智能物流装备行业分析报告.docx
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智能物流装备行业分析报告
2015年智能物流装备行业分析报告
2015年11月
自动化物流系统是工业4.0的最后一环。
自动化物流系统2015年市场空间达600亿元，未来几年仍将保持20%以上行业增速，2018年有望超1,000亿。
发展动因主要包括国家智能专项政策拉动；物流、电商行业蓬勃发展以及物流标准化体系的建设等。
后道包装与码垛机器人是自动化物流实施基础。
后道包装机械行业市场规模85亿元，市场集中度较低，内资企业在高端领域逐渐开始进口替代，永创智能是后道包装行业龙头。
码垛机器人市场空间11亿元，替代人工和传统堆垛机优势明显。
目前发达国家码垛机器人普及率达到90%，而我国仅约30%，未来国产机器人企业有望实现突破。
自动化立体仓库是智能工厂必备设备。
我国仓储成本高，自动化仓储普及率仅20%，而发达国家达到80%，自动化率提升空间明显。
目前，随着我国企业规模越来越大，自动化仓储成本已经低于传统仓库，预计未来行业增速约28%，2018年市场规模达到300亿元。
电商发展为自动输送与分拣设备带来增量。
我国网购交易规模世界第一，电商发展为物流设备带来新需求。
2015年自动输送与分拣设备市场规模约206亿，其中电商拉动投资约20亿。
目前我国电商拣选仍然采用半自动化方式进行，随着“货到人”等拣选技术的进步，输送拣选系统未来将保持约23%的增长，看好系统集成类企业的机会。
一、自动物流系统：
工业4.0最后一环
1、自动物流系统的定义
物流系统是指由两个或两个以上的物流功能单元构成，以完成物流服务为目的的有机集合体。
本文所指的物流系统主要是从物流技术和装备角度而言，在国际上也称为物料搬运系统（MaterialHandlingSystem），它主要包括了物流工程建设项目中的由仓库系统、输送拣选系统及项目规划等软硬件集成的一个完整系统。
其中，仓库系统以立体库或自动化立体库为主；输送系统包括各种自动输送分拣设施。
同时我们把产线到仓库环节的后道包装与码垛也纳入了研究范畴。
传统仓库是静态存储，在生产场所与装运场所之间需要另外增加搬运、装卸等物流作业环节，需要人工使用叉车等在货架中进行装卸；而自动化立体仓库可以通过机器人、输送分拣设备等实现与生产场所的无缝衔接。
（1）堆垛机系统
堆垛机是自动化立体仓库的核心搬运设备，它在高层货架中运行。
堆垛机的性能直接影响到立体仓库的作业效率和可靠性，堆垛机的运行节拍和平稳性，以及控制系统的智能性是衡量设备的重要指标。
（2）输送分拣系统
输送分拣设备完成立体仓库货架外的输送，它内与堆垛机衔接，外与其他搬运车、运货车，甚至生产线相结合。
（3）穿梭车系统
穿梭车可以在立体仓库周围，配合输送设备，沿固定轨道进行高速货物搬运。
它速度快，灵活性强，可多车协调工作，但并非自动化立体仓库的必须设备。
（4）机器人系统
运用机器人技术可实现物品的码垛、上下料、运输，可大量节约人工且操作准确，并可在冷库等恶劣环境下工作。
2、市场规模
预计2015年自动化物流系统市场空间将达600亿元1。
根据中国物流技术协会调研统计，2013年我国自动化物流系统市场规模360亿元，预计2015年市场规模将达到603亿元。
随着下游应用领域对物流系统集成需求的提升，预计物流系统行业在未来几年仍将保持20%以上的行业增速。
输送分拣系统市场占比较大。
根据中国物流技术协会统计，2013年自动化仓库市场规模约80亿元，台车和AGV等设备市场规模25亿元，自动分拣系统市场规模37亿元，电脑软硬件市场规模41亿元，自动输送机市场规模86亿元，货架市场规模46亿元，其他设备市场规模45亿元。
其中，输送分拣系统共计123亿元，合计占比34%，在自动物流系统市场中占比最大。
后道包装机械行业市场规模85亿元，码垛机器人市场规模约11亿元。
根据中国食品与包装机械工业协会数据，2013年我国包装机械行业市场规模569亿元，假设后道包装机械占比15%，则后道包装机械市场规模85亿元。
根据IFR数据，我国2014年共销售2,258台码垛机器人，码垛机器人保有量达到7,121台。
以一台码垛机50万元计算，2014年我国码垛机器人市场规模约11亿元。
3、发展动因
（1）智能专项政策拉动
工信部每年会推进一批智能制造专项项目示范，并会对项目实施企业进行补助。
2015年公示的智能专项项目达到94个，其中大部分是智能工厂或数字化车间项目，预计未来试点范围还将继续扩大。
发展工业4.0、数字化车间，自动化物流设备必不可缺，国家推动制造业转型升级的相关政策将推动企业购买、添臵自动化物流设备。
（2）物流、电商的蓬勃发展
中国网络零售交易额继续保持全球第一，电商的快速发展同时也带动了物流业的快速发展。
物流、电商未来的发展趋势是仓储、配送一体化，电商平台自建物流，物流公司搭建仓储将成为解决电商物流的主要方式之一。
根据测算，B2C电商拉动的物流设备年需求约20亿。
（3）物流标准化推动自动化应用
我国正在逐步推行物流标准化建设，目前的主要两个抓手分别是托盘标准化和物流综合信息服务平台规范建设。
其中托盘标准化的试点城市正在从北京、上海、广州逐步向外推开。
物流标准化的建设将会对以往非标设备提出更新换代需求，高标准化的物流体系也将使自动化应用变得更加容易。
二、从产线到仓库：
看好后道包装与码垛机器人
1、后道包装：
是自动化物流应用的基础
包装设备按照是否与被包装物直接接触分为一次包装设备和二次包装设备。
一次包装设备也称为前道包装设备，直接与被包装物接触，如食品真空包装机、饮料灌装机等；二次包装设备也称后道包装设备，是指贮运前使用的包装设备，如纸片式包装机、捆扎机、贴标机、缠绕机等。
（1）现状：
自动化后道包装是自动化物流的前提
后道包装不属于传统意义上的自动化物流系统，但其却是自动化物流实施的必要条件。
首先，标准一致的货堆更加利于自动化的仓储，自动化后道包装可以高效进行货物的标准化装箱和码垛；其次，自动物流系统需要使用电子标签等技术将货物生产和库存信息录入工厂信息系统，在高速生产的流水线上，使用人工进行信息录入不现实，使用后道包装设备进行信息的录入是不二之选。
（2）市场：
后道包装机械行业市场规模85亿元
根据中国食品与包装机械工业协会数据，我国包装机械行业市场需求从2006年的182亿提高到2013年的569亿元，年均复合增长率达到17.68%。
假设后道包装占比15%，则后道包装机械市场规模约85亿元。
我国包装机械主要应用于食品、饮料、医药和化工行业等领域，随着国内消费的快速增长，国内包装设备未来将保持较快的发展。
（3）竞争：
市场集中度低，内资企业在高端领域开始进口替代
包装设备下游行业应用广泛，市场容量大，80%以上为中小企业，市场集中度较低。
德国克朗斯、德国博世、德国KHS等为代表的国际知名包装设备企业占据了我国高端包装设备市场的主要份额。
国内企业大多数规模较小，领先企业凭借价格优势，已经开始在部分中高端产品中实现进口替代。
根据中国食品和包装机械工业协会统计，内资包装设备生产企业产值由高到低分别是达意隆、永创智能、新美星、中亚机械和南京轻工等。
2、码垛机器人：
替代人工和传统码垛机
（1）现状：
机器人码垛率较低
在产品完成包装装箱运入仓库环节，原先都是通过人力码垛后放到栈板上，再由叉车搬运到仓库。
目前先进企业已开始使用码垛机器人自动码箱，再由传输机自动装运到智能立体仓库。
码垛机器人在替代人工和替代传统的堆垛机方面具有优势。
根据新战略机器人产业研究所数据，目前欧、美、日的码垛机器人在码垛环节的应用率超过了90%，绝大数码垛作业由码垛机器人完成，而中国仅仅为30%。
（2）趋势：
有望快速发展，实现对人工和传统堆垛机的替代
①实现人工替代
目前码垛机器人的投资回收期已经在3年以内。
码垛机器人根据性能不同，价格从几万到几十万不等，随着国内工人工资不断上升，较昂贵的码垛机器人的投资回收期已经可以控制在3年以内。
目前最先进的码垛机器人已经达到5轴或6轴，并集成了机器视觉系统，可以自动识别被抓取物的位臵，使得作业更加灵活，进一步减少人力成本支出。
除了节省人工成本外，码垛机器人的效率也大幅提高。
人工搬运货物量不高，在垛堆变高时效率降低，码垛效率的不均衡可能会影响生产线的生产节奏和仓库入库节奏，造成间接的经济损失。
其次，码垛机器人可以实现高质量的码垛，垛堆不会因为码垛误差过大而无法存储。
②实现对传统堆垛机的替代
码垛机器人相较于传统机械式码垛机具有优势。
机械式码垛机占用空间大，通用性差，机构复杂，耗电量高，且价格并不具备显著优势，目前码垛机器人已经开始逐步替代传统的机械式码垛机，能适应纸箱、袋装、灌装、箱体、瓶装等各种形状的包装成品。
码垛机器人未来将是自动化物流的主要装备之一。
（3）市场：
码垛机器人市场快速发展
码垛机器人年市场空间约11亿元。
根据IFR数据，我国2014年共销售2,258台码垛机器人，码垛机器人保有量达到7,121台。
以一台码垛机50万元计算，2014年我国码垛机器人市场规模约11亿元。
我国码垛机器人近年来维持高速增长，2010年至2014年码垛机器人销量CAGR达到54%，码垛机器人保有量CAGR达到59%。
只要工厂有包装的环节，就有码垛机器人的需求，目前码垛机器人保有量7,121台还远远未达市场天花板，预计未来市场仍将保持高速增长。
（4）竞争：
国产品牌有望实现突破
码垛机器人的速度和精度要求较低，是国产机器人实现技术突破的重点领域。
国产品牌已经可以生产具有国际先进水平的码垛机器人。
根据高工机器人调查，沃迪自动化、宝佳自动化是码垛机器人领域的领军企业，2014年出货量均在300台套左右，广州数控、埃夫特、埃斯顿等国产机器人企业也纷纷开始布局码垛机器人行业。
除机器人本体企业外，博实股份、沈阳新松等在码垛装备集成领域也较为领先。
三、自动化立体仓库：
智能工厂必备设备
1、现状：
自动化仓储普及率较低
我国仓储效率低，成本高。
仓储成本占GDP比重是衡量一个国家仓储效率的主要指标之一，我国目前仓储成本占GDP比例维持在6%左右，远高于发达国家美国和日本的3%左右水平。
虽然我国制造业为主的产业结构会导致仓储成本偏高，但仓储效率较低也是成本居高的一个主要原因，目前我国仓库仍以平房库为主，仓储占地面积、人工成本等均不占有优势。
全国自动化仓储普及率仅20%，发达国家达到80%。
相比国外发达国家仓储自动化80%的普及率，我国自动化立库的应用还只占很小比例。
根据中国物流技术协会信息中心调查统计，烟草行业目前的自动化物流系统普及率超过了46%，高于全国20%左右的平均水平，普及程度靠前的行业还包括医药和汽车等行业。
自动化仓储在烟草、医药和汽车领域应用较多。
根据中国物流技术协会信息中心数据，在已经建成的自动化物流系统保有量中，烟草行业占16%，医药行业13%，连锁零售占10%，机械制造领域9%，汽车行业8%，食品饮料行业占7%，军队系统占比6%，电子商务领域占5%，印刷品行业占3%，其他行业占20%。
烟草行业：
烟草行业由于生产环节产品规格大小一致，且烟草商业配送方面有烟草专卖局进行规范，行业标准化程度较高，烟草行业自动化物流系统普及程度较高。
医药行业：
由于受到制药行业特殊限制条件的制约，需要使用自动化物流系统达到批号和保质期追踪、按照批次存储、处方药和非处方药区分等功能，自动化物流系统普及率也较高。
汽车行业：
汽车行业的发展带动了物流系统的市场需求，特别是输送系统的市场需求。
未来随着我国汽车发展进入平稳期，行业对物流系统的需求将保持稳定。
电子商务：
由于电商订单具有订单多出货量少的共性，自动化立体库机械能力有限，把立体库作为拣选库或要求实现类似的机能不现实。
目前电商企业物流配送中心存取的货物以多品种的轻小型物品为主，多采用人拿人放的方式，对自动化程度要求不高，因此相比于生产型制造企业，普通的阁楼式货架应用最为常见和经济，自动化立体库应用较少。
2、趋势：
我国企业规模扩大，自动化仓储成本优势显现
（1）公司规模扩大对物流效率提出新需求
大企业更需要自动化立体仓库，我国大企业数量越来越多。
国家经济高速成长，越来越多的企业由小到大，随着行业内企业规模的壮大，原有的物流系统不能满足企业的仓储需求，制约了企业的进一步发展，自动化立体仓库是提高大型企业仓储能力的有效方式。
以中国企业500强收入门槛（第500名企业的收入）计算，我国企业500强的门槛从2011年的47亿提高至2015年的84亿，年均增长15%。
我国企业规模越来越大，需要更多的自动化物流系统来满足需求。
（2）自动化仓储已具备成本优势
自动化物流系统在期初投资和运营成本上已有优势。
自动化立体仓库单位面积的存储量可达到普通仓库的5~10倍，大大节省了占地面积，并通过自动化设备减少了人工的使用。
假定修建一座8,970个托盘的立体仓库，人工成本为5万元/年，土地成本为757元/平米，目前自动化立体库前期投资（4,335万元）已经明显低于传统库（4,783万元），年运营成本也具有优势。
自动化立体库成本优势还将继续扩大。
我国土地价格和人工成本在逐年增长，工业用地土地成本2012年至今增长了14%，物流行业人员工资2011年至2014年平均增长了约42%。
而自动化仓库所使用的设备价格基本维持不变，甚至有所下降。
长期来看土地的价格和人工会越来越贵，而物流中心不可以远离用户（城市中心），否则会增加配送成本，我们相信自动化立体库的成本优势还将继续扩大。
2、市场：
自动化立库市场预期增长28%
自动化立体仓库未来3年CAGR28%。
根据中国物流技术协会的数据，2013年自动化立体仓库市场规模约80亿元，我们预计自动化立体仓库是自动物流系统中增速最快的子行业，预计2016~2018年每年增速分别为33%、25%和25%，2018年市场规模将达到300亿元。
3、竞争：
市场分散，竞争者各有优势行业
行业分散，行业进入存在壁垒。
目前，市场上有一定规模的物流系统集成服务商超过20家，国外企业以欧洲和日本为主，如德国的德马泰克，日本大福等。
国内企业以昆船集团、今天国际、北自所、新松机器人等为代表。
由于下游行业进入存在一定壁垒，物流系统集成商在各个细分领域各有所长。
烟草行业：
由于烟草行业实行烟草专卖制度，行业相对封闭，国外先进的物流系统集成商难以进入该行业，烟草行业的主要竞争对手是昆船集团和今天国际。
医药行业：
日本冈村和日本大福等国外企业存在一定竞争优势。
机场物流：
西门子等国外企业具有较强竞争优势，昆船集团等国内企业也开始进入该领域。
电力行业：
还未形成稳定的竞争格局，目前主要是新松机器人、太原刚玉以及今天国际几家企业开始进入。
服装物流：
北起院较早进入这一领域，具有一定竞争优势，市场主要被国内企业占据。
食品行业：
太原刚玉、北起院和北自所等企业具有竞争优势。
国内外技术差距不大。
国内企业在技术实力上与国外企业基本处于同一水平，软件方面由于更贴近行业，国内软件设计甚至更具有优势。
硬件设备与国外相比，内资在设备运行效率上基本没有差距，主要差距在外观加工精度、运行平顺性和噪声等方面。
四、自动输送与分拣系统：
电商发展带来增量
1、现状：
2015年市场206亿，电商拉动投资约20亿
我国网购市场规模全球第一。
根据中国互联网信息中心统计，我国2014年全年网络零售额27,898亿元，同比增长49.7%，相当于2014年中国社会消费品零售总额（262,394亿元）的10.6%。
中国网络零售交易额继续保持全球第一，美国以3,056.5亿美元（约18,965.3亿元人民币）位居第二。
全年网购交易总次数173亿次，年度人均交易次数48次，订单客单价有所上升。
网络购物的发展带动快递量快速上升。
根据国家邮政局数据，2014年我国全年快递服务企业业务量完成139.6亿件，同比增长51.9%。
其中，国有快递企业业务量完成18.7亿件，民营快递企业业务量完成119.5亿件，外资快递企业业务量完成1.4亿件。
国有、民营、外资快递企业业务量市场份额分别为13.4%、85.6%和1.0%。
电商运营模式逐渐走向B2C，预计2016年B2C网购快递需求达45亿次。
随着网络购物用户网络购物意识的逐渐成熟，产品品质及服务水平将成为影响网络购物的主要因素，品质升级将带动网购C2C向B2C转型。
根据艾瑞咨询数据，2013年B2C占比约40.4%，预计2018年将提升至62.1%。
早在2011年底，淘宝指出目前有至少70%的网购必须依靠快递来完成，网购快递已占到全部快递业务量的一半以上。
在考虑B2C占比提升，以及客单价提升后，我们预计2016年B2C网购快递需求将达到45亿次。
设备购买方主要是大型电商，快递公司以及传统仓库企业。
B2C订单主要通过仓配一体化进行处理。
仓配一体化即订单后的一体化解决方案，电商企业只需要将订单交给仓配一体化企业，后续的订单处理、拣货、配送等都由仓配企业进行。
仓配一体化的需求主要来源于三个方面：
一是京东和亚马逊等大型B2C平台自建仓储和配送。
二是第三方的物流公司如圆通、申通等开展的仓配一体化业务，为普通B2C电商提供订单后的全套服务。
第三类是传统的仓库企业，如中联网仓、北京科捷、上海新英源等。
B2C物流中心设备年市场规模约20亿。
以国内首家高自动化电商仓配中心中联网仓丹阳项目为例，其日处理能力约15万件，每年可处理约5,475万件包裹。
我们测算2016年新增的B2C快递需求约为11亿件，则2016年需要新修约20座同规模物流中心才可满足B2C快递仓储和分拣需求。
假设中联网仓设备投资约1亿元，B2C电商拉动的物流设备年需求约20亿。
2、模式趋势：
电商分拣采用“摘果播种”模式2
“先拣后拨再拣”是电商分拣的必然规划。
电子商务的分拣播种流程是依照订单从存储区将订单上的商品拣出，由工作人员进到拆零区依照订单将各商品分拨到不同的订单格位，再将每个格位的商品取出进行复核包装，即先“摘果”后“播种”的模式，具体流程如下：
1.工作人员依据订单从存储区取出商品放到手推车上，并将商品推到分拨区；涉及设备：
货架、自动立体仓库等；
2.用扫描枪逐个扫描商品上的条形码，并依照分拨货格的亮灯指示，把商品放到亮灯的格位，同一张订单的商品放到同一个格位里；涉及设备：
扫描枪、电子拣货标签；
3.订单分拨作业完成后，工作人员将格位中的网格篮整篮取出，拿到打包工作台；
4.工作人员对篮中商品依据订单复核，确认无误后开始打包；
5.打包完成后，将每箱商品（每张订单）放到分拣输送线上，自动分拣机将客户包裹分拨到各个配送站点的集货位或者运输车，进一步提高分拣效率。
涉及设备：
自动输送系统，自动拣选系统等。
资料来源：
《电商物流中心建设的“最后一段路”——分拣播种成套设备》，物流技术与应用2012年第9期
“摘果播种”差错率较低，对人员素质要求不高。
通过电子标签和条形码的控制，工作人员依照电子标签上的数字和亮灯指示进行分拨作业，取代人工订单拣选分拨，目前的差错率仅有万分之三左右。
由于完全依赖电子标签指示进行分拨，人员思考较少，对作业人员的素质要求不高。
3、技术趋势：
“货到人”技术
“货到人”指在物流挑选过程中，人不动，货物被自动输送到拣选人面前。
“货到人”拣选系统主要由三个系统组成，即存储系统，输送系统和拣选系统。
传统的“货到人”技术已经比较成熟。
（1）传统“货到人”技术
存储自动化是实现“货到人”的基础。
传统的自动化立体仓库以托盘为主，但因为堆垛机本身的存取能力的限制，存储的方式主要用于整件拣选，很少用于拆零拣选。
Mini-load和穿梭车的出现改善了堆垛机的性能缺陷，Mini-load指不以托盘而以料箱为存储对象的自动化立体仓库，是“货到人”的重要应用基础。
相比于传统人工拣选，Mini-load拣选速度可提高3~4倍，空间利用率将提高2~3倍。
Mini-load不能满足电商要求。
虽然Mini-load在“货到人”拣选已经开始广泛使用，但是并不能满足电商的要求。
货物价值按照重要程度可以分为ABC三类，其中A类物品品种比例占库存的5%~15%，但是价值占比60%~80%，占用了大量的库存资金，是重要的多数，需要重点管理；而B、C货物重要程度依次降低，是次要的多数。
Mini-load主要适用于A类货物的拣选，不适合BC类货物的拣选。
①Knapp公司OSR穿梭存取系统：
全自动货到人
目前应用最广泛的“货到人”拣选是Knapp公司OSR穿梭存取系统，德马泰克、大福、Swisslog等公司也推出了类似的技术。
Knapp公司的OSR系统使用穿梭板代替了堆垛机，并且将存储容器进一步分成若干小格子进行分拣，增加货位使用的灵活性。
操作人员可在同一个工作台实现货物整理、补货、分拣和发货。
适合B、C类货物拣选。
操作人员无需走动，无需拣货单或者搬运存储箱。
系统将需要分拣的货物送到操作人员面前，操作人员根据电子标签的提示进行“摘果”和“播种”操作，每完成一个操作都通过按灯确认。
拣选完成后，系统自动将剩余货物送回存储货区。
由于存储容器被进一步分割，较适合拣选多品种的B、C类货物，但在拣选A类货物时没有传统的Mini-load效率高。
主要用于高货值行业拣选。
OSR系统由于成本较高，主要在货值较高的行业应用，如医药、化妆品、奢侈品等。
这类产品包装规范、条码管理健全，配送服务管理难度较低，如德国的爱马仕就委托公司建成了一座全部采用OSR穿梭系统的库房。
目前国药集团上海物流中心二期项目是国内首家引入OSR穿梭存取系统的项目。
②亚马逊集存取和输送一体的Kiva系统
亚马逊2012年收购Kiva公司后将Kiva作为核心技术独家使用。
Kiva仓管机器人呈方形，顶部中间有一个可以升起的圆盘，可以将货架整个抬起运输。
Kiva机器人能根据订单，将货物所在的货架从仓储区搬运至员工处进行分拣。
目前亚马逊在全美10个仓储中心共有15,000个机器人在运作，采用Kiva系统能够提高近50%的库存处理能力。
造价昂贵，暂难在国内应用。
Kiva机器人售价约30万人民币，美国特雷西仓库目前拥有1,500名员工，Kiva机器人3,000台，可实现日出货量约70万件。
以30万一台机器人计算，特雷西仓库仅机器人成本就高达9亿人民币，仓库整体造价昂贵。
目前国内企业已经开始仿制Kiva机器人，如新松机器人的智能仓库机器人，但目前还未看到大规模应用。
4、市场：
自动输送与分拣系统市场预期增长23%
自动输送与分拣系统未来3年CAGR23%，电商应用增速较快。
根据中国物流技术协会的数据，2013年自动输送和分拣设备市场规模约123亿元，2015年市场规模可达206亿，我们预计2016~2018年CAGR为23%。
其中，假设电商自动输送与分拣需求随快递规模增长，则电商使用自动输送分分拣系统2016~2018年CAGR约24%，2018年市场规模将达到38亿元。
5、竞争：
系统集成企业具有机会
传统输送系统从汽车产业向通用物流拓展。
由于电商实行仓配一体化，订单拣选完毕后就需要使用自动拣选设备将包裹分拣到各个集货区域，输送设备和自动拣选设备必不可缺。
目前在电商自动输送分拣领域的国内龙头企业是德马科技，公司在国内同级别的竞争对手较少。
此外，传统汽车输送设备企业开始纷纷布局通用自动化物流市场，目前国内的优势企业主要包括天奇股份、华昌达、东杰智能和三丰智能等。
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