无人叉车专题：临近技术奇点，入局者众

核心观点无人叉车是AGV的分支之一。AGV全称AutomatedGuidedVehicle，中文名为自动导引车，是一种以电池为动力，装备有电磁、视觉和激光等自动导航模块，能够沿规划路线自主行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，是工业机器人的一种。AGV能够根据后台机器人控制系统的指令进行自主行驶，到达指定地点，完成搬运、分拣、装配等作业任务。按照结构分类，AGV主要分为潜伏式、叉式AGV（即无人叉车）、料箱式、复合式等四大类。其中，潜伏式和叉式AGV的应用最为广泛，复合型AGV应用潜力较大。AGV及无人叉车技术相对成熟，AI大模型有望大幅提升其智能化水平。AGV需要解决“我在哪里、我要去哪、我要怎么去”三个核心问题，导航定位就是AGV的核心技术，目前行业内应用范围最广的是二维码和SLAM导航，未来基于多传感器融合的混合SLAM技术是重要发展方向。感知能力是AGV智能化水平的重要体现，通过配备各类传感器，AGV具备对周围环境的感知能力。控制器是AGV的核心，当前AGV已有专用控制器，控制器负责完成人机交互、路径规划、任务执行、定位与导航控制、电源管理、自主避障、安全信息提示，以及与AGV管理监控计算机进行通讯，反馈AGV的当前状态，并接受AGV管理监控系统的调度和工作指令等任务。AGV及无人叉车的技术水平已相对成熟，AI大模型的快速发展有望大幅提升AGV的感知能力，使其对周围环境的理解由单一的障碍物拓展到语义信息，从“看见”进化为“理解”，真正实现自主规划、自主移动、自主作业，助力AGV从室内走向室外，届时AGV及无人叉车将迎来爆发式增长。AGV国内市场规模超200亿，无人叉车渗透率仅2%。根据移动机器人产业联盟数据，2022年全球AGV市场规模约47.5亿美元，2024年中国AGV市场规模为221亿元，同比+14%，2022-2024年3年CAGR=21%。2024年中国无人叉车销量2.2万台，同比+44%，2022-2024年3年CAGR=52%。2024年中国无人叉车渗透率2.2%，同比+0.5pp。随着无人叉车突破技术奇点，逐步从室内走向室外，无人叉车的渗透率将加速提升。竞争格局未定，入局者众。我国AGV产业自上世纪90年代真正启动至今，已有30多年发展历史，期间涌现了较多的AGV生产企业，可大概分为三个类别：AGV专业生产商（包括海康机器、极智嘉、新松机器人等）、传统叉车厂（包括安徽合力、杭叉集团、中力股份、诺力股份）、新势力企业包括（兰剑智能、今天国际、华睿科技、镭神智能等）。当前行业仍处于发展中前期，竞争格局未定，入局者众。投资建议：AGV及无人叉车已临近技术奇点，需求放量在即，受益标的：安徽合力、杭叉集团、诺力股份、中力股份、兰剑智能。风险提示：AGV及无人叉车技术进步不及预期风险，行业竞争格局恶化风险，宏观经济波动风险。 1.1无人叉车是AGV的分支AGV：AGV全称Automated Guided Vehicle，中文名为自动导引车，是一种以电池为动力，装备有电磁、视觉和激光等自动导航模块，能够沿规划路线自主行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，是工业机器人的一种。AGV能够根据后台机器人控制系统的指令进行自主行驶，到达指定地点，完成搬运、分拣、装配等作业任务。AGV分类：按照结构分类，AGV主要分为潜伏式、叉式AGV（即无人叉车）、料箱式、复合式等四大类。其中，潜伏式和叉式AGV的应用最为广泛，复合型AGV应用潜力较大。AGVvsAMR：AMR全称AutonomousMobileRobot，中文名为自主移动机器人。AGV与AMR之间并没有严格的定义区别，事实上，AMR隶属于广义AGV，相对为普通AGV，AMR更强调机器人的自主性和灵活性。简单来说，AMR是AGV的智能升级版。资料来源：移动机器人产业联盟，华西证券研究所分类潜伏式车体低矮，可潜入料车下方牵引移动，广泛应用于汽车、新能源、3C、仓储等工业制造行业的货物搬运场景。叉式（无人叉车）叉式AGV将叉车技术和AGV技术融合，与普通AGV相比，可叉取标准托盘或料架，多用于以托盘为载具的搬运场景，如多层货架的仓储场景及生产场景。料箱式主要用于标准料箱的应用场景，如电商鞋服、自动化仓储、制造业生产仓储环节的物料转运等。复合式复合移动机器人是指由移动平台、操作机（以机械臂为主）、视觉模组、末端执行器等组成，利用多种机器人学，传感器融合定位与导航、移动操作、人工智能等技术，集成了移动机器人与机械臂功能的新型机器人。 3图：无人叉车属于AGV的分支之一特点图例 1.2 AGV起源于美国，发展看中国AGV起源于美国：全球第一台AGV诞生于美国Basrrett电子公司，开发于1953年，它是由一辆牵引式拖拉机改造而成的，在一间杂货仓库中沿着布置在空中的导线运输货物。AGV推广在欧洲：虽然AGV首先出现在美国，但在欧洲得到迅速发展和推广应用。根据移动机器人产业联盟，1960年欧洲就安装了各种形式、不同水平的AGV系统220套，使用AGV1300多台。到70年代末，欧洲约装备了520个AGV系统，共有4800台小车，1985年发展到10000台左右。其应用领域分布为：汽车工业（57%），柔性制造系统FMS(8%)和柔性装配系统FAS(44%)。AGV发展看中国：1976年，北京起重机械研究所研制出我国第一台AGV，随后又开发研制了几套较简单的AGV应用系统。AGV在中国真正的落地应用是在1991年，新松为金杯公司打造的AGV产品在这一年正式投入运营。21世纪开始，AGV在中国各行业平稳发展，2015年之后，中国AGV销量与应用开始走在世界前列。资料来源：移动机器人产业联盟，华西证券研究所图：早期的AGV产品 图：1991年金杯公司使用的AGV 1.3 AGV产业链上下游上游：上游关键零部件主要包括传感器、伺服系统、控制系统、能源动力及车体机械件等。中游：行业中游是机器人本体及调度系统，即机械设计及整机生产、机器人调度相关的算法及业务软件等。下游：下游是系统集成商和终端客户，前者根据不同的应用场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发，进而投入到下游应用领域产业，如汽车、新能源、3C电子、医药医疗、电商零售等。资料来源：海康机器招股书，华西证券研究所 图：AGV产业链上下游 5 2.1核心技术——定位导航AGV的导航方式复杂多样，二维码和SLAM导航应用范围最广。最初的AGV使用有轨导航技术，随后发展出地面预埋磁条、预埋磁钉等传统无轨导航方式，再到如今形成以二维码和SLAM为主流的导航方式。AMR的自主移动目前主要是依靠SLAM技术来实现，基于多传感器融合的混合SLAM技术是未来的发展趋势。二维码导航：通过在区域中铺设二维码，利用AGV车载摄像头扫描解析地面二维码获取实时坐标，亚马逊的KIVA机器人就是通过这种导航方式实现自主移动的，这种导航的形式相对灵活，铺设和改变路径也比较方便（相比磁导航）。但二维码导航只能沿固定路线运行，离散的铺设方式导致二维码导航无法持续获得高精度的定位结果，且由于二维码自身特性的关系，需要定期进行维护。SLAM导航：SLAM（即时定位与地图构建），即机器人在完全未知的环境中创建地图，同时利用地图进行自主定位和导航的技术。按照使用的传感器类型的差异，又分为激光SLAM和视觉SLAM，其中激光SLAM基于激光反射测距进行即时定位与地图构建，根据实际使用有反射板和无反射板两种；视觉SLAM则是使用相机作为传感器，在一定的图像帧率下捕捉周围环境信息，获得一系列连续变化的图像，通过测算相机运动来获得当前时刻相机的位姿，并构建环境地图。当前激光SLAM技术比较成熟，视觉SLAM成熟度有待提升。资料来源：移动机器人产业联盟，华西证券研究所图：AGV导航方式对比导航方式二维码激光SLAM稳定性好与环境轮廓有关精度±10mm±15mm连续定位能力否强对地面影响有无实施工作量大小产品成本低高维护成本一般低 7图：2022年AGV导航方式分布二维码导航35.0%SLAM导航33.0%磁导航11.9%激光导航（有反射板）6.1%复合导航6.3%其他导航7.7%下视VSLAM与地面纹理有关±5mm一般无小低低 2.2核心技术——感知感知能力是AGV智能化的重要体现。包括环境感知和局部高精度感知两类。环境感知技术即AGV对自身所处环境的描述和理解能力：AGV能够基于自身配备的多种2D/3D传感器，实现对其运行环境周围的全方位感知。AI技术的发展使得AGV对周围环境的理解由单一的障碍物拓展到语义信息，从“看见”进化为“理解”，并能够基于语义等属性进行AI在线规划以及行为决策，全面提升AGV对场景的理解、认知和执行能力。局部高精度感知主要应用于局部有高精度对接需求的场景：当AGV运行到机台等局部区域时，由于业务层面的对接需求，通常要求AGV在局部区域具备高精度感知能力。AGV根据车身配备的多种传感器，基于AI感知技术计算目标的特征信息，计算AGV自身与目标物体之间的相对偏差，并进行AI实时在线规划控制自身不断接近目标，从而实现目标的精确引导对接。资料来源：欧镭激光、迈尔微视官网，华西证券研究所图：激光传感器 8图：3D视觉传感器 2.3核心技术——控制AGV车载控制器是AGV控制系统的核心。控制器负责完成人机交互、路径规划、任务执行、定位与导航控制、电源管理、自主避障、安全信息提示，以及与AGV管理监控计算机进行通讯，反馈AGV的当前状态，并接受AGV管理监控系统的调度和工作指令等任务。AGV车载控制器的性能和可靠性直接影响AGV产品的性能和可靠性。AGV使用专用控制器。早期传统的AGV采用的车载控制器以PLC、工控机、单片机为主，后期随着技术的发展，对于控制器的算力要求不断提高，逐渐衍生出专用的移动机器人控制器。与通用的工业运动控制器或PLC相比，专用控制器集成了成熟的导航和运动控制算法（例如激光定位算法、麦克纳姆轮控制算法），工作效率、稳定性和防护等级更高。资料来源：移动机器人产业联盟，华西证券研究所 9图：AGV逐渐衍生出专用控制器 2.4核心技术——机器人调度系统AGV调度系统已可以实现多形态机器人混合调度。AGV调度管理系统向上要对接MES、WMS、ERP等上位系统的工作指令，向下连接所有移动机器人，对AGV运行进行管理。调度系统需要统筹所有机器人的行为，追求的不是某几个机器人的最优解，而是整体的最优。当前，AGV调度系统已经发展到可以实现大规模的智能群控，同时发展出多种多样的具体应用，与流程、工艺紧密结合，参与全流程应用。在结构化环境下，已可以实现比较复杂的多机器人系统的管理和调度，但在非结构化环境下，对多机器人系统的高效协同还有待提高。资料来源：移动机器人产业联盟，华西证券研究所图：AGV调度系统需要承上启下 10 3.1市场规模：全球近400亿元，国内超200亿元全球市场规模：根据移动机器人产业联盟数据，2022年全球AGV市场规模约47.5亿美元，同比+36%。2020-2022年3年CAGR=36%。中国市场规模：根据移动机器人产业联盟数据，2024年中国AGV市场规模为221亿元，同比+14%。2020-2022年3年CAGR=44%，2022-2024年3年CAGR=21%。资料来源：移动机器人产业联盟，华西证券研究所0%10%20%30%40%50%60%70%0510152025303540455020182019202020212022AGV全球市场规模（亿美元）YOY图：2022年全球AGV市场规模近50亿美元05010015020025020152016图：2024年中国AGV市场规模221亿元 0%10%20%30%40%50%60%70%20172018201920202021202220232024AGV国内市场规模（亿元）YOY 3.1市场规模：全球近400亿元，国内超200亿元中国市场销量：根据移动机器人产业联盟数