服务机器人行业分析报告

服务机器人行业分析一、服务机器人行业概述1.1服务机器人定义机器人是自动执行工作的机器装置，既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则行动。按照国际机器人联盟IFR（InternationalFederationofRobotics）的分类，机器人一般分为工业机器人和服务机器人。服务机器人指用于非工业生产，具有半自主或全自主工作模式，可在非构造化环境中为人类提供有益服务的设备。相比于工业机器人，服务机器人更靠近下游终端消费者，因此服务机器人的客户群体愈加广泛。愈加靠近终端消费者使得服务机器人具有耐用消费品如电子类、家电类产品的属性。目前，服务机器人重要从事维护保养、修理、运送、清洗、保安、救援、监护等，应用范围十分广泛。1.2服务机器人的分类1.2.1从实体形态来分，可以分为虚拟服务机器人和实体服务机器人。1）虚拟服务机器人已经被广泛运用于商业化，例如银行、电信系统的自动客服应答系统等，例如苹果的Siri、微软的小冰等都是虚拟服务机器人。2）实体服务机器人就是一般意义下的具有实物的机器人，包括送餐、客服导购、陪护、教育机器人等。实物服务机器人重要是基于功能性需求场景开发。1.2.2根据应用领域来分，可以分为个人/家用机器人和专业服务机器人。1.2.3根据形态辨别：可以分为人形机器人和非人形机器人人形机器人：包括头、躯干、四肢这种构造，同步行为、决策和感知也类似于人。非人形机器人：人形机器人以外的服务机器人。1.3服务机器人的产业链服务机器人行业的产业链可以分为上游、中游和下游。上游企业是指生产多种服务机器人所需零部件的零部件供应商或材料供应商。其中，重要零部件包括自动焊机、电子器件、微处理器、机器人用伺服电机、高精度减速器、机加件、气动元器件、传感器、电池、单板机、舵机等，归属于原则零部件、电子设备以及电子元器件等。中游制造环节包括总装厂、操作系统提供商、云系统提供商等。下游则重要是医疗、家用、农用、军事等行业和领域的消费和流通环节。1.4服务机器人的关键技术1.4.1上游企业的关键技术：传感器技术相比工业机器人，服务机器人对精度的规定苛刻程度较小，而对智能的规定更高。因此以往机器人产业的进入壁垒高性能交流伺服电机和高精密减速器大大减少，而传感器、信号处理算法、运动规划算法将成为新的关键技术。传感器是实现服务机器人功能的关键，工业机器人工作环境是已知和构造化的，而服务机器人工作环境是未知的，需要通过大量的传感器判断环境状况，对环境有精确的描述，从而做出反应。传感器对于服务机器人的重要程度远远超过工业机器人。除了目前已经比较成熟的压力、温度、靠近和气体传感器之外，正在研发的关键传感器还包括深度传感器。深度传感器是机器人用来识别空间，判断“我在哪里？”和“我可以去哪？”的传感器。此外，服务机器人一般需要自主移动，这对传感器的微型化和集成化也提出了更高的规定。1.4.2中下游企业的关键技术：人工智能人工智能技术是服务机器人的关键技术。人工智能研究怎样让计算机去完毕以往需要人的智力才能胜任的工作，研究怎样应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、措施和技术。人工智能技术包括：机器视觉，指纹识别，人脸识别，视网膜识别，虹膜识别，掌纹识别，专家系统，自动规划，智能搜索，定理证明，博弈，自动程序设计，智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程等。1.4.3人形机器人的关键技术及技术挑战人形机器人的关键技术1）运动控制技术：①算法；②关键元器件：舵机关键的元器件就是舵机，舵机它里面实际上是一种高精度的伺服模组，包括四个部分：伺服控制、电机、减速和传感反馈电路，和工业机器人类似，它70%的成本也许是在电机、传感和减速这一块，人形机器人也是类似的。因此要实现人形机器人量产，让它的价格更亲民的话，伺服舵机是非常重要的一块。2）交互技术在PC时代我们也许更多地是用遥控器或者是键盘鼠标来操控机器人。目前我们用触摸、用手机来控制它。不过更自然的人机交互方式应当是语言或者视觉，可以感知人的情绪，它可以识别说话的语音语气的变化来变化它的回答内容。更自然的交互技术可以提高顾客的体验感，这是非常重要的一块。人形机器人的技术挑战1）伺服舵机。目前小型机器人输出扭矩比较小，目前输出扭矩的规定更大，它里面的电机、减速的规定很大。关键元器件的研发在国内领域还很少。2）稳定行走的控制理论，在实际的机器人的测试和运行过程中不是很理想。3）室内定位导航。目前机器人还只能在小范围内运动。它的定位导航目前虽然有激光、视觉、P2P、超宽带的定位导航技术，不过在人形机器人里面还是有局限性。二、服务机器人行业的发展状况2.1服务机器人行业的发展历程20世纪90年代——萌芽阶段：工业机器人之父恩格尔博尔创立TRC企业，研发出全球首个服务机器人——“护士助手”。-——起步阶段：日本、韩国、法国等发达国家相继引入服务机器人技术，将对工业机器人的研究逐渐扩展到服务机器人领域。至今——爆发式增长阶段；发达国家将服务机器人产业的发展上升到国家战略高度，予以了充足的政策和资金支持；发展中国家也逐渐进入服务机器人的研发、生产领域。2.2服务机器人行业的发展现实状况2.2.1行业发展现实状况概述被业内称之为“服务机器人的元年”，服务机器人技术越来越成熟，成本越来越低，资本的大量涌入导致机器人越来越快地进入到人们的生活之中。服务机器人作为机器人家族中的年轻组员，倏然成为业内新宠。和过去相比，现今的服务机器人有几大变化：过去目前外形机械外形仿人形的友好外观功能单一功能多功能应用清洁、教学生活、娱乐、教育等原则不统一趋向统一研究主体科研所企业、科研所在服务机器人领域，发展处在前列的国家重要是日本、韩国、美国、德国。日本号称“机器人王国”，其将机器人作为一种战略产业予以大力支持，投入大量资金。日本在－年间，每年投入1000万美元用于研发服务机器人。韩国将服务机器人技术列为未来国家发展的10大“发动机”产业，他们已经把服务机器人作为国家的一种新的经济增长点进行重点发展，对机器人技术予以了重点扶持。美国是机器人的发源地，尽管在机器人发展史上走过一条重视理论研究、忽视应用开发研究的波折道路，不过美国的机器人技术在国际上仍一直处在领先地位，其技术全面、先进，适应性也很强，目前世界销售的9000台军用机器人之中，有60%来自美国。德国通过近十年的努力，其服务机器人的研究和应用方面在世界上处在公认的领先地位。虽然我国服务机器人普及率低、起步晚，但研究发展速度快。尤其是，掀起了家庭机器人的普及革命，而掀起这场革命的关键是“高智能”和“低价格”。高成长型人工智能不停的融入和持续的产业化成本减少使服务机器人迅速打开家庭市场，成为一种不可小觑的市场爆点。相对于工业机器人而言，服务机器人的国内外差距较小。服务机器人一般都要结合特定需求市场进行开发，本土企业更轻易结合特定的环境和文化进行开发占据良好的市场定位，从而保持一定的竞争优势；另首先，外国的服务机器人也属于新兴产业，大部分服务机器人企业成立的时间还比较短，因而我国的服务机器人产业面临着较大的机遇和发展空间。甚至有专家认为，相对于工业机器人，我国的服务机器人产业与发达国家基本同步。南京理工大学自动化院长郭健专家说，“与工业机器人产业受制于材料、控制、加工等环节而与国外有较大差距不一样，我国服务机器人与国外各有特色、不分伯仲，国外企业在加工制造关键部件方面有优势，我们的集成功能等更丰富。”目前，我国的家用服务机器人重要有吸尘器机器人、教育、娱乐、保安机器人、智能轮椅机器人、智能穿戴机器人、智能玩具机器人，同步尚有一批为服务机器人提供关键控制器、传感器和驱动器功能部件的企业。但必须看到的一种现实状况是，首先，机器人圈内热热闹闹，一大群“围观者”兴致高昂；另首先，服务机器人真正步入社会、走入寻常家庭者还寥寥。重要原因有几种方面：1）从技术研发来看，目前的服务机器人产品离高度智能化尚有差距，并且在前沿技术和关键技术方面，我国缺乏创意理念和原创性成果，关键零部件与可靠性方面与国外相差5-，在设计制造技术方面我国也与国外存在差距；2）从功能来看，仍然相对单一；3）从价格来看，比较昂贵，一台迎宾机器人售价一般为20—30万元，这很难让一般消费者接受；4）从需求刚性来看，目前大部分服务机器人还是非刚需，市场仍处在一种培育和普及的过程。2.2.2行业发展的驱动原因服务机器人来源于机器替代人工。服务机器人的发展本质上是机器替代人工的成果。服务机器人替代人力表目前两个方面：一是比人工愈加经济；二是实现人工所不能。可以说人工替代将是历史的发展必然，服务机器人的发展顺应历史时尚。服务机器人发展的驱动原因重要有如下几种方面：1）劳动力成本上升。由于发达国家的劳动力价格日趋上涨并且人们越来越不乐意从事自己不喜欢干的工作，类似于清洁、看护、保安等工作在发达国家从事的人越来越少。这种简朴劳动力的局限性使服务机器人有着巨大的市场。2）经济水平的提高。伴随经济水平的上升，人们可支配收入的增长，使得人们有能力购置服务机器人来解放简朴的反复劳动，或者购置服务机器人进行娱乐、教育从而提高生活质量。3）技术的发展。进入互联网时代后人类的科学技术迅猛发展，得益于计算机和微芯片的发展，智能机器人更新换代的速度越来越快，服务机器人发展的技术支撑越来越强：①环境感知传感技术日新月异。伴随光学、声学、触感以及超声传感器的发展，服务机器人已经获得越来越靠近于人类的感知能力。②大数据、云计算提高服务机器人人工智能水平。伴随大数据技术的发展，为服务机器人提供了诸多冗余的条件；云计算技术更是可以随时通过网络更新补充服务机器人的数据库。有了大数据和云计算技术，服务机器人可以轻松获取大量信息资源，在作决策时方案优选的能力越来越强，人工智能水平不停提高。③生物材料的发展使得服务机器人的人机互动性越来越好。机器人技术的不停发展，不仅让机器人能实现的功能越来越多，也促使成本不停下降，使得机器人的便捷性、安全性和精确性更强。4）老龄化带来需求。我国65岁以上老年人所占人口比重不停攀升，老年人抚养比在到达13.1%。老龄化带来大量的问题，社会保障和服务、看护的需求愈加紧迫，和医疗看护人员局限性的冲突激化，服务机器人作为良好的处理方案有巨大的发展空间。2.2.3行业的政策环境1）国外的政策环境来源：民生证券研究院整顿2）国内的政策环境，国务院公布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（-）》把智能服务机器人列为未来重点发展的前沿技术，提出“以服务机器人应用需求为重点，研究设计措施、制造工艺、智能控制和应用系统集成等基础技术”，科技部出台《智能制造科技发展“十二五”专题规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专题规划》，提出“十二五”期间将重点培育发展工业和服务机器人新兴产业。其中，《服务机器人科技发展“十二五”专题规划》明确将公共安全机器人、仿生机器人平台、医疗康复机器人及模块化关键部件作为“十二五”期间服务机器人发展的重中之重。目前我国正在加紧布署实行《中国制造2025》规划，实现制造业“智造”转型升级，机器人被列为重点发展产业。提出机器人产业的发展要“围绕汽车、机械……等工业机器人应用以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用的需求。突破机器人本体，减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造技术等技术瓶颈。”并在重点领域技术创新路线图中明确了我国未来十年机器人产业的发展重点方向之一是突破智能机器人关键技术，开发一批智能机器人，积极应对新一轮科技革命和产业变革的挑战。目前正值《机器人产业十三五发展规划》紧密制定期期，按照规划规定，十三五期间，我国将重点推进工业机器人应用，对服务机器人行业发展进行顶层设计，实目前助老助残、消费服务、医疗等重点领域的示范应用，并开展关键零部件攻关、前沿共性技术研发、医疗康复机器人应用等重点工作。2.2.4行业的市场规模和发展空间根据IFR《世界服务机器人》记录汇报，全球服务机器人总销量为72.42万台，总销售额为59.7亿美元。-全球服务机器人销售额的复合增长率到达11%。其中，，个人/家用服务机器人的总销量为470万台，与相比增长了28%，总销售额达22亿美元，占全球服务机器人收入的36.9%，-个人/家用服务机器人的复合增长率到达22%。个人/家用服务机器人贴近消费者，产品销量大，单价廉价。个人/家用服务机器人中，占比最大的是家用服务机器人，占比达71.7%，远高于其他类型的服务机器人；另一方面是娱乐休闲机器人，占比达28.2%。专业服务机器人总销量为2.42万台，与的2.17万台相比上升了11.5%，总销售额为37.7亿美元，同比上升3%，占全球服务机器人收入的63.1%。由于专业机器人价格远高于个人/家用机器人，因此尽管销量较小，不过销售收入占比高于个人/家用机器人。根据IFR汇报中的预测，-全球服务机器人市场总规模约394亿美元，四年年均复合增长率21.1%。在此期间，个人/家庭用服务机器人的全球销量将高达2590万台，市场规模高到达198亿美元，超过市场规模的5倍,四年年均复合增长率35.24%，个人/家庭用服务机器人将超过专业服务机器人。其中，家务机器人销售额将到达122亿美元，销售量到达2590万台，娱乐教育机器人销售额将到达76亿美元，销售量到达900万台，残障辅助机器人销量为12400台。教育类个人服务机器人-四年平均销售量将较增长7倍，陪护类个人服务机器人此数据位8.6倍。-期间，专业服务机器人的销售量会增长到15.2万台左右，市场规模会上升至196亿美元，靠近市场规模的5倍。前瞻产业研究院公布的《-年中国服务机器人行业发展前景与投资战略规划分析汇报》指出，-全球工业机器人销售额复合增速为9.5％，而服务机器人复合增速则到达23.6％。未来全球服务机器人市场拥有率将超过工业机器人，成为主角。截至，全球服务机器人数量为2500万台套，市场规模达280亿美元，其中，家庭个人服务机器人和特殊环境服务的专用机器人是市场销售主流。估计到，服务机器人产值有望到达500亿－700亿元美元，超过工业机器人。Technavio最新汇报显示，至全球服务机器人销量复合增速已高达19%，超过工业机器人6%的复合增速，到将到达607万台。根据《中国服务机器人市场现实状况调研与发展前景分析汇报（-）》中的数据，年，我国服务机器人销售额45.56亿元，同比增长34%；投入使用的服务机器人只有少部分是国产的，大部分仍属于国外进口。分布地区重要集中在经济较为发达的环渤海（27.3%）及长三角（29.6%）、珠三角地区（32.7%），中部地区（8.9%）和西部地区（1.5%）应用较少。我国投入使用的服务机器人的区域分布根据广恒证券研报，我国产品渗透率沿海都市为5％、内地都市仅为0.4％，与美国家庭高达16％的渗透率相差甚远，这预示着服务机器人将会成为我国机器人领域的蓝海市场。估计未来几年全球服务机器人市场规模有望保持14%以上的复合增速，至间将有超过3100万台个人/家庭服务机器人将被销售，13万台专业服务机器人被安装使用。我国服务机器人的推广应用也将迎来加速阶段。服务机器人在我国的渗透率较低综上记录数据，可得出如下结论：服务机器人的市场规模虽然不不小于工业机器人，不过发展速度更快，未来几年估计保持20%以上的增速，有望超过工业机器人获得更大的市场。而服务机器人当中，个人/家用服务机器人由于价格较低，收入规模占比较小，但发展更为迅猛，有望在未来2-3年迅速渗透个人家庭。目前我国家庭服务机器人的渗透率远低于美国家庭，基于我国庞大的人口基数及城镇化水平、收入水平的提高，以及劳动力成本的不停上升，我国服务机器人有望迎来更大的市场发展空间。按照我国服务机器人45.5亿元规模、20%的年均增长速度估计，我国服务机器人市场规模将到达65亿元。三、优必选行业竞争状况3.1国内外参与者概况美国、日本、欧洲等先进国家地区，已经开始全面的发力服务机器人领域，并初获战果。目前世界上有25个国家400多家企业涉足服务机器人领域。其中，iRobot专注于家庭服务机器人；IntuitiveSurgical致力于医用机器人；AldebaranSAS专业提供个人机器人（NAO）；Bostondynamics则重要开发军用机器人。近年来，google、亚马逊、微软、阿里、富士康和软银等巨头先后在服务机器人领域布局，试图赢得战略先机。全球科技巨头加速布局服务机器人产业企业科技巨头布局服务机器人的动态阿里巴巴年宣布将向日本软银旗下的机器人企业SBRH战略注资145亿日元百度年推出两款机器人“小度机器人”“哇哦”，也欲布局医疗机器人腾讯年推出首款“微宝”智能娱乐球型机器人，推出新闻写作机器人Dreamwritegoogle年至今，收购一共11家跟机器人有关的企业；年宣布与强生建立合作，联手开发可实行锁孔手术的新式机器人技术苹果年收购人工智能企业Perceptio、VocaIIQ微软年推出虚拟机器人小冰，并进驻微信圈亚马逊年以7.75亿美元收购自动化物流提供商Kiva的机器人仓储业务Naver年宣布未来五年将向机器人技术等三大领域投资一千亿韩元Facebook年在法国首都巴黎开设的人工智能研究试验室正式成立英特尔年“Jimmy”白色3D打印人形机器人正式亮相在中国，截至底，国内已经有70余家上市企业并购或者投资了机器人自动化项目。而服务机器人科研机构及企业在国内的总体数量，据记录甚至已经超过了4000家。国内服务机器人的企业重要有两种类型：（1）平台级企业，例如机器人芯片、机器人操作系统、机器人引擎开发等，重点企业包括地平线、图灵机器人、优必选、小i机器人、科大讯飞、南大电子等。（2）应用型企业，基于特定需求场景的机器人开发，重点企业包括蓝机器人企业、科沃斯、哈工大机器人企业、派宝机器人、新松机器人等企业。3.2国内服务机器人产业图3.3重要竞争对手1）AldebaranSAS：全球最先进的个人机器人专家法国AldebaranSAS企业由六位机器人爱好者创立于，创立的次年，企业就成功制造出第一种NAO模型。，NAO接替索尼爱宝机器狗，当选为机器人世界杯RoboCupSoccer的原则联盟平台，随即逐渐成为大学里用于科研和教学的原则平台。，20个NAO在上海世博会的法国馆和巴黎大区馆的舞台上展现了精彩的舞蹈演出，成为近一千万参观者的注意力焦点。12月，NAONextGen问世。作为最新版本的NAO，这款机器人受益于互动领域的重大技术进步。6月，日本软银集团和Aldebaran联合推出了世界上第一款可以识别情绪的个人机器人——Pepper。目前，Pepper已经在日本店中迎接顾客，并为顾客提供信息。NAO是一种58厘米高的仿人机器人，意在成为人类理想的家居伙伴。它可以行走，识他人脸，语音信息，甚至还可以与人交谈。它是多种软、硬件巧妙结合的独特产物，由大量传感器、电机和软件构成。所有软件由专门设计的操作系统NAOqi来控制。AldebaranSAS企业的NAO系列机器人Pepper是一款服务于家庭的消费级社交机器人，代表着机器人技术难度的顶峰。Pepper是全球第一种会判读情感的个人化机器人，可以识别表情，并用表情、动作、语音与人类交流、反馈，目前已经会使用4500个日语词汇，同步Pepper会判断情感，在交流时可变换语气，具有冲击性的社交体验。Pepper对情感的判断可通过“自主学习”获取，对外界反应的敏感度会通过接受来自云端人工智能的知识不停增长。能极大满足消费者的社交体验。AldebaranSAS企业的机器人PepperPepper分为个人版和企业版两种。个人版的售价仅为1999美元，合计12098元人民币，这一价格与高端PC价格相称。企业版的Pepper推广采用租赁模式，减少一次性投入成本，有助于迅速打开市场。故意雇请Pepper的企业可以选择和软银签订三年的合约，三年16000美元，折合每月442美元。2）康力电梯（002367）成立于1997年，是集设计、制造、销售、安装和维修于一体的现代化专业电梯企业，产品系列覆盖占市场总容量99%以上的电扶梯市场。近年来投资5个亿跨入服务机器人行业。通过并购紫光优蓝40%股份，并同期签订对赌协议，以此正式介入迅速发展的机器人行业的需领域。北京紫光优蓝机器人技术有限企业（UNISROBO）是家用智能机器人研发销售企业，致力于民用智能机器人的研发及营销，并与清华大学、中科院等国内外顶级科研机构形成战略合作，在AI（人工智能）、语音识别、智能感应、交互式软件等各方面到达国内乃至国外的领先水平。康力优蓝目前主打产品为面向幼儿教育为