我国物流仓储与配送技术的发展趋势分析

摘要：本文从仓储、配送、软件三个方面系统探讨了我国物流仓储配送关键技术的发展概况。 包括立体仓库技术、货到人拣选技术、AGV技术、无人仓库技术、自动分拣技术、配送柜技术、无人配送技术、即时配送技术等。 本文梳理了我国物流装备制造企业的基本情况，初步分析了我国物流配送技术与世界先进水平的差距及其未来发展趋势。

1 概述

中国现代物流、仓储和配送技术的发展可以追溯到20世纪70年代。 以北汽院、北汽研究院为代表的科研院所已开始自动化立体仓库的研究和应用。 以邮电部519厂、539厂为代表的企业已经开始研究邮件自动分拣系统，包括各种类型的分拣系统。 但直到20世纪90年代末，我国物流技术的发展和应用才真正开始进入快车道。 其标志性事件包括：针对宝钢生产应用的自动化立体仓库技术的引进和消化、针对烟草制造应用的高端物流系统的应用、以家电制造业为代表的现代物流系统的发展等。联想和海尔。 特别是进入21世纪，随着电子商务的兴起和工业4.0理念的推广，物流技术带来了一波蓬勃发展的机遇。

根据国家标准GB/T4754-2011《国民经济行业分类》[1]，我国物流仓储配送机械被列入物料搬运（起重运输）机械范畴，并无详细分类。 如果要深究的话，物流仓储配送机械的内涵非常广泛。 见下文：

图1 物流仓储配送机械的基本分类

与重型机械的其他独立产品不同，物流仓储配送机械往往以成套设备和系统的形式出现。 在物流仓储系统中，有些产品是强相关的，比如自动化立体仓库系统中的堆垛机、输送机、电梯、货架等。 它们相互密切配合，构成系统不可缺少的一部分； 有些是弱相关的。 相关的，如叉车、托盘等，它们相对独立，与系统基本没有紧密的联系。 此外，其上还设有计算机管理和控制系统。 这就是物流仓储配送系统的独特性和复杂性。

有些产品，如仓储叉车，虽然属于工程机械范畴，但与仓储和配送密不可分。 广泛应用于仓库、车间、码头等场所的托盘搬运，因此被归类为仓储配送机械。 也是一种可以接受的方法。 类似的产品包括机器人和无人机。 机器人广泛应用于物流、仓储和配送领域，但主要应用于码垛/卸垛、自动拣选和搬运等领域。 机器人应用较为广泛，如工业装配、焊接、喷涂等领域，不应纳入物流仓储配送的应用范围。

随着改革开放的深入，我国经济实现了跨越式增长。 物流设备也不例外。 从数量上看，我国物流装备市场在2015年前后已发展成为全球最大的单一市场，其他市场包括北美、欧洲、亚太（不含中国）等（包括南美、非洲等地区），以及中国的优势仍在扩大（见图2）。

图2 世界物流市场分布图

特别需要指出的是，近两年世界物流装备市场取得了前所未有的快速发展，不仅在中国，在欧美等市场也是如此。 以叉车为例。 2017年和2018年，全球叉车年增长率均超过15%。 继2017年中国叉车销量实现34%的惊人增长后，2018年再次实现20.21%的增长，成为物流设备市场增长最快的国家之一。

市场对物流装备需求快速增长的同时，品质提升也呈现新趋势，特别是在工业4.0带动的制造领域和以电商为代表的流通领域。 自动化、无人化、智能化已成为行业共识。 更高品质、更低价格已成为未来发展的基本趋势。 这在整个行业掀起了一波物流技术发展高潮，甚至可以说开辟了一个新时代。 物流技术发展的新时代。

2 物流仓储技术发展概况

总体来看，40年来我国物流技术装备取得了长足进步。 尤其是近年来，随着资本和人才的涌入，发展速度更加迅猛。 以存储和拣选为重点的物流仓储技术取得了重大进展。 以无人仓技术为代表的仓储技术、拣选技术、库内搬运技术，实现了从引进、消化到创新的发展道路。

▶ 三维图书馆技术

三维图书馆技术（这里指广义的三维图书馆，而不仅仅是AS/RS系统）已经呈现出几大变化：第一，大型AS/RS三维图书馆的应用越来越多； 其次，密集存储技术的应用越来越多； 三是科技应用越来越多。 呈现出丰富多彩的发展态势。

据不完全统计，2017年至2018年，我国每年建设AS/RS立体仓库800余座，堆垛机3500余台。 这是一个非常大的突破。 重点产业集中在医药、电子商务、工业制造等领域。 拥有 20 多台堆垛机的超大型 AS/RS 系统很常见。

在立体仓库的应用中，形式多样的密集存储系统越来越多，特别是在快速消费品生产、冷链物流等领域，密集存储日益发挥着巨大的优势。 目前常见的密集存储技术有双深度AS/RS系统、穿梭板系统（穿梭板+副车）、托盘四向穿梭系统等。

在三维图书馆技术的应用中，该技术受到了前所未有的关注，大型系统也开始尝试使用它。 这主要是由于电商订单的拣货量越来越小。

▶“货到人”拣选技术

“货到人”拣选技术一经推出，主要用于零散拣选。 由于其显着的效率提升，很快获得了市场的广泛认可，成为过去几年最热门的应用技术之一。 尤其是KIVA拣货技术自2011年在亚马逊仓库大规模应用以来，在国内引起了很大反响。在电商领域，KIVA的应用已经十分普及。 以KIVA机器人为主要产品的企业出现爆发式增长，成为我国物流仓储技术发展中一道亮丽的风景。 此外，多层穿梭技术、四向穿梭技术、旋转货架技术也得到迅速发展，并迅速在市场上得到应用。

一般情况下，与传统“人对人”拣选相比，“货对人”拣选的拣选速度可提高3至5倍，某些情况下甚至可提高5至8倍次。 这是一个革命性的突破。 此外，拣选的准确性也将大大提高。 现在唯一需要解决的就是货到人系统的成本问题。

KIVA机器人拣选系统之所以如此受重视，一方面与其灵活、快速部署、搬迁等先天优势密不可分； 另一方面，也得益于资本的介入、精心的包装、良好的视觉效果等商业手段。 形影不离。 随着KIVA机器人的价格不断下降，实施成本进一步降低，未来KIVA机器人很可能得到更广泛的应用。

▶ AGV技术

AGV技术的诞生可以追溯到20世纪60年代。 直到2010年，其应用还受到价格和技术的限制。 不过，AGV这几年受到热烈追捧，2018年市场销售规模已超过40亿元。除了KIVA机器人的原因外，可能是AGV的灵活性得到了进一步的认可。 AGV车身主要采用传统叉车企业的产品。 随着自动驾驶技术的引入，无人叉车技术变得无障碍。 世界各大叉车公司，如丰田、林德、永恒力等都开始研究自己的无人叉车产品，这已经成为一种特殊现象。

另一方面，AGV的应用领域得到了极大的拓展。 除了KIVA等在“货到人”拣选方面的应用外，AGV在收货、存储、拣选、运输等方面也有大量的应用。 这也是AGV技术得到广泛推广的客观原因之一。

我国AGV研究时间并不短。 基于电磁引导的叉车早在20世纪80年代就已研发成功。 但真正应用的产品直到20世纪90年代末才得以实现。

AGV的技术主要在于导航系统和路径规划计算。 目前广泛应用的导航系统包括条码导航、二维码导航、激光导航和SLAM自然导航。 尤其是SLAM导航，将对AGV未来的应用产生重要影响，但目前主要问题是成本仍然居高不下。

▶ 无人仓库技术

物流仓储的无人化、智能化一直是近年来讨论和研究的热点话题之一。 无人化技术包括自动码垛/卸垛技术、自动仓储技术、自动拣选技术、自动分拣技术、自动包装技术、自动收集装载技术等。 每个环节都有代表性的技术。 例如：自动码垛、卸垛机器人已广泛应用于收发货环节和生产环节； 各种形式的自动化仓储技术的应用已经非常成熟； 得益于3D识别技术的应用，自动拣选机器人的研究和应用也取得了关键突破。 在此之前，已经通过A型架等形式实现了自动拣选； 自动化包装已从生产领域发展到物流领域，成为物流系统的自然延伸； 作为一项成熟的技术，自动分拣在分拣能力和形式上也取得了突破； 各种形式的AGV已经成熟应用于货物收集，快速装载系统也有成熟的产品。

随着仓储技术越来越先进和复杂，劳动力成本进一步增加，无人化、少人化仓储正在成为行业共识。 可以预见，无人仓库技术的大规模应用很快就会成为现实。

3 物流配送技术发展概况

近10年来，电子商务的快速发展带动了物流配送技术的快速发展。 2018年，全国包裹投递量超过500亿件，日均近1.4亿件。 “双11”当天，甚至突破了10亿。 这是一个前所未有的水平。 在此背景下，物流配送问题显得尤为突出。

► 自动分拣技术

面对每天堆积如山的包裹，快递企业既兴奋又担忧。 最初几年，甚至出现了崩溃的迹象。 但随着企业对高速分拣系统有了更深入的了解，依靠人工进行分拣的日子已经一去不复返了。 该行业也进入了一个新时代。 高速分拣设备是近两年增长最快的产品之一，每年有数百套各种形式的分拣系统应用于各行业。 当然，最大的行业就是快递。 分拣系统仍以交叉带分拣技术等传统技术为主。

特别值得一提的是“小黄车KIVA分拣系统”，这是由几位大学生开发的基于KIVA的分拣系统。 其基本原理是利用KIVA机器人完成“多对多”的分拣任务。 。 这无疑是一次重大的应用创新，突破了所有传统分拣系统的固有模式，突破了空间的限制（如分拣道口布局），突破了分拣能力的限制。 KIVA分拣系统一经推出，震惊了整个行业。 目前，虽然还存在一些技术和软件问题需要解决，但这项分拣技术所带来的革命性突破必将载入史册。

此外，还有一款模块化分拣机也值得一提。 模块化分拣系统快速简单，配置简单，明显比交叉带等分拣系统更加灵活。 其应用应该有很好的前景。

对于包裹分拣来说，有一项技术非常关键，那就是条码识别率。 近年来推出的摄影技术和RFID技术在一定程度上解决了识别率问题，是一个突破。

▶ 配电柜技术

海量包裹投递带来了一个棘手的技术问题，也就是俗称的“最后一公里”问题。 “配电柜”的基本思想并不难，也没有什么新意。 然而，促成这件事的工程师解决了所有技术问题，比如发货问题、存储问题、短信提醒问题、安全问题、温度维护问题等。如今，分布在全国城乡的配电柜承担着主要承担“最后一公里”的责任，这确实是配送技术的重大突破。 将来应该可以安装更多的配电柜。

► 无人配送技术

无人配送包括无人机配送、机器人配送等技术，目前还处于实验阶段。

无人机在物流配送中的应用是一次大胆的创新。 但这个想法仍然来自亚马逊。 有些人怀疑无人机的能力和作用，但他们显然是错误的。 无人机配送不仅在短期内发挥特殊作用，比如抗震救灾场景，未来可能会成为一种常态，只要降低配送成本。

配送机器人的概念是由京东、阿里巴巴等公司提出的，也是基于自动驾驶的技术应用。 正如自动驾驶还存在很多技术问题一样，无人配送机器人也是如此。 但我们仍然可以预计，未来，自动配送将首先在特定的地方完成。 比如，如果解决了隔离区域的货物配送问题，就更容易实现机器人配送。

►“即时交付”技术

随着“美团”等公司的崛起，一个叫“即时配送”的新术语诞生了。 “即时发货”要求订单从下单到发货在1小时甚至更短的时间内完成。 没有仓储，只有送货。 这是一项非常困难的工作。 显然，“即时配送”对配送距离有严格要求，与同城配送相比，距离更短。

如今，“即时交付”订单已达到令人惊讶的数量级。 “即时配送”需要强大的订单调度系统，但配送本身并无新意。 主要采用人群战术和送货柜。 这是今后要解决的问题。

或许，未来的技术将会是许多独立技术的结合应用。 例如，应用自动配电、配电柜等技术进行及时配送，就是值得期待的技术应用。

4 物流系统及软件技术开发

除了设备技术的发展，物流仓储配送技术的另一个关键技术在于软件系统。 从未来的发展来看，软件系统的能力将会越来越强大，其作用也将会越来越重要。

直到20世纪下半叶，人类才发现软件的巨大作用。 从某种程度上来说，正是因为有了计算机软件，人类几千年的技术积累才真正腾飞，从日常生产生活，到学习，到远程办公，到汽车自动驾驶。 从高铁，到航天飞机，再到太空探索，软件发挥了不可替代的作用。 现代物流仓储配送技术也是如此。 计算机和网络技术的应用是物流技术发展史上最重要的事件。 随着系统变得越来越复杂和自动化，软件系统发挥着越来越重要的作用。

随着计算机技术发展到今天，其对物流技术的影响日益增大。 软件系统从独立的WMS系统发展到与ERP系统集成，再到供应链管理集成。 大数据、云计算的概念被引入物流系统，云服务平台（云存储、云计算、云数据库、云安全等）成为软件开发的新方向。 各种人工智能技术的引入，让智慧物流更加接近实用。

2016年以来，SSI等全球顶级物流装备公司纷纷利用AI技术重点关注物流系统的监测预警。 公司全球预警系统的建立将有助于提高系统的可靠性。 效果非常高。 基本方法是在公司总部建立监控中心，通过网络链接所有作业物流系统，检测并记录现场信息，并应用人工智能技术进行预警判断，并主动将结果告知现场尽快。 避免现场发生事故，然后再进行补救和处理。

5 企业格局的重大变化

随着物流技术的快速发展，企业的结构也发生了重大变化，全球范围内企业的整合已成为明显趋势。 尤其是近年来，随着资本市场的强力介入，物流企业经历了一波创业浪潮。

► 典型企业

2016年以来，全球物流装备企业纷纷整合。 首先，德国永恒力收购了著名的米亚斯，为叉车企业进入自动化领域打开了大门。 随后，林德叉车以21亿美元收购了林德叉车。 丰田也不甘落后，将欧洲的收入收入囊中。 这是叉车企业进军自动化领域的一波并购浪潮。 此外，美的收购了库卡，而在此之前，库卡已经完成了对瑞士的收购。 中资企业方面，诺力收购无锡中鼎较为引人注目。

目前活跃在中国市场的物流装备企业和系统集成商如下：

表1：中国市场主要物流设备供应商（排名顺序不代表排名）

注：*由于缺乏权威统计，上表并未列出所有规模以上企业，特别是很多新兴企业。

** 2016年，霍尼韦尔收购了美国公司，2017年入股中国富勒公司。

► 新企业

随着物流仓储配送市场需求的快速扩大，特别是KIVA“货到人”拣选机器人的推出，近年来涌现出一批新企业。 主要企业不少于10家。 如：、、、等。还有更多的创业者跃跃欲试。

此外，更多的制造或物流企业加入物流装备制造业。 最典型的例子就是京东商城X事业部大力参与物流设备的研发。 其他一些上市公司，如北京康拓红外、杭州海康威视、科杰智能装备、深圳科路电子等，近年来也纷纷进入物流装备行业。 形成独特的景观。

新兴企业的崛起，一方面是资本驱动发展的结果。 另一方面，也可以看出物流仓储配送设备领域潜力巨大。 随着大量高素质人才的涌入，整个物流装备行业呈现出前所未有的新面貌。 这是非常令人欣慰的。

6 差距及未来发展趋势

►差距

经过40年的发展，我国物流仓储技术取得了巨大成就。 尤其是近10年来，呈现出前所未有的发展态势。 物流仓储配送设备行业从一个很小的行业发展到今天产品门类齐全、技术全面、参与者众多的局面。 可以与欧美、日本企业竞争，具有一定的优势。

但与全球主要供应商相比，我们应该更清楚地看到自己的不足。 这些缺点主要体现在四个方面。

一是基础研究。 目前，物流装备所用的关键基础件，如电机减速机、PLC、激光器、扫描仪等基本依赖进口。 国产设备距离替代进口设备还有很长的路要走。 这让人们想起了“芯片”技术的关键作用。

二是产品创新能力。 目前物流领域还没有重大创新是中国人发明的。 这是一个令人尴尬的记录。 只有我们一代又一代继续努力，改变才有可能。 创新是未来发展的根本出路。 我们不仅缺乏创新成果，也缺乏创新精神和创新环境。 尽管政府一方面鼓励创新，但支持政策往往背道而驰、抓不到重点。 比如“首套”认定和推广政策、市场准入和保护政策、重大创新的风险补偿政策等。 此外，高校教育体制的改革也直接关系到创新精神的培养，但这更是遥不可及。

三是产品质量和多样性还存在较大差距。 虽然国产设备在性能上取得了长足进步，但仍有很大的提升空间。 尤其是在交叉带分拣机、多层穿梭机等关键设备上，我们的差距还非常明显。 系统能力和软件能力的差距也很明显。

四是企业规模和企业核心竞争力。 与全球最大的系统集成商相比，中国企业的规模普遍较小。 虽然我们在中低端市场优势明显，但在国际市场特别是高端市场的竞争力明显不如国外。 中国产品走向世界还有很长的路要走。

另外，我们的方法论和市场环境也需要改进。 急功近利、低价竞争、不重视基础研究，对培育市场十分不利。 希望引起有关部门的重视。 虽然我们制定了很多标准，但标准的执行力度还不够，标准缺乏系统性、科学性和严肃性。

► 技术发展趋势

物流技术发展到今天，已经进入了高度自动化、高信息化的阶段，并正在快速向智能化的目标迈进。

从技术上看，具体可以表现为网络化、自动化、无人化，速度化、高效化、定制化、单元化趋势明显。

在网络化方面，各种信息技术的快速应用，信息的互联互通，物联网技术和云计算技术的应用等，从根本上改变了物流运作的现状。 数据的共享、流程的透明、决策的速度，不仅使物流更加高效，还能提高产品质量，从而提高服务水平。

自动化方面，一方面，自动化系统的应用，如自动化立体仓库、自动分拣系统、自动拣货系统等越来越普及。 另一方面，新的自动化技术，如货到人拣选、自动拣选、自动码垛卸垛、AGV应用等技术升级越来越快，自动化成本越来越低。 随着人力资源日益紧张，选择自动化已成为未来的必然趋势。

在无人驾驶技术方面，不少企业都在进行尝试。 它与自动化有着千丝万缕的联系。 高度自动化从根本上是通过无人化、少人化作业来实现的。 比如自动码垛、自动仓储、自动运输、自动配送等。特别是无人机送货将成为未来发展的重要方向，虽然现在看来颇有争议。

密集存储将是未来的重点，特别是冷链应用将成为标准。 单元化物流的优势将逐渐被认识到。

本文所代表的“件”存储和操作方式是解决定制化问题的有力武器，将是未来发展的趋势。 虽然品牌的诞生已有至少30年的历史，但它的春天才刚刚到来。 尤其是面对B2C业务，“件化”存储非常有必要。

信息化：计算机技术发展进入新时代。 大数据、云计算、区块链技术将进一步改变物流的基本模式，对新零售业务产生重要影响。 移动互联网和物联网技术将对物流产生重要影响。 物流的影响将远大于以往任何技术的影响，特别是随着5G时代的到来，物流系统的远程诊断和远程控制将进入一个新的时代。 随着计算机技术的深入，人工智能将对物流技术产生革命性的影响。 从目前来看，人工智能首先会在一些点、线上得到应用，最终会得到全面部署。 以机器人、人工智能为代表的未来技术将彻底改变物流技术的方向。

市场方面：电子商务的发展远未达到极限。 2018年包裹数量已经超过500亿，未来达到1000亿甚至更多的可能性是大概率事件。 冷链在市场接受度方面尚未取得重要突破。 随着用工困难问题的持续存在以及对农产品质量的要求，冷链将拥有广阔的市场前景。 工业4.0升级正如火如荼地进行。 生产和物流本质上是一体化的。 工业4.0目标的实现本身就是一个巨大的机遇。 此外，医药、食品、烟草、服装、军事应用等都是长盛不衰的领域，值得期待。

参考：

[1]中国重型机械工业年鉴，2017，机械工业出版社。