2019年中国重载AGV机器人技术发展趋势及行业研究报告

重载 AGV概念及范畴

重载型自动导引车（AGV），是一种以电池或内燃机作为动力、配备大功率电机、减速机及万向驱动轮实现灵活运行，具有车速调节、升降补偿、车辆制动、全方位转向、自由路径规划、自动引导、在线快速充电、多车编组联动等功能， 同时可被集中调度管理的智能车辆。其工作流程是由人工手动或自动将货物或工件装载在 AGV 上，自动行走到指定地点，再将货物或工件卸下来的移动运输工具， 可以应用在许多固定的或不固定的运输场合。

重载型 AGV 的装载能力一般为 10 吨~200 吨。根据用户需求，动力和执行机构形式、车辆长度、宽度、提升高度、驱动能力、续航里程等性能参数均可按需设计。

按适用环境区分，AGV 可分为：室内型和室外型。室内型主要应用于装备制造、大件运输、造纸印刷、钢铁冶金、化工等领域；室外型主要应用于采矿、港口、机场、烟草、轨道交通等领域。

AGV 的主要动力来源包括：动力电池、内燃机和非接触式供电等。其中动力电池主要包括铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池等类型。AGV 的轮系结构包括：麦克纳姆轮系、双轮差动轮系和全方位舵轮系等。AGV 的导引方式主要包括：电磁导航、磁导航、色带导航、二维码导航、激光导航、惯性导航及多模混合导航等。其运行方式包括：单车独立运行和多车编组联动等。

国内外发展现状

世界上第一台 AGV 诞生于 1953 年，是由一辆牵引式拖拉机改造而成。从第一台 AGV 诞生至今已经有 60 余年。目前在世界上，AGV 已经得到长足的发展， 主要的变化表现为 AGV 的引导方式和 AGV 的使用数量以及 AGV 的生产厂家数量。

当前，物流行业规模正在以每年 40%的速度快速增长，却依然是典型的劳动密集型行业。随着机器人技术迅速崛起，各行业掀起一股“机器换人”的热潮， 而涉足物流领域的企业也纷纷投入先进机器人技术的研究。

传统的物流行业严重依赖于人力，但近些年随着电商企业迅速崛起，一些电商开始投入巨资自建高科技物流系统。例如全球最大的网络零售商亚马逊，其在亚利桑那州的凤凰城建立的物流中心面积完全能够容纳 28 个标准足球场地。整个仓储系统里应用了各种高科技产品，例如物流机器人、送货无人机、大数据驱动的智能分拣技术等等。

目前，AGV 已经成功应用到汽车、烟草、医药、食品、化工、印刷、3C 电子、电商仓储分拣、邮局、图书馆、港口、机场、危险场所、特种行业以及各类型的制造业当中。以汽车行业为例，AGV 在汽车行业的广泛应用，带动了汽车生产模式的的全新变革。随着工业信息化的发展，汽车行业对制造设备的智能化需求不断上升，AGV 能很好的适应现代汽车制造技术柔性化、灵捷化、智能化、信息化的发展趋势，使汽车装配的生产组织、信息管理和物流技术等方面实现了质的飞跃。

国外发展现状

AGV 技术发源于 20 世纪 50 年代的美国，因其优异的性能和高效的运行模式， 受到企业的普遍欢迎，很快便传到欧洲。由于西方发达国家经济发展迅速，社会福利待遇明显提升，因此，人工成本不断增加，企业负担连年上升，而这也就为AGV 的大量普及提供了基础。

欧美的工业偏向于重工业，经常会需要搬运一些大型组件，因此，对于 AGV 的需求也基本上是重载类型，更加追求 AGV 的自动化和智能化。同时，为了提高产能，欧美 AGV 产品普遍采用模块化设计，采用大部件组装的形式进行生产，以降低生产成本，产品覆盖面广、功能强大；驱动模式也多种多样，导引方式、样式各异，移载机构也因各个行业需求不同而不同，产品的载重量可达 60 吨。目前， 一些高级重载 AGV 的承载能力已经达到了 200 吨。用于自动化集装箱码头的重载AGV 型号，运行速度已经达到了 5m/s（18km/h），欧美正在发展的第 3 代 AGV产品，时速将达到 50km/h 以上。

国内发展现状

我国 AGV 发展始于上世纪 60 年代，虽然初期发展缓慢，但一直以来，国家都在不断加大这一领域的投入。我国 AGV 市场并没有出现像关节型工业机器人那样由几大国外品牌把持的情况，这要归功于早期国内一些有识之士和科研机构的提前布局和技术探索。

近年来，在国内工业机器人需求量激增以及“中国制造 2025”、智慧物流等各项政策的引领下，我国 AGV 销售量持续增长。根据统计数据显示，2013 年我国AGV 销量为 2439 台，2014 年上升至 3150 台，同比增长 29.15%；2016 年销量为6500 台，同比增长 51.16%。2013~2016 年间，复合增长率达 38.64%，增幅较大的主要原因为电商仓储 AGV 的使用和推广以及户外港口 AGV 等重载 AGV 的应用。

2017 年，我国 AGV 市场销量达到 12900 台，预计 2018 年 AGV 销量将超 1.8 万台，同比增长超 40%。2017 年增幅较大的主要原因是：新兴行业（电商、快递、新能源、医疗等）市场需求持续释放，大批量采用 AGV 及 AGC 产品。在汽车、家电、烟草行业等制造领域市场需求稳定增长的同时，物流领域自动化仓储改造， 尤其是智能仓储的建设需求旺盛，也促进了 AGV 销量的快速增长。

2013-2018年中国AGV市场销量

从需求领域来看，目前我国 AGV 需求领域较为集中，主要分布在汽车工业、家电制造等生产物流端，2016 年二者 AGV 销售额占比达 47%左右，其中汽车工业占比 24%，家电制造占比 22%。此外 2016 年，除了工业级的应用外，AGV 开始向商业领域推广应用，其中对 AGV 需求最大的莫过于电商仓储物流、烟草和3C 电子行业，三者占比分别为 15%、15%和 13%。

agv机器人应用市场

国内 AGV 快速占领市场的原因主要有两点：其一，国内 AGV 高性价比优势以及为客户提供的个性化服务是国产厂商取胜市场的关键因素；其二，在同类产品中，外资品牌的价格比国产品牌的价格高出至少 50%以上，有些甚至高出 1 倍。显然，如此昂贵的产品，让向来对价格极为敏感的国内应用厂家难以承受，尤其是对中小企业而言，其对产品性能的要求并不是太高。

目前，国内 AGV 企业因定位不同，大致可分为两大发展模式：一类为 AGV 制造型企业，AGV 逐步标准化，以纯产品形式推广；一类以 AGV 系统形式及延伸发展到自动化物流系统模式发展，这类基本与相关行业相结合。

2012 年国内 AGV 企业在 80-100 家之间，但是到了 2014 年 12 月，这个数据基本翻了三倍，达到 250 家左右，当然这里面包括一些集成商以及一些传统做搬运设备的企业，也有一些做代理的企业。真正能自主设计、生产 AGV 的企业仍然不到 100 家。

面临的问题

1、行业无序竞争加剧

伴随着行业的快速发展，市场竞争日渐加剧，企业纷纷降价销售，使得 AGV 和 AGC 制造企业利润微薄。进入 2018 年，AGV 的价格战并没有停下来，有些企业甚至推出了 9.8 万的叉车 AGV，依靠低价扩张市场的现象较为普遍。这种趋势如长期延续，不仅难以保证产品质量，甚至会导致行业陷入无序竞争的恶性循环。

2、同质化现象严重

无论硬件还是软件都需要不断创新，推出值得信赖的产品。但目前国内 AGV 企业基本是你有我也要有，一家研发出新的产品，一旦推向市场，第二家、第三家改个外观，相继也就推出了，专利等知识产区保护基本是形同虚设。

3、行业标准难以统一

国产 AGV 尚属于较为细分的领域，相关的行业标准和产品标准非常匮乏，产品质量参差不齐，市场应用也因为难以实现标准统一而出现价格混战的现象，制约了产业的发展。

产品特点

随着我国经济的迅速增长，航空航天、高铁建设、港口、机场、核工业、船舶、大型涡轮机等重工业得到了迅猛发展。这些大型装备的生产、组装、运输和储存等都不可避免地会遇到一些困难。传统的重载运输方式相对比较单一，例如： 航吊、有轨系统、大型拖车等，但是这些传统的运输方式都有很多的局限和缺点， 而且当载荷量超过 50 吨的时候，几乎传统的运输方式都很难克服这样的载荷所带来的限制。所以，重载 AGV 的发展对于现代重工业生产和大型装备组装来说将是一个新的革命。

经过多年的技术发展，重载 AGV 已经广泛应用于仓储、制造、港口、机场、危险场所、特种行业等领域，有效载荷从 5 吨至上百吨，运行速度 0.1 米/秒至 5 米/秒。与传统运输方式相比，重载 AGV 具有以下特点：

1、适用环境广泛

室内型 AGV 产品能够满足IPX4 的防护等级，环境温度适应范围：0℃~60℃；环境湿度适应范围：5~90%。室外型 AGV 产品能够满足 IP55 的防护等级，环境温度的适应性范围：-20℃~60℃；环境湿度的适应范围：5~99%；最大风力：15 米/秒。

2、具备先进的导航技术

为了适应不同场景的使用需求，重载 AGV 产品支持多种导航方式，包括传统的电磁导航、色带导航、磁条导航和近几年兴起的二维码+惯导方式，以及激光导航等。AGV 产品定位精确，行驶路径灵活多变，柔性化程度更高，可快速全局部署，能够适合多种现场环境。

3、具有载荷自平衡系统

重载 AGV 产品的载重轮组件装配有一系列传感器，包括：油压传感器、角度传感器、举升传感器、轮速度/方向传感器和轮压力传感器，用于载荷的受力分析和保持平衡的稳性计算。处理器通过计算每个车轮中液压缸的活塞压力，来增加或者减少液压流量，从而维持每个举升点的平衡。另外，每个液压缸的压力传感器检测到的压力、载荷及载荷重心位置等数据通过处理器计算，也将实时呈现在监控客户端。车身控制器通过直线位置传感器得到每个液压缸的举升高度，并和其他液压缸的高度进行比对，当车体行驶在有一定角度的坡面或地面平整度较差的路面时，以上信息和倾角罗盘的输出信息都将用于自动维持载荷保持水平状态， 防止因路面倾角过大引发所承载的货物发生滑移或倾覆。

4、可进行多车编组联动

目前，我国已突破多台 AGV 之间的编组动作联动技术，可实现同步移动过程中相对偏差小于±10mm 的高精度。最典型的应用，莫过于 2018 年 2 月在韩国平昌举办的第 23 届冬奥会闭模式上“北京八分钟”的精美绝伦的演出。24 台新松公司的 AGV 在现场绚丽灯光的映衬下，相互协调，不断变幻出灵动曲线和炫酷走位， 这 24 台 AGV 还经受住了现场舞台人多路滑，以及 5 级大风和零下 10 度气温的恶劣环境考验，给全世界人民留下深刻的印象，赢得了无数的赞誉。高精度联动技术应用于重载 AGV 上，可很好的解决超长、超重型设备的运输问题，在航空航天、铁路、重型机械、桥梁建筑等领域将发挥重要作用。

未来发展趋势

从技术发展角度看，未来重载 AGV 将不断挑战更大的单车载荷能力，甚至将发展出 500 吨级的型号，并将对多车编组运行方式进行深入探索，以满足对特殊外形尺寸、特大载荷等应用的需求。同时，对每一个市场细分领域的需求将做深、做足，发展出满足特定需求的细分型号。

对于核心器件的研发和量产，提高自主研发技术的占比，也将是未来国内AGV 企业的发展必由之路，包括：大功率电机、减速机、运动控制器等核心器件的设计和制造，将是打破进口垄断，降低采购成本，从而提高国产产品竞争力的有效手段。

重载 AGV 不断创新的背后，反映的是 AGV 在重型搬运领域取得的优异成绩， 从而得到用户越来越多的青睐。港口、机场、飞机制造、铁路机车检修及制造、造纸印刷等这些重型作业，原来主要由重卡、集装箱、龙门吊和大量人力来完成， 现如今也尝试了技术创新，通过引入重载 AGV 替代了原始、粗放的作业模式。机器换人不仅解决了许多流程中的高危隐患，也在人力成本和信息化成本上大幅节约，整体迈入自动化、信息化、智能化的运营模式。这一细分领域更加注重机器人作业的稳定性和安全性，但由于对载重要求较高，相对配件和技术方面和小型的 AGV 有很大程度的区别，因此也成为综合难度最高的 AGV 类别。

现阶段国内 AGV 技术和制造商水平良莠不齐，能满足重载 AGV 机器人的高精技术和高端生产要求的厂家并不多，但只要市场的需求量足够大，企业的研发投入也会不断加大，技术的发展速度也会越来越快。重载 AGV，未来将会有更大发展潜力和应用推广的领域。