1953年,第一臺磁導AGV發明,即預先將磁棒埋在地下或將磁條貼在地面上,通過電磁傳感器進行感應,從而實現定位和導航;2008年,二維碼導航AGV問世,通過AGV上的攝像頭對部署好的二維碼進行識別。
雖然已經經歷數十年的發展,但真正的高光時刻聚焦在2014年亞馬遜收購KIVA事件上,此后,國內電商巨頭開始在倉儲領域布局移動機器人,一批創新型移動機器人廠商快速誕生。正是在這樣的契機下,新技術、新場景不斷涌現,2016-2018年,國內移動機器人迎來了爆發式增長,電商倉儲與智慧物流無疑是其嶄新的應用落腳點,同時也是最大的起量拉動力,該賽道單一場景下機器人用量相較于制造業領域大得多,數百臺的應用場景在電商倉儲領域屬于較為常見的場景,但在工業領域下則是較為稀有的。
2019年以后,電商倉儲行業整體趨于冷靜,一方面,電商物流的自動化改造提升逐步進入下半場,市場熱度有所降溫;另一方面,電商物流巨頭企業開始自己組團隊進行內部的自動化改造提升,對外部移動機器人的需求大大降低。此前一直依賴電商物流巨頭的移動機器人廠商面臨轉型的挑戰,逐漸從電商場景切入到工業場景,同時亦開始在產品層面進行延伸,從此前的二維碼式AGV延伸到激光SLAM AMR或視覺SLAM AMR,產品矩陣不斷豐富。
伴隨著導航技術的革新和制造業產業升級趨勢,近年來,移動機器人行業獲得了快速的發展。企業對倉儲、制造無人化的需求,也在疫情的催化下開始加速釋放。
市場方面,據GGII統計,2021年全球移動機器人市場規模約為215.5億元,同比增長43.28%,預計至2026年市場規模將超過1,000億元。
2015—2026年全球AGV市場規模及預測
目前,中國是全球移動機器人市場規模最大的國家。一方面,中國的制造業和物流業正在快速發展,需要大量的自動化和智能化解決方案,因此移動機器人在這些領域具有廣泛的應用;另一方面,中國政府也在積極推動機器人產業的發展,通過政策支持和投資吸引國內外企業進入市場。
據GGII統計,2021年中國移動機器人市場規模約78.12億元。由于需求端的叉車替換需求、倉儲機器人需求等都較為旺盛,預計未來五年移動機器人銷量的復合增長率將維持在45%左右,考慮技術進步帶來的產品每年約5%的降價水平,預測中國移動機器人市場在2026年將超過373億元,產業發展空間巨大。
2015-2026年國內市場規模及預測
應用方面,移動機器人的應用具有明顯的行業屬性,不同行業、不同場景對移動機器人的選型和性能通常具有不同的要求,企業專注于1-2個行業,對企業在該行業的專業度、客戶資源和行業影響力都有較大的幫助。
目前汽車、新能源、3C電子、電商零售、醫藥醫療是移動機器人應用最為廣泛而且前景最為廣闊的幾個行業。下游應用領域的細分市場具體情況如下:
1、汽車行業
汽車制造行業,伴隨全球汽車行業近年來的智能化升級浪潮與新能源汽車高速發展,移動機器人在汽車行業得到了更加廣泛的應用,主要可分為生產物流AGV系統和汽車制造工藝AGV系統。
生產物流方面,移動機器人系統已經應用到沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大生產環節的物流配送,此外,開始進入到一體式鑄造、汽車電池模組生產等場景,實現大小件收貨、小件分揀、大小件配送、排序件上線、標準件供給等應用,替代傳統拖車與人力搬運。
在汽車制造工藝方面,移動機器人應用到分裝線與主線,實現裝配的自動化。分裝線如儀表、后橋、前懸、車門、發動機等的裝配;主線如內飾線、完成線、底盤合裝等的裝配,移動機器人可當作是可移動的裝配臺、加工臺使用,既能自由獨立地分開作業,又能準確有序地組合銜接,形成可動態調節、高度柔性的生產線。
據GGII統計,從目前國內汽車制造廠商的數據來看,大多數汽車企業都采用了國產的移動機器人作為廠內生產物流的一個流通硬件,國產化率較高。2021年汽車行業移動機器人銷量達到9,214臺,同比增長40.67%,預計2026年其銷量將達到65,000臺左右。
2015—2026年汽車行業移動機器人銷量及預測
2、新能源行業
新能源行業中,光伏、風電、電動汽車和儲能技術是中國重點發展的領域。目前中國在光伏發電方面已經成為全球最大的市場和生產國,擁有世界上最大的太陽能電站。此外,中國正在積極推進電動汽車和儲能技術的研發和應用,已取得全球領先地位。
對于移動機器人實際應用來說,在光伏領域,移動機器人系統與光伏制造工藝深度融合,形成高度標準化的解決方案,廣泛應用于光伏拉晶、切片、電池片、組件等工藝環節,實現物料的自動配送、工序間轉運、線邊庫存管理、與機臺高精度對接等功能,替代人工解決超長超重、易碎等特殊物料的搬運難點,滿足生產車間環境潔凈度要求,降低EHS風險。全流程物流解決方案與工藝制程緊密協同,提高生產效率和工廠數字化管理水平。
在鋰電制造領域,隨著新能源汽車、3C電子、儲能市場的持續增長,鋰電池企業大規模導入基于移動機器人的內物流解決方案以滿足產能、效率、品控、成本等運營管理要求,針對電池產品安全要求高、工藝復雜、易受生產環境因素影響等這些物流難點,移動機器人在鋰電池生產的涂布、輥切、模切、卷繞、電芯裝配及模組PACK環節,體現出智能、高效、柔性等特點,能自動對接機臺設備,通過預調度、分區任務管理、大規模集群調度等算法,更好地保障現場生產效率,實現生產制造的數字化、智能化、柔性化,有效提高廠內物流的自動化程度,大幅降低企業人力成本。
據GGII統計,近年來受益于新能源產能的擴張,移動機器人的滲透率快速上升。2021年新能源行業移動機器人銷量11,788臺,同比增長99.12%。基于對未來幾年新能源高速發展的判斷,預計2026年,其銷量有望接近80,000臺。
2015-2026年中國新能源行業移動機器人銷量及預測
3、3C電子行業
行業信息化、智能化的持續演進是3C電子行業發展的根本動力,近年物聯網、AI、云計算、自動駕駛等新興技術蓬勃發展,有效推動3C電子行業走向了黃金賽道,并帶動產業鏈高速成長。
對于3C行業來說,隨著機器人成本和同等人力成本間差距的縮小,3C行業企業寄希望于通過“機器換人”提升生產工藝裝備的自動化、智能化水平,向自動化要效益實現減員增效,最終達到轉型升級的目的。現階段,移動機器人系統已開始廣泛應用在在3C電子各細分領域,并且完全覆蓋整個生產制造工藝的內物流環節,實現原材料、在制品、成品等的配送、存儲、分揀。移動機器人系統還為3C制造提供各類物料存儲管理、多維庫存管理以及各級倉庫、線邊庫、產線、工位的多級庫區管理,從而有效滿足3C電子行業生產齊套性、配送及時率等生產作業要求,顯著提升內物流方案柔性和效能。
據GGII統計,2021年中國3C電子行業移動機器人銷量達到9,658臺,同比增長54.78%。預計2026年3C電子行業移動機器人銷量將超過60,000臺。
2015-2026年3C電子行業移動機器人銷售及預測
4、電商零售
移動機器人在電商零售領域主要應用于倉儲分揀環節,通過配套的機器人調度系統、倉儲管理系統,與客戶的訂單管理、庫存管理等系統打通結合,實現收貨、上架、存儲、補貨、分揀、復核、包裝、集貨發貨和越庫等倉內各環節的信息化和自動化。
移動機器人可以按照最優的行駛路線自動搬運,準確地停靠在想要的人工揀貨站臺處,揀出相應數量的貨物。而與之相配的移動機器人智能管理系統可以完成對所有貨物情況和作業環節的監管,可以隨時查看到貨物的存儲、發貨、運輸等情況,使客戶實時掌握自己商品的動態。
目前各大電商零售企業都已經注意到了移動機器人的獨特優勢并著手建立智能倉庫以適配其發展。據GGII統計,2021年電商零售行業移動機器人銷量達到15,372臺,同比增長22.78%。預計2026年其銷量將達到45,000臺。
2015-2026年電商零售行業移動機器人銷售及預測
5、醫藥醫療
移動機器人系統可以為藥品藥械制造商提供精確的庫存管理和物流自動化,為醫藥流通和貿易商提供高效的存儲、整箱分揀和拆零分揀方案,為醫院一級倉庫和門診庫房提供安全高效的醫藥、耗材、廢棄物分類管理和院內配送。
近年來,中國醫藥制造業市場規模呈現快速增長態勢。根據國家統計局數據,2021年度中國醫藥制造業營業收入達29,288.5億元,同比增長17.83%。除了規模的增長,醫藥行業的原材料和產成品種類眾多,貨物批號要求嚴格、有效期管理要求高,存貨管理復雜、難度較大,也導致醫藥行業對倉儲物流自動化系統的整體需求規模持續提升。
據GGII統計,2021年醫藥行業移動機器人銷量2,345臺,同比增長66.55%。預計2026年,醫藥行業移動機器人銷量將超過11,000臺。
2015-2026年醫療行業移動機器人銷售及預測
GGII認為,未來很長一段時期內,工業物流領域將會是移動機器人應用的主戰場,隨著移動機器人技術的不斷進步與提升,規模化應用將帶來成本的降低與產品迭代速度的加快,其中不可避免的是,新一代SLAM AMR將會在某些對于柔性與協作性要求較高的領域對傳統AGV實現替代。
軟件方面,移動機器人控制系統與調度系統的綜合能力是公司產品與競品拉開差距的關鍵。隨著移動機器人在各行各業的應用,機器人的形態越來越豐富,對調度的要求也越來越高。從單一形態的機器人調度到多形態機器人混合調度,這一跨越的實現需要空間保護、路徑規劃、多導航統一調度、多任務類型分配、多充電方式、多設備協同控制等方面的技術支撐。目前移動機器人調度技術可分為以下幾種類型:
目前市場上主要的移動機器人本體企業通常會選擇自研調度系統,而另一部分則會與第三方調度系統廠家合作,對外購買相關系統軟件。 ? 移動機器人本體企業自研調度系統一方面是由于市場競爭的需要,出色的軟硬件能力不僅是企業綜合競爭力的體現,還能夠節約成本并使企業可以更好地完成內部技術的升級與迭代。 ? 按現階段技術水平,類KIVA AGV已經可以實現上千臺移動機器人的集群調度,而AMR具備360°的移動能力,其路徑規劃較類KIVA AGV復雜得多,目前僅有少數廠商能穩定實現百臺級別的集群調度。
? GGII認為,當前集群調度技術主要有以下發展趨勢:
? (1)多種不同類型的設備、不同廠商的設備在統一調度系統下協同作業,共同完成任務;
? (2)優化調度路徑算法、提升交通管制效率、降低施工時間、降低項目交付成本;
? (3)優化多車交互策略,優化智能充電策略,拓展客戶設備聯動,分析明眸監控信息,實現長時間、增量式、集群式AMR及相關物流機器人調度; ?
(4)調度系統趨于易理解、易學習、易操作和易維護; ?
(5)實現一站式規劃、仿真、實施、部署的全流程解決方案。通過接入真實數據,進行全流程仿真模擬,從而實現線上的規劃逼近真實的效率仿真。 ? 近年來移動機器人產品和應用的加速落地,行業發展邏輯已經逐漸清晰,目前市場處于快速發展階段;在激烈的市場競爭下,各廠商在產品、技術、應用等方面的綜合實力已漸漸拉開差距,市場集中度逐漸提高,市場格局已初步顯現。
? GGII認為,未來3年,市場“馬太效應”將進一步加劇。移動機器人企業若想穩住腳跟,分享未來智能化浪潮下的紅利,一方面需要扎根下游應用行業,增強自身對不同行業不同工藝場景的理解,提高項目交付和服務能力;另一方面需要不斷投入技術研發和產品打磨,降低成本并提高盈利能力。 ?
編輯:黃飛
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