我国工业机器人产业迎来“黄金时代”

　　据国际机器人联合会(IFR)10月13日公布的数据显示，去年全球安装了50万台工业机器人，较2018年创下的纪录超出22%，“机器换人”趋势特征日益明显现。

 

　　近年来，虽然受到了疫情反复的影响。但就长期而言，工业机器人的市场需求有望持续释放。一方面由于未来的“世界工厂”越南，以及欧洲、美国、日本等主力市场劳动人口减少、劳动力成本持续上升的因素，倒逼制造业与仓储物流企业通过引进工业机器人进行自动化升级;另一方面对于以中国为代表的发展中国家正处于产业转型升级的关键时期，其制造业与仓储场景对自动化物流需求日渐凸显，很大程度上带动了工业自动化的需求。

 

　　工信部郭守刚副司长在近日的活动中表示，我国机器人产业规模增长快速。其中，2021年我国工业机器人产量达36.6万台，比2015年增长了10倍。我国已连续八年成为全球最大的工业机器人消费国，稳居全球第一大工业机器人市场。据IFR测算，预计2022年，中国工业机器人市场规模将达87亿美元，2024年有望超110亿美元。

 

　　工业机器人涨价潮迭起 核心零部件本土品牌综合实力明显

 

　　受国际形势影响，全球通货膨胀严重。原材料价格、劳动力成本、物流成本等不断上涨，在工业机器人范围带动了一波涨价潮。日本工业自动化巨头三菱电机近日宣布，自2023年2月1日起对旗下全线产品进行涨价，涨幅为10-20%。其中，工业机器人将涨价15%。对比今年国内外工业机器人厂商的涨价幅度可以发现，国外机器人品牌的涨价幅度大多约10%，国产机器人品牌的涨价幅度大多在2%-8%的范围内。

 

　　在这波涨价潮中，作为国产机器人率先涨价的汇川技术曾在受访时表示，公司产品定价主要受市场需求和原材料供给形势影响。其中，原材料供给对价格的影响更大。尤其，外资品牌的原材料供货周期较长。供货周期长意味着项目执行周期长，资金流转不动，小公司资金管理也随即受到挑战。

 

　　中航证券指出，因今年4-5月疫情，工业机器人生产与交付受到一定影响，导致上半年行业增速变缓。但长远来看，制造业对自动化的需求仍在提升，随着面向工业场景的竞争日益激烈，同质化问题愈加严重，产业链日渐成熟，工业机器人的价格也将走向下滑，这将倒逼着核心零部件的性价比越来越高。如今，我国国产工业机器人部分核心零部件已具备本土替代能力。涨价潮下，国产核心零部件在交付周期、综合性价比方面更具优势。

 

　　尤其在政策导向、人工智能、5G 及边缘计算等一系列利好的助推下，工业自动化的落地进程逐渐加快，已从3C电子、新能源、半导体、汽车等成熟行业向更多领域迅速延伸，行业渗透率的逐渐提高，也带动了工业机器人产业的不断演进。若能从国产核心零部件开始降本增效，也将提高工业机器人的综合竞争力。

 

　　以AMR为例 智能传感器国产化提升综合竞争力

 

　　工业机器人产业链包括上游核心零部件、中游本体、下游系统集成三大环节，中国企业主要集中在本体制造环节，上游的核心零部件大多需要向国外供应商采购，且核心零部件占机器人本体价值的60-70%。若能实现上游零部件的国产化替代，不仅能解决供应链安全问题，显著降低工业机器人的应用成本，缩短拿货周期，也能进一步提升智能制造水平。

 

　　传感器作为上游零部件中的重要一环，相当于工业机器人的手、眼、耳和鼻，可以用于自身运动状态和环境状况的识别。《“十四五”机器人产业发展规划》中，明确将“新型传感器”列为是提升机器人关键基础的重要一环。传感器中的激光雷达，也被列为是35项中国被卡脖子的关键技术之一。

 

　　中高端传感器进口占比达80%，传感器芯片进口

 

　　工业机器人常见的五大应用领域中，应用于物流领域的机器人比例最高，约占38%。现以物流工业机器人领域的AMR为例，对其智能传感器进行分析。智能传感器作为AMR 基础硬件中驱动模块的核心零部件，相当于AMR的眼睛，是ARM感知空间、方向、距离，建图导航、识别障碍物的重要工具。

 

　　随着激光 SLAM 与 VSLAM 技术的持续提升完善，以及资本的不断加持，自主导航AMR领域从2014年开始进入高速发展期，新晋厂商增长迅速，斯坦德机器人、海康机器人、极智嘉、灵动科技等众多优秀的AMR企业诞生并快速成长，满足了兼具标准化与信息化，柔性化与多元化的生产需求。

 

　　曾经，大多数应用于AMR的智能传感器及其他核心零部件主要以采购外资品牌为主。中高端传感器进口占比高达80%，传感器芯片进口更是达90%，国产化缺口巨大。随着我国智能传感器企业的崛起，自主核心技术的不断革新，已满足了从消费级，迈向商用级、工业级等更多领域的应用需求。如今，我国的智能传感器技术不仅实现了多个领域的关键技术突破，将质价比做到了极致，还可为下游客户提供定制化服务，且供货周期较短，有力促进了AMR的综合成本下降及商业化、市场普及率的提升，满足了跨行业、跨场景的定制化感知与柔性扩展的需求。

 

　　比如，之前已在消费级激光雷达领域保持领先优势的EAI科技，近日透露，其武汉研究所一直在攻克的工业级激光雷达最近有了重要进展。一款名为TIA的ToF激光雷达，可以40KHz的测距频率保持高速测距，且重复精度高，一致性好。而且，该款激光雷达还可以最高 30Hz 的可配置扫描频率，保持300 °水平扫描，实现广阔视野。此外，该款雷达整机防尘防水达到 IP67 级，满足户内外的多场景应用需求，可广泛应用于AMR、仓储搬运机器人、无人叉车等工业自动化领域。EAI科技从消费级激光雷达向工业级激光雷达的实践，也是我国智能传感器企业快速发展的真实写照。

 

　　智能传感器在AMR中的未来发展趋势

 

　　目前，常见的工业机器人定位导航技术可分为传统定位导航技术与新兴定位导航技术。其中，电磁导航、磁带导航、二维码导航、惯性导航、激光反光板属于传统定位导航技术。该类技术需要对环境进行改造，添加对应的引导物或标志物适配后方可运行。而激光 SLAM、视觉 SLAM、多传感器融合SLAM 等借助于 SLAM 技术的新兴技术方案，建图与定位无需改造环境，适配更加简易、灵活、高效，同时更具高精度与高稳定性，因此也进一步带动了AMR等工业机器人的广泛落地应用。

 

　　磁条导航与二维码导航，具有维护成本高，路线固定导致灵活性相对较差的特点。视觉SLAM相对激光SLAM的技术成熟度较低，且对光线的依赖度较高，并且算法量大也是行业难点。

 

　　如今，众多的光伏硅片电池生产厂家都有激光 SLAM 导航的 AMR 落地案例，如隆基、通威、天合光能等头部企业，在新的设备导入时，就明确要求必须使用 AMR。锂电行业对 AMR 的需求更是引领行业发展。某龙头企业2021年对外公布的 AMR 相关设备采购额高达约 7 亿元人民币。

 

　　综合导航精度、投入成本、灵活性、应用场景等

 

　　虽然，传统磁条导航和二维码导航凭借高性价比优势目前的应用广泛。但综合导航精度、投入成本、灵活性、应用场景等因素，导航技术融合发展将成为未来趋势。

 

　　当前市场常见搭配方式为激光SLAM+视觉SLAM，二维码导航+激光SLAM，此方案可在一定范围内控制成本的同时，更好地保证物流机器人精度。这种融合导航方式将成为近几年内物流机器人技术的主要应用技术方向。比如，激光SLAM和视觉SLAM技术的成功结合，已在无人叉车领域得到了很广泛的应用。

 

　　在工信部于 2021 年 5 月发布的《“5G+ 工业互联网”十个典型应用场景》中，明确指出无论是柔性生产制造、厂区智能物流，还是无人智能巡检、生产现场监测都与智能传感器息息相关。智能传感器的助力，满足了人机协同与柔性物流的更多需求。

 

　　“机器换人”是工业4.0下大多机械制造业工厂的选择。提高我国工业机器人走向世界的核心竞争力，除了早期通过性价比优势占领市场外，掌握智能传感器等核心零部件的关键技术，才是工业机器人在全球市场提高议价能力及毛利率的关键，只有掌握了核心技术实现自主可控，方能孕育出新产业、新模式、新业态。