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2020年中國智能分揀行業研究報告

核心摘要:

快遞行業是目前物流自動化增速最快的領域之一

• 物流自動化經歷了煙草等傳統行業為主導到電商與快遞行業需求迅速興起的發展歷程;

• 尤其在快遞行業,電商蓬勃發展帶來的快遞業務量的高速增長使得手工分揀無法滿足快遞企業對產能、時效和成本的要求,在此背景下快遞成為自動化應用增速最快的賽道之一。

內外因共同推動智能分揀在快遞行業快速應用

• 智能分揀能降低單票分揀成本并提高分揀能力的天花板,同時電子面單使用率的提升、快遞企業的成功募資、智能分揀設備價格的快速下降共同為智能分揀的普及提供了外部條件。

交叉帶是快遞行業應用最廣的智能分揀系統

• 經過前兩年的快速發展,目前快遞行業的交叉帶保有量超過1,000套,未來該市場將主要由對常態化業務量的提前規劃以及更新換代需求支撐,預計 2021年市場規模將達到35億元;市場集中度較高,前兩家設備供應商在快遞存量市場上占據超過40%的份額 。

智能分揀未來將往重物運輸和流通型企業拓展

• 隨著家居及大家電的電商滲透率進一步提高以及小批量多批次訂貨行為的增加,大件快遞及小票零擔的精細化分揀要求也將逐漸爆發;

• 終端門店為響應消費者需求,其訂貨訂單將越來越個性化與碎片化,智能分揀將在大型配送中心中扮演更重要的作用。

物流自動化發展背景

物流自動化建設離不開倉儲裝備升級

智能倉儲裝備主要有自動存取、輸送搬運、分揀及揀選功能

物流的一大部分操作環節在倉庫內完成,包括制造企業的生產中心,流通企業的配送中心以及第三方物流企業的轉運中心,因此倉儲裝備升級是物流自動化的一個重要方面。按功能劃分,自動化物流倉儲裝備主要包括自動化存取系統(AS/RS)、自動化輸送搬運系統、自動化揀選系統、自動化分揀系統,其中輸送搬運既是存取、揀選和分揀系統的組成部分,又可以構成獨立的系統。此外,每一套系統都需要配備對應的控制和管理系統,比如倉庫控制系統(WCS)等。存取和輸送搬運系統在自動化物流倉儲裝備市場中占最大份額,而揀選及分揀系統則是近兩年增長最快的類別。

中國智能物流裝備行業仍處于早期

2017年我國倉儲裝備市場規模僅全球TOP3玩家收入的一半

根據中國機械工程學會的統計,2017年我國物流倉儲裝備的銷售額僅306億元,而同時期全球的TOP3玩家(包括日本的大福Daifuku,德國的勝斐邇Schaefer和美國的德馬泰克Dematic)的收入總和就已經達到了607億元,是我國整體市場規模的兩倍,全球TOP20供應商的銷售收入總和更是超過了1000億元。由此可見,我國物流裝備行業的發展仍處于起步階段,市場空間廣闊。

快遞電商成為物流自動化領域的新動能

傳統行業需求穩定,快遞和電商行業需求快速興起

煙草、醫藥、汽車、工程機械等行業是我國物流自動化應用較早的下游行業,也是目前物流自動化程度最高的幾個行業,因為這些行業具備產業規模大、生產工藝復雜、信息監管要求高、投資能力強的共同特性。而隨著新經濟的發展,快遞和電商逐漸取代傳統行業成為物流裝備需求增速最快的行業。以自動化立體庫為例,過去三年,電商和快遞企業保有的自動化立體庫座數快速增加,在全行業的占比也穩步提升,而煙草、醫藥、汽車等傳統行業的份額則在逐年下降。其中電商企業更側重倉配一體角度的自動化,涉及出入庫、揀選、打包等全流程,系統集成要求高,而快遞企業則主要依賴于分揀操作的自動化,場景更為簡單,往往滿足批量調試安裝的條件,因此自動化的應用也更加迅速。

快遞智能分揀的發展驅動因素

快遞智能分揀的普及依賴多重內外因

內部需求疊加外部條件,使得智能分揀在近兩年迎來發展契機

一方面,電商的發展帶來快遞業務的迸發,使得分揀作業的操作量和復雜程度大幅提升,手工分揀的缺陷被放大,從而激發快遞企業通過布局智能分揀進行轉型升級的需求。另一方面,電子面單使用率的提升、快遞企業的成功募資、智能分揀設備價格的快速下降共同為智能分揀的普及提供了外部條件。綜合內部需求以及外部條件,近兩年智能分揀設備在快遞領域的安裝數量迅速爆發。

電商的不斷滲透推動快遞行業高速發展

電商是我國快遞發展的引擎,同時也催生了自動化作業需求

2015年至2019年,我國實物商品網上零售額實現27.3%的復合增長率,遠高于同期社零總額8.1%的增速。在網購的推動下,并且隨著拼多多等低客單價電商平臺的出現,我國快遞業務量在2015至2019年期間實現了32.4%的復合增長率,于2019年達到635.2億,其中電商件占比超過80%,且以標準小件居多。因此,從外部因素看,電商的龐大業務量、消費者對物流時效的要求以及商家對物流成本的高敏感度激發了快遞業降本增效的需求,從而使智能分揀進入視野。

伴隨業務量上升,分揀復雜度大幅提高

出港路由及進港網點的增加使出港和進港分揀自動化更為緊迫

應對電商發展帶來的快遞業務量的攀升,一方面,基于“時效優先,分揀和運輸成本兼顧”的原則,快遞企業穩步增加了三四線城市的直發線路,另一方面,為了擴大末端網絡覆蓋率并降低部分網點的壓力,快遞公司的一級網點呈現細分化趨勢。以中通為例,2016至2019年,其干線運輸線路從1980條增加至2600條,一級網點數從3600個增加至4800個。不斷擴張的干線路由線路以及末端網絡加大了人工分揀的復雜程度,從而使快遞企業對自動化分揀的需求更加迫切。

智能分揀順應快遞企業的升級需求

智能分揀主要具備降低成本、提升產能、提高準確率的優勢

快遞業務量和操作復雜程度的提升使得手工分揀和半自動分揀在成本、效率、準確率等方面均出現不足,而智能分揀雖然初始投入高、場地要求高、缺乏靈活性,但其能有效應對人工分揀所面臨的挑戰,成為快遞企業提升競爭力的剛性需求,因此快遞企業在綜合考量后紛紛選擇了自動化。

電子面單是推動分揀自動化的基礎設施

電子面單的普及推動物流信息化,繼而為智能分揀提供支撐

智能分揀高度依賴信息系統,而電子面單的出現則極大地推動了物流信息化,因此電子面單的普及為智能分揀的推廣夯實了基礎,是智能分揀在快遞行業發展所必不可少的外部條件。傳統的手寫或機打面單沒有將快遞信息記錄在IT系統,而電子面單則實現了快遞信息前置,自動分揀設備中的信息識別儀在識別面單上的條碼/二維碼后,信息系統應能快速反饋快件的目標去向,控制系統才能快速響應并將快件分配到正確的格口。2014年5月,菜鳥網絡率先在全行業推廣電子面單,此后每年電子面單使用率大幅躍升,目前全國基本所有快遞面單均實現了電子化,極大程度支撐了快遞公司全面推廣自動分揀的需求。

資本助力是自動化普及的另一外部條件

頭部快遞企業紛紛完成募資,為自動化投入提供了資金條件

引入自動化分揀設備需要大量的一次性投入,在行業發展前期,單套報價高達上千萬元,即使目前設備價格明顯下降,一個大型轉運中心的全面自動化布局仍需要上億元的資金投入,因此資金實力成為快遞自動化的一道門檻。2016年至2019年,各家頭部快遞公司上市后在資本市場募集了幾十甚至上百億元的資金,其中相當一部分的資金使用目的是轉運中心自動化升級。強大的募資能力滿足了配套自動化設備所需要的龐大資金需求,為自動化普及提供了條件。

設備國產化替代使智能分揀大規模普及

隨著國內廠商技術的逐漸跟進,成本低的國產設備成為主流

早期,外資的單套智能分揀設備價格高達2000-3000萬,多數快遞民營企業難以輕松負擔,因此智能分揀只在快遞行業小范圍得到應用。中國郵政相對較早開始基于外國技術著手本土設備的研發,但成本控制問題導致其價格仍在千萬以上。2015年開始,掌握了技術與上游供應鏈的民營企業進入市場,其成本優勢與較為激進的定價策略推動價格的迅速下降。雖然我國民營企業對智能分揀技術的研發雖然起步晚,但先前的技術經驗以及迅速找準的“自研+委外代工”的商業模式使其性能相當但是價格減半的設備迅速獲得了市場競爭力,這也成為智能分揀在快遞行業大規模普及的外部條件之一。

快遞智能分揀的應用介紹

快遞流轉過程概覽

一次快件流轉平均需要經過約2次細分操作

通常情況下,快遞送達收件人的過程中需要分別經過始發和目的地轉運中心,始發轉運中心一般需要進行出港分揀,即將快件以下一站轉運中心為路由進行分揀并集包,包裹根據轉運出港發貨線路到達目的地轉運中心后,快件進入拆包及以上百個末端網點為路由進行分揀的流程,實現“包進散出”,最終快件將交由網點裝車拉回。至于網點的分揀派送操作,除少數處理量大的網點外,目前主要采取手工分揀后并派送的方式,因此不被納入大規模分揀操作的定義中。對于同城以及寄達區收件量很大的快件,整個流轉過程僅需要經過一個轉運中心,即僅進行一次進港分揀操作;對于偏遠件,為了降低干線車輛空載率,經過中轉分揀的次數將更多。因此平均來看,目前國內快件的流轉需經過約2次細分分揀操作。

快遞分揀方式在中國的演變歷程

快遞分揀依次經歷了手工、輸送帶輔助、自動分揀的階段

快遞分揀的關鍵步驟為識別和分揀動作的執行,其自動化程度主要經歷了三個階段。起初是手工分揀,“大頭筆”拿到一個快件后肉眼識別面單信息并用記號筆在包裹上手寫一個大編號,后序分揀員根據編號先按照快件的大區進行粗分,再根據編號將經過初分的特定分揀區域內的快件細分到各個路由;

第二階段是半自動機械分揀,一般是矩陣輸送加人工拉包的形式,分揀員工站在工位上通過觀察“大頭筆”編號,將對應的包裹從皮帶線上拉下,皮帶輸送的模式降低了分揀工人的勞動強度,但全程仍需人眼識別和手動分揀;

第三個階段是自動分揀,通過計算機視覺識別快件重量和條碼信息,并通過控制系統將快件送入對應出口,按照布局可分為直線、矩陣和環形自動分揀系統,其中環形可設置的目的地最多,在細分操作中運用范圍最廣。

用于小件自動分揀的主要方案對比

環形交叉帶分揀機目前在小件快遞領域占據主流地位

AGV的主要優勢是產能靈活、對場地面積要求低,但效率瓶頸是其主要劣勢。交叉帶分揀則在效率和性能方面占據優勢,但是對場地要求較高且產能靈活性低。目前交叉帶和AGV是快遞小件分揀的主要方案,在中國快速增長的快遞業務量的背景下,后者的應用更廣。

交叉帶分揀在中國物流領域的應用歷程

交叉帶的使用經歷了以外資為主到本土設備爆發式增長的歷程

1997年,中國郵政購買了第一套交叉帶分揀系統設備,郵政對該套系統的引進也推進了交叉帶設備的本土研發與制造,并使其成為后來交叉帶分揀機領域多數民營企業的黃埔軍校。2011年至2015年,順豐和京東開始陸續投資外資交叉帶分揀設備,2015-2016年,韻達和中通先后試水將交叉帶分揀機投入使用,2018年開始,隨著頭部快遞企業紛紛完成募資以及高效分揀需求的爆發,行業進入了高速發展期。目前,頭部快遞公司已累計投入使用上千套交叉帶分揀設備。

交叉帶分揀系統規模及競爭格局

快遞行業交叉帶投放量將超過四千套

轉運中心是目前的核心需求場景

截至2019年底,快遞行業的交叉帶分揀機保有量超過1,000套,其中轉運中心占比超過80%,預計2023年底快遞行業的存量設備數將超過4,000套,轉運中心占比則將隨著網點需求的增加而略微下降。

從轉運中心的需求端來看,自動分揀的進一步滲透以及對預期吞吐能力的超前規劃將驅動快遞公司為轉運中心采購更多交叉帶分揀設備,而隨著自動化滲透率逐步接近飽和,凈增量將緩慢下降;

從操作可行性來看,應對轉運中心場地面積有限問題,不少廠商開始推廣雙層甚至四層的環形交叉帶設備以實現節約面積的目的,此外,眾多快遞企業正在改擴轉運中心或者新建更大的轉運中心以替代原場地,從而更好地進行自動化升級的規劃。

18-21年為快遞智能分揀集中爆發期

爆發式增長后,轉運中心場景將主要由更新換代需求支撐

快遞企業在轉運中心安裝交叉帶分揀機的目標可以對應三個階段。

在2019年及以前,安裝的目的主要是對當前包裹量中人工分揀模式進行自動化升級,其中2018和2019年是集中投入期;

2020至2021年期間,進一步投放交叉帶則主要是應對未來常態化業務量的提前規劃;

2022年開始,市場將主要由設備的自然更替與技術升級下的主動更新換代需求支撐。網點端端的需求雖然將在預測期內保持高增速但是基數小,因此在研究時段內對快遞行業整體的購置量影響較有限。

2021年市場規模將達到35億元

未來快遞行業的交叉帶分揀機需求將維持在數十億元

目前一套標準的交叉帶的平均單套價格已降至400萬左右,并且未來仍將平穩下降。此外,由于快遞網點目前使用的交叉帶設備的單套規格普遍小于轉運中心所安裝的規模,同時價格也更低,對產值的貢獻力度較小,因此交叉帶市場的收入主要來自于快遞轉運中心的采購。結合年交付量趨勢,艾瑞預計交叉帶分揀機的市場規模將在2020年突破30億元,并在2021年進一步增至35億元。主要分揀場地紛紛完成自動化轉型及提前規劃后,未來交叉帶分揀機在快遞行業的市場規模將在設備更換需求下維持在數十億元。

目前交叉帶分揀機市場集中度較高

前兩家設備供應商在存量市場上的份額超過40%

交叉帶分揀機的需求熱潮也吸引了眾多設備供應商進入市場,但是長尾玩家不易突破行業壁壘,因此盡管目前市場上玩家接近半百,主要玩家的市場地位仍然十分明顯,前兩家交叉帶設備廠商在快遞領域存量交叉帶市場的份額超過40%。客戶資源、技術沉淀、價格競爭力、服務能力是獲取市場份額的關鍵。

客戶方面,在快遞企業的自動分揀需求剛開始萌芽的時候便進入市場更有利于培養長久穩固的客戶關系和口碑,而由于下游客戶集中,客戶資源成為競爭力的一個重要體現;技術成熟度決定了交叉帶的分揀效率、錯分率、識別率、穩定性以及批量實施能力,是交付速度和質量的決定性因素;價格則是對成本敏感的快遞企業在設備采購時的重要決策因素;在雙十一、6/18等重要的快遞高峰期,設備應急調試、運營保障工作極其重要,因此分揀系統供應商的服務水平也是重要考慮因素。

主要玩家在發展路徑及戰略上各有不同

欣巴和中科微至累計交付量居行業領先地位,綜合優勢明顯

欣巴、中科微至、金峰、中郵科技、鋒馥、科捷智能以及東杰智能是目前快遞領域的主流第三方交叉帶設備供應商,技術和產品均獲市場認可,其中欣巴和中科微至最具綜合競爭力,目前的累計交付量處于行業第一梯隊,頭部效應顯著。行業內其余主要玩家也在快遞領域取得了不錯的成績,且總體發展規劃各有不同,比如一些廠商同時重點布局擺臂等其他類型的智能分揀設備,一些廠商側重服務中高端市場,一些則在往智能倉儲集成、智能制造等方向突破。

智能分揀系統市場發展趨勢

重物和配送場景將是智能分揀新增長點

分揀機廠商需將技術和經驗遷移至新的場景以維持增長勢頭

目前,快遞和機場是智能分揀滲透率最高的場景,未來增長將主要由業務量驅動而非滲透率提高驅動,增速較為有限,重貨運輸和流通型企業的配送場景將成為未來10年智能分揀的新增長點。此外,在快遞、快運、機場包裹、門店配送等場景,智能分揀的信息識別主要在于讀取條碼,技術門檻相對較低,而在制造場景,智能分揀的實現往往伴隨著更加復雜的利用工業視覺進行檢測的任務,依賴于深度學習算法的持續研發且成本更高,因此智能分揀在制造業的應用進程將更為緩慢。

智能分揀將向重物運輸領域擴展

大件快遞和小票零擔將成為公路運輸中智能分揀的下一普及點

隨著家電和家居線上滲透率的上升以及配送訂單碎片化驅動零擔小票化,大件快遞和小票零擔的市場規?偤湍壳耙呀咏〖爝f市場,其業務操作中也涉及高強度的分揀任務,但不同于小件快遞,大件快遞和小票零擔的貨物標準化程度低,玩家較分散,尚未形成規;僮,因此細分的自動分揀程度很低,目前主要是叉車搬運分揀或者借助直線或者矩陣式自動分揀機進行粗分。隨著行業集中度的進一步提高,全自動化分揀需求將逐步顯現,同時適用于單票重量更高的貨物的分揀技術的成熟將帶動設備價格大幅下降,因此大件快遞和小票零擔將在未來中長期成為推動智能分揀市場發展的重要力量。

B2B配送復雜度提升推動智能分揀普及

智能分揀系統需要高度定制化以滿足大型配送中心的需求

對于流通型企業而言,訂貨端(門店/醫院/藥店等)對訂單服務的時效要求和個性化需求越來越高,傳統分揀操作已經無法滿足復雜度不斷提升的物流需求,為了提高訂單響應速度和供應鏈效率,實現倉庫內貨物的快速周轉,同時滿足正逆向物流需求,智能分揀將成為越來越多流通性企業配送中心的選擇。在配送中心的分揀操作流程通常為,首先將批量訂單合并,從自動存儲系統中進行集合揀選,再通過自動分揀機以終端門店為落格口進行播種。不同于快遞場景批量安裝的特性,流通型企業的自動化涉及倉庫的整體解決方案且產品需要高度定制化,僅屬于倉儲自動化的一環,因此自動分揀應用的進程相對更慢,但同時市場空間也大得多。以醫藥流通為例,醫藥銷售規模已超過2萬億,每一批對終端醫院/醫療機構/藥店的供貨都需要分揀的支撐,而目前醫藥物流企業擁有WCS的比例還不高,意味著智能分揀滲透的空間還很大。

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