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机器人改变行业发展逻辑 下一个需求爆发点究竟在哪里?

2019-11-24 15:05编辑:admin人气:


  Google正大举进入机器人、无人机等各类智能硬件产品;软银、阿里、富士康不久 前合资并启动情感机器人Pepper 量产计划。这些国际巨头的战略布局,让人们意识 到一个新制造、新硬件时代正悄然来临。对于未来,我们的思考机器人行业下一个需求爆发点究竟在哪里?

1)随着人口红利消失,工业机器人率先被用于以3C装配业为代表的劳动密集型工业;

2)以智能为核心的高端服务机器人空间无上限,但大都处在研究和实验阶段,或将在正文阐述的八大细分行业开启商用化巨幕。

  传统农业向现代化农业跨进,植保无人机及特种农业机器人容量超百亿

  当大田(规模化)农业发展到达一定程度后,特种(精细化)农业将引来爆炸式发展, 从而实现传统农业向现代农业的转变。机器人的运用将会是这场农业技术革命的推动 力,以果蔬种植和植保工作为典型代表的精细化农业机器人最先受益。对于采摘机器 人图像处理和果实易损性是主要难点,国外技术更为成熟,但技术壁垒总体不高。植 保无人机国内刚刚起步,较之美国、日本的农用航空作业占耕地面积比例高达50%、 54%,世界平均水平17%,我国仅不到1%,发展潜力巨大,容量或超百亿。

  个人/家庭服务机器人是全球服务机器人产业中发展前景最好和增速最快的领域

  家用服务机器人爆发时点取决于经济性,随着技术不断成熟,实用性增强,量产后成 本将进一步降低,以清洁机器人为代表正以惠民的价格(从几百元到上千元不等)切 入到实用度高的应用场景-家政服务,即将作为家庭电子类消费产品进入千家万户, 是家用机器人中目前最成熟的商业应用。由此延伸的酒店服务机器人,以事物为基础 的工作特点上,实现节省人工费用的同时保护旅客隐私,目前已应用于多家酒店,广 受好评。

  行业发展不健全导致需求错配倒逼外康复理疗机器人爆发

  国内康复理疗行业存在康复理疗科普及率低和康复理疗人才良莠不齐等问题, 60%的 康复需求仅得到不足 20%的康复服务,人才紧缺,需求庞大,是倒逼康复医疗机器 人爆发的主逻辑。目前已成型产品主要包括手术机器人和外骨骼,据测算占据康复机 器人市场中80%的外骨骼到2020 年空间将过百亿元。全球老龄化问题严峻,由此延 伸的养老看护机器人空间巨大,据测算我国 2020 年空巢家庭比例会高达60%, 空巢家庭户数约为1 亿户,带来千亿的巨大需求,Pepper秒计售罄可见一斑。 政策助力,加大军队/消防等特种机器人在公共安全领域危险作业替代 目前全球政局看似平稳,实则各个利益集团暗潮涌动,在此背景下,全球军队大换血, 部队投入重金研发军用机器人,仅美国开支就从2000 年的2.83亿美元上升至 2016 年的29 亿美元。同时,在和平年代,公共安全事件导致的危险作业亟需特种服务机 器人提高救援效能。十二五期间,我国已将公共安全机器人将作为机器人《服务 机器人科技发展专项规划》重点发展的四大任务之一。

  自动驾驶是正在慢慢被接受,关注程度不断提高

  目前自动汽车发展的一个主要障碍就是成本过高,根据BCG 的估计,一辆无人驾驶 汽车的成本在 2025 年量产化之后可以被压缩到10000 美元以下。一旦实现7000 美 元成本,随着马路上自动驾驶汽车的普及,联网的汽车交通平台将会形成,超强的传 感系统和高级算法将会完全改变人们出行的状态,自动驾驶机器人高效的通行效率和零事故率将不再是梦。

  看好商业模式明确,切入独特需求的机器人公司

  目前全球机器人产业格局还没有形成,但在知识积累和产业应用方面,中国企业仍有 很多优势和机会。未来有望成功的机器人公司或是有独到需求+成熟商业模式型,能融合市场、渠道、销售和独到的需求爆发点,持续推荐科远股份、巨星科技、华昌达。

  报告正文

  再梳理:机器人改变行业的发展逻辑

  随着人均用工成本不断上升,人口红利的消失让很多国家开始走上用机器取代人工的阶段。机器人的运用的主要目的是解放生产力,用机器去取代一些繁琐,工作量大的工作,人类从 而可以享受更多的自由时间。如同石器时代的工具,现代机器人扩展了人类能力的范畴,使 生产力更加高效。从物理层面上说,机器人由于其强大的机动性能,它们可以取代人类完成 很多力量要求很大的任务。与此同时,一些重复性很大的工作也将被机器人代替。超高的精 度使机器人可以完成非常精密的工作。从早期的简单自动化,到工业机械手臂,最后发展到 具有情感的伴侣型机器人,人工智能和云计算技术把机器人的智能化程度提高到了前所未有 的高度,人类因此开始把机器人应用在需要思考分析的岗位上替代人类的工作。这篇报告将 从机器人的特点入手,根据行业梳理未来很有可能被机器人替代的职业以及背后的逻辑,最 后我们讲会讨论未来机器人的发展特点。

  随着用工成本的提高,我国制造业面临着前所未有的压力,现有的生产能力已经到达极限, 无法满足全球巨量的产品需求。手机行业3班倒,24/7的工作强度使用工问题越来越突出, 较低的利润率使很多劳动力密集的制造型企业压力山大。对企业来说,超低,甚至是亏本的 制造方式已经到达极限,通过自动化提升产能同时降低用工成本是当务之急,因此我们判断, 首先被机器人改变的行业将会是制造企业。高端服务机器人依旧处在研究和实验阶段,商用 化的道路依旧漫长,后续我们将展开至8 个细分下游讨论。

  人口红利结束,工业机器人率先发力劳动密集型行业

  工业机器人换人的核心逻辑:1)人口红利的结束导致用工成本的飞速上升2)人工智能的 快速发展使机器可以从事复杂的工作。行业的大环境也有新的变化:机器人行业竞争加剧, 下游集成商开始自己研制机器人,比如富士康的装配机器人,美的收购库卡完成在机器人行 业的布局。在如此格局之下机器人会在哪个行业最先爆发呢?由于机器人的特点在于高效和 很高的产品质量,我们需要从在这两个方面需要改进的行业中进行筛选。从对质量的需求来 看,根据国际质量管理协会(ISO)发布的年度报告,全球已经有160 万家企业得到ISO 颁 发的质量体系认可证书,而排名前几的行业是工业零件制造,原材料和电子通信行业。这些 行业不断上升的质量诉求推进了行业内自动化改造的推进,我们从工业制造企业大规模使用 工业机器人的浪潮中可见一二。

  非汽车行业对机器人的需求不断增加,电子制造业作为一个庞大的产业,工人数量众多,重复的工作多,产品更新很快,定制化的要求也很高。自动化设备的引入将会改善整个产业的 产能,缩短生产周期同时提高产品质量的最优途径,尤其是 3C 装配行业,我国人口红利的 消失使劳动密集型行业的利润率骤降,为了保持我国制造业大国的地位,提高自身的成本竞 争力,机器人的使用势在必行。行业需求的倒逼是造成工业机器人大发展的主要原因。

  以智能为核心,服务机器人空间没有上限

  新技术的出现和技术成熟期的缩短是推动服务机器人发展的根本动力。具体来说体现在三个 方面:1)统计学方法的成熟,为核心算法进步提供基础;2)遵循摩尔定律,计算机处理能 力大幅提高,目前已具备每秒处理百万个数据单元的计算能力;3)大流量、持续的数据的 获得,特别是移动互联网发展后。拥有数据优势的企业开始投入大数据及人工智能开发,例 如:Google、Uber、Linkedin等美国企业和以阿里巴巴、腾讯、百度为代表的中国企业。

  服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它定位于服务人类,而不是用于应用于制 造业从事生产。它可以认识周围环境,根据变化的环境信息自主思考,并做出反应,是多种 技术集成的智能化装备。

  智能是服务机器人最大的特征。工业机器人是一种可编程和多功能的操作机,是在结构化和 已知的环境下为了执行不同的任务而提前设置操作的专门系统。不同于工业机器人,服务机 器人面临的工作环境是非结构化和未知的,它的最大特征是智能化。机器人与人,可以神似 形不似,以虚拟软件的形式服务人类。所谓神似,即让机器人的神经网络接近于人,依 赖于人工智能和互联网, 能听会说 、 能理解会思考 ,与人实现自如的沟通。这样的机器 人可以作为虚拟应用,通过开放API 植入任何硬件终端,即能为我们提供监控、远程操控、 聊天、资讯等贴心的服务。

  临近需求爆发之八大行业

  人类对于机器的运用已经从单一的工具概念进化为辅助协作的层面,通过以上逻辑,机器人 已经具备和人类进行简单交流的功能,这种思考的能力使机器人可以在相对复杂的空间 中活动和工作,而不是像工业机器人一样在特定的加工区域。它们可以替代人们去完成重复 工作性质的服务型工种和需要复杂逻辑的工作。这类工作的定义比较广泛,从机器人的智能 化和重复性好,以及替代人类这个核心逻辑分析,我们可以确定行业机器人的需求会在未来 某个时点爆发,例如:1)搬运和清扫类的工作,比如服务员和保洁员。这些职业对于技能 要求不高,重复性比较高,而且在相对结构化的空间中工作。2)环境恶劣,任务单一的工 作,比如军人和消防员。用机器人代替人类完成危险工作本来就是我们的核心逻辑,而且传 感设备的高速发展使机器人具备了比人类更加灵敏的感官功能,再加上强大的机械关节,搬 运重物的能力也更胜一筹。3) 需要高度智能化的工作:自动驾驶等,关于智能驾驶的逻 辑将会在后面的分析中展示。

  植保无人机为代表的农业机器人

  对于第一产业来说,根据刘易斯《二元经济论》 ,当农业劳动的边际生产率为零或者为负数, 农村劳动力的增加不会造成生产力的下降,农村劳动力会源源不断地流向城市,加入工业化 进程。当农村劳动力流出到一定程度以后,农产品产量下降,价格上升,农民为了追求利润 会把现代农业的生产要素引进来,从而实现传统农业向现代农业的转变。

  农业机械化程度虽然很高,但是成本却不断上升

  虽然经过10年的机械化设备的普及,全国各地的农业机械化程度也到达了新高,与此形成 鲜明对比是菜篮子批发产品的价格指数:

  虽然农业机械化程度不断提高但是居民菜篮子里的蔬菜食品价格却越来越贵。根据我国国家 统计局的数据,在2008-2012 年期间,稻米生产、流通、消费三环节对最终价格的贡献率 平均为46.4%、22.6%、31.0%,生产环节所占的比重很大。

  蔬果采摘机器人市场巨大,技术壁垒低极具发展潜力

  果蔬采摘作业是果蔬生产中最耗时、最费力的一个环节,收获期间需投入的劳力约占整个种 植过程的50%-70%。随着社会经济的发展和人口的老龄化,很多国家农业劳动力严重短缺, 导致果蔬生产劳动力成本增加。为降低成本,提高劳动效率,果实采摘的自动化成为亟待解 决的问题。另外,采摘作业季节性强,劳动强度大、费用高,因此保证果实适时采收、降低 收获作业强度及用工费用是保证农业增收的重要途径。作为农业机器人的重要类型,大田果 蔬采摘机器人在降低工人劳动强度和生产费用、提高劳动生产率和产品质量、保证果实适时 采收等方面具有巨大的发展潜力。由于采摘作业的复杂性,采摘自动化程度仍然很低。目前, 国内外水果采摘作业基本上都是人工进行,其费用约占成本的30%~50% ,并且时间较为 集中,劳动量大,工时紧张。

  如果我们用草莓做例子来估算采摘机器人的市场容量:世界草莓栽培面积在30 万公顷,按 一台草莓采摘机器人负责1 亩草莓种植园,全世界就有30*15=450 万草莓采摘机器人的体 量。按一台机器5万元计,10%的场地是由机器人采摘,光草莓收割机就有200 亿人民币 的市场容量。再加上其他蔬菜水果的采摘,市场巨大。而且相比较其他工业机器人,采摘机 器人所需要的图像处理技术和关节活动技术的技术壁垒不算太高,也没有国际巨型公司的垄 断。我们可以认为采摘机器人会成为农业机器人需求领先出现的代表。

  图像处理和果实易损性是主要难点,国外技术愈发成熟

  国外对于蔬果采摘机器人的研究已经超过半个世纪,早在上世纪60年代就已经开始研究。 随着计算机图像处理技术、工业机器人技术以及人工智能控制等技术的发展和日趋成熟,日 本、美国、荷兰、法国、英国、意大利、以色列、西班牙等国家在采摘机器人的研究上做了 大量研究工作,并且试验成功了多种具有人工智能的采摘机器人。现在国际上出现的采摘机 器人,针对不果实的采摘率各有不同,苹果、草莓和柑橘这样的水果采摘率可以超过95%。 漏摘的主要原因是光线不好造成图像分析的不准确以及叶子等遮挡物阻碍了视频采集设备 的工作。从设备的采摘效率来说,以西班牙的柑橘采摘设备为例,它能通过柑橘的颜色、大 小和形状来判断柑橘是否达到采摘标准,还可以按色泽、大小进行分级装箱。该机器人采摘 速度为1 s/个,较之人工提高效率6 倍多,一台机器相当于六个人的工作量。而且这台机 器可以24 小时采摘,极大提高了采摘的效率。

  植保无人机渗透率远低于国外,市场容量超百亿

  植保无人机在效率、安全、环保、防治效果等方面大幅领先与传统的人工植保方式。无人机 每分钟可以完成1-2亩的农药喷洒作业,而人工喷洒农药的效率大约每小时2 亩,无人机的 效率目前是人工的30-60 倍,考虑无人机技术的提升,土地的平整和规模化,无人机效率上 的领先优势会越来越大。无人机植保实现了人和药的分离,通过地面遥控或GPS飞控操作, 喷洒作业人员远距离操作避免暴露于农药下的危险,喷洒农药时旋翼产生的向下气流有助于 增加物流对农作物的穿透性,防治效果好,也可以节约50% 的农药使用量,90% 的用水 量,大大降低了资源成本。

  目前国内农业植保仍以人工加手动、电动喷雾机这样的半机械化装备为主,占比超过90%, 航空植保比例小于2%,按2015 年植保无人机总作业面积达1152.8万亩次计算,无人机植 保比例不到1%。而美国、日本的农用航空作业占耕地面积比例分别达到 50%、54%,世界 平均水平也达到了远高于我国的17%,我国在航空植保方面还处于刚刚起步阶段。

  悲观、中性、乐观估计下到 2020 年累计无人机整机市场空间 15.19 亿、24.30 亿、45.56 亿,规模更大的是植保服务市场,分别达到 45.56 亿、72.90 亿、136.69 亿。还有庞大的无 人机保养维护,零部件(如电池)更换市场。

  以事物为基础的机器人将会最先兴起。如果我们对服务行业进行分类,服务行业主要包括了 以互动为基础(humaninteraction based)以及以事物为基础(objectbased)两方面。很 多服务行业的工作并不需要大量的人际互动,比如酒店的房间服务。酒店的结构相较于家庭 来说布局相对简单,而且酒店有许多重复性很高的工作,机器人可以替代服务生完成许多工 作,并且还能为客人提供更加方便的住宿体验。服务业的从业人员可以全心全意投入到与客 户的人际交往中从而提供更加优质的服务。因此以事物为基础的机器人将会最先兴起。

  住宿行业规模不断扩张,人工成本拖累营业收入

  据中国饭店协会依据商务部典型企业数据估算,样本企业 2014 年总营业面积和资产总额均 有所增长,营业面积总额较上一年度增长 9.1%,资产总额较上一年度增长 4.7%,住宿行 业规模持续扩张。截止 2014 年底,全行业经营单位达 54.6 万家,比上年增长 6.69%, 从业人数 478.4 万,同比增长 5.9%,总收入 4893 亿元,同比下降 5.3%。住宿业经营单 位数和从业人数较上一年度有所增长,主要原因是住宿业业态创新迅速,新业态不断出现, 新的经营主体不断进入,行业规模持续增长,行业接待能力持续扩大。

  从盈利能力看,限上企业利润率同比下降 90.4%,平均利润率已降至 1%。企业三项费用 平均为营业额的 62.4%,较上年增加0.7%,而税金为营业额的 7.5%,较上年增长 9.1%。 总体来看,客房服务人数占酒店员工总数超过25%,成为酒店营业开支中最大的一个部分。

  但国内康复理疗行业存在康复理疗科普及率低和康复理疗人才良莠不齐等问题,从而大大的 阻碍了康复理疗行业的健康持续发展。其中康复理疗科特别是社区医疗服务站的乡镇医院的 康复理疗科普及率偏低,再者国民在大医院就医存在经济压力大,离家远的困难,因此康复 理疗科资源的不足大大降低了国民康复保健的便利性和有效性,另外,康复理疗行业存在专 业人才规模严重匮乏和素质参差不起的困境。如果按每千人配备2 名康复保健师计算,全国 13亿人口就需要 260 万康复理疗师,那么如何提高康复理疗专业人才规模的任务是非常繁 重艰巨的。

  康复机器人的背景介绍

  在康复人才如此紧缺,康复诊所不规范的状况下,无需专业人士指导的康复机器人将成为改 变这个行业的重要途径。根据用途划分,医疗机器人大致可以分为手术机器人,康复机器人, 护理机器人,救援机器人和转运机器人

  手术机器人市场体量大,外骨骼机器人增速明显

  康复机器人又可细分为几大类:第一类是与感觉功能有关的康复机器人,比如人工视网膜、 人工耳蜗;第二类是与运动功能有关的康复机器人,据不完全统计,康复机器人市场中80% 以上都集中在运动功能上;第三类与感知语言功能恢复有关。

  康复机器人在应用技术突破后的市场需求量巨大,未来几年增长速度将超过医用机器人市场增度,将从 2015 年的4300 万美元增长至2020 年的18 亿美元。康复机器人用户与轮椅用 户相似,主要应用于自行行走不便,需要器械辅助的程度,包括残疾人,行动不变的老年人 等。其次用户必须具备一定的经济承受能力。一台Rewalk6.0外骨骼机器人售价7.7万美元,2014 年我国电动轮椅产量达到92.5 万台,随着技术的成熟,国产化的外骨骼机器人售价能 降至10 万元人民币,如果其中有10%的客户选择外骨骼机器人,市场容量也会达到近 80 亿人民币。再加上医院康复门诊的采购能力,这个行业国内将会有近100 亿的市场容量。而 且这个估计还仅仅限于帮助残障人士行动的外骨骼机器人,对于肌肉康复训练等细致化分类 的康复机器人,市场容量还将扩大数倍。

  手术机器人虽然市场庞大,但是准入门槛相较外骨骼机器人来说要高很多。世界手术机器人 已经被国外大型医疗公司所占据。达芬奇系统优势明显,其进入市场时间早,由于手术机器 人价格昂贵,已经采用的医院很难替换原有的系统,而且医生的培训的器械也都由达芬奇等 公司提供,其形成的商业壁垒很难被打破。而我国的手术机器人多处于研发和临床试验阶段, 国家审批程序繁琐,一台设备从研发成功到进入市场要 3-5年时间,还不包括漫长的研发程 序。相比于手术机器人的高门槛,国产外骨骼机器人势必会比手术机器人享受更快的发展。

  工业和信息化部,发展改革委 ,财政部关于印发《机器人产业发展规划(2016-2020 年) 》 的通知中强调要开展陪护与康复训练机器人在失能与认知障碍人群中的试点示范,开展智能 假肢与外骨骼机器人在行动障碍人群中的试点示范,开展手术机器人在三甲医院智能手术中 心的试点示范,大力推进服务机器人在医疗、助老助残、康复等领域的推广应用。

  空巢家庭催生的养老助残机器人

  老龄人口增加,养老护理市场空间巨大

  中国老龄化水平不断提高。2014 年,我国65 岁及以上人口达到1.3亿,占总人口的比例已 经超过了10%。预计到 2020 年,我国老年人数量将达到2.43 亿,老龄化水平将超过17.2%。

  其中,80 岁及以上老龄人口将达到3067 万人,占老龄人口的 12.37%机器人保姆能全面照顾老年人行动和情感。服务机器人可以提升老年人在行动、视力、认知、 抓握等方面的能力,也可以代替年轻人实现对老年人的看护和情感照顾。比如智能轮椅,能 够实现自动定位和自主导航、直接把老年人送到目的地;将来还能配合机械手,实现吃饭、 喝水、取物之类的操作性功能;机器人保姆可以把卧床的老人从床上轻松移上移下;陪护机 器人能陪老年人聊天、娱乐;监测机器人作为老年人对外沟通工具,能帮助年轻人实时监测 老年人在家情况和健康状况等。护理人才匮乏与老龄化、慢性病带来的庞大康复医疗需求之 间的矛盾,给康复机器人带来施展空间。截至2015 年底,中国共需要养老护理人员1000 万人,但全国养老机构拥有的护理人员不足100 万人,全国养老机构持证上岗的护理人员不 足2万人。

  我国空巢家庭催生2000亿市场容量

  据2010 年第六次全国人口普查,我国 空巢家庭(单身老人,一个老年人与未成年人,一 对老夫妇,及一对老夫妇与未成年人)户数为0.43 亿户,占老龄人户比例为35.2%。而据 2012 全国老龄办报道,我国城市老年人空巢家庭比例已达49.7%。按照这个增速,预计到 2020 年空巢家庭比例会高达60%,空巢家庭户数约为1 亿户。假设一户1空巢家庭需要 一台家用服务机器人,一台家用服务机器人以2000 元估计,空巢家庭对家用智能服务机 器人的需求将贡献约2000 亿元的市场容量。

  养老助残机器人由于技术复杂、成本高,目前市场化的程度并不高,处于示范应用阶段。当 前养老助残机器人覆盖率低但潜力巨大,许多国家正在运作此类项目和计划以推广残障辅助 机器人的技术和使用率,在随后的 20 年内将会迎来爆发性增长。据IFR 预测,到2017 年, 养老助残机器人有望销售12400 台。

  Pepper之风席卷全球

  Pepper是由日本软银集团和法国AldebaranRobotics机器人公司共同研制的用于智能化的家用人形机器人,具有很强的感知、情感和交流能力,可以满足娱乐、交流对话、看护、日 常陪伴等多种社交需求,并且作为智能互联终端,可以通过软件拓展应用。今年6 月中旬, 两批2000 台面向普通用户正式开售,很快就被哄抢一空。

  智能化程度极高,有很好地人机交互体验。它可以识别人类的表情、动作、语音,甚至判断 情感,并作出相应的交流、反馈。此外,它可以不断的自我学习 ,它会不断收集对外界 反应数据资料并上传云端,然后又通过接收来自云端数据增强人工智能。 定价低于2000 美元,具备对高端PC 形成有效替代的潜力。价格相对实惠,对消费者吸引 力大大提升。Pepper 的售价仅为1999 美元,合计12098 元人民币,这一价格与高端PC 价格相当。

  架构开放,功能无限拓展;依托云服务,实现自主学习,升级智能交互。Pepper 重要特点 之一就是和智能手机一样,其架构是对全球 APP应用商和软件开发商开放的,其应用程序 可以不断的更新和升级,功能也可以依靠软件无限的拓展,而软银等本体集成商就提取相应 的服务费用实现盈利,从而让利用户于初期硬件的购买费用,推动服务机器人的普及。另一 方面,阿里战略注资Pepper,会借由其大数据、云服务平台方面的核心优势,使 Pepper 实 现自主学习,在机器视觉、语音交互、家庭智能控制等人工智能方面实现升级。

  像Pepper机器人这样拥有自我学习的机器人不仅仅满足了老年人需要护理的日常要求,他 甚至可以满足老人心理上需要陪伴的需求。

  政策助力的军用/消防专用机器人

  由于美德英法意等发达国家在积极组建军事化机器人部队,因此其成为专业服务机器人里最 广泛的应用,2013 销售数量为9450 台,占比达到 45%。 IFR预测,2014-2017 年间,国 防应用机器人将新增销售54000 台。军用机器人有以下几个特点:

  安全:机器人可以代替人类完成一些非常危险的任务,减少了军队的伤亡比例。

  精准:执行任务半径大,耐力强,速度快,可以快速到达目标地点。

  便宜: 随着电子零件的成本下降,培训军人的成本上升,机器人的应用将会削减军队的开支。

  全球军队大换血,部队投入重金研发军用机器人

  根据美国国防部的数据,虽然美军军费开支连年削减,但是在军用机器人上的开支却从2000 年的2.83 亿美元上升至2016 年的29 亿美元,涨幅超过10 倍。无人机的数量从167 架增 加到如今的超过11000架。全球军用机器人开支的复合增长率大约在10.3%左右,预期在 2018 年将达到75 亿美元。无人机市场可能达到1230 亿美元。

  公共安全事件频发,危险作业保障生命义不容辞

  近几年在公共安全领域,重特大火灾、矿难、地震、洪涝灾害、化学危险品泄露、供电安全 等事故频发,天津爆炸事故更造成消防员牺牲惨烈。从2005 到2013 年全国共发生169 万 起火灾事故,在一线上伤亡的消防员有776 人。而 2015 年8月 12日发生的天津塘沽爆炸 案在116个的遇难者中更有56 个消防员牺牲,这更引发了社会各界对这些危险作业领域实 现机器换人的广泛关注。

  特种作业的服务机器人可以在消防、煤矿、地震、电力、核工业等行业中替代抢险救援人员进入危险环境,进行长时间、近距离地专业应急救援和安全作业服务,它能有效地减少人员 伤亡,提高抢险救援效能。代表产品主要是安全与救灾服务机器人(如:面向地震、火灾、 水灾等的救灾机器人,反恐排爆机器人,危险搬运与维护检修机器人等) ,能源维护服务机器人(如:核电站监测、缺陷修复、拆装、救援等遥控机器人、电力巡线检测与检修机器人、电站安全监控机器人等)等。代表的公司有苏州海伦哲专用车辆有限公司,上海强师装备有 限公司,巨星科技旗下的浙江国自机器人科技有限公司。

  政策助力,加大公共安全领域危险作业替代

  十一五期间,国家提出促进我国服务机器人在公共安全等领域的发展。之后,反恐排爆机 器人亮相2008 年北京奥运会和2010 年广州亚运会,消防灭火机器人和排烟机器人已在全 国消防部队部署近60 台。2012 年4 月,科技部发布的关于机器人领域的《服务机器人科技 发展十二五专项规划》显示,十二五期间,我国将攻克一批智能化高端装备,发展和培 育一批高技术产值超过100 亿元的核心企业,其中公共安全机器人将作为重点发展的四大任务之一。

  智能汽车风口的自动驾驶机器人

  我国汽车保有量逐年攀升,自动驾驶概念慢慢渗透

  公安部交管局发布统计数据,截至2015年底,全国机动车保有量达2.79 亿辆,其中汽车 1.72亿辆,新能源汽车58.32 万辆;2015 年新注册登记的汽车达2385 万辆,保有量净增 1781 万辆,均为历史最高水平。全国私家车保有量已达1.24亿辆,平均每百户家庭拥有 31辆。此外,机动车驾驶人已达3.27 亿人,其中汽车驾驶人超过2.8亿人。

  私人汽车保有量的急剧上升,而不断进步的传感技术以及人工智能技术使自动驾驶成为大家 热议的话题,从最开始科幻片中的出现,到特斯拉推出了商用意义上的自动驾驶汽车,人们 对于自动驾驶的接受程度也在慢慢提升。技术瓶颈不断被突破,系统价格的下降使自动驾驶 的普及成为可能。

  自动驾驶是一项慢慢被接受的技术,关注程度不断提高

  自动驾驶技术的接受不是一蹴而就的。从最初的停车辅助系统和驾驶辅助功能开始,人们开 始慢慢习惯驾驶过程中的自动化部分,传感器的稳定性在这个期间也得到验证直到整套系统 开始变得越来越复杂和稳定。主动安全系统是除气囊等被动安全系统以外,自动刹车和转动 方向盘起到预防撞车的功能,主动安全系统的技术要点是未来自动驾驶技术的技术储备。

  人们对于自动驾驶的关注度逐年提高,根据谷歌Trend 的统计,关键字自动驾驶汽车的 搜索量从2011年开始呈指数型上升。越来越多的汽车配备了被动自动驾驶系统,很多豪华 轿车甚至配备了主动安全系统。

  自动驾驶汽车相比较人类驾驶员可能会更加安全

  根据世界卫生组织的统计,中国每年有将近20 万人因为交通事故而死亡。近90%造成伤亡 的交通事故都是因为人类的操作失误,而自动驾驶汽车不会疲劳驾驶,不会酒后驾驶,更不 会故意不遵守交通规则。面对天文数字般的伤亡事故,自动汽车可能是减少这种悲剧的良方。 谷歌已经在全美投放了56辆全自动驾驶的汽车, 累计车程超过200万英里。 一共被卷入160 起交通事故,其中没有一次是谷歌汽车的责任,也没有一次造成人员伤亡。今年5 月10 日 发生在佛罗里达的交通事故,是特斯拉汽车卷入的第一起致人死亡的事故。这是自动驾驶系 统行驶2.09 亿公里里程以来发生的第一起致命事故。在美国,每1.51亿公里就会有一起致 命车祸。在全世界,每 9656 万公里就会发生一起致命事故。无人驾驶汽车的安全性从已有 的数据来看要好于人类驾驶员,而这个系统仍然需要不断去完善来保证乘客安全。

  自动驾驶的出现能让越来越多的老年驾驶员得到便利,让他们更加安全地出行。随着社会的 不断老龄化,美国目前驾驶员的年龄结构中年龄在75周岁以上的人员比例在上升,这种趋 势恐怕是婴儿潮年代的一个延续。在2010 年进行的统计中,年龄在70 周岁以上的驾 驶者超过2200 万人,而1997 年时这一数值仅为1800 万人。HLDI 之前的一份研究报告中 称,当驾驶者年龄超过65周岁,交通事故损失规模便与年龄呈现明显的正比关系,当然他 们的事故概率要远低于低龄驾驶者。因此,越来越多的年长驾驶者的涌入已经成为威胁交通 安全的又一潜在影响因素。

  自动驾驶技术技术准备成熟,技术成本不断降低

  高级驾驶辅助系统(advancedDriverAssistantSystem)运用分布在车身各个部位的传感器 在汽车运行时感知周围的环境。自动驾驶需要结合多项科技:雷达探测距离和速度,视觉系 统分捕捉周围环境,人工智能分析现状给出最优的算法。 ADAS有半自动化的应用比如ACC 自适应巡航,ESC(车身稳定系统)和完全的自动驾驶功能。国外企业中例如博士,Delphi, Autoliv等公司已经研发出了比较成熟的全自动驾驶系统。Tesla 公司的Models所搭载的 autopilot 自动巡航功能已经积累了超过13亿公里的驾驶数据,谷歌的完全无人驾驶汽车已经安全行驶了200 万英里。

  自动汽车发展的一个主要障碍就是成本过高。在2014 年,谷歌花费了近20 万美元打造了 他们的第一辆无人驾驶汽车,而到2015 年,同样的汽车成本却下降到了5 万美元。根据 BCG的估计,一辆无人驾驶汽车的成本在2025 年量产化之后可以被压缩到10000 美元以下。

  从预计的数据来看,自动驾驶汽车的成本在2025 年之后会下降到7000 美元。而彼时人工 司机的成本将会越来越高,随着马路上自动驾驶汽车的普及,联网的汽车交通平台将会形成, 超强的传感系统和高级算法将会完全改变人们出行的状态,高效的的通行效率和零事故率将 不再是梦。

  重点发展整机组装的装配机器人

  随着中国劳动力人口下降,未来将面临劳动力短缺的状况,制造业人员均工资增长,人力成 本上升,人口红利随之消失。中国的很多企业到了春节以后就会面临劳工荒的困境,其实劳 工荒在几年前就已经开始发酵。由于成本增加,利润变得稀薄,而汇率的波动又增加了额外 的风险。回顾过去几年,不管是长三角还是珠三角,大批的制造企业倒闭。

  相比较机器人在焊接,喷涂领域的应用,大量零件的组装和零件的准备流程现在还主要是靠 手工完成。根据日本机器人协会对各类机器人收货单位的统计,不管是大型的汽车集团,还 是中小型的企业,零件组装和准备阶段使用机器人的比例很低。尤其是中小型企业,这些公 司在零件的组装装配阶段使用的机器人的量只占到0.1%。

  即使在自动化程度很高的汽车工业和新能源汽车制造领域,有些特定的工序任然是由人工完 成的。因此,提升机器人的柔性应用将是未来机器人发展的主旋律:一台机器人不再仅仅是 满足单一制造的需求,机器人的应用将向多样化发展。尤其对于中小型企业来说,定制化的 机器人服务相对于需要大量投资的普通工业机器人会有更大的吸引力。 所以工业机器人的商业模式也会随之发生巨大的变化,传统工业机器人将会在高产能方面加 速提升,而具备完成多样性任务的柔性工业机器人将会被应用在更广的领域,其中中小型公 司将会成为这些机器人的潜在大客户。对于很多中小企业来说,很多装配和准备的工作需要 大量的人力,而这些工作往往是有一定技术含量的工种,机器人的引入可以大大减轻熟练工 人的用工成本(这些雇员往往不可替代且工资很高)因此,低成本的多功能机器人将会成为 未来市场的热点。

  中国市场巨大,增速迅猛

  根据IFR的数据,在2014 年亚太地区是世界上机器人市场最大的地区,光2014 年就有 139400 台机器人是在亚太地区被售出,比 2013 年整整增加了41%,其他地区的销售量仅 仅增加了个位数。中国已经成为了世界上最大的机器人消费国,2014 年有57000 台机器人 被销往中国。全球用于电子消费品的机器人在2014 年销量增加了34%,达到48400台,创造了销售历史上的新高。

  渗透率提高空间巨大,有助于降低我国用工成本

  机器人的使用浪潮将在劳动密集型产品行业中掀起,从而减轻人口红利消失以及人均工资上 涨带来的影响。一些以前难以用机器替代的,需要一定技能的劳动密集型岗位将慢慢被机器 人所替代,这是产业慢慢从劳动密集型向资本密集型发展的标志。密集的劳动力对应的是落 后的产能,当前,资本密集型产业主要指钢铁业、一般电子与通信设备制造业、运输设备制 造业、石油化工、重型机械工业、电力工业等。电子制造业作为一个庞大的产业,工人数量 众多,重复的工作多,产品更新很快,定制化的要求也很高。自动化设备的引入将会改善整 个产业的产能,缩短生产周期同时提高产品质量的最优途径。

  根据BCG的统计数据,如今机器人仅仅完成了10%左右的工业制造任务,但是渗透率会在 2025 年时达到25%。根据行业的不同,使用工业机器人之后劳动力成本会有不同程度的下 降,全球平均值下降16%左右,而对于中国来说预计会有18%的下降。因此,加深机器人 应用的渗透率有助于我国降低我国的用工成本。由于工人的受教育水平不断上升,机器人开始替代人类执行大量以前熟练工人才能完成的任务,而人类则可以去执行更加复杂的加工任务。

  因此,选择一个合适的行业,合适的时机大力发展机器人是非常重要的。如果在不恰当的时 间投入大量资本来替代工人的工作,不仅费时费力,而且有可能在国际竞争中陷入劣势。

  用工的人力红利已经消失,3C行业是重要战场

  我国手机、彩电、计算机的出货量一站到全球一半以上,其中增长主要来自手机行业。根据 工信部发布的《2015 年电子信息产业统计公报》 ,2015 年我国规模以上电子信息制造业实 现销售产值11.1 万亿元,其中手机等通信设备销售产值占比55.5%,电子计算机行业产值 占比42.6%。 规模以上电子信息制造业增加值增长10.5%,高于同期工业平均水平(6.1%) 4.4 个百分点, 在全国41 个工业行业中增速居第5位;收入和利润总额分别增长7.6%和7.2%,高于同期 工业平均水平6.8和 9.5个百分点,占工业总体比重分别达到10.1%和8.8%,比上年提高 0.7和1 个百分点。

  自动化程度相对较低,发展重点是整机组装。以小米 4为例,富士康廊坊的工厂6 条生产 线每月180 万台手机的产能计算,我国去年19.4亿台手机需要近600 条生产线。以每条生 产线2000 万计算,全国光改造生产线所产生的市场就有120 亿元。这还仅仅是手机的生产 量,如果加上电脑和其他的电子设备,自动化升级的市场容量就超过200 亿。

  使用机器人会让手机组装线效率翻倍。以富士康小米4 手机组装线为例,人工手机整机组装 线一条生产线约70-80 米,一条生产线上近百人,每一个组装工人的身边都有一位质量检测 员。就以屏幕部分的安装来说,先是专人检测需要安装的屏幕是否有瑕疵,然后是在B壳制 定位置进行点胶,接下来放置屏幕,随后使用设备进行屏幕的压合(溶胶粘合) ,最后一步 是固定屏幕的排线。这些员工被分成了A、B、C 三个等级,C 级员工培训三天即可上岗, 而要求最高的A级员工则至少要培训一周的时间才能上岗。通常一名员工要至少学习五个零 部件的加工方法,以便调休轮换,整个过程费时费力。富士康廊坊工厂18条组装线最高产 能能达到180 万台/月,相当于每月每条生产线10 万台。

  松下、日立高新技术公司、雅马哈汽车公司、富士机械制造公司和日本重机合共生产了全球 八成的元件装配机器人。这些机器人最快的能够一秒钟安装超过12 件元件,部分元件的厚 度甚至不到0.1 毫米。一条由10 个互连的机器人组成的装配线一天能够组装5000 部智能 手机。18 条生产线的产能达到近300 万台/月,效率提高近1倍,而且是全自动生产,不需 要多余的人工参与。如果生产线每天三班倒,每条生产线80 个装备工人和80 个质检工人, 每天就有480 人在这条生产线上工作。根据河北省制造业职工平均工资每年40000 元计算, 公司每年在一条手机组装生产线上光人工工资就要1920 万元。富士康公司采购的foxbot 机 器人的单价在12 万到15万间,取单价的上限 15 万元计算,公司一条10 个机组的生产线 要花费150 万元,当然这个费用不包括改装很多额外费用,但是和2000 万元的年工资比较, 自动化显然是公司未来的发展方向。

  苹果Liam机器人打开手机拆解机器人新纪元

  随着3C 产品更新换代越来越快,不仅仅是手机的组装需求到达新的高度,手机组件的回收 拆解也将成为一个巨大的产业。手机组件中的贵金属材料可以回收再利用,同时一些组件通 过翻新任然可以重新投入使用。今年上半年苹果公布了他们的Liam机器人,按照规划Liam 可以很小心地拆解iPhone的许多组件,包括SIM卡托盘、螺丝、电池、摄像头。机器人可 以一个部件接一个部件拆解,方便苹果对组件回收利用。如果按老方法回收,一般都要用到 磁性撕碎机,零件混在一起很难区分。Liam可以高度精准分拆iPhone内部组件,例如,它 可以确保玻璃片、塑料不会和铜混合在一起。拆解的组件会转售给回收商,这些回收商专注 于生产原材料,比如镍、铝、铜、钴、钨,原材料可以循环利用而不是丢进垃圾堆。Liam 拆解一台iPhone 只要11秒。照此计算,一小时可以拆解350 台手机,一年可以拆解120 万台。

  行业机会研判

  我们认为,互联网化智能制造是未来升级的最优方向,投资总额将超一万亿元,或将彻底改变中国制造,这将是持续3年投资大机遇。

  随着移动互联网、人工智能技术的进步,服务机器人行业的发展正在提速,市场空间巨大。类同于30 年前的PC、13年前的手机、5 年前的智能手机行业,行业爆发或在未 来2-4 年,会涌现出一批商业模式明确、 大家都能看懂的机器人产品。

  技术上讲求多学科融合、软硬件结合,产业链将涉及芯片、传感器、机械零件、驱动器、 整机产品等,软件方面主要是人工智能、操作系统、外围服务等。其中人工智能水平正 在以指数级速度成长,语音识别、声音识别、图像识别实现显着进步,推动服务机器 人成为一个扩张没有边界的行业。

  需求领域大致可分为 C端和B端。C 端目前以个人情感陪伴、残障辅助、家庭作业、 教育类为主,需求培育还有待时间。B端更多实际需求,如酒店服务、医院服务、安防 服务等,如借助销售模式创新,将很快看到需求爆发。

  目前全球机器人产业格局还没有形成。相对来说,在知识积累和产业应用方面,中国企业有很多优势和机会。未来有望成功的机器人公司或是以下类型:1)独到需求+成熟商业模式型,能融合市场、渠道、销售和独到的需求爆发点;2)技术领先型,拥有硬 件优势、软件思维及大数据能力的机器人公司。

  但在硬件和软件上有纯粹技术领先优势的企业不多,我们更看好第一种类型。A 股有 潜力的机器人公司不多,持续推荐科远股份、巨星科技、华昌达。

(来源:未知)

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