2024年4月18日,由维科网产业研究中心倾力打造的《2024“机器人+”行业应用创新发展蓝皮书》于“OFweek 2024(第十三届)中国机器人产业大会”上重磅发布。该蓝皮书旨在深入分析中国机器人行业的发展现状、未来趋势以及面临的挑战。报告从宏观背景、产业动向、产业政策、行业前景、行业热点、案例剖析、行业榜单和核心厂商等多个维度,全面展现机器人行业的全貌。报告指出,在发展新质生产力的大背景下,机器人作为新质生产力的典型代表,是传统产业转型升级的强大支撑和动力,同时在AI的加持下,新形态、新领域迎来前所未有的发展机遇。

01宏观背景

机器人为新质生产力的典型代表

传统产业转型升级、提质降本增效中机器换人扮演着重要角色。据工信部最新统计显示,我国工业机器人产量从2015年的3万余台增长至2023年的42.95万台,8年增长近12倍,年均复合增长率接近38%。但机器人绝不仅仅为传统产业降本增效而诞生,其核心作用则在帮助克服传统产业固有的自动化程度低、效能低、信息化低的弊端,引领传统产业向高质量、高效能、智能化、数字化转变。新质生产力的突出特征就是高效能、高质量,是生产力水平实现跃迁的表征,机器人作为新质生产力的典型代表,是传统产业转型升级的强大支撑和动力。

“机器人+”多场景发展目标

2023年1月19日,17部门联合发布《“机器人+”应用行动实施方案》,提出我国机器人发展的近期目标:到2025年,制造业机器人密度较2020年实现翻番,服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升,突破100种以上机器人创新应用技术及解决方案,推广200个以上具有较高技术水平、创新应用模式和显著应用成效的机器人典型应用场景等。

同时,提出深化十大重点领域“机器人+”应用,包括制造业、农业、建筑、能源、商贸物流、医疗健康、养老服务、教育、商业社区服务、安全应急和极限环境应用领域。我国机器人产业的发展在经历过“速度与激情”之后,更高质量则成为现在以及未来的核心,以应用行业的智能化深度和广度的不断融合,实现由“机器人+行业应用”,到“机器人赋能行业”。

02 产业动向

2023年度大事件盘点

1.人形机器人第一股优必选成功上市

2023年12月,优必选成功登陆港交所,正式成为人形机器人领域的首家上市企业。优必选是全球人形机器人领域的少数市场参与者之一,成功实现了人形机器人的商业化。优必选的成功上市,是人形机器人行业的一个重要里程碑。

2.特斯拉人形机器人Optimus二代上线

2023年12月13日,马斯克展示了特斯拉第二代人形机器人Optimus。新一代Optimus搭载了由特斯拉设计的执行器与传感器、2自由度驱动颈部、响应更快的11自由度灵巧手、触觉传感器(十指)、执行器集成电子和线束、足部力/扭矩传感器、铰接式脚趾等多项先进技术。特斯拉人形机器人的样机迭代即将进入“量产实现”环节,这标志着特斯拉人形机器人项目进入了一个新的阶段。

3.人形机器人发展进入快车道,《人形机器人创新发展指导意见》正式发布

2023年11月2日,工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》,提出到2025年,我国人形机器人创新体系初步建立,“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破,确保核心部组件安全有效供给。整机产品达到国际先进水平,并实现批量生产,在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用,探索形成有效的治理机制和手段。

4.《“机器人+”应用行动实施方案》正式发布

2023年1月18日,工信部联合其他十六部委印发《“机器人+”应用行动实施方案》,明确2025年目标:制造业机器人密度翻番,服务机器人、特种机器人深度应用显著提升,机器人推动高质量发展的能力明显增强。

5.全球领先放射外科手术机器人龙头企业ZAP中国总部落户苏州

2023年4月7日,全球下一代放射外科手术机器人的行业领导者、脑部无创手术机器人领域的全球先驱ZAP主导的ZAP-X光子手术机器人中国总部项目正式签约落户苏州。该项目将建立集生产、研发、销售等为一体的总部基地,为打造一流医疗器械产业创新集群注入强劲动力。

6.上海发那科三期项目正式开业

2023年11月,上海发那科三期项目正式开业,上海发那科三期项目坐落于上海机器人产业园,总投资达15.8亿元人民币,占地30万平方米,是发那科集团在日本之外全球最大的机器人基地,被誉为机器人领域的“超级智能工厂”。该项目的建成将推动上海的机器人产业迈向新的高度,预计年产值将达到100亿元。

7.2023世界机器人大会在北京举办

2023年8月16日,世界机器人大会在北京成功举办。大会聚焦机器人技术与产业前沿趋势交流学术观点,结合重点场景展示机器人创新应用赋能千行百业,围绕脑机接口、人机协作等内容开展高水平竞赛比拼。同时,本届博览会还集结了30余家关键零部件企业展示最新攻关成果,突出展现中国机器人产业强链补链实力和关键核心技术创新力。

8.《机器人十大前沿热点领域(2023—2024年)》重磅发布

2023年8月21日,在世界机器人大会上,《机器人十大前沿热点领域(2023—2024年)》报告首次发布。报告指出,未来一年机器人科技的十大前沿热点领域包括:具身智能与垂直大模型、人形与四足仿生机器人、三维感知模型和多模态信息融合等。

9.《关于加快应急机器人发展的指导意见》正式发布

2023年12月,应急管理部、工信部下发的《关于加快应急机器人发展的指导意见》提出,到2025年,研发一批先进应急机器人,大幅提升科学化、专业化、精细化和智能化水平。《指导意见》的发布必将有力地促进应急机器人的加速落地。

10.Apollo人形机器人已获美国政府和国防部采购订单

Apptronik公司在2023年9月发布了其首款商用人形机器人Apollo,并成功获得了美国政府和国防部的采购订单,足以说明该产品的实力。Apollo人形机器人成功获得美国政府和国防部的采购订单,不仅彰显了政府对机器人技术的重视和支持,同时也意味着机器人技术将在军事领域得到进一步的拓展。这一事件对于推动机器人行业的发展,提升其在社会各个领域的应用具有积极的推动作用。

区域发展趋势

从区域分布来看,国内机器人产业链相关企业主要集中在华东、华南等沿海经济发达地区。据统计,截至2023年底,华东地区机器人产业链相关企业数据超过35万家,占全国机器人产业链相关企业数量的比重超过四成;华南地区的企业数量接近20万家,占比接近四分之一。

1.珠三角

珠三角地区机器人产业具有较强的发展基础,以深圳、广州、佛山、东莞为代表的产业集群在创新力与影响力方面位于全国前列。工业机器人方面,珠三角地区已培育一批国内先进的自主品牌本体、关键零部件及系统集成商企业,工业机器人产量占全国总量的三分之一;服务机器人方面,珠三角地区产品类型丰富应用场景众多,在教育娱乐、医疗康养、商贸物流、家政服务等领域已研制出一系列国内领先水平产品;特种机器人方面,部分企业在公共安全、抢险救援、线路巡检等研发制造上具有领先优势。综合来看,珠三角地区部分本地企业在机器人控制系统和伺服系统方面具有较强技术实力,具备较强的市场竞争力,比如越疆、库卡、隆深、合信、华成工业等企业。良好的双创氛围及较强的发展基础,为珠三角地区机器人企业发展壮大提供了良好机遇。

2.长三角

长三角是中国重要的先进制造业基地,也是国内经济较为发达的地区,长三角地区经济的蓬勃发展为机器人产业提供了重要技术、人才、资金、信息等产业资源支撑与应用拓展领域。目前长三角地区已建立起了我国功能最完善、系统最健全的机器人产业生态体系,形成了以上海、昆山、无锡、常熟、徐州、南京为代表的产业集群,在产业规模效益、产业创新能力、产业创新环境等方面均走在全国前列。长三角地区汇集了包括四大家族等全球巨头以及新时达、埃斯顿等知名国内龙头企业,拥有绿的、节卡、图灵、钛米、国自、上海高仙、铭赛、徐工传动、禾川等一批专精特新“小巨人”企业,具有较为完整的机器人产业链条,在引入国际先进研发基地与产品中心的同时,依托区域内本土龙头企业,实现以大带小、以点带面的规模化发展模式。

3.京津冀

从京津冀地区机器人产业的发展情况来看,其最大特点在于优势互补、交汇互通的产业链协同发展模式。北京在医疗机器人、物流及无人配送机器人、协作机器人等领域具有领先优势,集聚了遨博、云迹、锐洁、天智航、康力优蓝等一批专精特新“小巨人”企业。天津重点发展工业机器人、混联机器人、水下机器人、轻型协作机器人以及工业无人机等,聚集了深之蓝、沃德传动(天津)、福臻、德明福等机器人企业。河北深耕并联机器人、移动机器人与特种机器人,积极推进唐山、廊坊等特色产业聚集区的发展。综合来看,京津冀地区通过政策协同引导,开展地区产业链“织网工程”,充分发挥三地优势,聚焦三地机器人产业链交汇点,开展联合研发、技术服务、供应链协同、平台对接、成果转化和企业孵化等多种形式的合作,实现了资源的精准对接与产业链体系优化,很大程度上推动了该地区机器人产业的发展。

行业技术发展趋势

跨行业技术融合趋势。随着移动互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代数字技术的日益成熟,数字技术在机器人产业的深度应用成为可能。5G技术凭借高速率、低时延、大连接的特点,将工业机器人接入工业互联网,使其成为工业智能制造体系不可分割的部分。通过工业互联网将机器人的工况数据实时传输,可以检测工业机器人的运行状态,分析工作效率,研判和预警潜在故障。人工智能技术则可以显著增强机器人的功能,使机器人具备感知、决策等能力。此外,机器人还与激光雷达、卫星遥感、地理信息系统(GIS)、虚拟现实、认知科学、生物技术、新材料技术等新兴技术越来越紧密地结合在一起,形态不断丰富、功能持续增强。

智能信息化发展趋势。未来以“互联网+机器人”为核心的数字化工厂智能制造模式将成为制造业的发展方向,真正意义上实现了机器人、互联网、信息技术和智能设备在制造业的完美融合,涵盖了工厂制造的生产、质量、物流等环节,是智能制造的典型代表。结合工业互联网技术、机器视觉技术、人机交互技术和智能控制算法等相关技术,工业机器人能够快速获取加工信息,精确识别和定位作业目标,排除工厂环境以及作业目标尺寸、形状多样性的干扰,实现多机器人智能协作生产,满足智能制造的多样化、精细化需求。

人机/多机协作化发展趋势。针对目前工业机器人存在的操作灵活性不足、在线感知与实时作业能力弱等问题,人机/多机协作化是其未来的发展趋势。通过研发机器人多模态感知、环境建模、优化决策等关键技术,强化人机交互体验与人机协作效能,实现机器人和人在感知、理解、决策等不同层面上的优势互补,能够有效提高工业机器人的复杂作业能力。同时通过研发工业机器人多机协同技术,实现群体机器人的分布式协同控制,其协同工作能力提高了任务的执行效率,以及具有的冗余特性提高了任务应用的鲁棒性,能完成单一系统无法完成的各种高难度、高精度和分布式的作业任务。

应用发展趋势

新型商业模式不断涌现。目前国内机器人行业主流的商业模式是企业将产品卖给用户,从而获得收入。但由于部分机器人产品的价值较高,一些资金、技术实力不强的企业特别是中小企业缺少购买资金,也没有能力进行机器人安装后的保养、维护和应用开发,因此阻碍了机器人应用的推广。近年来,在部分应用场景,机器人租赁模式逐渐兴起。以七腾机器人推出的最新防爆四足机器人产品为例,由于该产品是全球唯一能够量产且取得防爆证书的产品,产品单价较高,因此,七腾机器人为客户提供了两种使用模式;客户可选择按月租用或直接购买,租赁为每月4.8万元起,直接购买138万元起。预计后续随着数字技术与机器人的进一步融合以及机器人应用场景的拓展,将会有更多新型商业模式出现。

赋能传统下游行业,拓宽新兴应用领域。早期的机器人主要应用在工业领域,替代工人的重体力劳动或从事高精度、恶劣环境下的工作,主要应用在汽车制造、船舶制造、化工、3C电子等产业,从事搬运、上下料、焊接、喷涂等工作。近年来,工业机器人的应用领域开始扩展到装配、打磨、抛光等高精度、高灵敏度的场景。移动机器人领域,随着各项技术的不断进步,移动机器人的发展经历了磁条、二维码技术、激光导航以及视觉自主导航等不同阶段,新产品迭代更新速度加快,应用场景也日益增多,逐渐从简单点到点搬运场景过渡到整个工厂全场景的应用,从仓储物流、汽车及零部件制造等传统行业进入锂电、光伏、面板、半导体等新兴行业。服务机器人领域,随着视觉、压力等各种传感器的应用、控制算法的优化以及人工智能技术的发展,机器人的智能水平大幅提升,已经进入清洁服务、教育娱乐、家庭陪伴、迎宾导购、送餐等日常生活。特种机器人领域,随着功能、外在形态和制动方式不断进步,应用场景不断拓宽,机器人在物流配送、应急救援、医疗手术、深海探测、空间探索、国防等场景下获得广泛应用。

轻型化、柔性化和人机协作能力不断提升。随着研发水平不断提升、工艺设计不断创新,以及新材料投入应用,工业机器人正朝着小型化、轻型化、柔性化的方向发展,其精细化操作能力不断增强。同时,随着触觉、力觉、机器视觉、语音识别等传感器、人工智能技术的发展及其与机器人的融合,机器人可以感知人的位置、动作,理解人的指令,从而实现人机协同、人机共融;在工业领域,机器人与人可以在同一空间共同执行生产任务;在生活领域,机器人可以近距离为人类提供各种服务。随着工业机器人智能水平的提升,其功能从搬运、焊接、装配等操作性任务向加工型任务逐步拓展,人机协作成为工业机器人未来研发的重要方向。人机协作将人的认知能力与机器人的工作效率相结合,使工业机器人的操纵更加安全、简便,从而满足更多应用场景的需要。

行业前景

我国老龄化形势严峻,制造业转型拉动工业机器人长期需求。智能制造、数字化转型大潮推动工业机器人应用,国家政策助力工业机器人发展。以AI为代表的新技术不断提升工业机器人应用深度和广度。多种因素推动我国工业机器人市场规模不断提升。根据维科网产业研究中心测算,2023年中国工业机器人市场规模达到624.4亿元,同比增长14.3%。在新能源汽车与光伏产业等下游的拉动下,未来我国工业机器人市场有望进一步发展,预计2025年接近800亿元。

图表 1:中国工业机器人市场规模(亿元)

资料来源:维科网产业研究中心

家政、物流是现阶段服务机器人的重要应用场景,公共服务、娱乐、医疗康复等应用领域快速发展。以扫地机器人、AGV为代表的家政、物流领域是服务机器人重要的基本盘。在我国人口老龄化问题加剧、用工成本增加背景下,以餐饮配送、商场迎宾为代表的公共服务机器人以及娱乐、医疗康复服务机器人市场规模有望快速提升。

服务机器人相较于工业机器人应用领域更广,增长潜力更大。2023年,我国服务机器人市场规模达到504.8亿元,同比增长27%。

图表 2:中国服务机器人市场规模(亿元)

资料来源:维科网产业研究中心

随着电力、消防、轨道交通等下游行业不断释放对特种机器人的应用需求,我国对特种机器人行业发展的重视程度不断提升,相继出台多项政策推动行业发展。2021年3月“十四五”规划提出加强矿山深部开采与重大灾害防治等领域先进技术装备创新应用,推进危险岗位机器人替代;2022年6月应急部《“十四五”应急救援力量建设规划》中提出开展高智能救援机器人、水下抢险机器人等技术与装备研究开发。

政策支持之下,我国特种机器人市场稳步发展。2023年我国特种机器人市场规模达到171.1亿元,同比增长18%,预计2025年将接近230亿元。

图表 3:中国特种机器人市场规模(亿元)

资料来源:维科网产业研究中心

03 行业榜单

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