堆垛起重机——物流的静音引擎:堆垛起重机市场为何有望达到 20 亿美元
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发布日期:2025 年 8 月 28 日 / 更新日期:2025 年 8 月 28 日 – 作者: Konrad Wolfenstein
全球存储和检索设备市场:技术、市场动态和竞争策略的深入分析
### 电子商务繁荣与技能短缺:这些大趋势如何彻底改变仓库自动化 ### 智能取代钢铁:人工智能和超级电容器如何重塑现代高架仓库 ### 仓库中的百万美元决策:何时投资存储和检索机器才真正值得 ### 系统之战:存储和检索机器与穿梭车——哪种技术将在未来仓库的竞争中获胜?###
德国工程技术处于领先地位:谁在仓库自动化领域主导全球竞争
在蓬勃发展的在线商务和全球供应链的背后,一场技术革命正在发生,其推动者是无名英雄:仓储和检索设备 (SRM)。这些高度自动化的系统是现代高架仓库的支柱,也是应对当今时代重大挑战的关键。一方面,势不可挡的电子商务趋势迫使企业追求极致速度、极致精准和完美空间利用。另一方面,仓库空间成本的暴涨和熟练工人的严重短缺,使得手动流程变得越来越不经济。
在这种动态格局下,全球仓储和检索设备市场已发展成为一个充满活力、价值数十亿美元的产业。预计到2024年,该行业的规模将达到11.5亿美元,年增长率将超过7%,有望迎来一段显著增长期。然而,竞争不再仅仅取决于机械性能。未来属于智能、节能和软件控制的系统。超级电容器能量回收、人工智能优化的驾驶策略以及预测性维护等创新正在重新定义性能,并将仓储和检索设备转变为数字仓库的智能枢纽。
这份全面的分析报告深入探讨了仓储和检索设备市场。它阐明了基础技术,量化了全球和欧洲市场趋势,并分析了SSI Schäfer、Jungheinrich和Dematic等领先制造商的战略定位。报告还探讨了一个关键的战略问题:企业如何在高昂的初始投资以及仓储和检索设备无与伦比的效率与穿梭车系统等替代技术的灵活性之间做出权衡,从而为未来的仓库做出正确且面向未来的决策?
适合:
数十亿美元的内部物流市场:静默的技术繁荣
本文对全球仓储和检索设备 (SRM) 市场进行了全面的分析,旨在为内部物流行业的战略决策者、投资者和产品经理提供参考。分析综合了技术规格、市场动态、竞争格局和未来趋势,旨在提供合理的战略见解。
预计到 2024 年,全球存储和检索机械市场规模约为 11.5 亿美元,并有望以 6.5% 至 7.5% 的综合年增长率 (CAGR) 增长,到 2030 年,市场规模预计将超过 16.5 亿美元。受德国和英国强劲需求的推动,欧洲是增长最快的地区,预计复合年增长率为 8%。
主要的增长动力是不可逆转的宏观经济趋势。电子商务的势不可挡的崛起给仓库和配送中心带来了巨大的压力,它们必须确保高存储密度、最高的拣选精度以及极快的订单处理时间。与此同时,仓储空间和合格人员成本的不断上涨,以及熟练工人的普遍短缺,迫使企业投资自动化解决方案,以最大限度地提高空间利用率并减少对人工的依赖。仓储和检索设备是满足这些要求的关键技术,它能够全天候运行、高精度,并能最大限度地利用高达 46 米的垂直存储容量。
从技术角度来看,市场驱动力源于三大关键要素:能源效率、轻量化结构和智能软件集成。领先的制造商通过创新脱颖而出,例如利用能量回收系统和超级电容器(超级电容器)来缓解峰值负载,使用更轻的材料来减少移动质量,以及集成先进的控制软件,通过优化的驱动策略(例如联合循环)使机械效率翻倍。
竞争格局由大福、SSI Schäfer、凯傲集团(与德马泰克合并)和村田机械等全球重量级企业,以及永恒力、卡迪斯 Mlog 和 Mecalux 等实力雄厚的欧洲企业主导。这些公司不再仅仅在机械性能上竞争,而是越来越多地在软件智能化、集成专业知识以及提供完整交钥匙系统的能力上展开竞争。
对于潜在用户而言,最大的战略挑战仍然是高昂的初始资本支出 (CAPEX) 和系统集成的复杂性。必须权衡这些因素与通过大幅节省运营、人员和空间成本而实现的长期投资回报 (ROI)。实施自动化立体仓库 (AS/RS) 系统的决定也体现了在结构化环境中自动化立体仓库 (AS/RS) 提供的最高效率与穿梭车系统等替代技术提供的灵活性之间的战略权衡。未来在于能够协调各种技术优势的混合式软件控制系统。
仓储和检索机器:基础技术和系统架构
为了充分了解市场动态和竞争对手的战略定位,对仓储设备有扎实的技术理解至关重要。本节将分析自动化仓储中这项关键技术的工作原理、核心部件及其系统分类。
功能原理和核心组件
堆垛机 (STC) 或称存储和检索机 (S/R 机) 是一种轨道式单轨车辆,专为高架仓库中的货物自动处理而设计。其基本用途是存储、检索和转移托盘、集装箱或纸箱等负载单元。
RBG 的运动精确地发生在三个正交轴上:
- X轴:在地面轨道上沿货架过道纵向移动。
- Y轴:沿桅杆垂直升降运动,到达不同的货架层级。
- Z 轴:负载处理装置的横向运动,将负载单元移入或移出机架隔间。
典型工作循环的操作顺序由上层软件控制。在存储过程中,传送带系统将单元货物运送至巷道的起始点。AS/RS 行驶至转运点,拾取货物,并同时进行行进和升降运动(X 轴和 Y 轴),直至仓库管理系统指定的存储位置。在那里,负载处理装置伸出(Z 轴)并存放托盘。一个关键的效率特性是所谓的组合循环或双循环。在这种情况下,AS/RS 在存放一个托盘后,会在回程中拾取另一个托盘以供取回。与两个独立的循环相比,这个软件控制的流程将空载次数减少了一半,并且几乎使机器的吞吐量翻了一番。
RBG的机械结构由几个精确协调的主要部件组成:
底盘(底座):该箱形结构构成了SRM的基础。它包含驱动轮和非驱动轮,这些驱动轮在地面导轨上引导并实现沿X轴的运动。
桅杆(立柱):桅杆是SRM的主垂直轴,由高强度钢制成。它连接底盘和上部导轨,并作为升降车的导轨。桅杆上通常还容纳主控制柜和维护工作入口。
升降滑架(升降平台):该部件沿桅杆(Y轴)上下移动,并承载实际的负载处理装置。升降运动通常通过由电动机驱动的电缆或链条传动装置实现。
头梁(头部):头梁安装在桅杆顶部,包含导向滚轮,这些滚轮在机架上方的导轨中运行。它确保SRM的稳定性,尤其是在高空和高速运行时,并能减轻振动。
载货搬运装置 (LHD):LHD 是与载货单元的关键接口,显著决定了存储系统的灵活性和密度。最常见的类型包括伸缩叉,它可以将一个或两个托盘并排放置(单深位或双深位存储)。对于存储密度极高的通道式存储系统,使用托盘穿梭车作为 LHD。这种自动驾驶车辆从 SRM 驶入货架通道,存放或拾取托盘。对于流动式货架,则使用集成的滚轮式或链式输送机将托盘输送至货架系统。
存储和检索机器系统的分类
仓储和检索设备市场种类繁多,提供各种针对特定需求的定制系统。系统化的分类有助于构建这种多样性。
根据桅杆结构
单桅柱堆垛机:由一根垂直立柱组成。它们通常更轻便、更经济,是中低负载和高度应用的理想选择。对于寻求高效自动化解决方案并优化成本效益的公司而言,它们是理想之选。
双桅柱堆垛机:这类起重机采用双桅柱框架结构,起重滑架在两根桅柱之间移动。这种设计提供了更高的稳定性、刚度和负载能力。对于高度较高(最高可达 46 米)、负载较大(超过 1,500 公斤)且对速度和吞吐量有较高要求的高架仓库来说,双桅柱堆垛机是首选。
按装货单位
托盘装载(单元装载)堆垛机:这类设备专为搬运标准化大型载重托盘(例如欧式托盘或工业托盘)而设计。它们是配送中心和生产仓库自动化物流的支柱,通常可搬运 1,000 公斤至 10,000 公斤以上的货物(适用于特殊应用)。
小型负载(小零件)自动仓储系统 (AS/RS):这些体积更小、重量更轻的自动仓储系统 (AS/RS) 经过优化,可快速处理箱体、纸箱或托盘中的小零件。它们是自动化小零件仓库 (AS/RS) 的核心,可用于生产供应或电商订单拣选。
车道绑定后
巷道堆垛机:这是最常见、最高效的配置,每台堆垛机始终在单个货架巷道内运行。由于所有巷道均可并行服务,因此可实现吞吐量最大化。
曲线自动仓储系统/通道切换系统:这些机器可以切换通道,减少所需的自动仓储系统数量,从而降低初始投资。通道切换可以通过将整个自动仓储系统移动至不同通道的转运桥进行,也可以通过轨道系统中的曲线道岔进行。然而,这种灵活性是以牺牲整体性能为代价的,因为通道切换需要时间,而且一台机器必须服务于多个通道。
专业设计
三向堆垛机:这类机器配备旋转头,可以从前方以及左右两侧拾取托盘。它们是一种利基解决方案,尤其适用于现有手动窄巷道仓库的逐步自动化改造,其操作方式与三向堆垛机类似,通常不需要上部导轨。
深冻应用:许多自动仓储系统 (AS/RS) 的设计可在低至 -30°C 的深冻仓库中持续使用。这需要特殊的材料、润滑剂和封装的电子元件,以确保在极端条件下的可靠性。
软件和控制的作用
仓储设备的机械性能只是其性能的一面。其在仓库运营中的实际效率很大程度上取决于其软件和控制系统的智能化和集成度。因此,AS/RS 不仅仅是一台机器,而是一个集成的机电一体化和控制论系统。其性能源于强大硬件和智能软件的协同作用。机械部件决定了物理潜力,而软件则负责访问、协调和优化这些潜力。纯软件控制的优化(例如组合循环)可以在不改变硬件的情况下使效率翻倍。同样,上级系统智能分配存储位置可最大限度地缩短 AS/RS 的行进路线,从而提高整个仓库的吞吐量。因此,AS/RS 系统的真正性能只有在整个软件层级结构中的无缝交互才能得以实现。
控制架构通常是分层的:
仓库管理系统(WMS):在最高级别,WMS 管理整个仓库库存,规划存储和检索策略(例如 ABC 分析、FIFO)并生成运输订单。
物料流控制器 (MFC) / 仓库控制系统 (WCS):此中间层接收来自 WMS 的订单,并将其转换为针对下级控制层的具体、优化的移动指令。MFC 通过连接的传送带技术协调 SRM 的移动,以确保顺畅高效的物料流。
可编程逻辑控制器 (PLC):PLC 是堆垛机的“大脑”。它接收来自 MFC 的行驶命令,并控制各个电机进行行驶、升降和横向运动。它监控设备上的所有传感器和安全装置。
中央控制系统和移动 SRM 之间的通信通过各种技术进行,包括导电轨、非接触式数据光栅(红外线)或越来越多地通过强大的工业 WLAN(IWLAN),从而实现灵活且低维护的数据传输。
该系统提供多种操作模式:全自动操作为标准配置,即自动仓储系统 (AS/RS) 自主处理由物料搬运系统 (MFC) 发送的订单。为了便于维护、设置或故障排除,系统还提供半自动模式(例如,按下按钮即可移动到特定隔间),以及通过紧急控制站(通常直接安装在设备上)进行纯手动操作。
数字化转型:企业为何现在投资仓库自动化
全球及欧洲市场分析与预测
量化仓储和检索设备市场,并确定特定区域和细分市场的增长趋势,对于制定商业战略至关重要。本节基于近期市场研究报告的整合,对全球及欧洲市场进行了数据驱动的分析。
适合:
全球市场规模及增长预测
全球仓储和检索机械市场正经历强劲而稳定的增长。对2020年代初市场规模的估计因来源而异,但仍保持在一个稳定的范围内。2021年,该市场规模约为9.77亿美元,而其他分析则表明,2022年该市场规模将达到11亿美元。最近的估计显示,2023年该市场规模为10.9亿美元,并预测2024年该市场规模将达到11.5亿美元。
由于方法和时间框架不同,对未来增长率(CAGR)的预测差异很大。预测范围从6.2%到6.6%到6.7%,最高可达12.2%。综合且务实的评估表明,复合年增长率将在6.5%到7.5%之间。基于此预测,全球市场预计将从2024年的约11.5亿美元增长到2030年的16.5亿美元以上,并可能在2032年超过20亿美元。这一增长将主要得益于物流自动化的进步和电子商务领域不断增长的需求。
欧洲作为增长中心
虽然以中国和印度为首的亚太地区目前占据最大的市场份额,但预计欧洲将成为存储与检索系统增长最快的地区。到2024年,欧洲将占全球市场收入的约17.7%,相当于2.041亿美元的规模。
欧洲市场前景十分乐观。预计2025年至2030年的复合年增长率将达到8.0%,到2030年市场规模将达到3.215亿美元。这一高于平均水平的增长将得益于对智能制造的大规模投资、供应链自动化程度的提高以及该地区工业和物流企业的高密度。在欧洲,拥有众多制造商和系统集成商的传统内部物流中心德国,以及预计复合年增长率最高的英国,被视为驱动市场增长的国家。
市场细分分析
对细分市场的详细分析揭示了整个市场中的具体驱动因素和动态。
按类型
单桅柱堆垛机市场在2023年占据主导地位,占总收入的49%以上。其成本效益高、占地面积小、功能多样,是寻求自动化的中小企业的首选。相比之下,双桅柱堆垛机市场预计将实现最快的增长。其卓越的稳定性、更高的负载能力和高性能对于满足大型、高动态配送中心和生产仓库的需求至关重要。
按自动化程度
全自动系统是规模最大、增长最快的细分市场。实施自动化立体仓库 (AS/RS) 的主要动机是最大限度地提高效率并减少人工干预,因此全自动系统是理想的选择。它们根据仓库管理系统 (WMS)/物料搬运系统 (MFC) 发送的订单自主运行,并支持全天候 (24/7) 运行。
能够实现自动循环和手动干预相结合的半自动系统在利基市场中仍然具有相关性,特别是在改造现有系统或在需要与拣选人员密切互动的过程中。
按最终用户行业
传统上,消费品行业一直是自动化/自动仓储系统 (AS/RS) 的最大用户,用于高效存储和配送大量种类繁多的产品。然而,预计最强劲的增长势头将出现在电子商务/零售和汽车行业。电子商务需要极快且无差错的订单处理,这推动了配备小型装载机的自动化小件仓库 (AS/RS) 的使用。在汽车行业,诸如准时制 (JIT) 和准时顺序供应 (JIS) 等复杂的生产方法正在推动对高可用性和精确性的自动化/自动仓储系统的需求,该系统用于缓冲和分阶段存储零部件和车身。其他重要的用户行业包括制药行业(该行业受益于受控环境中的精确安全处理)以及食品饮料行业(尤其是在冷冻食品领域)。
全球堆垛起重机市场——按地区预测(2024-2032 年,单位:百万美元)
注:该数值是根据来源综合估算的。
未来几年,全球仓储和检索设备市场有望实现显著增长。预计2024年至2032年期间,全球所有地区都将稳步增长,市场规模预计将从11.5亿美元增长至20.3亿美元,复合年增长率约为7.4%。
亚太地区引领这一发展趋势,预计市场规模达9.2亿美元。这一增长得益于中国和印度制造业的强劲发展,以及电子商务的不断普及和物流基础设施的现代化。该地区的增长率高达7.6%,展现出巨大的潜力。
紧随其后的是欧洲,预计其投资额为3.85亿美元,增长率为8.0%。高水平的自动化、工业4.0计划以及强劲的电子商务市场等因素将在此发挥决定性作用。受高昂的劳动力成本、熟练劳动力短缺以及对现有设施进行现代化改造的需求推动,北美的投资额预计将达到5.8亿美元。
拉丁美洲以及中东和非洲也展现出增长潜力,预计分别为7500万美元和7000万美元。工业化、物流枢纽投资以及零售业的蓬勃发展是这些地区的主要驱动力。
总体而言,全球仓储和检索机械市场受到电子商务繁荣、仓储和劳动力成本上升以及供应链效率和弹性的推动。
欧洲存储和检索机械市场——按最终用户行业预测(2024-2030 年,单位:百万美元)
注:数值是根据来源得出的估计值。
未来几年,欧洲仓储和检索设备市场发展前景光明。2024年至2030年的预测显示,各终端用户行业都将稳步增长。
电子商务/零售和汽车领域发展尤为活跃,预计增长率分别为9.2%和9.8%。预计整个市场规模将从2024年的2.041亿美元增长到2030年的3.215亿美元,复合年增长率(CAGR)约为8%。
每个行业都将存储和检索机器用于特定的应用:消费品行业将其用于高密度存储,电子商务行业将其用于自动化小零件仓库,汽车行业将其用于即时物流,制药行业将其用于温控和可追溯存储。
这种增长的驱动力是自动化、效率改进和技术创新,这些有助于公司优化仓库流程并保持竞争力。
关键市场驱动因素和战略挑战
仓储和检索设备市场受多种强大且相互促进的因素影响。深入了解这些驱动因素及其相关挑战,对于评估当前和未来的市场发展以及确定战略定位至关重要。
主要增长催化剂
三种基本的宏观趋势是推动 RBG 系统需求增长的主要催化剂。
电子商务势不可挡
电子商务的迅猛发展从根本上改变了人们对物流的需求。客户对极短配送时间(“当日送达”)和高质量服务的期望,给配送中心带来了巨大的效率提升压力。电子商务的特点是“货物流动混乱”:大量小额定制订单、种类繁多的库存单位 (SKU) 以及高退货率。手动流程已无法应对这种复杂性和速度。自动化仓库系统,尤其是配备快速轻型仓储和检索系统的轻型仓库,是最大程度缩短拣选包装时间、确保高拣选准确率以及最大程度提高各种商品存储密度的关键技术。因此,电子商务是仓库自动化投资的直接驱动力。
成本上升带来的经济压力
自动化解决方案的经济可行性日益受到两个成本因素的积极影响:空间成本和人员成本。物流地产价格,尤其是在靠近市中心的战略优势地段,持续上涨。与此同时,物流行业合格工人的短缺导致工资上涨和人员配置困难。堆垛机系统直接解决了这两个问题。通过在非常狭窄的通道(约1.5米)内充分利用建筑高度(最高可达46米),堆垛机系统可以最大限度地提高存储密度,并显著减少所需的占地面积。同时,堆垛机系统减少了对人工操作的依赖,使其不再需要繁重而重复的存取操作,这不仅降低了成本,还提高了职业安全性。
追求供应链的效率和弹性
除了节省成本外,AS/RS 系统还具有根本性的运营优势。它们能够实现全天候不间断运行,从而最大限度地提高吞吐量和资产利用率。计算机控制的精度可最大限度地减少存储和检索过程中的错误,从而提高库存准确性并为最终客户提供更优质的服务。这种高水平的可靠性和透明度可打造更稳健、更具弹性的供应链,从而降低人为错误造成的中断风险。在全球化经济中,供应链中断构成重大风险,这种可预测性和可靠性成为决定性的竞争优势。
投资壁垒和运营障碍
尽管具有令人信服的优势,但 RBG 系统的广泛采用仍存在重大障碍,需要仔细的战略考虑。
初始投资(CAPEX)高
最大的障碍在于巨大的初始投资。自动化仓库系统的成本不仅包括存储和检索设备本身,还包括高精度货架和钢结构、上下游输送技术、电气系统,以及最重要的,用于控制和管理的复杂软件。这些高昂的总成本构成了巨大的财务障碍,尤其对于中小型企业 (SME) 而言,需要进行详细且通常长期的摊销计算。
复杂性和集成工作
实施自动化仓储系统并非即插即用。它是一个复杂的大型项目,需要对公司现有的基础设施和IT环境进行广泛的干预。与企业资源规划 (ERP) 和仓库管理系统 (WMS) 等更高级别的系统无缝集成对于成功至关重要,而且可能非常复杂。此外,公司通常会与单一系统供应商紧密绑定,这可能导致技术锁定,使未来的变更或扩展变得复杂。
替代技术的竞争与“效率-灵活性权衡”
仓库自动化市场的特点是最高效率与最高灵活性之间存在根本冲突。在静态、高容量环境中,存储和检索设备无疑是效率的标杆。它们的优势在于在明确划分的通道中实现空间利用率的最大化和高吞吐量。然而,当需要高灵活性和可扩展性时,它们的性能就会受到限制。这时,诸如穿梭车系统之类的替代技术就应运而生了。在这些系统中,水平和垂直运动被分离,从而实现更高的吞吐量。通过添加更多穿梭车,可以灵活地扩展性能,并且由于一台穿梭车的故障不会导致整个系统瘫痪,因此冗余度更高。自主移动机器人 (AMR) 不受轨道限制,因此提供了最大的灵活性,但牺牲了自动化仓库系统 (AS/RS) 提供的垂直存储密度。因此,支持或反对自动化仓库系统的战略决策并非“更好”或“更差”的问题,而是对这种“效率与灵活性”之间权衡的深思熟虑。对于流程稳定、以最大存储密度为目标的高架仓库而言,AS/RS 仍然是最佳解决方案。对于订单情况波动较大的动态电商仓库而言,穿梭车系统可能更为理想。
战略建议:应对投资悖论
投资自动化立体仓库 (AS/RS) 的决策需要采取整体方法,而不仅仅是考虑购置成本。一个强大的商业案例框架必须评估系统整个生命周期内的投资回报率 (ROI)。投资回收期通常为三至五年,但如果自动化程度高且公司发展强劲,则可以缩短至两至三年。
计算必须量化以下因素:
- 降低运营成本(OPEX):直接节省人员成本(工资、社会保障缴款、招聘)并降低因错误(错误挑选、退货、库存差异)造成的成本。
- 优化空间利用率:与手动仓库相比,量化避免的空间需求,从而降低租赁或建设成本。
- 增加吞吐量和收入:评估额外的容量和更快的订单处理,这可以带来更高的收入和更好的客户满意度。
- 无形效益:考虑难以量化的效益,例如提高职业安全性、改善流程控制和增强供应链弹性。
企业必须仔细分析其具体需求,在效率和灵活性范围内选择合适的技术。详细的物料流和工艺流程分析是避免错误投资的第一步,也是最重要的一步。
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竞争格局和制造商深入分析
全球仓储和检索设备市场的特点是,一批技术领先的成熟公司占据主导地位。虽然市场集中度较高,但竞争激烈,主要驱动力在于技术创新、系统集成专业知识和全球影响力。本节将分析主要参与者及其战略定位。
适合:
市场份额和竞争定位
全球市场由少数几家大型跨国公司主导。这些公司尤其包括日本大福株式会社(常被誉为全球物料搬运市场的领导者)、德国SSI Schäfer集团、凯傲集团(旗下拥有系统集成商德马泰克)、村田机械株式会社(日本)以及瑞士洛格股份公司(隶属于库卡股份公司)。这些公司提供从零部件到完整交钥匙系统的全面产品组合,并拥有强大的全球销售和服务网络。
在欧洲,尤其是在德语国家,该领域由其他高度专业化和创新的公司补充。永恒力股份公司、卡迪斯(及其德国子公司 Kardex Mlog)以及西班牙公司 Mecalux SA 是其重要的竞争对手,在欧洲和全球市场上都发挥着重要作用。竞争日益集中于提供完整的解决方案,其中硬件(AS/RS、输送技术)和软件(WMS、WCS)的无缝集成代表着对客户决定性的附加值。
欧洲领先制造商的概况(聚焦德国)
德国机械和设备工程传统上在内部物流领域占据领先地位。这里的制造商被视为技术领导者,并在性能、质量和创新方面树立行业标准。
SSI牧羊人
作为全球领先的物流系统供应商之一,SSI Schäfer 提供高度灵活高效的 SSI Exyz 系列堆垛机。其关键特性在于模块化设计理念。这些组件可批量生产,并可根据客户需求配置为单桅杆或双桅杆机器,以适应不同的负载和高度。这使其具有高度的灵活性,并缩短了交付和调试时间。“绿色起重机技术”标签高度注重能源效率。这包括标配的制动能量回馈电网、驱动控制器的智能直流耦合以及基于需求的行程曲线调整。凭借全新、更紧凑的 SSI Exyz C 模块,公司专门针对现有较低高度仓库(最高 13.5 米)的自动化市场,无需进行复杂的地面改造。
永恒力股份公司
永恒力凭借其自主研发的 STC 2B1A 轻载堆垛机,在自动化小件仓库领域占据技术领先地位。该设备在性能和能源效率两个关键领域树立了行业标杆。其运行速度超过 6 米/秒,加速度超过 5.3 米/秒²,是同类产品中动力最强劲的设备之一。其独特的技术特点是使用“超级电容器”作为储能单元。这些电容器储存制动时释放的能量,并在下次加速时释放。这消除了电网中昂贵的峰值负载,将所需的连接负载降低高达 25%,并显著降低了能源成本。得益于集成于门架底座的 Omega 驱动器的创新设计,STC 还实现了同类产品中最小的接近尺寸,从而最大限度地利用了可用的存储空间。
德马泰克(凯傲集团)
德马泰克隶属于凯傲集团,提供 RapidStore 系列的各种托盘(单元负载,UL)和小件(小型负载,ML)存储及检索设备。德马泰克的优势在于提供高度可配置和可扩展的系统,以满足特定的吞吐量和高度要求(最高可达 46 米)。这些小型负载设备以其高动态性能而闻名,行驶速度高达 6 米/秒,加速度高达 5.5 米/秒²。德马泰克高度重视其作为总承包商和系统集成商的角色,将存储检索设备无缝嵌入到由输送机技术和专有的 Dematic iQ 软件套件 (WMS/WCS) 组成的整体系统中,以确保优化和透明的物料流。
卡迪斯 Mlog
Kardex Mlog 拥有悠久的历史,最早可追溯到 1968 年开发的第一台地面导向堆垛机。这一经验体现在其专注于坚固耐用且可定制的高架仓库,托盘高度可达 46 米。Kardex Mlog 凭借创新的载货处理设备脱颖而出。获得专利的 Kardex MSpacer 是一种特殊的伸缩货叉,可实现更节省空间的双深位存储,从而显著增加每个巷道的存储空间。凭借 Kardex MMove,该公司还提供用于多深位存储的自有托盘穿梭车。Kardex Mlog 的另一个战略重点是改造,即对现有系统(包括来自第三方制造商的系统)进行现代化升级和性能提升,以满足市场上一个重要且不断增长的细分市场的需求。
全球主要竞争对手的概况
大福株式会社:作为整个物料搬运领域的全球市场领导者,大福提供极其广泛而深入的自动化立体仓库 (AS/RS) 解决方案组合。应用范围涵盖生产物流(例如汽车行业的缓冲存储、工具存储)以及零售、电子商务和食品行业的大型配送中心。大福的优势在于其全球影响力以及作为总承包商实施高度复杂、大规模自动化项目的能力。
适合:
Mecalux,南非:西班牙公司 Mecalux 定位于提供完整、交钥匙仓库解决方案的强大供应商。其自动化立体仓库 (AS/RS) 产品组合广泛,涵盖各种型号(例如,高性能的 SCX 系列和用于改装的 MT0 系列),可满足不同的高度、负载和吞吐量需求。Mecalux 不仅生产自动化立体仓库 (AS/RS),还生产货架系统,并开发了自主研发的仓库管理软件 Easy WMS,从而实现了一站式高水平的系统集成。
领先 RBG 型号的技术比较(示例)
注:这些规格为近似值,可能因配置而异。数据提取并整合自指定来源。
在仓库技术领域,有众多创新的仓储和检索设备 (SRM) 解决方案,每种解决方案都具有各自的技术特点和性能参数。SSI Schäfer、Jungheinrich、Dematic、Kardex Mlog 和 Mecalux 等领先制造商开发了针对特定物流需求的先进系统。
例如,SSI Schäfer 推出了 SSI Exyz 型号,该型号采用模块化设计和卓越的绿色起重机技术,可再生能源。永恒力的 STC 2B1A 起重机采用超级电容器储能,实现了卓越的加速性能。德马泰克的 RapidStore ML 起重机令人印象深刻,它提供高动态性和灵活的负载处理设备,而卡迪斯 Mlog 则专注于定制化高架仓库。
Mecalux 的 SCX 系列进一步完善了这一概述,该系列提供了包含自动化立体仓库 (AS/RS)、货架和仓库管理系统的综合解决方案。这些型号在最大高度、行驶速度和负载能力等参数上有所不同,但都体现了对仓库流程优化和自动化的承诺。
技术演进与未来展望
堆垛起重机技术已有 60 多年的历史,如今正处于新的发展阶段。受经济约束和技术机遇的驱动,其发展重点正转向更高的效率、智能化和网络化系统。本节将分析主要的技术趋势,并概述堆垛起重机在未来仓库中的角色。
效率的必要性:能源和材料
随着能源成本的上升以及可持续发展意识的不断增强,能源效率已成为一项关键的发展目标和重要的采购标准。制造商正在推行两大主要策略:
能源管理和回收
现代开关磁阻电机 (SRM) 配备了智能能量管理系统。其中一项关键技术是能量回收,它将运行轴减速或升降车下降时释放的动能和势能转化为电能。这些能量可以通过直流母线直接提供给其他驱动器,也可以反馈回电网。使用超级电容器 (supercapacitors) 等储能设备的系统则更进一步。这些缓冲器储存制动能量,并将其再次用于下一个需要最大功率的加速阶段。这大幅降低了电网中昂贵的峰值负载,降低了所需的连接负载,并可将总能耗降低高达三分之一。
轻质结构
提高效率的第二个杠杆是减少移动质量。每减少一公斤无需加速和减速的重量,就能节省能源,并实现更大的动力。因此,制造商越来越多地转向轻量化结构,采用优化的钢结构、铝(尤其是用于轻型负载桅杆),甚至在试点项目中采用碳纤维增强塑料 (CFRP) 等纤维复合材料。更轻的结构不仅可以降低能耗,还可以减少驱动和导向部件的磨损,从而降低维护成本并延长使用寿命。一些激进的研究方法甚至旨在用基于缆索机器人的导向系统完全取代笨重的桅杆,这有望将重量减轻高达 90%。
智能系统的兴起:人工智能、物联网和预测性维护
自动化立体仓库 (AS/RS) 的下一阶段演进将由传感器、数据处理和人工智能 (AI) 的集成所驱动。自动化立体仓库 (AS/RS) 将从纯粹的执行机器转变为物流网络中的智能数据生成中心。
智能控制与传感技术
先进的算法和人工智能可以实时优化驾驶策略。系统无需遵循固定的运动轨迹,而是能够学习动态优化存储点和检索点之间的路径,从而最大限度地提高吞吐量。高分辨率传感器(例如视觉传感器或激光扫描仪)可以提高货架精细定位的精度,检测障碍物或故障托盘,从而提高流程可靠性。
状态监测和预测性维护
通过为SRM配备各种传感器(用于测量振动、温度、功耗等),并通过物联网 (IoT) 连接,可以实现持续的状态监测。收集到的数据可以进行分析,以检测异常情况并在实际故障发生之前预测维护需求(预测性维护)。这显著提高了工厂的正常运行时间,并将非计划停机转化为计划内维护干预。
高架自动化的未来
堆垛机将继续在自动化仓库物流中发挥核心作用,尤其是在需要在有限空间内实现最大存储密度的情况下。然而,它很少被视为孤立的独立解决方案。未来在于混合和协同系统。未来的仓库可能是这样的:
- 以高密度货架为核心,配备节能、智能的存储和检索设备,作为海量存储的骨干。
- 连接的、高度动态的穿梭系统可充当拣选的缓冲器和排序器。
- 一组自主移动机器人 (AMR) 可在高架仓库、穿梭车缓冲区、拣选站和发货区之间灵活运输货物。
此类异构系统成功的关键在于软件。更高级别的仓库执行系统 (WES),辅以人工智能 (AI),将实时协调各种技术,从而优化整体物料流,并动态适应不断变化的订单情况。
战略建议:面向未来的自动化投资
对于当今投资自动化的企业来说,这些趋势提供了清晰的战略建议。选择不仅应基于当前的绩效数据,更重要的是要考虑未来的可行性。投资者和运营商应关注模块化、可扩展和开放软件的系统。未来能够轻松扩展工厂或集成新技术(例如新型激光辅助移动机器人 (LAM) 和自动移动机器人 (AMR))的能力对于长期投资保护至关重要。
选择合适的合作伙伴比以往任何时候都更加重要。供应商在软件、系统集成和服务方面的专业知识,比设备本身的机械规格更为重要。
这一发展表明制造商商业模式正在发生根本性转变。软件日益复杂,对持续基于人工智能的优化的需求,以及客户对最大可用性的关注,正在为从纯硬件销售(资本支出模式)向服务导向模式的转变奠定基础。客户不再仅仅购买一台起重机,而是购买有保障的吞吐量和可用性。这可能会催生“资产即服务”或“性能即服务”等商业模式,将高昂的初始投资转化为客户可预测的运营成本(OPEX)。对于制造商而言,从产品到解决方案和服务提供商的转变代表着未来几年最重要的战略转型之一。
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