2018年机器人产业发展研究报告.pdf
前瞻产业研究院出品机器人产业发展研究报告2018目 录 CONTENTS1机 器 人 产 业 概 述P l e a s e c l i c k e n t e r t o a d d t e x t c o n t e n t2全 球 机 器 人 产 业 发 展 分 析P l e a s e c l i c k e n t e r t o a d dt e x t c o n t e n t3中 国 机 器 人 产 业 发 展 分 析P l e a s e c l i c k e n t e r t o a d dt e x t c o n t e n t4典 型 企 业 分 析P l e a s e c l i c k e n t e r t o a d d t e x t c o n t e n t5机 器 人 产 业 发 展 特 征 及 趋 势P l e a s e c l i c k e n t e r t o a d d t e x t c o n t e n t2机 器 人 产 业 概 述01. 机 器 人 定 义机 器 人 分 类机 器 人 发 展 历 程机 器 人 产 业 链3机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它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纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致,联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义“一种可编程和多功能的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”1 . 1 机 器 人 定 义 41 . 2 机 器 人 分 类 机器人 工 业 机 器 人服 务 机 器 人特 种 机 器 人焊 接 搬 运 码 垛包 装喷 涂 切 割 净 室家 用 服 务 机 器 人医 疗 服 务 机 器 人公 共 服 务 机 器 人军 事 应 用 机 器 人极 限 作 业 机 器 人应 急 救 援 机 器 人 根据机器人的应用环境,国际机器人联盟(IFR)将机器人分为工业机器人和服务机器人。现阶段,考虑到我国在应对自然灾害和公共安全事件中,对特种机器人有着相对突出的需求,中国电子学会将机器人划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。51 . 3 机 器 人 发 展 历 程 1954年,第一台可编程的机器人在美国诞生。1958年,美国发明家恩格尔伯格建立了Unimation公司,并于1959年研制出了世界上第一台工业机器人。发展萌芽期20世纪40-50年代 人工智能应用20世纪60-70年代产业孕育期1962年,美国AMF公司生产出第一台圆柱坐标型机器人。1969年,日本研发出第一台以双臂走路的机器人。同时日本,德国等国家投入巨资研发机器人,技术发展迅速。 20世纪80-90年代快速发展期1984年,美国推出医疗服务机器人Help Mate,可在医院里为病人送饭、送药。1999年,日本索尼公司推出大型机器人爱宝(AIBO)。这一阶段,服务机器人发展迅速,应用范围日趋广泛。 21世纪智能应用期2000年,中国独立研制的第一台具有人类外形的类人型机器人诞生。2015年,世界级“网红” Sophia(索菲亚)诞生。随着感知、计算等技术的发展,机器人越来越智能化。从1954年第一台可编程的工业机器人在美国诞生开始,机器人产业大致经历了4个发展阶段。经过60多年的发展,机器人已经被广泛应用在装备制造、新材料、生物医药、智慧新能源等高新产业。61 . 4 机 器 人 产 业 链 全 景 图减 速 机伺 服控 制 器 工 业 机 器 人 服 务 机 器 人 特 种 机 器 人 汽 车电 子家 庭 服 务医 疗 服 务军 事 应 用极 限 作 业上 游 中 游 下 游7全 球 机 器 人 产 业 发 展 分 析02. 总 体 发 展 情 况全 球 机 器 人 技 术 发 展 现 状工 业 机 器 人 产 业 发 展 分 析服 务 机 器 人 产 业 发 展 分 析特 种 机 器 人 产 业 发 展 分 析82 . 1 全 球 机 器 人 产 业 市 场 规 模2013-2018年全球机器人产业规模及预测资料来源IFR 前瞻产业研究院整理 2018年全球机器人市场结构全球机器人市场规模持续扩大,工业、特种机器人市场增速稳定,服务机器人增速突出。2018年,全球机器人市场规模将达到298.2亿美元,2013-2018年的平均增长率约为15.1。其中,工业机器人168.2亿美元,服务机器人92.5亿美元,特种机器人37.5亿美元,占比分别为56、31、13。92 . 2 . 1 全 球 工 业 机 器 人 市 场 规 模 2013-2018年全球工业机器人产业规模及预测资料来源IFR 前瞻产业研究院整理近年来,工业机器人在汽车、金属制品、电子、橡胶及塑料等行业已经得到了广泛的应用。随着性能的不断提升,以及各种应用场景的不断明晰,2013年以来,工业机器人的市场规模正以年均12.1的速度快速增长。2017年全球工业机器人销量达到38.7万台,销售额达到154亿美元;随着工业机器人进一步普及,2018年销售额有望突破160亿美元,达168.2亿美元。2013-2017年全球工业机器人销量102 . 2 . 2 全 球 工 业 机 器 人 市 场 区 域 以 及 应 用 领 域 分 布资料来源IFR 前瞻产业研究院整理全球工业机器人市场区域分布 全球工业机器人应用领域分布 根据IFR统计数据显示,2017年全球工业机器人销售额达154亿美元,其中亚洲销售额99.2亿美元,欧洲29.3亿美元,北美地区销售额19.8亿美元。中国、韩国、日本、美国和德国等主要国家销售额总计约占全球销量的3/4。 汽车、电子电气、金属和机械、橡胶化工和食品和饮料行业共五个行业是目前工业机器人重要的应用行业,五个行业销量占比超过了80。汽车和电子电气行业是工业机器人应用最重要的两个行业,两个行业销量占比超过65。112 . 3 . 1 全 球 服 务 机 器 人 市 场 规 模资料来源IFR 前瞻产业研究院整理全球服务机器人市场规模及预测 CAGR 23.52017年 全 球 服 务 机 器 人市 场 规 模 达 69.9亿 美 元 随着信息技术快速发展和互联网快速普及,以2006年深度学习模型的提出为标志,人工智能迎来第三次高速发展。依托人工智能技术、智能公共服务机器人应用场景和服务模式不断拓展,带动服务机器人高速增长。2013年以来,全球服务机器人市场规模年均增速达23.5,2018年全球服务机器人市场规模将达92.5亿美元。122 . 3 . 2 全 球 服 务 机 器 人 市 场 集 中 于 欧 洲 地 区资料来源IFR 前瞻产业研究院整理全球服务机器人制造商地域分布 目前,在全球登记在册的服务机器人制造商中,欧洲地区服务机器人制造商数量最多,约占42.0,其中欧盟34.8,瑞士、以色列、挪威7.2。北美洲以34.6的比重排名第二,亚洲排名第三,约占19.1。全球服务机器人制造商集中在欧洲地区132 . 3 . 3 全 球 服 务 机 器 人 市 场 结 构资料来源IFR 前瞻产业研究院整理 全球服务机器人市场结构随着高性价比、高性能传感器的融合应用,扫地机器人等家用机器人在服务机器人中迅速崛起,2018年,全球家用服务机器人市场规模预计为44.8亿美元,占比高达48。 随着我国医疗领域机器人应用的逐渐认可和各诊疗阶段应用的普及,医用机器人尤其是手术机器人,已经成为机器人领域的“高需求产品”。2018年,全球医疗服务机器人市场规模预计为25.4亿美元,占比为28。 实现商业落地的机器人产品愈来愈丰富,自主性能不断提升,并且已经 从送餐机器人、陪护等领域不断拓展。2018年,全球公共服务机器人市场规模预计为22.3亿美元,占比为24。142 . 4 全 球 特 种 机 器 人 市 场 规 模资料来源IFR 前瞻产业研究院整理2013年以来,全球特种机器人产业规模年均增速达12.8,2018年全球特种机器人市场规模将达37.5亿美元。美国、日本、欧盟在特种机器人创新和市场推广方面全球领先。美国提出“机器人发展线路图”,计划将特种机器人列为未来15年重点发展方向;日本提出“机器人革命”战略,涵盖特种机器人、新世纪工业机器人和服务机器人三个主要方向;欧盟启动全球最大民用机器人研发项目,计划到2020年投入28亿欧元,开发包括特种机器人在内的机器人产品并迅速推向市场。2013-2018年全球特种机器人市场规模及预测152 . 5 全 球 机 器 人 技 术 发 展 趋 势 2 31工业机器人轻型化柔性化、人机协作工业机器人更小、更轻、更灵活;人机协作正在成为工业机器人研发的重要方向。 服务机器人认知智能取得一定进展认知智能支撑服务机器人实现创新突破;智能服务机器人正在向个应用场景渗透。 特种机器人结合感知技术与仿生新型材料感知等技术进步促进智能水平大幅提升,特种机器人应用领域不断拓展,替代人类在更多复杂环境中从事劳动。 全球机器人基础与前沿技术正在迅猛发展,涉及工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等各个方面,大量学科在相互交融促进中快速发展,轻型化、柔性化、智能化趋势明显,实践应用场景持续拓展。16中 国 机 器 人 产 业 发 展 分 析03. 总 体 发 展 情 况机 器 人 产 业 技 术 环 境 分 析中 国 各 区 域 机 器 人 产 业 发 展 分 析机 器 人 应 用 场 景 分 析173 . 1 . 1 中 国 机 器 人 产 业 市 场 规 模2013-2018年中国机器人产业规模及预测资料来源IFR 前瞻产业研究院整理 2018年中国机器人市场结构当前,我国机器人市场进入高速增长期,工业机器人连续六年成为全球第一大应用市场,服务机器人需求潜力巨大,特种机器人应用场景显著扩展。2018年,我国机器人市场规模预计达到87.4亿美元。其中,工业机器人62.3亿美元,服务机器人18.4亿美元,特种机器人6.7亿美元,占比分别为71、21、8。183 . 1 . 2 中 国 工 业 机 器 人 市 场 规 模 2013-2018年中国工业机器人产业规模及预测资料来源IFR 前瞻产业研究院整理我国工业机器人市场发展较快,约占全球市场份额的三分之一,是全球第一大工业机器人应用市场。根据IFR统计,2017年我国工业机器人保持高速增长,销量达13.8万台,预计2018年将超过15万台,市场规模将达到62.3亿美元。2013-2018年中国工业机器人销量193 . 1 . 3 中 国 工 业 机 器 人 市 场 结 构 分 布资料来源IFR 前瞻产业研究院整理中国工业机器人市场结构 中国工业机器人应用领域分布 按照应用类型分,2017年国内市场的搬运机器人占比最高,达65,其次是装配机器人,占比15,高于焊接机器人占比6个百分点。 据2017年工业机器人销量数据显示,汽车行业仍是中国工业机器人应用最广泛的领域,占比达到33.3;随后是3C、金属加工、塑料及化学制品、食品烟草饮料,占比分别约27.7、10.8、7.9、2.3。203 . 1 . 4 中 国 服 务 机 器 人 产 业 市 场 规 模2013-2018年中国服务机器人产业规模及预测资料来源IFR 前瞻产业研究院整理 2018年中国服务机器人市场结构我国服务机器人的市场规模快速增长,成为机器人市场应用中颇具亮点的领域。随着人口老龄化趋势加快以及医疗、教育需求的持续旺盛,我国服务机器人市场存在巨大市场潜力和发展空间。2018年我国服务机器人市场规模有望达到18.4亿美元,其中,家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模分别为8.9亿美元、5.1亿美元和4.4亿美元,占比分别为48.4、27.7、23.9。213 . 1 . 5 中 国 特 种 机 器 人 产 业 市 场 规 模2013-2018年中国特种机器人产业规模及预测资料来源IFR 前瞻产业研究院整理 2018年中国特种机器人市场结构当前,我国特种机器人市场保持较快发展,各种类型产品不断出现,在应对地震、洪涝灾害和极端天气以及矿难、火灾安防等公共安全事件中,对特种机器人有着突出的需求。2018年,我国特种机器人市场规模预计将达到6.7亿美元,增速达到23.2,高于全球水平。其中,军事应用机器人、极限作业机器人和应急救援机器人市场规模预计分别为4.7、1.5和0.5亿美元,占比分别为70、22、8。极限作业机器人是增速最快的领域。223 . 2 中 国 机 器 人 产 业 技 术 环 境 分 析2010-2018年中国机器人相关专利申请数量资料来源SooPAT 前瞻产业研究院整理 中国机器人相关专利申请数量TOP3注2018年数据截止日期为2018年10月15日。 TOP1国家电网公司TOP2沈阳新松TOP3上海交通大学目前,我国机器人研发仍以突破机器人关键核心技术为首要目标,政产学研用通力配合,初步实现了控制器的国产化。从我国机器人相关专利申请量来看,近几年专利申请数量增长速度较快,2017年全年申请量达27060件。其中,国家电网公司发明了多种电缆机器人,以919件的专利申请量排名第一;沈阳新松排名第二,申请专利686件;上海交通大学申请相关专利685件,排名第三。233 . 3 中 国 机 器 人 产 业 发 展 主 要 集 聚 区资料来源中国电子学会 前瞻产业研究院整理结合机器人产业实地发展基础及特色,中国电子学会将全国划分为京津冀、长三角、珠三角、东北、中部和西部共六个区域。长三角地区在我国机器人产业发展中基础相对最为雄厚,珠三角、京津冀地区机器人逐步发展壮大,东北地区虽具有一定机器人产业先发优势,但近年来产业整体表现较为有限,中部地区和西部地区机器人产业发展基础较为薄弱,但已表现出相当的后发潜力。243 . 3 . 1 长 三 角 地 区 机 器 人 产 业 发 展 分 析 2017年长三角地区机器人产业销售收入突破103亿元,产业平均销售利润达14,处于全国中等水平。由于众多全球机器人领军企业及国内龙头品牌在长三角地区设有总部基地或研发中心,长三角地区机器人产业集聚度CR5整体较高达到45。同时,该区聚集了包括各类高校、机器人设计研究所及国家级机器人检测评定中心在内不同类型的科研机构,为其机器人产业发展提供了良好的环境。长三角地区工业基础较好,机器人制造集成与应用市场起步较早,形成了以上海、昆山、无锡、常熟、徐州、南京为代表的产业集群,在机器人产业链构建、市场需求、创新资源布局等方面均走在全国前列。253 . 3 . 2 珠 三 角 地 区 机 器 人 产 业 发 展 分 析珠三角地区以深圳、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。 2017年珠三角地区机器人总销售收入达到90.4亿元,其中深圳占比超过一半达到55亿元,佛山15亿元、广州15亿元、东莞5.4亿元。珠三角地区机器人产业平均研发投入占比与高新技术企业数量仅次于长三角地区之后排名第二,但人才环境与长三角、京津冀地区相比有一定的差距。珠三角地区科研机构绝大部分集中在广州、深圳、东莞等地,以高校实验室、智能机器人研究所等类型为主,拥有较强的学术研发与产业应用能力。26资料来源中国电子学会 前瞻产业研究院整理3 . 3 . 3 京 津 冀 地 区 机 器 人 产 业 发 展 分 析近 年 来 在 国 家 政 策 的 大 力 引 导 扶 持 下 , 凭 借 突 出 的 区 位 优势 以 及 良 好 的 制 造 业 基 础 , 北 京 、 天 津 、 河 北 机 器 人 产 业形 成 了 高 速 发 展 、 错 位 竞 争 、 优 势 互 补 的 基 本 格 局 。 2017年京津冀地区机器人销售总收入达到54.2亿元,处于全国中游水平。京津冀地区机器人本体研发及生产企业占比相比于全国其他区域并不占优势,但机器人相关高端产品收入占比位居全国第一。在该区机器人产业技术专利中,机器人相关高校和研究机构集聚的北京申请数量最多,且人才资源上占据绝对优势。273 . 3 . 4 东 北 地 区 机 器 人 产 业 发 展 分 析 2017年东北地区机器人销售收入为72.3亿元,位于全国第三,新松、哈工大、博实股份等龙头企业贡献极为突出。东北地区机器人产业创新能力较强,一批国内科研机构与本土企业均拥有数量可观的自主知识产权。但东北地区长期以来以来钢铁、煤炭等传统三高重工业,在包括机器人在内的新兴产业发展环境与产业配套设施建设方面仍不完善,需要持续投入力量进行重点布局。东北地区作为我国最重要的老工业基地之一,具有良好的资源区位优势与制造业发展基础。哈尔滨、沈阳、抚顺等地在机器人产业发展方面已经积累了一定的基础和优势。283 . 3 . 5 中 部 地 区 机 器 人 产 业 发 展 分 析 目前中部地区已逐步在芜湖、洛阳、武汉、长沙、湘潭等地形成产业集聚。 2017年中部地区机器人销售总收入接近52亿元,洛阳、芜湖和武汉三地相对贡献较多。中部地区平均核心零部件国产化率暂时处于靠后位置,主要依赖国外进口,由于机器人发展基础薄弱,目前仍需要对产业各环节进行设计和修补。中部地区机器人品牌企业中,除少数机器人骨干企业外,大部分机器人缺乏品牌认知度和影响力,自主品牌建设仍然需要持续进行。总体来看,中部地区机器人产业规模与两江三角区域和京津冀。东北地区相比尚处于起步阶段。293 . 3 . 6 西 部 地 区 机 器 人 产 业 发 展 分 析 2017年西部地区机器人销售总收入为42.2亿元,在全国位置靠后。长期以来,人才匮乏是困扰西部地区制造产业发展的顽疾之一,机器人也不例外,目前西部地区正在逐步发挥与机器人本体研发及关键零部件设计相关的重点院校和工程研究院的科研平台作用,重视机器人应用人才培养与初创企业孵化。总体来说,西部地区虽然具备一定的工业发展基础,但机器人产业引入培育时间较短,需要更长时间发挥外部资源对本区域产业的激发带动效用。 西部地区主要在重庆、成都、西安等地布局建设有机器人产业园和典型企业,总体来说规模相对较小,集聚效应还在培育之中。30