数字化是未来社会持续健康发展不可逆的大趋势,而物联网,就是数字化时代召唤下的产物。物联网的愿景是万物互联,万事万物皆可连接,这将会为数字化时代打下坚实的基础。物联网并不能脱离传统产业而单独存在,而是需要赋能成百上千的传统产业,甚至可以说,在数字化时代下,所有的传统产业都可以用物联网赋能之后重新去做一遍。
仓储自动化是在仓储作业的存取、搬运、分拣、拣选等所有的环节中,通过先进的自动化设备系统,实现作业效率的提 升和人工、地产等成本的降低。
目前,国内仓储自动化正由自动化集成系统向智能自动化仓储迈进。在智能化时期,物流发展不再局限于存储、搬运、分拣等单一作业环节的自动化,而是大量应用RFID、机器人、AGV以及 MES、WMS等智能化设备与软件,实现整个物流 流程的整体自动化与智能化。这一段时期的物流系统融入了大量人工智能技术、自动化技术、信息技术,例如大数据、数字化等有关技术,不仅将企业物流过程中装卸、存储、包装、运输等诸环节集合成一体化系统,还将生产工艺与智能物流高度衔接,实现了整个智能工厂的物流与生产高度融合。
仓储自动化由自动化设备和软件系统两部份组成,自动化设备与软件系统的集成度决定着自动化程度高低,AI、感知 视觉、导航定位等技术在仓储领域的发展程度决定仓储智能化高低。
仓储自动化设备硬件是仓储自动化成本比重最大的部分,针对不同场景需求,仓储自动化设备分为仓储机器人、机械臂、 立体库、分拣带、输送机几个设备类别,如图所示。
硬件是基础,软件是灵魂,软件系统实现仓储自动化设备控制、命令执行、统一管理、系统对接等把控。仓储自动化软件系统分为智能物流调度系统WCS和智能机器人调度系统RCS。
随着自动化硬件技术、集成控制技术的发展,在仓库和配送中心运营场景下,WCS往往需要灵活接入现有WMS/ERP/MES系统,实现可自主灵活优化作业流程,复杂作业任务和调度由核心业务调度优化引擎驱动,无需人工经验提供完善的数字可视化和中控系统,实现监控全场业务,降低运维难度。RCS能够给大家提供AGV管理、实时运行图、指令管理、任务管理、异常信息管理等功能,还能支持AGV运行前、运行中、运行后的一系列信息管理。
我们知道物联网分为感知层、通信层、平台层、应用层,在万物互联的物联网时代,仓储自动化迎来更多的行业应用,下面我们就从物联网层面来分析下仓储自动化核心技术。
目前导航技术大致可分为:磁导航、激光反光板导航、二维码导航、SLAM导航。
激光SLAM导航技术和视觉SLAM导航技术持续不断的发展,但在下游需求场景中,在不同场景不同导航技术都有其优劣势,以磁条导航、二维码导航为基础的仓储机器人在某些行业场景应用依然广泛,综合导航精度、投入成本、灵活性、应用场景等因素,导航技术融合发展将成为趋势,例如:二维码+激光SLAM、激光SLAM+视觉 SLAM等多传感器融合导航。
除了在机器人设备导航定位的应用外,在立体库、分拣设备中还配备 RFID、视觉传感器等多种传感器实现自动分拣以 及对设备正常运行状况进行监控、可视化的数据分析等。
超高频RFID自动分拣系统在仓储应用上的主要实现方式是在货物上贴电子标签,通过在分拣点安装阅读器设备与传 感器,当贴有电子标签的商品经过阅读器设备的时候,传感器识别到有货物过来便通知阅读器开始读卡,阅读器读取货物上标签信息送到后台,由后台控制该货物需要到哪一个分拣口,以此来实现自动化分拣货物,提高了准确性与效率。
WiFi及4G应用相对来说还是比较成熟,在很多场景中,WiFi及4G已经能够很好的满足需求,在WiFi稳定的场景通过WiFi实现设备与设备之间、设备与平台之间通信,在WiFi不稳定场景则通过4G来实现连接的需求,应用互补,但是在面对一些对数据量要求大、设备连接多、延时性要求更高的场景时,5G 的效能便体现出来。
能实现百量级物联设备同时接入,保障了机器人、穿梭车等仓储设备在与设备和系统之间能够稳定连接,基于5G网络的仓储设备可以在一定程度上完成远程诊断和运维。
能让仓储机器人自主规划路径并快速避障,设备的实时通信和信息的实时交互提高仓储作业时效性。
可以扩展云端计算能力,突破仓储物联设备算力和存储的限制,实现云端数据的灵活调用和分析,优化作业流程,提升效率。
仓储自动化AI、云计算新技术赋能下形成新的产品形态,随着 AMR、无人叉车等发展,仓储自动化设备往柔性化、灵活化发展的特征益发凸显,自动化部署更方便快捷和稳定,尤其在中小型仓储项目中;而大型仓储项目中立体库、输送机等自动化设备亦在向智能化进化中,通过AI算法来辅助,可以在一定程度上完成设备及时管理及预测性维护。
仓储数据可视化,整合了传统的仓库管理系统(WMS)和仓储控制管理系统(WCS),打造三维仿真仓储物流中心,实现仓储精细化管理。通过可视化系统快速获取设备的运作情况,货物出/入库、物料库存量等仓库日常管理业务也能做到实时查询与监控,减少不必要的时间损耗,来提升仓储效率。
仓储自动化市场计算机显示终端大都以项目形式进行采购,有的以整包形式分销出去,有的以甲方非间接接触厂商直接采购,不同性质的项目涉及产业链企业不完全一样,从产业链企业类型来看集中了设备厂商、软件商、方案商、系统集成商、终端 厂商客户。
自动化设备及软件系统在仓储自动化产业链中投资比较大、技术壁垒较高,进入门槛也会比较高,在用户仓储自动化投资所需成本中占比也比较大,是最重要的组成部分。当然,不同项目自动化需求也不同,所用到的自动化设备及软件差异也比较大,不同场景有不同的自动化解决方案。
仓储机器人(AGV/AMR, 机械臂)在疫情助推下,近几年仓储机器人发展迅猛,受到资本追捧,玩家慢慢的变多,行业对软硬件研发能力有一定的要求较高,目前 出现某些特定的程度的同质化竞争态势,厂商开始基于客户不相同场景的需求挖掘细分赛道进行差异化竞争,如箱式机器人、无人叉车等发展增速非常快,创造新兴事物的能力或将成为机器人厂商核心竞争力。在国内同质化竞争下,企业纷纷加速开拓海外市场,甚至有些企业成立伊始市场战略就定位于海外市场。
立体库、分拣带、输送机等立体库、分拣带、输送机等设备在存储空间、仓储效率、人力成本上体现较大优势,因投入较大,较适用于大中型仓储项目,行业发展的比较早,欧美、日本等国家企业产品技术水平高、行业经验比较丰富、品牌知名度高,占据大部分高端市场,国内企业则在性价比和服务上展现优势,整体市场需求变化非常平稳的,需要5年左右才会有一个明显的变化。
不过近几年随技术的愈发成熟,行业竞争在加剧,利润在降低,处于洗牌加速期,有突出贡献的公司在技术、资金、项目经验等优势显现,行业市场逐渐向有突出贡献的公司集中。
仓储自动化产业链中有涉及软件系统的企业大致上可以分为两大类:一类是第三方软件服务商,另一类是硬件软件综合服务商。软硬件综合服务商可以被划分为硬件系统商或者系统集成商,在这里我们着重介绍的是第三方软件服务商。
软件商很少作为独立项目去与最终用户接触,更多的是为硬件商或者系统集成商提供配套服务,减少企业在软件方面的研发投入,降低项目成本,通过开放接口的形式,可实现不同设备或者不一样的品牌之间的兼容,满足项目的落地需求。
系统集成商在仓储自动化中扮演“总导演”的角色,需要具备整体规划、系统模块设计和资源整合的能力,也需要对场景的深刻认识,才能够让仓储各环节合理、经济、有效的运作,在整个产业链环节上系统集成商综合要求是最高的。目前比较知名的系统集成商大都是由仓储物流设备商或软件开发商演变而来,智能仓储集成商的智能仓储项目基本是定制化需求,所以智能仓储集成商主要采取直销的销售模式。
仓储服务商主要提供第三方仓储服务,通过出租的形式来满足市场上不同企业的仓储需求,降低企业在仓储方面的成本,运用高效地运营来实现盈利,这类企业如:鲸仓、发网、网仓、飞力达等。
目前对仓储自动化行业需求度比较高的细分行业是:新能源、汽车、3C、家电、半导体、电商、食品、服装等。产品多、标准化高的行业用仓储自动化概率大,新兴起的产业用仓储自动化居多,这与仓储自动化投入成本和自动化需求相关。当然传统行业不像新兴起的产业,新建厂房相对较少,而仓储自动化对厂区工作环境、复杂度都会有要求,所以在做仓储自动化项目前期勘察很重要,旧厂房相对来说改造难度和成本会更大些,企业上仓储自动化意愿也就更低。
我们在判断一个行业前景的时候,市场需求和驱动力是重要的考量,本章节我们通过市场需求与驱动力两方面来了解仓储自动化细分场景的应用状况。
行业驱动力可大致分为外部驱动和内部驱动。外部驱动:政策驱动和资本驱动,内部驱动:行业内部市场推动。仓储自动化驱动力强不强可以从政策推动、资本推动、市场推动三个层面来判断,通过这三个层面来建立驱动力模型,如图:
在疫情推动下,移动机器人广受资本追捧,资本推动力强,在 2022 年发生多大数十起融资事件,其中亿元以上融资规模超十起,移动机器人已经成长为机器人领域最炙手可热的明日之星。
内部市场推动主要是行业头部企业的领头作用,在仓储自动化应用场景中新兴起的产业市场推动强,传统产业弱;高端制造业市场推动强,低端制造业弱;盈利能力强企业推动大于盈利能力弱企业。
根据驱动力模式我们大家可以得到结论:内外驱动力最强的是新能源、汽车、电商、医药等新兴和高端产业,仓储自动化市场最容易爆发,而在食品、零售、家电等市场作为第二梯队也有不错的发展潜力。
指的是仓储中人和物的管理需求,而仓储自动化对应的是在仓储环境中人工短缺和人员安全需求,横轴为管理需求。
从市场需求分析模型上我们得知:高端制造业在经济需求和管理需求两方面都比较强;电商、零售等因为品类多、时效性要求高所以经济需求更强;而传统密集型企业目前更多是通过人工操作,人工短缺对这类企业影响最大,所以管理需求更强。
我国仓储自动化下游应用行业包括烟草、医药、连锁零售、机械制造、汽车、餐饮、新能源、电子商务等。对于仓储自动化企业来说,每个行业的市场情况都不一样,企业没办法做到所有行业都能覆盖,在做市场策略时需要确定优先级;而作为仓储自动化应用市场行业用户来说,需不需要上,何时上,仓储自动化需到什么程度,通过优先级可当作参考依据。结合前面两个分析模型,我们把按照由高到低优先级排序分为 A、B、C、D 级四个等级。
通过前面分析能做出结论,其中仓储自动化在新能源、汽车制造、半导体、医药等行业优先级最高。
行业运营模式决定了营收和盈利能力,通过运营模式的分析是认识行业或者公司发展的重要方式,仓储自动化市场都是以项目形式,在整个仓储自动化产业链中不同环节的商业模式也不完全一样,针对这一特性,仓储自动化的运营模式可以 分为对上游设备厂商及软件商和对中游仓储自动化集成商及服务商运营模式分析。
大部分设备厂商采用按照每个客户的不一样的需求进行自动化设备的定制化生产,生产模式为订单式生产,即以销定产,根据每个项目对不同设备数量需求不同,公司采用多品种小批量柔性生产模式,采用流水作业生产和定点装配生产的基本工艺相结合的生产工艺流程,以更好的适应不一样项目不同数量的设备需求。
订单式生产可以更灵活的满足项目的不一样的需求,降低原材料备货成本,缺点就是供货周期需要比较长的时间,这也是由行业项目性质决定难以做到标准化,无法批量生产。不过在仓储机器人领域在技术及项目经验的累积下,已经有厂商通过技术研发实现定制场景下的标准化。 而软件商通过建立低代码平台,在底层平台的基础上来依据需求定制开发,有效的节省了开发的周期。
厂商直接对接计算机显示终端,负责仓储自动化的建设,采用此销售模式的项目有两个类型:金额较小和客户复购,虽然直销模式项目金额可能较小,但是项目把控度高,利润也会更高;而对于复购的客户在上个项目中已经选择了厂商,而且满意度较高,所以在新项目中直接选择厂商来提供方案或者与项目集成商对接,在销售成本上复购客户是最低的。
渠道商合作模式主要是通过与集成商合作的模式,集成商整体承包项目,负责项目统筹规划,然后分包给硬件设备商或者软件商,这种模式项目金额一般比较大,项目资源会更丰富,也相对来说比较稳定,缺点在于在利润空间上厂商会被压缩。
代理商模式主要借助代理商的资源,协助代理商开发项目,这种销售模式虽然在利润上需要腾足够空间给到代理商,但是开拓市场速度会更快,也会比较稳定。
行业盈利模式最重要的包含销售智能仓储物流自动化系统、售后运营维护服务和技术咨询规划服务。
售后运营维护服务主要是为客户提供部分系统的升级改造、设备和零部件的维修、更换等服务。
公司提供的技术咨询规划服务主要是依托在仓储物流自动化系统行业的方案规划、软件研发、系统模块设计等方面的技术 优势,为客户提供相关的工程技术咨询规划、管理技术咨询规划服务和软件开发服务。
系统集成商有的是自身就是从设备硬件商或者软件商转型而来,有的则是通过采购硬件设备商或者软件商的产品或服务,以经销商的角色存在于产业链上。
企业直接对接计算机显示终端,为客户提供仓储自动化整体解决方案或者仓储自动化运营服务。
除了与前面设备厂商或软件厂商相似的盈利模式外,还会提供 RaaS代运营服务。RaaS代运营服务主要是与企业合作开展仓储物流自动化代运营服务,RaaS代运营服务的收入主要来自于企业销售商品的仓储费和操作费,不一样商品的仓储费和操作费单价乘以相应的存储数量和操作数量即为RaaS代运营服务的主要收入来源。RaaS代运营服务中客户对公司RaaS代运营服务提供一定的保底库存量和出库量,低于保底量时按照保底量进行付费,以保证公司的自动化代运营收入。
仓储自动化在存储、搬运、分拣等各环节中通过设备硬件及调度软件、控制软件与MES、WMS系统对接,实现整个仓储流程的整体自动化。随着AI、大数据、可视化等技术的发展,在自动化控制、维护、效率实现可预见、可评估,以此来实现整个仓储流程与物流、生产系统打通,实现真正智能化,这也是仓储自动化企业在着力布局规划的方向。
随着终端消费需求差异化和行业模式的变化,小批量、多SKU、 高效率、灵活响应的需求慢慢的变多,在综合成本投入等各因素考量下,在很多场景下立体库、分拣机等解决方案不能完全满足需求,需要更柔性化解决方案。而仓储机器人在搬运、拣选等环节体现出高效率、高灵活度的特征,被市场接受,从市场容量及增速上,仓储机器人柔性化解决方案比 重慢慢的升高,未来市场发展的潜力向好。
先进技术对行业的赋能,能体现在三个方面:一是提升行业的稳定性;二是降低行业的成本,推动行业应用落地;三是扩大行业应用的范围。在算法成熟度逐步提升下,仓储自动化视觉技术应用愈来愈普遍,在仓位定位、物品识别、设 备维护、路径规划及避障等各方面推动行业发展。
单设备的自动化已经不适合行业发展的步伐,仓储自动化系统要更开放,兼容度更高,才能满足行业项目需求,在很多项目中集成商有自己的管理系统,计算机显示终端也可能有自己的系统,友商也有自己的系统,如何共存,这就需要企业WCS、RCS不仅需要与 MES、WMS打通,甚至面对项目需求不同企业间的控制与调度软件之间都需要兼容。若企业自身软件底层兼容度不够高,则需要借助第三方软件系统来实现项目的整合。
仓储自动化运行的稳定性是最重要的,行业客户采用仓储自动化更看重的是实现仓储环节中的人员和物品的安全,所以稳定运行是核心,其次才是通过仓储自动化来降低经营成本和提升运转效率,就算在时效要求很高的电商、冷链等行业,安全稳定运行才是最关键的,也只有稳定运行才能够持续地保证效率。
在市场经济中,价格战是难以避免的,特别是在行业快速地发展的阶段,由于行业研发投入高、人员成本高加上项目回款有周期等因素,很多企业都会借助资本的力量。资本对业绩的要求,某些特定的程度会加剧价格战,不过随着行业的逐步深入和市场体量的增大,虽然市场之间的竞争依然大,但赔本赚吆喝的事情不能一直做,不利于行业的成长。而且相比价格客户关心首要是能否满足需求实现更多价值,行业从价格战逐步转变为差异化、精细化竞争态势。
随着入局者增多,国内市场之间的竞争在加剧,海外70%的市场空间便成为企业重要选择,而国内企业凭借在供应链成本优势和技术的创新,让企业在出海市场能占据一席之地,特别是部分企业在成立初始便定位出海市场,避开国内充分竞争,开拓出了不错的发展路径。海外市场更广阔的需求及更好的利润空间,都激励着头部产业把出海布局作为公司发展的重要战略,未来国内企业在海外的市场占有率会慢慢的大。
一方面行业资源向头部企业集中度慢慢的变大,另一方面大企业或者集成商向上游渗透纷纷自研。仓储自动化头部企业在品牌、供应链成本、渠道资源的优势,占据大部分市场占有率,小企业若无法在差异化上实现领先是很难与头部公司竞争的;而大型集成商或者最终用户开始向产业链上游去渗透,用于打通整个产业链环节,依靠平 台能力纷纷开始自研,另外不少传统设备厂商也开始向智能化转型,这些都加剧了行业的洗牌,没有核心竞争力的企业很 难生存下来。
通过前面趋势变化分析,行业面临的挑战大多分布在在:关键技术、生产能力、市场环境。
目前前沿技术在感知精准度、算法、平台赋能上还存在不少挑战,带来的结果是在落地到项目的不同场景中无法达到理论的效果,目前很多企业方案在实际项目中稳定要提升,在效率并没有人工来得高,另外在软件系统的开 放性和兼容性上并不能完全满足项目的需求。
在调研中发现很多觉得不是拿不到业务,而是自己产能跟不上,在运营模式篇幅我们分析大部分企业都是 依照订单来生产,这就对供应链和生产能力有更高的要求。在模式上因为行业性质一时无法改变,只有在产能上寻求突破。
在后疫情时代,经济趋势肯定是向上的,行业规模也在扩大,但随着进入者慢慢的变多,如何在市场上寻找自我优势、找到差异化是公司发展的关键,这就要求企业对市场环境、市场发展、市场需求变化有敏锐的嗅觉,这对企业来说是机会,也是挑战。
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