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无人叉车行业深度:AI驱动无人叉车技术持续发展,智慧物流有望迎来快速发展期

机械设备2025-07-08周尔双、韦译捷东吴证券S***
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无人叉车行业深度:AI驱动无人叉车技术持续发展,智慧物流有望迎来快速发展期

2AI驱动无人叉车技术持续发展,智慧物流前景广阔:无人叉车的发展可追溯至自动导引车(AGV)。AGV技术发展至今已有逾60年的历史,技术路径已经从磁导式、二维码导航、激光SLAM发展至自主移动(AMR),具备自主路径规划与动态避障能力,能够实现高阶协同。展望未来,无人叉车将不再是单一设备,而是深度融入智能物流系统,与自动分拣、机械臂等设备协同作业,实现全链路智能化。2023年中国无人叉车渗透率仅1.66%,但随着部署成本下降与AI赋能,市场有望快速增长,未来成长空间广阔。无人叉车行业由控制器、车体供应商以及集成商组成:控制器是智能机器人的“大脑”,由嵌入式控制器与云端软件组成,以仙工智能、NDC等为代表厂商,具备高技术壁垒与盈利能力,产品毛利率超80%。车体供应商竞争激烈,包括传统企业如合力、杭叉、林德,以及专业无人叉车厂商搬易通、Balyo、极智嘉等,海外龙头丰田、凯傲等虽在AGV、自动化物流领域布局较早,但在智能化方面受限于软硬件仍转型较慢。系统集成商如昆船智能、兰剑智能,通过对行业流程的深入理解,提供规划、制造、集成一体的智慧物流方案。但由于集成业务更多依赖项目经验以及客户关系,技术护城河有限,且随着主机厂加快自建系统能力、软件厂商下沉硬件环节,集成商在项目中的利润空间受到明显挤压。目前,“AI+物流”加速渗透,市场向技术主导、多元协作演进,智能物流赛道具备长期增长潜力。产业合作为大趋势,龙头企业竞争优势持续增强:行业正从单一设备供给,走向“整机+软件+系统集成”融合发展,头部企业通过产业合作、技术并购,持续巩固竞争优势:①【安徽合力】通过收购宇锋智能、与德马科技、华为、顺丰、京东等多方战略合作,快速完善智能物流生态,推动从设备制造商向全链路智能解决方案提供商转型。②【杭叉集团】持续发力智能物流,布局AGV、立式存储和软件集成系统,与京东工业携手打造数智供应链,2024年智能物流营收增速近80%。③【中力股份】则依托成都睿芯行、浙江科钛、深圳有光等技术储备,深耕机器人专用AI芯片、VSLAM等核心技术,强化智能搬运布局。投资建议:受益于智能物流加速落地,推荐深入布局智能叉车,客户资源深厚的行业龙头【杭叉集团】【安徽合力】;建议关注AI技术赋能推动无人叉车渗透率提升,核心控制器供应商【仙工智能(拟上市)】;建议关注【中力股份】【昆船智能】【音飞储存】【兰剑智能】。风险提示:行业下游需求不及预期;关键技术突破存在不确定性;海外业务拓展受地缘政治影响。 一、AI驱动无人叉车技术持续发展,智慧物流前景广阔二、无人叉车行业由控制器、车体供应商以及集成商组成三、产业合作为大趋势,龙头企业竞争优势持续增强四、投资建议与风险提示 ◆AGV技术发展至今已有逾60年的历史。无人叉车的发展最初可追溯至自动导引车(AGV,Automated GuidedVehicle)技术的兴起。AGV是指通过安装电磁、光学、激光等导引装置,能够沿预设路径自主行驶,并具备安全防护与物料搬运功能的移动运输设备。其主要应用于仓储、制造、物流等场景,用于替代传统人力完成物料搬运任务。AGV技术发展至今已有逾60年的历史,最早诞生于美国,并逐步传入欧洲。日本在1963年首次引进AGV,与欧美追求功能的完善和技术的先进不同,转向模块化、简约化的方向发展,将成本降到极致。随着众多新技术被逐渐应用到AGV中,AGV向工业生产的各个领域不断渗透,技术也愈发成熟。1.1无人叉车的起点:AGV技术的起源与演进历程数据来源:MiSUMi,东吴证券研究所时间发展阶段1913年美国福特公司出现了有轨道导引的运输车辆,为AGV的出现提供了原型。1953年第一辆真正意义上的AGV诞生于英国,由一辆牵引式拖拉机改造而成,采用电磁导引的方式。五十年代末六十年代初多种类型的牵引式AGV在欧洲得到了比较广泛的应用。1960s计算机技术开始应用于AGV的控制和管理中。1970s由于微处理器和计算机技术的普及、伺服驱动技术的成熟,复杂控制器得到了很大的改进,使AGV的运行更加灵活。1972年第一套自动化导引车系统在瑞典沃尔沃开发安装。1973年,沃尔沃在轿车装配线上大量采用了AGV小车进行计算机控制装配作业,扩大了AGV小车的使用范围。1984年美国通用汽车把AGV导入到自己的柔性装配系统中,成为当时最大的AGV用户。80年代美国公司在欧洲技术的基础上将AGV发展到了更加先进的水平,他们使用了先进的计算机系统,提高了运输效率和运载重量,也提高了AGV小车的可靠性。1990sAGV的生产厂商不断增加,车型种类也不断增加。图:全球AGV发展历程 4 ◆尽管我国AGV相关产业起步较晚,但发展速度极为迅猛。从20世纪70年代北京起重机械研究所研制出首台AGV起步,历经实验室样机向工程化产品的转化阶段,至90年代初成功实现汽车生产线应用,并实现技术出口,AGV产业逐步完成技术积累与市场验证。进入21世纪,随着制造业规模扩张及产业升级需求加剧,AGV应用范围不断拓展至汽车、烟草、医药、电子、电商物流等多个行业。2010年后,受电商仓储自动化浪潮影响,AGV呈现出品类多样化、市场规模快速扩张的发展态势。目前,全国已涌现出数十家专注于仓储AGV解决方案的企业,推动我国AGV产业在全球范围快速崛起,具备后发优势与本土竞争力。1.1中国AGV发展路径:起步较晚,崛起迅猛数据来源:CSDN,东吴证券研究所图:中国AGV发展历程时间1970年代至1980年代:起步阶段1976年,北京起重机械研究所研制出中国第一台AGV,并建立了第一套AGV滚珠加工演示系统,为AGV在中国的应用奠定了基础。1990年代:技术突破与初步应用1991年,中科院沈阳自动化研究所/新松机器人自动化股份研究公司为沈阳金杯汽车厂研制生产了6台AGV用于汽车装配线中1992年,天津理工学院研制了核电站用光学导引AGV,为AGV在特殊领域的应用提供了可能。1995年,中国的AGV技术出口韩国。我国自主研发技术第一次走向国际市场。1998年,昆船为红河卷烟厂成功实施了国内首个激光导引AGV系统。2000年至2010年:稳步发展随着中国加入世界贸易组织,制造业面临更广阔的市场和更激烈的竞争,AGV在多个领域得到了应用,如汽车、烟草、电子、医药等。2010年至今:快速发展与广泛应用2010年至2014年,随着中国汽车工业的快速发展,性价比高、轻负载及低定位精度的移动机器人在汽车动力总成、冲压、焊装及总装四大工艺车间迅速推广。2014年至2018年,受Amazon收购Kiva公司影响,国内电商企业纷纷效仿,在存储、分拣领域布局货架搬运机器人。2017年,中国移动机器人(AGV)联盟成立。50余家仓储AGV企业涌现,如劢微机器人、井松智能、镭神智能等,在AGV领域取得了显著成果。 5发展阶段 ◆无人叉车的技术路径大致可分为以下五个阶段,目前市场主流为激光SLAM导航与AMR并存:①第一阶段是磁导式AGV,起源于上世纪50年代,其工作原理是通过在地面铺设磁条并利用磁传感器进行引导,实现简单路径跟随;②第二阶段为二维码导航AGV,自2003年起广泛应用,依靠二维码或图像识别标志进行定位导航,适用于布局灵活性较高的场景;③第三阶段进入激光SLAM AGV阶段,通过安装激光雷达实现对环境的自我建图与定位,无需对地面进行改造,柔性与部署效率显著提升;④第四阶段是自主移动AGV(AMR),具备自主路径规划与动态避障能力,不再依赖固定地图,而是通过多传感器融合与智能决策算法实现高阶协同;⑤展望未来,第五阶段则是AI驱动的智能仓储与物流协同系统,无人叉车将与上下游的搬运、分拣、出入库、配送等环节实现深度互联与协作,构建真正意义上的端到端智能物流网络,实现人机协同、资源优化与动态调度。1.2技术演进路径:从磁导导航到AI驱动的智能物流协同数据来源:MiSUMi,东吴证券研究所图:AGV技术路径大致分为五个阶段磁导式AGV二维码导航AGV激光SLAM AGV自主移动AGV(AMR)1953年,第 一 台 磁导式AGV发明。通过预先将磁棒等埋在地面以下或将磁条贴在地面上,然后用电磁传感器感应。2003年,画 像 识 别式AGV问世。通过设置在AGV上的摄像头识别设置在地面或上方的二维码等标记,确定AGV。2014年,在 工 厂 内设置安装激光反射器,通过控制器计算车辆位置进行导航不需要在地面铺设导线。自主移动机器人,利用软件绘制工厂地图,然后根据地图自动规划最优的行进路线。可以自动感应障碍物等,根据环境的变化重新规划出最便捷的路线。当前主流路径 6智能化与上下游的搬运、分拣、出入库、配送等环节实现深度互联与协作,构建真正意义上的端到端智能物流网络,实现人机协同、资源优化与动态调度。 ◆磁导导航分为电磁导航和磁带导航。磁导式的核心原理是通过磁感应导航传感器识别地面所铺设的磁性导引带位置,从而获取AGV与导引路径之间的相对坐标信号。该信号随后传输至AGV控制器,控制器根据信号状态调节驱动系统,实现沿磁带路径的自动移动。①磁带导航:磁导航的主要实现形式,因其技术成熟、系统稳定,已广泛应用于汽车总装、发动机装配等标准化程度较高的生产场景,优势在于成本相对较低、施工简便,且对光电干扰不敏感,具备较高稳定性。局限性则在于,如路径刚性较强、变更难度大,磁带易损耗且施工量较大,后期维护成本高。相比之下,②电磁导航:采用在地面埋设通电金属线的方式引导AGV路径,虽在成本与施工复杂度方面劣于磁带导航,但其在高温、强腐蚀等极端工业环境中具备更强的适应能力。1.2.1磁导航,AGV系统中较早实现工程化应用的方式数据来源:LOBOT,东吴证券研究所图:磁导航传感器与AGV驱动器示意图图:磁带导航与电磁导航优缺点对比磁带导航优点技术成熟,成本较低;施工简单、稳定可靠、对光电抗干扰等优点。目前工业应用中以磁带导航应用比较普遍,特别是汽车合装工厂、发动机组装工厂等等。缺点路线固定,后期调整困难。需要对地表进行施工,且施工量大;地表卡易丢失;路线变更时则需要重新铺设磁条,柔性差,维护成本较高;AGV只能沿着磁条行走,无法实现智能避让;无法通过控制系统实时更改任务。 7电磁导航在恶劣环境(高温、酸碱环境)下具有更高的适应性,因此电磁导航还在特定的场合存在着。施工复杂、成本高等缺点 ◆视觉识别类导航方式因成本低、部署灵活,逐渐在标准化场景中获得一定应用。①二维码式:是基于图像识别的路径引导方式,其原理为在AGV运行路径地面粘贴二维码标识,AGV本体搭载摄像头实时读取二维码信息,以实现路径识别与精准定位。具备部署灵活、易于更换的优点,且系统成本较低。但由于二维码为静态图像,其表面在高频运行环境下易受磨损,从而影响识别精度,需定期维护保障系统稳定性。②光学色带:技术路径为在地面粘贴具备颜色对比度的色带,由AGV上的摄像系统实时识别并沿其路径行驶。在实际应用中存在识别精度受限、易受灰尘污损影响等问题,定位精度及路径稳健性(导航路径对外部干扰或环境变化的抵抗能力)均有限。1.2.2二维码式&光学色带式:从感应变成视觉识别数据来源:机器智能漫谈,东吴证券研究所图:二维码导航示意图图:二维码式与光学色带式优缺点对比二维码式优点由于二维码是粘贴在地面上,调整灵活性高,不管是二维码还是用于识别的摄像头,综合成本较低。缺点长时间使用二维码表面易发生机械磨损,需要定期维护。对地面平整度要求较高,若地面凹凸不平或存在障碍物,可能导致车辆出库后无法正确识别二维码。只有地面平整+二维码或色带完整才能实现识别 8光学色带式成本低,对地面改造小,后期调整简单。难以实现精确定位,对污损敏感。同样对地面平整度要求较高,易造成路径识别错误,影响导航精度。 ◆激光导航,AGV导航系统中的高精度解决方案。主要可分为基于反射板的激光导航与基于SLAM(SimultaneousLocalization and Mapping)技术的自然导航两类路径。①激光雷达+反射板导航:AGV搭载激光雷达扫描周围环境中预先布设的反射柱或反射板