二、我國技術特征
目前,我國工業機器人研發仍以突破機器人關鍵核心技術為首要目標,政產學研用通力配合,初步實現了控制器的國產化。服務機器人的智能水平快速提升,已與國際第一梯隊實現并跑。特種機器人主要依靠國家扶持,研究實力基本能夠達到國際先進水平。
(一)工業機器人:國產化進程再度提速,應用領域向更多細分行業快速拓展
國產工業機器人正逐步獲得市場認可。目前,我國已將突破機器人關鍵核心技術作為科技發展重要戰略,國內廠商攻克了減速機、伺服控制、伺服電機等關鍵核心零部件領域的部分難題,核心零部件國產化的趨勢逐漸顯現。與此同時,國產工業機器人在市場總銷量中的比重穩步提高。國產控制器等核心零部件在國產工業機器人中的使用也進一步增加,智能控制和應用系統的自主研發水平持續進步,制造工藝的自主設計能力不斷提升。
快速拓展至塑料、橡膠、食品等細分行業。繼汽車和電子之后,五金衛浴、家具家電也成為了國內工業機器人的主要應用領域。同時,隨著近年來國家對環保和民生問題的高度重視,作為實現自動化、綠色化生產的重要工具,機器人在塑料、橡膠等高污染行業,以及與民生相關的食品、飲料和制藥等行業的應用范圍不斷擴大,應用規模顯著提升,對進一步降低環境污染,保障食品藥品安全發揮了重大作用。
(二)服務機器人:智能技術比肩歐美,初創企業大量涌現
智能機器人技術與國際領先水平實現并跑。我國在人工智能領域技術創新不斷加快,中國專利申請數量與美國處于同等數量級,特別是計算機視覺和智能語音等應用層專利數量快速增長,催生出一批創新創業型企業。與此同時,我國在多模態人機交互技術、仿生材料與結構、模塊化自重構技術等方面也取得了一定進展,進一步提升了我國在智能機器人領域的技術水平。
新興應用場景和應用模式拉動產業快速發展。我國已在醫療、教育、烹飪等機器人的應用領域開展了廣泛的研究,隨著機器人技術水平進一步提升,市場對服務機器人的需求快速擴大,應用場景不斷拓展,應用模式不斷豐富。如沈陽新松與國內知名醫院合作,共同研發出國內首臺應用于腫瘤治療的消融醫療輔助機器人,大大提高了手術的精準度。與此同時,一些優秀的平臺型企業如云知聲、出門問問、思必馳等為機器人公司提供使能技術,使得智能語音迅速得以普及,從而拉動產業的高速成長。
(三)特種機器人:部分關鍵核心技術取得突破,無人機、水下機器人等領域形成規?;a品
國家扶持帶動特種機器人技術水平不斷進步。我國政府高度重視特種機器人技術研究與開發,并通過863計劃、特殊服役環境下作業機器人關鍵技術主題項目及深海關鍵技術與裝備等重點專項予以支持。目前,在反恐排爆及深海探索領域部分關鍵核心技術已取得突破,例如室內定位技術、高精度定位導航與避障技術,汽車底盤危險物品快速識別技術已初步應用于反恐排爆機器人。與此同時,我國先后攻克了鈦合金載人艙球殼制造、大深度浮力材料制備、深海推進器等多項核心技術,使我國在深海核心裝備國產化方面取得了顯著進步。
特種無人機、水下機器人等研制水平全球領先。目前,在特種機器人領域,我國已初步形成了特種無人機、水下機器人、搜救/排爆機器人等系列產品,并在一些領域形成優勢。例如,中國電子科技集團公司研究開發了固定翼無人機智能集群系統,成功完成119架固定翼無人機集群飛行試驗。我國中車時代電氣公司研制出世界上最大噸位深水挖溝犁,填補了我國深海機器人裝備制造領域空白;新一代遠洋綜合科考船“科學”號搭載的纜控式遙控無人潛水器“發現”號與自治式水下機器人“探索”號在南海北部實現首次深海交會拍攝。
三、我國領軍企業
近年來,我國機器人行業發展勢頭較為良好,傳統機器人用戶企業紛紛通過自主研發、投資并購等手段介入機器人行業,并通過綜合應用人工智能等技術打造智能服務機器人,涌現出一批創新創業型企業,大疆、科沃斯、小i機器人等企業已獲得了市場的高度認可。
?。ㄒ唬┕I機器人:用戶企業向上游延伸,投資與研發雙輪驅動
產業鏈下游機器人用戶企業轉型自供機器人。由于采購規模增長和企業轉型需求,產業鏈下游重點領域的龍頭企業開始加快研發和自供機器人。例如,美的集團繼收購德國庫卡公司后,與以色列運動控制系統解決方案提供商Servotronix達成戰略合作,以及倚天科技通過收購控股昆山依萊伯瑞機器人有限公司,東旭新能源收購上海安軒自動化科技有限公司,華昌達收購江西昌興航空裝備股份有限公司和景德鎮興航科技開發有限公司等。
投資并購與自主研發雙輪驅動。當前,傳統制造企業在提高企業自動化、智能化水平的過程中,已形成以資本為紐帶快速布局和以創新為核心自主研發兩種模式。例如,美的集團通過收購庫卡公司迅速布局機器人領域的中游總裝環節,并積累下游應用經驗,建立起明顯的競爭優勢。與此同時,格力集團將機器人定位為未來轉型重要方向,已在工業機器人、智能AGV、注塑機械手等10多個領域進行投入,并投資建設了集團智能機器人武漢生產基地,2017年計劃生產2500臺套智能機器人。
(二)服務機器人:吸引資本市場高度關注,企業加速推出革新產品
創新企業成為投資機構關注的焦點。服務機器人產業的競合格局尚未穩定成型,面臨良好市場發展契機,具有高頻需求的智能服務機器人成為主要投資方向,投資較為活躍。例如,云端智能機器人運營公司達闥科技獲得1億美元A輪投資,機器人智能物流解決方案提供商極智嘉獲華平投資集團6000萬美元B輪投資,機器人定位導航解決方案提供商思嵐科技獲得國科瑞華領投的近2000萬美元B輪融資。
智能服務機器人成為新興增長點。近年來,人工智能技術的發展和突破使服務機器人的使用體驗進一步提升,語音交互、人臉識別、自動定位導航等人工智能技術與傳統產品的融合不斷深化,創新型產品不斷推出,如靈隆科技、阿里巴巴相繼推出智能音箱,酷哇機器人發布智能行李箱,小i機器人打造智能交互機器人等。目前,智能服務機器人正快速向家庭、社區等場景滲透,為服務機器人產業的發展注入了新的活力。
(三)特種機器人:多領域實現行業領先,龍頭企業著手布局無人機生態系統
以自主研發為核心實現多點突破。近年來,我國機器人企業及研究院所不斷加大對特種機器人的研發力度,并以水下機器人、反恐排爆機器人、礦山機器人等為切入點,研制出一批掌握自主知識產權新型產品,達到國際領先水平。例如,浙江大學研發的高性能軟體仿生機器魚突破性地實現了快速機動和長時續航,最大運動速度達到6cm/s,續航時間突破3小時。
通過打造無人機生態系統拓展市場布局。近年來,我國涌現出大疆、極飛、億航、昊翔等優秀無人機企業,無人機應用在農業、物流、測繪等垂直行業快速鋪開,龍頭企業已著手打造無人機生態系統,拓展市場布局。例如,三一集團與博瑞空間宣布將開展全球第二代智能無人機研發計劃合作,布局無人機生態圈服務系統。我國無人機領軍企業大疆以無人機基金SkyFund為依托,發布了具有二次開發模塊,面向工業環境的全新經緯M200系列無人機,以拓展大疆無人機在海事、漁業、林業、測繪等領域的應用。
第三章 我國各區域機器人產業發展水平
根據我國行政和地理區劃方式,結合機器人產業實地發展基礎及特色,將全國劃分為京津冀地區、長三角地區、珠三角地區、東北地區、中部地區和西部地區共六大區域,經過問卷調查和實地調研,綜合評價六大機器人產業集聚區的產業規模效益、結構水平、創新能力、集聚情況和發展環境,系統比較各區域估值得分情況。結果顯示,長三角地區在我國機器人產業發展中基礎最雄厚,較其他區域領先優勢顯著,珠三角地區、京津冀地區產業逐步發展壯大,東北地區雖具有機器人產業先發優勢,但近年來產業整體創新能力有限,中部地區和西部地區機器人產業發展基礎較為薄弱,但仍表現出一定后發潛力。
一、京津冀地區:智能機器人產業創新相對領先
京津冀地區是機器人產業的重要發展基地,區域內北京、天津、河北在機器人產業發展方面已逐步形成錯位發展、優勢互補關系。京津冀三地在機器人產業鏈、智力資源、創新平臺、應用開發和政策環境等方面各有優勢,集聚發展態勢顯著。
圖 9 京津冀地區機器人產業發展雷達圖
資料來源:根據區域調研實際結果測算,中國電子學會
(一)產業規模效益
京津冀地區機器人相關企業數量共387家,總產值450億元,平均銷售利潤率達16%,產業規模處于全國中上水平。北京工業機器人數量不多,服務機器人發展規模和相關人工智能基礎技術全國領先;天津以天津機器人產業園和濱海機器人產業園為核心,重點發展工業機器人、服務機器人和水下特種機器人;河北以發展工業機器人和特種機器人為主,重點打造若干特色產業基地及園區。
?。ǘ┊a業結構水平
京津冀地區持續打造以智能機器人為主要方向的創新平臺。北京在人形機器人、操作系統等機器人核心關鍵技術領域達到了世界先進水平,智能家用服務機器人不斷興起,人工智能相關技術不斷優化,已初步建立較為完整的智能機器人創新鏈;天津在智能服務機器人方向已形成智能平衡車、水下特種機器人的產業集聚;河北唐山已成為金屬焊接、礦用探險等行業機器人研發基地。京津冀地區機器人產業平均核心零部件國產化率處于全國中游水平,部分重點企業已實現核心零部件的自主研發,但大部分零部件仍需進口。
?。ㄈ┊a業創新能力
北京市擁有國內領先的研發創新資源,涌現出一批創新能力強的企業實體和核心產品,實現了從硬件到軟件,從產品到服務的機器人產業鏈覆蓋;天津在機器人研發以高等院校為主導,專利多分布在工業機器人、水下機器人和醫用機器人方面;河北正通過開放合作引進機器人產業創新資源,強化與北京等創新集聚中心的協同合作,穩步推進特種機器人產業發展。
(四)產業集聚情況
京津冀地區產業集聚度CR5指標為15%,在智能機器人領域涌現出一批典型企業,已具備一定市場競爭實力。京津冀地區部分龍頭企業自主研發核心零部件現象較為普遍,但在工業機器人和部分服務機器人領域核心零部件均為進口。京津冀地區機近三分之一的企業具有自主品牌,明顯高于全國平均水平。
?。ㄎ澹┊a業發展環境
京津冀地區人才環境在全國處于領先位置,聚集了包括清華大學、北京航空航天大學、北京科技大學、中國科學院自動化研究所等在內的23家機器人領域重點科研院所。京津冀地區金融環境在全國處于領先地位,平均金融增加值處于全國較高水平。
二、長三角地區:綜合實力雄厚促進產業高速發展
長三角地區作為我國機器人產業發展的重要區域,工業機器人產業起步早、發展基礎較為雄厚,在上海、昆山、常州、徐州、南京等地已形成集聚效應。長三角地區已形成了較為完備的機器人產業鏈,在國內工業機器人產業發展中具有十分重要的地位。
圖 10 長三角地區機器人產業發展雷達圖
資料來源:中國電子學會
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