編者按:隨著中國人口紅利消失,機器人不僅在制造業上正在替代工人,還將在軍事、服務、娛樂等領域取代人類,"鋼鐵俠"已不僅僅存在于美國科幻電影中,而正走入我們的生活.
近兩年,中國機器人產業投資如火如荼,幾十家上市公司宣布進入機器人領域,而與此同時,機器人關鍵技術和核心零部件尚未突破,研發人員奇缺,低端機器人產能重復建設.目前國內機器人產能是否過剩?中國機器人企業應該采取怎樣的戰略?中國在哪些應用領域有望實現進口替代?未來工業機器人、服務機器人、軍用機器人的空間有多大?
一、工業機器人
工業機器人產業鏈由零部件企業、本體企業、代理商、系統集成商、最終用戶構成.通常,本體企業設計本體、編寫軟件,采購通過代理商銷售給系統集成商,系統集成商直接面向終端客戶.有的本體企業和代理商也會兼做系統集成商.本體是機器人產業鏈的核心.
目前,國內的機器人企業多為系統集成商.根據國際經驗來看,國內的機器人產業發展更接近于美國模式,即以系統集成商為主,單元產品外購或貼牌,為客戶提供交鑰匙工程.與單元產品的供應商相比,系統集成商還要具有產品設計能力、項目經驗,并在對用戶行業深刻理解的基礎之上,提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套裝備.中國機器人市躇礎低、市場大.中國機器人產業化模式較可行的是從集成起步至成熟階段采用分工模式.即美國模式(集成)-日本模式(核心技術)-德國模式(分工合作).
從產業鏈角度看,位于工業機器人產業鏈上的企業依次是機器人單元產品制造商、機器人系統集成商和工業自動化集成商.現在,歐美、日本等一些國際工業機器人公司,在中國不直接提供機器人自動化系統的集成服務,而是將機器人單體銷售給系統集成商,由系統集成商再對終端用戶.工業機器人的大規模普及將為國內相關系統集成商帶來發展機遇.
從國內機器人市場發展現狀看,下游客戶對系統集成商的項目經驗、研發水平、資金實力要求嚴苛,行業進入門檻很高.我們認為有兩類企業將在未來行業大發展的背景勝出:一類是有很強技術研發底蘊,項目經驗豐富的行業企業,如新松機器人、博實股份、天奇股份、華恒焊接(擬上市)、華昌達(收購德梅柯)等;另一類是在某些行業如自身領域有一定的項目經驗和了解,擬在自己行業推廣工業機器人,如安徽埃夫特(背靠奇瑞汽車)、慈星股份(紡織機械)、銳奇股份、巨輪股份(輪胎行業)、軟控股份(輪胎行業)等.
二、服務機器人—全球 PR(Personal Robot)時代
1、定義:服務人類的非生產性機器人
根據國際機器人聯盟的定義,服務機器人是一種半自主或全自主工作的機器人,它能完成有意于人類健康的服務工作,但不包括從事生產的設備.
服務機器人的定位就是服務.從機器人的功能特點上來講,它與工業機器人的一個本質區別在于,工業機器人的工作環境都是已知的,而服務機器人所面臨的工作環境絕大多數都是未知的.
2、剛性需求驅動,市場廣闊
機器人在世界范圍具有巨大的發展潛力,在發達的國家的服務機器人的發展更是有著廣闊的市常服務機器人的發展受以下因素驅動:
簡單勞動力不足.由于發達國家的勞動力價格日趨上漲而且人們越來越不愿意從事自己不喜歡干的工作,類似于清潔、看護、保安等工作在發達國家從事的人越來越少.這種簡單勞動力的不足使服務機器人有著巨大的市常經濟水平的提高.隨著經濟水平的上升,人們可支配收入的增加,使得人們能夠購買服務機器人來解放簡單的重復勞動,獲得更多的空閑時間.
科技的發展.進入互聯網時代后人類的科學技術迅猛發展,得益于計算機和微芯片的發展,智能機器人更新換代的速度越來越快,成本下降,能實現的功能越來越多,實現更便捷更安全更精確.
老齡化問題.全球人口的老齡化帶來大量的問題,社會保障和服務、看護的需求更加緊迫,和醫療看護人員不足的沖突激化,服務機器人作為良好的解決方案有巨大的發展空間.
3、分類:個人/家用機器人和專業服務機器人
服務機器人是機器人家族中的一個年輕成員,與工業機器人對應,應用領域十分廣泛,參照國際機器人聯盟(IFR)按照應用領域劃分的分類,將服務機器人分為個人/家用機器人(Personal/DomesticRobots)和專業服務機器人(ProfessionalServiceRobots)兩大類.服務機器人的應用范圍很廣,主要從事維護保養、修理、運輸、清洗、保安、救援、監護等工作.其中,個人/家用機器人主要包括:家庭作業機器人、娛樂休閑機器人、殘障輔助機器人、住宅安全和監視機器人等;專業服務機器人主要包括:場地機器人(Fieldrobotics)、專業清潔機器人、醫用機器人、物流用途機器人、檢查和維護保養機器人、建筑機器人、水下機器人,以及國防、營救和安全應用機器人等等.
4、服務機器人關鍵技術:保持智能化
機器人是新型技術的融合,為了使之能夠適應功能的需求及保持其智能化的穩定性,服務機器人的主要關鍵技術如下:
5、服務機器人產業鏈結構:清晰多維
服務機器人行業生產所用的主要零部件為自動焊機、電子器件、微處理器、機器人用伺服電機、高精度減速器、機加件、氣動元器件、傳感器、電池、單板機等,歸屬于標準零部件、電子設備以及電子元器件等.服務機器人產業的下游則主要是醫療、家用、農用、軍事等行業和領域.
三、醫用機器人—第三代外科手術時代
行業概述:醫療行業的新興增長點
從傳統的開刀手術到機器人手術,人類歷經了近3個世紀.18世紀80年代,維也納外科醫生Billroth首次打開病人腹腔,完成了首例外科手術.這種傳統的開刀手術被稱為第一代外科手術并一直沿用至今.20世紀80年代,以腹腔鏡膽囊切除術為標志的微創手術取得突破性進展,在許多領域取代了傳統開刀手術,稱為第二代外科手術.進入21世紀,手術機器人得到開發并迅速投入臨床應用,被認為是外科發展史上的一次革命,也預示著第三代外科手術時代的來臨.
醫用機器人是一種智能型服務機器人,它能獨自編制操作計劃,依據實際情況確定動作程序,然后把動作變為操作機構的運動.隨著發達國家進入老齡化,醫療、護理和康復的需求增加,同時由于人們對生活品質追求的提高,使得醫療不管在質還是量都得滿足更高水準的要求.另一方面,醫護人力相對缺乏,醫用機器人作為新興醫護手段具有巨大的發展潛力.
(1)醫用機器人用途廣泛,醫療衛生智能化
醫用機器人集醫學、生物力學、機械學、機械力學、材料學、計算機圖形學、計算機視覺、數學分析、機器人等諸多學科為一體的新型交叉研究領域,在軍用和民用上有著廣泛的應用前景,是目前機器人領域的一個研究熱點.
根據IFR的分類,醫用機器人歸屬于專業服務機器人,其自身可以分為四個類別,診斷機器人、外科手術輔助機器人、康復機器人及其它.
醫用機器人用途主要為用于傷病員的手術、救援、轉運和康復,是醫療衛生裝備信息化、智能化的重要發展方向之一.尤其是外科手術機器人,醫生透過它所提供的靈巧操控、精準定位以及術前規劃,可以使得布手術傷口減孝術后迅速恢復正常生活等,達到精準性和微創性兩大優點.
(2)醫用機器人市場:單位價值最高的專業服務機器人雖然當前醫用機器人普及率還很低,并且安裝的大部分是發達國家,但摩根的近期的一個調查研究中問及外科醫生們未來他們會在自己在手術中多高頻率的使用醫用機器人,數據表明美國的外科醫生們認為未來3-5年里醫用機器人在手術中的使用率會迅速上升到一個比較高的層次,約占50%,醫用機器人市場潛力巨大.IFR預測在未來的4年里,醫療機器會以每年19%的速度增長,2016年全球市場規模估計會增長到119億美元.
四、家庭智能機器人—智能物聯網時代家庭的核心終端1、行業概述:物聯網時代的家用智能機器人
隨著智能技術的發展,在21世紀的頭十年物聯網已經開始和互聯網一樣引人注目.物聯網這個名詞最初由1999年美國麻省理工學院提出,即通過信息傳感設備把用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡,被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮.物聯網技術將會引起現有產業的大洗牌,而智能機器人正是在新一輪發展中極具前景的產業,未來一定是機器人的時代,家庭智能服務機器人就是物聯網時代家庭的核心終端.
家庭智能機器人是指為人類服務的智能機器人,主要從事家庭服務,包括維護、保養、修理、運輸、清洗、監護等工作,家庭智能機器人被定位為智能物聯網時代中家庭物聯網的核心信息中樞,具有人性化交互、運動化控制和組件化成長的特性.按照應用范圍和用途的不同,家庭智能機器人分為電器機器人、娛樂機器人、廚師機器人、搬運機器人、不動機器人、移動助理機器人和類人機器人.
2、市場規模:世界經濟增長引擎即將由IT進入RT時代家用智能機器人被認為是未來最具發展潛力的新興產業之一,IFR預測2013-2016年估計會有2200萬臺智能家庭機器人得到銷售.其中家用機器人銷量估計為155萬臺,銷售額達56億美元;娛樂機器人為350萬臺;教育類機器人300萬臺.隨著相互學習與共享知識云機器人技術獲得重大突破,小型家庭用輔助機器人大幅度降低生產成本,將在2020年之前形成至少累計416億美元的新興市常世界經濟增長引擎即將由IT進入RT時代(Roboticstechnology).
韓國政府計劃到2020年讓每個韓國家庭都擁有一個能做家務的機器人.
3、家庭清潔機器人:最成熟的智能家庭機器人
家庭清潔機器人是指能夠進行家庭家務自動智能清潔的機器人,是集機械學、電子技術、傳感器技術、計算機技術、控制技術、機器人技術、人工智能等諸多學科為一體的機器人.
吸塵機器人是智能移動機器人實用化發展的先行者,其研究始于20世紀80年代,而德國凱馳2006年生產的Rc3000是世界上第一臺能夠自行完成所有家庭地面清潔工作的清潔機器人,其內置有光電傳感器和芯片控制,包含四種清潔程序,當遇到障礙時,會隨機改變一個角度然后繼續直走,直到遇到新的障礙物,會自動回到充電站完成充電和垃圾處理的任務,同時能夠根據用戶設定的信息來控制機器人完成相應的操作.
家庭清潔機器人目前主要分為兩個分類,一種是掃地機器人,一種是拖地機器人(包括干洗和濕洗).智能掃地器是一種配備了微電腦系統的吸塵器,是靠吸力打掃衛生的,能夠按照人們的設置自動智能地清潔房間的某一特定部分或全部并完成自動充電,適合幾乎所有的地面,包括地板、地磚、地毯及部分地毯;拖地機器人則在使用中會用到水,一般靠噴水后再吸水來清潔.
家庭清潔機器人市場發展:歷史短,發展迅速.家庭清潔機器人21世紀的新產品,但在其短短十幾年的歷史里卻有著迅猛的發展,許多國家已經涉足并開發出家庭清潔機器人,其中前沿的國家主要有美國、德國、日本、瑞典及韓國等.
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本文標題：中國機器人產業鏈深度解析
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