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    無人叉車“變形記”

    發布時間: 2022-07-21 10:07:59 來源:新戰略

    核心提示: 技術優化、產品迭代、形態創新。

    【本文為新戰略移動機器人產業研究所原創 轉載請注明出處】


          1938年,美國克拉克首次推出具有前輪驅動后輪轉向型叉車,該叉車一經面世就廣泛應用于機場、工廠、港口裝卸等場景,極大推動了當時物流領域的革新與發展。同時,由于其車身長度合理、外形美觀、內部結構合理緊湊以及操作方式簡單,從而成為現代叉車的真正雛形和鼻祖。長達一個世紀以來,絕大部分叉車的外觀、結構、工作原理和操作方式都是在其基礎上做出更迭改造。


    圖:克拉克研發的人工叉車

          如今,作為物料搬運機械的重要一環,人工叉車已經廣泛應用于各類場景,且在市場需求推動下衍生了叉車AGV,也稱為無人叉車。它融合了叉車技術和AGV技術,與普通AGV相比,除了能完成點對點的物料搬運之外,更能實現多個生產環節對接的物流運輸任務,不僅擅長高位倉庫、庫外收貨區、產線轉運三大場景,而且在重載、特殊搬運等場景也有著不可替代的作用。通過無人叉車的應用,可以解決工業生產和倉儲物流作業過程中物流量大、人工搬運勞動強度高等問題。而隨著近年工業化與產業轉型的推動,無人叉車應用的場景越來越多,市場占比逐年上升。

          據移動機器人(AGV/AMR)產業聯盟數據、新戰略移動機器人產業研究所統計,2021年中國叉式移動機器人(含視覺導航)銷量達8000臺,同比增長60%,市場規模約為24.5億元,同比增長42.40%。但相對于傳統叉車市場而言,僅有不到0.6%的轉換率??梢韵胂?,未來叉車AGV的市場應用空間將有足夠的可能性。


    圖表:2015-2021年中國叉式移動機器人市場銷售量(臺數)及增長率



    圖表:2015-2021年中國叉式移動機器人市場銷售規模(億元)及增長率

          而圍繞市場需求,無人叉車經歷了怎樣的發展歷程?未來又該何去何從?

    3個階段:從技術更迭到形態創新

          從人工叉車邁向無人叉車,叉車的性能技術與應用場景在不斷拓寬邊界,其發展歷程依照時代與市場需求的轉變可大致劃分為3個階段:

    1——滿足物料搬運需求

          克拉克研發的搬運叉車將人為搬運貨物的能力和效率大幅拔高,在工業領域產生深遠影響。新中國成立以后,為振興國內工業,我國自主研發第一臺內燃叉車。此后,以杭叉、合力為代表的叉車企業如雨后春筍般不斷涌現,在叉車領域里實現多方面的從無到有,從簡到繁。

    2.——自動化技術賦能

          隨著時代經濟發展,90年代市場對物料搬運需求不再滿足于人工設備,在必然發展智能自動化的主流趨勢推動下,作為國內AGV機器人核心企業之一的“老牌國企”,昆船自主打造叉車AGV車體,配合科爾摩根控制系統進行調度運作,研發了國內第一臺叉車AGV,在初期主要應用于煙草、軍工、印鈔鑄幣等壟斷性行業。

          其后,物料搬運智能化、自動化趨勢進一步顯現,同時市場面臨勞動力短缺,用工成本提高以及產業轉型等因素,從2014年起,以杭叉、合力、林德、諾力、中力機械為代表的傳統叉車企業為求轉型,紛紛布局叉車AGV市場。


    圖:杭叉叉車AGV

          同時期,AGV行業迎來早期萌芽,以新松、昆船、機科、國自、今天國際等為代表的專業AGV廠商在大力開拓無人叉車賽道。二者相遇,一時間形成以傳統叉車企業提供定制車體給AGV企業實現自動化改裝的主流趨勢。由此推動下,無人叉車市場得到迅速發展。

          隨后幾年當中,AGV行業的井噴式爆發迎來大批后起之秀。入局企業如未來機器人、木牛流馬、艾吉威、勱微、仙工、臨工智科等企業,他們或是開辟無人叉車相關系列產品線,或是以實現無人化場景覆蓋為目的,大力推出叉車AGV系列產品。其中不乏創新者如國自機器人首發SLIM叉車AGV、塔斯克的托盤機器人、木牛流馬應用在化纖行業的雙軸提升叉車AGV。


    圖:國自SLIM叉車AGV

          在該階段,大部分叉車AGV企業的重點發展方向是通過自動化取代人工叉車場景,所以更加注重技術上的賦能,在車體基礎結構上沒有太多改造。其中,在突破技術場景的企業當中,以未來機器人為代表,對6層以上料框堆疊、9.4米高位存取以及2.0米窄通道存取等深水區場景實現攻克,進一步拓寬無人叉車的使用場景與應用方式。



    圖:未來機器人叉車AGV

    3——新形態叉車AGV

          直到近年,AGV行業邁入鼎盛期,入局無人叉車領域的企業與日俱增。據中國移動機器人(AGV/AMR)產業聯盟數據、新戰略移動機器人產業研究所統計,在2014年之前市場僅有數家企業在銷售無人叉車,2020年之后,國內無人叉車廠商超過60家。

          如今,叉車領域的技術發展在早期階段得到長足進步,實現了質的飛躍,新入局的部分企業將探索發展的第二方向瞄準叉車的形態結構。其中,新近崛起的新銳企業以勱微、捷象靈越為代表,他們基于叉車形態改造的新概念,在產品設計上打破原有基礎外形結構,開辟以顛覆形態為主的無人叉車新階段。

          勱微CMO王川龍認為:截至目前,市場上絕大部分無人叉車是基于人工叉車進行改裝,人工駕駛部分同樣被保留,但從叉車AGV應用來說,這部分造成了不必要成本浪費,在美感與形態方面也有所制約,限制了更多新形態叉車的想象,所以在原則上可以對其進行剔除。

          基于如此理念,勱微首創業內“單次二托”新形態無人叉車「勱喆倫α1 」,在車體結構上突破傳統桎梏,設計雙托結構,單次可運輸2托貨物,單托負載1500kg,滿載雙托3000kg,高效滿足美學、性能和效率的三重追求。


    圖:勱微新形態無人叉車

          捷象靈越CEO呂峰同樣認為:在自動化背景下,有反射激光導航和無反射激光導航兩種方式滿足了一定的自動化需求,但整體叉車AGV仍然沿用人工叉車的設計和運動方式,導致在行駛空間、運行效率、安全性等方面有所限制,其本質還是傳統叉車。
          對此,捷象靈越從底層創新,顛覆傳統叉車固有形態,以極致緊湊的U型設計打造叉車AGV,其叉車與貨物始終為一個整體運行。同時通過對形態的改造,將導航控制算法的整體優勢不斷放大,從而使AMR叉車更靈活、更高效、適應更多復雜的場景。


    圖:捷象靈越叉車AGV

    本質上是滿足市場需求

          而從克拉克第一臺人工叉車誕生到國內昆船的叉車AGV研發,再從專注自動化賦能跨越到形態改革,這是否將成為未來叉車AGV普遍發展的趨勢之一?

          中國移動機器人(AGV/AMR)產業聯盟秘書長李進科提到,從萌芽到發展,前期階段是叉車自動化推進的初期階段,各家企業更加偏重技術方面的鉆研突破。相較之下,由于叉車形態結構是以托盤、貨叉及其他硬件構成的功能性標準品,可以輕易滿足市場的普遍應用,所以沒有太大的變化需求,故而長期以來在傳統叉車基礎結構上進行自動化改造成為主流趨勢?,F階段,部分移動機器人企業對“傳統主流”提出挑戰,意味著在尋求更多的“破局”之路,但是否會成為發展趨勢,仍有待時間來檢驗。


    圖:新松叉車AGV

          而作為“破局者”,各家AGV企業跟隨市場需求,未來對叉車AGV形態的改造之路將何去何從?

          王川龍認為:原來人工叉車是人、叉車、場景環境三者的共存與平衡,也代表相輔相成的性能、形態與方案。當無人叉車不需要駕駛員之后,剩下只有車與場景環境兩者之間的關系,在形態方面的革新變化必然帶來方案的變化,方案的革新同樣對形態帶來更多訴求,所以需要我們對此重新思考與創新。勱微相信,未來隨著無人叉車的自動化進一步提升,技術美學、形式美學和效率應用會表達得更為盡致。

          華睿移動機器人業務部總經理王政則認為:目前叉車AGV形態演變做到了對固有缺陷的升級,解決了部分特定場景下的難題,例如普通叉車采取舵輪運作方式,新型叉車采取雙輪運作方式。二者相較,效率盡管得到提升,本質上仍然是叉取式產品。但當前在叉車AGV的早期發展階段,各家企業對車型的創新無疑是開拓了叉車AGV的新發展方向,為今后的更多探索打下根基。

          井松智能董事長兼CEO姚志堅表示:隨著無人化場景越來越多,叉車AGV的發展趨勢應該是集成化與場景化。一方面要做到車體性能的穩定性、可靠性、持久性,一方面要具備解決方案層的系統設計靈魂,所以是依托車體性能的載體、智能控制與調度決策大腦、系統化方案來構建“三位一體”模式,滿足客戶的真正需求及場景應用。


    圖:井松超重載叉車AGV

          李進科總結,叉車AGV的未來發展趨勢尚待時間檢驗,但當前階段,部分企業對其形態改造無疑是從以下三個角度做出考量:

          1.用戶角度。新形態叉車AGV與傳統叉車AGV有明顯的界限劃分,更加顯示其機器人的屬性。

          2.產業角度。目前叉車AGV是介于叉車與AGV之間,而叉車屬于我國特種機械設備管控,使用需要特種機械設備證明,在一定程度上制約了叉車AGV產業的發展。

          3.企業角度。對叉車AGV的革新創造就是對企業本身的定義,也是其研發能力的重要體現,作為高新科技企業,打造新形態產品專屬名片的同時,能吸引更多的資本關注。

          從以上多方面考量,部分AGV企業跟隨市場需求發展,聚焦叉車形態創新。但“破局”非易事,傳統叉車以動力、底盤、工作部分及電氣設備五大部分組成,正是由于結構簡單,具備功能性產品所需的基本特質,有效滿足各種場景應用,才能在大浪淘沙的市場競爭當中延續使用長達一個世紀之久。目前在龐大的叉車市場當中,盡管叉車AGV市場比例在逐年攀升,但相較于整個市場而言,體量占比仍然較小,單形態的革新對叉車市場難以形成決定性的影響與作用。



    圖:中力叉車AGV

          結語:任何產品的發展探索都離不開市場需求。從人工叉車到無人叉車的轉變,其本質是時代與市場趨勢的推動。今后隨著叉車的無人率不斷提高,行業場景多樣化,叉車AGV的終局方案應該是“車適應場”而非“場適應車”。目前,在叉車AGV的早期階段,形態是各家企業探索的方向之一,隨著路子越走越寬,相信未來會出現更多可能。

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