机器人产业初步分析

日期:2017-08-02 / 人气: / 来源:未知

在工业领域,人口红利消失,劳动成本增加,机器换人逐渐成为业内共识;在专业和个人/家用领域,随着人工智能、大数据、物联网、云计算等技术不断成熟,机器人已被逐步应用于医疗、农业、金融、军工、物流等多个行业,并逐渐改变原有的产业模式。

01机器人产业概况

机器人分为工业机器人和服务机器人两大类,工业机器人较服务机器人发展更为成熟

工业机器人发展较早,在劳动力成本增加的大环境下,工业机器人销量不断上涨,现正处于市场启动期,在工业领域正在逐步实现机器换人。

服务机器人对人机交互、人工智能等技术要求更高,发展较晚,现正处于探索期。其中以扫地、除草等清洁功能为主的家政服务机器人,因为满足了现代人的生活需求,被越来越多的家庭接受。在专业领域中,机器人在客服、餐饮、物流等工作中提供辅助性或替代性工作。

2014年,工业机器人全球销售额为107亿美元,全球服务机器人全球销售额为59.7亿美元,预计到2018年,工业机器人全球销售额将达160亿美元,全球服务机器人销售将达280亿美元。

? 伴随着人工智能发展,机器人向能够感知、认知、甚至是决策的智能化设备发展

从读取示教存储程序中的信息来再现动作的机器人,到加入传感器的视觉机器人再到依靠人工智能的智能机器人,机器人逐步由流程自动化的机器向能够感知、认知、甚至是决策的智能化设备发展。机器人与人工智能密切相关、相辅相成,人工智能为机器人提供技术支持,而机器人应用人工智能,成为人工智能技术的载体。

从定义上来看,人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论及应用系统的技术科学,其中机器人是其研究的一个领域,除此之外人工智能还包括图像识别、机器学习、语音语音识别等技术。而机器人指的是能够执行不同的任务且具有可自主学习或可编程动作的专门的系统和装置,其发展依赖于人工智能技术。

人工智能与机器人强强联合下诞生的智能机器人将成为未来的发展趋势,能够在“自我意识”下实现对周围环境的感知,并进行识别、推理、判断和决策。

? 人口数量红利消失,劳动力成本倒逼多行业实现机器换人

从2011年开始,中国劳动力人口规模增长缓慢,到2014年开始出现负增长,与之相对,劳动力薪酬逐年提升,虽然从2012年开始增速放缓,但仍然以超过9%的速度增长。

劳动力的减少与员工薪酬的增加导致劳动力成本上升,尤其对于劳动密集型产业来说,劳工薪酬的支出转化为巨大的生产成本,倒逼传统工业企业向工业4.0方向发展。

? 机器人在工作强度、精密度等方面优势明显,在多个场景中可以实现人机协作

随着劳动力人口减少、劳动力成本增加,人口红利消失,机器换人成为行业内共识。机器人本身在工作强度、精密度以及对危险环境的承受能力明显高于普通劳动力,同时也具有成本优势以及效率优势。在经济、技术及社会多方驱动下,以富士康、美的、亚马逊为代表的企业开始在多个场景中进行机器换人。

机器换人根据其应用场景不同,可主要分为流水线的工业机器人、非结构化场景下的服务机器人以及家庭环境中的个人/家用机器人,伴随着智能水平的提高,机器人能够提供更多服务。

02机器换人的具体应用场景

① 流水线工作——工业机器人

? 可程序化、高强度、重复性流水线工作率先被工业机器人替代

从2012年开始,工业机器人在全球的销量持续保持稳定增长,预计到2016年全球销量将突破29万台。

随着技术发展,机器人在一二三产业中均有所应用,其中在金属制造、食品加工等工业、制造业中应用最为成熟,传统的流水线工作因其重复性、可程序化特点,较容易实现机器对人的替代,而高强度的工作环境下,机器人24小时的工作效率、精密操控能力进一步扩大了机器换人的规模。目前机器人工业流水线中可以完成装配、运输、焊接、喷涂等工作,实现对普通工人替代。


? 工业机器人在流水线中能够完成焊接、装配、搬运等多项操作

焊接:功能包括弧焊、点焊,应该场景有工作站、生产线、汽车生产、海洋工程建设等
装配:功能为在装配线对零件或部件进行装配,应用场景为适应各种电器制造、小型电机、汽车及配件、计算机、玩具、机电产品的装配等。
喷涂:功能包括涂装、点胶、喷漆,应用场景包括汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产。
处理:功能包括打磨抛光,应用场景包括汽车、电子器械加工、木材建材家具制造等。
搬运:功能包括上下料、搬运、码垛等,应用场景包括机床上下料,冲压机自动化生产线、自动装配流水线,码垛搬运、集装箱自动搬运等。

? 中国工业机器人市场销量持续上升,居全球首位,其中自主品牌国内市场销量占有率突破30%

2015年,全球工业机器人销售量突破24.8万台,中国市场突破6.8万台,中国工业机器人市场销量,从2013年开始持续占据全球第一,其中自主品牌工业机器人销售约2.2万台,占中国工业机器人整体市场的31%。

随着中国劳动力成本上涨,人口红利逐渐消失,生产方式向柔性、智能、精细转变,智能制造逐渐取代传统工业生产,未来对工业机器人的需求将呈现大幅增长。

? 工业机器人在汽车行业中应用较为成熟,并逐渐向电子制造、金属制造、化工、食品加工等行业渗透

机器人的规模应用大大提升了汽车厂商的生产效率,并且机器人的动作稳定性较人工更强,可降低制造过程中的废品率,降低工人误工带来的残次零件风险和高危操作的人员风险。机器人具备高度的柔性和通用性,为汽车厂商实现多品种、多样化的定制服务提供基础。

非汽车行业对机器人的需求在不断增加,电子制造业尤其是3C行业,具有产品更新快、重复工作多、对定制化的需求逐步提升的特点,机器人的应用可以有效保证产品的精确性并且提高生产效率,缩短生产周期。

除此之外,工业机器人还被广泛应用于食品、冶金、物流、纺织、造纸、机械制造等重体力,高温高热,有毒害,特殊洁净要求等环境中,机器换人能够有效降低人工成本和工伤风险。

? 中国工业机器人市场处于启动期,本土企业与国际厂商差距明显

中国工业机器人产业发展较晚,虽然已经取得了长足进步,但与工业发达国家相比,还存在较大差距。

中国工业机器人产业现阶段面临的问题:产业链上游被国外厂商把控;核心零部件依赖进口;技术创新能力薄弱,高端产品质量可靠性低;企业“小、散、弱”问题突出,产业竞争力缺乏;机器人产品缺乏相关的标准、检测认证。

国家先后发布了《中国智造2015》和《机器人产业规划(2016-2020年) 》等政策,不断给予工业机器人企业政策支持和优惠,并鼓励技术研发。随着新松、哈工大等国有自主品牌销量的上升,中国工业机器人与发达国家的差距将逐步缩小。

② 非结构化工作场景——专业服务机器人

? 机器人在非结构化场景中提供辅助性或替代性工作,其中医疗、物流、金融等专业服务机器人成为发展热点

服务机器人发展较晚,仍处于产业化前期,但服务机器人与人交互的特性,决定其在创新技术方面远高于工业机器人。

客服与住宿餐饮等行业对机器人技术要求较低,随着机器人成本降低,可以较快实现规模化机器换人;医疗、物流、金融行业的专业机器人需求旺盛,市场潜力巨大;较受关注的无人驾驶,因为对技术水平要求较高,预计爆发时间会更长;国防、救援等特种机器人在国家政策的支持下,往专、精、深方向发展。



? 客服机器人依赖语义分析、机器学习技术在多个领域提供智能化与人性化服务

虚拟客服机器人作为SaaS移动办公平台的重要细分领域,向多个行业进行渗透,覆盖微博、网页、移动端等渠道,满足用户全媒体沟通的需求。

客服机器人可有效代替传统人工客服,缓解客服压力,实现24小时全天客服服务,优化用户使用体验。在机器学习、大数据、云服务等技术的支撑下,客服机器人由机器换人、人机协作向机器质检人工服务方向发展,机器人反向监控人工趋势渐显。

? 金融领域中客服、安防、数据分析等工作可以实现机器人对人的替代

传统金融行业具有重复动作多、数据分析工作多以及安全隐患大的突出特点。具体来说,资料归档、业务咨询、固定业务办理等简单、重复、固定程序的工作,会耗费较多的人力与物力;在与数据分析相关的业务工作中,需要对客户数据、行业数据进行优化整合,提供更为精准的金融服务;在安全工作中,各类银行网点等金融系统的风险监控不容忽视。

机器人在简单、危险工作的辅助、代替能力,以及数据存储、分析、整合的计算优势,使机器人在金融领域中的应用较广,覆盖多个场景中,比如业务中的客服、业务办理、数据支撑、各类金融交易和金融分析中的决策,以及后台的风险防控和监督等工作,机器人将引发金融行业中服务内容、服务渠道、服务方式、风险管控、授信融资、投资决策等多个层面的变革。

? 以餐饮、物流为代表的配送机器人将推动无人交付时代的到来

配送机器人搭载传感器,可实现环境分析、自动避障、规划路线等功能,在相对集中的写字楼、住宅区等实现小批量的集中配送。

从餐厅送餐机器人、酒店服务机器人到解决最后一公里配送问题的无人机、无人车,消费升级下带动了产业升级。传统物流行业的从业人员、装备、交付环节等都在智慧物流模式下面临颠覆。

? 农业机器人的应用将推动农业生产的标准化、规范化

与国外相比,中国农业机器人研究与开发方面尚处于起步阶段,20世纪90年代中期,国内才开始农业机器人技术的研发。与国外农场主经营方式不同,中国式的小农经济中农田规模有限,规模化、商业化程度低,而只有当规模化农业发展到达一定程度后,农业机器人才能实现对农民劳动力规模化替代。

随着国内土地流转的推进,土地集约化经营成为趋势,农业机器人的效率、成本优势将会更加凸显,伴随着技术发展、人工智能水平提升,对农业机器人的操作更为简便,从而进一步推动中国进入现代农业阶段。

农业机器人的应用,不仅节省了劳动力成本,也保证了农产品质量。农业机器人通过对搭载的人工智能实现感知、传输、作业一体化,利用信息交互与通讯技术,实现农产品的物联网布局,从而完成从作物播种到培育、采摘、分拣、包装一系列工作的识别、跟踪、监控与管理,推动农业生产的标准化、规范化。

? 医疗机器人可辅助完成手术、康复等工作

伴随着人口老龄化和消费水平的提高,医疗市场开始受到更多关注,人工智能技术带动了外科手术辅助机器人、诊断与治疗机器人、医用教学机器人、护理机器人、康复机器人等多种医疗辅助工具的发展。

各类医疗机器人在替代、辅助医务工作者工作的同时,能够减轻社会对残疾人和老年人的看护负担。

? 手术机器人及康复机器人是医疗机器人主要发展方向

手术机器人具有以下典型优势:360度立体手术视野;机械臂灵活度高,稳定性强,可实现更为精密、稳定、安全的手术操作;通过机器人可实现微创手术,缩短康复时间。康复机器人通过辅助行走、电刺激等,以更为便捷、人性的方式实现康复训练和残疾人辅助。

老龄化趋势对助残护理的需求,医护人员的劳动力缺口以及疑难杂症对新技术的依赖等成为医疗机器人的驱动因素。而国家从政策层面,给予医疗机器人较大的重视,在《中国智造2025》、《机器人产业发展规划(2016-2020年)》等文件中,都提出发展医疗机器人。在市场需求和政策支持的带动下,中国医疗机器人发展前景可观。

? 机器人提供驾驶辅助、智能驾驶服务,无人驾驶成为智能汽车发展的最终形态

机器人在交通出行领域中,角色由机器辅助向机器替代转移,现阶段以提供辅助功能的智能车载设备为重点。虽然无人驾驶呼声较高,但其对技术水平要求较高,面临人、车、路的多重考验,在路况较为简单的情况下,无人驾驶将比真人操作更加安全,但在复杂路况下,无人驾驶的安全程度将取决于人工智能技术的成熟程度。

智能车载设备以及无人驾驶等将以汽车为基础重新搭建起新的交通网络,促使车联网的落地。

? 特种机器人可有效应对危险作业及极端环境

在传统专业服务机器人之中还存在一类机器人从事着特殊工作。战争、恐怖袭击等突发事件,地震、海啸等自然灾害、太空深海等科研探索,核、化、生等潜在危险这类事件代表的作业环境已超出人类的能力范围,搭载多项技术的特种机器人能够在极端环境中替代人类工作,并且能够有效减少因危险作业造成的人员损伤。

特种机器人研发费用高,研发周期长,社会价值远大于商业价值。《国家高技术研究发展技术(863计划)》、《中国制造2025》以及《机器人产业规划(2016-2020年) 》等文件从国家政策层面推动特种机器人的研发。目前中国特种机器人技术集中在科研机构及高校手中,集中了最为前沿的机器人技术,未来其技术也可应用于民用。

③ 个人/家庭场景——个人/家用服务机器人

? 个人/家用服务机器人从多个功能切入家庭生活

一是协助完成家政工作,是个人/家用机器人的发展热点,二是个人使用的娱乐设备及功能设备,需要解决安全隐患,三是陪伴功能,包括老年人看护、儿童教育、成人情感陪伴等,这是个人/家用机器人未来的发展趋势,现阶段用需技术突破。

? 人口老龄化与儿童教育催生家庭陪伴机器人

在劳动力减少的同时,国内老龄化比例升高,并且随着“二孩”政策放开,幼儿抚养率与老年抚养率均逐年上升,2014年,少儿抚养比与老年抚养比相加超过36%,意味着100名劳动年龄人口要负担36名非劳动年龄人口,在4+2+2的家庭模式下,劳动力人口压力日益增加。

? 老年陪护类机器人以陪伴为主,辅以娱乐、护理等功能

中国已进入人口老龄化社会,空巢老人、失能老人等都需要家庭、社会给予更多的关注。在老年陪护产品中,现阶段具有娱乐、护理功能的机器人还没有量产,多数仍在研发、试验阶段,机器人产品较高的售价也使其难以进入普通家庭。

老年陪护类机器人还处于产业化规模前期,短时间内无法实现量产。但市场中现有的监测高血压、糖尿病等病症的智能可穿戴设备已然兴起,能够对护理机器人医疗健康的功能进行替代,未来以大(护理机器人)和小(可穿戴设备)构成的身体体征监测及护理系统将为老年人提供健康保障。

? 儿童陪伴类机器人更注重教育与日常交流

儿童陪伴机器人功能有限,多数功能可以被其他产品替代,智能化程度低、市场定位模糊等问题成为阻碍其发展的因素。

针对儿童市场特点,娱乐、教育、看护等角度都可以成为切入点,从根本上来说,现阶段迫切需要通过提升智能化与完善情景交流模式,驱动机器人向类人陪伴方向发展,从而实现更好的用户体验。

? 以扫地机器人为代表的家政服务机器人市场认可度较高

中国居民人均可支配收入逐年增加,普通用户开始更加关注提高生活质量。中青年在工作、生活等多重压力下,急需通过智能机器设备从繁杂的家政工作中解放出来,因此家政服务机器人,尤其以扫地机器人为代表的清洁类机器人获得较高的市场认可度。

扫地机器人目前面临死角、路线规划、避障、越线等问题,厂商在提升其清洁能力与智能化水平的同时,将扫地机器人纳入智能家居体系,实现扫地机器人与其他智能设备的互联发展。

同时科沃斯扫地机器人地宝朵朵S单品销量13.5万台,销售额达2亿,稳居天猫数码家电单品第一,2015年单品朵朵销量1亿。

? 无人机、平衡车等另类机器人成为个人的娱乐设备和功能工具

随着80后、80后成为消费主力,高科技娱乐产品成为新兴消费人群的新宠,无人机、平衡车因其娱乐、工具属性在近两年快速发展,但山寨产品以及规范标准的缺失导致产品存在着无法忽视的安全隐患,阻碍整个行业的发展。除此之外,人形机器人、桌面型机器人等产品开始进入普通消费者视线。

? 个人/家用机器人或将成为智能家居的控制中心

个人/家用机器人具有人工智能优势,在智能家居中,或将成为控制中心。

利用智能家居的物联模式,机器人可以通过wifi控制其他智能设备,而搭载的语音语义识别技术,将实现非手动遥控,个人/家用机器人也将由单一功能向多功能方向转变。

? 中国服务机器人正处于探索期,逐渐向不同行业渗透

服务机器人现处于市场探索期,厂商开始涌入,除部分机器人实现量产外,很多仍处于产业化前期。

服务机器人已在客服、餐饮、物流、农业、医疗、交通等多个领域提供辅助性或者代替性工作,随着人工智能程度的提高,机器人开始越来越多提供感知、认知甚至是决策的功能。

未来服务机器人的市场规模将大大超过工业机器人,专业级机器人向系列化,消费级机器人向商品化方向发展,商业模式将逐步清晰。

03机器人产业发展趋势

? 机器人由流程自动化向人工智能方向发展,机器人平台兴起,搭载多动能的智能机器人是未来趋势

随着技术创新以及产业发展,机器人规模化量产将得以实现,机器人入驻每一户家庭成为可能,智能机器人将成为主流。在部分机器人厂商选择深耕细分领域的同时,机器人平台兴起,机器人厂商以智能平台接入第三方应用,创建机器人生态圈。

随着应用开发,智能机器人将被赋予更多功能,既能够完成家政服务、进行身体监测、康复护理,又可以聊天娱乐,还能控制家电,提醒日程安排、叫车付费等,科幻作品中的管家机器人将会变为现实。

? 集群化、多机器人协作系统将成为机器人发展热点,并逐渐演化出软体机器人、微纳机器人等

? “政产学研用融”相结合,实现研发向产业的转移

机器人技术主要掌握在企业与大学及科研机构手中,其中,商业化专利大部分被国外机器人产业巨头所垄断,中国的企业专利拥有数量与国外相比,差距明显。但在大学及科研机构中,国内明显占据优势。

目前许多机器人公司与高校展开合作,建立实验室,研发各类技术。随着全行业资源的整合,“政产学研用融”政策的支持下,研发成果向商业产品转化,未来中国的机器人可能会出现爆发式增长。
(来源:易观,有改动)

作者:admin


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