无人叉车“变形记”

日期:2022-07-21     来源:新战略    作者:新战略    浏览:6726    
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核心提示:技术优化、产品迭代、形态创新。
【本文为新战略移动机器人产业研究所原创 转载请注明出处】

      1938年,美国克拉克首次推出具有前轮驱动后轮转向型叉车,该叉车一经面世就广泛应用于机场、工厂、港口装卸等场景,极大推动了当时物流领域的革新与发展。同时,由于其车身长度合理、外形美观、内部结构合理紧凑以及操作方式简单,从而成为现代叉车的真正雏形和鼻祖。长达一个世纪以来,绝大部分叉车的外观、结构、工作原理和操作方式都是在其基础上做出更迭改造。


图:克拉克研发的人工叉车

      如今,作为物料搬运机械的重要一环,人工叉车已经广泛应用于各类场景,且在市场需求推动下衍生了叉车AGV,也称为无人叉车。它融合了叉车技术和AGV技术,与普通AGV相比,除了能完成点对点的物料搬运之外,更能实现多个生产环节对接的物流运输任务,不仅擅长高位仓库、库外收货区、产线转运三大场景,而且在重载、特殊搬运等场景也有着不可替代的作用。通过无人叉车的应用,可以解决工业生产和仓储物流作业过程中物流量大、人工搬运劳动强度高等问题。而随着近年工业化与产业转型的推动,无人叉车应用的场景越来越多,市场占比逐年上升。

      据移动机器人(AGV/AMR)产业联盟数据、新战略移动机器人产业研究所统计,2021年中国叉式移动机器人(含视觉导航)销量达8000台,同比增长60%,市场规模约为24.5亿元,同比增长42.40%。但相对于传统叉车市场而言,仅有不到0.6%的转换率。可以想象,未来叉车AGV的市场应用空间将有足够的可能性。


图表:2015-2021年中国叉式移动机器人市场销售量(台数)及增长率



图表:2015-2021年中国叉式移动机器人市场销售规模(亿元)及增长率

      而围绕市场需求,无人叉车经历了怎样的发展历程?未来又该何去何从?

3个阶段:从技术更迭到形态创新

      从人工叉车迈向无人叉车,叉车的性能技术与应用场景在不断拓宽边界,其发展历程依照时代与市场需求的转变可大致划分为3个阶段:

1——满足物料搬运需求

      克拉克研发的搬运叉车将人为搬运货物的能力和效率大幅拔高,在工业领域产生深远影响。新中国成立以后,为振兴国内工业,我国自主研发第一台内燃叉车。此后,以杭叉、合力为代表的叉车企业如雨后春笋般不断涌现,在叉车领域里实现多方面的从无到有,从简到繁。

2.——自动化技术赋能

      随着时代经济发展,90年代市场对物料搬运需求不再满足于人工设备,在必然发展智能自动化的主流趋势推动下,作为国内AGV机器人核心企业之一的“老牌国企”,昆船自主打造叉车AGV车体,配合科尔摩根控制系统进行调度运作,研发了国内第一台叉车AGV,在初期主要应用于烟草、军工、印钞铸币等垄断性行业。

      其后,物料搬运智能化、自动化趋势进一步显现,同时市场面临劳动力短缺,用工成本提高以及产业转型等因素,从2014年起,以杭叉、合力、林德、诺力、中力机械为代表的传统叉车企业为求转型,纷纷布局叉车AGV市场。


图:杭叉叉车AGV

      同时期,AGV行业迎来早期萌芽,以新松、昆船、机科、国自、今天国际等为代表的专业AGV厂商在大力开拓无人叉车赛道。二者相遇,一时间形成以传统叉车企业提供定制车体给AGV企业实现自动化改装的主流趋势。由此推动下,无人叉车市场得到迅速发展。

      随后几年当中,AGV行业的井喷式爆发迎来大批后起之秀。入局企业如未来机器人、木牛流马、艾吉威、劢微、仙工、临工智科等企业,他们或是开辟无人叉车相关系列产品线,或是以实现无人化场景覆盖为目的,大力推出叉车AGV系列产品。其中不乏创新者如国自机器人首发SLIM叉车AGV、塔斯克的托盘机器人、木牛流马应用在化纤行业的双轴提升叉车AGV。


图:国自SLIM叉车AGV

      在该阶段,大部分叉车AGV企业的重点发展方向是通过自动化取代人工叉车场景,所以更加注重技术上的赋能,在车体基础结构上没有太多改造。其中,在突破技术场景的企业当中,以未来机器人为代表,对6层以上料框堆叠、9.4米高位存取以及2.0米窄通道存取等深水区场景实现攻克,进一步拓宽无人叉车的使用场景与应用方式。



图:未来机器人叉车AGV

3——新形态叉车AGV

      直到近年,AGV行业迈入鼎盛期,入局无人叉车领域的企业与日俱增。据中国移动机器人(AGV/AMR)产业联盟数据、新战略移动机器人产业研究所统计,在2014年之前市场仅有数家企业在销售无人叉车,2020年之后,国内无人叉车厂商超过60家。

      如今,叉车领域的技术发展在早期阶段得到长足进步,实现了质的飞跃,新入局的部分企业将探索发展的第二方向瞄准叉车的形态结构。其中,新近崛起的新锐企业以劢微、捷象灵越为代表,他们基于叉车形态改造的新概念,在产品设计上打破原有基础外形结构,开辟以颠覆形态为主的无人叉车新阶段。

      劢微CMO王川龙认为:截至目前,市场上绝大部分无人叉车是基于人工叉车进行改装,人工驾驶部分同样被保留,但从叉车AGV应用来说,这部分造成了不必要成本浪费,在美感与形态方面也有所制约,限制了更多新形态叉车的想象,所以在原则上可以对其进行剔除。

      基于如此理念,劢微首创业内“单次二托”新形态无人叉车「劢喆伦α1 」,在车体结构上突破传统桎梏,设计双托结构,单次可运输2托货物,单托负载1500kg,满载双托3000kg,高效满足美学、性能和效率的三重追求。


图:劢微新形态无人叉车

      捷象灵越CEO吕峰同样认为:在自动化背景下,有反射激光导航和无反射激光导航两种方式满足了一定的自动化需求,但整体叉车AGV仍然沿用人工叉车的设计和运动方式,导致在行驶空间、运行效率、安全性等方面有所限制,其本质还是传统叉车。
      对此,捷象灵越从底层创新,颠覆传统叉车固有形态,以极致紧凑的U型设计打造叉车AGV,其叉车与货物始终为一个整体运行。同时通过对形态的改造,将导航控制算法的整体优势不断放大,从而使AMR叉车更灵活、更高效、适应更多复杂的场景。


图:捷象灵越叉车AGV

本质上是满足市场需求

      而从克拉克第一台人工叉车诞生到国内昆船的叉车AGV研发,再从专注自动化赋能跨越到形态改革,这是否将成为未来叉车AGV普遍发展的趋势之一?

      中国移动机器人(AGV/AMR)产业联盟秘书长李进科提到,从萌芽到发展,前期阶段是叉车自动化推进的初期阶段,各家企业更加偏重技术方面的钻研突破。相较之下,由于叉车形态结构是以托盘、货叉及其他硬件构成的功能性标准品,可以轻易满足市场的普遍应用,所以没有太大的变化需求,故而长期以来在传统叉车基础结构上进行自动化改造成为主流趋势。现阶段,部分移动机器人企业对“传统主流”提出挑战,意味着在寻求更多的“破局”之路,但是否会成为发展趋势,仍有待时间来检验。


图:新松叉车AGV

      而作为“破局者”,各家AGV企业跟随市场需求,未来对叉车AGV形态的改造之路将何去何从?

      王川龙认为:原来人工叉车是人、叉车、场景环境三者的共存与平衡,也代表相辅相成的性能、形态与方案。当无人叉车不需要驾驶员之后,剩下只有车与场景环境两者之间的关系,在形态方面的革新变化必然带来方案的变化,方案的革新同样对形态带来更多诉求,所以需要我们对此重新思考与创新。劢微相信,未来随着无人叉车的自动化进一步提升,技术美学、形式美学和效率应用会表达得更为尽致。

      华睿移动机器人业务部总经理王政则认为:目前叉车AGV形态演变做到了对固有缺陷的升级,解决了部分特定场景下的难题,例如普通叉车采取舵轮运作方式,新型叉车采取双轮运作方式。二者相较,效率尽管得到提升,本质上仍然是叉取式产品。但当前在叉车AGV的早期发展阶段,各家企业对车型的创新无疑是开拓了叉车AGV的新发展方向,为今后的更多探索打下根基。

      井松智能董事长兼CEO姚志坚表示:随着无人化场景越来越多,叉车AGV的发展趋势应该是集成化与场景化。一方面要做到车体性能的稳定性、可靠性、持久性,一方面要具备解决方案层的系统设计灵魂,所以是依托车体性能的载体、智能控制与调度决策大脑、系统化方案来构建“三位一体”模式,满足客户的真正需求及场景应用。


图:井松超重载叉车AGV

      李进科总结,叉车AGV的未来发展趋势尚待时间检验,但当前阶段,部分企业对其形态改造无疑是从以下三个角度做出考量:

      1.用户角度。新形态叉车AGV与传统叉车AGV有明显的界限划分,更加显示其机器人的属性。

      2.产业角度。目前叉车AGV是介于叉车与AGV之间,而叉车属于我国特种机械设备管控,使用需要特种机械设备证明,在一定程度上制约了叉车AGV产业的发展。

      3.企业角度。对叉车AGV的革新创造就是对企业本身的定义,也是其研发能力的重要体现,作为高新科技企业,打造新形态产品专属名片的同时,能吸引更多的资本关注。

      从以上多方面考量,部分AGV企业跟随市场需求发展,聚焦叉车形态创新。但“破局”非易事,传统叉车以动力、底盘、工作部分及电气设备五大部分组成,正是由于结构简单,具备功能性产品所需的基本特质,有效满足各种场景应用,才能在大浪淘沙的市场竞争当中延续使用长达一个世纪之久。目前在庞大的叉车市场当中,尽管叉车AGV市场比例在逐年攀升,但相较于整个市场而言,体量占比仍然较小,单形态的革新对叉车市场难以形成决定性的影响与作用。



图:中力叉车AGV

      结语:任何产品的发展探索都离不开市场需求。从人工叉车到无人叉车的转变,其本质是时代与市场趋势的推动。今后随着叉车的无人率不断提高,行业场景多样化,叉车AGV的终局方案应该是“车适应场”而非“场适应车”。目前,在叉车AGV的早期阶段,形态是各家企业探索的方向之一,随着路子越走越宽,相信未来会出现更多可能。

 
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