工业机器人：工业机器人界之翘楚，AGV市场蓬勃发展.pdf

请务必阅读最后特别声明与免责条款 lxsec 1 / 26 证 券 研 究报告 | 新 三 板 行业研究 联讯新三板大国工匠系列报告之工 业机器 人 工业机器 人界之 翘楚 ， AGV 市 场蓬勃 发展 2017 年 12 月 18 日 投资要点 分 析 师 ：彭 海 执业编号：S0300517030001 电话：010-84938897 邮箱：penghailxsec 研 究 助 理： 王婧 瑶 邮箱：wangjingyaolxsec 何谓 AGV ？ AGV 是自动导航运输车（Automated Guided Vehicle ）的英文缩写，指的 是装备有磁性或光学等自动导引装置， 能沿规定的导引路径行驶， 具有安全 保护以及各种移载功能的运输小车。AGV 是一种以电池为动力，装有非接 触导 向装 置的 无人 驾驶 自 动化 车 辆。 它的 主要 功 能表 现 为能 在计 算机 监控 下， 按路 径规 划和 作业 要求 ， 使小 车较 为精 确地 行走 并停 靠到 指定 地点 ， 完 成一系列移载、搬运等作业功能。 未来我国 AGV 市 场还 将继 续呈 现出 蓬勃 发展 的态 势 根据新战略机器人产业研究所的数据， 2016 年中 国 AGV 市场规模已经达到 12 亿元。2015 年国内 AGV （含 AGC ）新增量中 AGV 、AGC 和激光叉车 的占比分别为 51% 、 45% 和 5% 。 按照 此比 例对 2018 年市场规模进行预测， 2018 年预 计 AGV （含 AGC ） 新增 量为 1.5 万台 （根据中国产业信息网的预 计） ， 我 们以 AGV 平均单价 40 万， AGC 平均单价 10 万， 激光 叉车 平均 单 价 80 万为计算标准，那么 2018 年 AGV 市场的市场规模约为 42.15 亿元 （42.15 亿元=1.5 万台*51%*40 万元+1.5 万台*4%*80 万元+1.5 万台 *45%*10 万元 ） ， 是 2016 年市场规模的 3.5 倍。 因此 ， 未来 我 国 AGV 市场 还将继续呈现出蓬勃发展的态势，AGV 应用领域将不断拓宽，种类更加繁 多，功能越来越强，自动化和智能化水平显著提高。 我国 AGV 市 场 内资 比例 占 85% ， 本 土 企业 主要 占据 中低 端市 场 根据水木清华研究院的数据， 2016 年中 国 AGV 市场 中， 内资 企业 销量 占比 达 85% ， 外资 占比 15% ； 其中 ， 外资 企业 主要 占据 高端 AGV 市场 ， 代表 企 业有 JBT 、Egemin 、Rocla 、Swisslog 、 日本 大福 、 明电 舍等 ； 而中 国本 土 企业主要占据中低端市场， 代表企业有新松机器人、 昆船装备、 机科、 三丰 智能 等。 其中 新松 的市 场占 有率 最高 ， 2015 年新松的市场占有率为 16.91% 。 此外，一些中型与新晋企业，例如广州远能、浙江国自等近年来步伐加快， 发展势头亦不容小觑。 传感器等 四大技术决定 AGV 的 核心 性能 一般 来讲 ， 直接 决定 AGV 性能的技术包括四大部分： 供电系统决定了 AGV 的使用寿命；AGV 管理监控系统负责从整体上调度 AGV 的运行，是 AGV 系统 的 “大 脑” ； 传感 器技 术则 是直 接决 定 AGV 避障能力的器件； 目前高端 AG 所配备的伺服驱动设备主要来自于欧美进口。 AGV 已 逐 渐 应 用于 各行 各业 ， 电商 仓储 等市 场需 求大 从行业应用的角度来分析， 根据水木清华研究院的数据， 目前汽车行业、 家 电制造等生产物流端仍是中国 AGV 主要需求市场。除了工业级的应用外， 新三板行业研究。 请务必阅读最后特别声明与免责条款 lxsec 2 / 26 也开始向商业行业推广应用。其中对于 AGV 需求最大的商业服务业莫过于 电商仓储物流、烟草和 3C 电子 行业 。此 外， 印钞 造币 、制 药 、玻 纤等 行业 也为 AGV 贡献了少部分市场份额。 业务涉及 AGV 及 值得 关注 的新 三板 标的 新三板市场上共有 11 家企业主营或业务涉 及 AGV 的研 发、 生产 和销 售 。 其 中， 机科 股份 （835579.OC ） 、 佳顺 智能 （834863.OC ） 和爱 智威 （837623.OC ） 的 AGV 在主营业务中占比较大, 可以适当关注。 风险提示 宏观经济下行导致投资缩减 、 核心零部件研发进度不及预期 、 政策低于预期 或执行放缓 、 下游应用不景气 等。 合规提示 依据 机科 股份 （835579.OC ） 公告 ， 联讯 证券 是 机科发展科技股份有限公司 的做市商之一， 持有机科股份公司股票未达到其已发行股份 的 1% 以上 ， 为 17.50 万股 。 本报 告系 本公 司研 究员 根据 机科 股份 （835579.OC ） 公开信息 所做的独立判断。 请客户了解并关注相关风险， 自主审慎做出投资决策并自 行承担投资后果。 新三板行业研究。 请务必阅读最后特别声明与免责条款 lxsec 3 / 26 目 录 一、AGV 的基本情况. 5 （一）AGV 的常见导航方式 . 5 （二）AGV 安全设置. 7 （三）AGC ：简单实用版 AGV . 7 二、国内外 AGV 市场的发展趋势 . 8 （一）AGV 的发展已经历经了六十余年的进程 . 8 （二）AGV 市场 还将继续呈现出蓬勃发展的态势. 9 （三）AGV 将逐渐与叉车齐头并进，相辅相成 . 10 三、决定 AGV 性能的四大核心技术.11 （一）供电系统 . 12 1 、蓄电池供电. 12 2 、非接触供电（CPS ） . 13 （二）AGV 管理监控系统. 14 （三）传感器技术 . 15 四、AGV 下游的行业应用. 16 （一）烟草行业 . 16 （二）电商仓储 . 17 （三）印钞造币、制药、玻纤等 . 19 五、业务涉及 AGV 的国内外知名企业 . 19 （一）英杰明（Egemin ） ：比 利时 自动 化专 家. 20 （二）机 器人（300024.SZ）： AGV 上市公司的龙头老大. 21 （三）昆船智能 . 21 六、业务涉及 AGV 及值得关注的新三板标的. 22 （一）机科股份（835579.OC ） ：国 内 AGV 行业三大龙大之一 . 22 （二）佳顺智能（834863.OC ） . 23 （三）爱智威（837623.OC ） . 23 七、风险提示与合规提示 . 23 图表目录 图表 1 ： 工业企业应用的 AGV 常见导航方式. 5 图表 2 ： 磁导航工作原理 . 5 图表 3 ： 各种导航方式的 AGV 市场份额分布. 6 图表 4 ： 多重防护下的 AGV . 7 图表 5 ： AGV 、AGC 性能对比 . 8 图表 6 ： 国内外知名生产 AGC 的企业及价格 . 8 图表 7 ： 我国 AGV 发展进程 . 9 图表 8 ： 2011 2016 年我国 AGV 市场规模 . 9 图表 9 ： 2013 2018 年中国 AGV 每年新增量及增速. 9 新三板行业研究。 请务必阅读最后特别声明与免责条款 lxsec 4 / 26 图表 10 ： 全球/ 全国叉车销量情况 .11 图表 11 ： 全球、全国叉车增速及 AGV 增速对比 .11 图表 12 ： 决定 AGV 性能的核心技术.11 图表 13 ： 2015 年欧 洲 AGV 各类电池使用比重 . 12 图表 14 ： 2015 年国 内 AGV 各蓄电池使用比重 . 12 图表 15 ： CPS 运行原理 . 13 图表 16 ： 蓄电池充电和非接触式充电对比 . 14 图表 17 ： AGV 管控系统 . 15 图表 18 ： 2016 年 AGV 在各行业销售比例 . 16 图表 19 ： 阿里自主研发 AGV “曹操” . 18 图表 20 ： 上海邮政 EMS 仓储 AGV. 18 图表 21 ： 2000-2022 年中国自动化物流系统规模及预测 . 18 图表 22 ： 2016 年电 商仓 储 AGV 市场规模增速远高于行业整体增速. 18 图表 23 ： 2015 年中 国 AGV 市场份额分布 . 20 图表 24 ： 国内外前十大知名 AGV 公司排名一览 . 20 图表 25 ： 云南昆船主要项目分部图 . 21 图表 26 ： 新三板市场业务涉及 AGV 的挂牌企业 . 22 图表 27 ： 2013 2016 年机科股份营收及增速 . 23 图表 28 ： 2013 2016 年机科股份净利润及增速 . 23 新三板行业研究。 请务必阅读最后特别声明与免责条款 lxsec 5 / 26 一 、AGV 的 基 本情 况 何谓 AGV ？AGV 与 AGC 的区别又在于哪里？ 如何对 AGV 进行分类？ 本文此部分 我们将针对 AGV 的基本常识给出详细的介绍， 具体内容包括 AGV 的常见导航方式 、 AGV 的安全设置 以及 AGV 与 AGC 的具体区别的介绍。 AGV 是自动导航运输车（Automated Guided Vehicle ）的英文缩写，指的是装备有 磁性或光学等自动导引装置，能沿规定 的导引路径行驶，具有安 全保护以及各种移载功 能的运输小车。 AGV 是一种以电池为动力， 装有非接触导向装置的无人驾驶自动化车辆。 它的主要功能表现为能在计算机监控下 ，按路径规划和作业要求 ，使小车较为精确地行 走并停靠到指定地点，完成一系列移载、搬运等作业功能。 （ 一 ）AGV 的 常见 导航 方式 AGV 按照不同的导航方式可以划分为： 直接坐标导航、 电磁导航 、 磁带导航、 光学 导航、激光导航、惯性导航、图像识别导航 、GPS 导航等。而在工业企业应用最为广泛 的导航方式主要是 电磁导航、磁带导航、激光导航。 图表1 ： 工 业 企 业应 用的 AGV 常 见导 航方 式 资料来源: 昆船集团、 联讯证券 电磁导航是较为传统的导航方式之一， 目前仍被许多系统采用， 它是在 AGV 的行驶 路径上埋设金属线， 并在金属线上加载导引频率， 通过对导引频率的识别来实现 AGV 的 导航。 电磁导航优点在于导引线隐蔽、 不易污染和破损、导引原 理简单而可靠、便于控 制通讯、对声光无干扰、投资成本比激 光导航低很多，然而一旦 改变或扩充路径则操作 较为繁琐，导引线铺设相对困难。 磁带导航技术与电磁导航相近，不同 之处在于采用了在路面 上贴磁带替代在地面下 埋设金属线，通过磁带感应信号实现导 引。相比于电磁导航，磁 带导航灵活性比较好， 改变或扩充路径较容易，磁带铺 设也 相 对简 单， 投资 成本 比激 光 导航 低很 多； 但是由于 磁带 外露 ， 容易 受到 机械 损伤 和污 染， 磁带 导航 AGV 小车的稳定性受环境影响较大。 磁 带需要维护，要及时更换损坏严重磁带 。由磁带导航衍生出的还 有磁点导引，原理与磁 带导航接近。 图表2 ： 磁 导 航 工作 原理 新三板行业研究。 请务必阅读最后特别声明与免责条款 lxsec 6 / 26 资料来源: 嘉腾官网、 联讯证券 激光导航是目前技术最为高端的 AGV 导航技术，即在 AGV 行驶路径的周围安装位 置精确的反射板，AGV 通过发射激光束， 同时采集由反射板反射的激光束， 来确定其当 前的位置和方向。激光导航最大的优势 在于定位精确、地面无需 其它定位设施、行驶路 径可 灵活 改变 ； 然而 激光 技术 的投 资成 本较 为高 昂， 此外 反射 片与 AGV 激光传感器之间 不能有障碍物，不适合空中有物流影响 的场合。由于激光导航的 技术壁垒较高， 目前激 光导航 AGV 的市场份额 还仅有 4% ，未来这一数据将 逐步扩大。 虽然目前 AGV 行业 仍然以传统的磁带、 电磁导航为主要使用导航技术， 但 我们也看 到一些新型导航技术的发展。 二维码导航也在开始在物流仓库中广泛应用。2012 年， 亚 马逊以 7.75 亿美元现金收购 Kiva System 公司 ， 建立 自己 的自 动化 物流 仓库 之后 ， 二维 码导 航开 始逐 渐 的被 人们 所熟 知。KIVA 机 器人 属于 视觉 识别 二 维码 加惯 性 进行 导航 ， Kiva 部署的仓库地面上每隔大约 1 米就有一个二维码，Kiva 就根据这些标记进行定位。 它的每一个动作都来自于云端的指令。 在它到达目标货架底部后 ，其使用一个精巧的滚 珠丝杠升降梯结构，通过原地旋转来升高自己，将货架顶起约 10 厘米。 此外，为了满 足生产的柔性和适应性，惯性导航也逐 渐兴起，目前国内部分企 业也在推广和研发基于 惯性导航的使用。 图表3 ： 各 种 导 航方 式的 AGV 市场 份额分布 资料来源: 联讯证券 26% 35% 13% 4% 6% 8% 4% 4% 电磁导引 磁带导引 色带导引 激光导航 惯性导航 磁钉导航 GPS 导航 二维码导航 新三板行业研究。 请务必阅读最后特别声明与免责条款 lxsec 7 / 26 （ 二 ）AGV 安 全设 置 AGV 全称无人驾驶 穿梭在人和物料中 ，因此安全性对于 AGV 而言至关重要。AGV 基本上均设有安全装置，其安全装置主要由 停按纽、激光雷达、安全 PLC 、安全速度 等 模块 组成 。 安全 装置 的功 用除 了保 护 AGV 自身 安全 ， 以及 维护 AGV 功用的顺利完成外， 还在最大可能的范围内保护人员和运行环境设施的安全。 防止车辆之间或者 车辆与人员的碰撞是 AGV 安 全防 护最 重要 的目 标。 最简单的方 法是车辆前加装防撞缓冲条，并使车速 保持在某个特定值以下， 一旦发生碰撞事故也不 会对与之碰撞的人和物及其 AGV 自身造成大的伤害。激光导航的 AGV 还可以在防撞缓 冲条的基础上增加激光检测措施：内置 的光电感应器会自动检测 前方是否有障碍物，从 而根据检测结果来决定是否减速或停止 行进；若果一层防护失效 了，会自动启动二层防 护， 若撞 上障 碍物 ， 在机 械防 撞机 构的 作用 下， 小车会停止行进。 此外， 区域阻塞技术 也是防止碰撞的一种安全方式，即在导 轨上分开不同的区域，车 辆只有在下一个区域上 没有 车的 时候 ， 才能 进入 该区 域。 而一 旦发 生碰 撞事 故， 主安 全设 备要 立即 使该 车停 止， 必须需要有人工的干预才能再度恢复工作， 防止在危险尚未完全解除的情况下 AGV 再次 工作。这一设置也极大地提高了 AGV 的安全性。 图表4 ： 多 重 防 护下 的 AGV 资料来源: 机科股份公开资料、 联讯证券 此外，AGV 还应具备其他安全设置：制动系统 要保证 AGV 及其允许的最大负载， 能够保持在制造商规定的工作坡度上， 即不溜车 ；AGV 小车上的 铰链结构能够防止列车 倾覆时发生解体 ； 自动运转显示灯 、运 行警 报器 、异常警报器 、 急停按钮 等警报装置是 为了通知 AGV 的运动状态和唤起周围的注意 。 （三）AGC ： 简单 实 用 版 AGV 说到 AGV ，不得不提到就是 AGC 。AGC （Automated Guided Cart ） 属于 AGV 的一类 ， 但由 于具 有独 特的 功能 与用 途， 我们 将它单独来讲。AGC 是以日本为代表的简 易型 AGV 技术，该技术追求的是简单实用。AGV 的控制比较复杂，从行走姿态到多车 的调度管理都有特殊的算法， 而 AGC 从驱 动方 式、 精度 到速 度控 制方 式、 与上 层系 统的 连接等诸多 方面都相对简单。 种 AGC 在日本 80 年代就得到了普遍利用，2002 到 2003 年达到利用的顶峰。 新三板行业研究。 请务必阅读最后特别声明与免责条款 lxsec 8 / 26 相较于 智能化程度较高的 AGV 机器人而言 ，AGC 的价格显然更为低廉， 一台仅用 于搬运拖拽而不需上位调度的 AGC 的价格约为 5-10 万元 。 因此，一些路线相对固定、 对于导引及定位精度要求不高 的工业场景也倾向于选择 AGC 机器人， 在最短的时间内收 回投资成本。 相较于 AGV ，AGC 的技术门槛也要低的多， 受限于技术短板，当前中国 AGV 市场主要以 AGC 产品居多，2016 年占移动机器人的比例 约 为 43% 。 图表5 ： AGV 、AGC 性能对比 对比项 AGV AGC 驱动方式 伺服电机，欧洲 普通直流电机，日本或国产 定位精度 10 20 速 度 控 制方式 直道弯道精细控制 直道弯道同速 避 障 接 近装置 激光传感器（有效探测 4m ） 红外传感器（不能保证 2m ） 与 地 面 输送设备的互锁 红外对射开关互锁 无互锁功能 控制台 中央控制台集中控制 中央控制台无法分别控制 与 上 层 系统的 连接 能够作为客户的子系统 不能够与上层系统连接 资料来源：联讯证券 AGV 与 AGC 最关键的技术差别有二： 一是驱动方式的不同 ：AGV 一般采用伺服电 机驱 动， 电机 与轮 系为 一体 式结 构， 整体 从欧 洲原 装进 口， 价格 较为 昂贵 ； 而 AGC 只需 要 满足简单物流输送 的 要求 ， 一般 采用 普通 直流 电机 驱动 （国 产或 日本 进口 ） ， 价格 相对 低廉。 二是 与上层系统的连接 ： 虽然 AGV 能够作为独立的系统运行， 但 由于 必须接受客 户的指令去完成某项工作， 因此其必须 与上层系统 之间 必须 连接 ，进 行数 据的 交换 。而 AGC 不能够与上层系统进行连接（所有 AGC 实例均可证明这一点） 。 图表6 ： 国 内 外 知名 生产 AGC 的 企业 及价 格 序号 公司名称 参考价格 序号 公司名称 参考价格 1 WEBB （美国） 20-30 万元/ 台 11 华晓精密 4 8 万元/ 台 2 Axter （法国） 25 30 万元/ 台 12 快仓 4 30 万元/ 台 3 Fetch&Freight （美国） 8 20 万元/ 台 13 ADEPT （美国） 1525 万元/ 台 4 新松 6 10 万元/ 台 14 国自 5 20 万元/ 台 5 三丰机器人 8 15 万元/ 台 15 广州井源 4 8 万元/ 台 6 村田（日本） 20 30 万元/ 台 16 佳顺科技 3 8 万元/ 台 7 GEEK+ 10 30 万元/ 台 17 嘉腾 4 万元/ 台 8 爱知（日本） 15 30 万元/ 台 18 普华灵动 4 万元/ 台 9 振华重工 800 万元/ 台（港口 AGC ） 19 欧铠 4 万元/ 台 10 海康机器人 5 20 万元/ 台 20 富洋 4 万元/ 台 资料来源：AGVSO 、联讯证券 二 、 国 内外 AGV 市 场的 发展 趋势 （ 一 ）AGV 的 发展 已经 历经 了 六十余 年的进程 AGV 在工业机器人领域并不是一个呱呱坠地的婴孩， 而是一个诞生于上世纪五十年 代的花甲老人。 美国福特汽车公司在 1913 年就开始 使用有轨底盘装配车 ； 上世 纪 50 年 代 美国 Basrrett 电子公司成功研发 了世界上第一台 AGV ；60 年代和 70 年代初，Webb 和 Clark 公司也开始研发 AGV ；日本的一家设备运输设备供应厂与美国公司合资开设 了 新三板行业研究。 请务必阅读最后特别声明与免责条款 lxsec 9 / 26 日本的 第一家 AGV 工厂 ；1984 年 美国 通用 汽车 便成 为 AGV 的最大用户 ；迄今，AGV 在自动化运输中已经起 到了 无可替代的重要作用 。 相对于欧美和日本 AGV 产业的发展，国内对 AGV 的研究和应用工作开展 则相对 比 较迟缓。 国内是从 上世纪 60 年代开始自主研发 AGV ， 1975 年北京起重运输机械研究所 研制出国内第一台电磁导引式 AGV ；1989 年北京邮政科学研究规划院完成我国第一台 双向无线通信的自动导引小车 ；1992 年 成功 研制了核电站用光学导引 AGV ；1998 年研 究了多模式激光导引无人自动车 。 国家 鼎力 扶持 的 国产 AGV 行业三大佬 分别是 沈阳新松、 云南昆船 和北京机科 ，其中机科股份（835579.OC ）目前也是一家新三板挂牌企业。由 于国内最早的 AGV 生产主要来自于引进国外技术或者产品代理。 直到近几年， 中国人口 红利有所下降，人工成本不断上升，AGV 市场的价值才逐渐被挖掘。 图表7 ： 我国 AGV 发 展 进程 资料来源: 联讯证券 （ 二 ）AGV 市 场还 将继 续呈 现 出蓬 勃发 展的 态势 从市场 需求量 来讲，我国工业机器人 市场规模不断增长，已 成为世界上增长最快的 市场。 从 2010 年开始我国工业机器人需求量激增，2014 年 AGV 市