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行业要闻|2020年中国智能分拣行业研究报告

 2020年08月15日  阅读 17  评论 0

摘要:



核心摘要




快递行业是目前物流自动化增速最快的领域之一


• 物流自动化经历了烟草等传统行业为主导到电商与快递行业需求迅速兴起的发展历程;


• 尤其在快递行业,电商蓬勃发展带来的快递业务量的高速增长使得手工分拣无法满足快递企业对产能、时效和成本的要求 ,在此背景下快递成为自动化应用增速最快的赛道之一。




内外因共同推动智能分拣在快递行业快速应用


• 智能分拣能降低单票分拣成本并提高分拣能力的天花板,同时电子面单使用率的提升 、快递企业的成功募资、智能分拣设备价格的快速下降共同为智能分拣的普及提供了外部条件 。




交叉带是快递行业应用最广的智能分拣系统


• 经过前两年的快速发展,目前快递行业的交叉带保有量超过1,000套 ,未来该市场将主要由对常态化业务量的提前规划以及更新换代需求支撑,预计2021年市场规模将达到35亿元;市场集中度较高,前两家设备供应商在快递存量市场上占据超过40%的份额。




智能分拣未来将往重物运输和流通型企业拓展


• 随着家居及大家电的电商渗透率进一步提高以及小批量多批次订货行为的增加 ,大件快递及小票零担的精细化分拣要求也将逐渐爆发;


• 终端门店为响应消费者需求 ,其订货订单将越来越个性化与碎片化,智能分拣将在大型配送中心中扮演更重要的作用。




物流自动化发展背景




物流自动化建设离不开仓储装备升级


智能仓储装备主要有自动存取、输送搬运 、分拣及拣选功能




物流的一大部分操作环节在仓库内完成,包括制造企业的生产中心 ,流通企业的配送中心以及第三方物流企业的转运中心,因此仓储装备升级是物流自动化的一个重要方面 。按功能划分,自动化物流仓储装备主要包括自动化存取系统(AS/RS)、自动化输送搬运系统、自动化拣选系统 、自动化分拣系统 ,其中输送搬运既是存取 、拣选和分拣系统的组成部分,又可以构成独立的系统。此外,每一套系统都需要配备对应的控制和管理系统 ,比如仓库控制系统(WCS)等。存取和输送搬运系统在自动化物流仓储装备市场中占最大份额,而拣选及分拣系统则是近两年增长最快的类别 。




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中国智能物流装备行业仍处于早期


2017年我国仓储装备市场规模仅全球TOP3玩家收入的一半




根据中国机械工程学会的统计,2017年我国物流仓储装备的销售额仅306亿元 ,而同时期全球的TOP3玩家(包括日本的大福Daifuku,德国的胜斐迩Schaefer和美国的德马泰克Dematic)的收入总和就已经达到了607亿元,是我国整体市场规模的两倍 ,全球TOP20供应商的销售收入总和更是超过了1000亿元 。由此可见 ,我国物流装备行业的发展仍处于起步阶段,市场空间广阔。




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快递电商成为物流自动化领域的新动能


传统行业需求稳定,快递和电商行业需求快速兴起




烟草、医药、汽车 、工程机械等行业是我国物流自动化应用较早的下游行业 ,也是目前物流自动化程度最高的几个行业,因为这些行业具备产业规模大、生产工艺复杂、信息监管要求高 、投资能力强的共同特性。而随着新经济的发展,快递和电商逐渐取代传统行业成为物流装备需求增速最快的行业 。以自动化立体库为例 ,过去三年,电商和快递企业保有的自动化立体库座数快速增加,在全行业的占比也稳步提升 ,而烟草、医药、汽车等传统行业的份额则在逐年下降。其中电商企业更侧重仓配一体角度的自动化,涉及出入库 、拣选、打包等全流程,系统集成要求高 ,而快递企业则主要依赖于分拣操作的自动化,场景更为简单,往往满足批量调试安装的条件 ,因此自动化的应用也更加迅速。




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快递智能分拣的发展驱动因素


快递智能分拣的普及依赖多重内外因


内部需求叠加外部条件 ,使得智能分拣在近两年迎来发展契机




一方面,电商的发展带来快递业务的迸发,使得分拣作业的操作量和复杂程度大幅提升 ,手工分拣的缺陷被放大,从而激发快递企业通过布局智能分拣进行转型升级的需求 。另一方面,电子面单使用率的提升、快递企业的成功募资 、智能分拣设备价格的快速下降共同为智能分拣的普及提供了外部条件。综合内部需求以及外部条件 ,近两年智能分拣设备在快递领域的安装数量迅速爆发。




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电商的不断渗透推动快递行业高速发展


电商是我国快递发展的引擎,同时也催生了自动化作业需求




2015年至2019年,我国实物商品网上零售额实现27.3%的复合增长率 ,远高于同期社零总额8.1%的增速 。在网购的推动下,并且随着拼多多等低客单价电商平台的出现,我国快递业务量在2015至2019年期间实现了32.4%的复合增长率 ,于2019年达到635.2亿,其中电商件占比超过80%,且以标准小件居多。因此 ,从外部因素看 ,电商的庞大业务量、消费者对物流时效的要求以及商家对物流成本的高敏感度激发了快递业降本增效的需求,从而使智能分拣进入视野。




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伴随业务量上升,分拣复杂度大幅提高


出港路由及进港网点的增加使出港和进港分拣自动化更为紧迫




应对电商发展带来的快递业务量的攀升 ,一方面,基于“时效优先,分拣和运输成本兼顾 ”的原则 ,快递企业稳步增加了三四线城市的直发线路,另一方面,为了扩大末端网络覆盖率并降低部分网点的压力 ,快递公司的一级网点呈现细分化趋势 。以中通为例,2016至2019年,其干线运输线路从1980条增加至2600条 ,一级网点数从3600个增加至4800个。不断扩张的干线路由线路以及末端网络加大了人工分拣的复杂程度,从而使快递企业对自动化分拣的需求更加迫切。




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智能分拣顺应快递企业的升级需求


智能分拣主要具备降低成本、提升产能 、提高准确率的优势




快递业务量和操作复杂程度的提升使得手工分拣和半自动分拣在成本 、效率、准确率等方面均出现不足,而智能分拣虽然初始投入高、场地要求高 、缺乏灵活性 ,但其能有效应对人工分拣所面临的挑战 ,成为快递企业提升竞争力的刚性需求,因此快递企业在综合考量后纷纷选择了自动化 。




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电子面单是推动分拣自动化的基础设施


电子面单的普及推动物流信息化,继而为智能分拣提供支撑




智能分拣高度依赖信息系统 ,而电子面单的出现则极大地推动了物流信息化,因此电子面单的普及为智能分拣的推广夯实了基础,是智能分拣在快递行业发展所必不可少的外部条件 。传统的手写或机打面单没有将快递信息记录在IT系统 ,而电子面单则实现了快递信息前置,自动分拣设备中的信息识别仪在识别面单上的条码/二维码后,信息系统应能快速反馈快件的目标去向 ,控制系统才能快速响应并将快件分配到正确的格口。2014年5月,菜鸟网络率先在全行业推广电子面单,此后每年电子面单使用率大幅跃升 ,目前全国基本所有快递面单均实现了电子化,极大程度支撑了快递公司全面推广自动分拣的需求。




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资本助力是自动化普及的另一外部条件


头部快递企业纷纷完成募资,为自动化投入提供了资金条件




引入自动化分拣设备需要大量的一次性投入 ,在行业发展前期 ,单套报价高达上千万元,即使目前设备价格明显下降,一个大型转运中心的全面自动化布局仍需要上亿元的资金投入 ,因此资金实力成为快递自动化的一道门槛 。2016年至2019年,各家头部快递公司上市后在资本市场募集了几十甚至上百亿元的资金,其中相当一部分的资金使用目的是转运中心自动化升级。强大的募资能力满足了配套自动化设备所需要的庞大资金需求 ,为自动化普及提供了条件。




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设备国产化替代使智能分拣大规模普及


随着国内厂商技术的逐渐跟进,成本低的国产设备成为主流




早期,外资的单套智能分拣设备价格高达2000-3000万 ,多数快递民营企业难以轻松负担,因此智能分拣只在快递行业小范围得到应用 。中国邮政相对较早开始基于外国技术着手本土设备的研发,但成本控制问题导致其价格仍在千万以上。2015年开始 ,掌握了技术与上游供应链的民营企业进入市场,其成本优势与较为激进的定价策略推动价格的迅速下降。虽然我国民营企业对智能分拣技术的研发虽然起步晚,但先前的技术经验以及迅速找准的“自研+委外代工”的商业模式使其性能相当但是价格减半的设备迅速获得了市场竞争力 ,这也成为智能分拣在快递行业大规模普及的外部条件之一 。




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快递智能分拣的应用介绍




快递流转过程概览


一次快件流转平均需要经过约2次细分操作




通常情况下 ,快递送达收件人的过程中需要分别经过始发和目的地转运中心,始发转运中心一般需要进行出港分拣,即将快件以下一站转运中心为路由进行分拣并集包 ,包裹根据转运出港发货线路到达目的地转运中心后,快件进入拆包及以上百个末端网点为路由进行分拣的流程,实现“包进散出” ,最终快件将交由网点装车拉回。至于网点的分拣派送操作,除少数处理量大的网点外,目前主要采取手工分拣后并派送的方式 ,因此不被纳入大规模分拣操作的定义中。对于同城以及寄达区收件量很大的快件,整个流转过程仅需要经过一个转运中心,即仅进行一次进港分拣操作;对于偏远件 ,为了降低干线车辆空载率,经过中转分拣的次数将更多 。因此平均来看,目前国内快件的流转需经过约2次细分分拣操作。




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快递分拣方式在中国的演变历程


快递分拣依次经历了手工、输送带辅助、自动分拣的阶段




快递分拣的关键步骤为识别和分拣动作的执行 ,其自动化程度主要经历了三个阶段。起初是手工分拣 ,“大头笔 ”拿到一个快件后肉眼识别面单信息并用记号笔在包裹上手写一个大编号,后序分拣员根据编号先按照快件的大区进行粗分,再根据编号将经过初分的特定分拣区域内的快件细分到各个路由;




第二阶段是半自动机械分拣 ,一般是矩阵输送加人工拉包的形式,分拣员工站在工位上通过观察“大头笔”编号,将对应的包裹从皮带线上拉下 ,皮带输送的模式降低了分拣工人的劳动强度,但全程仍需人眼识别和手动分拣;




第三个阶段是自动分拣,通过计算机视觉识别快件重量和条码信息 ,并通过控制系统将快件送入对应出口,按照布局可分为直线 、矩阵和环形自动分拣系统,其中环形可设置的目的地最多 ,在细分操作中运用范围最广 。




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用于小件自动分拣的主要方案对比


环形交叉带分拣机目前在小件快递领域占据主流地位




AGV的主要优势是产能灵活、对场地面积要求低,但效率瓶颈是其主要劣势 。交叉带分拣则在效率和性能方面占据优势,但是对场地要求较高且产能灵活性低。目前交叉带和AGV是快递小件分拣的主要方案 ,在中国快速增长的快递业务量的背景下 ,后者的应用更广。




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交叉带分拣在中国物流领域的应用历程


交叉带的使用经历了以外资为主到本土设备爆发式增长的历程




1997年,中国邮政购买了第一套交叉带分拣系统设备,邮政对该套系统的引进也推进了交叉带设备的本土研发与制造 ,并使其成为后来交叉带分拣机领域多数民营企业的黄埔军校 。2011年至2015年,顺丰和京东开始陆续投资外资交叉带分拣设备,2015-2016年 ,韵达和中通先后试水将交叉带分拣机投入使用,2018年开始,随着头部快递企业纷纷完成募资以及高效分拣需求的爆发 ,行业进入了高速发展期。目前,头部快递公司已累计投入使用上千套交叉带分拣设备。




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交叉带分拣系统规模及竞争格局




快递行业交叉带投放量将超过四千套


转运中心是目前的核心需求场景




截至2019年底,快递行业的交叉带分拣机保有量超过1,000套 ,其中转运中心占比超过80%,预计2023年底快递行业的存量设备数将超过4,000套,转运中心占比则将随着网点需求的增加而略微下降 。




从转运中心的需求端来看 ,自动分拣的进一步渗透以及对预期吞吐能力的超前规划将驱动快递公司为转运中心采购更多交叉带分拣设备 ,而随着自动化渗透率逐步接近饱和,净增量将缓慢下降;




从操作可行性来看,应对转运中心场地面积有限问题 ,不少厂商开始推广双层甚至四层的环形交叉带设备以实现节约面积的目的,此外,众多快递企业正在改扩转运中心或者新建更大的转运中心以替代原场地 ,从而更好地进行自动化升级的规划。




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18-21年为快递智能分拣集中爆发期


爆发式增长后,转运中心场景将主要由更新换代需求支撑




快递企业在转运中心安装交叉带分拣机的目标可以对应三个阶段。




在2019年及以前,安装的目的主要是对当前包裹量中人工分拣模式进行自动化升级 ,其中2018和2019年是集中投入期;




2020至2021年期间,进一步投放交叉带则主要是应对未来常态化业务量的提前规划;




2022年开始,市场将主要由设备的自然更替与技术升级下的主动更新换代需求支撑 。网点端端的需求虽然将在预测期内保持高增速但是基数小 ,因此在研究时段内对快递行业整体的购置量影响较有限。




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2021年市场规模将达到35亿元


未来快递行业的交叉带分拣机需求将维持在数十亿元




目前一套标准的交叉带的平均单套价格已降至400万左右,并且未来仍将平稳下降。此外,由于快递网点目前使用的交叉带设备的单套规格普遍小于转运中心所安装的规模 ,同时价格也更低 ,对产值的贡献力度较小,因此交叉带市场的收入主要来自于快递转运中心的采购 。结合年交付量趋势,艾瑞预计交叉带分拣机的市场规模将在2020年突破30亿元 ,并在2021年进一步增至35亿元。主要分拣场地纷纷完成自动化转型及提前规划后,未来交叉带分拣机在快递行业的市场规模将在设备更换需求下维持在数十亿元。




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目前交叉带分拣机市场集中度较高


前两家设备供应商在存量市场上的份额超过40%




交叉带分拣机的需求热潮也吸引了众多设备供应商进入市场,但是长尾玩家不易突破行业壁垒 ,因此尽管目前市场上玩家接近半百,主要玩家的市场地位仍然十分明显,前两家交叉带设备厂商在快递领域存量交叉带市场的份额超过40% 。客户资源、技术沉淀 、价格竞争力、服务能力是获取市场份额的关键 。




客户方面 ,在快递企业的自动分拣需求刚开始萌芽的时候便进入市场更有利于培养长久稳固的客户关系和口碑,而由于下游客户集中,客户资源成为竞争力的一个重要体现;技术成熟度决定了交叉带的分拣效率、错分率 、识别率、稳定性以及批量实施能力 ,是交付速度和质量的决定性因素;价格则是对成本敏感的快递企业在设备采购时的重要决策因素;在双十一、6/18等重要的快递高峰期,设备应急调试 、运营保障工作极其重要,因此分拣系统供应商的服务水平也是重要考虑因素。




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主要玩家在发展路径及战略上各有不同


欣巴和中科微至累计交付量居行业领先地位 ,综合优势明显




欣巴 、中科微至、金峰、中邮科技 、锋馥、科捷智能以及东杰智能是目前快递领域的主流第三方交叉带设备供应商 ,技术和产品均获市场认可,其中欣巴和中科微至最具综合竞争力,目前的累计交付量处于行业第一梯队 ,头部效应显著。行业内其余主要玩家也在快递领域取得了不错的成绩,且总体发展规划各有不同,比如一些厂商同时重点布局摆臂等其他类型的智能分拣设备 ,一些厂商侧重服务中高端市场,一些则在往智能仓储集成、智能制造等方向突破 。




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智能分拣系统市场发展趋势




重物和配送场景将是智能分拣新增长点


分拣机厂商需将技术和经验迁移至新的场景以维持增长势头




目前,快递和机场是智能分拣渗透率最高的场景 ,未来增长将主要由业务量驱动而非渗透率提高驱动,增速较为有限,重货运输和流通型企业的配送场景将成为未来10年智能分拣的新增长点。此外 ,在快递 、快运、机场包裹、门店配送等场景,智能分拣的信息识别主要在于读取条码,技术门槛相对较低 ,而在制造场景 ,智能分拣的实现往往伴随着更加复杂的利用工业视觉进行检测的任务,依赖于深度学习算法的持续研发且成本更高,因此智能分拣在制造业的应用进程将更为缓慢。




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智能分拣将向重物运输领域扩展


大件快递和小票零担将成为公路运输中智能分拣的下一普及点




随着家电和家居线上渗透率的上升以及配送订单碎片化驱动零担小票化 ,大件快递和小票零担的市场规模总和目前已接近小件快递市场,其业务操作中也涉及高强度的分拣任务,但不同于小件快递 ,大件快递和小票零担的货物标准化程度低,玩家较分散,尚未形成规模化操作 ,因此细分的自动分拣程度很低,目前主要是叉车搬运分拣或者借助直线或者矩阵式自动分拣机进行粗分 。随着行业集中度的进一步提高,全自动化分拣需求将逐步显现 ,同时适用于单票重量更高的货物的分拣技术的成熟将带动设备价格大幅下降,因此大件快递和小票零担将在未来中长期成为推动智能分拣市场发展的重要力量。




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B2B配送复杂度提升推动智能分拣普及


智能分拣系统需要高度定制化以满足大型配送中心的需求




对于流通型企业而言,订货端(门店/医院/药店等)对订单服务的时效要求和个性化需求越来越高 ,传统分拣操作已经无法满足复杂度不断提升的物流需求 ,为了提高订单响应速度和供应链效率,实现仓库内货物的快速周转,同时满足正逆向物流需求 ,智能分拣将成为越来越多流通性企业配送中心的选择。在配送中心的分拣操作流程通常为,首先将批量订单合并,从自动存储系统中进行集合拣选 ,再通过自动分拣机以终端门店为落格口进行播种 。不同于快递场景批量安装的特性,流通型企业的自动化涉及仓库的整体解决方案且产品需要高度定制化,仅属于仓储自动化的一环 ,因此自动分拣应用的进程相对更慢,但同时市场空间也大得多。以医药流通为例,医药销售规模已超过2万亿 ,每一批对终端医院/医疗机构/药店的供货都需要分拣的支撑,而目前医药物流企业拥有WCS的比例还不高,意味着智能分拣渗透的空间还很大。




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(来源:艾瑞咨询)


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原文链接:https://www.zgshzh.cn/caijing/32321.html

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