
后疫情时代,受益于下游制造业快速复苏以及各生产企业的自动化升级需求,工业机器人出货量迅速增长,已经广泛运用于装配、搬运、码垛、焊接、涂胶、喷涂等领域。
在融资最热的AMR、AGV、协作机器人等领域,资本的“大水漫灌”让人仿佛看到当年互联网共享单车融资的错觉。在智能化与自动化飞速发展的当下,机器人的发展壮大是必然趋势。疫情的常态化又加速了产业结构的智能化调整,工业机器人需求进一步扩大。目前,智能化工厂早已实现,在不远的将来,相信工业机器人也会面临一个更好的发展前景。
(一) 资本加码、订单翻数倍,移动机器人正成为工厂“标配”?
(四) 年增速超50%,为什么协作机器人正在爆发?
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资本加码、订单翻数倍,移动机器人正成为工厂“标配”?
2015年开始发力的工业移动机器人(AGV/AMR)市场,从去年起变得越来越“卷”。 一些厂商为抢占市场,不惜铺上大量的人力、物力免费提供价值几十万元甚至上百万元的产品、服务,只为赢得进入某家工厂进行测试的机会。
这背后的原因是,以前总在单点开花、小范围测试的机器人,开始大规模放量——2019年,此类机器人的订单大多是个位数,客户以尝鲜为主;2020年,客户订单开始出现两位数,实现小范围试用;到了今年,三位数的订单已是常态。
工业界正逐渐将该类机器人推广到更多场景和厂房,以应对来势更猛的“用工荒”和更为迫切的智能制造转型升级。不仅老牌的工业机器人厂商加大对移动机器人的投入力度,新兴的创业公司也逐渐尝到甜头。
敏锐的资本最先观察到这波新的工业AGV/AMR爆发苗头。
包括软银中国、字节跳动等公司相继布局。蓝驰创投董事总经理曹巍曾走访很多移动机器人公司,在去年他发现一些移动机器人已能达到工业级的高稳定性要求,拿下订单只是时间问题。看准这一前景,蓝驰创投去年提前布局,先后投资了优艾智合、蓝芯科技、木蚁机器人等公司。
整个工业AGV/AMR市场,在今年不管是客户的订单量还是资本的涌入速度,都远超行业预期。行业提前迈入拐点之年,对很多从业者来说,属于意外之喜,甚至有点不敢相信。AGV/AMR在工业领域的爆发,就像是寒风萧瑟的大环境中突然燃起的一把火,这把火为什么能愈燃愈烈?又到底还能持续多久?本文走访数家行业内的亲历者,试图管中窥豹、解答这一问题。
大量的工业AGV/AMR进厂,成为新一代的“流水线员工”,主要还是因为工厂“机器换人”的需求,在疫情催化的“用工荒”中变得更为焦灼和紧迫。
以一家半导体厂商为例,该公司位于劳动力密集的华东地区,却直接横跨半个中国去云南昆明长水招工,即便如此,还是难以招到长期稳定的工人。这家厂商在长水面试600多人,愿意远赴华东进厂的大约只有100人。这一百来号人工作半个月后,只剩下一半,能工作满一年的更是寥寥无几。工人们为什么不愿意留下来?跟工作环境、内容以及收入有很大关系。
半导体工厂里,一般工人都要穿着厚重的防护服、戴着护目镜,把整个身体裹起来,才能进入防尘车间轮班工作。他们需要懂一点点英文,与各类机台的人机界面、软件系统进行交互,不得出现任何闪失,注意力要高度集中,才能避免在重复的搬运、上下料等工作中犯错。这些工作内容复杂而枯燥,十分“反人性”,而且工作收入也很低,工人的平均薪资在各工种中都是垫底。半自动化的流水线留不住成熟的工人,更吸引不了刚毕业的年轻人。
加上过去一年多疫情引发的“零接触”需求,为了缓解未来或将长期存在的用工痛点,“工厂主们”只能将希望寄托于技术解决方案,尤其是用“机器换人”。过去总是在小范围测试、备受考验的工业移动机器人,这才迎来大规模“进厂”的时机。
其中增量比较明显的,是通过传感器和软件算法,实现自主导航的AMR类产品。这些产品开始从单点开花,小范围测试,进入放量阶段,也成为拉动工业移动机器人整体市场增长的主要动力。
中国移动机器人(AGV)产业联盟数据显示,工业AMR每年销量呈现2倍增长率,这在工业移动机器人行业内,表现突出。去年国内工业级AMR出货量大概在2800台左右,年增长率约为86%,市场规模约为5.6亿元,未来仍然有较大的增长空间。
Interact Analysis预测,对制造业柔性的需求、产品周期缩短和加快、降低成本以及对人身安全的需求增加等因素,预计到2022年,全球移动机器人中对AMR的需求、收入和销量预计将迎来爆发式增长。
为工业AGV/AMR起量添柴的还有资本市场的真金白银。
近两年来,资本对工业AGV/AMR厂商格外看好,尤其是更灵活、应用范围更广泛的AMR。据不完全统计,今年上半年移动机器人领域共有17起融资事件,其中12起都属于工业AMR,占比高达70%。
蓝驰创投董事总经理曹巍和团队对工业AMR类公司的发展大致划分为三个阶段——场景探索阶段(2017年以前)、小批量试用阶段(2017年-2019年)、大批量应用阶段(2020年初开始)。“AMR一直以来都在原型阶段和小批量阶段徘徊,很难大规模起量。”曹巍谈到,工业场景对机器人的稳定性、精确度等要求很高,一旦出现任何问题,将对整个工业流程、生产线带来巨大的影响。
但是这种现象在过去长达五年的磨合中,开始出现转机——比如优艾智合在半导体领域、新松在汽车合装领域、机科在轮胎及印钞行业、昆船在烟草行业、蓝芯科技在3C领域等,从星星点点的订单,到如今已经形成燎原之势。
借此,资本方看到了AMR在工业场景中的各种可能性。虽然工业AMR市场仍处于早期,但投资人们相信,AMR在工业领域只要占据一个细分市场,就足以生长出几家上市公司。
工业AMR打开细分市场的关键,除了客户要有意愿、有需求,资本能及时出手抱薪添柴,更关键在于移动机器人产品本身的成熟度。
产品成熟度,早已不限于技术本身,而是涉及到客户痛点挖掘、产品体系完善、销售服务体系跟进,甚至关乎供应链管理,只有方方面面都做好,才有可能在客户进行产品测试时,达到工业场景的高标准、高要求。
从优艾智合在半导体行业的实践经验来看,客户一般在测试时考核的维度有四方面——机器人执行任务时的精度、机器人整体运行的稳定性、机器人与各种已有软件的对接,以及多量机器人之间的调度。张朝辉告诉「甲子光年」,为了在这几个方面达到半导体客户的要求,公司至少做了两年的沉淀。经过大量亲身实践,陪伴供应商、客户共同成长,张朝辉和他的团队不仅积累了很多行业know-how,也对公司要做的事思路更清晰。
随着移动机器人商业化落地逐步起量,如今在机器人的行业展会中,我们也很难再看到,靠单个机器人产品,就能引来无数人围观的盛况——更多厂商都更倾向于将单点场景、或者一条完整生产线,带到行业展会中,直接用实际行动告诉观众——我们的机器人不再是花哨的概念和“玩具”,而是与生产线融为一体,能在工厂流水线上自主地完成复杂任务,进而节省人力成本、提升生产效率的得力“工具”。
换句话说,机器人变得没那么性感,但更加实在了。工业界、资本方对AGV/AMR的认知已不再局限于从A点到B点的移动和搬运,加上机械臂、各种软件辅助、与生产线打通,这种“复合型移动机器人”的精准度、稳定性、智能调度已上新台阶。
这些“复合型移动机器人”拓宽了应用场景和功能,比如将工厂的物料运输延伸至自动化上下料,实现厂内物质流和数据流的全流通,逐渐从仓储物流等行业大步迈向电力、半导体、3C等精密制造“流水线”。
不过在更复杂的、繁琐的移动场景中,工业AGV/AMR到底能不能顺势而为,成为新一波“用工荒”中大部分工厂的选择,其实还需要市场检验。
在位于上海经济技术开发区的上海西门子开关有限公司工厂(下文简称“西门子开关工厂”)中,上百台移动机器人规范自如地来回行进着,除了讲解员与部分操作的工作人员,几乎看不到其它人影。
从收货、质检、入库,到在库理货、出库集货和产线送料,移动机器人无不覆盖,在复杂的工厂动线以及多样的工作流程下秩序井然。
如今,移动机器人正走进越来越多工厂——而西门子开关工厂,仅是其中一面写照。
事实上,移动机器人的发展历史与工业机器人相当,只不过前者早期并未受到过多关注。
移动机器人最初被大众所熟知,是出于一次大型并购——2012 年,亚马逊以 7.75 亿美元收购了仓储物流机器人明星企业 Kiva Systems,后者主要研发采用二维码导航移动机器人。
“这是一个标志性的事件”,Interact Analysis 高级研究总监张键表示,“它使得移动机器人不再局限于汽车、烟草等自动化程度较高的制造业中,而开始大规模应用到物流分拣领域”。
在亚马逊对 Kiva 机器人批量应用后,国内出现了诸多基于二维码导航的类 Kiva 方案,比如京东的“亚洲一号仓”;菜鸟为天猫打造的智能仓、“苏宁云仓”等。
如今,移动机器人已经出现了不少细分类别,从导航技术上可以大致分为四类——磁导航移动机器人、二维码导航移动机器人、激光雷达导航移动机器人、视觉导航移动机器人。
就行业普遍认知来看,前两者可以归类为 AGV,后两者被称为自然导航移动机器人,可以归类为 AMR(Automated Mobile Robot,即自主移动机器人)。
AMR 无需依靠外部基础设施去定位和固定路径,而是能够通过机器人对周围环境的感知进行自主路径规划,其技术路线以激光或者视觉 SLAM 为主。
不过,由于应用了更多传感器以及需要考虑环境的干扰,AMR 造价更为高昂,移动速度一般也慢于独占场地的 AGV。
如今,尤其在仓储物流场景中,基于二维码导航的移动机器人已经得到普遍应用,且占据绝大部分存量市场,包括极智嘉、海康、快仓在内的国内厂商正是这类产品的早期入局者,吃到了仓储物流自动化建设过程中的第一波红利。
不过,随着仓储物流场景第一波红利瓜分殆尽,移动机器人厂商开始尝试打开工业市场这道大门,而 AMR 正是开启的钥匙。
2015-2018 年间,国内 AMR 厂商辈出,包括极智嘉、隆博科技、优艾智合、迦智科技等近十家移动机器人厂商陆续布局工业 AMR。
在这期间,在仓储物流领域已经小有名气的极智嘉也开始进军工业领域,基于自身前期在电商仓储领域积累的技术、产品、方案,从应用场景与电商仓储相似的工业仓储场景做起。
AMR 进入工业场景初期,由于国内工业自动化水平不够高,对移动机器人的应用仍处于早期试用阶段。另外,AMR 在技术层面也处于验证阶段,需要在实际工业场景下一边试行,一边修正。
在上海经济技术开发区中,一座全流程柔性自动化的智慧物流工厂在 2020 年成功落地,而这座工厂便是西门子开关工厂。
随着工业 4.0 时代的到来,西门子开关工厂开始关注数字化转型的落地。对西门子开关工厂而言,其需求主要有两大方面——一是改造原有的原材料存储,改善送料流程过度依赖人工的状况;二是促进厂区人员管理从手工劳动逐步向机器人应用技术管理转型。
另外,工厂内的各个产线都在工作状态,即使对工厂进行改造升级,如何保证产线工作的同步进行也是需要考虑的因素之一。
当时,西门子开关工厂对比了市场上的各种解决方案,要么投资巨大,要么方案不够灵活,一旦落地难以改变;这与西门子开关客制化生产之间存在一定矛盾。
在多方的权衡和对比下,西门子开关工厂最终选择了极智嘉提出的模块化柔性部署方式。
所谓模块化柔性部署,即部署阶段能够分区块展开,实现无停产升级改造,同时后续能够根据业务情况进行实时调整。
在部署过程中,极智嘉首先在货到人区展开,而后才逐步拓展至机器人收货区、四向车立库存储区、质检环节打通和自动化集货区。2020 年 10 月,西门子开关工厂完成了物流中心的全流程机器人覆盖,并开始部署机器人产线送料。
在为西门子开关工厂提供的智能仓组合方案中,涵盖了货到人拣选机器人 P800、货箱到人拣选机器人 C200S、四向穿梭车和智能搬运机器人 M1000,以及 AI 算法和智能系统,解决了库内 20 万+仓库存储单元(SKU)原材料的收货、分区存储、齐套发运、产线领料等流程问题。
从收货区来看,其拣选机器人能够监测数量、大小、重量是否符合标准。据西门子开关工厂工作人员介绍,过去 80 个工人花费 5 天所做的工作量,现在 10 个工人花 2 天时间就能做完。
在理货方面,厂内的货到人库区每天根据热力图进行智能理货,立库区则按照生产计划每天进行智能理货。
据西门子开关工厂数据统计,在完成智能升级后,工厂的入库效率提升 2.5 倍、出库效率提升2.15倍,存储面积减少50%,存储能力增加 2-3 倍,供料及时率提升100%,厂内人力需求节约 30%。
尽管西门子开关工厂已经全面实现自动化智能物流管理,但在多数时候,其仅仅起到示范意义。“来西门子开关工厂看的人很多,真正行动的少”,西门子(中国)有限公司智能基础设施集团配电设备与系统事业部财务总监束长虹表示。
AMR 如何跨越“从 1 到 N”的鸿沟,成为一个摆在任何玩家面前的难题。
制造业有太多分门别类,每一个行业、哪怕是不同的公司在同一个行业里面,它所要用到的机器人的解决方案可能都会不一样,都会有自己的需求。张键说道。
工业类场景的定制化,是普遍存在的问题,但难以突破这个瓶颈的因素之一在于 AMR 优质集成商太过稀缺。不同工厂,甚至同一个工厂的不同场景,业务逻辑不同,对 AMR 的用法也不同,AMR 要落地到客户实际场景中,中间必须有一个方案规划、定制的工作,以及渠道和商务也有很大工作量,这些工作集成商都可以解决。
但是 AMR 行业起步较晚,在本体制造商和客户落地场景中能够有效完成方案规划、定制工作,完成技术转化的集成商,目前仍然非常稀缺,这种缺失制约了 AMR 行业的规模化爆发。
另外,在束长虹看来,影响 AMR 大规模应用的一个重要因素还在于老旧工厂的改造。目前,大多数机器人厂商都有一套自家的解决方案,对于新建厂房则容易复制和应用。
但对于传统工厂的数字化转型,则对复制能力提出了更高的要求,这需要机器人厂商方案不断地应用、调整、修改,进而健全解决方案,提升可复制性。
对移动机器人厂商而言,只有跨越了这道鸿沟,才能真正实现 AMR 规模化爆发。
在极智嘉看来, To B 行业有一个痛点——即满足大规模个性化的问题。当应用场景不断拓宽,项目和需求不断增多,实现大规模复制和个性化部署的矛盾也随之显现。
2019 年,进入 AMR 赛道摸索了两年的极智嘉在面临越来越多场景需求、客户项目需求时,越发意识到解决这个主要矛盾的必要性。
于是,极智嘉做了一次战略升级,将原来客制化软件开发变成了应用平台——aPaaS,即“极智云脑”,旨在解决大规模客制化问题。
“在某种程度来讲,aPaaS 就是一个高度模块化可配置的东西,相当于搭乐高一样,先把乐高模块做出来,以及怎么样去搭乐高的规则或者流程给做出来,等以后再去搭建一个新的项目我们就用乐高的方式做出来。”李洪波向雷锋网等媒体介绍道。
从 0 到 1 的过程中,极智嘉从一开始的硬件交付进一步衍生至软件平台的构建,AMR 市场在扩大,用户也在不断提出新的需求,在 1 迈向 2、3、4……N 的时候,极智嘉意识到还有很多未做的工作。
在新的需求催生下,历经超过 300 位工程师、两到三年的持续开发后,极智嘉在 aPaaS 平台基础上加入“4D 使能技术”——即融入了深度软件智能、深度业务智能、深度数据智能,以及深度群体智能。
其中,群体智能和深度软件智能主要在自动化层面和软件层面为客户提供全链路的深度连接,实现入库到出库,从地板到天花板,全链路从硬件到软件的连接。数据智能和业务智能,则是为客户提供整个的全链路的数字化,比如“数据即资产”的增值服务。
通过软硬件的结合,极智嘉逐渐摸索出一套属于自己的方法论,而这同样也是包括海康等头部厂商在探索的为之可行的方法。这套方法论或许不是唯一正解,但包括极智嘉在内的 AMR 厂商都在不断靠近答案。
从产业角度看 AMR 的发展,一般会经历三个阶段——一是教育市场阶段;二是判定趋势的过程;三是大规模应用。
“现在已经到了第二阶段甚至到第三阶段大门打开的时候”,李洪波向雷锋网表示。
Interact Analysis 数据统计显示,2018-2020 年间,全球用于物流仓储和制造业的移动机器人总出货量翻了 2 倍,即使 2020 年存在疫情影响,但该市场销售额仍有 20% 增长。
据张键及其所在团队预测,到 2024 年,全球移动机器人市场规模会超过 140 亿美元。
“移动机器人前期存在一个非常长的准备期,当准备期过了以后,也就是说移动机器人通过实操验证,被认为是一个行之有效的解决方案以后,整个移动机器人部署的成长将是爆发式的,会非常快。”张键说道。
同时,张键在调研中发现,无论是在 AMR 数量上,市场规模上,还是解决方案上,中国厂商在世界范围内都已处在头部位置。
猫咪,机械臂,两个看起来八竿子打不着的事物,却因为用户的突发奇想,碰撞出了有趣的火花。
日本的富士新闻网曾报道过这样一条新闻:早出晚归的主人为了让猫咪独自在家时不无聊,将逗猫棒安装在一个小型机械臂的末端,通过操作机械臂,定时定点逗猫。视频中,每当机械臂来回挥动逗猫棒,猫咪就会跟着玩耍。
在过去的印象里,机械臂都是些工厂里的大家伙,就算体格不大,材质样貌也一定是钢铁构成、坚硬无比。随着机械臂技术的成熟,加之人工智能的发展,「轻量级」、「小型化」、「协作机械臂」已然成为机械臂行业新的关键词。除了逗猫,协作机械臂还能帮助人们泡茶、制作咖啡、采摘水果……机械臂正在从工厂走入极客群体、甚至是普通消费者的生活中,其使用场景正在无限拓展。
根据构造、应用场景、负载精度等不同需求,机械臂可以细分为数个赛道,「协作机械臂」是近年来发展势头正猛的细分赛道之一。
在中国,协作机械臂领域的创业公司大多起步于 2015 年前后,例如聚焦生产协作机械臂的越疆科技、遨博智能、慧灵科技均成立于 2015 年,大象机器人成立于 2016 年。
与传统机械臂相比,协作机械臂最大的区别在于「人机协作」,它一改往日传统机械臂僵化固定的工作模式,不但能与人在同一个环境里共同工作,还在一定程度上实现了人机互动。
当被问及为何国内机器人公司纷纷瞄准协作型机械臂时,宋君毅向极客公园介绍道:「从行业饱和度来说,因为重工业级别的机械臂市场几乎由四大巨头垄断;从市场机会和客户需求的角度出发,想进行创新最好选择其他细分市场。协作机械臂符合人机互动的趋势,而且易入门、成本合适,市场前景也宽阔。」
国内轻量级协作机械臂市场爆发的背后有三大因素:国产机器人市场的增长,技术环境的发展以及应用需求的增长。
用大象机器人 CEO 宋君毅的话来说,这是集合了「天时、地利、人和」的结果。
2016 年,中国机器人密度是 71,而到了 2021 年,中国机器人密度已经达到了 246,这意味着每一万个制造业人口拥有 246 台机器人,在最近的 5 年里,中国是全球机器人密度增长的主要驱动市场。
据据智研咨询发布的数据显示,中国机械臂品牌市场规模从 2014 年的 6.51 亿元增长至 2018 年的 22.83 亿元;国外品牌市场规模从 2014 年的 72.45 亿元增长至 2018 年的 126.36 亿元。四年里,国产品牌的市场规模翻了三倍多,而国外品牌的市场增速还不到一倍。
「小型的机械臂在行业中其实很早就有,但是最近几年小型协作机械臂市场之所以集中爆发,主要还是得益于技术的发展。」施格自动化总经理张立向极客公园表达了他的看法。
对于协作机械臂而言,要想实现安全地与人类相互配合,有三方面的技术能力十分重要。
其一是力感知能力,通过对外力的感知来判断人的行动,以此减缓或者停止运动;其二是视觉感知能力,通过视觉雷达判断人与机器的距离是否安全,机械臂是否需要减速运转;其三则是计算能力,由算法和软件根据力感知和视觉感知作出反馈、下达指令。
力感知能力自上个世纪九十年代发展至今,是相对最早成熟的技术基础,而高分辨率的 3D 视觉、自主路径规划、AI 识别近几年的技术突破则为协作机械臂的研发提供了更为有力的技术支撑。
技术的发展使得机械臂的应用场景随之拓展,需求的激增成为轻量化协作机械臂过去几年快速发展的原因之一。
其中比较有代表性的是新零售市场的发展。中国互联网信息中心数据显示,从 2013 年起,我国连续七年成为全球最大的网络零售市场。2020 新冠肺炎疫情爆发后,市场对于网络零售的依赖更是进一步加强。而网络新零售的形式,使过去生产制造业的「刚性自动化」遇到了挑战。
传统制造业的流水线依靠大量的机器设备完成生产,一旦市场需求、产品种类有变,硬件的更换成本非常高,并且严重缺乏灵活性。在新零售的发展以及疫情后市场需求不确定的情况下,无论是棉纱、钢铁、五金等工业品,还是服装等轻工业消费品,在订单上都呈现出来了小批量、多品类的变化趋势。通过小批量的订单来试产试销,在测试出市场的真实需求后,再进行大批量的生产。
在制造业的这一变化下,能够在小批量生产和大批量生产之间任意切换的「柔性化生产」需求增多,协作型机械臂的人机协作能力以及相对灵活的使用方式,使得它将比传统的机械臂更能适应新的生产需求。
除此之外,宋君毅认为,人才也是推动国内机械臂行业快速发展的重要因素:「现在在做机械臂的人,包括我自己,很多有国外留学、工作的经验。选择回国创业的,大家基本上都是有能力、有愿景的,在共同的努力下肯定能研发出更好的产品。」
目前国内各家协作机械臂厂家面临着产品同质化严重、竞争愈发激烈的痛点,随着市场的发展,新一轮的调整已经到来。针对细分市场和应用场景的精细化开发,已经摆上机械臂品牌的日程。
施格自动化总经理张立认为:「即便是好的产品也不一定是适合市场的,如果说未来对机械臂提出了什么新要求的话,那就是要求机器人的技术发展一定要贴合场景的应用需求。」
而面向最近几年快速增长的消费级市场,面对着可能根本就不懂代码的普通消费者,协作机械臂的易用性更为关键,也更难实现。
以目前的产品形态,对于完全没有自主开发能力的消费者而言,也够依靠「拖动示教」实现创意应用场景拖动示教,要想实现泡咖啡、叠衣服等复杂的操作加上一些代码就不是难事。在某种意义上来说,假如连普通消费者都能熟练掌握机械臂并能用它便利日常生活,这就真正实现了机械臂的普及。
帮助普通消费者更便捷地达成使用需求,和为极客们提供机械臂开发的基础平台,二者或许很难兼容,也很难实现,但也恰恰是协作机械臂未来发展的重要方向。当年的互联网、智能手机等产品从陌生到普及再到成为人们生活中一部分的过程,未必不会在协作机械臂领域重现。
相比诞生于上世纪50年代的传统工业机器人,已有十多年发展历史的协作机器人仍是后起之秀。它的显著特点是安全性更高,不用像负载重、速度快的传统工业机器人那样被“铁笼”束缚,可以和人亲密合作,共同完成任务,被普遍认为是新一代工业自动化的重要方向。
而自今年年初以来的疫情,又进一步推高了包括协作机器人在内的整个自动化市场的需求。
安永会计师事务所的一项调查发现,疫情期间,接受调查的45个国家和地区的2900名企业高管中,近一半的企业管理层有加快发展自动化的计划。约41%的受访者表示,疫情结束后他们将专注于数字和技术方面的投资。
但协作机器人一直以来也面临一个质疑:整体销量不高。
该领域的全球第一大公司、丹麦厂商优傲机器人(Universal Robots,以下简称UR)从2007年成立以来,一共卖出了4.6万台协作机器人,在同一时间段(2008~2019年)工业机器人超过270万台的整体保有量中只占不到0.37%。
然而,仔细拆解数据,近5年来,协作机器人细分市场正迎来拐点。
以UR为例,他们在2008年推出了第一款协作机器人UR5,而直到2016年以前的8年里,UR协作机器人的累计销量只有6500台,也就是说,其4.6万台总销量中的3.95万台,即85.7%都发生在最近3年半。
UR之外,整个协作机器人市场也在2015年之后进入快速增长期。据高工机器人研究院发布的数据,从2014年到2018年,协作机器人销量的年复合增速为58%。即使在全球工业机器人销量整体出现负增长的2019年,协作机器人也保持了超过30%的销量增长。
据高工机器人研究院数据,截至2019年7月,全球协作机器人厂商数量已超过100家,其中进入中国市场的协作机器人厂商数量超过70家。ABB、发那科(FANUC)、安川电机(Yaskawa)、库卡(KUKA) “机器人四大家族”都有自己的协作机器人产品线。
面对新机会,国内也出现了一批协作机器人新兴企业,包括艾利特、遨博、节卡等。
目前来看,协作机器人在整个工业机器人赛道中仍占据很小比例——2019年全球协作机器人的销量只占工业机器人市场的6.5%左右。
从客户认知来看,目前协作机器人还处于市场导入阶段。“一个现实情况是,现在我们的销售人员和代理商在和客户介绍产品时候,都还要先介绍什么是协作机器人。”艾利特曹宇男说,这也侧面佐证了,尽管协作概念在资本市场已如雷贯耳,但在客户侧还是早期阶段,客户对协作机器人的理解会是循序渐进的过程,可能无法迎来突变。
而从制造业发展趋势看,这也是一个想象空间巨大的赛道。
协作机器人打破了只能应用于工业场景的限制,在医疗、教育培训、新零售等服务业场景中同样具有广阔的应用前景。随着AI的成熟以及智能化的提高,协作机器人也可以通过引导式编程、捕捉与模仿记录下人类动作,完成泡茶、泡咖啡、调制鸡尾酒等工作。
相比传统机器人,单价更低、安全性更高的协作机器人对中小企业更友好,而仅仅是中国中小企业的数量就达到3000多万家,占企业总数90%以上。基于如此庞大的潜在用户基数,整个协作机器人市场的未来增长预期仍然非常高。
更大视角来看,协作机器人在未来企业智能化版图里占据很重要的位置。
“协作机器人演进的方向类似于传统功能手机向智能手机演进的方向,它更强调开放的平台属性、易用性,以及快速适配、柔性化能力。”曹宇男告诉「甲子光年」。
加深对行业的理解是所有中国的机器人公司都需要补的功课,也是接下来竞争的关键——如何和用户一起去讨论未来不同行业的产品形态。
开放性是前提,未来必将出现更多人与机器、机器与机器交互的场景,在掌握底层技术的基础上,也需要行业想象力。
居家生活需要机器人,酒店经营需要机器人,学校教育需要机器人,医疗救治需要机器人,在工业制造领域,“机器换人”也在如火如荼地进行着。
工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,具有一定的自动性,可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。
工业机器人行业按产业链分为上游、中游、下游和行业应用。上游为减速器、伺服系统、控制系统等核心零部件生产;中游为工业机器人本体生产;下游是基于终端行业特定需求的工业机器人系统集成,主要用于实现焊接、装配、检测、搬运、喷涂等工艺或功能;其主要应用于汽车、3C电子等对自动化、智能化需求高的终端行业。
“工业机器人”这一概念诞生于上世纪五十年代,发展至今已有70多年的历史。相较于国外来说,中国在工业机器人研究方面起步较晚,始于20世纪70年代。
纵观当前中国工业机器人产业发展,大体可分为4个阶段,即理论研究阶段、样机研发阶段、示范应用阶段和初步产业化阶段。
根据行业生命周期理论,行业的生命发展周期主要包括四个发展阶段:幼稚期,成长期,成熟期,衰退期。行业在成熟阶段的特点是:行业增长速度降到一个更加适度的水平,新增的企业数量会减少;行业准入门槛提高;并且排除技术创新因素的影响,行业的发展节奏与国民生产总值保持同步。
结合中国目前工业机器人行业的发展情况可以判断,其符合成熟期行业的大部分特点,可以说,中国工业机器人行业正处于成长期进入成熟期的过渡阶段。
国际机器人联合会主席 Milton Guerry 曾这样说:“中国是目前世界上最大,增长最快的机器人市场。这里每年安装的机器人数量最多,且拥有最多的可操作机器人。这种快速发展在机器人史上是独一无二的。”
中国工业机器人产业发展之所以能取得如此耀眼的成绩,主要得益于国家提出的制造强国发展战略。
伴随着制造强国战略的持续推进和全面深化,智能制造这一名词逐渐出现在大众的视野里。截止到目前,智能化的浪潮已经席卷了各个行业,工业制造业领域在这一浪潮下也面临着全面的转型升级。在工业制造业领域面临转型的这一背景下,工业机器人的优势逐渐凸显并显得尤为重要。
其实,从最初的幼稚期、成长期过渡到现在的成熟期,中国工业机器人产业发展并非一帆风顺。众所周知,汽车制造和3C电子是工业机器人最普遍的应用场景,合计占比高达50%以上。
早在2018年,国内工业机器人市场曾一度陷入低迷期,当时,国内汽车制造与3C电子行业发展受限,其中汽车制造业的固定资产投资增速,更是从2017年的10.2%回落至3.5%。
两大行业的不景气,让工业机器人需求放缓,再叠加2017年机器人销量的高基数,导致2018年我国工业机器人销量出现负增长。
同时,2020年新冠疫情的爆发,大量工厂停工停产或延期复工,短期来看,对企业产销造成了巨大的影响,延迟了企业对自动化需求。但从长远来看,疫情在给企业带来消极影响的同时也给工业机器人产业带来了发展机遇。
首先,疫情使海外需求内移。2020 年海外疫情扩散,中国产能快速恢复,海外订单大量涌入,出口业务加速回暖,带动制造业复苏,机器人自动化需求旺盛。 其次,疫情期间,大多工厂采取无人接触的方式进行生产,食品饮料、工程机械等长尾行业对机器人自动化的认知度和接受度出现飞跃式的提高,促进工业机器人开拓更多的制造业应用场景和应用工艺。
据数据统计,从产量来看,中国工业机器人年产量居世界首位,2021年1-7月工业机器人累计产量为205094套,同比增长64.6%;
从装机量来看,自2016年开始,中国工业机器人累计安装量位列世界第一;
从市场规模来看,我国工业机器人市场规模超过60亿美元,约占全球市场份额三分之一,是全球第一大工业机器人应用市场。
从产量、装机量以及市场发展规模来看,我国均处于领先位置。
反观工业机器人产销数据可以看出,我国工业机器人产业在不需要太多时间积累、浅层次的技术方面,发展得比预期快;而在需要长时间累积的、关键核心零部件技术上的,发展要比预期慢。
可以说,中国工业机器人和工业软件的发展态势大致相同,在关键核心技术和产品方面,被国外垄断的现象同样严重,全球主要的工业机器人供货商,ABB、发那科(FANUC)、库卡(KUKA)和安川电机(YASKAWA)占据了中国30%的市场份额,其中发那科(FANUC)的销售占比最高,占比达到10%。
在工业制造领域,同工业软件一样,工业机器人已成为国家实现制造强国的关键因素,其重要性早已不言而喻。摆脱国外垄断,实现国产替代已成必然。虽然,目前中国工业机器人市场发展向好,但从国产工业机器人国产替代角度来说,还有很长的路要走。
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