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2017年中国服务机器人市场前景研究报告(简版)

观产业

中商产业研究院2017-11-13

一、服务机器人的定义及分类

 根据国际机器人联盟的定义,服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它能完成有益于人类健康的服务工作,但不包括从事生产的设备。

 服务机器人的定位就是服务。从机器人的功能特点上来讲,它与工业机器人的一个本质区别在于,工业机器人的工作环境都是已知的,而服务机器人所面临的工作环境绝大多数都是未知的。

 参照国际机器人联盟(IFR)按照应用领域划分的分类,将服务机器人分为个人/家用机器人(Personal/Domestic Robots)和专业服务机器人(Professional Service Robots)两大类。服务机器人的应用范围很广,主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。其中,个人/家用机器人主要包括:家庭作业机器人、娱乐休闲机器人、残障辅助机器人、住宅安全和监视机器人等;专业服务机器人主要包括:场地机器人(Field robotics)、专业清洁机器人、医用机器人、物流用途机器人、检查和维护保养机器人、建筑机器人、水下机器人,以及国防、营救和安全应用机器人等等。

 服务机器人分类情况

 

资料来源:中商产业研究院

  

二、全球服务机器人市场发展情况

 1、全球服务机器人行业发展现状

 20世纪8O年代中期开始,机器人已从工厂的结构化环境进入人的日常生活环境——医院、办公室、家庭和其它杂乱及不可控环境,成为不仅能自主完成工作,而且能与人共同协作完成任务或在人的指导下完成任务的智能服务机器人,特别是最近几年,对会清洁地面、割草或充当导游、保姆和警卫等自主移动机器人技术上的进步,大家都是有目共睹的。

 全球服务机器人市场上仅有部分国防机器人、家用清洁机器人、农业机器人实现了产业化,而技术含量更高的医疗机器人、康复机器人等仍然处于研发试验阶段。全球个人和家用服务机器人的产品包括家庭作业机器人、娱乐休闲机器人、残障辅助机器人和监视机器人,其中家庭作业机器人中的除草机器人市场化程度高,产品种类多样化。例如,达芬奇外观机器人、挤奶机器人和军用无人机已经形成成熟的产业链。

 2、全球服务机器人行业市场规模分析

 随着人工智能和物联网技术的不断发展,作为一种智能硬件,服务机器人产品将通过与软件加深融合的方式对传统设备进行智能化改造,不断实现更为强大的功能和更为丰富的应用场景;作为物联网生态系统中的信息交换中枢,服务机器人还将借助互联网和云为其他联网设备提供随时、随地的信息输入,并通过人工智能技术进一步代替用户对其它联网设备进行自主操控,为用户提供智能化服务,市场前景十分广阔。据统计,2014年全球服务机器人市场规模约为59.7亿美元,2010-2014年均复合增长率10.8%。根据统计,2015年度全球服务机器人销售额已达68亿美元,预计2015-2018 年全球服务机器人市场总规模约394亿美元,四年年均复合增长率21.07%

 

数据来源:中商产业研究院

 其中,家庭服务机器人是服务机器人行业中发展最为迅速的领域之一。2015年全球家庭服务机器人总销售额为22亿美元,同比增长16%。据预计,2015-2018年全球家庭服务机器人四年年均复合增长率35.24%,显著高于服务机器人的预期复合增长率。

数据来源:中商产业研究院

三、国内服务机器人发展情况

 1、国内服务机器人发展现状

 中国的服务机器人尚处在产业化发展初期,产品呈现功能单一化、初步智能化的形态,大多属于一台“聪明的机器”。但如果服务机器人想要复制PC的发展路径,一台“聪明的机器”是远远不够的,人们需要的是一台“颠覆人类生活方式的机器”。

 目前中国机器人企业真正能赚钱的业务是系统集成。关键零部件尚未真正国产化,造成国产机器人本体成本远高于国外同行,很难上规模。国产机器人本体成本远高于国外同类产品,特别是减速机,国内企业购买减速机的价格是国外企业的价格的将近5倍。伺服电机、控制器等关键零部件价格也显著高于国外同类产品。现阶段国内机器人行业类似于美国上世纪50-60年代,机器人产业刚刚兴起,众多企业进入机器人行业。不同的是,美国当时机器人技术是世界领先的,现在中国机器人技术明显落后于西方已经相对成熟的技术水平。

 目前,中国的家用服务机器人主要有吸尘器机器人、教育、娱乐、保安机器人、智能轮椅机器人、智能穿戴机器人、智能玩具机器人等,同时还有着一批为服务机器人提供核心控制器、传感器和驱动器功能部件的企业。在医用机器人领域,应用最广泛的要数微创手术机器人;而军用机器人主要是用于国防需求,主要有防爆机器人、侦查监视机器人等,近年来为了增强国防实力,国家在这一领域的投入大大增加。至于农用机器人的应用,中国农业机械化程度相比发达国家差距较大,导致农业机器人的应用规模不大,大多出现在经济发达的城市。

 2、国内服务机器人行业市场规模分析

 目前,中国服务机器人行业还处于初级发展阶段,其中,大部分产品还处于研发试验阶段,而投入使用并且实现产业化的服务机器人产品还很少。2015年,中国服务机器人的市场规模达到29.6亿元,预计2017年将超过48亿元。

 

数据来源:中商产业研究院

 目前家务机器人在家用服务机器人销售量中占据着主要部分,根据统计,2013年全球家庭服务机器人总销售量中,家务机器人约占69%,预计2018年家务机器人销售量占家庭服务机器人的比重将达到75%。扫地机器人(又称“机器人吸尘器”或“地板清洁类机器人”)是目前家务机器人中的主导品类,根据IFR 的数据,2013年家务机器人销量中约96%以上为扫地机器人。扫地机器人成功选取地面清洁的应用场景,主要有吸尘、扫地、擦地等功能,满足了地面清洁智能化的用户需求,实现了较好的功能体验。与其他类型家庭服务机器人相比,扫地机器人具有生产技术相对成熟、技术可实现性强、需求量大等特点,目前在全球范围内已进入大规模量产阶段,极大地推动了家庭服务机器人总销售额的迅速增长。

根据测算,2013年、2014年我国机器人吸尘器销售额分别约为8亿元、15亿元,而截至2015年机器人吸尘器年销售额已经近28亿元,销售量207万台,预计2017年我国扫地机器人市场规模将超过50亿元,智能扫地机器人未来的市场空间巨大,将会呈现大幅度增长态势。

 

数据来源:中商产业研究院

  

四、服务机器人发展驱动因素分析

 1、人工智能技术大力推动服务机器人行业的发展

 人工智能技术的不断进步极大地促进了机器人行业的飞速发展。人工智能(Artificial Intelligence)简称AI,其本质是对人的意识、思维的信息过程的模拟。近三十年来,随着核心算法的不断改进,人工智能获得了迅速的发展,基于人工智能技术的各种产品如雨后春笋般出现。

 人工智能产业大致可分为基础层、技术层和应用层等三个层次。其中,基础层是底层,硬件基础是芯片和传感器,软件基础是计算平台(云计算)和大数据;技术层是以机器学习、视觉识别、自然语言处理等为代表的感知智能和认知智能等各类智能算法;应用层是人工智能在各个行业的软硬件应用。

 位于人工智能产业应用层的机器人则是人工智能得以应用于多样化领域的重要载体。作为一种重要的智能硬件,随着计算机视觉、机器学习、智能语音等多种智能算法技术的进步,机器人行业也将实现飞速的发展。短期来看,人工智能技术助力于制造业中自动化与柔性化生产的推行,从而促进工业机器人在高端制造业领域的广泛应用;长期来看,未来人工智能最大的应用市场将出现在在服务机器人领域,面对远比当前工业生产复杂的环境,服务机器人对人工智能技术的要求更高更全面,市场空间更加巨大。

 目前,我国人工智能领域发展迅速,将大力推动服务机器人行业发展。据中商产业研究院大数据显示,2015年中国的人工智能市场规模达12亿美元,预测将在2020年达到91亿美元的规模,这意味着在未来几年内,每年的增长速度都达到50%

 

数据来源:中商产业研究院

 2、物联网及相关技术将加速服务机器人行业的发展

 从自身使用功能的角度,传统意义上服务机器人所发挥的作用主要体现于两个方面:一是人工替代,将人类从繁琐而重复的简单劳动中解放出来;二是功能延伸,即实现人类本身不可能完成的功能,类似于新工具的产生。除了通过人工替代和功能延伸等方式创造直接经济价值之外,服务机器人正逐步成为物联网(IoT)的重要组成部分和信息承载主体。近年来,随着成本和使用费用的显著下降,高速互联网、传感器和半导体芯片的普及率大幅提高,推动了联网设备(Connected Devices)的高速发展,联网设备规模不断扩大。根据预测,截至2020年,中国联网设备数量将超过1.8万亿元。

 

数据来源:中商产业研究院

 随着物联网的兴起,物联网生态系统、云计算、大数据正在成为服务机器人行业发展的核心驱动因素。物联网运行过程中所产生的海量数据构成了云计算的基础,而云计算的不断发展,将使服务机器人所使用的软件系统由目前的嵌入式计算系统逐渐演变成为信息物理系统(CPS)。信息物理系统是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统,注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调,将实现数据世界与物理世界的交互,在物联网和服务机器人的发展过程中有着深远的影响。具体而言,通过物联网技术的运用,信息物理系统将把与当前嵌入式系统相对应的机器人机载计算功能移动到云端;一方面使得服务机器人通过开放性的互联网与包括家电在内的其他硬件设备之间、机器人与机器人之间实现通信与互联;另一方面可以使机器人通过过去的经验数据进行学习,并具备更强的环境适应能力。

 受益于人工智能与物联网等领域的发展,长期来看,服务机器人有望成为继电脑、智能手机之后的新一代智能终端,与当前的智能手机相比,服务机器人将具备通过云端同其他物联网设备互通和互相操作的能力,从而成为真正具有自动或者自主功能的平台。

  

五、国内外服务机器人行业重点企业分析

 1、iRobot Corporation

 iRobot Corporation成立于1990年,主要生产包括扫地机器人、擦地机器人、泳池清洁机器人在内的家用机器人,包括远程视频协作机器人、远程医护机器人在内的商用机器人以及应用于国防安全的各类军用机器人。至今,公司家用机器人累计销售量超过1500万个,军用机器人近6000个。

 公司2014-2016年销售额分别为5.57亿、6.17亿和6.61亿美元,净利润分别为0.38亿、0.44 亿和0.42亿美元,其中201556%的销售额来自海外,家用机器人销售收入占其总收入的91%。公司的总部位于马萨诸塞州的贝德福德,并且在加利福尼亚州的帕萨迪纳,伦敦、上海和香港特别行政区设立了分支机构。公司于2005年在纳斯达克挂牌上市。

 

数据来源:中商产业研究院

 2、沈阳新松机器人自动化股份有限公司

 沈阳新松机器人自动化股份有限公司(简称:机器人)隶属中国科学院,是一家以机器人技术为核心,致力于数字化智能制造装备的高科技上市企业,是机器人产品线最全的厂商,在沈阳、上海、杭州、青岛建有机器人产业园,在北京、深圳等城市设立多家控股子公司,在上海建有新松国际总部。新松现拥有1600余人的研发创新团队,形成以自主核心技术、核心零部件、领先产品及行业系统解决方案为一体的完整产业价值链,并将产业战略提升到涵盖产品全生命周期的数字化、智能化制造全过程。

 沈阳新松机器人自动化股份有限公司的机器人产品线涵盖工业机器人、洁净(真空)机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人五大系列,其中工业机器人产品填补多项国内空白,创造了中国机器人产业发展史上88项第一的突破;洁净(真空)机器人多次打破国外技术垄断与封锁,大量替代进口;移动机器人产品综合竞争优势在国际上处于领先水平,被美国通用等众多国际知名企业列为重点采购目标;特种机器人在国防重点领域得到批量应用。在高端智能装备方面已形成智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备产业群组化发展。

 2017年上半年,公司实现营业收入10.27亿元,同比增长15.47%;归属于母公司股东的净利润1.77亿元,同比增长6.67%

 

数据来源:中商产业研究院

 市场方面,2017年上半年,公司服务机器人首次实现出口,销往马来西亚和新加坡。公司“松果”系列服务机器人增加新成员—政务服务机器人,该产品源于“互联网+”的设计理念具备双系统,一方面具有人脸识别、语音识别等人机交互功能,可实现迎宾取号、咨询接待、业务引导、信息查询、自助缴费等业务功能;另一方面可以进行行业软件的开发,可广泛用于税务、电力、公检法、海关、银行等政务行业。

 3、科沃斯机器人科技(苏州)有限公司

 公司主营业务是各类家庭服务机器人、清洁类小家电等智能家用设备及相关零部件的研发、设计、生产与销售,为全球知名的家庭服务机器人制造商之一。经过多年的发展,公司已形成了包括扫地机器人、擦窗机器人、空气净化机器人、管家机器人在内的较为完整的家庭服务机器人产品线以及品类丰富的清洁类小家电产品线。

 其中,公司在服务机器人模块的主要产品为“Ecovacs 科沃斯”品牌家庭服务机器人,包括地面清洁机器人地宝系列、擦窗机器人窗宝系列、空气净化机器人沁宝系列以及融合了前述多项功能的管家机器人Unibot 等;此外,公司还从事商用服务机器人的研发、生产与销售,拥有公共服务类商用服务机器人旺宝以及太阳能电池板清洁机器人锐宝等产品。

 据统计,2013-2015年科沃斯分别实现营业收入19.45亿元、23.14亿元、26.95亿元;同期净利润分别为1.69亿元、1.66亿元和1.76亿元。另外,科沃斯2016年前三季度营业收入为21.49亿元,净利润7916.27万元。

 从业绩增速来看,科沃斯2015年和2014年营业收入分别实现了18.94%16.47%的增长;而同期净利润增幅分别为-1.98%6.3%。至于营业收入增速远超净利润的原因,科沃斯在招股书中解释称,除销售费用持续增长外,公司2014年清洁类小家电业务营业收入下降;2015年外汇远期业务产生则产生了亏损。

 

数据来源:中商产业研究院

 六、我国服务机器人市场发展趋势

 1、家庭化

 一方面信息高速发展和生活、工作节奏的加快,需要人们从繁杂的家庭劳动中解脱出来;另一方面随着中国老龄化越来越严重,更多的老人需要照顾,社会保障和服务的需求也更加紧迫,而中国多年的计划生育政策之后,已经形成了人口倒金字塔结构,老龄化家庭结构必然使更多的年青家庭压力增大,而且生活节奏的加快和工作的压力,也使得年轻人没有更多时间陪伴自己的孩子,随之酝酿而生的将是广大的家庭服务机器人市场,例如家庭护理机器人、玩具机器人、安控机器人、清洁机器人都将是最为需要的。在国外一些机器人已经实验性地进入了医院、家庭,从事部分辅助服务工作,相信在中国随着市场潜在需求的成熟,也将有更多的服务机器人走入寻常百姓家。中国由于人口的快速老龄化,可以预计,服务机器人将大量进入家庭,引发服务机器人家庭化的浪潮。

 2、智能化

 虽然服务机器人设计的应用不同,但大体可以分为三类:(1)为了适应制造业之外的应用对传统机器人进行改进,这种方法日益被机器人系统集成商追捧并用于开拓新市场。比如,加油机器人,自动化的仓库储存或医疗机器人,其系统是由工业机器人的技术演变而来的。(2)服务机器人如清洁、监视机器人通常都是现有专用机器改进而来。这里机器生产厂商利用先进的机器人技术改进这些产品,得到高产出的自动化系统。(3)设计师专门设计的市场需求量大的机器人。而无论哪一种类别,都指向一个共同的技术发展方向:智能化。

 3、模块化

 在世界范围内,服务机器人的标准化和模块化还处在一种不完善状况。因而,建立服务机器人标准是发展服务机器人亟待解决的课题。在技术上,机器人的软件是专用而复杂的,由于缺乏统一的标准和平台,机器人每个制造商都有自己的体系结构,相关应用厂商无力开发大量不同应用软件,无法进入机器人市场。所以应该加快开展体系结构、中间件与模块化技术攻关和应用示范,加大扶持以中间件与模块化技术为核心的软件与功能构件产业化发展。

 4、产业化

 机器人是各种各样单元技术的集成体,但是它本身是以一个系统来实现它的功能和得到普及的。所以,为了让所研发的机器人商品化、实用化,不能仅仅把重点放在单元技术的开发上,首先要把机器人作为一个系统来确定它的功能和所进行的工作内容。以往,许多公司的作法是以公司为主导把研发出来的机器人提供给用户,但是在机器人采购和应用中,必须首先让用户掌握主动权,必须向用户讲明机器人的应用目的。在此基础上,分析机器人所进行的工作和人的动作所处的周边环境,就机器人的作用、功能和成本等进行透彻的论证,来完成机器人的制作,这个过程特别是在机器人普及的初级阶段是不可或缺的。所以,机器人产业化首先应该从容易实现这个过程的领域出发,逐渐地扩大到其他领域。

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