机器人行业分析

相关政策2006.02，国务院，国家中长期科学科学和技术发展规划纲要（2006-2020年），将智能服务机器人列入前沿技术中的先进制造技术，以服务机器人和危险作业机器人应用需求为重点，研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术。2016.03，国务院，“十三五”规划纲要，要大力发展工业机器人、服务机器人、手术机器人和军用机器人，推动人工智能技术在各领域商用。2016.02，工信部、发改委、财政部，机器人产业发展规划（2016-2020年），服务机器人年销售收入超过300亿元，在助老助残、医疗康复等领域实现小批量生产及应用。培育3家以上具有国际竞争力的龙头企业，打造5个以上机器人配套产业集群；医疗健康、家庭服务、反恐防暴、救灾救援、科学研究等领域的服务机器人技术水平接近国际水平。新一代机器人技术取得突破，智能机器人实现创新应用。2016.04，认监委，家用/商用服务机器人安全与EMC认证实施规划，服务机器人整机安全+EMC+性能+环境适应性+功能安全要求等进行认证。2016.07，国务院，“十三五”国家科技创新规划，开展下一代机器人技术、智能机器人学习与认知、人机自然交互与协作共融等前沿技术研究，攻克核心部件关键技术，工业机器人实现产业化，服务机器人实现产品化，特种机器人实现批量化应用。2016.09，工信部、财政部，智能制造发展规划（2016-2020年），促进服务机器人等研发和产业化。2016.12，国务院，“十三五”国家战略性新兴产业发展规划重点推进智能家居、智能汽车、智慧农业、智能安防、智慧健康、智能机器人、智能可穿戴设备等研发和产业化发展，推动专业服务机器人和家用服务机器人应用。2016.12工信部、发改委、认监委，关于促进机器人产业健康发展通知，面向国家战略需求和民生重大问题，创新支持政策和应用模式，推动服务机器人在助老助残、医疗康复、应急救援、公共服务等领域的应用示范，及时总结试点示范经验并有序推广。2017.08，科技部，“智能机器人”重点专项2017年度项目专项申报指南，明确围绕智能机器人基础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人、服务机器人、特种机器人6个方向，按照基础前沿技术类、共性技术类、关键技术与装备类和示范应用类四个层次，启动42个项目，拟安排经费总概算约6亿元。2017.12，工信部，促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）到2020年，智能家庭服务机器人、智能公共服务机器人实现批量生产及应用，医疗康复、助老助残、消防救灾等机器人实现样机生产，完成技术与功能验证，实现20家以上应用示范。服务机器人1、服务机器人的市场现状和前景2014年，全球专业服务机器人销量22163台，比2013年增加1163台，与2010 年相比翻了一番，销售额达到45.48亿美元，同比增长8.3%;全球个人/家用服务机器人440台，比2013年增加40 台，销售额达到12.05亿美元，同比增长27.2%;2013年，全球国防应用机器人销量8013台，比2012年增加759台；全球医用服务机器人销 量1106台，比2012年增加33台。全球家用服务机器人销量224万台，比2012年增加29万台。2014年，我国服务机器人销售额45.56亿 元，同比增长34%;2014年中国服务机器人投入使用仅仅少部分是国产的，大部是国外进口机器人。我国服务机器人的主要分布地区主要集中在经济较为发达 的环渤海及长三角、珠三角地区，西部地区的应用较少，其分布情况为珠三角地区32.7%，长三角地区29.6%，环渤海地区27.3%，中部地区 8.9%，西部地区1.5%.随着中国老龄化社会的到来，在未来的十年之内，服务机器人在中国的需求会有明显的增长，家庭护理机器人、玩具机器人、安控机 器人、清洁机器人将是最为需要的。随着开发研究的进一步开展和价格的大幅度下降，服务机器人将广泛进入医院、家庭、工地、办公室和体育娱乐场馆，直接与人类共处，为人类排忧解难。2、国内外的研究现状中国 中国对服务机器人的研究起步很晚，但国家对此非常重视，1986年3月才开始把研究、开发智能机器人的内容已列入国家863高科技发展规划中，从1986年至2009年的20多年中，智能机器人主题在863的旗帜下，团结了近几千人的研究开发队伍，圆满完成各项任务，建成了一批高水平的研究开发基地，造就了一支跨世纪的研究开发队伍，为我国21世纪机器人技术的持续创新发展奠定了基础。我国首台具有国际一流语音交互水平和复杂动作及智能运动控制水平的“美女机器人”,具有仿真的美女外形，服装和发型可以根据应用场合更换。日本 日本将机器人作为一个战略产业，给予了大力支持，而且日本根据目前机器人产业面临的问题，提出了加强机器人研究和推动机器人产业化的具体措施，日本机器人工业之所以领先世界，一方面和他们的机器人文化也有关，在日本，有一种“让机器人成为人”的氛围，在日本，由于人口不多，而且老龄化趋势严重，他们需要机器人来承担劳力的工作，因此培养起浓厚的机器人文化;另一方面，日本政府也希望机器人研发成为本国的支柱产业，所以投入大量资金，为了攻克更关键的服务机器人技术，日本在2006 年至2010 年间，每年投入1000 万美元用于研发服务机器人。韩国 韩国将服务机器人技术列为未来国家发展的10大“发动机”产业，他们已经把服务型机器人作为国家的一个新的经济增长点进行着重发展，对机器人技术给予了重点扶持，通过不断地努力，韩国近几年来也逐渐跻身研究机器人的世界潮流。韩国信息通信部官员表示，虽然韩国的机器人技术起步比美国、日本和欧洲的竞争者要晚，但是有望在未来510年内迎头赶上，韩国科学家成功研制出世界上最聪明的类人机器人“Android”，它集众多前沿科技在一身，包括实时数据传输、音像和力觉感应器、高速处理器等，通过它身上装备的音像及力觉感应器可以探测前方物体的运动，能够识别说话声，然后向服务器发送数据，服务器将数据处理后会下达指令给机器人，帮助它与人类以及周围环境进行互动。欧美 美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位，其技术全面、先进，适应性也很强。专治中风的机器人医生将在密歇根州圣约瑟夫默西奥克兰医院率先上岗，有了这种机器人，医生在任何地方只要利用一台笔记本电脑和互联网，就可以远程遥控机器人为病人提供治疗服务5。德国服务机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位：新一代机器人保姆Care-O-Bot3，它既能识别生活用品也能避免误伤主人;它还具有声控或手势控制有自我学习能力，还能听懂语音命令和看懂手势命令。法国不仅在机器人拥有量上居于世界前列，而且在机器人应用水平和应用范围上处于世界先进水平，这主要归功于法国政府一开始就比较重视机器人技术，大力支持服务机器人研究计划，并且建立起一个完整的科学技术体系，特别是把重点放在开展机器人的应用研究上。俄罗斯军方前不久公布的一款战争服务机器人“骡子”，该机器人战斗系统被当作侦察装置使用，负责武器和弹药的运输，并且承担侦察雷区或敌方武器部署的作用，帮助伤员撤离战斗区域和搬运战士遗体6。3、服务机器人的技术发展趋势服务机器人的开发研究取得了举世瞩目的成果，可以预见，未来10 年内，服务机器人将在医疗、教育、娱乐等领域率先开拓扎根，其发展会逐渐呈现智能化、网络化、人性化、多元化等特点。3.1服务机器人的更高智能化尽管人们对于人工智能的定义和发展方向仍然没有统一的观点，然而一些已经得到的成果和重点的发展方向大家仍然达到了共识。应用于智能机器人的人工智能技术有着许多诱人的研究课题，新型智能技术的概念和应用研究正酝酿着新的突破7。多种方法混合技术、多专家系统技术、机器学习、硬软件一体化和并行分布处理技术都是快速发展的领域。而模仿人脑机理和分布式人工智能可能是最有发展的方向。3.2服务机器人的网络化人工智能深入发展，云计算应用深化。在技术层面，智能服务机器人将在人工智能和云计算方面实现进一步突破。人工智能是服务型机器人的“大脑”，实现机器人在非结构化环境下的识别、思考和决策，直接决定了机器人的智慧化程度。目前，全球各大科技巨头在人工智能研究方面持续投入，成为智能服务机器人实现良好人机互动的突破口。云计算是服务型机器人的“平台”，实现与移动互联网海量数据连接的纽带，能够完成实时信息搜索和信息提取，直接决定了机器人的应用延伸拓展水平。当前，采用云技术的智能服务机器人日益增多，未来可能成为服务机器人技术的“标准配置”。3.3服务机器人的人性化智能家居融合创新，生态体系构建完善。智能家居以智能终端和家庭网络为基础，以数字娱乐、智能安防、健康服务等典型应用服务为方式，实现舒适、安全、便捷、个性化家庭生活的综合服务平台。智能家居与智能服务机器人对家庭服务具有天然的融合应用基础，未来将实现深度融合创新。在此基础上，手机、可穿戴设备等移动智能终端，机器人等服务主体终端，智能家居等家电智慧化系统，将共同构成家庭服务生态体系，各终端间实现互联互通和协同应用，应用程序将打破单个终端边界，适应整体生态系统，共同服务人们家庭生活的各个方面。日本专家预测，在2013年到2027年之间，智能机器人系统的发展将允许机器人会保留和重复使用以前已获得的技能和技术，人和机器人的交流将变得更加的简单化了。3.4 人工智能技术的全面应用各种机器学习算法的出现推动了人工智能的发展，强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到服务机器人系统中，使其具有类似人的学习能力，以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境。英国科学家研发出首名“机器人科学家”的机器人，这款机器人能独立推理、把理论公式化乃至探索科学知识，堪称人工智能领域一大突破。“机器人科学家”将来可以投身于解开生物学谜题、研发新药、了解宇宙等研究领域。英国的一种具有语言学习能力的类人型机器人即将问世，研究者的目标是：机器人将来能够对语言进行自我学习，以及在社会化环境中向他人学习，并且把这种语言能力转化为自主化学习和处理问题的能力，并且与周围环境互动，将来有可能使机器人掌握更多的自主性能力。工业机器人全球制造行业的工业机器人使用密度已达到74台/万人（每万名工人使用工业机器人数量），而在2015年，全球平均机器人密度为66台/万人。按国际区域进行划分，欧洲平均的工业机器人密度为99台/万人，美洲为84台/万人，亚洲为63台/万人，这表明越来越多的国家正在转向自动化来满足其制造需求。亚洲作为近几年全球经济发展最活跃的地区，机器人装机量的增速在全球也排在首位。2010-2017年之间，亚洲机器人密度的年均增长率为9%，美洲为7%，欧洲为5%。全球机器人密度排名前8名的国家/地区依次为：韩国、新加坡、德国、日本、瑞典、丹麦、美国、意大利。1、中国工业机器人的发展目前，机器人产业正在全球范围内加速发展，2017年的全球工业机器人销量仍然以两位数大幅增长，销量全年或将达到28.5万台。2015年全球工业机器人销量同比增长12，而全球正在使用的工业机器人已超过150万台。到2018年，其使用量将突破230万台，其中，140万台在亚洲，占比超过一半。自2013年以来，中国已成为全球最大的机器人消费国。2014年消费5.6万台机器人，同比增长超55，占全球总消费量的14，相较于2006年的5800台，猛增近10倍。2016年全年产量达7.2万台累计增长34.3。中国的制造业正面临着向高端转变的挑战，工业机器人的发展成为其中非常关键的一个环节。在政策上，2016年推出了多个利好行业发展的新政法规，将工业机器人作为一大重要发展方向。2017年中国工业机器人市场发展前景在政策等多方面的推动下，预计到年末，中国机器人保有量将有超过40万台。未来将有越来越多的中国机器人供应商进入市场。外资和中国本土机器人供应商之间竞争将会越来越激烈。未来中国市场各种机器人的增长潜力巨大。另外，随着我国工业转型升级、劳动力成本不断攀升及机器人生产成本下降，未来“十三五”期间，机器人是重点发展对象之一，国内机器人产业正面临加速增长拐点。相对于服务机器人和商用机器人在国内市场还处于探索期，工业机器人有了一定的发展基础，目前正进入全面普及的阶段。预计到2021年末，我国工业机器人产量将达到11.15万台；销售量将达到23.04万台以及保有量将达到136.04万台。工业机器人未来在中国的发展潜力将是相当可观。2、国内外工业机器人发展情况对比在2008 年全球金融危机之后，工业机器人作为高端装备制造业的代表，再次受到了各国普遍重视。各国为提振本国制造业的竞争力，纷纷推出了机器人产业发展战略，加速布局及推动本国工业机器人产业发展。接下来从多个角度对美国、日本、德国、韩国、中国等5 个国家的工业机器人发展战略进行对比分析，梳理五国工业机器人产业发展战略的思路。2.1五国机器人发展情况介绍美国是工业机器人的诞生地，机器人研发历史最长，市场竞争充分，拥有许多创新能力强的机器人公司。美国机器人商业评论公布的2016 年度全球最具影响力50家机器人公司名单中，美国公司有24 席，包括3D Robotics、Amazon、Google、ASI、Carbon Robotics、CANVAS Technology 等，既有信息技术领域的巨头，又有初创公司。作为世界上最早应用工业机器人的国家，美国有着广泛的机器人应用基础与条件。日本是“工业机器人王国”，工业机器人产业链最齐全，产业规模与实力位居全球之首。在日本，工业机器人整机方面知名公司有法那科、安川、松下、川崎、欧地希（OTC）、那智不二越（NACHI）等；在减速器方面，有纳博特斯克、哈默纳科、住友等世界知名品牌占据着全球70%以上的市场。工业机器人在日本应用广泛，应用基础与机器人文化深入人心。德国制造享誉全球，产品以耐久性与精度保持性好而著称。在工业机器人领域，拥有德国赛威（SEW）、弗兰德（FLENDER）等世界知名减速机公司。工业机器人产业实力强，社会应用面广，拥有在汽车领域工业机器人全球市场排名第一的德国库卡公司，其它知名机器人集成企业还有徕斯（REIS）、杜尔（DURR）等。韩国是由现代重工从日本法那科引进技术开始研发工业机器人的。韩国国产工业机器人广泛应用于本国的汽车与电子市场。由于韩国政府大力推动，韩国的工业机器人密度全球最高（2015年为531台，而世界平均水平为69 台），应用市场活跃。自2013 年起，中国成为全球第一大工业机器人应用市场。据中国机器人产业联盟与IFR联合统计，2015 年中国工业机器人市场销售继续增长，全年累计销售68459 台，同比增长18%。其中，国产机器人销售22257 台，销售同比增长31.3%，明显高于外资品牌机器人的销量增速；国产机器人在市场总销量中的比重为33%，比2014 年提高4个百分点。 如今，中国已有一批从事工业机器人及核心零部件研发、生产及集成服务的知名公司，如新松机器人、新时达、博实股份、汇川技术、秦川机床、广州瑞松等。目前，国产工业机器人以中低端产品为主，主要是搬运和上下料机器人，大多为三轴和四轴机器人。而应用于汽车制造、焊接等高端行业领域的六轴或以上高端工业机器人市场主要被日本和欧美企业占据，国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%。2.2五国机器人发展特点美国作为工业机器人的发源地，技术力量雄厚，在信息、网络、视觉、力觉等方面的优势尤其突出，在智能机器人研发方面处于全球领先地位。日本是世界工业机器人技术的第一来源国和技术输出国，在工业机器人及其关键零部件供给与研究等各方面在全世界遥遥领先，继续保持机器人大国地位。德国机器人在人机交互、机器视觉、机器互联等领域处于全球领先水平，但在信息网络技术方面偏弱。韩国的工业机器人产业利用自身在半导体、电子等方面的技术优势，整体技术位于全球前列。中国在工业机器人领域基础研究能力相对较弱，许多工业机器人企业走的是组装、集成的路子，自主品牌工业机器人的竞争力有待加强。近几年，中国、韩国等国家在工业机器人方面的专利申请量迅速提升，技术创新能力不断增强。2.3五国机器人战略类型对比由于美国、日本、德国、韩国、中国五国的工业机器人起步时间和发展规模不一致，每个国家对产业机器人的未来发展都有一个清晰的战略定位，下图为五国工业机器人产业发展战略类型对比。五国工业机器人产业发展战略类型对比国别战略定位产业发展背景主要措施主要目标美国技术领先面对产业“空心化”的情况，2009 年美国政府提出“再工业化”，鼓励制造企业重返美国，重构实体经济。重视工业机器人的技术发展，鼓励工业机器人应用从大公司不断走向中小型企业。实现智能机器人技术世界领先、保持制造业世界第一的地位日本全面领先存在较严重的社会老龄化、劳动人口减少、自然灾害频发等问题，工业机器人产业面临中国、韩国等新兴国家快速追赶。拟通过实施五年行动计划和六大重要举措达成三大战略目标，推动日本机器人革命，提升日本制造业的国际竞争力，获取大数据时代的全球化竞争优势。保持世界第一的“机器人王国”地位德国综合领先制造业增长乏力，以美国为首的信息技术不断渗透到制造业，使得德国的竞争优势面临被削弱的危机。“工业4.0”带动机器人智能化，将工业机器人融入“智能制造”的信息物理系统（CPS，Cyber-Physical System）中，在制造业向智能化转型过程中，推动工业机器人产业的发展。保持世界制造业强国地位韩国产业追赶国内汽车、电子等行业对工业机器人的需求旺盛，国产机器人在海外市场表现不佳，急需寻求机器人发展突破点。提出四个策略推动机器人产业的发展，通过推动机器人与各领域的融合应用，将机器人打造成支柱产业，重点发展救灾机器人、医疗机器人、智能工业机器人、家庭机器人等四大类型机器人。进入世界机器人强国前三名中国全面追赶市场增长快，发展空间大，但是自主发展能力较差，关键零部件严重依赖进口。工业机器人企业数量多，低水平竞争，同质化严重。“十三五”时期要实现“两突破”、“三提升”，即实现机器人关键零部件和高端产品的重大突破，实现机器人质量可靠、市场占有率和龙头企业竞争力大幅提升。形成较为完善的机器人产业体系，成为世界制造强国。3. 国内知名机器人产业公司通过近十年的发展，中国机器人产业从无到有、从小到大，目前已经形成了一百余家从事机器人研发设计、生产制造、工程应用以及零部件配套的产业集群，其中40余家上市公司在股市上形成了具有机器人概念的高技术板块。全国各省市地区正在建设和筹建的机器人产业园超过40余家。 机器人应用遍及汽车制造、工程机械、食品等行业。下面总结下国内最具优势的10家机器人公司。1）沈阳新松：与沈阳自动化所渊源较深的新松机器人是国产机器人的龙头企业。多关节机器人、DELTA、SCARA等工业机器人、洁净机器人、AGV自动导引车等产品系列齐全，有力的保障了其系统集成能力，数字化工厂经验已渐成熟。政府资源的倾斜、军工领域的需求是不争的优势。随着杭州基地、青岛基地的落成，产能逐渐释放，预计新松的触角将遍及中国主要工业重地。2）安徽埃夫特：2007年埃夫特成立，2009年公司第一台机器人在奇瑞公司试用，目前，100多台套埃夫特机器人已在奇瑞汽车投入应用，奇瑞汽车是埃夫特机器人最可靠的试验场及应用市场。2014年2月携手慈星股份后，埃夫特机器人又增加一个优势渠道。埃夫特机器人是国产机器人销售规模较大的品牌，2014年公司销售了800多台机器人，目前埃夫特已具备单班年产1000台机器人的生产线以及年产1万台机器人生产基地。3）广州数控：广州数控是国内领先的成套机床数控系统供应商，数控系统产销在行业连年领先。多年的数控系统技术积淀和数控领域客户资源，使得广州数控的机器人业务得以顺利发展。2014年，广州数控机器人销量超过500台，至今累计销售超过1200台套。此外，公司在伺服系统和减速器上也颇有建树，公司计划2017年实现年产1万台工业机器人，精密减速机3万个；2020年实现年产3万台工业机器人，实现产值30亿元。4）南京埃斯顿：埃斯顿的数控系统和电液伺服系统在国内金属成形机床领域占有较高的比率，交流伺服系统领域技术积累丰富，伺服系统的技术积累有望反哺公司机器人自主化发展。2014年前三季度，埃斯顿就实现营业收入5867.8万元，工业机器人及成套设备产品已实现小批量生产和销售。埃斯顿于2015年3月登陆资本市场。5）广东拓斯达：广东拓斯达科技股份有限公司（民营企业）是中国整厂自动化领域的代表性企业，被誉为“自动化整体解决方案运营商”标杆企业，公司机器人凭借技术及商业领域的安全、可靠和高效，成为国产领域的工业机器人领先者之一。凭着对行业与市场的独特理解，拓斯达成功闯出一条“机器换人，一年回本”为企业实现快速回本、整体持续增效的自动化研发运营模式。目前拓斯达在工业机器人与3D打印机两个领域，自主研发专利近40项，在报的专利10余项，为包括ITT、富士康、捷普绿点等在内的世界500强企业精心打造、也为中小生产制造企业诚意定制可升级、可复制、通用式、开放式全优化的工业自动化解决方案。6）安川首钢：安川首钢机器人有限公司的前身是首钢莫托曼机器人有限公司，由中国首钢总公司和日本株式会社安川电机共同投资，是专业从事工业机器人及其自动化生产线设计、制造、安装、调试及销售的中日合资公司。依托安川电机技术优势和强大的系统集成能力，形成较全面的自动化生产线，主营产品：机器人汽车风挡玻璃涂胶系统、汽车部件弧焊机器人系统、轿车悬架桥机器人焊装生产线、机器人点焊系统成套设备等。7）上海新时达：新时达是国内最大的电梯控制系统配套供应商，产品包括电梯控制系统和