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疫情對工業的長遠影響:機器需求增大來替換人

新冠疫情下,服務機器人價值凸顯。減少人與人之間的接觸是防止疫情擴散的有效手段,在此背景下,用機器人替代人工的需求被激發,服務機器人在醫療、配送、巡檢等領域走上防疫一線。服務機器人目前處在發展早期階段,新冠疫情讓社會更多看到了服務機器人的價值,為行業做了一次良好的市場教育,此次疫情有望成為行業發展的催化劑。
 
 
 
配送領域
 
 
 
此次疫情案例:云跡、擎朗、普渡等企業的配送機器人。移動機器人行業已經發展數年,并在酒店、餐廳、醫院、寫字樓等場景內探索出成功的應用模式。在此次疫情中,擎朗智能向杭州和上海等地捐贈送餐機器人,在隔離定點單位中為隔離人員配送三餐;云跡 科技向武漢火神山醫院捐贈了十幾臺機器人進行物資配送;普渡科技提供機器人為隔離人 群提供免接觸送餐,已向深圳、杭州、長沙等地的疫情控制機構送出約 100 臺設備。
 
 
 
配送機器人聚焦 10-1000米領域。移動類機器人的活動范圍可以分為四類:
 
 
 
(1)0-10 米:家庭場景。主要分為家庭作業類和家庭陪護類。該類場景的環境復雜度較低。
 
 
 
(2)10-100 米:酒店、寫字樓、商場等場景。該范圍多為室內環境,人員流動大、環境相對多變,對 機器人的性能要求較高。
 
 
 
(3)100-1000 米:社區等場景。該范圍多為室外環境,相比于室內環境,光線強度變化較大,環境復雜度更高。
 
 
 
(4)1000 米以上:自動駕駛等場景。近年來,隨著低成本的導航移動方案有了很大的提升,很多企業圍繞導航移動開展了商用化的探索。
 
 
 
 
 
 
 
配送機器人應用于多個細分場景,市場空間約 300 億元。云跡推出了酒店送物機器人, 鈦米推出了醫院運送機器人,yogo 推出了在寫字樓內的送物機器人,納恩博推出了外賣機器人,擎朗推出了餐廳送菜機器人。專注于某個場景的優勢是能夠較快地落地產品并構建在該場景中的壁壘,劣勢則是行業天花板較低,可能出現增長瓶頸。
 
 
 
配送機器人目前主要應用于:
 
 
 
(1)酒店:用于替代服務生為客房配送物品。目標酒店客戶約 9 萬家,其中高檔 酒店(4-5 星級以上)近 2 萬家。
 
 
 
(2)寫字樓:用于配送快遞、外賣、文件等物品。主要針對一線城市寫字樓,存量超過 5 萬棟。
 
 
 
(3)醫院:用于配送藥品、檢驗樣本、醫療器械 等物品。目標醫院有近 3 萬家。
 
 
 
(4)餐廳:用以配送餐飲食物。全國餐飲門店數量超過 800 萬家,如果以頭部 1%的餐飲門店作為目標,則約有 8 萬家目標客戶。綜合考慮以上幾個 目前主要的應用領域,按照每個目標客戶使用 2 臺配送機器人計算,市場容量約為 50 萬 臺。參考市場上商用服務機器人售價 5-8 萬元/臺計算,市場空間約為 300 億元。
 
 
 
醫療領域
 
 
 
醫療機器人分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人、醫療服務機器人四大類。根據賽迪研究院的數據,2019 年,國內醫療機器人市場規模 43.2 億元,占服務機器人市場 規模的 28.2%。其中,康復/輔助/手術/醫療服務機器人分別占比 47%/17%/23%/13%。此次疫情中,主要投入使用的是醫療服務機器人中的消毒機器人產品。
 
 
 
 
 
 
 
此次疫情案例:鈦米智能消毒機器人和大疆消毒無人機表現突出。
 
 
 
(1)根據澎湃新聞 1 月 31 日的報道,醫療服務機器人公司鈦米已經向武漢輸送 10 臺智能消毒機器人,用于幫助控制新冠疫情。鈦米智能消毒機器人能夠替代人工,通過自主移動對環境物表和空氣進行多點消毒,從而減少醫護人員感染機率。鈦米成立于2015 年,獲得國科嘉和、IDG 等多家知名投資機構的投資。科沃斯于 2017 年和 2018 年參與鈦米融資,目前持股比例為 1.86%。
 
 
 
 
 
 
 
(2)大疆于 2 月 4 日發布“疆軍戰疫”行動,設立 1000 萬基金支持各地安全防疫。大 疆防疫服務隊在深圳的義務消殺活動覆蓋工廠、醫院、社區、隔離點等區域,作業面積超 過 300 萬平方米。相比傳統的人工消殺,無人機防疫減少了人力,避免交叉感染,同時立 體噴灑消毒藥液,空間范圍更大,防疫消殺效果更好,效率更高。
 
 
 
 
 
 
 
巡檢領域
 
 
 
此次疫情案例:優必選警用巡檢機器人。優必選推出警用巡視機器人“建國”,通過自動巡邏對現場實施監控,實現了對口罩狀態下人員的有效識別,同時可以檢測人員體溫。優必選的 5G 機器人充當高速檢查站義警,減少人員近距接觸帶來的感染風險。
 
 
 
巡檢機器人目前最成熟的應用是在電力行業,主要應用于輸電、變電、配電環節。電力行業包括“發電—輸電(高空、地下)—變電—配電—用電”5 個環節。電力巡檢機器人主要應用在中間的輸電、變電、配電環節。
 
 
 
(1)輸電環節:對于高空輸電,一般用無人 機對架空線路、塔架進行隱患排查;對于地下輸電,一般用隧道機器人對電力管廊內的設備進行監控。
 
 
 
(2)變電環節:變電站是各級電網的核心樞紐。變電站機器人在室外環境下工作,具備自主移動、智能檢測、分析預警等功能。
 
 
 
(3)配電環節:配電站是電網的末端站點,數量眾多。
 
 
 
配電機器人在室內環境下工作,在小型化、輕量化、環境交互系統等方面和變電機器人存在差異。電力機器人市場空間達百億級,頭部企業逐步登陸 A 股。 
 
 
 
(1)配電站巡檢:全國共有約 30 萬個配電站,目前配電站機器人的售價約 50 萬元/臺。按此測算,配電站機器人的滲透率每提升 1 個百分點,將帶來約 15 億元的市場規模。
 
 
 
(2)變電站巡檢:全國 110kv 以上變電站數量約 3 萬個,變電站機器人售價約 80 萬元/臺。按此測算,變電站機器人的滲透率每提升 1 個百分點,將帶來約 2-3 億元的市場規模。
 
 
 
(3)帶電作業:目前全國配網 帶電作業班組達到 3000 個左右。按照每個作業班組配置一臺帶電作業機器人、單臺機器人價格約 300 萬元計算,帶電作業機器人的滲透率每提升 1 個百分點,將帶來約 1 億元市場規模。在國內電力機器人行業中,億嘉和已經于 2018 年 6 月上市;申昊科技于 2019 年提交招股書;根據澎湃新聞報道,國網智能目前也在推動科創板 IPO 項目。
 
 
 
家用領域
 
 
 
家庭場景的服務機器人發展前景廣闊,掃地機器人已率先破局,國內市場空間約 300 億元。從 2014 年到 2019 年,國內掃地機器人銷售量從 105 萬臺上升至超過 600 萬臺, CAGR 均超過 40%。復盤掃地機器人發展歷史,技術迭代和價格下降是行業發展的兩條主線。
 
 
 
(1)技術迭代:除了隨機—規劃—智能這樣的大的技術迭代外,掃地機行業還有大量 的微創新,例如加入邊刷、手機 app 控制、掃拖一體等。每一次大的技術迭代周期,行業格局都會被重塑,技術落后的企業被淘汰,站在技術前沿的企業崛起。
 
 
 
(2)價格下降:在技術發展相對平穩的時期,競爭的關鍵是性價比,在這一點上國內企業無疑占據著優勢。目前,在國內市場,科沃斯市占率約 45~50%,石頭科技市占率約 25-30%。長期來看,按照掃地機器人滲透率提升至 25%計算,對應國內市場空間約 300 億元,是目前市場空間的三倍。在家用場景中,除掃地機器人外,擦窗機器人、空氣凈化機器人、陪護類機器人也值得關注。
 
 
 
 
 
 
 
長期前景:行業處于成長期,中國有望引領行業發展
 
行業概況:服務機器人行業處于成長期,市場規模超百億美元
 
 
 
服務機器人行業處于成長期,2019 年,全球/中國的服務機器人行業規模為 94.6/22.0 億美元。服務機器人一般可以分成專業服務機器人和個人/家庭服務機器人。
 
 
 
(1)專業服務機器人:屬于 to B 的產品,應用于物流、醫療、電力、建筑等服務行業,其需求主要來自 于各個服務行業的自動化需求和輔助需求。
 
 
 
(2)個人/家庭服務機器人:屬于 to C 的產品, 主要應用于家庭環境,滿足客戶在娛樂、教育、陪護、家務等方面的需求。根據中國電子 學會的統計和預測,2019 年,全球/中國的服務機器人行業規模為 94.6/22.0 億美元,同比 +14.1%/+33.3%,5 年 CAGR 為+21.9%/+36.8%。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
中國服務機器人市場規模占全球市場 25%。根據中國電子學會的統計和預測,近 5 年,中國服務機器人市場規模占全球市場約 25%,由于中國的行業增速快于全球的增速, 未來這一比例有望達到 30%。在無人機、掃地機器人、平衡車等發展較成熟的子行業中, 單一中國市場就能支撐百萬級的產品出貨量。
 
 
 
規模效應不僅體現在成本優勢上,還使得國內龍頭企業能在高出貨量的基礎上獲得用戶反饋,快速迭代自身技術,不斷完善產品性能。在工業機器人領域,由于核心零部件受限于國外廠商等原因,中國企業仍處于行業追隨者的位置。在服務機器人領域,各國從同一起跑線上開始發展,目前中國已經處于全球領先集團之中。中國在市場規模、產業鏈、產業環境等方面都具備全球競爭優勢,我們認為, 未來中國有望成為全球服務機器人領域的領導者。
 
 
 
 
 
 
 
行業驅動:服務機器人的需求來自替代人類、輔助人類、創造新領域
 
 
 
雖然不同品類的服務機器人應用場景各不相同,但從產品作用的角度,可以分為替代 人類、輔助人類、創造新領域三大類。在不同需求類別的服務機器人里,都已經誕生成功落地的企業案例。例如,用以替代人類的配送機器人云跡科技、輔助人類的工業級無人機和航拍無人機、制造新領域的家庭陪護機器人等。
 
 
 
 
 
 
 
替代人類:行業驅動力是服務產業的自動化需求,用機器換人。根據國家統計局數據, 中國第三產業在 GDP 中的占比持續提升,2019 年已達到 53.9%,同時,第三產業 吸納了超過 45%的就業人員,是第二產業的 1.7 倍。在工業化時代,汽車、電子、家 電等制造行業的自動化需求拉動了工業機器人的蓬勃發展,而往后看,隨著第三產業的崛起,醫療、物流、餐飲等服務行業的自動化需求有望拉動相應的服務機器人品類的需求。尤其是在高風險的服務型行業,比如醫護、救援、消防等,機器換人的需求更強,這在此次新冠疫情中得以顯現。
 
 
 
 
 
 
 
輔助人類:服務機器人和人類可以是協作關系。服務機器人通過人工智能、運動控制、 人機交互等技術,能有效提升人類現有的工作效率。這類機器人并不替代人類,而是以協作的形式共存。此類服務機器人價格主要以其對提高人類工作的價值為參考。以達芬奇手術機器人為例,使用其輔助手術,一般需要在傳統手術費用基礎上增加3萬元,這 3萬元增量價值反映了達芬奇手術機器人對醫生做手術效率的提升。
 
 
 
創造新領域:部分服務機器人企業嘗試創新的應用場景。隨著服務機器人技術的發展, 部分企業不滿足于只在原有領域替代或輔助人類工作,也開始挖掘新的需求領域。目前此類產品大都處于市場探索和驗證階段,例如格斗機器人、情感機器人等。此類產 品需要跟蹤驗證其所創造的新需求是否是真實的需求。
 
 
 
 
 
 
 
行業變化:子行業景氣分化,龍頭企業脫穎而出
 
技術發展:導航移動技術商業化程度高,頭部企業技術平臺化
 
 
 
服務機器人的智能性主要體現在導航移動、運動控制、感知交互(視覺、語音)這幾 項技術。我們認為,目前的技術成熟度排序是導航移動>運動控制>感知交互。
 
 
 
基于導航移動技術的掃地機器人、物流機器人、無人機是最早成熟的子行業;基于運動控制的舵機玩具機器人也在快速成長中;而基于語音交互的兒童陪護機器人和商場導購機器人雖然數量眾多,但由于技術限制,目前仍然難以完全滿足用戶的需求。
 
 
 
 
 
 
 
部分龍頭企業技術平臺化,并向外輸出模塊化的核心部件和技術解決方案。服務機器 人企業的發展大致可以分成兩個階段:
 
 
 
(1)單一爆款階段:服務機器人企業在導航移動、運動控制、感知交互等技術領域擁有一項或多項核心技術,并找到這項技術落地的應用場景,再成功商業化推出爆款產品。例如大疆航拍無人機(飛控)、科沃斯掃地機器人(室內導航移動)、優必選 Alpha 機器人(舵機)。
 
 
 
(2)技術平臺化階段:在爆款產品高出貨量的基礎上,不斷迭代和打磨企業的核心技術,并將核心技術平臺化,開發出其他品類的服務機器人,例如大疆植保無人機(飛控)、科沃斯商用機器人(室內移動導航)、優必選 JIMU 機器人(舵機)。部分龍頭企業也開始對外部企業提供模塊化的核心部件和技術解決方案。
 
 
 
 
 
 
 
受益于工程師紅利和高端人才儲備,國內服務機器人行業處在人才紅利期。國內目前已經形成珠三角和長三角等多個服務機器人產業集群,國內每年大量的畢業生為這些企業輸送了充足的技術人才。
 
 
 
此外,華人學者在服務機器人相關領域的研究已走在世界前列。根據美國白宮發布的《國家人工智能研究與發展策略規劃》,中國和美國在深度學習領域的研究領先其他國家。華人學者在人工智能領域已經具有相當的話語權,此外,越來越多國內外頂級高校的年輕學者選擇回國投身服務機器人行業,加上業界企業熱衷于和高校成立合作實驗室,國內服務機器人行業梯次化人才結構已經初步形成。
 
 
 
應用場景:景氣分化,部分子行業已經實現良性發展
 
 
 
服務機器人不同子行業景氣度開始分化。前幾年,受益于深度學習技術的突破,以及資本的助力,服務機器人各個子行業迎來百花齊放的階段。但隨著客戶嘗鮮心理逐漸褪去,我們觀察到不同子行業的景氣度出現明顯分化。過去三年中,無人機、掃地機器人、配送機器人等行業進入良性發展階段,而相反,兒童陪護機器人和導購機器人市場已成紅海市 場,同質化競爭嚴重。
 
 
 
應用場景和技術水平是行業景氣度的決定因素。我們在報告《服務機器人專題研究報 告—技術革新靜待奇點來臨,產品落地與機器人共舞》( 2016-11-9)中提出,一個新的服 務機器人品類能否興起主要取決于其技術是否成熟,以及應用場景是否選取恰當。在應用場景方面,能夠對用戶產生價值的場景一般具有任務單一、重復度高、空間結構化等特點;在技術領域,需要判斷技術是否具備商業化的條件,例如,受限于 AI、網絡、收聲等瓶頸, 市場上尚未出現讓用戶真正滿意的語音交互類服務機器人。
 
 
 
服務機器人頭部企業與資本市場的互動增強,優質企業陸續登陸 A 股。在二級市場, 先前 A 股企業涉足服務機器人業務主要通過收購或參股的方式進行,服務機器人在 A 股也 更多屬于主題投資范疇。2018 年,掃地機器人企業科沃斯和電力機器人企業億嘉和相繼 上市,A 股迎來純正的服務機器人企業。科創板開通后,更多優質的服務機器人企業有望 登陸A股市場,九號智能(平衡車)、石頭科技(掃地機器人)都已經在推進科創板 IPO 項目。
 
 
 
全產業鏈:核心部件不受制于人,產業生態逐步建立
 
 
 
服務機器人產業鏈包括底層硬件、技術模塊、終端產品。(1)底層硬件:主要包括芯片和各類傳感器; (2)技術模塊:基于底層的芯片和傳感器,以及配套的算法,能夠開發出導航移動、運動控制、感知交互(視覺、語音)等技術模塊;(3)終端產品:服務機器人終端產品是技術模塊與功能組件的組合,其中,技術模塊是服務機器人智能性的基礎,而功能組件決定其應用領域。例如,科沃斯的技術模塊主要是室內導航移動技術,功能組件是清掃和拖地的零部件。
 
 
 
服務機器人全產業鏈上國內都有全球領先的企業,核心部件并不受制于國外供應商。在底層硬件領域,中國擁有寒武紀和地平線等芯片企業,思嵐科技和鐳神智能等傳感器企業。在技術模塊領域,中國擁有科大訊飛(語音)、商湯科技(視覺)、奧比中光(體感)等企業。在終端產品領域,中國已經誕生了大疆創新、科沃斯、石頭科技、優必選、九號智能等一批已經成功實現商業化的企業。產業鏈上不同環節的國內企業形成了正反饋機制,優秀的底層硬件和技術模塊企業幫助國內終端產品企業不斷提升產品性能,而大量終端產 品的銷售和用戶反饋又給硬件和技術企業提供了打磨和迭代自身技術的機會。
 
 
 
國內正逐步形成核心部件—本體制造—集成商的上下游合作模式,配套的保險等服務 也開始出現。在服務機器人行業發展初期,產業生態并未建立起來,很多企業不僅需要投入研發上游的核心部件,還需要直接開展市場推廣活動。我們看到,未來在發展較成熟的子行業中,已經出現類似工業機器人行業的“核心部件—本體制造—集成商”的上下游模 式,服務機器人企業通過外購的方式獲得核心部件,自身專注于本體產品的開發制造,再交由下游的集成商來做市場推廣。
 
 
 
 
 
 
 
在無人機行業,這種上下游合作的模式正在實踐中,例如,大疆生產農業植保無人機,各地的植保隊購買大疆的無人機來為農戶提供植保服務。近年,大疆通過降低農業植保無人機的價格來培育下游的植保隊的規模,同時也提供飛手培訓和無人機保險等服務,整個無人機的生態體系正在逐步完善。
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