機器人/人形機器人“十五五”產業發展預測
機器人產業是實體經濟和數字經濟深度融合的典型代表,是培育發展新質生產力的重要方向。2024 年底,在“賽迪顧問‘十五五’重點產業落地工具冊新聞發布會”上,先進制造業研究中心的副總經理高超對機器人產業進行了分析。
本文引用地址:http://www.104case.com/article/202501/466649.htm1 我國機器人產業現狀與趨勢
我國已長期保持全球第一大機器人消費市場。在工業機器人領域,我國已經連續11 年成為了全球第一大市場,并且在近兩年,全球超過50% 的機器是安裝在我國的,這是我們非常突出的一個優勢。
在服務機器人和特種機器人領域,我們也有一個非常大的消費市場。
1.1 發展驅動力
未來我國對于機器人的需求也會持續增加。其主要驅動力有兩個:一是我們的工作和生活對品質的要求不斷提升,二是我國人口老齡化、人口結構的變化也是一個不可逆的趨勢。
在這種趨勢下,有幾個方面來驅動機器人的持續增長。
● 很多工作缺乏足夠多的勞動力。例如未來養老助殘、醫療陪護方面,可能沒有足夠多的人去服務數量龐大的老年群體。
● 有些工作人們不想去干。這些工作的工作環境比較差,或者待遇比較低,社會地位比較低,所以未來的人不想去從事這類工作。
● 有些工作人干得不夠好。例如對于醫療機器人,一些高難度的手術需要工作時間長、經驗豐富的大專家來做,因為需要手控制得非常精確。如果有醫療機器人,可以幫助醫生把這種工作難度降低,使得有一定經驗的醫生也可以從事這種工作。
● 人不適合做的工作。主要是高危險的工作,例如化工廠、野外火災現場、核設施等環境。
所以總體上,未來機器人的市場會持續快速地增長,越往后期可能增長越快,這是未來非常大的一個機遇。
1.2 市場規模
國際巨頭企業目前依然占據比較明顯的優勢。在工業機器人領域,傳統有4 家很強的國際龍頭機器人企業,它們在這個領域是長期主導的地位。
在服務機器人、特種機器人、人形機器人領域,我國企業的競爭力在快速提升,一批自主品牌的企業在崛起。
關于我國的規模,在過去3 年(2021—2023)我國的機器人規模呈現穩步增長的趨勢,在2023 年規模達到了897.3億元(注:這個規??赡鼙纫酝麄鞯臄底稚僖恍?,因為這是僅限于本體/ 整機的)。
我國在工業、服務、特種、人形4 個方面都有明顯的進步,近年來的水平都是在持續穩定快速地增長,預計未來會迎來躍升發展的機遇。
賽迪顧問預計到2025 年,本體/ 整機領域的產業規模可能會超過1,000 億元,接近1,400 億元,到2030年可能會接近4,000 億元。
1.3 發展趨勢
從技術領域來看,主要有融合化、高端化和國際化方向。
● 融合化。指機器人會與很多其他領域的新技術共同發展,最典型的案例就是融合AI,例如最近大模型非?;穑绻糜跈C器人,會整體改變機器人的研發路徑。例如我們要開發一款機器人,它需要工程師去根據機器人自身的結構(諸如胳膊的結構)、運動到的位置、要做什么工作去編程,把這個工作規定好,把相應的觸發條件和最終的判斷條件要設定好,機器人才能有這樣的功能。這需要大量的時間才能把機器人開發好。而未來我們可以通過大模型的方式,把相關的操作教一遍給它,例如相關的數據庫案例輸入給它,它自己去學習,自己去掌握技能,自己去學會如何判斷、執行,這樣有可能改變以往傳統的機器人開發模式,給機器人開發帶來一個非常大的發展機遇。
此外,包括新材料、新傳感、大數據、元宇宙等都能賦予機器人更大的發展機遇,促進機器人躍升發展。
預計“十五五”時期,機器人技術將與人工智能、新材料、新型傳感、生物仿生、元宇宙、腦機接口等前沿技術進一步融合發展,多個關鍵零部件性能也將進一步提升。
表1 全球機器人關鍵技術演進趨勢
數據來源:賽迪顧問,2024年10月
● 高端化。
第一,突破峰值性能。機器人以往能從事的工作有限,有些工作可能還需要人去輔助,將來會突破當前的峰值性能,例如能從事更高速度、更高負載、更高精度的工作。
第二,突破特殊場景。例如以往有一些高危險的、復雜度很高的,或是比較極端的環境(諸如核輻射、真空環境等),以往的機器人可能并不能做得特別好,未來它也會進入這樣的一些特殊場景。
第三,突破一些前沿技術。可能上述的融合發展,也包括機器人自身的工藝和控制更進一步。
● 國際化。
包括三個方面。
首先,指我們的機器人要走出去。過去幾年,我國的機器人出口規模是在快速增長的,這是我們以往的向外銷售產品的模式。
其次,近年來,我們的這個模式也在升級,未來可能是系統集成和服務走出去。這也是目前國際的下游用戶很喜歡我國產品的一個特點——我們不僅賣產品,而是賣整套的解決方案,包括配套的服務。
第三,標準和知識產權走出去。近年來我國相關的龍頭企業和協會非常重視,逐步去鋪開資源做的一個方向。以往我們只是在別人的模式下,基于別人的認證標準去輸出我們的產品,現在我們更加積極主動地去參與到國際標準的制定,同時我們的企業積極地去布局國際的專利,為未來的國際化發展來鋪路。
2 產業結構與發展機遇
主要介紹4個領域的產業發展機遇,工業機器人、服務機器人、特征機器人、人形機器人。
2.1 工業機器人——2030年將突破1,000億元
預計到2025 年的投入規模會接近700 億元,到2030 年可能會增長到1,000 億元。
機遇有如下三點。
第一,突破關鍵技術??傮w上,“十五五”時期,工業機器人會在新技術突破的加持下,滲透率有大幅提升。雖然過去我國工業機器人規模增長很快,制造業領域的機器人密度(每萬名工人擁有的工業機器人數量)已經位居全球前三了,已經是一個機器人密度很高的領域。但如果從制造業宏觀上看,工業機器人的應用還是比較有限的,只是在汽車、電子等個別產業里的應用比較突出。
整體上,工業機器人受限于什么?就像上述的傳統的工業機器人依賴人去編程,所以機器人的應用場景有限,如果要在新的場景、領域布置機器人,就需要很長的開發過程,有很高的門檻。所以綜合來看,哪怕是在汽車這樣的機器人應用已經很寬泛的領域,也有很多包括總裝/ 裝配等領域還是依賴人去做的。
所以總體上,在工業領域,機器人應用還是有很大的進步空間的。
第二是優化質量標準。以往很多用戶/ 企業不太信任、不敢用機器人,是出于機器人產品的可靠性、穩定性、一致性還有所欠缺,所以很多用戶還是在觀望階段。未來這方面也是我們要進一步去提升的方面。
第三是推進創新應用。基于我們的技術和更好的產品,把我們的應用打開。這部分也是需要做更多示范,讓用戶能夠接受這樣的產品。
2.2 服務機器人——未來市場潛力突出的領域
賽迪顧問預測服務機器人未來的增長可能會快于工業機器人,在2025 年的規模可能達到388.0 億元,預計到2023 年有望超過1,400 億元,甚至可能會超過工業機器人(1,052.6 億元)的規模。這是未來市場潛力非常突出的一個領域。
總體上,其趨勢是針對更深層次的需求,開發更精準的產品和服務。
我國擴大機器人規模的機遇有三個:提升智能水平,開展生態集成,打響自主品牌。
● 提升智能水平。我們現在的服務機器人是什么樣的?其實更多的是以人類助手的角色來存在的。例如掃地機器人,它并不能完全讓我不需要打掃,只是能幫我打掃很多比較簡單的地方,一些犄角旮旯、掃不干凈的地方還得需要我們人去做。
再例如醫療機器人,目前還是醫生的助手,可以幫助醫生把復雜的操作簡易化,但它依然需要醫生去拿著機器人去操作,并不能代替醫生去做手術。所以這個方向就是未來服務機器人要去增長的方向——通過提升智能化水平達到這樣的程度。以后有望解決更深層次的需求,從人類的助手變成真正的人類伙伴,或者代替人去做工作。
● 開展生態集成。例如我們目前可能只買一個掃地機器人,未來有可能買的是智能家庭一整套產品,包括各種各樣的家庭服務機器人。我們的公共服務領域也會有這樣的趨勢——生態集成。
● 打響自主品牌。包括在國內和國際的品牌。
2.3 特種機器人——從試點示范轉入規?;瘧秒A段
未來也會有較大的增長。預計到2025 年產業規模將達到150 億元左右,2030 年可能會突破500 億元。這部分主要是從試點示范轉入規?;瘧秒A段。例如有一些消防局、公安局、高速救援部門等采購一些機器人,但主要是出于示范應用,并沒有被廣泛鋪開地去深度應用。
機遇是硬件載體的模塊化和控制算法智能化。
● 硬件載體的模塊化,即特種機器人針對特殊的工作來進行模塊化組合,使機器人有更大的實用性。例如當需要用攝像頭去觀察化工廠里的跑冒滴漏時,可以用四輪的運動模塊驅動它跑過去,也可以用無人機底座讓它飛過去,在一些很難進入的地方,也可以用四足、六足機器人讓它走進去。所以硬件包括移動模塊、任務載體模塊、任務載荷、電源功能模塊等,它們都可以靈活地組裝配對,以適應用戶的更加豐富的需求。
● 控制算法智能化。這也是未來使它實用性的重要方向。
2.4 人形機器人——我國未來產業的重點方向
我國對人形機器人的期望非常高,是未來經濟發展的一個非常重點的領域。預計2025 年產業規模將突破160 億元,2030 年能突破860 億元。
總體趨勢是“十五五”期間會由資源拉動,逐步轉為市場驅動。目前人形機器人為什么這么火熱、增長快?其實是資源驅動的。例如我國政府非常重視,出臺了一系列政策,我們的很多企業去投資布局,甚至有很多跨領域的科技巨頭進入這個賽道。而未來可能逐步地轉向市場驅動。當資源投資完成了以后,下一步很重要的一點是人形機器人的實用性到底有多高?未來要靠市場驅動,是否有巨大的需求來把它往可能千億乃至萬億的市場規模去拉動?這是未來人形機器人領域要重點去做的事情。
如何去強化市場對它的使用需求?
首先要強化作業能力。我們可以看到很多人形機企業的宣傳點在于我的人形機器人可以走多快、走多遠,步速是怎么樣的,可以上樓梯、下樓梯,甚至可以后空翻……它其實更多屬于其本體運動性能,但這無法帶來下游市場的驅動力。未來可以有實際的作業能力,可以在工廠里做裝配,在家里做家務,可以在特種領域/ 野外去執行更復雜的任務……,這才是非常重要的,是我們未來發展重大機遇。
其次,開啟規模化生產,打通商業邏輯,這樣才能打通市場的驅動力。
3 人形機器人的熱點問答
3.1 什么條件下會進入到規?;慨a階段?
首先,在研發、設計和制造環節,人形機器人整機及其零部件還需要一定的發展過程。因為現在市面上企業的整機或基礎結構會有一些細微的差別。在一些關鍵零部件領域,傳統機器上用的和人形機上用的要求也不太一樣,因此在整個制造環節還是需要一定時間去慢慢發展。
其次,規模化生產最主要的一個驅動因素在于首先得有規模化的需求。可能不僅是產能能達到每年生產幾百、幾千、幾萬臺就可以了,也得能賣出去。目前人形機器人在教育領域需求會多一些,但這個領域的需求并不是那么寬泛,我們還需要去打開更多的下游市場,使更多的用戶愿意去購買它,這樣它才能真正進入到良好的規模生產階段。
3.2 國內外的差距
并不存在多大的差距。因為我國的發展階段與國外類似,都處在前期探索的過程中,所以目前很難像其他機器人領域一樣,看出某個領域誰領先或落后。
3.3 降價到多少合適?
成本也是能否大規模應用的重要因素之一。那么人形機器人大概降到什么樣的價位,才能在實際中廣泛應用?
賽迪顧問的高超指出,現在談大規模量產還比較遙遠。首先得實現人形機器人的實用性;其次,目前的價格可能更多的是對于開發環節有意義。
● 人形機器人目前還處于探索期,業界在探索人形機器人應該具有什么樣的功能,人們才愿意去試用?這才是第一步。
目前包括汽車廠在內的很多企業還沒到考慮多少價格用戶才會去購買的階段,而是不管人形機器人有多貴,但能不能解決實際問題。舉個夸張的例子,以往這個工作是人去做的,人5 分鐘就把這個工作干完了;如果換成機器人去做,不能1 天才能干完這個工作,最起碼要5小時以內、50分鐘以內或15分鐘以內干完。即當人形機器人有一個能和人比較接近的功能時,客戶才愿意去試用,然后試用成熟以后,客戶才會考慮用多少錢去購買。所以目前還卡在前面,還不是因為它的價格去制約,而是前面的功能性在制約。
● 價格制約方面,目前最集中地體現在科教領域:課題組或初創企業需要購買人形機器人整機,然后基于它去開發各種功能,這時會考慮價格,以往可能需要一二百萬元去買一臺,之后可能三五十萬元買一臺,現在可能需要10 萬元買一臺。所以價格降低會讓更多的科教人員參與到開發過程中,以推進產業的發展。
3.4 為什么要拘泥于“人形”?
2024年各種展會、技術大會上,可以看到人形機器人的實操性加強了,包括分揀、搬運等場景。但其實以前的工業機器人/ 機械臂做這些工作已經很成熟了,為什么要拘泥于人形?是不是之前業界把這個故事炒作起來后,人們就一窩蜂地涌入了?
實際上,人形發展的底層邏輯至少有兩條。
第一條:為什么要像人形?人形的一個好處在于它和人交互的時候可能會方便一些。例如搬運,在工廠里確實沒必要一定是人形機器人去搬運,但如果在身邊的超市里,人們去超市買東西,這時超市里有一個人形機器人在為你服務,可能會比“四輪底座+ 機械臂”的機器人親切一些。所以在人機交互方面,人形結構會有一定的優勢。
第二條底層邏輯并不在于人形本身。目前行業內也在討論對于這個領域具體怎么定義。人形是一種方案,但也有可能是一種通用機器人。就人形結構來看,優勢之一是它的通用性比較強,是一種通用性突出的仿生機器人。當然人們也可能會發展其他類型的通用機器人,來解決以往專用機器人比較受限的問題。所以有可能在一些不一定需要人形的地方,是其他類型的通用機器人在做事。區別于以往的機器人,這是一個新的發展的方向。
但是如果是人形和其他的各種通用機器人相比,人形的優勢是用機器大模型的方式,它的進化速度可能會更快。因為用人去采集數據的效率很高,我們找人去做相關工作,它學習人在操作中的技能,很容易積累出相當數量的數據。
3.5 人形機器人vs.工業機器人
在人形機器人進入工廠之前,中國和美國的工廠就已經配備了很多的優質工業機器人。在這里,人形機器人會取代工業機器人嗎?
工業機器人和人形機器人的關系是互補的。工業機器人和人形機器人是兩類不同的產品,雖然一二十年前,業界也認為六軸的工業機械臂通用性較強,因為它區別于三四十年前的三四軸的專用機械臂,六軸的性能已經非常突出了。但是目前發現工業上的六軸機械臂的通用性也不夠強,反而變成了相對專用的機器人,只在需要高精度、大負載或功能性比較局限的應用領域,例如只是搬運,有可能不需要用人形機實現。
人形機器人擅長工業機器人解決不了的領域,例如汽車廠里最后的總裝、貼標等在工廠里必須由人來干的環節,未來有可能是用人形機器人去替代。
(本文來源于《EEPW》202501)
評論