且准确率高达99.99%。
3.2未来移动机器人行业发展趋势
3.2.1产品特点趋势:高性价比且易用
我国国内工业机器人市场在呈现出较为明显的“长尾特征”,除3C等快速崛起市场占据一定份额外,其他应用市场均存在客户规模小、资金实力差、应用水平低、地理分布极其分散、整体数量巨大等特点。这样的客户特点也就决定了,大部分客户都是价格敏感型的客户,而且自身改造能力差,需要中游厂商给出稍作调整即可投入使用的产品。因此,中游的生产厂商若想占据更多的市场份额,生产出的产品必须具备高性价比且容易使用的特征。
3.2.2产品技术趋势:户外AGV技术、“大数据”技术成熟
目前移动机器人(AGV)的应用案例主要集中于室内环境中,例如智能仓库、工厂车间等。但是事实上,搬运过程中有大量的流程是在户外进行的,例如快递的“最后一公里”、港口货物吞吐等。如果移动机器人(AGV)在此类纯户外或者半户外环节可以得到广泛的应用,必将带来物流行业的全新革命。快递的“最后一公里”目前由于导航系统技术尚未成熟发展较为困难,但是港口货物吞吐有望在未来成为户外AGV技术应用的最为广阔的领域。2016年我国规模以上港口货物吞吐量为118.3亿吨,庞大的吞吐量如果能通过移动机器人(AGV)实现智能化运输,工作效率必将极大提升。
除了户外AGV技术的逐步成熟,互联网技术在移动机器人(AGV)上的应用也将进一步提升工作效率。通过互联网这一媒介,生产管理系统可以采集机器人的运行数据进行汇总,从而得到“大数据”。通过对大数据进行分析就可以知道机器人的稼动率、生产信息、故障信息等,从而根据实际情况实时调整生产方式,从而进一步提高生产效率。
3.2.3导航方式趋势:视觉导航成未来发展主流,混合导航方式进一步降低成本
相比于磁线、磁钉、二维码和激光等AGV传统导航方式,视觉导航方式优势明显。其优势主要体现于以下三个方面:
(1)低成本:视觉导航的低成本主要体现于传感器的低成本和运维的低成本。世界顶级牌的工业级单目相机加镜头仅3000元,普通的商用相机售价百元左右,相比较于激光导航动辄万元的激光传感器成本较低。此外,未来机器人在自然环境下的视觉导航技术无需在环境中使用任何标记物,降低了客户现场的运维成本。综合以上两点,客户购买AGV设备的投资回报时间会大幅缩短。
(2)无需改造现场环境:未来机器人的核心是在自然环境中的视觉定位导航技术,无需对客户现场进行任何改变、无需磁线、磁钉、激光反射板等人工标记,仅通过视觉自然特征即可实现高效的定位导航。降低项目实施难度、减少实施时间。
(3)高性能:从原理上讲,视觉捕获二维图像信息,图像中不仅包含轮廓信息,还包含颜色信息。其中,颜色信息是不能通过其他传感器得到的。而颜色信息对于移动机器人自主定位、控制、避撞纠偏都非常有价值。通过丰富的视觉信息,未来机器人的AGV产品及改装方案可以实现高效(直线速度2m/s,过弯速度1.5m/s(过弯不停车))、高精度(位置误差<1cm)、高稳定性(失误率<0.1%)的自主导航。
当然纯视觉导航也有缺点,主要是纯视觉导航技术目前成熟度一般,商业化应用较为困难。因此,目前更好的方式是多导航方式结合使用。在使用了视觉导航的基础上,移动机器人(AGV)可进一步添加惯性运行导航,以适应各类起伏和颠簸路径,保障运行时的精准性。与采用激光、惯性、磁条等导航方式的传统移动机器人(AGV)相比,成本更低,精度更高。
四、竞争格局分析
4.1国外移动机器人竞争格局分析:不同地区AGV产品各有特色
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