【物流自动化】快递、云仓、新零售引领物流自动化千亿市场

陕西朝阳物流2019-10-02 07:23:38
提示:由于全面概括自动化仓库的发展与机遇; 预计文章阅读时间约为15分钟;  


 群雄逐鹿   

 掘金物流仓储自动化千亿市场



物流仓储自动化是指物流作业过程的设备和设施自动化,包括运输、装卸、包装、分拣、识别等作业过程,比如,自动化立体仓储系统、自动输送系统(包括移动机器人系统AGVS)、自动识别系统和自动分拣系统,以及机器人作业系统的其他辅助系统等


仓储自动化

时间!空间!

物流自动化仓储系统优势明显。自动化立体仓库可以有效地利用仓库面积和空间,扩大仓库的有效利用率并且便于形成先进的物流系统,提高企业生产管理水平;自动分拣系统能提高分拣货物的效率(自动分拣系统的分拣能力是连续运行100 个小时以上,每小时可分拣7000 件包装商品,如用人工则每小时只能分拣150 件左右,同时分拣人员也不能在这种劳动强度下连续工作8 小时),并且减小分拣误差率,利用智能识别、机器人作业等系统提高了劳动效率,节约了劳动成本;


指标对比:

空间利用、存储形态、作业效率与人工、成本、环境要求、追溯性

自动化仓储系统和传统仓储系统对比


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仓储自动化系统

仓储自动化系统是由高层立体货架、堆垛机、各种类型的叉车、出入库系统、无人搬运车、控制系统及周边设备组成的自动化系统。利用自动化仓储系统可持续地检查过期或找库存的产品,防止不良库存,提高管理水平。自动化仓储系统能充分利用存储空间,通过计算机可实现设备的联机控制,以先入先出的原则,迅速准确地处理物品,合理的进行库存管理及数据处理。物流仓储自动化系统主要包括四类:自动化立体仓储系统、自动搬运与输送系统(包括移动机器人系统AGVS)、自动识别系统和自动分拣系统;



物流仓储自动化系统构成


2017中国物流设备市场规模和占比


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自动化立体仓储系统


一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物,用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库系统,利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化,存取自动化,操作简便化;


自动化立体仓库系统


自动化立体仓库的主体由货架,巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体,货架内是标准尺寸的货位空间,巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中,完成存、取货的工作。管理上采用计算机及条形码技术;


自动化立体仓库系统构成


自动化立体
仓储系统分类
建筑物形式

整体式自动化立体仓储系统:

货架除了存储货物以外,还作为建筑物的支撑结构,构成建筑物的一部分,即库房货架一体化结构,一般整体式高度在12 米以上,这种仓库结构重量轻,整体性好,抗震好!


分离式自动化立体仓储系统

存货物的货架在建筑物内部独立存在,分离式高度在12 米以下,但也有15 米至20 米的,适用于利用原有建筑物作库房,或在厂房和仓库内单建一个高货架的场所

PK

货物储存形式

 单元货架式:

单元货架式是常见的仓库形式,货物先放在托盘或集装箱内,再装入单元货架的货位上


移动货架式:

移动货架式由电动货架组成,货架可以在轨道上行走,由控制装置控制货架合拢和分离。作业时货架分开,在巷道中可进行作业;不作业时可将货架合拢,只留一条作业巷道,从而提高空间的利用率


拣选货架式

拣选货架式中分拣机构是其核心部分,分为巷道内分拣和巷道外分拣两种方式。“人到货前拣选”是拣选人员乘拣选式堆垛机到货格前,“货到人处拣选”是将存有所需货物的托盘或货箱由堆垛机至拣选区


货物构造


单元货格式仓库 :

类似单元货架式,巷道占去了三分之一左右的面积

贯通式

取消位于各排货架之间的巷道,将个体货架合并在一起,使每一层、同一列的货物互相贯通,形成能一次存放多货物单元的通道,而在另一端由出库起重机取货,成为贯通式仓库,提高仓库利用率

水平旋转式仓库的货架

本身可以在水平面内沿环形路线来回运行,每组货架由若干独立的货柜组成,用一台链式传送机将这些货柜串连起来,每个货柜下方有支撑滚轮,上部有导向滚轮。这种货架对于小件物品的拣选作业十分合适,简便实用,充分利用空间,适用于作业频率要求不太高的场合

垂直旋转货架式仓库

与水平旋转货架式仓库相似,只是把水平面内的旋转改为垂直面内的旋转。这种货架特别适用于存放长卷状货物,如地毯、地板革、胶片卷、电缆卷等



自动搬运输送系统




巷道堆垛机:



由起升机构、运行机构、货台司机室和机架等组成,专用于高架仓库,起重机在巷道内运行,主要用于搬运装在托盘上或货箱内的单元货物,也可开到相应的货格前,由机上人员按出库要求拣选货物出库。



自动搬运机器人:


是可以进行自动化搬运作业的工业机器人,涉及到了力学,机械学,电器液压气压技术,自动控制技术,传感器技术,单片机技术和计算机技术等学科领域。在实际应用中,可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作,大大减轻人类体力劳动强度。广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运;




自动识别系统


自动识别系统(RFID)即射频识别技术,俗称电子标签。自动识别系统射频识别是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。自动识别系统技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便,方便查找,查询基于RFID 的远距离读取、自动识别、可将所有物品无线连接上网的功能,在仓储管理系统中占有重要的地位,能帮助企业加快仓库信息的传输、读取速度,为企业提供效率,将会是未来智能物流中非常重要的一环;




自动分拣系统


自动分拣系统是自动化仓储的核心,一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成.。该系统的作业过程可以描述如下:物流中心每天接收成百上千家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品,在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确地分类,将这些商品运送到指定地点(如指定的货架、加工区域、出货站台等),同时,当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时,自动分拣系统在最短的时间内从庞大的高层货存架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置,并按所需数量出库,将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中,以便装车配送;



主要的自动分拣设备有:滑块式分拣机、交叉带式分拣机、斜导轮式分拣机、翻盘式分拣机、挡板式分拣机、锟筒浮出式分拣机等。交叉带式分拣机应该较为广泛,适宜于分拣各类小件商品,如食品、化妆品、衣物等,分拣出口多,可左右两侧分拣,分拣能力一般达20000-50000 件/小时;


 自动分拣设备分拣能力对比 


自动化分拣系统相对于人来说具有很大的优势,能连续大批量的分拣货物,自动分拣系统的分拣能力是连续运行100 个小时以上,每小时可分拣7000 件包装商品,如用人工则每小时只能分拣150 件左右,并且分拣人员也不能高强度连续作业;分拣误差率极低,基本不会出现差错,而人工键盘输入误差率在3%以上



三驾马车护航物流仓储自动化黄金年代


根据中国产业信息网显示,我国物流自动化市场规模从2001 年不足20 亿元,迅速增长至2014 年的425 亿元。未来几年,随着自动化设备制造技术的发展以及下游企业对自动化系统需求的增加,物流自动化系统将持续保持高速增长,预计2020 年国内的物流自动化系统市场规模将超过1000 亿元。



物流自动化仓储系统已经在各个领域得到了广泛应用,根据中国物流技术协会信息中心 2014 年调查统计,中国已经建成的物流自动化系统主要分布在烟草(16%)、 医药(13%)、连锁零售(10%)、机械制造(9%)、汽车(8%)、食品饮料(7%)、 军队系统(6%)、 电子商务(5%)、 印刷品(3%)、机场(3%)、其他(20%),其中烟草、医药和汽车的物流自动化普及率较高,分别达到46%、41%和39%,远高于全国平均自动化率20%;


 
 电商行业爆发,物流仓储自动化需求旺盛 

据CNNIC 数据显示,我国网络购物用户规模急剧增大,从2009年的1.25 亿人到2015 年的4.1 亿人,网络购物的交易额也以每年40%以上的速度进行增长,2015 年达到3.8 万亿元,未来仍将继续高速发展,预计2018 年我国网购交易规模将达到7.5 万亿元。


 

随着互联网的大发展,以淘宝、京东和苏宁为代表的电商逐渐渗透到日常的生活中,特别是像“双十一”、春节这种关键时节点,物流仓储系统经常出现崩溃,严重影响用户体验。据统计,2015 年淘宝天猫“双十一”销售额达912.17 亿元,传统的“人工+机械”的物流仓储方式远不能达到高速增长的电商零售行业需求;



国外如亚马逊等企业不断升级仓储物流的自动化系统,降低响应时间和成本,提高生产效率,例如目前货物的分拣时间约占整个快递集散中心作业时间的40%~60%,而自动化分拣系统的平均工作效率为1 万件/时,是人工分拣的30 倍。通过提升自动化率,亚马逊已经将仓储物流费用降低到9%左右。国内企业也纷纷效仿,例如京东建立了“亚洲一号”,一号店建立了洪梅物流中心,其他电商物流等公司也在纷纷制定改建或者新建自动化物流仓储系统计划。




目前市场份额最大的五家电商现有49 个物流中心,200 个区域配送中心,城市分拨中心也超过1000 个。以京东的“亚洲一号”为例,自动化设备投资约2.5 亿元,年处理订单为4~5 千万件,京东2014年订单处理量为3.3 亿件,目前京东的市场占有率约为20%,则京东进行自动化改造需要7 个“亚洲一号”,全市场需要35 个“亚洲一号”,市场空间约87 亿元;电商行业正在高速发展中,如果按照50%的行业增速继续发展,到2020 年,国内电商的自动化仓储系统市场空间近660 亿元。


同京东相比,国外的大型电商比如亚马逊在中国的仓库规模偏小,全国共有13 个仓库,总面积约为85 万平方米,但是京东市场份额占到23.3%,而亚马逊中国仅为2.1%,在市场份额相差10 倍的情况下,而仓库面积相差不到一倍;


京东商城和亚马逊对比


京东的“亚洲一号”是国内最大、最先进的电商物流中心之一,硬件方面拥有自动化立体仓库、自动分拣机等先进设备;软件方面仓库管理、控制、分拣和配送信息系总集成,目前90%以上操作已实现自动化。


亚马逊公司使用KIVA 机器人,采用货架到人的运行模式,其顶部有一个升降圆盘,可抬起重达720 磅(340 公斤)的物品,KIVA 机器人会扫描地上的条形码前进,能根据无限指令的订单将货物所在的货架从仓库搬置员工处理区,取消拣选人员,直接把货架搬到复核包装人员的边上,由复核打包人员完成拣选,二次分拣,打包复核三项工作,把人员压到最低。这样工作人员每小时可挑拣、扫描300 件商品,效率是之前的3 倍,并且KIVA 机器人准确率达到了99.99%;


 


KIVA 机器人相对于传统的物流作业流程来说优势明显,据有更强的可拓展性和柔性,更高的灵活性和准确性,应用可以拓展到多层,能降低土地使用面积,并且KIVA 系统采用员工8 小时,小车24 小时工作制,大大提高工作效率。


亚马逊公司2015 年给13 个物流中心配置3 万部Kiva 机器人,利用KIVA 机器人,作业效率比传统物流提升2-4 倍,提高近50%的库存处理能力,每笔订单能省下将近1 小时时间,亚马逊没发送一件商品就能节省21.3 美分,也就是节省了48%的成本;


 


 快递业发展 ,物流仓储自动化蓝海 


国内的快递包裹数量自2010 年电商兴起以来,每年以50%以上的速度进行增资,据中国快递协会年会发布数据,2015 年,快递业完成业务量206 亿件,同比增长48%,最高日处理量超过1.6 亿件;快递业务收入完成2760 亿元,同比增长35%;



快递公司集体上市,资本引进加快自动化步伐


申通圆通顺丰相继借壳上市,快递企业集团上市推动物流自动化行业发展。2015 年12 月3 日,申通借壳艾迪西上市成为民营快递企业第一股,2016 年1 月和5 月,圆通、顺丰相继借壳大杨创世和鼎泰新材上市,韵达上市工作也在进行当中


快递公司上市募集的资金主要为了提高服务质量与效率,为了在全程时效和运营质量上获得显著的改善,以在价格之外形成最为关键的差异化竞争要素,各上市企业的资金投放会集中在四个缺口上;




快递车辆,包括城市内集输揽投车辆,以及城市间干线上的主力运输车辆的更新和增添。


 航空运力的进一步增强(包括飞机维修能力的加强,新的运力的采购等,主要是顺丰)。

 转运/分拣处理中心的增加、扩建和设施升级上,包括对大规模自动化分拣设备的投放。

 端到端的信息系统的升级。包括揽投人员的手持设备,以及从揽投点到城市集散中心、枢纽转运节点全链条的数据采集以及后台运算设备和系统。

快递行业运营成本增加,倒逼快递公司加快自动化

近年来仓储物流行业人员的工资成本也呈现上涨趋势,2015 年平均单价为13.5 元较2007 年下滑了一半,快递行业的利润率已经下降到3.8%,在快递物流行业成本构成中占比很大的人工成本,占比超过25%。不断上升的人工费用和下降的快递单价,将倒逼电商、物流等企业加快自动化仓储物流的建设‘


 

快递成本中占比最大的是运输成本和人力成本,而且随着时间的推移,人力成本逐年上升,到2015 年达到占比25.7%。在快递公司的转运中心,分拣的物流成本最高,占到了总成本的40%,其次才是配送成本

 

随着物流成本的持续升高,国内外快递公司不断升级仓储物流自动化系统,降低相应响应时间和成本,提高生产效率,快递企业对自动化物流系统的需求越来越大。比如顺风在南通、广州、北京等地设立约200 个中转分拨中心,中通、圆通等也开始在全国范围内建立分拣中心


跑马圈地,国内企业逐步起航,


物流仓储自动化的产生源于50 年代的美国,1963 年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术,建立了第一座计算机控制的高架仓库。此后,自动化高架仓库在美国和欧洲得到迅速发展,并形成了专门的学科。物流仓储自动化的发展分为五个阶段:人工仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段、智能化仓储阶段


世界上第一座自动化立体仓库于1959 年诞生于美国,1963 年实现计算机自动控制管理。自动化仓储系统自此在欧美发达国家和日本迅速发展起来。目前日本自动化仓库每年建造约250 座,产值达500~600 亿美元,成为世界上拥有自动仓储系统最多的国家之一。现在,美国、日本依然牢牢掌握自动仓储系统最先进的技术,引领自动仓储系统的发展。



我国于1973 年开始研制第一座由计算机控制的自动化立体仓库,该系统1980 年投入运行,近年来,国内的物流自动化系统已逐步进入快速发展阶段,截至2014 年底,全国累计建成的自动化立体库已超过2500 座。我国的物流自动化系统的研究与应用主要经历了四个阶段:起步阶段,初步发展阶段,高速发展阶段和成熟应用阶段


千亿市场,物流仓储自动化进口替代空间巨大


自动化物流仓储市场规模较大,2020 年将超1000 亿:以自动化物流系统来看,其市场规模从2001 年的不足20 亿元,迅速增长至2015年的490 亿元,未来几年行业增速有望保持15%以上,预计至2018年,国内的自动化物流系统市场规模将超过800 亿元,至2020 年,市场规模将超1000 亿。


据估计,电商行业在2020 年会有一级仓 49 个,二级仓 200 个,三级仓 1000 个,物流自动化系统总投资需求达到348 亿,快递行业2020 年预测四通一达、德邦和百世汇通共 840 个分拨中心、中转场,需求将达到378 亿


读而思duersi


国外企业占据统治地位,进口替代潜力巨大:目前,国内高端市场(电商、第三方物流等)仍然为德马泰克、胜斐尔等外资品牌垄断,中低端市场(汽车、电力、烟草等)基本实现了进口替代,出现了以新松、昆船为代表的本土龙头企业。但是随着国内企业的技术发展和资金投入,实现进口替代也将近在眼前。


国内物流自动化系统市场上,国内外综合解决方案提供商各具优势,国外企业在技术水平、产品质量上具有优势,而国内企业则在市场价格、产品适用等方面具有优势