逐步取代人工？中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈深度解析

編者按:隨著中國(guó)人口紅利消失,機(jī)器人不僅在制造業(yè)上正在替代工人,還將在軍事、服務(wù)、娛樂(lè)等領(lǐng)域取代人類,"鋼鐵俠"已不僅僅存在于美國(guó)科幻電影中,而正走入我們的生活.

近兩年,中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)投資如火如荼,幾十家上市公司宣布進(jìn)入機(jī)器人領(lǐng)域,而與此同時(shí),機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)和核心零部件尚未突破,研發(fā)人員奇缺,低端機(jī)器人產(chǎn)能重復(fù)建設(shè).目前國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)能是否過(guò)剩?中國(guó)機(jī)器人企業(yè)應(yīng)該采取怎樣的戰(zhàn)略?中國(guó)在哪些應(yīng)用領(lǐng)域有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代?未來(lái)工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、軍用機(jī)器人的空間有多大?

一、工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈由零部件企業(yè)、本體企業(yè)、代理商、系統(tǒng)集成商、最終用戶構(gòu)成.通常,本體企業(yè)設(shè)計(jì)本體、編寫(xiě)軟件,采購(gòu)?fù)ㄟ^(guò)代理商銷售給系統(tǒng)集成商,系統(tǒng)集成商直接面向終端客戶.有的本體企業(yè)和代理商也會(huì)兼做系統(tǒng)集成商.本體是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的核心.

目前,國(guó)內(nèi)的機(jī)器人企業(yè)多為系統(tǒng)集成商.根據(jù)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,國(guó)內(nèi)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展更接近于美國(guó)模式,即以系統(tǒng)集成商為主,單元產(chǎn)品外購(gòu)或貼牌,為客戶提供交鑰匙工程.與單元產(chǎn)品的供應(yīng)商相比,系統(tǒng)集成商還要具有產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),并在對(duì)用戶行業(yè)深刻理解的基礎(chǔ)之上,提供可適應(yīng)各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化、個(gè)性化成套裝備.中國(guó)機(jī)器人市躇礎(chǔ)低、市場(chǎng)大.中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化模式較可行的是從集成起步至成熟階段采用分工模式.即美國(guó)模式(集成)-日本模式(核心技術(shù))-德國(guó)模式(分工合作).

從產(chǎn)業(yè)鏈角度看,位于工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)依次是機(jī)器人單元產(chǎn)品制造商、機(jī)器人系統(tǒng)集成商和工業(yè)自動(dòng)化集成商.現(xiàn)在,歐美、日本等一些國(guó)際工業(yè)機(jī)器人公司,在中國(guó)不直接提供機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)的集成服務(wù),而是將機(jī)器人單體銷售給系統(tǒng)集成商,由系統(tǒng)集成商再對(duì)終端用戶.工業(yè)機(jī)器人的大規(guī)模普及將為國(guó)內(nèi)相關(guān)系統(tǒng)集成商帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇.

從國(guó)內(nèi)機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀看,下游客戶對(duì)系統(tǒng)集成商的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、研發(fā)水平、資金實(shí)力要求嚴(yán)苛,行業(yè)進(jìn)入門檻很高.我們認(rèn)為有兩類企業(yè)將在未來(lái)行業(yè)大發(fā)展的背景勝出:一類是有很強(qiáng)技術(shù)研發(fā)底蘊(yùn),項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富的行業(yè)企業(yè),如新松機(jī)器人、博實(shí)股份、天奇股份、華恒焊接(擬上市)、華昌達(dá)(收購(gòu)德梅柯)等;另一類是在某些行業(yè)如自身領(lǐng)域有一定的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和了解,擬在自己行業(yè)推廣工業(yè)機(jī)器人,如安徽埃夫特(背靠奇瑞汽車)、慈星股份(紡織機(jī)械)、銳奇股份、巨輪股份(輪胎行業(yè))、軟控股份(輪胎行業(yè))等.

二、服務(wù)機(jī)器人—全球 PR(Personal Robot)時(shí)代

1、定義:服務(wù)人類的非生產(chǎn)性機(jī)器人

根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟的定義,服務(wù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人,它能完成有意于人類健康的服務(wù)工作,但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備.

服務(wù)機(jī)器人的定位就是服務(wù).從機(jī)器人的功能特點(diǎn)上來(lái)講,它與工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)本質(zhì)區(qū)別在于,工業(yè)機(jī)器人的工作環(huán)境都是已知的,而服務(wù)機(jī)器人所面臨的工作環(huán)境絕大多數(shù)都是未知的.

2、剛性需求驅(qū)動(dòng),市場(chǎng)廣闊

機(jī)器人在世界范圍具有巨大的發(fā)展?jié)摿?在發(fā)達(dá)的國(guó)家的服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展更是有著廣闊的市常服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展受以下因素驅(qū)動(dòng):

簡(jiǎn)單勞動(dòng)力不足.由于發(fā)達(dá)國(guó)家的勞動(dòng)力價(jià)格日趨上漲而且人們?cè)絹?lái)越不愿意從事自己不喜歡干的工作,類似于清潔、看護(hù)、保安等工作在發(fā)達(dá)國(guó)家從事的人越來(lái)越少.這種簡(jiǎn)單勞動(dòng)力的不足使服務(wù)機(jī)器人有著巨大的市常經(jīng)濟(jì)水平的提高.隨著經(jīng)濟(jì)水平的上升,人們可支配收入的增加,使得人們能夠購(gòu)買服務(wù)機(jī)器人來(lái)解放簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng),獲得更多的空閑時(shí)間.

科技的發(fā)展.進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代后人類的科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,得益于計(jì)算機(jī)和微芯片的發(fā)展,智能機(jī)器人更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快,成本下降,能實(shí)現(xiàn)的功能越來(lái)越多,實(shí)現(xiàn)更便捷更安全更精確.

老齡化問(wèn)題.全球人口的老齡化帶來(lái)大量的問(wèn)題,社會(huì)保障和服務(wù)、看護(hù)的需求更加緊迫,和醫(yī)療看護(hù)人員不足的沖突激化,服務(wù)機(jī)器人作為良好的解決方案有巨大的發(fā)展空間.

3、分類:個(gè)人/家用機(jī)器人和專業(yè)服務(wù)機(jī)器人

服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個(gè)年輕成員,與工業(yè)機(jī)器人對(duì)應(yīng),應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,參照國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟(IFR)按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分的分類,將服務(wù)機(jī)器人分為個(gè)人/家用機(jī)器人(Personal/DomesticRobots)和專業(yè)服務(wù)機(jī)器人(ProfessionalServiceRobots)兩大類.服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣,主要從事維護(hù)保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護(hù)等工作.其中,個(gè)人/家用機(jī)器人主要包括:家庭作業(yè)機(jī)器人、娛樂(lè)休閑機(jī)器人、殘障輔助機(jī)器人、住宅安全和監(jiān)視機(jī)器人等;專業(yè)服務(wù)機(jī)器人主要包括:場(chǎng)地機(jī)器人(Fieldrobotics)、專業(yè)清潔機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、物流用途機(jī)器人、檢查和維護(hù)保養(yǎng)機(jī)器人、建筑機(jī)器人、水下機(jī)器人,以及國(guó)防、營(yíng)救和安全應(yīng)用機(jī)器人等等.

4、服務(wù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù):保持智能化

機(jī)器人是新型技術(shù)的融合,為了使之能夠適應(yīng)功能的需求及保持其智能化的穩(wěn)定性,服務(wù)機(jī)器人的主要關(guān)鍵技術(shù)如下:

5、服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu):清晰多維

服務(wù)機(jī)器人行業(yè)生產(chǎn)所用的主要零部件為自動(dòng)焊機(jī)、電子器件、微處理器、機(jī)器人用伺服電機(jī)、高精度減速器、機(jī)加件、氣動(dòng)元器件、傳感器、電池、單板機(jī)等,歸屬于標(biāo)準(zhǔn)零部件、電子設(shè)備以及電子元器件等.服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的下游則主要是醫(yī)療、家用、農(nóng)用、軍事等行業(yè)和領(lǐng)域.

三、醫(yī)用機(jī)器人—第三代外科手術(shù)時(shí)代

行業(yè)概述:醫(yī)療行業(yè)的新興增長(zhǎng)點(diǎn)

從傳統(tǒng)的開(kāi)刀手術(shù)到機(jī)器人手術(shù),人類歷經(jīng)了近3個(gè)世紀(jì).18世紀(jì)80年代,維也納外科醫(yī)生Billroth首次打開(kāi)病人腹腔,完成了首例外科手術(shù).這種傳統(tǒng)的開(kāi)刀手術(shù)被稱為第一代外科手術(shù)并一直沿用至今.20世紀(jì)80年代,以腹腔鏡膽囊切除術(shù)為標(biāo)志的微創(chuàng)手術(shù)取得突破性進(jìn)展,在許多領(lǐng)域取代了傳統(tǒng)開(kāi)刀手術(shù),稱為第二代外科手術(shù).進(jìn)入21世紀(jì),手術(shù)機(jī)器人得到開(kāi)發(fā)并迅速投入臨床應(yīng)用,被認(rèn)為是外科發(fā)展史上的一次革命,也預(yù)示著第三代外科手術(shù)時(shí)代的來(lái)臨.

醫(yī)用機(jī)器人是一種智能型服務(wù)機(jī)器人,它能獨(dú)自編制操作計(jì)劃,依據(jù)實(shí)際情況確定動(dòng)作程序,然后把動(dòng)作變?yōu)椴僮鳈C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng).隨著發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)入老齡化,醫(yī)療、護(hù)理和康復(fù)的需求增加,同時(shí)由于人們對(duì)生活品質(zhì)追求的提高,使得醫(yī)療不管在質(zhì)還是量都得滿足更高水準(zhǔn)的要求.另一方面,醫(yī)護(hù)人力相對(duì)缺乏,醫(yī)用機(jī)器人作為新興醫(yī)護(hù)手段具有巨大的發(fā)展?jié)摿?

(1)醫(yī)用機(jī)器人用途廣泛,醫(yī)療衛(wèi)生智能化

醫(yī)用機(jī)器人集醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、機(jī)械力學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、數(shù)學(xué)分析、機(jī)器人等諸多學(xué)科為一體的新型交叉研究領(lǐng)域,在軍用和民用上有著廣泛的應(yīng)用前景,是目前機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn).

根據(jù)IFR的分類,醫(yī)用機(jī)器人歸屬于專業(yè)服務(wù)機(jī)器人,其自身可以分為四個(gè)類別,診斷機(jī)器人、外科手術(shù)輔助機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人及其它.

醫(yī)用機(jī)器人用途主要為用于傷病員的手術(shù)、救援、轉(zhuǎn)運(yùn)和康復(fù),是醫(yī)療衛(wèi)生裝備信息化、智能化的重要發(fā)展方向之一.尤其是外科手術(shù)機(jī)器人,醫(yī)生透過(guò)它所提供的靈巧操控、精準(zhǔn)定位以及術(shù)前規(guī)劃,可以使得布手術(shù)傷口減孝術(shù)后迅速恢復(fù)正常生活等,達(dá)到精準(zhǔn)性和微創(chuàng)性兩大優(yōu)點(diǎn).

(2)醫(yī)用機(jī)器人市場(chǎng):單位價(jià)值最高的專業(yè)服務(wù)機(jī)器人雖然當(dāng)前醫(yī)用機(jī)器人普及率還很低,并且安裝的大部分是發(fā)達(dá)國(guó)家,但摩根的近期的一個(gè)調(diào)查研究中問(wèn)及外科醫(yī)生們未來(lái)他們會(huì)在自己在手術(shù)中多高頻率的使用醫(yī)用機(jī)器人,數(shù)據(jù)表明美國(guó)的外科醫(yī)生們認(rèn)為未來(lái)3-5年里醫(yī)用機(jī)器人在手術(shù)中的使用率會(huì)迅速上升到一個(gè)比較高的層次,約占50%,醫(yī)用機(jī)器人市場(chǎng)潛力巨大.IFR預(yù)測(cè)在未來(lái)的4年里,醫(yī)療機(jī)器會(huì)以每年19%的速度增長(zhǎng),2016年全球市場(chǎng)規(guī)模估計(jì)會(huì)增長(zhǎng)到119億美元.

四、家庭智能機(jī)器人—智能物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代家庭的核心終端1、行業(yè)概述:物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的家用智能機(jī)器人

隨著智能技術(shù)的發(fā)展,在21世紀(jì)的頭十年物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)始和互聯(lián)網(wǎng)一樣引人注目.物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)名詞最初由1999年美國(guó)麻省理工學(xué)院提出,即通過(guò)信息傳感設(shè)備把用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會(huì)引起現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的大洗牌,而智能機(jī)器人正是在新一輪發(fā)展中極具前景的產(chǎn)業(yè),未來(lái)一定是機(jī)器人的時(shí)代,家庭智能服務(wù)機(jī)器人就是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代家庭的核心終端.

家庭智能機(jī)器人是指為人類服務(wù)的智能機(jī)器人,主要從事家庭服務(wù),包括維護(hù)、保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、監(jiān)護(hù)等工作,家庭智能機(jī)器人被定位為智能物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中家庭物聯(lián)網(wǎng)的核心信息中樞,具有人性化交互、運(yùn)動(dòng)化控制和組件化成長(zhǎng)的特性.按照應(yīng)用范圍和用途的不同,家庭智能機(jī)器人分為電器機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、廚師機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、不動(dòng)機(jī)器人、移動(dòng)助理機(jī)器人和類人機(jī)器人.

2、市場(chǎng)規(guī)模:世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)引擎即將由IT進(jìn)入RT時(shí)代家用智能機(jī)器人被認(rèn)為是未來(lái)最具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d產(chǎn)業(yè)之一,IFR預(yù)測(cè)2013-2016年估計(jì)會(huì)有2200萬(wàn)臺(tái)智能家庭機(jī)器人得到銷售.其中家用機(jī)器人銷量估計(jì)為155萬(wàn)臺(tái),銷售額達(dá)56億美元;娛樂(lè)機(jī)器人為350萬(wàn)臺(tái);教育類機(jī)器人300萬(wàn)臺(tái).隨著相互學(xué)習(xí)與共享知識(shí)云機(jī)器人技術(shù)獲得重大突破,小型家庭用輔助機(jī)器人大幅度降低生產(chǎn)成本,將在2020年之前形成至少累計(jì)416億美元的新興市常世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)引擎即將由IT進(jìn)入RT時(shí)代(Roboticstechnology).

韓國(guó)政府計(jì)劃到2020年讓每個(gè)韓國(guó)家庭都擁有一個(gè)能做家務(wù)的機(jī)器人.

3、家庭清潔機(jī)器人:最成熟的智能家庭機(jī)器人

家庭清潔機(jī)器人是指能夠進(jìn)行家庭家務(wù)自動(dòng)智能清潔的機(jī)器人,是集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體的機(jī)器人.

吸塵機(jī)器人是智能移動(dòng)機(jī)器人實(shí)用化發(fā)展的先行者,其研究始于20世紀(jì)80年代,而德國(guó)凱馳2006年生產(chǎn)的Rc3000是世界上第一臺(tái)能夠自行完成所有家庭地面清潔工作的清潔機(jī)器人,其內(nèi)置有光電傳感器和芯片控制,包含四種清潔程序,當(dāng)遇到障礙時(shí),會(huì)隨機(jī)改變一個(gè)角度然后繼續(xù)直走,直到遇到新的障礙物,會(huì)自動(dòng)回到充電站完成充電和垃圾處理的任務(wù),同時(shí)能夠根據(jù)用戶設(shè)定的信息來(lái)控制機(jī)器人完成相應(yīng)的操作.

家庭清潔機(jī)器人目前主要分為兩個(gè)分類,一種是掃地機(jī)器人,一種是拖地機(jī)器人(包括干洗和濕洗).智能掃地器是一種配備了微電腦系統(tǒng)的吸塵器,是靠吸力打掃衛(wèi)生的,能夠按照人們的設(shè)置自動(dòng)智能地清潔房間的某一特定部分或全部并完成自動(dòng)充電,適合幾乎所有的地面,包括地板、地磚、地毯及部分地毯;拖地機(jī)器人則在使用中會(huì)用到水,一般靠噴水后再吸水來(lái)清潔.

家庭清潔機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展:歷史短,發(fā)展迅速.家庭清潔機(jī)器人21世紀(jì)的新產(chǎn)品,但在其短短十幾年的歷史里卻有著迅猛的發(fā)展,許多國(guó)家已經(jīng)涉足并開(kāi)發(fā)出家庭清潔機(jī)器人,其中前沿的國(guó)家主要有美國(guó)、德國(guó)、日本、瑞典及韓國(guó)等.

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