服务机器人行业分析.docx

集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-19882）服务机器人行业分析服务机器人行业分析一、服务机器人行业概述1.1服务机器人定义机器人是自动执行工作的机器装置，既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则行动。按照国际机器人联盟IFR（InternationalFederationofRobotics）的分类，机器人一般分为工业机器人和服务机器人。服务机器人指用于非工业生产，具备半自主或全自主工作模式，可在非结构化环境中为人类提供有益服务的设备。相比于工业机器人，服务机器人更靠近下游终端消费者，因此服务机器人的客户群体更加广泛。更加靠近终端消费者使得服务机器人具备耐用消费品如电子类、家电类产品的属性。目前，服务机器人主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等，应用范围十分广泛。1.2服务机器人的分类1.2.1从实体形态来分，可以分为虚拟服务机器人和实体服务机器人。1）虚拟服务机器人已经被广泛运用于商业化，例如银行、电信系统的自动客服应答系统等，例如苹果的Siri、微软的小冰等都是虚拟服务机器人。2）实体服务机器人就是通常意义下的具备实物的机器人，包括送餐、客服导购、陪护、教育机器人等。实物服务机器人主要是基于功能性需求场景开发。1.2.2根据应用领域来分，可以分为个人/家用机器人和专业服务机器人。1.2.3根据形态区分：可以分为人形机器人和非人形机器人人形机器人：包含头、躯干、四肢这种结构，同时行为、决策和感知也类似于人。非人形机器人：人形机器人以外的服务机器人。1.3服务机器人的产业链服务机器人行业的产业链可以分为上游、中游和下游。上游企业是指生产各种服务机器人所需零部件的零部件供应商或材料供应商。其中，主要零部件包括自动焊机、电子器件、微处理器、机器人用伺服电机、高精度减速器、机加件、气动元器件、传感器、电池、单板机、舵机等，归属于标准零部件、电子设备以及电子元器件等。中游制造环节包括总装厂、操作系统提供商、云系统提供商等。下游则主要是医疗、家用、农用、军事等行业和领域的消费和流通环节。1.4服务机器人的核心技术1.4.1上游企业的核心技术：传感器技术相比工业机器人，服务机器人对精度的要求苛刻程度较小，而对智能的要求更高。因此以往机器人产业的进入壁垒高性能交流伺服电机和高精密减速器大大降低，而传感器、信号处理算法、运动规划算法将成为新的核心技术。传感器是实现服务机器人功能的关键，工业机器人工作环境是已知和结构化的，而服务机器人工作环境是未知的，需要通过大量的传感器判断环境情况，对环境有准确的描述，从而做出反应。传感器对于服务机器人的重要程度远远超过工业机器人。除了目前已经比较成熟的压力、温度、接近和气体传感器之外，正在研发的核心传感器还包括深度传感器。深度传感器是机器人用来识别空间，判断“我在哪里？”和“我可以去哪？”的传感器。此外，服务机器人一般需要自主移动，这对传感器的微型化和集成化也提出了更高的要求。1.4.2中下游企业的核心技术：人工智能人工智能技术是服务机器人的核心技术。人工智能研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。人工智能技术包括：机器视觉，指纹识别，人脸识别，视网膜识别，虹膜识别，掌纹识别，专家系统，自动规划，智能搜索，定理证明，博弈，自动程序设计，智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程等。1.4.3人形机器人的核心技术及技术挑战人形机器人的核心技术1）运动控制技术：算法；核心元器件：舵机核心的元器件就是舵机，舵机它里面实际上是一种高精度的伺服模组，包含四个部分：伺服控制、电机、减速和传感反馈电路，和工业机器人类似，它70%的成本可能是在电机、传感和减速这一块，人形机器人也是类似的。所以要实现人形机器人量产，让它的价格更亲民的话，伺服舵机是非常重要的一块。2）交互技术在PC时代我们可能更多地是用遥控器或者是键盘鼠标来操控机器人。现在我们用触摸、用手机来控制它。但是更自然的人机交互方式应该是语言或者视觉，能够感知人的情绪，它可以识别说话的语音语调的变化来改变它的回答内容。更自然的交互技术可以提高用户的体验感，这是非常重要的一块。人形机器人的技术挑战1）伺服舵机。现在小型机器人输出扭矩比较小，现在输出扭矩的要求更大，它里面的电机、减速的要求很大。核心元器件的研发在国内领域还很少。2）稳定行走的控制理论，在实际的机器人的测试和运行过程中不是很理想。3）室内定位导航。现在机器人还只能在小范围内运动。它的定位导航现在虽然有激光、视觉、P2P、超宽带的定位导航技术，但是在人形机器人里面还是有不足。二、服务机器人行业的发展情况2.1服务机器人行业的发展历程20世纪90年代萌芽阶段：工业机器人之父恩格尔博尔创立TRC公司，研发出全球首个服务机器人“护士助手”。2000-2010年起步阶段：日本、韩国、法国等发达国家相继引入服务机器人技术，将对工业机器人的研究逐步扩展到服务机器人领域。2011年至今爆发式增长阶段；发达国家将服务机器人产业的发展上升到国家战略高度，给予了充分的政策和资金支持；发展中国家也逐渐进入服务机器人的研发、生产领域。2.2服务机器人行业的发展现状2.2.1行业发展现状概述2015年被业内称之为“服务机器人的元年”，服务机器人技术越来越成熟，成本越来越低，资本的大量涌入导致机器人越来越快地进入到人们的生活之中。服务机器人作为机器人家族中的年轻成员，倏然成为业内新宠。和过去相比，现今的服务机器人有几大变化：过去现在外形机械外形仿人形的友好外观功能单一功能多功能应用清洁、教学生活、娱乐、教育等标准不统一趋向统一研究主体科研所企业、科研所在服务机器人领域，发展处于前列的国家主要是日本、韩国、美国、德国。日本号称“机器人王国”，其将机器人作为一个战略产业给予大力支持，投入大量资金。日本在20062010年间，每年投入1000万美元用于研发服务机器人。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，他们已经把服务机器人作为国家的一个新的经济增长点进行重点发展，对机器人技术给予了重点扶持。美国是机器人的发源地，尽管在机器人发展史上走过一条重视理论研究、忽视应用开发研究的曲折道路，但是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，目前世界销售的9000台军用机器人之中，有60%来自美国。德国经过近十年的努力，其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。虽然我国服务机器人普及率低、起步晚，但研究发展速度快。特别是2015年，掀起了家庭机器人的普及革命，而掀起这场革命的核心是“高智能”和“低价格”。高成长型人工智能不断的融入和持续的产业化成本降低使服务机器人迅速打开家庭市场，成为一个不可小觑的市场爆点。相对于工业机器人而言，服务机器人的国内外差距较小。服务机器人一般都要结合特定需求市场进行开发，本土企业更容易结合特定的环境和文化进行开发占据良好的市场定位，从而保持一定的竞争优势；另一方面，外国的服务机器人也属于新兴产业，大部分服务机器人公司成立的时间还比较短，因而我国的服务机器人产业面临着较大的机遇和发展空间。甚至有专家认为，相对于工业机器人，我国的服务机器人产业与发达国家基本同步。南京理工大学自动化院长郭健教授说，“与工业机器人产业受制于材料、控制、加工等环节而与国外有较大差距不同，我国服务机器人与国外各有特色、不分伯仲，国外企业在加工制造核心部件方面有优势，我们的集成功能等更丰富。”目前，我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，同时还有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。但必须看到的一个现状是，一方面，机器人圈内热热闹闹，一大群“围观者”兴致高昂；另一方面，服务机器人真正步入社会、走入寻常家庭者还寥寥。主要原因有几个方面：1）从技术研发来看，目前的服务机器人产品离高度智能化还有差距，而且在前沿技术和关键技术方面，我国缺乏创意理念和原创性成果，关键零部件与可靠性方面与国外相差5-10年，在设计制造技术方面我国也与国外存在差距；2）从功能来看，仍然相对单一；3）从价格来看，比较昂贵，一台迎宾机器人售价一般为2030万元，这很难让普通消费者接受；4）从需求刚性来看，目前大部分服务机器人还是非刚需，市场仍处在一个培育和普及的过程。2.2.2行业发展的驱动因素服务机器人起源于机器替代人工。服务机器人的发展本质上是机器替代人工的结果。服务机器人替代人力表现在两个方面：一是比人工更加经济；二是实现人工所不能。可以说人工替代将是历史的发展必然，服务机器人的发展顺应历史潮流。服务机器人发展的驱动因素主要有以下几个方面：1）劳动力成本上升。由于发达国家的劳动力价格日趋上涨而且人们越来越不愿意从事自己不喜欢干的工作，类似于清洁、看护、保安等工作在发达国家从事的人越来越少。这种简单劳动力的不足使服务机器人有着巨大的市场。2）经济水平的提高。随着经济水平的上升，人们可支配收入的增加，使得人们有能力购买服务机器人来解放简单的重复劳动，或者购买服务机器人进行娱乐、教育从而提高生活质量。3）技术的发展。进入互联网时代后人类的科学技术迅猛发展，得益于计算机和微芯片的发展，智能机器人更新换代的速度越来越快，服务机器人发展的技术支撑越来越强：环境感知传感技术日新月异。随着光学、声学、触感以及超声传感器的发展，服务机器人已经获得越来越接近于人类的感知能力。大数据、云计算提高服务机器人人工智能水平。随着大数据技术的发展，为服务机器人提供了很多冗余的条件；云计算技术更是可以随时通过网络更新补充服务机器人的数据库。有了大数据和云计算技术，服务机器人可以轻松获取大量信息资源，在作决策时方案优选的能力越来越强，人工智能水平不断提高。生物材料的发展使得服务机器人的人机互动性越来越好。机器人技术的不断发展，不仅让机器人能实现的功能越来越多，也促使成本不断下降，使得机器人的便捷性、安全性和精确性更强。4）老龄化带来需求。我国65岁以上老年人所占人口比重不断攀升，老年人抚养比在2013年达到13.1%。老龄化带来大量的问题，社会保障和服务、看护的需求更加紧迫，和医疗看护人员不足的冲突激化，服务机器人作为良好的解决方案有巨大的发展空间。2.2.3行业的政策环境1）国外的政策环境来源：民生证券研究院整理2）国内的政策环境2006年，国务院发布国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）把智能服务机器人列为未来15年重点发展的前沿技术，提出“以服务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基础技术”2012年，科技部出台智能制造科技发展“十二五”专项规划和服务机器人科技发展“十二五”专项规划，提出“十二五”期间将重点培育发展工业和服务机器人新兴产业。其中，服务机器人科技发展“十二五”专项规划明确将公共安全机器人、仿生机器人平台、医疗康复机器人及模块化核心部件作为“十二五”期间服务机器人发展的重中之重。目前我国正在加快部署实施中国制造2025规划，实现制造业“智造”转型升级，机器人被列为重点发展产业。提出机器人产业的发展要“围绕汽车、机械等工业机器人应用以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用的需求。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技术等技术瓶颈。”并在重点领域技术创新路线图中明确了我国未来十年机器人产业的发展重点方向之一是突破智能机器人关键技术，开发一批智能机器人，积极应对新一轮科技革命和产业变革的挑战。目前正值机器人产业十三五发展规划紧密制定时期，按照规划要求，十三五期间，我国将重点推进工业机器人应用，对服务机器人行业发展进行顶层设计，实现在助老助残、消费服务、医疗等重点领域的示范应用，并开展核心零部件攻关、前沿共性技术研发、医疗康复机器人应用等重点工作。2.2.4行业的市场规模和发展空间根据IFR2015年世界服务机器人统计报告，全球服务机器人2014年总销量为72.42万台，总销售额为59.7亿美元。2011-2014年全球服务机器人销售额的复合增长率达到11%。其中，2014年，个人/家用服务机器人的总销量为470万台，与2013年相比增长了28%，总销售额达22亿美元，占全球服务机器人收入的36.9%，2011-2014年个人/家用服务机器人的复合增长率达到22%。个人/家用服务机器人贴近消费者，产品销量大，单价便宜。个人/家用服务机器人中，占比最大的是家用服务机器人，占比达71.7%，远高于其他类型的服务机器人；其次是娱乐休闲机器人，占比达28.2%。专业服务机器人2014年总销量为2.42万台，与2013年的2.17万台相比上升了11.5%，总销售额为37.7亿美元，同比上升3%，占全球服务机器人收入的63.1%。由于专业机器人价格远高于个人/家用机器人，所以尽管销量较小，但是销售收入占比高于个人/家用机器人。根据IFR报告中的预测，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21.1%。在此期间，个人/家庭用服务机器人的全球销量将高达2590万台，市场规模高达到198亿美元，超过2014年市场规模的5倍,四年年均复合增长率35.24%，个人/家庭用服务机器人将超过专业服务机器人。其中，家务机器人销售额将达到122亿美元，销售量达到2590万台，娱乐教育机器人销售额将达到76亿美元，销售量达到900万台，残障辅助机器人销量为12400台。教育类个人服务机器人2015-2018年四年平均销售量将较2013年增长7倍，陪护类个人服务机器人此数据位8.6倍。2015-2018年期间，专业服务机器人的销售量会增加到15.2万台左右，市场规模会上升至196亿美元，接近2014年市场规模的5倍。前瞻产业研究院发布的2015-2020年中国服务机器人行业发展前景与投资战略规划分析报告指出，2003-2013年全球工业机器人销售额复合增速为9.5，而服务机器人复合增速则达到23.6。未来全球服务机器人市场占有率将超过工业机器人，成为主角。截至2014年，全球服务机器人数量为2500万台套，市场规模达280亿美元，其中，家庭个人服务机器人和特殊环境服务的专用机器人是市场销售主流。预计到2017年，服务机器人产值有望达到500亿700亿元美元，超过工业机器人。Technavio最新报告显示，2012年至2016年全球服务机器人销量复合增速已高达19%，超过工业机器人6%的复合增速，到2016年将达到607万台。根据中国服务机器人市场现状调研与发展前景分析报告（2015-2020年）中的数据，2014年，我国服务机器人销售额45.56亿元，同比增长34%；投入使用的服务机器人只有少部分是国产的，大部分仍属于国外进口。分布地区主要集中在经济较为发达的环渤海（27.3%）及长三角（29.6%）、珠三角地区（32.7%），中部地区（8.9%）和西部地区（1.5%）应用较少。我国投入使用的服务机器人的区域分布根据广恒证券研报，我国产品渗透率沿海城市为5、内地城市仅为0.4，与美国家庭高达16的渗透率相差甚远，这预示着服务机器人将会成为我国机器人领域的蓝海市场。预计未来几年全球服务机器人市场规模有望保持14%以上的复合增速，2014年至2017年间将有超过3100万台个人/家庭服务机器人将被销售，13万台专业服务机器人被安装使用。我国服务机器人的推广应用也将迎来加速阶段。服务机器人在我国的渗透率较低综上统计数据，可得出以下结论：服务机器人的市场规模虽然小于工业机器人，但是发展速度更快，未来几年预计保持20%以上的增速，有望超过工业机器人获得更大的市场。而服务机器人当中，个人/家用服务机器人由于价格较低，收入规模占比较小，但发展更为迅猛，有望在未来2-3年快速渗入个人家庭。目前我国家庭服务机器人的渗透率远低于美国家庭，基于我国庞大的人口基数及城镇化水平、收入水平的提升，以及劳动力成本的不断上升，我国服务机器人有望迎来更大的市场发展空间。按照2014年我国服务机器人45.5亿元规模、20%的年均增长速度预计，2016年我国服务机器人市场规模将达到65亿元。三、优必选行业竞争情况3.1国内外参与者概况美国、日本、欧洲等先进国家地区，已经开始全面的发力服务机器人领域，并初获战果。目前世界上有25个国家400多家企业涉足服务机器人领域。其中，iRobot专注于家庭服务机器人；IntuitiveSurgical致力于医用机器人；AldebaranSAS专业提供个人机器人（NAO）；Bostondynamics则主要开发军用机器人。近年来，谷歌、亚马逊、微软、阿里、富士康和软银等巨头先后在服务机器人领域布局，试图赢得战略先机。全球科技巨头加速布局服务机器人产业公司科技巨头布局服务机器人的动态阿里巴巴2015年宣布将向日本软银旗下的机器人公司SBRH战略注资145亿日元百度2015年推出两款机器人“小度机器人”“哇哦”，也欲布局医疗机器人腾讯2015年推出首款“微宝”智能娱乐球型机器人，推出新闻写作机器人Dreamwrite谷歌2013年至今，收购一共11家跟机器人相关的企业；2015年宣布与强生建立合作，联手开发可实行锁孔手术的新式机器人技术苹果2015年收购人工智能公司Perceptio、VocaIIQ微软2014年推出虚拟机器人小冰，并进驻微信圈亚马逊2012年以7.75亿美元收购自动化物流提供商Kiva的机器人仓储业务Naver2015年宣布未来五年将向机器人技术等三大领域投资一千亿韩元Facebook2015年在法国首都巴黎开设的人工智能研究实验室正式成立英特尔2014年“Jimmy”白色3D打印人形机器人正式亮相在中国，截至2014年底，国内已有70余家上市公司并购或者投资了机器人自动化项目。而服务机器人科研机构及企业在国内的总体数量，据统计甚至已经超过了4000家。国内服务机器人的公司主要有两种类型：（1）平台级公司，例如机器人芯片、机器人操作系统、机器人引擎开发等，重点公司包括地平线、图灵机器人、优必选、小i机器人、科大讯飞、南大电子等。（2）应用型公司，基于特定需求场景的机器人开发，重点公司包括蓝机器人公司、科沃斯、哈工大机器人公司、派宝机器人、新松机器人等公司。3.2国内服务机器人产业图3.3主要竞争对手1）AldebaranSAS：全球最先进的个人机器人专家法国AldebaranSAS公司由六位机器人爱好者创立于2005年，创立的第二年，公司就成功制造出第一个NAO模型。2008年，NAO接替索尼爱宝机器狗，当选为机器人世界杯RoboCupSoccer的标准联盟平台，随后逐步成为大学里用于科研和教学的标准平台。2010年，20个NAO在上海世博会的法国馆和巴黎大区馆的舞台上呈现了精彩的舞蹈表演，成为近一千万参观者的注意力焦点。2011年12月，NAONextGen问世。作为最新版本的NAO，这款机器人受益于互动领域的重大技术进步。2014年6月，日本软银集团和Aldebaran联合推出了世界上第一款可以识别情绪的个人机器人Pepper。目前，Pepper已经在日本店中迎接顾客，并为顾客提供信息。NAO是一个58厘米高的仿人机器人，旨在成为人类理想的家居伙伴。它可以行走，识别人脸，语音信息，甚至还可以与人交谈。它是各种软、硬件巧妙结合的独特产物，由大量传感器、电机和软件构成。所有软件由专门设计的操作系统NAOqi来控制。AldebaranSAS公司的NAO系列机器人Pepper是一款服务于家庭的消费级社交机器人，代表着机器人技术难度的顶峰。Pepper是全球第一个会判读情感的个人化机器人，可以识别表情，并用表情、动作、语音与人类交流、反馈，目前已经会使用4500个日语词汇，同时Pepper会判断情感，在交流时可变换语调，具有冲击性的社交体验。Pepper对情感的判断可通过“自主学习”获取，对外界反应的敏感度会通过接收来自云端人工智能的知识不断增长。能极大满足消费者的社交体验。AldebaranSAS公司的机器人PepperPepper分为个人版和企业版两种。个人版的售价仅为1999美元，合计12098元人民币，这一价格与高端PC价格相当。企业版的Pepper推广采用租赁模式，降低一次性投入成本，有助于快速打开市场。有意雇请Pepper的企业可以选择和软银签订三年的合约，三年16000美元，折合每个月442美元。2）康力电梯（002367）成立于1997年，是集设计、制造、销售、安装和维修于一体的现代化专业电梯企业，产品系列覆盖占市场总容量99%以上的电扶梯市场。近年来投资5个亿跨入服务机器人行业。通过并购紫光优蓝40%股份，并同期签署对赌协议，以此正式介入快速发展的机器人行业的需领域。北京紫光优蓝机器人技术有限公司（UNISROBO）是家用智能机器人研发销售公司，致力于民用智能机器人的研发及营销，并与清华大学、中科院等国内外顶级科研机构形成战略合作，在AI（人工智能）、语音识别、智能感应、交互式软件等各方面达到国内乃至国外的领先水平。康力优蓝目前主打产品为面向幼儿教育为主的小优机器人U03，号称是“你身边的机器猫和大白”，即将推出公共场合使用的升级版U05，据说有望对抗日本软银公司的智能机器人Pepper。3）新松机器人（300024）新松公司隶属中国科学院，是一家以机器人独有技术为核心,致力于数字化智能高端装备制造的高科技上市企业。依托中科院沈阳自动化研究所，新松机器人在机器人领域具有强大的技术研发实力，产品涵盖了智能服务机器人的各个领域，包括军用机器人、展示机器人、井下探测救援机器人、家用机器人、陪护机器人、教育机器人、送餐机器人、医疗机器人等，是国内机器人产品布局最完善的企业。新松机器人产品线丰富，未来将形成以军用和个人/家庭服务机器人为主的产品布局。家庭服务机器人方面，新松生产的陪护机器人重点突破了机器人语音识别与交互算法、网络传感与多传感器的数据融合、机器人辅助老人心理康复、无线网络远程监控与控制等多项关键技术，具有声纹识别、智能聊天、健康检查、远程看病生等多项实用功能，填补了国内老人陪护机器人产品的空白，为人口老龄化等带来的重大社会服务问题提供解决方案。4）未来伙伴上海未来伙伴机器人有限公司成立于1996年，是全球第一家专业从事伙伴机器人业务的的尖端技术企业。1998年，公司面向全球率先发布第一台教育机器人产品，经过17年发展，公司已成为全球教育机器人产业的开拓者与领导者。未来伙伴的能力风暴机器人分为三大类，类人机器人M系列、积木机器人C系列和移动机器人H系列。其中，积木机器人是国内市场上销量仅次于乐高的教育类机器人。四、总结分析服务机器人应用领域广泛、想象空间大，有良好的市场潜力。前期市场已经得到良好的培育和导入，当前已经接近市场爆发的临界点，主要基于几点原因：AI等技术的深入发展，居民收入水平的提高，消费意识的增强，成本的下降。此外，资本和巨头不断布局该领域，带动产业链的不断完善，逐步建立起服务机器人的生态系统，这将加快市场爆发点的到来。其中，家政类服务机器人因需求更具备刚性会获得更快的发展，而娱乐类教育类的服务机器人，尚且还缺乏一个刚性的应用场景，虽然已经得到一定程度的商用，但真正进入个人、家庭还需要一定时间，然而这个时间点不会太遥远。从市场竞争角度来看，由于服务机器人具备较高的技术门槛，真正具备核心技术竞争力的企业很少，尤其在人形机器人领域。