中国30年AGV/AMR发展:从落后到领先

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世界上第一台AGV诞生于1953年,由一辆简易的 AGC 产品牵引式拖拉机改造而成的,带有车兜,在一间杂货仓库中沿着布置在空中的导线运输货物。随后,欧美AGV相关研究开始起步。

中国第一辆AGV诞生于1976年,但真正应用是在1991年,宋新为金杯公司打造的AGV产品也在这一年正式投入运营。

二十多年来,我国AGV行业长期被国外企业甩在后面。然而,经过40多年的发展,中国AGV/AMR企业正在迎头赶上,而目前全球AGV/AMR市场,从技术和应用的角度来看,中国企业已经领先。

弯道超车的实现,无论从时间、地点还是人来说,都是不可或缺的。


在苦难的萌芽中

作为搬运工具,AGV的发展与整个制造业的发展息息相关。一方面,工业生产中的自动化搬运需求是推动工业发展的直接动力;另一方面,成熟的工业制造体系也为AGV的发展提供了技术支撑。

欧美工业起步较早,发展成熟。相应的,无论是市场需求还是技术支持,都为AGV的发展提供了良好的土壤,这也是欧洲AGV长期领先世界的原因。

虽然“一五”以来我国一直在进行工业化,但由于基础薄弱,受各种内外部环境因素的影响,前期一直处于补救阶段,产业结构发展不平衡。

改革开放后,结合市场结构和要素结构的特点,我国产业结构逐步调整。这一时期,轻工业比重不断提高,工业快速增长,生产力不断提高。从1979年到1998年,纺织服装和电子通信制造业成为重要的支柱产业。但这一时期中国制造业的发展大多依赖人口红利,尤其是轻工业,自动化程度不高。这也是为什么中国第一辆AGV虽然诞生于1976年,但真正的市场应用是在1991年,因为需求不够,所以没有发展势头。


图:金杯公司1991年使用的AGV产品。

自动导引车在中国的第一次应用是在汽车行业。20世纪80年代以来,我国开始重视汽车产业发展的规模。20世纪90年代,中国汽车工业进入了一个新的阶段,合资企业愈演愈烈。1994年7月,国务院颁布实施《汽车工业产业政策》,旨在利用外资实现大规模生产,促进国内企业的兼并和集团化。

同时也引进了国外先进的汽车生产技术,AGV在汽车行业的应用开始逐渐增多。但在此期间,除了宋新(当时的沈阳自动化研究所)之外,国内能够提供相关产品的产品寥寥无几,宋新的AGV之路才刚刚起步。

20世纪90年代,中国AGV行业在困境中萌芽。除宋新外,昆川智能设备于1996年初与韩国三星公司合作在玉溪烟厂安装AGV,并开始与NDC合作。一年后,昆川建成了自己的国家重点物流实验室,并利用NDC技术生产了第一套AGV验证系统(2套)。机械科学研究所的前身机械科学研究所也开始进行相关研究。

在应用程序中累积

2001年,中国加入世贸组织。重返世界经济舞台对中国制造业来说是一个巨大的机遇,也间接推动了国产AGV的发展。

开放是双向的。一方面,中国制造业面临着更广阔的市场,另一方面,也面临着更激烈的竞争。多重因素促使制造业向规模化、高效率方向发展,相应地,自动化设备的需求开始增加,这也为AGV的应用提供了基础。

在此期间,欧美、日本的一些AGV企业也开始逐步进入中国市场,国外AGV技术进一步推动了国内AGV的发展。一方面,NDC等软件厂商的进入给国内企业带来了新技术,另一方面,也有一部分厂商前期代理国外产品,随后走上了自主发展的道路。


激光制导自动导引车在烟草配方中的应用。

21世纪的第一个十年是国内AGV行业稳步发展的阶段。除了汽车行业,烟草、玻璃纤维、化工、食品、轻工等传统制造业也开始陆续引入AGV应用,使得AGV的应用深入到国民经济的各个领域。一些AGVS和代表企业的AGV开始向国外发达国家和地区出口,如宋新、昆川等纷纷走出国门。

产业升级繁荣。

2010年后,中国人口红利从峰值开始减少,土地、能源等传统要素成本持续上升,资本回报率大幅下降。与此同时,人们对高端工业产品的需求持续增长。具体到行业,2012年后,我国装备制造业发展迅速;汽车制造、计算机通信等电子设备制造业产值大幅增长,成为占比最高的两个行业。

人口红利逐渐消失,制造业发展加速,国家也在努力推动制造业整体升级。2015年,《中国制造2025》正式发行。这是中国政府立足国际产业转型大趋势,全面提升中国制造业质量和水平的重大战略规划。于是,国内制造业的整体自动化升级趋势开始兴起。

除了制造业,中国电商行业的快速发展也是推动国产AGV发展的关键因素。

2010年至2020年,中国电商行业的快速增长导致快递行业业务量快速增长,这也对电商物流的效率提出了新的要求。仓储机器人的出现不仅缓解了电商物流效率提升的困难,也进一步推动了我国AGV产业的发展。

图表:2010-2020年中国快递业业务量及增长情况。

2015年起,类似kiva的仓储机器人在国内正式投入使用,我们对这一应用持乐观态度。很多企业纷纷入仓,资本也开始关注这个行业。

2015年前后,市场从业人员从十多名攀升至近60名。目前,市场上活跃着200多家AGV本体制造企业。近五年来,我国工业应用移动机器人(AGV/AMR)市场规模也从10多亿元攀升至70多亿元,年产值连续五年增长20%以上,未来将继续以高速增长模式发展。

图:吉之佳仓储机器人。

随着新鲜血液的进入和资本的加持,国内AGV进入快速发展期,市场活力不断增强,与AGV相关的技术创新不断加快。

从产品来看,传统的磁导AGV以二维码、激光导航、视觉导航等导航方式日益丰富。叉车型、生产线搬运型(辊道型、牵引型、潜伏型、组装型)、仓储机器人(分拣型)、重型AGV、组合式AGV、复合型、巡检型、停车型等。

在市场应用方面,从汽车、烟草等传统行业到3C电子、半导体、医药、新能源光伏,AGV的应用正深入到广大制造业的每一个角落。

新时期领导

自第一辆AGV正式投入使用以来,中国AGV产业经过30年的发展,无疑已经走到了世界前列。尤其是在具体应用上,国内企业已经明显超越。

国内AGV企业也加快了从“引进来”到“走出去”的步伐。2020年,在疫情影响下,中国AGV/AMR海外销售规模为8.1亿元,约占整体市场销售规模的10.5%。

AGV格局的演变与各国的工业发展息息相关。中国现在已经成为世界上最大的制造业国家。目前,中国是世界上唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,拥有41个大工业门类、207个中工业门类和666个小工业门类,形成了独立完整的现代工业体系。在世界500多种主要工业产品中,中国钢铁、汽车、手机等220多种工业产品产量居世界第一。

发达的制造业带来的大规模需求为AGV的发展提供了强大的动力,也促使企业不断深化在细分行业的应用。

欧美发达国家从20世纪70年代开始实施“去工业化”,大量低端制造业向劳动力更廉价的国家转移,逐渐导致这些发达国家出现“制造业空集中化”的现象。虽然从技术上讲,AGV在欧美仍处于前列,但应用土壤的缺乏也在一定程度上限制了欧美移动机器人在各个细分应用层面的发展。

图:海柔创新垃圾桶机器人应用。

21世纪第三个十年,世界AGV形势将向什么方向发展?

事实上,未来各国AGV行业之间的竞争,并不单纯是产品方面的竞争,而是一个生态链与另一个生态链之间的博弈。它不仅包括AGV的上下游产业链,还包括整体的产业环境。

这一次,时间站在了中国企业一边。

从市场应用空来看,中国作为全球最大的制造业国家,应用土壤广阔,目前国内智能物流渗透率不高,未来可以用空替代。

此外,从整体经济环境来看,后疫情时代,我国在新冠肺炎疫情防控和国民经济复苏方面走在前列。2020年,中国将是全球唯一GDP正增长的主要经济体。随着国内经济的持续复苏,2021年中国经济增速将快于预期,这也为国内AGV行业提供了良好的发展环境。

除了AGV产业链上游的核心零部件,目前与国外品牌还有一定差距。未来,中国移动机器人无论从市场需求空还是整体经济环境、行业发展活力来看,都具备各种快速发展的条件。因此,虽然目前的行业还处于竞争和未定的状态,但我相信,无论未来市场结构如何演变,中国企业最终都会站在舞台的中心。


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