2022-2023年电力巡检机器人行业洞察报告PPT

2022-10-1720XX年汇报人：黄世齐2022-2023年电力巡检机器人行业洞察报告目录contens01行业发展概述02行业环境分析03行业现状分析04行业格局及发展趋势机器人作为高端智能装备重要领域，也是中国科技创新的优先重点领域。为促进中国机器人行业更好更快发展，中国多个政府部门出台了一系列机器人行业利好政策继续钻研人工智能技术据统计，目前变电站巡检机器人的图像识别准确率大于60%的机型占比为58%，远远达不到应用需求。因此，应继续提高机器人的深度学习能力，将图像样本数量增加至15~20万份，增强机器人图像识别和故障检测能力，促进巡检机器人的实用化；摘要页提高机器人抗干扰能力巡检机器人容易受强电磁干扰及外界环境温度、湿度、雨雪、雾霾等因素的影响，因此，机器人在进行试验测试时应充分考虑机器人在不同环境下的适应性，提高机器人的环境适应性；第一章行业发展概述01行业定义电力巡检机器人是针对电力系统所开发的一款可自动分析和处理电力设备、设施状态和运行情况数据信息，为现场运维工作提供技术支持的设备。电力巡检机器人属于服务机器人范畴，服务目的在于减轻电力运维人员的运维负担、提高巡检工作效率、保障设备安全可靠运行，现已逐渐应用于电力、铁路、石化等领域。电力巡检机器人巡检系统包括三部分:机器人分系统、任务荷载分系统和综合保障分系统.电力巡检机器人是集合了智能巡检技术、机器人本体技术、电力设备非接触检测技术、多传感器融合技术、导航定位技术、模式识别技术及物联网技术等高新技术的有机结合体。作为新型检测手段，电力巡检机器人具有数据采集与记录、数据查询及分析、重点设备关注、提示报警、生成巡检报告五大主要功能。电力巡检机器人行业定义国网山东电力附属公司山东鲁能最先在中国开始发展电力巡检机器人行业发展历程1999年国家电网公司推出第一款功能样机2004年国家电网公司随后研制出室外巡检机器人此阶段,巡检机器人的价格偏高且缺陷多，市场购买意愿并不强烈2005-2011年2012年，智能电网概念兴起，掀起电网智能化改造升级热潮2014-2018年期间,电力巡检机器人市场需求增长迅速,电力巡检机器人产能逐渐开始释放2012至今产业链上游电力巡检机器人行业上游龙头企业已开始对产业链进行延伸，逐渐进军原材料生产领域，以规避高额进口原料的成本支出，攫取上游毛利。此外，伴随着上游原料生产企业的重组进程加快以及中国市场参与者技术水平的提高，电力巡检机器人行业上游原材料供应有望朝着专业化和规模化的方向继续发展，逐渐抢夺外资企业在行业内的话语权。产业链上游电力巡检机器人行业中游企业原材料大部分依靠进口，主要原因是下游消费终端为保障科研成果，对行业产品的质量稳定性要求较高，因此，中游科研用制备厂商更倾向于选择仪器先进、供应链稳定的进口原材料供应商。企业产品价格主要受市场供求关系的影响。由于电力巡检机器人企业的产品毛利较高，原材料价格波动不会对企业的盈利能力产生重大影响。产业链上游电力巡检机器人行业下游企业市场空间广阔、销售范围广、用户分散、单批数量少、销售单价高等特点。随着全球范围内生物医药行业研究的深入及产业化程度的提升，中国行业产品种类进一步丰富，应用领域持续增加，个性化、高端化的产品将逐渐获得更广阔的应用空间。第二章行业环境分析02010203行业政策环境1《“十三五”国家科技创新规划》明确全面部署启动科技创新2030重大项目，包括聚焦部署智能电网基础支撑技术，实现智能电网技术装备与系统全面国产化；发展新一代信息技术，包括重点发展大数据驱动的类人智能技术方法，突破一人为中心的人机物融合理论方法和关键技术，研制相关设备、工具和平台。《机器人产业发展规划（2016-2020年）》中提出发展目标:到2020年，服务机器人年销售收入超过300亿元，培育3家以上具有国际竞争力的龙头企业，打造5个以上机器人配套产业集群，争取在新一代机器人技术取得突破，智能机器人实现创新应用。《”十三五”国家科技创新规划》指出要开展下一代机器人技术、机器人学习与认知、人机自然交互与协作共融等前沿技术研究，攻克核心部件技术，服务机器人实现产业化发展。国务院国务院工信部、发改委提到要发展:（1）电网智能调度一体化支撑关键技术；（2）大电网运行状态感知、整体建模、风险评估与故障诊断技术；（3）在线安全分析并行计算平台的协调优化调度技术，复杂形态下在线安全稳定运行综合安全指标、评价方法和实现架构等。行业政治环境提出:（1）提高电网智能化水平，推广应用输变电设备状态诊断、智能巡检技术；（2）建立电网对冰灾、山火、雷电、台风等自然灾害的自动识别、应急、防御和恢复系统。要求:（1）推进配电自动化和智能用电信息采集系统建设，实现配电网可观可控；（2）持续提升配电自动化覆盖率，提高配电网运行监测、控制能力。明确围绕智能机器人基础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人、服务机器人、特种机器人6个方向，按照基础前沿技术类、共性技术类、关键技术与装备类和示范应用类四个层次，启动42个项目，拟安排经费总概算约6亿元，显示出中国政府对智能机器人产业发展的重视程度不断提高。《关于印发配电网建设改造行动计划（2015-2020年）的通知》《“智能机器人”重点专项2017年度项目专项申报指南》《智能电网重大科技产业化工程“十二五”专项规划》《关于促进智能电网发展的指导意见》电力巡检机器人行业政策支持十四五规划政府报告国家政策领导讲话国务院发布政策、十四五规划、政府报告、领导讲话等都有对电力巡检机器人行业做了一些纲领性的指导，合理的解读能够为电力巡检机器人行业做了好的发展指引。行业政策支持电力巡检机器人行业社会环境根据国家电网披露，截至2018年年底其存量变电站共计3万个，按国家电网售电量占国内总售电量62%进行估算，全国存量变电站总量约7万个且依然处于持续建设中。展望未来5年，全国变电站机器人渗透率上升空间大且处于增量市场阶段，国内变电站巡检机器人的市场规模将从2020年的10亿元/年提升至2024年的16.8亿元/年。从趋势上来看，变电站巡检机器人作为发展最早、相对成熟的巡检机器人类型，在国家电网体系内将以省网公司/市供电公司独立采购+国网统一采购普及推进的方式继续推广。总体而言，变电站室外巡检机器人与配电站室内巡检机器人的采购主体逐渐分散化与市场化，不再局限于国家电网、南方电网与省电力公司的统一采购。同时，发电企业的升压站、大型工业与公共事业用电侧的配电所也开始对巡检机器人产生需求，丰富了巡检机器人行业的下游范围。行业社会环境行业社会环境随着智能电网（又称电网0）概念的提出，世界多国争相通过本国先进的传感器和测量技术、设备技术、控制方法和决策支持系统开发电力系统的智能化设备，确保电网的智能化、信息化、经济环保化的运行。利用智能巡检机器人配合多种智能检测装置，对站内设备进行智能识别与联动。同时使用多样化巡检模式配合自动充电系统，实现7×24小时的高频率、无人化巡检。充分发挥机器人精度高、反应灵活、全天候的优点，结合智能化检测装置以及智能分析软件，完成了全天候数据快速采集、实时信息传输、智能分析预警到快速决策反馈的管控闭环，加强了电力设备管理能力，确保电网安全稳定运行，提升电网智能化管理水平。发展至今，由于适用范围广、标准化程度较高，专业服务与特种机器人领域中物流与巡检机器人市场规模相对较大，2018年全球销量分别达到11万台与10.6万台。物流机器人以AGV（AutomaticGuidedVehicle，自动导引车）和导轨类搬运机器人为主，通用性较强；巡检机器人则种类繁多、功能各异。目前来看，物流机器人技术壁垒相对较低，生产商家众多；而巡检机器人实际上具备了物流机器人的主要功能-行走、导航、障碍识别等，同时要兼具特定行业的检测功能，因此存在行业特异性，进入壁垒相对较高。自2013年开始，国家电网开始组织变电站巡检机器人招标，并分配给各省网公司进行推广普及，招标次数也从2015、2016年的一年一次提升到目前的一年两次以上，成交总金额达到5亿元/年以上。行业社会环境我国目前正从劳动密集型向现代化制造业方向发展，振兴制造业、实现工业化是我国经济发展的重要任务。从工业发展历程看，生产手段必然要经历机械化、自动化、智能化、信息化的变革。随着国民经济的快速发展以及生产技术的不断进步和劳动力成本的不断上升，使用机械、自动化技术代替人力成为巡检管理的必然趋势。传统的人工巡检方式存在很多不足。劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一；在雷雨等恶劣天气条件下，人工巡检存在较大安全风险，且无法及时进行巡检；传统的视频监控系统，由于受到种种条件限制，存在很大的监控盲区，很难真正满足视频监控全方位覆盖的要求。同时由于系统复杂、摄像头数量多、安装布线工作量大，因此故障率较高，维护困难。随着智能变电站和无人值守变电站模式的推广，对变电站巡检提出了更高的要求，迫切需要一种更为先进、智能的巡检模式。采用智能机器人技术进行变电站巡检，既具有人工巡检的灵活性和智能性，同时也克服和弥补了人工巡检中存在的一些缺陷和不足，是智能和无人值守变电站巡检技术的发展方向，且具有广阔的应用前景。第三章行业发展现状03行业现状按2015年国家电网和南方电网的规划，未来5年，原有枢纽及中心变电站智能化改造率将达100%，有约两万座110kV及以上的传统变电站将要进行智能化改造，同时新建智能化变电站数量达到5万座。2016年底应用于国网35kV及以上变电站的智能巡检机器人数量共计893台，这一数量远未达到市场饱和的程度。2017至2020年间，仅考虑此5万座智能变电站中有15%～20%需配置智能巡检机器人，运行模式以一机三站为例，单套机器人系统价格约为100万元，则未来三年中变电站机器人将有17.5亿元-23亿元的市场容量。中长期来看，我国的变电站巡检机器人潜在市场规模接近123亿元。具有较大的市场空间。行业现状2012年后，电网智能化升级需求逐渐开始释放，中国电力巡检机器人行业发展前景逐渐明朗。智能巡检技术是一项新兴技术，技术的成熟度直接影响了电力巡检机器人的渗透率。人工巡检存在人员业务素质、技术经验、工作积极性等不确定性因素，机器人巡检可弥补人工巡检在这方面的不足，提高运维效率与质量，同时还可兼具安全性与经济性。电力巡检机器人的需求主要来自国家电网及地方电网，从公开招标信息看，2014-2018年，电网公司对电力巡检机器人的需求一直保持快速增长，电力巡检机器人的市场空间逐渐开始扩大，市场规模由2014年的1亿元增长至2018年的9.4亿元，年复合增长率达45.4%。根据国家能源局在《配电网建设改造行动计划（2015-2020）》设定的发展目标，到2020年，中国配电自动化覆盖率将达到90%。未来五年，智能电网建设改造还将继续提速，加上机器人巡检技术逐渐成熟，图像识别将更加准确，具备大幅提高巡检效率和质量的能力，未来5年中国电力巡检机器人市场规模还将持续扩大，到2023年有望达到52亿元。行业现状室内机器人主要应用于开关站内。一般一个地级市配电站数量从500座至5,000座不等，直辖市、省会城市、经济发达城市数量较多。根据各地区用电量不同及电网建设情况不同，按平均每个地级市1,000座配电站估计，全国297个地级以上城市（含4个直辖市）大约拥有配电站30万座。另根据国家能源局公布的《配电网建设改造行动计划（2015-2020年）》，我国将会加速发展智能电网的建设，对于电力智能巡检机器人的需求超过5万台。中国的电力传输线路将从2014年的115万千米增加到2020年的159万千米，无人机巡检具备较大的市场需求。至2025年，国内各类型民用无人机市场规模达750亿元，其中电力行业约占6.7%，即约50亿元的市场空间。01020304行业现状经济效益为保证变配电设备运行安全，值班员必须在雷电、大雾、大雨等特殊天气及设备运行异常时进行巡视检查，但给值班员的人身安全带来了较大的隐患，投入使用变配电智能巡检系统时，此项工作完全可由巡检系统担任，消除了值班员的人身安全隐患，其远期的社会效益也不可忽视。节约成本目前一个变配电值班员的年人工成本约10万元，若智能巡检系统的投入使用，并与变配电综合自动化系统、绝缘在线监测系、视频监控系统的共同配合下，变配电所正向着智能化和无人化快速发展，远期节约的人工成本也较为可观。热点三行业产品质量整体提高热点二科研服务市场持续增长热点一电力巡检机器人应用领域广泛电力巡检机器人行业具有市场空间广阔、销售范围广、用户分散、单批数量少、销售单价高等特点。电力巡检机器人行业技术提升，多元化科研服务平台持续扩张，促进高价值服务企业品牌形成。行业产品化发展，集研发、生产、销售于一体的综合性科研服务企业逐渐增多。电力巡检机器人行业产品质量有待提升制约电力巡检机器人行业发展。行业内产品质量参差不齐，导致研究结果可靠性难以保证，产品丧失市场竞争力。电力巡检机器人行业难形成统一的监督管理规范,产品质量主要靠企业自主检测保障，监管难度大。中国电力巡检机器人行业产品主要集中在中低端领域，高端领域被外资企业垄断，产品品质有待进一步提升。行业热点关键词关键词关键词关键词智能电网的迅速发展对关键技术与设备提出了更高要求，国家能源局发布《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》等系列文件，将有效促进智能电网配套产业链的发展，催生出专业提供智能化、自动化电网检测设备的高新技术企业。随着智能电网发展规模不断扩大，电力巡检机器人在巡检方面的优势明显超过人工，市场发展前景明朗，潜力巨大。智能电网建设加速行业驱动因素1机器人行业利好政策机器人作为高端智能装备重要领域，也是中国科技创新的优先重点领域。为促进中国机器人行业更好更快发展，中国多个政府部门出台了一系列机器人行业利好政策关键词关键词关键词关键词未来机器人将从感知信息逐渐发展为处理、操作信息。当机器人感知到信息后，通过网络层将数据传送给应用层，机器人在深度学习后开展深入分析，自动识别、自动预警异常信息或故障，并对异常信息或故障自主进行操作。现阶段，机器人与人类之间只有基本交互，未来随着中国电力系统运行的安全性、经济性、可靠性要求更加严苛，电力巡检机器人将需要与人类有深度交互，形成互相支撑，共同完成复杂巡检操作。机器人智能化程度提高行业驱动因素2电网运行安全问题引发关注，对电力巡检机器人需求迫切过去十年间，世界范围内发生过许多起大电网停电事故。从事故经验总结来看，大面积停电事故往往是由于电线老旧引发的电力故障，反映出电网运行安全需要更多运维资源的投入，为电力巡检机器人的应用提供了广阔的市场发展空间。第四章行业前景趋势04ABC在实际运行过程中，电力巡检机器人存在需改进的空间，表现在:（1）功能单一。电力巡检机器人只能用于简单的故障判断，复杂的故障还需要人工判断、排除，增加了劳动力成本与时间成本；（2）稳定性、可靠性不佳。机器人的抗干扰能力不强，在雾霾天气下，利用激光导航的机器人容易产生定位与导航失灵的问题，从而造成巡检质量下降甚至无法完成巡检任务。从根本看来，机器人本体技术、人工智能技术、导航定位技术等关键技术的成熟度不高是制约电力巡检机器人全面替代人工巡检的重要因素关键技术成熟度不足行业发展问题中国电力巡检机器人行业正处于基础阶段，尚未出台针对机器人技术指标与性能参数的试验标准。在下游电力行业的强大需求吸引下，已有超过20家机器人厂商投入到电力巡检机器人的研发、设计、生产过程中，迄今为止已研发出多种机型的巡检机器人产品，并投入市场运行，但不同机型的机器人巡检系统的运动功能、巡检能力、监控后台功能、抗电磁干扰性能、一般环境适应性、动力电池性能等性能特点和技术指标存在较大差异，技术指标与实验标准没有进行统一，难以保证巡检安全和质量。技术指标与性能参数标准未统一是行业最需要突破的两个关键部分，它们可能会成为未来巡检或安防机器人行业发展的瓶颈。现在巡检或安防机器人行业对于边缘计算技术的要求越来越高，在机器人运行的过程中，它要及时响应，迅速对一件事做出判断，边缘计算能力的欠缺可能会成为未来行业发展的瓶颈。再者，巡检机器人的续航能力也是一大问题，因为续航决定了机器人能否持续不间断运行。边缘计算与续航电力巡检机器人行业发展建议发展建议1发展建议2发展建议3加强巡检机器人通用性面向火电、水电、风电、核电等不同领域制定了智能机器人整体解决方案。该方案以智能巡检机器人为核心，可自主检测电力设备，对关键区域、高风险区域设备巡检，实现区域内关键设备状态全覆盖，满足电力行业为数字化、智能化发展的需求。不断开展技术创新采用高精度重叠目标图像分离算法、智能补光技术及漏缆+放大器通信方式来保证智能巡检机器人的产品性能，有利于促进智能化巡检机器人在电力、石化、煤炭等领域的进一步推广。多种技术融合多传感器融合的环境学习与精确定位技术、动态路径规划与精确轨迹跟踪技术、移动机器人多轴协同高效平稳控制技术、深度学习与智能云的数据挖掘技术、特种环境防护技术与本质安全技术等一系列移动机器人技术，智能机器人拥有表计智能识别、红外测温、气体检测、振动检测、声音分析、高清视频监测等功能，可全覆盖电厂关键设备，从而使电厂运维人员及时掌控设备运行状态，产品优势突出。行业建议行业发展趋势1继续钻研人工智能技术据统计，目前变电站巡检机器人的图像识别准确率大于60%的机型占比为58%，远远达不到应用需求。因此，应继续提高机器人的深度学习能力，将图像样本数量增加至15~20万份，增强机器人图像识别和故障检测能力，促进巡检机器人的实用化；提高机器人抗干扰能力巡检机器人容易受强电磁干扰及外界环境温度、湿度、雨雪、雾霾等因素的影响，因此，机器人在进行试验测试时应充分考虑机器人在不同环境下的适应性，提高机器人的环境适应性；行业发展趋势2提高导航定位技术机器人导航及定位的准确性高度依赖传感器，随着传感器技术不断突破，激光、雷达定位导航将会更多地应用在电力巡检机器人，还应增加导航定位数据更新频率，从而更好地提高机器人的运动能力。机器人智能化程度提高由于电力架空线、变电站、配电站及电力隧道等应用场景的复杂程度高，只凭运维人员的视、听、触、嗅等感官去掌握设备运行状态的方式明显存在效率低下的问题。当下，电力巡检机器人的功能大部分集中在感知层面，包括环境感知、设备状态感知等，可代替人力从事高危作业进而降低巡检风险。未来随着人工智能技术的成熟，机器人将从感知信息逐渐发展为处理、操作信息。当机器人感知到信息后，通过网络层将数据传送给应用层，机器人在深度学习后开展深入分析，自动识别、自动预警异常信息或故障，并对异常信息或故障自主进行操作。现阶段，机器人与人类之间只有基本交互，未来随着中国电力系统运行的安全性、经济性、可靠性要求更加严苛，电力巡检机器人将需要与人类有深度交互，形成互相支撑，共同完成复杂巡检操作电力巡检机器人行业标准化与定制化界限被打破，未来趋于融合。标准化加微定制的产品战略，有效平衡企业操作层面与消费者需求层面的矛盾让消费者既拥有足够的确定性，也有足够的弹性。电力巡检机器人行业大数据应用使得实际操作和施工赋能方式深入介入，使得平台从简单的流量供给入口转变为工具供给、技术供给、工人供给的模式。中国消费升级倒逼电力巡检机器人行业提高服务质量，用户需求从获取公司信息并与公司对接畅通转变为更加注重体验注重实际的效果，满足用户需求，提供个性化定制服务，成为电力巡检机器人行业新的发展方向。行业面临洗牌标准化趋势融合行业平台职能转化注重用户体验由于新冠疫情对经济的巨大冲击，各行各业都面临资源重新洗牌，因此电力巡检机器人行业也进入洗牌期。下游企业缺乏核心技术。投资融资主要集中于行业主流企业，对中小企业面临巨大挑战。电力巡检机器人行业发展前景趋势行业发展前景趋势电力巡检机器人行业投资风险服务更新速度不够，不能及时适应用户的需求。服务更新慢实体经济遭遇疫情“黑天鹅”疫情持续，对经济持续冲击。另一个是“灰犀牛”，债务衰退，在这次应对疫情的过程中，各国都用了非常多的财政政策，发了很多国债，全球范围内国债水平相对于GDP上升了18%，而且以后的利率水平还会提升。黑天鹅/灰犀牛为用户提供专业的信息获取与共享服务不能满足信息化需求。信息不对称产品质量不够完善，有待提高，产量不达标产品质量25%85%8%75%行业投资风险巡检机器人属于国家战略新兴行业。电力智能巡检机器人属于专业服务机器人范畴，是国家产业政策鼓励发展的战略新兴行业。2013年，变电站智能巡检机器人首次进入国家电网招标目录，标志着变电站智能巡检机器人产品在国家层面上形成了统一的技术标准和准入门槛。根据国家电网对于变电智能运检技术的展望与推进，采用机器人替代人工完成巡检作业已成为必然趋势。中国电力巡检机器人行业处于起步阶段，尚未形成充分