机器人产业:技术奇点靠近,需求拐点来临

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产业链成本优势叠加工程师红利,服务机器人进入海外拓展阶段
本文来自格隆汇专栏:国泰君安证券研究,作者:肖群稀、鲍雁辛

摘要:

我们认为,中国机器人行业已经迎来需求拐点,有望逐渐从复制跟随走向技术引领,从国产替代迈入海外拓展阶段。中国是全球规模最大,增速最快的机器人市场,20012022年机器人销量从700台增长至30.3万台(销售规模87亿美元),复合增速33.5%2017年是中国机器人行业的分水岭,2017年以前是国产替代阶段,国内机器人公司主要通过模仿,以更低的成本获得市场。2017年开始,结合AI深度学习、3D视觉、力控等技术的变革,中国机器人行业逐渐走向市场引领,2017~2022年销量复合增速23.1%。人口结构变化,制造业数字化转型,中国新能源产业爆发并领先全球,中国机器人或能复制日本机器人产业发展路径。除了享受外部红利,运动控制(含伺服控制、减速器等)、自主定位导航、人机交互等核心部件和技术的持续进步是机器人行业长足发展的决定性因素。

制造业数字化转型,新能源产业崛起,工业机器人进口替代提速。回顾日本机器人产业的腾飞之路,汽车作为工业机器人的最大下游,1970~1990年产量从581万升至1349万台,日本工业机器人随之成长,产量由1350台升至10万台,复合增速25%,两大机器人公司发那科、安川包揽了汽车冲压、焊接两大工艺。2020年,中国新能源产业爆发并领先全球,或能复制日本机器人产业发展路径。新能源作为新兴产业,企业愿意联合国产机器人探索标准化工艺,技术能力的积累使得国产厂商具备了满足工业场景客户需求的能力,国产工业机器人得以借势追赶,订单额、交付质量、复购率良性增长。2020年疫情期间,外资品牌进口受阻,交付能力更胜一筹的国产品牌把握住了发展良机。

产业链成本优势叠加工程师红利,服务机器人进入海外拓展阶段。服务机器人国内市场主要由内资主导,海外市场拓展也已获得成效,代表品类/企业有:移动机器人极智嘉、家用扫地机器人石头科技/科沃斯、商用清洁机器人高仙、配送机器人普渡科技、农业无人机大疆。中国品牌拓展海外市场的优势:1)海外服务业长期面临员工流动性高、工资上涨的压力,企业很愿意使用机器人实现自动化;2)中国有成熟的产业链配套,性价比优势明显,投资回收期短;3)工程师红利:服务机器人对不同的使用场景有不同的需求,中国品牌对问题的响应能力、持续的服务能力。

技术奇点靠近:1)运控核心部件国产化率有望快速提升,人形机器人产业发展促进核心部件制造能力提升,伺服控制系统、谐波减速器国产化显著提升,RV减速器也努力缩小差距。2)自主定位和环境感知率先进入项目工程化和成本控制的阶段:多传感器融合(相机、激光雷达、毫米波雷达、惯导等)SLAM技术逐渐成为趋势,机器人自主移动和感知环境的能力与自动驾驶有一定通用性,移动机器人产业化面对的是相对封闭确定的低速场景,比自动驾驶已率先进入了项目工程化和成本控制的阶段。3)人机交互:语音交互技术已发展较为成熟,ChatGPT将人类反馈强化学习引入深度学习的方式为机器人更智能化、人性化发展提供了新思路。

风险提示:1)经济复苏低于预期;2)超融合在国内水土不服;3)出现相似技术。

全文


1. 中国是全球最大的机器人市场和增长最快的新兴市场


1.1. 中国机器人占全球市场份额的一半以上

2016~2022年,全球机器人市场复合增长率12%,21年市场规模366亿美元(出货50万台),IFR预测22年市场规模为405亿美元/YOY+14%。22年市场规模由高到低预计为:服务机器人138亿美元/占比34%、工业机器人132亿美元/占比33%、特种机器人70亿美元/占比17%、物流机器人65亿美元/占比16%;从成长速度看,2016~2022年复合增速由高到低分别是:物流机器人23%、服务机器人21%、特种机器人13%、 工业机器人3%。

2017~2022年,中国机器人市场复合增长速22%,预计2022年中国机器人市场规模174亿美元,其中,工业机器人市场规模87亿美元,占比50%,其中服务机器人市场规模65亿美元,占比37%,特种机器人市场规模22亿美元,占比13%。

1.2. 22年工业机器人规模87亿美元,5年复合增速13.6%

全球工业机器人市场规模整体呈扩大趋势。根据IFR统计,2017~2022年,全球市场规模复合增速3.6%,预计2022年为132亿美元;出货量从38万台增长至50万台,复合增速6.3%。2017~2022年,中国工业机器人出货量从15.6万台增长至30.3万台,市场规模87亿美元,2017~2022市场规模复合增速13.6%,其中工业六轴销量占比67%,SCARA机器人占比24%,协作机器人占比7%。,从过去5年销量的复合增速看,大六轴(48.5%)>协作机器人(39.8%)>小六轴(19.3%)> SCARA机器人(15.4%)>DELTA机器人(8%)。

2017~2022六轴机器人销量复合增速12.6%, 2022出货量18.8万台,大六轴增速超小六轴,是六轴机器人销量增长的主要贡献品类。2017~2022年,六轴机器人出货量从104095台上涨至188238台,复合增速12.6%,预计 2023年出货214732台,同比增速14.1%。2020~2022年,大六轴(负载>20kg)销量从44421增长至97947台,复合增速48.5%;小六轴(<20kg)出货量从63418台增长至90291台,复合增速19.3%。六轴销量增长主要受新能源、汽车零部件行业拉动。

协作机器人销量增速领跑各品类,2017~2022年销量复合增速39.8%。2021年销量显著上台阶,同比增长108.5%,销量破万台,2017~ 2022年销量3618台增长至.19351台,预计2023年出货将超过2.5万台,2016~2021年市场规模从3.6亿人民币增长至20.39亿人民币,年均复合增速41.5%。汽车制造、汽车电子行业拉动作用明显。

SCARA机器人2017~2022年复合增速15.4%。2017~2022年销量从33385台增长至68341台,复合增速15.4%,20年销量上台阶,主要是受到锂电池行业带动,预计2023年将增长至70118台。

DELTA机器人体量小、增速慢。2017~2021年,我国DELTA机器人出货量从4152台增长至6146台,复合增速8.2%,预计2023年销量波动不大。

1.3. 22年服务机器人市场规模65亿美元,5年复合增速40.2%

根据中国电子学会数据,2021年全球服务机器人市场规模172亿美元,2017~2022年复合增速26.9%,预计2022年为217亿美元/yoy+26.1%,2023年有望增长至250亿美元/yoy+15.2%。2021年中国服务机器人市场规模49亿美元,预计2022年为65亿美元/ yoy+32.7%,2017~2022年市场规模复合增速40.2%, 2023年有望增长至83亿美元。中国服务机器人市场快速增长,教育、公共服务等领域需求成为主要推动力。

服务机器人对应用领域的适应性逐步扩展、产品类型愈加丰富、自主性不断提升。服务机器人由早期的扫地机器人、送餐机器人等成熟产品,逐渐向教育机器人、医疗手术机器人、大厅引导机器人、商业清扫机器人等方向延伸,服务领域和服务对象不断丰富。

家用扫地机行业渗透率尚低,仍有较大市场提升空间。2017~2020年家用扫地机器人国内市场销量从322万台增至469万台,复合增速13.4%。疫情的不确定性使得国内中高端消费能力受到影响,2021~2022年销量有所停滞甚至下滑,2022年扫地机销量323万台。2017~2022国内扫地机器人零售额从44亿人民币增长至102亿人民币,复合增速15%。市场呈现出产品迭代推动均价提高,价增带动销额增长的特点。根据奥维云网数据,2017~2022年国内扫地机器人线上、线下渠道均价呈增长势,单品分别从1351元涨至3154元、1955元涨至4355元,中高端扫地机出货占比持续扩大。国内扫地机家庭渗透率相比其他发达国家仍有较大差距,根据Euromonitor测算,2021年美国扫地机渗透率超过15%,德国、日本渗透率8%左右,国内扫地机家庭渗透率不足5%,聚集在沿海一二线城市,市场空间广阔。伴随厂商低价策略的实施,行业渗透率有望进一步提升。

商用清洁机器人处于市场导入期,2021年出货4000台,预计2026年将增加到3万台,市场规模约为45亿。2021年商用清洁机器人出货量在4000台以上,市场渗透率处于较低水平。价格是制约商用清洁机器人放量的重要因素。目前清洁机器人价格普遍偏高,室内场景机器人410万,室外场景2530万。我们测算,单台商用清洁机器人单日可释放5个保洁人员人力,投资回收期为5个月。随着技术更加成熟、落地产品应用不断丰富、成本进一步降低,商用清洁机器人价格不断下降会是是推动下游企业购买的重要因素。

配送服务机器人率先在餐饮行业实现产业化,预计2026年市场规模56亿人民币。据头豹研究院数据显示,中国餐饮配送机器人规模从2017年的0.2亿元增长至2021年的6亿元/CAGR=134%,预计未来中国餐饮配送机器人市场规模将持续提升,有望从2022年的12.1亿元增长至2026年的55.7亿元,复合增速46.4%22年销量4~5万台,预计2023年送餐机器人销量6~7万台。按照市场价格,一台送餐机器人的价格从1万到3万元不等,餐饮行业送餐传菜大多是计件工资,若以每盘菜0.5元计算,一天100盘菜,一年的费用1.5万到1.6万元,如果使用传菜机器人,1~2年就可以收回成本。一台擎朗送餐机器人一天可以工作约10小时,来回一两百趟,其配送效率完全超过了一个服务员的传菜效率。

受益于电商物流、工厂物流的发展,2018~2022年移动机器人复合增速69.3%。根据MIR数据统计,2022年AGV出货量为45942台,2018~2022年均复合增速12.7%,预计2023出货50241台,同比增速9.4%。2022年AMR出货量5443台,2018~2022年均复合增速69.3%,预计2023出货6434台,同比增速18.2%。

医疗机器人:2021年全球市场规模207亿美元,中国80亿人民币;2017~2021年复合增速全球14.8%,中国33.9%。近年来,随着手术机器人及康复机器人的迅速发展,全球医疗机器人市场规模迅速增长。

1.4. 22年特种机器人市场规模22亿美元,5年复合增速29.7%

特种机器人发展迅速,新机型不断问世,整机性能不断提高,应用领域不断拓展,市场需求潜力大。2017-2021年,我国特种机器人需求量从10630台增加到26856台;2021特种机器人市场规模 18亿美元,预计2022年22亿美元,2017~2022年复合增速29.7%。在特种机器人的市场结构中, 2021年军事应用机器人占比71%,极限作业机器人占比达到了23%,应急救援机器人相对较小,占比6%。

农业领域,农用无人机率先实现产业化,预计2022年市场规模45.5亿元,普及度处于全球先进水平。2015~2021年中国农业无人机市场规模从2亿元增至28.63亿元,年均复合增速55.8%;据贝哲斯咨询统计,2021年全球农业无人机市场规模88.21亿元,中国占比32.5%,农业无人机普及度处于全球先进水平。

中国农业机器人处于市场探索期,预计2022年农业机器人市场规模11.46亿元,全球份额2.5%。2014~2021中国农业机器人从0.91亿元增长至8.33亿元,年复合增速37.2%;中国耕地面积约占全球耕地面积的7%;据贝哲斯咨询统计,2021年全球农业机器人市场规模331.72亿元,中国占比2.5%,农业机器人的普及度有较大差距。


2. 中国机器人产业:从复制跟随到技术引领,从国产替代到出口拓展


2.1. 2017年,中国工业机器人产业崛起的分水岭

2017年以前,中国工业机器人行业主要是国产替代阶段。国内的机器人公司主要通过模仿四大家族,以更低的成本国产替代四大家族的产品。根据IFR统计,2001~2022年中国工业机器人销量从700台增长至30.3万台(87亿美元),复合增速33.5%。2017年销量首次超过10万台,是工业机器人行业的分水岭。

2017年以后,结合AI深度学习、3D视觉、力控等新技术的变革,中国工业机器人行业开始从国产替代走向市场引领。2017~2022年行业市场规模复合增速13.6%。

2020年新能源开始扩产潮,中国新能源产业引领全球,带动机器人国产化替代。锂电池作为新兴行业,锂电池企业愿意协同各方探索标准化工艺,让设备商尝试国产自研的机器人,工业领域的国产机器人得以借势追赶,技术能力的积累也使得国内机器人厂商具备满足工业场景客户的需求的能力,订单额、交付质量以及复购率也开始良性地增长。交付方面,2020年开始的疫情三年,因外资品牌进口受阻,新能源的扩产要求紧迫,在疫情期间,外资交货期普遍长达8-10个月,国产品牌常规交货期1个月,重负载机型2个月,国产交付能力更胜一筹。

中国新能源产业爆发并领先全球,或能复制日本机器人崛起路径。日本机器人产业能够快速发展,最直接的原因是汽车产业的发展。汽车行业作为工业机器人的最大下游,从1970年开始崛起,汽车产量从581万台升至1990年的1349万台,同期日本工业机器人进入快速成长期,复合增速25%。日本两大机器人公司发那科、安川快速成长,包揽了汽车生产中的冲压、焊接两大工艺。

——摇篮期(1967-1970) :1967 年日本川崎重工业从美国引进机器人的相关技术及生产线,研制出了日本第一台工业机器人“Unimate”。20 世纪60 年代末日本经济处在高速发展期,年增长率达11%,经济的快速发展,加剧了日本劳动力严重不足的困难,这成为日本引进机器人的现实基础。

——初级成长期(1970-1980):这一阶段工业机器人产量由1350台增长到19843台,年均增速30.8%,日本工业机器人处于爆发性增长的初级阶段,汽车工业的发展是机器人需求的主要来源。

——快速普及期(1980-1990):日本政府正式把1980 年定为产业机器人的普及元年,开始在各个领域内推广使用机器人,在经济上采取积极的扶持政策,大力发展工业机器人。这一阶段为日本工业机器人的内生增长阶段,80 年代日本经济高速增长,日本国内制造业劳动力人口供给紧缺,制造业工资大幅上涨。在此期间,日本工业机器人的大量使用解决了日本劳动力不足,提高劳动生产率,改进产品质量,降低了生产成本。

——平稳增长期(1990~2000):1990年汽车行业的容量已经不能满足行业的发展需求,机器人产业逐渐渗透到装备制造、电子制造、家电制造等行业,国内需求逐渐趋于饱和。

——出口拓展期(2000年至今):经济泡沫时期产业重新洗牌,2000年后,优秀的日本工业机器人企业开始走向国际市场,日本成为机器人出口大国。日本机器人出口约占全年销售总额的70%,亚洲则是主要需求地区。

2.2. 工业机器人:能源转型机遇期,进口替代提速

国产工业机器人份额在20年疫情后得到了快速提升:

1)大六轴(20kg以上):销量结构较为集中,外资主导,国产份额稳步提升。头部份额被发那科、安川、库卡、ABB外资品牌占有,合计71%。国产埃斯顿加速突围跃居第五大出货商,市场份额扩大至8%,份额超过川崎;埃夫特、藦卡也有所提升,国产渗透率17.5%。

2)小六轴(20kg以下):市场结构分散,国产率提升至40.8%,海外厂商(发那科、ABB、安川、库卡、那智)份额正被国产品牌蚕食,替代率超过大六轴。埃斯顿、埃夫特、卡诺普、汇川技术纷纷上榜国内出货前十,渗透率有望进一步扩大。

3)SCARA:国产份额进步较快,22年提升至33.4%,汇川领跑。2019年我国SCARA市场份额中市场被爱普生、雅马哈等外资厂商占据,各国产品牌占比均低于10%。近来内资龙头(汇川、新时达、埃斯顿)市场份额进步较快,汇川技术已经超过雅马哈、三菱等厂商,跃居第二大出货商。

4)协作机器人:2022年国产份额约80%,节卡、遨博、越疆等厂商开始拓展海外市场。协作机器人相比传统工业机器人定位精度要求低、结构简单,卡脖子现象相对影响较小;同时,由于协作机器人品类较新,全球未形成固定的竞争格局,国产厂商在国内市场表现不俗:2022年节卡市场份额提升16%,比肩遨博成为前两大出货商;越疆、艾利特等国产企业市场份额持续增加,国产份额合计接近80%。随着国产厂商制造能力的提升,以遨博、节卡、越疆为代表的国产龙头厂商纷纷拓展出海业务,并在性价比、产品质量和可靠性等硬实力领域优势明显。据MAIA统计,2021年遨博全球市场份额6%,排名第四。

5)DELTA机器人:2022年国产份额73.5%,阿童木领跑。DELTA机器人市场体量小,应用场景相对单一,深度布局的外资厂商较少。DELTA市场格局变化不大,结构相对分散,未出现明显的厂商垄断情况,2022年市场有进一步集中趋势头部厂商份额有所扩大。阿童木机器人超ABB,销量摘头榜,勃肯特、华盛控等紧随其后,国产厂商优势明显。

2.3. 服务机器人:全面进入海外市场拓展阶段

中国服务机器人企业开始全面拓展海外市场。在国内市场,移动机器人、清洁机器人、配送机器人等品类国产品牌市场份额占据领先优势,海外同样实现了较好的市场拓展。

中国服务机器人海外市场拓展的优势:1)海外服务业长期面临员工流动性高、工资上涨的压力,企业愿意尝试各种机器人来实现自动化;2)服务机器人有成熟的产业链配套,性价比优势显著优于海外服务机器人品牌;3)服务机器人对不同的使用场景有不同的需求,中国品牌对问题的响应能力、持续的服务能力。

1)家用清洁机器人:科沃斯、石头科技、云鲸、小米国内市场份额合计86%行业内参与者众多,主要包括四类参与者:1)专业的扫地机器人品牌:科沃斯、 石头科技、云鲸等;2)专业的吸尘器品牌:戴森、小狗等;3)家电公司:美的、海尔等;4)其他综合性企业:小米等。专业扫地机器人厂商表现出明显优势,科沃斯稳坐第一梯队,占比41%,份额稍有下滑(-5%);石头科技、云鲸作为后起之秀份额持续扩大,2022年石头科技销量逆势上涨,同比增长17.81%

科沃斯、石头科技海外市场份额位居二、三。iRobot仍然是全球扫地机器人第一大供货商,而科沃斯、石头科技凭借其产品优势,积极拓展海外零售渠道,已经成为全球第二、第三大扫地机器人厂商,海外市场集中在欧美、日本等发达国家。

2)商用清洁机器人:市场结构高度集中,高仙机器人占据全球70%市场份额。全球商用清洁机器人2022年总出货量约为2万-2.5万台,高仙占比60~70%,国内和海外市场的出货占比为1:1。高仙机器人是最早一批专注商用清洁领域的公司,产品矩阵多样且有丰富的技术积累。商用清洁机器人面临工作环境复杂多样、效率要求更高、安全要求更高等诸多难点,技术壁垒较高,市场参与者较少,包括科沃斯、石头科技、禧涤智能、麦岩智能、亿嘉合等。

3)餐饮服务机器人:中国有望成为全球配送机器人的领跑者。我国餐饮配送机器人产业链不断完善,核心技术实现阶段性突破,国内市场擎朗智能以51%的市场份额位列第一。国内主要厂商纷纷意识到海外市场的机遇,在劳动力成本上升和老龄化背景下,其他发达国家的服务型机器人需求也在增加。海外配送服务机器人依旧存在较大的市场空间,根据 Research Dive预测,未来7年全球配送机器人及全球室内配送机器人的年均复合增速将达17.0%以上。擎朗智能、普渡科技等公司积极布局海外市场,以欧洲、东南也、日韩、北美地区为主。2020年普渡正式开始大规模出海,海外销售占比迅速提升,从2019年的8%提升至现阶段的80%以上。

4)2022年AMR市场内资品牌超过80%,极智嘉海外拓展成效显著。根据MIR数据2022年AMR出货量前三名均为国产品牌,其中迦智科技、仙工智能、斯坦德合计占比40%。尽管国产品牌国内市占率较高,但是技术水平仍有较大发展空间。根据MIR整理,外资品牌欧姆龙的AMR精度可以达到±5mm,MiR的AMR精度也在±5mm左右。而内资厂商AMR精度在±10mm左右。除此之外外资品牌在绘制地图的效率上也高于内资品牌。龙头企业极智嘉2017年开始出海,2022年的海外收入占比达70%。与国内仓库对机器人有极致的效率要求不同,海外仓库更看重系统的稳定性、对问题的响应能力、持续的服务能力。极智嘉在海外布局了大量工程师进行服务,我们认为这是公司能够与竞品拉开差距的关键因素。

5)医疗机器人:以美国企业为引领和代表,德国、日本紧跟其后。美国直觉外科公司(Intuitive Surgical)的达芬奇手术机器人是手术机器人的代表,处于行业绝对垄断地位。在外骨骼机器人和远程医疗机器人领域,日本的Cyberdyne和Honda Robotics两家公司位于行业前列。在配药机器人和外骨骼机器人领域,德国和以色列企业具有一定优势。

6)农业无人机:国内市场结构高度集中,2020年大疆、极飞科技合计占比92.41%。市场参与的其他玩家还包括杭州启飞、无锡汉和,分别占比2.8%、1.8%,国内市场基本实现国产化。大疆、极飞科技竞相出海走向全球,2021年大疆农业无人机全球保有量134852台,覆盖欧、美、日、澳多个国家和区域;根据极飞科技官网披露,极飞科技的海外足迹已遍布五大洲,超过 50 个国家和地区,2022年海外业务同比增长120%,其中拉美和东南亚地区需求旺盛。

7)农业机器人:国内布局企业有限,仍处于研发探索阶段。中国农业机器人行业尚未形成明显的竞争格局,企业研究领域多以无人农机为主,包括博创联动、极飞科技、丰疆智能、中科原动力、联式导航(软件为主)等;机构端主要是各大农业类高校和农业研究所,如中国农大、华南农业大学、南京农业大学、中国农机等,机器人品类相对丰富,几乎涵盖各种类型,包括采摘、插秧、嫁接、播种等等。

8)其他特种机器人:加速应用于煤矿、深海、极地等场景,新兴机器人厂商数量将快速增长,行业竞争日趋激烈。其中,中信重工拥有国内领先的特种机器人研发及产业化基地,为中国特种机器人行业龙头企业。


3. 行业发展的外部环境红利:“机器换人”成为大趋势


3.1. 人口及收入结构变化,催化机器人热潮

长期来看,中国人口老龄化、劳动年龄人口数量减少等问题严峻,人口结构的变化或将成为机器人需求释放的长期驱动因素。据联合国人口司预计,2020~2050年中国15-64岁劳动年龄人口的绝对数量和人口比重仍将会持续下降,65岁及以上老龄人口及占比则将不断攀升。据国家统计局数据,中国15-64岁人口的规模及占比分别于2013、2010年见顶并开始持续下降,考虑到中国历史上最大规模的“婴儿潮”人口(始于1962年)将于2022年开始全面步入退休年龄(不同性别、工作岗位退休年龄存在差异,此处仅做估算参考),劳动力短缺或将进一步突显。受人口增长颓势的影响,老龄化问题使得中国不再能单纯依靠人口红利吃饭。

服务业劳动力成本不断上升,2020年疫情黑天鹅将人力成本逐渐升高和人力资源逐渐减少的矛盾放大。随着社会人口老龄化问题的日益突出和年轻一代观念意识的转变,劳动力市场成本逐渐攀升或将成为难以避免的大趋势,制造业利用廉价劳动力竞争的模式亟待改变。外卖、快递等新兴服务行业的崛起,让核心青壮年劳动力从工厂流失,这一代年轻人不再愿意去做各种低价值、重复性的劳工,人力成本不断浮动上涨。2020年疫情黑天鹅将人力成本逐渐升高和人力资源逐渐减少的矛盾放大,倒逼企业主动寻求自动化解决方案,成功引爆了市场对工业机器人的需求。从2020年开始,人口增长出现拐点之后,机器人的需求不再缓慢增长,相反地,呈现出了陡峭的曲线型增长趋势。

3.2. 数字化转型,制造强国建设的基础

推动制造方式由传统制造向数字化、网络化、智能化制造转变。过去,我国多数企业为赢得市场,通过大规模标准化的方式批量生产、全球分销。随着个性化、多样化需求的增加,大规模生产、大规模加工贸易的模式面临挑战,必须顺应市场需求变化,充分发挥数字化、网络化、智能化制造在提高生产效率和产品质量、更快更好满足个性化需求等方面的优势。

数字化转型包括:1)数字化技术的应用,2)业务或商业模式重塑,业务重塑是根本目标,数字化技术是工具和手段,核心目的是降本和增效。降本是通过数字化手段实现经营活动全面成本管理,提升产品生产效率,降低公司运营成本。增效就是通过智能化手段实现按需生产、满足客户日益增长的智能化需求同时提升用户体验,从而增强公司产品的核心竞争力。用数字化解决方案,借助于 IOT、大数据、云计算以及 AI 人工智能等新一代信息技术,与企业管理、业务运营、产品研发、产品生产等经营活动进行深度融合,从而提升自身工业能力,创造智能化增量价值,以达到降低企业运营成本、为客户创造智能化用户体验以及不断提升自身产品核心竞争力的目的。

数字化转型的框架重构包括连接、数据、智能:1)连接:万物互联,解决人和人,人和物,物和物的连接问题;2)数据:连接后产生集成和协同,协同过程自然会产生数据;3)智能:数据经过加工和提炼,形成智能化分析应用。还包括两个支撑:1)组织支撑:包括了组织,人员,文化,过程等内容。2)技术支撑:包括了云原生,物联网,5G和数字孪生等,也包括数字中台构建。3)运营支撑:核心是基于数据驱动思维下,以价值创造为目标的持续改进。

企业数字化转型的核心基础是经过数字化重构和整合后的内部能力,这个能力目标是实现业务的敏捷,自动化,面对市场和客户需求足够的柔性应变能力。企业数字化转型中需要完成企业内部信息化建设和集成。这个集成包括了横向以业务价值链为核心的协同和集成,也包括了垂直的以生产制造为核心的集成,还需要实现横向和纵向之间的集成。

3.3. 应用场景出现:从“机器人找场景”到“场景找机器人”

3.3.1 工业机器人:横向渗透下游应用领域的发展趋势明确

机器人技术刚起步时面向的是大规模生产的汽车行业,汽车流水线严格的节拍使得其对机器人稳定性、重复定位精度、寿命等指标要求最为严格,2020年我国非汽车领域的应用占比已超过70%,不断渗透泛工业领域。汽车领域长期被四大家族占据,国内厂商在电子、锂电、光伏等新兴行业有更强的竞争力,国内厂商的国内市占率从2015年的18%提升至2022年的40%。

六轴机器人、SCARA机器人受益于新能源产业(新能源汽车、锂电、光伏等)的持续扩产需求带动。2020~2022年汽车制造行业工业机器人出货从4.7万台增至7.3万台,复合增速30%;新能源产业快速发展也拉动六轴机器人销量,2021年锂电行业六轴机器人出货9255台,同比增长102.61%。2021年锂电行业SCARA机器人销量10490台,同比增长94.44%,汇川、埃斯顿、新时达纷纷推出重负载SCARA机器人,加速布局锂电行业。

协作机器人下游场景丰富,行业应用渗透加速,带动了协作机器人规模的成长。协作机器人面对小批量、大批次、任务种类丰富、生产计划变动频繁的场景上有较大优势。汽车及其零部件、3C电子是协作机器人的主要流向,合计占比超过50%,其中汽车零部件、汽车电子下游应用场景需求增长对于协作机器人的拉动作用明显,3C电子、半导体、医疗等其他细分市场均有所增长。

DELTA机器人主要用于3C 电子、食品、日化、制药等轻工行业,下游企业体量小,市场规模小。DELTA机器人的高动态性能非常适合高速物流生产线上物料的分拣、搬运和抓放等操作,我国食品行业发达,但小厂众多,DELTA机器人的高成本阻碍其大规模采购,日渐下行的价格有望使DELTA机器人的引进成为可能。

3.3.2 移动机器人

清洁机器人:积极拓展商用清洁场景,目前交通枢纽、写字楼是商用清洁机器人的主要使用场景,占比分别为32.1%,26.3%。扫地机器人产品迭代速度加快,功能覆盖和应用场景持续完善,园区、医院、商场场景渗透率还有待提升。其中商场、机场和高级写字楼均为清洁标准要求高且具备较大面积室内平坦地面的场景,可能成为进一步推动机器人放量的主要场景。未来中国商用清洁机器人应用场景将从当前五大领域向学校、酒店、餐厅、影院、住宅等多元化应用场景落地。

物流机器人:AMR机器人下游占比最高的行业为电子3C,占比38%;液晶与汽车行业分别占比15%、12%。工厂车间生产流程环环相扣,物流运输频繁,想要提升自动化水平与生产效率就需要采用移动机器人进行物料运输。移动机器人主要有AGVAMR两大类。AGV为自动引导运输车,AMR是智能化程度更高、具有感知避障的移动机器人,凭借其高灵活、高柔性、易部署的优势在日益复杂的仓储物流行业渗透率不断提升。在制造业中,由于产品线复杂、生产周期短的特点,对车间物流的柔性化具有较高要求,从物料入库与出库到物料在不同产线、不同工位的全自动运转,到成品运输入库、成品分拣发货,AMR能够贯穿制造的各个环节,通过MES物料管理系统对各类物流搬运流程和机器人调度进行管理。

配送机器人:餐饮、酒店、写字楼、医院等场景市场需求广阔。1)室内配送机器人:餐厅、酒店是较具落地可能性和市场推广价值的场所。酒店机器人多用于配送客人私人物品、线上订单等更加私密的物品,其功能模块主要以货仓为主;酒店与顾客的互动和服务尤为重要,因此酒店机器人的语音、触摸屏交互系统对机器人更加重要;酒店配送机器人往往更加低矮,因此功能模块中无需集成防碰撞相关部件。餐厅传菜机器人在公共环境中工作,其送物平台更加开放,往往以货架形式出现,其高度和多机工作的特点使得避障和多机协同通信尤为重要。医院场景下的配送机器人在此次疫情中的大量投放和应用,提升了市场及群众的认可度。2)室外配送机器人:以无人驾驶配送车为主,绝大多数时间在开放环境中工作,环境更加复杂,技术复杂度更高,对芯片、激光雷达等核心部件的要求也更高。受政策、技术和安全因素的限制,室外配送还没有大规模落地案例,以物流、外卖为主业的企业在进行无人机、无人驾驶配送车的测试和试点。

3.3.3.医疗机器人:优势明显,康复机器人占比较高

在国内医疗机器人的各类产品中,手术机器人由于要参与手术,对准确性、精密度等方面都要求很高,是制造难度最大的品类,一般应用在骨科、腹腔等手术中,能减少术后疼痛、提高操作精确。康复机器人则设计康复护理、治疗等方面,用途广泛。辅助机器人及医疗服务机器人则协助远程医疗、导诊、消毒灯事项。

3.3.3特种机器人:面向特定场景提供高效且可复制的标准化产品

我国特种机器人应用领域持续丰富,在采矿挖掘、安防巡逻、电力巡检、防爆灭火、管道检测、水作业、军事作战等场景下得到进一步推广使用。特种机器人的商业化非常依赖场景需求,相对垂直的应用领域,对产品的可用性要求较高,面向特定场景能提供高效且可复制的标准化产品是特种机器人实现商业化的标准路径。

采矿挖掘:重点推进38种煤矿机器人。国家煤矿安全监察局发布《煤矿机器人重点研发目录》,聚焦关键岗位和危险岗位,重点推进掘进、采煤、运输、安控、救援等5类共38种煤矿机器人的研发应用。

巡检机器人在电力、安防等领域的应用发展迅速。国网智能自主研发的轮式电力机器人巡检系统,可根据实际需求装配不同功能组建,具备巡检、消防、除冰、绝缘包覆、检测等不同功能,以应对变电站室内外、高压输电线路、地下隧道管廊等多种应用场景需求,是电力领域中机器人标准化产品的代表,目前已实现大规模量产。例如,高新兴机器人公司研制的智能巡逻机器人在军队、银行、企业园区等场景均有应用,其推出的警用安保巡逻机器人解决方案融合高点监控、警用安保、警用巡逻等智能化信息系统,辅助公安民警在重点场所和重大活动时有效执行任务,提高事件响应速度及处理效率。力升高科自主研发千度耐高温消防灭火机器人,拥有多项耐高温防护专利技术,能够在没有外部辅助降温措施的情况下深入1000℃的火场内部,稳定执行灭火任务达30 分钟以上。面向复杂场景的共性需求研制通用型标准化产品。

水下机器人:已经在海洋探索、渔业养殖、水下检测维修、搜救、消费娱乐、军事、教育等领域广泛应用。水下机器人是可潜入水中代替或辅助人类进行水下极限作业的机器人。通过水下目标探测和识别、水下导航定位、水下通信等高新科学技术,水下机器人可实现水下打捞救援、水下探测、水下资源开采、水下娱乐等功能。根据支持系统联系方式不同,水下机器人可分为载人潜水器(HOV)、有缆水下机器人(ROV)和无缆水下机器人(AUV),ROV为国内水下机器人市场主流产品。

农业机器人:根据应用场景可分为两类,行走系列机器人,主要用于在大面积农田中进行作业;机械手系列机器人,主要用于在温室或植物工场中进行作业。

3.3.4人形机器人:降本和落地场景是发展关键

人形机器人处于早期阶段,成本和落地场景是发展关键。行业中技术积累最丰富的波士顿动力主要面向军用且多为前瞻性研究。特斯拉Optimus成为人形机器人走向商业化的标杆之作,目前面临性能和技术进展的问题。国内人形机器人研发参与厂商包括优必选、小米等。目前来看,人形机器人的应用场景主要集中在教育、导引、陪伴等场景;消费级产品中,人形机器人的成本发展空间的决定因素。


4. 行业发展内因:技术引领、产业链生态持续完善


长期来看,除了利好的外部环境红利,机器人行业的技术进步至关重要。工业机器人行业要取得长足发展,不仅仅因为“人太贵了”,而是机器人的解决方案能够满足制造和服务日益提升的对“质”、“量”要求。伺服舵机、传感器以及先进复合材料等技术的进步使得机器人在硬件维度也具备了比人更加灵敏的感官和运动系统,更加轻便、精密、灵活和安全。从硬件层面来看,一定程度提升了机器人对复杂环境的适应能力,为其落地应用提供了硬件基础。软硬件升级相辅相成,AI技术推动服务机器人智能化提升,以SLAM、机器视觉、语音交互、深度学习等为核心的AI技术不断发展能够推动机器人智能决策能力和场景覆盖范围的提升。

机器人三大核心技术模块:环境感知、人机交互、运动控制。机器人作为一种智能化软硬件结合的产品,性能提升的根基在于算法,核心算法(如SLAM、路径规划、避障等)、数据资源、计算能力是行业中长期竞争关键壁垒。

4.1. 运动控制:人形机器人产业发展促进核心部件制造能力提升

控制系统主要包含位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力矩控制几种控制类型,其控制过程是:控制器发指令给伺服驱动,驱动伺服电机旋转,通过减速机执行动作:

1)控制器:机器人的大脑,以算法为核心。常见的主要有PLC(可编程逻辑控制器)、独立式运动控制器、运动控制卡、专用运动控制器等。PLC主要功能是对开关量进行逻辑控制,并有简单的运动控制(直线轨迹控制)、运算数据处理等功能,通常采用触摸屏作人机界面。为扩充其应用领域,各厂家为客户提供了各种选配功能模块,如多轴运动控制模块、网络通信模块、模拟信号与数字信号转换模块等。

2)驱动器:伺服电机占主流。一般有电动式、 液压式、气动式三类。电动式执行部件动作灵敏,性能优良,控制方便,且容易小型化,得到广泛应用。运动控制中最常用的伺服电机类型有:直流(DC)伺服电机、无刷直流伺服电机、交流(AC)伺服电机和步进电机。按执行电机功率的不同,伺服电机可分为:小功率随动系统(100W以下)、中功率随动系统(100~ -500 W)、大功率随动系统(500W以上)。

3)传感器:编码器、力传感器、压力传感器等。

4)减速器:谐波减速器、RV减速器。

伺服系统、减速器:过去国外企业占据较大优势,国内企业经过多年积累和技术沉淀,已经逐步获得国际市场认可,产品竞争力不断上升。我国自主生产的谐波减速器在性能与可靠性方面已初步达到国际主流水平,2022年以绿的谐波为代表德自主品牌机器人用谐波减速器公司市占率40%,RV减速器领域,双环、南通振康、中大力德、秦川等国产品牌也有所突破,逐渐进入到一线国产本体厂商和日系本体厂商供应链;在中端伺服器领域实现大规模量产,以性价比优势满足中小企业用户需求,在高端伺服器领域,国产企业的品牌影响力正在形成,代表企业是汇川技术、禾川科技等。国产控制器硬件平台在处理性能和长时间稳定性方面已经与国外产品水平相当,国产控制器产品在软件方面较国际一流水准还有差距,具体表现为响应速度、易用性和稳定性方面的不足,缺乏产品应用的数据和经验积累。

零部件国产自给率持续上升,本体厂商整体竞争力得以提升,机器人有望复制工程机械行业崛起路径。上下游的协同效应,将使得产业链上参与方实现互惠共赢的局面,工程机械行业和机器人行业有着类似的发展规律:中国工程机械行业曾一度呈现“主机强、元件弱”的格局,关键零部件长期依赖进口,国产主机厂商因液压等零部件在高端领域竞争力偏低,成为行业发展的典型瓶颈。过去十年,以恒力液压为代表的国内零部件企业潜心研发,在高端液压零部件方面取得了突破,2011-2015年恒立液压大规模投资研发高端液压泵阀,2015年收购拥有70年重载柱塞泵研制经验的德国柏林HAWE InLine公司,液压泵阀产品取得显著突破。2016年工程机械行业景气筑底回升,一线整机厂商全面配套国产液压泵阀,国产挖掘机性价比优势凸显,进口替代加速,开始拓展海外市场,参与全球竞争,以三一重工为代表的工程机械主机厂商盈利能力显著提升。展望国内机器人产业的发展,三大核心零部件国产替代正在提速,多重因素驱动的主机需求增长,产业链协同下的互惠共赢局面可期。

4.2. 环境感知与自主定位:多传感器融合的SLAM技术成为趋势

自主导航系统主要包含感知、规划、控制与定位四个模块。

感知:用于实现机器人自主移动的感知和定位技术原理主要包括视觉、激光、超声波、GPS、IMU等,对应机器人感知系统的不同传感器类别。

自主定位导航:包括定位、地图绘制和路径规划。SLAM(即时定位与地图构建)是发展比较成熟、应用广泛的定位技术。SLAM是机器人通过对各种传感器数据进行采集和计算,生成对其自身位置姿态的定位和场景地图信息的系统。SLAM问题可以描述为:机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动,在移动过程中根据位置估计和传感器数据进行自身定位,同时建造增量式地图。获取定位和地图后,再根据路径规划算法(全局、局部、避障)实现自主移动。

激光SLAM因高精度、高可靠性、理论研究相对成熟成为目前落地产品最为丰富的技术。视觉SLAM能从环境中获取海量的、富于冗余的纹理信息,拥有超强的场景辨识能力,且能实现语义信息的提取,视觉SLAM目前尚处于进一步研发和应用场景拓展、产品逐渐落地阶段,仍有较大进步空间。家用扫地机:激光导航、激光+视觉导航是主流,2022出货占比接近85%。家用扫地机器人的技术方案包括激光导航、视觉导航、陀螺仪导航、激光+视觉导航等等,当前技术路线进一步收紧,正朝着单一、集中方向发展。2022年激光导航、激光+视觉导航是主流技术,占比接近85%,基于激光+视觉导航方式占比超过40%。AMR多数采用激光SLAM技术,2022出货占比超90%。

多传感器融合(相机、激光雷达、毫米波雷达、惯导等)的SLAM技术有望逐渐成为趋势,发挥取长补短的潜力。机器人对环境的感知大多通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、GPS及其之间的组合来实现。多传感融合保证安全,激光雷达、毫米波雷达、3D摄像头等多种传感器在功能上的冗余,保证了服务机器人的安全性和正常使用,未来多传感器融合将成为机器人整合多渠道数据信息并处理复杂情况的重要应用。

4.2.1.激光雷达:机器人多采用单线激光雷达

激光雷达包括激光发射、激光接收、扫描系统和信息处理四大系统。激光雷达的原理是:通过发射n条激光利用三角测距、TOF(飞行时间)或FMCW(调频连续波)来测量周围物体与自身的距离,获得精度较高的距离信息——点云数据。激光雷达上游主要包括激光器、探测器、扫描器(及其它光学组件)、芯片等零部件,分别对应激光发射、激光接收、扫描系统和信息处理。其中激光器和探测器、模拟芯片基本为外企主导或领先,国内供应商起步晚,技术水平均存在一定差距;光学部件一般是激光雷达厂商自主设计,已经达到或超越国外厂商的水平,具有明显成本优势。

应用于机器人的激光雷达以单线激光雷达为主,多线雷达随着成本下降有望在复杂场景下实现放量。根据发生线数的多少,有单线、多线(4线、8线、16线、64线等)之分,不同线束雷达采集的信息量不同,成本、成熟度、应用场景也存在差异。目前应用于服务机器人的激光雷达以单线为主,扫描平面图,不能获取高度信息。消费级扫地机器人搭载的单线激光雷达多为百元级别;商用场景下,如导购机器人、送餐机器人、酒店机器人、AGV等同样以单线激光雷达为主,但扫描距离、识别精确度、灵敏度要求较高,价格百元到千元不等。多线激光雷达目前多应用于自动驾驶领域,价格在万元甚至十万元以上,技术成熟度提升带动成本下降,多线激光雷达有望在复杂场景下的机器人(商用清洁机器人、AMR)实现放量。

2017~2021年,全球激光雷达市场规模从5.1亿美元增长至20亿美元,复合增速40.7%,机器人行业占比4.2%。预计25年将进一步增长至135亿。速腾聚创、览沃科技、华为、禾赛科技凭借高性能和成本优势表现不俗。

4.2.2.毫米波雷达:机器人主要采用24GHz和60GHz频段

毫米波雷达具有抗干扰能力强、性价比高、探测距离远的特点。毫米波雷达通过发射并捕捉波长1nm~10nm、频率30GHz~300GHz之间的毫米波信号,一般基于FMCW调制测距原理,确定物体的距离、速度和角速度。毫米波雷达上游包括硬件系统(射频前端、DSP、天线及控制电路)和软件系统两大部分。毫米波雷达具有波长短、频带宽的特点,因此其穿透能力、抗干扰能力优于激光雷达,在雨雪雾霾沙尘暴等恶劣天气,均能开启正常使用;毫米波雷达成本价廉,价格在百元到千元级别,能满足机器人行业的成本要求;毫米波雷达探测距离在150m~250m之间,可满足较大范围探测的需求。

非汽车法规行业技术厂商之间的毫米波通信竞争大多是60GHz频段为主导,24GHz毫米波通信因技术成熟,相对低的成本在工业应用中有相当大的市场。24GHz,60GHz和77GHz是大多数毫米波通信传感器使用的频率段,这三个频段之间的差异主要在于网络带宽。工业和信息化部发布的《汽车雷达无线电管理暂行规定》将76-79GHz频段的总体规划用于汽车雷达,并限制其他道路雷达在该频段的应用。非汽车法规行业技术厂商之间的毫米波通信竞争是60GHz频段主导,60GHz最明显的的优势是毫米波通信密集点云,大量的点云数据提高了识别精度。目前60GHz和77GHz的毫米波雷达的范围分辨率都在3.75cm左右,使用250MHz带宽的24GHz传感器的最佳范围分辨率是60cm,点云数据的密集程度精细程度显然无法处在一个量级。随着24GHz可用带宽的减少,用60GHz来弥补是一个不错的选择。

预计2022年毫米波雷达市场规模86亿元、出货2700万颗。根据AIOT星图测算,2018~2022年中国毫米波雷达市场规模从31亿增长至86亿,复合增速40.5%;出货量从550万颗增长至2000万颗,复合增速71.4%,预计2022年市场规模86亿元、出货2700万颗,同比24.6%、35%。

毫米波雷达被外资垄断,国产厂商处于起步阶段。毫米波雷达市场结构集中,前五大市场主体博世、大陆、安波福、Veoneer、海拉,合计占比84%。国内德赛西威、森思泰克、华域汽车等行业先行者,已经具备77GHz毫米波雷达量产能力,随着国产替代加速,国产毫米波雷达厂商或能依靠本地优势占据市场制高点。

4.2.3.机器视觉:ToF法、多目(双目)视觉是技术趋势

根据测距原理,3D视觉可分为主动测距和被动测距。主动测距方法的基本思想是利用特定的、人为控制光源和声源对物体目标进行照射,根据物体表面的反射特性及光学、声学特性来获取目标的三维信息。其特点是具有较高的测距精度、抗干扰能力和实时性,具有代表性的主动测距方法有结构光法、飞行时间法(ToF法)、三角测距法。被动测距技术不需要人为地设置辐射源,只利用场景在自然光照下的二维图像来重建景物的三维信息,具有适应性强、实现手段灵活、造价低的优点,依据视觉传感器的数量和特性被动测距包括单目视觉、双目立体视觉、多目视觉。

单目视觉、结构光较为成熟,ToF法、多目(双目)视觉是技术趋势。目前在移动机器人导航系统中,视觉方案多以单目视觉为主;结构光法已经在工业3D视觉中大规模应用。前者无法获取深度信息,多与激光雷达配合使用;后者软件复杂度、硬件成本高,目前ToF法、多目(双目)视觉是主要的技术趋势。ToF技术在远距探测精度、模组成本方面优势突出;随着芯片算力的增加,多目(双目)视觉的立体匹配问题有望得到突破,视觉方案成本进一步降低。

2021年国内视觉产品市场规模64亿,2017~2021年复合增速18.6%。市场格局来看,整体国产化水平不低,高端市场仍由海外品牌主导。2021年海康威视、华睿科技、大恒图像等国产品牌市场份额合计占比约40%。从技术难度上国产品牌在中低端市场具有竞争力,高端市场由康耐视、基恩士等海外品牌主导。

4.3. 人机交互:多模态交互是发展方向,ChatGPT提供新思路

人机交互技术是实现人机有效沟通的桥梁,多模态交互是未来发展方向。人机交互是指借助计算机外接硬件设备,以有效的方式实现人与计算机对话的技术。在人机交互中,人通过输入设备给机器输入相关信号,这些信号包括语音、文本、图像、触控等的一种或多种模态,机器通过输出或显示设备给人提供相关反馈信号。服务机器人的人机交互,就是使用人机交互技术,通过屏幕、语音、手势视觉、Web后台等一系列的方式来控制机器人按照用户的意图执行任务。一个完善的机器人系统需要友好的交互技术做支撑,功能齐全人机交互系统能极大提升机器人使用体验,吸引用户使用。

以语音识别、自然语言处理、语音合成为主要技术构成模块的语音交互技术已发展较为成熟。基于语音的人机交互是当前人机交互技术中最主要的表现形式之一。它以语音为主要信息载体,使机器具有像人一样的“能听会说、自然交互、有问必答”能力,其主要优势在于使用门槛低、信息传递效率高,且能够解放双手双眼。

深度学习技术是近年来加快智能语音技术落地应用的关键。深度学习特别是大模型的流行,呈现出强大的表示能力和高准确率,对AI芯片提出了更高的要求。智能语音经历了从模版匹配、概率统计建模、再到深度学习方法主导的阶段,特别是端到端深度网络的出现让语音技术的大规模商业化成为可能。目前语音识别成功率在低噪声且近场环境下已达较高水平,仍会出现复杂环境下鲁棒性差、计算及训练资源消耗大、沟通方式不够人性化等问题,因此仍需在技术和场景应用层面继续改善。智能语音技术中,算法、数据、AI芯片是三大核心要素。AI芯片按用途分为训练芯片和推理芯片,按架构可分为GPU、FPGA、ASIC、类脑芯片,效率依次提升。

ChatGPT将人类反馈强化学习(RLHF)引入深度学习的方式,为将来服务机器人更智能化、人性化发展提供新思路。ChatGPT是OpenAI开发的基于GPT3.5和人类反馈强化学习的自然语言处理模型。目前大规模商业化的语音技术多采用深度学习方法,ChatGPT的面世让人看到大模型(当前深度学习的主流方案)同强化学习的结合能带来的机器理解力和内容输出能力的提升。生成式AI的表现出强交互能力和商业化潜力将赋能包括视频、图像、语音在内的多种相关产业的进展。未来基于类ChatGPT模型并结合语音合成和语音识别的智能语音方案将成为新一轮包括养老、教育类服务机器人厂商角逐的技术和迭代方向。

中国智能语音市场规模稳定扩大,2021年增至365亿元,2017~2021复合增速28%。2017~2021年,中国智能语音市场规模从106亿元增值285亿元,预计2022年市场规模增至365亿元。

核心算法、数据一般由厂商自主研发和采集,国内智能语音市场呈现头部集中的竞争格局。科大讯飞凭借其长期在语音技术的积累以13.7%的市场份额位列第一;阿里、百度为代表的互联网公司的算法和研发优势明显,合计占20%的市场份额;其他参与者还包括拓尔思、小i机器人、捷通华声、智臻智能、思必驰等。

目前体感交互的发展仍然处于探索阶段,主要集中在游戏领域,当前正向消费电子、健身、医疗辅助、XR等领域渗透,其解决方案尚未形成明显的竞争格局。体感交互是直接通过对人的姿势的识别来完成人与机器的互动。体感交互主要是通过摄像系统模拟建立三维空间,同时感应出人与设备之间的距离与物体大小。这种交互方式区别于传统鼠标、键盘、多点触摸式交互的交互方式,是由即时动态捕捉、图像识别、VR等技术融合衍生出的交互方式,以实现手势识别、表情识别、眼球追踪等并予以反馈。交互形式的合理性、交互行为的简洁性、交互意图的准确性以及交互反馈的即时性是发展体感交互技术过程中的四大重要因素。主流的体感交互应用方案多是基于传统视觉特征识别关键点并进行姿态估计,针对静态或是简单的动作识别不成问题(如简单的手势交互),动态、复杂场景下会出现受外界干扰大,识别不精确的情况。基于深度学习的体感交互方案是当前学术探索的趋势,但由于运算复杂、训练数据库不够完善,技术水平有待提高。体感交互技术应用主要集中在游戏领域,当前正向消费电子、健身、医疗辅助、XR等领域渗透,其解决方案尚未形成明显的竞争格局。随着体感交互技术的发展成熟,机器人有望成为高层次体感交互的载体,多交互方式融合提供更好的交互体验。


5. 从机器人行业一级融资情况看投资机会


2022年,机器人行业融资事件创新高。天眼查数据显示,目前机器人行业企业48.3万家,2021年企业家数增长47.3%,2022年增速36.9%,新增注册企业12.8万家。根据 《2022年中国机器人行业投融资数据分析报告》,截止到 2022 年 9 月 1 日融资事件总数为 2039 起,融资规模为 2697亿元。从融资事件数量来看,2015 年之后融资数量不断攀升,从公开披露的融资数据来看,2020~2022年机器人行业的融资事件分别为242起、210起, 358起,已披露融资金额总计约在400~500亿元。

核心部件减速器、机器视觉、传感器,移动机器人和协作机器人受到了资本较高关注。据36氪不完全统计,2022年机器视觉领域至少完成了51起融资。服务机器人领域,移动机器人、协作机器人是获得融资最多的领域。


6. 风险提示


1)经济复苏低于预期;2)超融合在国内水土不服;3)出现相似技术。


注:本文摘自国泰君安证券股份有限公司2023年3月6日发布的《机器人产业:技术奇点靠近,需求拐点来临》

报告分析师:肖群稀,资格证书编号:S0880522120001;鲍雁辛,资格证书编号:S0880513070005

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