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机器人产业项目投资可行性研究报告(案例分析)

发布时间:2019-01-08 09:16:31

导语1 3 项目建设背景与必要性1 3 1项目建设背景1、政策发展促进我国机器人产业发展当前,随着我国劳动力成本快速上涨,人口红利逐渐消失,生产方式向柔性、智能、精细转变,构建以智能制造为根本特征的新型制造体系

1.3 项目建设背景与必要性

1.3.1 项目建设背景
1、政策发展促进我国机器人产业发展
当前,随着我国劳动力成本快速上涨,人口红利逐渐消失,生产方式向柔性、智能、精细转变,构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫,对工业机器人的需求将呈现大幅增长。
“十三五”时期是我国机器人产业发展的关键时期,应把握国际机器人产业发展趋势,整合资源,制定对策,抓住机遇,营造良好发展环境,促进我国机器人产业实现持续健康快速发展。
机器人发展受到世界各国的关注,我国在多部国家发展规划中设置了机器人相关发展规划,鼓励机器人行业发展。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、“中国制造2025”、工业4.0、《机器人产业发展规划(2016-2020年)》等重要国家规划均鼓励大力发展机器人行业。
在中国“十三五”规划纲要中,机器人也位列大力推进创新和产业化的一批新兴前沿领域之列。从某种意义上来讲,工业机器人行业是否能够崛起,不仅仅是经济问题,而是关系到我们未来国计民生的大问题。专家指出日益老龄化的人口结构、不断上涨的人工成本和全球化竞争是拉动中国机器人市场快速成长的重要因素。此外,“中国制造2025”、《机器人产业发展规划(2016-2020年)》、《新一代人工智能发展规划》的提出及鼓励创新和对新兴企业的投资加大都推动了机器人产业的迅猛发展。
2、产业发展背景
近年来,不少国家将机器人发展纳入国家计划,美国《先进制造业国家战略计划》、欧盟SPARC民用机器人研发计划、“中国制造2025”、日本《机器人新战略》、韩国《机器人未来战略2022》等,纷纷将机器人纳入国家科技创新和产业发展的重点领域。机器人已成为新一轮科技革命与产业变革背景下世界各国产业竞争的焦点。
《中国制造2025》将机器人列为中国十大重点推动领域之一,而智慧型机器人更跃升为未来10年中国制造业发展转型升级的方针。2016年3月21日,工业和信息化部、发改委、财政部等三部委联合印发了《机器人产业发展规划(2016-2020年)》。规划提出了五年我国机器人产业的“两突破”、“三提升”;五年总体目标、具体目标;以及五项主要任务。
根据中国机器人产业联盟发布的数据,我国从2013年起连续两年成为全球第一大机器人消费市场,机器人使用量约占全球销量的1/4。目前,我国工业机器人使用密度仍然偏低。韩国是世界上使用工业机器人密度最高的国家,每一万名工人使用机器人437台,而我国仅有35台,远低于国际平均水平,潜力巨大。按照预测,2017年,我国将成为使用工业机器人数量最多的国家之一。到2020年,我国工业机器人年销量将达到15万台,保有量达到80万台;到2025年,工业机器人年销量将达26万台,保有量达180万台。到“十三五”末,我国机器人产业集群产值有望突破千亿元。
3、在新一轮的发展中具有基础优势
当前认真落实《中国制造2025》国家战略,按照省委、省政府的部署要求,大力推进智能制造等工作,制定加快建设国家智能制造示范区等一系列创新措施,深入实施工业强基工程,引导智能装备高端突破,加快制造业智能化转型,推动制造业向数字化、网络化和智能化迈进,推动“制造”向“智造”转型。
制造业基础深厚,人才高度集聚,产业协同支撑能力强,营商环境优异,是发展智能制造产业的一方沃土。
综上所述,当前,相城目标是把相城区打造成为当地未来产业发展的新高地,同时打造成为新经济发展的一个制高点。通过-产业基地一期项目的建设,能够加快促进市乃至江苏省的企业从工业2.0时代升级到4.0时代,为江苏省“机器换人”战略提供有力支撑,形成世界级智能制造创新和生产集聚高地,成为市新的经济增长引擎,也将为江苏省乃至全国范围内创新发展树立典范。
1.3.2 项目建设必要性
1、项目的建设符合机器人相关政策、规划的发展要求
1)《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》第二篇“实施创新驱动发展战略”中第六章“强化科技创新引领作用”下的“专栏3”提出的“科技创新2030—重大项目”包含:重大工程:①种业自主创新;②煤炭清洁高效利用;③智能电网;④天地一体化信息网络;⑤大数据;⑥智能制造和机器人;⑦重点新材料研发及应用;⑧京津冀环境综合治理;⑨健康保障。本项目属于第6项目智能制造和机器人的发展方向,属于大力发展方向;“专栏7”高端装备创新发展工程中“(五)机器人装备”再次提出:“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,推动高精密减速器、高速高性能控制器、高性能伺服电机及驱动器等关键零部件自主化,推动人工智能技术在各领域商用”。此外多处提及机器人相关发展政策,可以看出属于工业机器人项目,属于十三五规划鼓励发展方向。
2)《中国制造2025》是我国政府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。《中国制造2025》提出,坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针,坚持“市场主导、政府引导,立足当前、着眼长远,整体推进、重点突破,自主发展、开放合作”的基本原则,通过“三步走”实现制造强国的战略目标:第一步,到2025年迈入制造强国行列;第二步,到2035年中国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平;第三步,到新中国成立一百年时,综合实力进入世界制造强国前列。
紧密围绕重点制造领域关键环节,开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用。支持政产学研用联合攻关,开发智能产品和自主可控的智能装置并实现产业化。依托优势企业,紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化,建设重点领域智能工厂/数字化车间。在基础条件好、需求迫切的重点地区、行业和企业中,分类实施流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态新模式、智能化管理、智能化服务等试点示范及应用推广。建立智能制造标准体系和信息安全保障系统,搭建智能制造网络系统平台。
到2020年,制造业重点领域智能化水平显著提升,试点示范项目运营成本降低30%,产品生产周期缩短30%,不良品率降低30%。到2025年,制造业重点领域全面实现智能化,试点示范项目运营成本降低50%,产品生产周期缩短50%,不良品率降低50%。
围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人,以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求,积极研发新产品,促进机器人标准化、模块化发展,扩大市场应用。突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。
3)《机器人产业发展规划(2016-2020年)》提出自主品牌工业机器人年产量达到10万台,六轴及以上工业机器人年产量达到5万台以上。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。
推进工业机器人向中高端迈进。面向《中国制造2025》十大重点领域及其他国民经济重点行业的需求,聚焦智能生产、智能物流,攻克工业机器人关键技术,提升可操作性和可维护性,重点发展弧焊机器人、真空(洁净)机器人、全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人、双臂机器人、重载AGV等六种标志性工业机器人产品,引导我国工业机器人向中高端发展。
为满足国家战略和民生重大需求,加强质量品牌建设,积极开展机器人的应用示范。围绕制造业重点领域,实施一批效果突出、带动性强、关联度高的典型行业应用示范工程,重点针对需求量大、环境要求高、劳动强度大的工业领域以及救灾救援、医疗康复等服务领域,分步骤、分层次开展细分行业的推广应用,培育重点领域机器人应用系统集成商及综合解决方案服务商,充分利用外包服务、新型租赁等模式,拓展工业机器人和服务机器人的市场空间。
4)《新一代人工智能发展规划》提出加快人工智能关键技术转化应用,促进技术集成与商业模式创新,推动重点领域智能产品创新,积极培育人工智能新兴业态,布局产业链高端,打造具有国际竞争力的人工智能产业集群。
智能机器人。攻克智能机器人核心零部件、专用传感器,完善智能机器人硬件接口标准、软件接口协议标准以及安全使用标准。研制智能工业机器人、智能服务机器人,实现大规模应用并进入国际市场。研制和推广空间机器人、海洋机器人、极地机器人等特种智能机器人。
围绕制造强国重大需求,推进智能制造关键技术装备、核心支撑软件、工业互联网等系统集成应用,研发智能产品及智能互联产品、智能制造使能工具与系统、智能制造云服务平台,推广流程智能制造、离散智能制造、网络化协同制造、远程诊断与运维服务等新型制造模式,建立智能制造标准体系,推进制造全生命周期活动智能化。
5)《江苏省“十三五”智能制造发展规划》提出到2020年,全省智能制造水平明显提高,智能装备应用率、全员劳动生产率、资源能源利用效率显著提高,企业安全生产、节能减排水平大幅提升,形成较完整的智能制造装备产业体系,部分关键技术与部件取得创新突破,工业软件支撑能力明显增强,智能制造新模式不断完善,成为具有国际影响力、国内领先的智能制造先行区。
掌握一批具有自主知识产权的智能制造核心技术和系统软件,突破一批高端智能装备和关键零部件,在智能传感、仿真优化、工业互联网、智能检测等先进技术方面取得突破。自主品牌工业机器人年销售(应用)达5000台,自主研制首台(套)重大智能制造装备及生产线300个以上。
重点行业机器人密度(每万名员工使用机器人台数)达到200台以上。全省规模以上企业制造装备智能化水平大幅提升,关键工序核心装备数控化率超过80%,大中型企业实现全覆盖,广泛建立面向生产全流程、管理全方位、产品全生命周期的智能制造新模式。
规模以上企业研发设计、生产管理、营销服务等关键环节互联网应用覆盖率达到60%,关键管控软件普及率达到65%,重点管控系统集成覆盖率达到45%。大中型企业关键环节互联网应用实现全覆盖。智能协同制造、线上线下融合服务模式在重点行业重点企业全面推广,区域两化融合发展水平总指数达到98。
建成1000个智能车间,推动一批智能工厂建设。大中型企业两化融合综合集成应用基本普及,组织1000家企业开展省级两化融合贯标试点,培育一批在全国具有较高知名度和影响力的智能制造品牌企业,成为全省推进智能制造的标杆。
当前我国相关政策、规划鼓励发展机器人及其产业集群发展,项目单位以-产业基地一期项目为重要发展契机,加快机器人核心技术、核心零部件、核心产品的研发生产,打造工业4.0解决方案和数字化工厂,全力建设集人才聚集、产业聚合于一体的机器人科技城。通过项目的建设必将对加快相城区乃至制造业智能升级起到引领推动作用。相城区及有关部门要不断优化服务,营造良好发展环境,推动更多智能制造项目落地见效,着力打造智能制造创新高地,为经济发展注入新动能。
2、项目实施有利于相城区域经济发展和产业结构转型升级
传统的制造业采用粗放型生产方式,生产主要靠消费资源、廉价的劳动力来获取其价值,社会效益和经济效益远远不好,这种发展方式已经不在适合当今的发展需要。现如今,企业如雨后春異纷纷出现,消耗了大量的资源,再加上社会开始重视环境的保护,企业的成本会大大加大。再者,人力资本得到了有效的管理,员工们流动性加快,企业留住员工不仅仅靠高额的工资,还需要有先进的发展产业。为了生存和发展的需要,发展先进制造业就显得刻不容缓了。企业必须向信息化、自动化、清洁化、智能化等高水平发展,以避免在全球竞争中被淘汰。
我国当前正面临新一轮的产业结构调整,对于相城而言,无论从高端制造还是产业集聚方面,都面临着较大的结构性调整,而调整的目标是能够更好的发挥资源优势、比较优势,布局更加合理,效益得到提高,可持续发展能力得到增强。
“中国制造2025”拉开了一场史无前例的机器人革命,处于转型升级关键期的相城,瞄准“智能制造”这一风口,抢占机器人发展先机,发力打造“机器人产业”新磁场,利用新技术助力传统行业转型升级。通过-产业基地一期项目的建设,相城区未来将打造机器人、金融、文化、旅游和生活配套功能有机地结合的“五位一体”机器人特色科技城,成为新的经济增长引擎。同时,也将对加快制造业智能升级起到引领推动作用。
3、项目建设有利于优化区域资源配置,实现经济可持续发展的需要
长期以来,企业布局较为分散,科技含量低,高技术资源综合利用率和共享性较差,不利于社会大生产的发展,通过-产业基地一期项目的建设可为相城区产业经济创造良好的自下而上的环境和发展空间,可以同时规划道路、供电、供水等基础设施建设;可以实现人流、物流、信息流的充分利用;可以提高土地资源利用率、缓解建设用地紧缺的矛盾。同时,通过有效集聚、还可以加快机器人产业集群市场的形成、经贸工联动,最终实现经济和社会的协调发展。
4、项目的建设是打造相城区乃至城市战略重要引擎的需要
经济全球化日益加深,世界经济慢慢融为一体。作为发展较快的内陆城市,首先受到全球经济浪潮的影响。全球化既给带来了机遇,也给带来了挑战。这些机遇使得的技术可以孕育新的突破,资本的流动给带来了新的融资途径,许多大型知名的企业来发展给当地带来了新的经济增长动力。但是,同样也要面临着来自世界的挑战。经济危机的深远影响至今未能消除,全球经济都不景气。经济的发展缓慢导致有效需求明显不足,部分资源得不到应有的利用,作为全国经济的发展快速城市必须寻找新的出路。
-产业基地一期项目的建设可以为城市战略添砖加瓦,为迎接全球化的挑战增加一堵夯实的城墙。机器人产业基地可以有效促进相城区乃至经济、贸易、金融的发展;机器人相关高新技术的引用、整合,为形成走在我国前列的高新技术产业和战略新兴产业体系提供了保障。紧跟时代潮流,将产业和城市融合起来,充分利用有限的区位空间,形成新的发展方式,打造城市新名片,同样可以促进整个城市发展效率上升一个新平台。
5、通过项目的建设有利于区域机器人产业集群的建设
国内外许多优秀工业机器人生产商设置在,这是的优势,也从某种程度上说明了具有较好的战略位置,完成机器人“产城融合”就会变成可能。
当前市虽然存在着国内外著名的机器人生产商,但是这些生产商处于不同的位置,这样就不利于产业聚集效应,距离使得企业之间的信息不对称,从而导致企业之间的竞争不是那么激烈。企业之间的沟通也会发生障碍,企业面对同样的技术难题时不会一起解决,只会选择独自解决,这样就会浪费社会资源,还会耽误更多的时间。在这个科技时代,时间是有成本的,这就必然要求这些企业聚集起来。
公司前期投资建设的厂房主要针对机器人与智能制造产业等相关企业入驻,并且是通过产业引领、技术支撑、资金投入、市场支持、场所提供等方式引入企业,形成产业聚集。
项目将入驻的企业主要包括如下几方面:1)新松投资控股的企业(或者全资子公司);2)新松投资参股的企业;3)产业链上的企业;4)通过我们作为产业龙头通过产业合作引进的企业;5)智能制造工厂(工业4.0制造工厂)(这些企业主要是应用机器人,比较占多数)。
-产业基地一期项目划分16个地块形成可按栋分割产权,统一规划、统一运营,形成产业集聚平台,通过平台集聚效应就可以促进这些企业聚集在一起,提供产学研发展平台,这样就可以更好的利用资源,加强企业间的合作,使企业及时了解机器人技术上的突破,利用最新的研究成果创造价值、为社会服务。企业的人文环境同样会熏陶其他企业,使得企业吸收他人的优势弥补自己的不足,促进共同进步。
6、项目的建设有利于改善开发区生态环境,满足资源节约型经济社会的发展要求,实现经济社会协调发展。
项目的建设是指在规定区域范围内由政府统一规划,多元主体投资建设,为中小企业集聚发展提供生产经营的重要场所,具有通用性、配套性、集约性等优点。项目的设计采用单层、多层、独栋厂房设计,划分16个地块,可以有利于优化资源配置,缓解用地紧张矛盾,有效节约土地资源。同时项目厂房建设区域内配置完善的道路、电力、通信、给排水及污水处理等功能化配套设施,能确保项目建筑建设的实用,功能的完善,满足机器人企业生产的发展要求,形成低投入、低消耗、低排放和高效率的节约型高端智能工业区,满足地区生态建设的规划要求。
7、扩大就业,提升当地人民的生活水平的需要。
解决就业问题是我国经济建设和社会发展中一项极端迫切而艰巨的任务,就业问题是当今世界各国都面临的一个难题,就业和再就业已成为关系政治稳定、社会安定、经济发展的极为重要因素。
本项目的日常运营需要大量的劳动力提供服务,通过本项目产业基地的建设,可以间接带动4000个新工作岗位,为当地社会劳动力和大中专毕业生提供了就业机会,有利于缓解当地就业压力,同时可提高当地人民生活水平和质量,对社会的发展具有促进作用。
第二章 市场分析
2.1 全球机器人行业发展情况

当前,全球机器人市场规模持续扩大,工业、特种机器人市场增速稳定,服务机器人增速突出。技术创新围绕仿生结构、人工智能和人机协作不断深入,产品在教育陪护、医疗康复、危险环境等领域的应用持续拓展,企业前瞻布局和投资并购异常活跃,全球机器人产业正迎来新一轮增长。
2.1.1 全球市场规模
2017年,预计全球机器人市场规模将达到232亿美元,2012-2017年的平均增长率接近17%。其中,工业机器人147亿美元,服务机器人29亿美元,特种机器人56亿美元。
图2-1:2017年全球机器人市场结构(亿美元)
 
1、工业机器人:销量稳步增长,亚洲市场依然最具潜力
目前,工业机器人在汽车、金属制品、电子、橡胶及塑料等行业已经得到了广泛的应用。随着性能的不断提升,以及各种应用场景的不断明晰,2012年以来,工业机器人的市场正以年均15.2%的速度快速增长。据IFR统计显示,2016 年全球工业机器人销售额首次突破132亿美元,其中亚洲销售额76亿美元,欧洲销售额26.4亿美元,北美地区销售额达到17.9亿美元。中国、韩国、日本、美国和德国等主要国家销售额总计占到了全球销量的3/4,这些国家对工业自动化改造的需求激活了工业机器人市场,也使全球工业机器人使用密度大幅提升,目前在全球制造业领域,工业机器人使用密度已经超过了70台/万人。2017年,工业机器人将进一步普及,销售额有望突破147亿美元,其中亚洲仍将是最大的销售市场。
图2-2:2012-2020年全球工业机器人销售额及增长率
 
2、服务机器人:人工智能兴起,行业迎来高速发展新机遇
随着信息技术快速发展和互联网快速普及,以2006年深度学习模型的提出为标志,人工智能迎来第三次高速发展。与此同时,依托人工智能技术,智能公共服务机器人应用场景和服务模式正不断拓展,带动服务机器人市场规模高速增长。2017年,全球服务机器人市场预计达29亿美元。2020年将快速增长至69亿美元,2016-2020年的平均增速高达27.9%。2017年,全球医疗服务机器人、家用服务机器人和专用服务机器人市场规模预计分别为16.2亿美元、7.8亿美元和5亿美元,其中医疗服务机器人市场规模占比最高达55.9%,高于家用服务机器人29个百分点,其中智能服务机器人的比例快速提升。
图2-3:2012-2020年全球服务机器人销售额及增长率
 
3、特种机器人:新兴应用持续涌现,各国政府相继展开战略布局
近年来,全球特种机器人整机性能持续提升,不断催生新兴市场,引起各国政府高度关注。2017年,全球特种机器
人市场规模将达56亿美元;至2020年,预计全球特种机器人市场规模将达77亿美元,2016-2020年的年均增速12%。其中,美国、日本和欧盟在特种机器人创新和市场推广方面全球领先。美国提出“机器人发展路线图”,计划将特种机器人列为未来15年重点发展方向。日本提出“机器人革命”战略,涵盖特种机器人、新世纪工业机器人和服务机器人三个主要方向,计划至2020年实现市场规模翻番,扩大至12万亿曰元,其中特种机器人将是增速最快的领域。欧盟启动全球最大民用机器人研发项目,计划到2020年投入28亿欧元,开发包括特种机器人在内的机器人产品并迅速推向市场。
图2-4:2012-2020年全球特种机器人销售额及增长率
 
2.1.2 全球技术风向
全球机器人基础与前沿技术正在迅猛发展,涉及工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等各个方面,大量学科在相互交融促进中快速发展,技术创新趋势主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构三个重点展开。
1、工业机器人:智能技术快速发展,助力人机共融走向深入
人机共融技术不断走向深入。由于无法感知周围情况的变化,传统的工业机器人通常被安装在与外界隔离的区域当中,以确保人的安全。随着标准化结构、集成一体化关节、灵活人机交互等技术的完善,工业机器人的易用性与稳定性不断提升,与人协同工作愈发受到重视,成为重点研发和突破的领域,人机融合成为工业机器人研发过程中的核心理念。目前推出的部分人机互动机器人已能够像人类一样主动适应现实环境的不断变化,并快速改变应用,以更安全、更精准、更灵活的方式工作。
竞争力大幅提升助力应用领域快速拓展。工业机器人技术和工艺日趋成熟,成本将快速下降,具备更高的经济效率,可在个性化程度高、工艺和流程繁琐的产品制造中替代传统专用设备。与此同时,随着双臂灵巧机器人、智能仓储机器人等产品快速发展,工业机器人的应用正由汽车、电子等领域向家具家电、五金卫浴等一般工业领域发展,并进一步延伸至塑料、橡胶、食品等细分行业。
2、服务机器人:认知智能取得一定进展,产业化进程持续加速
认知智能将支撑服务机器人实现创新突破。人工智能技术是服务机器人在下一阶段获得实质性发展的重要引擎,目前正在从感知智能向认知智能加速迈进,并已经在深度学习、抗干扰感知识别、听觉视觉语义理解与认知推理、自然语言理解、情感识别与聊天等方面取得了明显的进步。
智能服务机器人进一步向各应用场景渗透。随着人工智能技术的进步,智能服务机器人产品类型愈加丰富,自主性不断提升,由市场率先落地的扫地机器人、送餐机器人向情感机器人、陪护机器人、教育机器人、康复机器人、超市机器人等延伸,服务领域和服务对象不断拓展,机器人本体体积更小、交互更灵活。
3、特种机器人:结合感知技术与仿生材料,智能性和适应性不断增强
技术进步促进智能水平大幅提升。当前特种机器人应用领域的不断拓展,所处的环境变得更为复杂与极端,传统的编程式、遥控式机器人由于程序固定、响应时间长等问题,难以在环境迅速改变时作出有效的应对。随着传感技术、仿生与生物模型技术、生机电信息处理与识别技术不断进步,特种机器人已逐步实现“感知-决策-行为-反馈”的闭环工作流程,具备了初步的自主智能,与此同时,仿生新材料与刚柔耦合结构也进一步打破了传统的机械模式,提升了特种机器人的环境适应性。
替代人类在更多特殊环境中从事危险劳动。当前特种机器人已具备一定水平的自主智能,通过综合运用视觉、压力等传感器,深度融合软硬系统,以及不断优化控制算法,特种机器人已能完成定位、导航、避障、跟踪、二维码识别、场景感知识别、行为预测等任务。例如,波士顿动力公司已发布的两轮机器人Handle,实现了在快速滑行的同时进行跳跃的稳定控制。随着特种机器人的智能性和对环境的适应性不断增强,其在军事、防暴、消防、采掘、建筑、交通运输、安防监测、空间探索、防爆、管道建设等众多领域都具有十分广阔的应用前景。
2.2 我国机器人产业发展分析
当前,我国机器人市场进入高速增长期,工业机器人连续五年成为全球第一大应用市场,服务机器人需求潜力巨大,特种机器人应用场景显著扩展,核心零部件国产化进程不断加快,创新型企业大量涌现,部分技术已可形成规模化产品,并在某些领域具有明显优势。
2.2.1 我国市场规模
2017年,预计我国机器人市场规模将达到62.8亿美元,2012-2017年的平均增长率达到28%。其中,工业机器人42.2亿美元,服务机器人13.2亿美元,特种机器人7.4亿美元。
图2-5:2017年我国机器人市场结构(亿美元)
 
1、工业机器人:市场高速增长,搬运型、关节型机器人占比较高
我国工业机器人市场发展较快,约占全球市场份额三分之一,是全球第一大工业机器人应用市场。2016年,我国工业机器人保持高速增长,销量同比增长31.3%。按照应用类型分,2016年国内市场的搬运上下料机器人占比最高,达61%,其次装配机器人,占比15%,高于焊接机器人占比6个百分点。按产品类型来看,2016年关节型机器人销量占比超60%,是国内市场最主要的产品类型;其次是直角坐标型机器人和SCARA机器人,且近年来两者销量占比幅度在逐渐扩大,上升速度高于其他类型机器人产品。当前,我国生产制造智能化改造升级的需求曰益凸显,工业机器人的市场需求依然旺盛,预计2017年我国工业机器人销量将首次超过11万台,市场规模达到42.2亿美元。到2020年,国内市场规模进一步扩大到58.9亿美元。
图2-6:2012-2020年我国工业机器人销售额及增长率
 
2、服务机器人:需求潜力巨大,家用市场引领行业快速发展
我国服务机器人的市场规模快速扩大,成为机器人市场应用中颇具亮点的领域。截至2016年底,我国60岁以上人口已达2.3亿人,占总人口的16.7%。随着人口老龄化趋势加快,以及医疗、教育需求的持续旺盛,我国服务机器人存在巨大市场潜力和发展空间。2016年,我国服务机器人市场规模达到10.3亿美元,预计2017年我国服务机器人市场规模将达到13.2亿美元,同比增长约28%,高于全球服务机器人市场年均增速。其中,我国家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模分别为5.3亿美元、4.1亿美元和3.8亿美元,家用服务机器人市场增速相对领先。到2020年,随着停车机器人、超市机器人等新兴应用场景机器人的快速发展,我国服务机器人市场规模有望突破29亿美元。
图2-7:2012-2020年我国服务机器人销售额及增长率
 
3、特种机器人:应用场景范围扩展,市场进入蓄势待发的重要时期
当前,我国特种机器人市场保持较快发展,各种类型产品不断出现,在应对地震、洪涝灾害和极端天气,以及矿难、火灾、安防等公共安全事件中,对特种机器人有着突出的需求。2016年,我国特种机器人市场规模达到6.3亿美元,增 速达到16.7%,略高于全球特种机器人增速。其中,军事应用机器人、极限作业机器人和应急救援机器人市场规模分别为4.8亿美元、1.1亿美元和0.4亿美元,其中极限作业机器人是增速最快的领域。2017年,预计我国特种机器人市场规模为7.4亿美元。随着我国企业对安全生产意识的进一步提升,将逐步使用特种机器人替代人在高危场所和复杂环境中进行作业。到2020年,特种机器人的国内市场需求有望达到12.4亿美元。
图2-8:2012-2020年我国特种机器人销售额及增长率
 
2.2.2 我国技术特征
目前,我国工业机器人研发仍以突破机器人关键核心技术为首要目标,政产学研用通力配合,初步实现了控制器的国产化。服务机器人的智能水平快速提升,已与国际第一梯队实现并跑。特种机器人主要依靠国家扶持,研究实力基本能够达到国际先进水平。
1、工业机器人:国产化进程再度提速,应用领域向更多细分行业快速拓展
国产工业机器人正逐步获得市场认可。目前,我国已将突破机器人关键核心技术作为科技发展重要战略,国内厂商攻克了减速机、伺服控制、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题,核心零部件国产化的趋势逐渐显现。与此同时,国产工业机器人在市场总销量中的比重稳步提高。国产控制器等核心零部件在国产工业机器人中的使用也进一步增加,智能控制和应用系统的自主研发水平持续进步,制造工艺的自主设计能力不断提升。
快速拓展至塑料、橡胶、食品等细分行业。继汽车和电子之后,五金卫浴、家具家电也成为了国内工业机器人的主要应用领域。同时,随着近年来国家对环保和民生问题的高度重视,作为实现自动化、绿色化生产的重要工具,机器人在塑料、橡胶等高污染行业,以及与民生相关的食品、饮料和制药等行业的应用范围不断扩大,应用规模显著提升,对进一步降低环境污染,保障食品药品安全发挥了重大作用。
2、服务机器人:智能技术比肩欧美,初创企业大量涌现
智能机器人技术与国际领先水平实现并跑。我国在人工智能领域技术创新不断加快,中国专利申请数量与美国处于同等数量级,特别是计算机视觉和智能语音等应用层专利数量快速增长,催生出一批创新创业型企业。与此同时,我国在多模态人机交互技术、仿生材料与结构、模块化自重构技术等方面也取得了一定进展,进一步提升了我国在智能机器人领域的技术水平。
新兴应用场景和应用模式拉动产业快速发展。我国已在医疗、教育、烹饪等机器人的应用领域开展了广泛的研究,随着机器人技术水平进一步提升,市场对服务机器人的需求快速扩大,应用场景不断拓展,应用模式不断丰富。如沈阳新松与国内知名医院合作,共同研发出国内首台应用于肿瘤治疗的消融医疗辅助机器人,大大提高了手术的精准度。与此同时,一些优秀的平台型企业如云知声、出门问问、思必驰等为机器人公司提供使能技术,使得智能语音迅速得以普及,从而拉动产业的高速成长。
3、特种机器人:部分关键核心技术取得突破,无人机、水下机器人等领域形成规模化产品
国家扶持带动特种机器人技术水平不断进步。我国政府高度重视特种机器人技术研究与开发,并通过863计划、特殊服役环境下作业机器人关键技术主题项目及深海关键技术与装备等重点专项予以支持。目前,在反恐排爆及深海探索领域部分关键核心技术已取得突破,例如室内定位技术、高精度定位导航与避障技术,汽车底盘危险物品快速识别技术已初步应用于反恐排爆机器人。与此同时,我国先后攻克了钛合金载人舱球壳制造、大深度浮力材料制备、深海推进器等多项核心技术,使我国在深海核心装备国产化方面取得了显著进步。
特种无人机、水下机器人等研制水平全球领先。目前,在特种机器人领域,我国已初步形成了特种无人机、水下机器人、搜救/排爆机器人等系列产品,并在一些领域形成优势。例如,中国电子科技集团公司研究开发了固定翼无人机智能集群系统,成功完成119架固定翼无人机集群飞行试验。我国中车时代电气公司研制出世界上最大吨位深水挖沟犁,填补了我国深海机器人装备制造领域空白;新一代远洋综合科考船“科学”号搭载的缆控式遥控无人潜水器“发现”号与自治式水下机器人“探索”号在南海北部实现首次深海交会拍摄。
2.3 我国机器人产业发展的特征趋势
当前,我国机器人产业需求旺盛,市场高速增长,已基本形成较完整产业链。中央和地方政府扶持政策相继出台,充分发挥区域比较优势,培育了一批各具特色的产业集群,推动部分核心零部件加快国产化步伐。企业并购和机构投资相对活跃,创新创业企业持续涌现,下游应用创新模式不断出现,业务布局逐步向新兴领域加快延伸。总体来看,我国机器人产业正加快向中高端、多领域发展,产业发展空间和发展潜力巨大。
2.3.1 已基本形成较完整产业链
我国机器人产业已基本形成从上游核心零部件制造,到中游本体制造,再到下游系统集成服务的完整产业链条。其中,上游核心零部件包括伺服电机、控制系统和精密减速器,相关配套包括多类型传感器和激光雷达等,软件系统包括机器人操作系统、人机交互系统和云平台。中游本体制造涉及本体设计、仿生材料和末端执行器等,下游系统集成服务包括复杂产品线设计和整体应用方案设计,工业机器人涉及焊接、搬运、洁净、装配等应用。我国机器人产品类型覆盖工业机器人、服务机器人和特种机器人三大类,与全球主流应用产品类型保持一致。从区域角度看,长三角地区和珠三角地区工业机器人产业链最完备、工业机器人相对发达,京津冀地区智能机器人产业链相对成熟,服务机器人和特种机器人更为领先,中西部地区以发展工业机器人为主,产业链正在逐步完善过程中。从企业角度看,汇川技术、埃斯顿的伺服电机,绿的、南通振康的减速器,以及广州数控、固高科技的控制器均有自主产品推出。新松、新时达、广州数控、埃斯顿等企业在核心部件、本体制造、系统集成方面进行全产业链布局。从产品类型看,埃夫特工业机器人、新松AGV机器人、科沃斯扫地机器人、开诚智能消防机器人、优必选娱乐机器人、怡丰停车机器人、大疆植保无人机等产品层出不穷,应用场景和类型不断丰富。
图2-9:国内机器人产业链主要构成
 
2.3.2 区域发展侧重点各具特色
我国主要区域机器人产业发展侧重点各不相同,由各地区独特的研发能力、市场应用、人才资源、政策支撑和金融环境推动形成。京津冀地区以较高技术研发能力、人才集聚度和金融活跃度为主,形成以智能型机器人和特种机器人为主要方向的产业链条。长三角地区以雄厚的产业发展基础、齐全的产业配套、庞大的应用市场为条件,打造全国领先的完备的工业机器人产业链条。珠三角地区凭借政策措施与金融手段、应用对接结合,工业机器人和服务机器人产业链初步形成,创新创业氛围相对浓厚。东北地区依托技术研发基础,形成数家规模大、综合实力强的工业机器人龙头企业。中西部地区作为机器人产业的后发区域,以政府政策为导向,以引进培育为主要方式,通过规划布局产业园区,逐步形成以工业机器人为主、特种机器人为辅的产业链雏形。

表2-1:我国主要区域机器人产业链发展侧重点及成因
主要区域 产业链发展侧重点 主要成因
京津冀地区 京津冀地区打造以智能机器人为主要方向的创新平台,在工业机器人的产业链建设方面相对较弱。以优必选、康力优蓝、纳恩博为代表的智能家用服务机器人不断兴起,以百度无人车、旷视科技、商汤科技为代表的人工智能相关技术不断优化,智能服务机器人等领域处于我国领先水平,已初步建立了从研发到生产、较为完整的智能机器人创新链。以开诚智能、深之蓝为代表的特种机器人发展水平领先,相关核心零部件自主化程度相对较高。 1、技术研发能力和人才聚集度全国领先,聚集了清华大学、北京航空航天大学、北京科技大学、中国科学院自动化研究所等一批顶尖科研机构。
2、金融发展水平较高。服务机器人、特种机器人核心技术门槛较工业机器人更低。通过天使投资、风险投资的资金注入,能够助推技术转化快速推进。
长三角地区 长三角正在形成从上游的减速器制造、零部件控制系统生产到中游的本体制造和下游系统集成服务等完整的产业链条。全球机器人四大家族和我国机器人领军企业均在上海设有总部,均为本体生产企业和系统集成商。汇川、埃斯顿等我国伺服系统领先企业,绿的、南通振康、上海机电等本土减速器企业均位于长三角地区。长三角地区工业机器人发达,以科沃斯为代表的服务机器人也全国领先。 1、由于机器人技术最成熟、产业链最完备的全球机器人龙头企业总部均坐落长三角,技术人才外溢、产业配套齐全,已形成上下游协同发展的机器人产业环境。
2、长三角地区工业机器人应用市场庞大。工程机械、汽车、大飞机、轮船、电子制造等优势产业可为工业机器人的应用提供广阔的市场。
珠三角地区 珠三角地区逐步形成以机器人控制系统为优势,相关整机、部件、配套、集成企业逐渐成熟的产业链条。广州数控、深圳固高在我国工业机器人控制系统研发方面较为领先,掌握自主核心技术。美的并购德国库卡将推动本土巨头公司向机器人领域转型升级,进一步扩大产业规模效益。积极引进全球机器人巨头如库卡、ABB、安川、发那科均已在广东地区建立工程中心或子公司。系统集成较为发达,已涌现一批集成龙头企业。珠三角地区工业机器人和公共服务机器人发展较好。 1、庞大的应用市场推动机器人产业发展壮大。广东积极实施“机器人换人”计划,在东莞等地加大推进。
2、珠三角地区政策措施与金融手段结合紧密,相关投资基金发展迅速、投资方式灵活、覆盖面广,为机器人产业提供了较为雄厚的资金支持。
3、基于智能硬件的完备配套体系,传感器、轴承等各类配套部件十分丰富,特别是服务机器人开发效率高、组装成本低。
东北地区 东北地区基础技术研发占据优势,以中科院沈阳自动化所和哈尔滨工业大学为核心的科研机构延伸发展出、哈工大机器人和博实股份等大体量、综合能力突出的龙头骨干企业。产业链发展较为全面,技术创新、关键零部件、本体制造、系统集成均有涉及,产品类型以工业机器人和特种机器人为主,服务机器人发展较为薄弱。 1、技术研发和产业化推动作用显著,由我国顶尖科研机构孵化形成的大型企业集聚了众多创新资源,以龙头企业引领地区产业发展壮大。
2、东北地区现有重工业不适用工业机器人,本地应用市场有限,且产业分布和资源布局高度集中,且资本活跃低,进一步限制创新扩散。
中部地区 中部地区大力引进机器人龙头企业,积极培育本土企业,逐步打造完备的机器人产业链。中部地区由于发展机器人产业基础较弱,以对外引进为主,通过产业链各环节的科学设计,产业结构将曰趋完善,未来发展仍具较大潜力。随着科研成果转化的不断推进,中部地区将以开放式创新方式引进我国外先进技术团队,本地技术创新、产品创新亦具有更好的延展性。中部地区以发展服务机器人和特种机器人为主,工业机器人以系统集成为主,辅以部分零部件开发。 1、以政策推动为主要方式,通过兴建机器人产业园,搭建机器人产业孵化器,以对外引进方式快速推进机器人产业发展。
2、中部地区具有一定的机器人应用市场,部分当地政府搭建产融对接平台。但总体“机器人换人”革新动能有限。
3、整体金融环境发展较为滞后,限制技术成果转化和企业创新创业发展。
西部地区 西部地区通过引进培育机器人企业,打造集研发、整机制造、系统集成、零部件配套和应用服务于一体的机器人及智能装备产业链雏形。西部地区由于本地发展机器人产业基础不足,资源外部引进和自主培育相结合,并基于已有工业基础,由点到链拓展机器人产业,部分工业基础较好的区域未来发展可期。西部地区依托重庆等老工业基地,以发展工业机器人系统集成主。 1、以政策推动为主要方式,以机器人产业园区为主要载体,发挥产业规模集聚效应,基于现有智能装备基础快速推进机器人产业发展。
2、缺乏大型骨干企业,产业发展基础较为薄弱,金融环境整体滞后,产业创新创业氛围尚未形成。
 
 
 
 

2.3.3 正在依托地方园区产生新一轮产业集聚
机器人是当前各地方政府高度重视的新兴产业,在过去三年内,全国范围都掀起建设机器人产业园区的热潮,一定程度上促进了地方机器人产业的发展,但是也在一定程度上造成了重复建设投入、高端产业低端化的现象,导致市场部分陷入价格竞争的非性循环。近年来,随着我国机器人企业自主研发水平的不断提升,各地已经开始出现一批具备核心零部件供给能力的骨干企业,并逐步向多元化的机器人本体开发和整套解决方案提供延伸。同时,随着市场空间的持续增长、行业自身的优胜劣汰,以及地方政府对机器人产业发展定位愈发清晰的认识,在长三角、珠三角、京津冀及东北地区,正在紧密结合当地产业转型升级的发展需要,围绕特色机器人产业园区形成新一轮的产业集聚,在产业链环节上各有侧重,在技术及产品先进性上各具优势,在商业模式上各擅胜场,推动我国机器人产业发展步入新的阶段。
图2-10:我国部分各具特色的机器人产业园区
 
2.3.4 业务布局逐步向新兴领域加快延伸
近年来,制造业各行业普遍面临结构调整与技术升级,迫切需要加快建设自动化、数字化、智能化的生产环境,提升产业整体产能与经济效益。在此背景下,工业机器人应用领域不断扩大,已经由汽车、电子、食品包装等传统领域逐渐向新能源电池、环保设备、高端装备、仓储物流等新兴领域加快布局,带动相关产业加速发展。以高铁动车组车体制造为例,包含加工、焊接、装配、打磨四个核心工序,如果全部由人工完成需要六七百人历时四个多月时间。在动车车体焊接,车窗、车轴、车轮等配件打磨抛光工序中引入多轴工业机器人后,相关组件生产质量明显改善,生产效率极大提高,单台打磨机器人可代替10名工人同时工作,人工成本及操作时间得到有效控制,利润空间不断扩大。
图2-11:我国工业机器人业务布局的新发展
 
2.3.5 智能机器人是实现跃升发展的重要支撑
不断提升核心零部件的物理性能,是机器人长久以来的传统发展道路。但我国机器人领域核心技术积累不足,资金投入相对有限且分散,高端市场长期被外资企业占据,在很大程度上要以依托进口零部件和本体的组装、集成为主营业务,虽也有一定的创新突破,但基本上是被动地、跟随式发展,难以获得产业发展主动权。反观全球,智能感知认知、多模态人机交互、云计算等智能化技术不断成熟,为智能机器人的演进提供了坚实的发展基础。我国在人工智能技术方面与全球基本处于同一起跑线,特别是在图像识别、语音识别、语义识别等多模态人机交互技术领域,部分已接近和达到全球领先水平。发展智能机器人既是高屋建瓴、另辟蹊径的重要路径,也是实现产业跃升的新兴增长点。国内智能服务机器人领军企业具有技术和产品相互交叉缠绕、互相推动的特点。如科沃斯、优必选、康力优蓝、Roobo等企业通过技术推动产品迭代,凭借智能交互和特定场景整合迅速切入人们日常生活并逐渐发展壮大,利用市场收益进行技术革新,快速步入我国机器人产业第一梯队行列,从而实现良性循环。
 
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