1.4 智慧物流装备的应用与发展

1.4.1 智慧物流装备的行业政策现状

智慧物流装备的发展近年来受到国家相关部门的高度重视，相继出台了一系列政策文件，助推智慧物流装备的发展。部分法规和政策文件如表1-5所示。

1.4.2 智慧物流装备的行业应用现状

1.智慧物流装备市场的总体情况

智慧物流装备与下游行业密切相关，几乎覆盖全部工业制造领域，2019年市场规模破千亿元。智慧物流装备在几乎所有的工业制造领域均有应用。现阶段智慧物流装备在烟草、汽车、工程机械、大型零售领域使用较多。预计未来在冷链、医药、电商、快递、纺织服装、食品饮料等行业会保持较快增长，行业战略机遇期还有4～6年，整体增速在20%左右。

国外厂商规模、技术、经验均处于领先，国内厂商通过高性价比和优势服务不断壮大。欧、美、日国际知名企业规模较大，拥有先进的技术、丰富的产品线和多年积累的项目经验，在中国占据了三分之二的市场份额，在高端市场优势尤其明显。代表性的企业主要有胜斐迩（SHAEFER）、大福（DAIFUKU）、德马泰克（DEMATIC）、瑞仕格（Swisslog）、范德兰德（Vanderlande Industries）、TGW物流集团等。

我国已具有完整的产业链，尽管在技术、规模、经验等方面存在一定差距，还是发展了一批具有较强研发设计和项目集成能力的企业，通过高性价比的产品和本土化服务与国外厂商竞争。国内具有代表性的企业主要有昆船物流、今天国际、北京起重运输机械设计研究院等。

从装备类型上看，自动化立体库、输送分拣系统、物流机器人系统、自动识别与感知系统等先进的物流技术与装备快速成长，成为市场新的推动力。

2.主要智慧物流技术装备的发展应用情况

（1）仓内技术装备

主要有机器人与自动化分拣、可穿戴设备、无人驾驶叉车、货物识别四类技术装备，当前机器人与自动化分拣技术装备已相对成熟，得到广泛应用，可穿戴设备目前大部分处于研发阶段，其中智能眼镜技术进展较快。

机器人与自动化技术装备。仓内机器人包括AGV（自动导引运输车）、无人叉车、货架穿梭车、分拣机器人等，主要用在搬运、上架、分拣等环节。国外领先企业应用较早，并且已经开始商业化，各企业将在机器人的应用场景深入推进。

案例1-2 亚马逊Kiva机器人

亚马逊以仓储中心实现自动化，提升物流效率为目的，收购了机器人制造商Kiva Systems，随后将之更名为亚马逊机器人（Amazon Robotics）。Kiva机器人通过控制系统运行资源分配算法，调动机器人，实现“货找人、货位找人”的模式，实现整个物流中心库区无人化。Kiva机器人以远高于人工的效率、更低的成本和错误率极大地提升了亚马逊物流的运营和盈利能力，Kiva系统目前已经成为全世界仓储物流领域最成功的物流机器人解决方案。（资料来源：百度，文/金融仓储践行者，2018年8月）（扩展视频1-1）

可穿戴设备。在物流领域可能应用的产品包括免持扫描设备、智能眼镜、外骨骼、喷气式背包，国内无商用实例，免持设备与智能眼镜小范围由UPS、DHL应用外，其他多处于研发阶段。整体来说离大规模应用仍然有较远距离。智能眼镜凭借其实时的物品识别、条码阅读和库内导航等功能，提升仓库工作效率，未来有可能被广泛应用。

案例1-3：菜鸟AR智能物流

通过AR技术，仓内人员可以快速核对入库商品的数量和质量，并快速分类，同时快速录入商品的重量与体积。可视化的仓内导航和库区识别系统也能促进商品精准快速上架。出库时，AR技术能智能帮助工作人员找到商品，快速核对及进行质量检测，准确找到合适的包材，同时完成线上录入并出库。（扩展视频1-2）

（2）干线运输技术装备

干线运输装备主要是无人驾驶卡车。无人驾驶卡车将改变干线物流现有格局，目前尚处于研发阶段，但已取得阶段性成果，正在进行商用化前测试。

无人驾驶乘用车技术已经取得了阶段性成果，目前多家企业开始了对无人驾驶卡车的探索。无人驾驶卡车技术核心产品包括传感器、硬件设施和软件系统，目前已经进入测试阶段，虽然公路无人驾驶从技术实现到实际应用仍有一定距离，但从技术上看，发展潜力非常大，未来卡车生产商将直接在生产环节集成无人驾驶技术。目前，无人驾驶主卡车主要由整车厂商主导，如戴姆勒等，但也有部分电商、物流企业正尝试布局。

案例1-4：图森未来启动无人驾驶货运网络

2020年7月2日，图森未来在美国启动全球首个无人驾驶货运网络（Auto-nomous Freight Network, AFN）。该运输网络由无人驾驶卡车、物流枢纽中心和运营监控系统构成，图森未来将以安全高效的方式将无人驾驶卡车推向市场。图森未来无人驾驶货运网络计划将分3个阶段推出，目标是在2024年实现商业化落地。（资料来源：网易科技报道，2020年7月）

（3）最后一公里技术装备

最后一公里相关技术装备主要包括无人机与3D打印技术两大类。

无人机。无机技术已经成熟，主要应用在人口密度相对较小的区域如农村配送，中国企业在该项技术具有领先优势，且政府政策较为开放，制定了相对完善的无人机管理办法，国内无人机即将进入大规模商业应用阶段。未来无人机的载重、航时将会不断突破，感知、规避和防撞能力有待提升，软件系统、数据收集与分析处理能力将不断提高，应用范围将更加广泛。

案例1-5：京东无人机物流——构建“天地一体”智慧物流体系

京东作为世界范围内无人机物流领域的翘楚之一，旗帜鲜明地提出了以智能化平台为核心，通过无人机、无人仓和无人车等智能硬件，搭建“天地一体”的立体式智慧物流网络。2018年2月，京东获得民航局西北地区管理局的授牌，成为首个国家级无人机物流配送试点企业。（资料来源：搜狐，文/无人机物流联盟，2018年11月）

3D打印。3D技术对物流行业将带来颠覆性的变革，但当前技术仍处于研发阶段，美国Stratasvs和3D Systems两家企业占绝大多数市场份额。未来的产品生产至消费的模式将是“城市内3D打印+同城配送”，甚至是“社区3D打印+社区配送”的模式，物流企业需要通过3D打印网络的铺设实现定制化产品在离消费者最近的服务站点生产、组装与末端配送的职能。

案例1-6：联邦快递将3D打印纳入供应链运营

3D打印技术对供应链的影响主要是体现在能够实现与传统大规模制造不同的小批量、按需制造，并通过分布式的服务中心，将产品快速交付到用户手中。2019年1月，联邦快递与UPS等竞争对手一起宣布将3D打印作为其商业模式的一部分。该公司推出了FedEx Forward Depots，在库存和服务零件物流、维修和包装解决方案中提供3D打印服务。（资料来源：知乎，2019年1月）

（4）末端技术装备

末端技术装备主要是智能快递柜。智能快递柜技术较为成熟，已经在一二线城市得到推广，包括顺丰为首的蜂巢、菜鸟投资的速递易等一批快递柜企业已经出现。但当前快递柜仍然面临着使用成本高、便利性智能化程度不足、使用率低、无法当面验货、盈利模式单一等问题。

案例1-7：丰巢快递柜的阿喀琉斯之踵

丰巢快递柜的阿喀琉斯之踵——成本高、收费难：一方面是营收方面，用户不愿为此付费，而快递员支付的费用较低；另一方面是成本方面，设备生产成本较高，同时投放点位租金较高。但当快递柜成为未来快递行业重要的终端配送补充时，需从战略角度看待这一市场，随着快递量持续上涨，人工成本不断上升，快递柜市场必然会随之增长。（资料来源：亿欧网，文/王利阳，2018年10月）

3.行业企业的智慧物流装备布局现状

以亚马逊、京东、阿里等为代表的互联网科技企业：注重通过科技手段提升物流效率，依托自身互联网科技基因，在智慧物流装备领域积极布局，力图实现弯道超车。如亚马逊的Prime Air快递无人机、Kiva搬运机器人、Scout送货机器人，京东的无人仓、无人车、无人机，阿里的智能机器人仓及智慧平台，都代表着行业先进水平。

以UPS、DHL、顺丰等为代表的领先快递物流企业：通过组建研发团队，设立研发机构，或与第三方合作等方式，在应用前景明确，与自身需求紧密相关的智慧物流技术上，如无人机、仓内AGV机器人，进行积极布局。

以G7、汇通天下为代表的智慧物流物联网企业：独立于物流公司和电商平台，专注于物联网、大数据和人工智能平台开发和服务，具有很强的技术实力和商业模式优势。在具有互联网思维的专业团队和资本的助力下，发展前景巨大。

案例1-8：G7智慧物联助传统产业释放新动能

作为一家持续创新的物联网科技公司，基于行业物联网技术平台，G7正在积极投身产业互联网浪潮，用IoT、大数据搭建煤炭、化工、食品等传统巨头企业与物流企业之间的平台，不断打造细分产业更多元的解决方案与服务，助力传统行业降本增效，智慧转型。（资料来源：物流指闻，2019年11月）

4.智慧物流装备在各行业领域的应用现状

各行业的智慧物流装备使用情况差异较大，烟草、电子商务、快递、汽车、冷链、工程机械、医药、机场、纺织服装、大型零售业、食品饮料等是智慧物流装备发展较好或者较快的应用行业，制造业仍是智慧物流装备应用的主要领域。

烟草。烟草行业使用自动化物流系统较早，普及率最高，是中国物流自动化发展的助推器。目前烟草企业一般只有1～2个立体仓库，完全实现仓储物流自动化需要5～6个自动化立体仓库。烟草原叶的流通对先进物流系统的需求已经起步，升级改造的市场也在不断增长。近年来国内烟草自动化物流系统市场年均增速高于10%。主要系统供应商有德马泰克、瑞仕格、昆船物流、今天国际、山东兰剑等。

电子商务。京东、苏宁易购、亚马逊中国、当当网、1号店、唯品会、凡客诚品等大型电商均在自建物流体系，需要建设仓储物流基地，对物流装备，特别是输送分拣设备需求旺盛。电子商务自动化物流装备渗透率低于20%，处于快速成长阶段，市场潜力巨大。主要供应商有瑞仕格、德马泰克、胜斐迩，国内有德马科技等。

快递业。近年来快递公司密集登陆资本市场，快递企业融资后，有望增加资本开支以提升自身软硬件实力，相当一部分资金将用于物流系统建设，像分拣中心就需要大规模使用先进物流装备，这将直接刺激智慧物流装备需求提升。

汽车行业。汽车输送线在汽车冲压、焊装、涂装、总装环节均有使用，总装环节最为普遍。目前我国已成为汽车第一大生产国。尽管汽车产量增速放缓，但是仍然处于增长态势，还存在现有设备更新需求。国内汽车物流自动化系统供应商主要是北高科、日本大福、德马泰克等公司。

冷链。我国综合冷链流通率仅为19%，而美、日等发达国家在85%以上。我国冷库以中小型传统平库为主，大型自动化立体库数量较少。新医改推动了冷链医药物流配送中心的建设，食品安全推动了食品冷链的建设，生鲜电商对冷链物流提出了新的要求。未来几年，中国果蔬、肉类、水产品冷链流通率将从5%、15%、30%提升至20%、30%、36%以上，冷藏运输率将分别由15%、30%、40%提升至30%、50%、65%。这为智慧物流装备提供了巨大的市场空间。

工程机械。工程机械是国内智慧物流系统应用较多的行业，对智慧输送成套装备需求较大。主要供应商有北起院、日本冈村、日本大福等。

医药。物流成本高是药价昂贵的重要原因。医药运输有其特殊性，进行智能化改造，提高效率、降低成本是医药物流未来发展方向。中药材的现代物流体系也在建设之中。行业主要系统供应商有北起院、日本冈村、日本大福等。

机场。机场需要行李、货运、配餐物流系统。国家民航局预测，我国民航业将保持10.5%～13.5%的年增长率，对新建系统和升级改造均有较大需求。主要供应商有范德兰德、西门子、日本大福、昆船物流。

纺织服装。纺织服装行业受劳动力成本上升的影响较大，设备取代人工，加强成本管控已经成为趋势。服装具有时效性，需要高速周转以降低库存，对供应链的快速反应能力提出了更高要求，采用智慧物流装备可满足小批量、多品种、短交期的市场需求。海澜之家、森马、美邦等服装企业都在建设自己的仓储物流基地。

大型零售业。连锁超市等大型零售业存货和订单数量大、品种多、频率高，自动化物流系统应用较多。主要系统供应商有北起院、德马泰克等。

食品饮料。食品饮料行业对自动化物流系统也有较旺盛的需求。主要供应商有北起院、英洛华、德马泰克等。

1.4.3 智慧物流装备的发展趋势

从技术变革角度看，随着互联网+、物联网、云计算、大数据、人工智能、机器智能、区块链等新技术发展，现代物流业正进入一个技术驱动的智慧物流时代。新时代将带来众多物流技术与装备的颠覆性变革，物流技术装备业将进入技术创新阶段的高速增长周期。随着中国电子商务与新零售继续保持高速增长，制造业产业升级推动智能制造全面发展，让机器换人、减少人工成本成为行业共识，种种因素推动着物流机械化、自动化、智能化快速发展，带动了智慧物流技术装备需求的快速增长。

1.更加突出物流装备与智能制造的系统集成

以物联网为基础的智慧物流是工业4.0的基础，是提升现代物流效率，降低全物流费用率的理想解决方案。物流装备制造商将逐步成为物流系统集成综合解决方案提供商，所以智能制造系统与智慧物流的融合发展将成为未来发展的大趋势。

智能化物流系统将融入智能制造工艺流程，是智能制造与智慧物流的系统集成。在工业4.0职能工厂的框架内，智慧物流是连接供应和生产的重要环节，也是构建智能工厂的基石。智能单元化物流技术、自动物流装备以及智慧物流信息系统是打造智慧物流的核心元素。未来智慧工厂的物流控制系统将负责生产设备和被处理对象的衔接，在系统中起着承上启下的作用。

2.软件定义物流装备成为技术创新亮点

物流技术装备正由数字化向程控化发展，物流技术装备的导航、控制、管理等系统软件进化成为物流技术装备发展趋势，推动着软件定义物流硬件的技术变革。“软件定义物流”的理念，是把物流作业设施、设备、货物等物流硬件资源虚拟化，按照单元化和标准化的思想，归类成基础的物流功能模块与基础货物单元，通过应用程序软件对虚拟的硬件单元进行更开放、灵活、智能的管理与调度，实现系统智慧进化。其本质是实现硬件资源虚拟化，管理控制可编程。

在物流技术装备领域，搬运机器人的调度管理系统、智能导航系统等软件越来越成为技术创新亮点；无人仓和智能仓的WCS仓库控制系统越来越成为核心竞争力；网络货运、智能运输调度管理越来越成为货运领域技术创新热点；无人驾驶卡车等先进运输装备更是依靠众多软件系统组成的大脑驾驶卡车。“软件定义硬件”发展趋势十分明显。

“软件定义硬件”带来的一个创新体现在柔性自动化领域，物流业发展对柔性自动化提出了很多要求，要实现柔性自动化必须通过软件管理硬件资源，实现硬件资源虚拟化，物流流程数据化，管理过程可编程，一切数据流程化，通过软件运行处理大数据，做出科学决策，赋能智慧物流。

3.更加强调装备的一体化集成应用

从目前物流装备自身功能的研发趋势来看，包括AGV、叉车、堆垛机等设备之间的功能不断趋向于同质化，特别是在自动化控制技术进一步发展的条件下，操作人员的介入在不断弱化。叉车目前安装自动定位系统等越来越普遍，作业人员的作用在一定程度上减弱，这种物流装备跨界融合的趋势在局部领域会体现得越来越明显。

同时在物流系统集成的背景下，智慧物流装备的一体化集成应用趋势成为必然。目前将智慧物流装备集成实现协同化作业已经变得越来越普遍，典型的是搬运拣选一体化设备、存储拣选一体化设备等都在不断地出现，如在物流自动分拣领域出现了机器人搬运+智能分拣+在线称重+智能打包+自动贴标等技术融合创新，交叉带、模组带、皮带、滚筒、麦克纳姆轮等组合应用创新。

4.更加注重系统控制的柔性自动化

劳动力总人口减少、仓库规模大、存储商品多、时效要求高等挑战推动着物流行业自动化的发展。针对订单变化快、业务变化快的问题，要通过人工智能技术，使得应用更多智慧装备解决物流自动化问题；同时适应市场环境的变化，要求自动化仓库的机器人更加灵活、具备柔性，容易扩张及改造。这些问题是当前大型配送中心致力于解决的问题，推进自动化立体库柔性化、自动分拣系统的柔性化是目前的重要发展趋势。柔性自动化控制逻辑非常复杂，需要强大的智能算法和数据服务支撑，发展云端智慧物流是解决这一问题的良好途径。

5.5G推动智慧物流装备创新

智慧物流装备的信息传输网络系统核心技术是物联网，相关技术是互联网+、移动互联网、5G等通信技术。目前物联网技术已经在物流技术装备上得到了普遍应用。如自动识别、RFID、红外感知、传感器、视觉感知等各类感知技术，已经普遍应用于智能分拣、机器人导航、数据采集等方面，为无人仓、机器人等智能物流装备发展装上了“眼”和“耳”。

5G是智慧物流的强大动力，其显著特点就是传输速率高、端口延时短和网络容量大，5G的万物互联及物联网技术，为智慧物流装备发展提供了非常难得的条件。5G信息通信技术在物流自动化系统中也得到了应用，如昆船物流、京东物流等都开发了基于5G环境的物流自动化系统。2020年6月，华为作为领先的5G解决方案提供商，与移动、昆船、倍福联合发布了《5G智慧物流应用场景与解决方案白皮书》，携手打造全国首个5G全场景智慧物流新装备孵化基地。推动5G融入物流领域，是物流产业打造新装备、新业态和新模式的“催化剂”，是对产业基建的数字化、网络化、智能化升级，是智慧物流装备发展应用的必然趋势。

6.强调装备的绿色化发展内涵

智慧物流装备技术的绿色化具有丰富的内涵，装备的占地、能耗、可降解性等都是具体的绿色指标，这种绿色化的趋势更加受到重视。例如日本某些企业正在使用的利用电子纸张研制出的可视化RFID Tag表示器，此表示器的最大特点是在变更显示内容时完全达到无能耗；利用近距离无线通信技术（NFC），可以更换文字、图解、条码等内容；能够显示大部分手持终端、条码扫描枪所能识别的条码，因此可以迅速导入现有的系统当中，大幅度降低电量消耗，有效地解决了条码的浪费问题。该表示器还可以直接安装在零件、商品放置的货架上，用来表示商品名称、条码、在库数量等，并可以安装在分拣集装箱上，用来表示分拣对象、店铺名称、装入数量等；在制造工程方面可以作为看板加以利用；如果安装在滚动的周转箱上，则可以用来表示编号，作为配送对象的条码。

7.实现装备服务的市场化与专业化

智慧物流装备服务的市场化和专业化主要表现在以下方面：一是对智慧物流装备正常运行的保障性服务，如设备的定期维护、故障排出、零备件供应、远程网络监控运营服务等；二是对物流运作或管理的支持服务，如设备运行质量分析、物流各环节绩效与运行情况分析等；三是技术改进和系统升级服务，可以定时提供整个技术改进和信息系统及控制系统的升级服务。