穿梭车因其高密度存储、灵活调度的特点,成为电商仓储中心的核心设备。目前中国物流自动化整体渗透率约30%,显著低于欧美(60%以上),但穿梭车在立体仓库中的渗透率已达到45%,显示蓬勃发展的态势。在经历不断的技术迭代和更深入的场景应用创新后,中国穿梭车的头部企业正在不断缩小与国外的差距,逐渐走到世界舞台的中央。
四向箱式穿梭车
技术演进:从功能分化到柔性智能的迭代升级
技术起源与早期探索(20世纪80年代-21 世纪初)
托盘穿梭车技术起步于 20 世纪 80 年代,受限于托盘重量与系统刚性,早期应用较为有限。而料箱穿梭车的雏形可追溯至1988年德国弗劳恩霍夫物流研究院研发的 “卫星车” 系统——堆垛机,作为母车携带卫星车进入巷道作业,这一理念奠定了穿梭车 “母车-子车” 协同作业的基础。1991年,该研究院的史密斯博士系统论证了此类技术原型,为后续发展提供了理论支撑。90年代,德马泰克(Dematic)也顺利推出了初代和二代穿梭车。
2001年,弗劳恩霍夫推出轻型料箱穿梭车系统,首次实现多穿梭车在货架轨道上的协同作业,标志着现代多穿技术的开端。这一阶段的技术突破集中于硬件结构创新,如轻量化设计与轨道布局优化,为电商仓储等轻载场景的应用奠定了基础。
2002年,奥地利KNAPP集团推出全球首个多层穿梭车系统OSR Shuttle™,重新定义了自动化仓储的标准,成为现代 “货到人” 拣选模式的雏形。
2003年,江苏华章智能科技有限公司(以下简称“华章智能”)发明了穿梭机器人立库,2007年在中国率先实施穿梭机器人货到人系统案例。
2003年,华章智能研发出第一代箱式穿梭车
柔性化与智能化突破(2010年后)
2011 年,MultiShuttle Move系统的诞生开启了穿梭车技术的柔性化革命。该系统首次集成货架导轨行走与地面自主移动能力,通过提升机实现仓储与生产区域的无缝对接,打破了传统立体库的封闭性限制。德国弗劳恩霍夫物流研究院房殿军博士表示,这种 “两栖穿梭车” 不仅提升了货物存取效率,更在于通过地面移动功能适配复杂生产场景,推动仓储物流向 “厂仓一体化” 转型。
针对传统堆垛机柔性不足、能耗高等问题,德国弗劳恩霍夫物流研究院进一步研发攀爬式穿梭车(RackRacer),采用 45 °斜角攀爬技术,实现自主换层与跨区域作业。相较于自重数吨却仅承载数十公斤货物的传统堆垛机,新型穿梭车将能效比提升数倍,其轻量化设计与高机动性成为技术发展的重要方向。
值得一提的是,法国EXOTEC公司在 2017年推出的 Skypod三维自主移动机器人系统是一个标志性产品,实现了货物到人自动化、三维空间高效利用和多场景适配与灵活性,标志着仓储机器人从二维平面向三维空间的突破。
数字化与协同技术融合(2020年后)
随着 AI、5G 技术的成熟,穿梭车系统进入智能化协同阶段。AI 算法优化车辆实时调度与路径规划,解决多车避让与效率均衡问题;5G低时延通信实现设备间数据实时交互,提升系统响应速度。值得关注的是,弗劳恩霍夫提出的数据空间技术(Data Space)为穿梭车数据共享提供了解决方案,通过合同机制界定数据产权,推动行业从 “设备竞争” 转向 “数据价值挖掘”。
随着穿梭车技术自主性提高,攀爬多穿技术自主能力增强,对AI算法和技术的依赖更强。房殿军博士指出,AI技术优化车辆实时调度和控制的能力会逐步提升,部分头部企业已应用AI,但多为雏形,如用简单算法或视觉检测识别货物和障碍,未来需借助大模型技术提升系统能力。
全球市场分化:欧美成熟市场与国内市场的差异化
欧美市场:技术引领与场景深耕
欧美市场作为穿梭车技术的发源地,早期以制造业为主要应用领域,中小型企业通过托盘穿梭车提升仓储效率。21世纪后,随着电子商务与全渠道销售的兴起,料箱穿梭车系统因适配拆零拣选需求而快速普及,目前占据欧美自动化仓储市场的半壁江山。
技术路径上,欧洲企业注重底层技术研发与标准化,国内企业早期通过引进弗劳恩霍夫专利实现技术转化,形成成熟的多穿系统解决方案。然而,欧美市场面临成本高企与行业壁垒的挑战——传统工业软件标准(如德国工业4.0)与数据保护法规(如欧盟 GDPR)构成技术准入门槛,中小企业难以突破。
中国市场:需求驱动下的快速迭代与场景创新
中国穿梭车市场的爆发始于电商物流的崛起。2003年,华章智能作为亚洲首家研发箱式穿梭车的企业,推出国内首台套多层穿梭车系统,打破国外技术垄断。此后,随着京东、唯品会等电商平台对高效拆零拣选的需求激增,多穿系统在国内迎来规模化应用。
标准箱式穿梭车
在政策与市场双重驱动下,中国市场呈现独特性:
行业渗透率快速提升:医药、智能制造、冷链生鲜等领域加速自动化转型,推动穿梭车技术渗透率从 2015年的不足20% 提升至2025 年的30%以上。以医药行业为例,疫情后新建物流中心普遍采用多层穿梭车解决拆零拣选难题,项目规模年增长率达25%。
成本优势与技术本地化:国内企业通过供应链整合与规模化生产,将穿梭车制造成本降至欧美同类产品的60%~70%,单机稳定性接近国际一流水平。例如,华章智能为山西新华书店打造的仓储系统,自2008年投入使用至今仍稳定运行,展现了国产设备的可靠性。
场景创新与柔性化需求:针对国内建筑防火规范对单体仓库规模的限制(如单层消防分区不超过 3000平方米),企业研发 “分布式多穿系统”,通过模块化设计实现多分区协同,突破规模瓶颈。在冷链生鲜领域,耐低温穿梭车解决了-20℃环境下的自动化作业难题,填补市场空白。
托盘四向穿梭车
北京邮电大学翁迅教授指出,当前国内穿梭车市场处于高速成长期,头部企业如华章智能等正加速扩大市场占有率,从单一设备向“软件+硬件+服务”的全链条解决方案升级。
中国企业出海:从性价比竞争到技术价值突围
中国穿梭车企业凭借性价比优势(价格仅为欧美竞品的6~7折)与成熟的电商物流解决方案,已在东南亚、南美等新兴市场取得突破。然而,进入欧美成熟市场需跨越多重障碍。
一是软件与标准适配性:欧美工业软件生态封闭,需对接 SAP、MES 等本地化系统,而国内企业在算法兼容性与数据接口标准化上存在短板。
二是法规与服务本地化:欧盟GDPR对数据跨境传输的严格限制、美国劳动法对现场服务的合规要求,倒逼企业建立本地化技术支持团队。
三是知识产权保护:弗劳恩霍夫等机构的专利布局覆盖核心技术,企业需通过合法授权(如苏州某企业与德方合作支付专利费)避免法律风险。
华章智能作为亚洲穿梭车技术的发明者和领军者,大胆走出自己的突围路径,于2017年在欧洲落地实施了一个海外项目,其发展策略具有示范意义:
一是重视技术积淀与场景深耕:自2003年推出亚洲首台箱式穿梭车以来,持续投入研发,在图书、医药、电商、智能制造等细分领域积累了成熟解决方案。例如,为机械工业出版社泰安物流园打造的智能仓储系统,集成 “货到人” 拣选与退货分选功能,实现图书行业拆零效率提升40%。
二是强化产学研协同创新:与北京邮电大学等高校合作,突破智能调度算法与系统集成技术,将多车协同效率提升30% 以上。这种 “场景需求-技术研发-落地验证” 的闭环模式,加速了技术转化与产品迭代。
三是执行本地化战略与合规布局:在东南亚设立研发中心,针对当地高温高湿环境优化设备耐候性;通过获得CE、UL等认证,逐步进入欧美市场,以成熟产品力(如单机无故障运行时间超10万小时)建立品牌信任。
启示:在变革中把握机遇(如何把握机遇)
穿梭车技术的演进史,既是一部技术突破的创新史,也是全球产业格局重构的竞争史。从德国的技术奠基到中国的场景创新,从欧美成熟市场的精细化运营到新兴市场的快速渗透,穿梭车产业正经历从 “设备竞争” 到 “系统竞争”、从 “区域市场” 到 “全球生态” 的深刻变革。
对于中国企业而言,唯有坚持 “技术本地化+场景创新+合规出海” 的路径,才能在全球竞争中突破 “性价比陷阱”,实现从 “跟随者” 到 “价值共创者” 的跃升。
对中国企业出海策略,建议从两方面加强。
一方面是在技术上要实现设备到系统的价值升级。其一是要重视AI驱动的智能调度,开发大模型技术深度应用于多车协同,解决复杂场景下的路径优化与动态任务分配难题;其二要重视绿色能源与轻量化设计,包括能量回收技术、碳纤维等新材料应用,推动穿梭车能耗持续降低30%以上;其三是要重视柔性化与模块化设计,抓住主流的攀爬式穿梭车与移动机器人的融合方案(如“货箱到人+AGV 配送”),适配多品种、小批量的 “柔性仓储” 需求。
另一方面,从产业格局上要面向全球化竞争重塑生态构建。其一促进国内市场加速向头部企业聚集;其二深化全球化分工,如德国企业聚焦底层技术研发与高端市场,中国企业主导性价比产品、应用场景与新兴市场,形成 “技术创新-产业化落地” 的全球协作生态;其三开拓数据驱动的商业模式,积极探索 “仓储即服务”(WaaS)等新型业态,从设备制造商向智能物流解决方案提供商转型。
正如华章智能等企业的实践所示,当技术积淀与市场洞察力相结合,当本地化服务与全球化视野相融合,中国穿梭车产业必将在智能物流的新蓝海中占据更重要的位置。未来已来,唯有持续创新者,方能驾驭浪潮。
撰稿人:何发
责任编辑:朱晓裔
审 核 人:李峥
2025-05-09
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