机器人/ 人形机器人“十五五”产业发展预测

机器人/ 人形机器人“十五五”产业发展预测
2025年01月30日 12:36 电子产品世界

机器人产业是实体经济和数字经济深度融合的典型代表,是培育发展新质生产力的重要方向。2024 年底,在“赛迪顾问‘十五五’重点产业落地工具册新闻发布会”上,先进制造业研究中心的副总经理高超对机器人产业进行了分析。

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1   我国机器人产业现状与趋势

我国已长期保持全球第一大机器人消费市场。在工业机器人领域,我国已经连续11 年成为了全球第一大市场,并且在近两年,全球超过50% 的机器是安装在我国的,这是我们非常突出的一个优势。

在服务机器人和特种机器人领域,我们也有一个非常大的消费市场。

1.1 发展驱动力

未来我国对于机器人的需求也会持续增加。其主要驱动力有两个:一是我们的工作和生活对品质的要求不断提升,二是我国人口老龄化、人口结构的变化也是一个不可逆的趋势。

在这种趋势下,有几个方面来驱动机器人的持续增长。

●   很多工作缺乏足够多的劳动力。例如未来养老助残、医疗陪护方面,可能没有足够多的人去服务数量庞大的老年群体。

●   有些工作人们不想去干。这些工作的工作环境比较差,或者待遇比较低,社会地位比较低,所以未来的人不想去从事这类工作。

●   有些工作人干得不够好。例如对于医疗机器人,一些高难度的手术需要工作时间长、经验丰富的大专家来做,因为需要手控制得非常精确。如果有医疗机器人,可以帮助医生把这种工作难度降低,使得有一定经验的医生也可以从事这种工作。

●   人不适合做的工作。主要是高危险的工作,例如化工厂、野外火灾现场、核设施等环境。

所以总体上,未来机器人的市场会持续快速地增长,越往后期可能增长越快,这是未来非常大的一个机遇。

1.2 市场规模

国际巨头企业目前依然占据比较明显的优势。在工业机器人领域,传统有4 家很强的国际龙头机器人企业,它们在这个领域是长期主导的地位。

在服务机器人、特种机器人、人形机器人领域,我国企业的竞争力在快速提升,一批自主品牌的企业在崛起。关于我们的规模,在过去3 年(2021—2023)我国的机器人规模呈现稳步增长的趋势,在2023 年规模达到了897.3亿元(注:这个规模可能比以往宣传的数字少一些,因为这是仅限于本体/ 整机的)。

我国在工业、服务、特种、人形4 个方面都有明显的进步,近年来的水平都是在持续稳定快速地增长,预计未来会迎来跃升发展的机遇。

赛迪顾问预计到2025 年,本体/ 整机领域的产业规模可能会超过1,000 亿元,接近1,400 亿元,到2030年可能会接近4,000 亿元。

1.3 发展趋势

从技术领域来看,主要有融合化、高端化和国际化方向。

●   融合化。指机器人会与很多其他领域的新技术共同发展,最典型的案例就是融合AI,例如最近大模型非常火,如果用于机器人,会整体改变机器人的研发路径。例如我们要开发一款机器人,它需要工程师去根据机器人自身的结构(诸如胳膊的结构)、运动到的位置、要做什么工作去编程,把这个工作规定好,把相应的触发条件和最终的判断条件要设定好,机器人才能有这样的功能。这需要大量的时间才能把机器人开发好。而未来我们可以通过大模型的方式,把相关的操作教一遍给它,例如相关的数据库案例输入给它,它自己去学习,自己去掌握技能,自己去学会如何判断、执行,这样有可能改变以往传统的机器人开发模式,给机器人开发带来一个非常大的发展机遇。

此外,包括新材料、新传感、大数据、元宇宙等都能赋予机器人更大的发展机遇,促进机器人跃升发展。

预计“十五五”时期,机器人技术将与人工智能、新材料、新型传感、生物仿生、元宇宙、脑机接口等前沿技术进一步融合发展,多个关键零部件性能也将进一步提升。

表1 全球机器人关键技术演进趋势

数据来源:赛迪顾问,2024年10月数据来源:赛迪顾问,2024年10月

●   高端化。

第一,突破峰值性能。机器人以往能从事的工作有限,有些工作可能还需要人去辅助,将来会突破当前的峰值性能,例如能从事更高速度、更高负载、更高精度的工作。

第二是突破特殊场景。例如以往有一些高危险的、复杂度很高的,或是比较极端的环境(诸如核辐射、真空环境等),以往的机器人可能并不能做得特别好,未来它也会进入这样的一些特殊场景。

第三是突破一些前沿技术。可能上述的融合发展,也包括机器人自身的工艺和控制更进一步。

●   国际化。

包括三个方面。

首先,指我们的机器人要走出去。过去几年,我国的机器人出口规模是在快速增长的,这是我们以往的向外销售产品的模式。

其次,近年来,我们的这个模式也在升级,未来可能是系统集成和服务走出去。这也是目前国际的下游用户很喜欢我国产品的一个特点——我们不仅卖产品,而是卖整套的解决方案,包括配套的服务。

第三个方向是标准和知识产权走出去。近年来我国相关的龙头企业和协会非常重视,逐步去铺开资源做的一个方向。以往我们只是在别人的模式下,基于别人的认证标准去输出我们的产品,现在我们更加积极主动地去参与到国际标准的制定,同时我们的企业积极地去布局国际的专利,为未来的国际化发展来铺路。

2   产业结构与发展机遇

主要介绍4 个领域的产业发展机遇,工业机器人、服务机器人、特征机器人、人形机器人。

2.1 工业机器人——2030年将突破1,000亿元

预计到2025 年的投入规模会接近700 亿元,到2030 年可能会增长到1,000 亿元。

机遇有如下三点。

第一,突破关键技术。总体上,“十五五”时期,工业机器人会在新技术突破的加持下,渗透率有大幅提升。虽然过去我国工业机器人规模增长很快,制造业领域的机器人密度(每万名工人拥有的工业机器人数量)已经位居全球前三了,已经是一个机器人密度很高的领域。但如果从制造业宏观上看,工业机器人的应用还是比较有限的,只是在汽车、电子等个别产业里的应用比较突出。

整体上,工业机器人受限于什么?就像上述的传统的工业机器人依赖人去编程,所以机器人的应用场景有限,如果要在新的场景、领域布置机器人,就需要很长的开发过程,有很高的门槛。所以综合来看,哪怕是在汽车这样的机器人应用已经很宽泛的领域,也有很多包括总装/ 装配等领域还是依赖人去做的。

所以总体上,在工业领域,机器人应用还是有很大的进步空间的。

第二是优化质量标准。以往很多用户/ 企业不太信任、不敢用机器人,是出于机器人产品的可靠性、稳定性、一致性还有所欠缺,所以很多用户还是在观望阶段。未来这方面也是我们要进一步去提升的方面。

第三是推进创新应用。基于我们的技术和更好的产品,把我们的应用打开。这部分也是需要做更多示范,让用户能够接受这样的产品。

2.2 服务机器人——未来市场潜力突出的领域

赛迪顾问预测服务机器人未来的增长可能会快于工业机器人,在2025 年的规模可能达到388.0 亿元,预计到2023 年有望超过1,400 亿元,甚至可能会超过工业机器人(1,052.6 亿元)的规模。这是未来市场潜力非常突出的一个领域。

总体上,其趋势是针对更深层次的需求,开发更精准的产品和服务。

我们扩大机器人规模的机遇有三个:提升智能水平,开展生态集成,打响自主品牌。

●   提升智能水平。我们现在的服务机器人是什么样的?其实更多的是以人类助手的角色来存在的。例如扫地机器人,它并不能完全让我不需要打扫,只是能帮我打扫很多比较简单的地方,一些犄角旮旯、扫不干净的地方还得需要我们人去做。

再例如医疗机器人,目前还是医生的助手,可以帮助医生把复杂的操作简易化,但它依然需要医生去拿着机器人去操作,并不能代替医生去做手术。所以这个方向就是未来服务机器人要去增长的方向——通过提升智能化水平达到这样的程度。以后有望解决更深层次的需求,从人类的助手变成真正的人类伙伴,或者代替人去做工作。

●   开展生态集成。例如我们目前可能只买一个扫地机器人,未来有可能买的是智能家庭一整套产品,包括各种各样的家庭服务机器人。我们的公共服务领域也会有这样的趋势——生态集成。

●   打响自主品牌。包括在国内和国际的品牌。

2.3 特种机器人——从试点示范转入规模化应用阶段

未来也会有较大的增长。预计到2025 年产业规模将达到150 亿元左右,2030 年可能会突破500 亿元。这部分主要是从试点示范转入规模化应用阶段。例如有一些消防局、公安局、高速救援部门等采购一些机器人,但主要是出于示范应用,并没有被广泛铺开地去深度应用。

机遇是硬件载体的模块化和控制算法智能化。

●   硬件载体的模块化,即特种机器人针对特殊的工作来进行模块化组合,使机器人有更大的实用性。例如当需要用摄像头去观察化工厂里的跑冒滴漏时,可以用四轮的运动模块驱动它跑过去,也可以用无人机底座让它飞过去,在一些很难进入的地方,也可以用四足、六足机器人让它走进去。所以硬件包括移动模块、任务载体模块、任务载荷、电源功能模块等,它们都可以灵活地组装配对,以适应用户的更加丰富的需求。

●   控制算法智能化。这也是未来使它实用性的重要方向。

2.4 人形机器人——我国未来产业的重点方向

我国对人形机器人的期望非常高,是未来经济发展的一个非常重点的领域。预计2025 年产业规模将突破160 亿元,2030 年能突破860 亿元。

总体趋势是“十五五”期间会由资源拉动,逐步转为市场驱动。目前人形机器人为什么这么火热、增长快?

其实是资源驱动的。例如我国政府非常重视,出台了一系列政策,我们的很多企业去投资布局,甚至有很多跨领域的科技巨头进入这个赛道。而未来可能逐步地转向市场驱动。当资源投资完成了以后,下一步很重要的一点是人形机器人的实用性到底有多高?未来要靠市场驱动,是否有巨大的需求来把它往可能千亿乃至万亿的市场规模去拉动?这是未来人形机器人领域要重点去做的事情。

如何去强化市场对它的使用需求?

首先要强化作业能力。我们可以看到很多人形机企业的宣传点在于我的人形机器人可以走多快、走多远,步速是怎么样的,可以上楼梯、下楼梯,甚至可以后空翻……它其实更多属于其本体运动性能,但这无法带来下游市场的驱动力。未来可以有实际的作业能力,可以在工厂里做装配,在家里做家务,可以在特种领域/ 野外去执行更复杂的任务……,这才是非常重要的,是我们未来发展重大机遇。

其次,开启规模化生产,打通商业逻辑,这样才能打通市场的驱动力。

3   人形机器人的热点问答

3.1 什么条件下会进入到规模化量产阶段?

首先,在研发、设计和制造环节,人形机器人整机及其零部件还需要一定的发展过程。因为现在市面上企业的整机或基础结构会有一些细微的差别。在一些关键零部件领域,传统机器上用的和人形机上用的要求也不太一样,因此在整个制造环节还是需要一定时间去慢慢发展。

其次,规模化生产最主要的一个驱动因素在于首先得有规模化的需求。可能不仅是产能能达到每年生产几百、几千、几万台就可以了,也得能卖出去。目前人形机器人在教育领域需求会多一些,但这个领域的需求并不是那么宽泛,我们还需要去打开更多的下游市场,使更多的用户愿意去购买它,这样它才能真正进入到良好的规模生产阶段。

3.2 国内外的差距

并不存在多大的差距。因为我国的发展阶段与国外类似,都处在前期探索的过程中,所以目前很难像其他机器人领域一样,看出某个领域谁领先或落后。

3.3 降价到多少合适?

成本也是能否大规模应用的重要因素之一。那么人形机器人大概降到什么样的价位,才能在实际中广泛应用?

赛迪顾问的高超指出,现在谈大规模量产还比较遥远。首先得实现人形机器人的实用性;其次,目前的价格可能更多的是对于开发环节有意义。

●   人形机器人目前还处于探索期,业界在探索人形机器人应该具有什么样的功能,人们才愿意去试用?这才是第一步。

目前包括汽车厂在内的很多企业还没到考虑多少价格用户才会去购买的阶段,而是不管人形机器人有多贵,但能不能解决实际问题。举个夸张的例子,以往这个工作是人去做的,人5 分钟就把这个工作干完了;如果换成机器人去做,不能1 天才能干完这个工作,最起码要5小时以内、50分钟以内或15分钟以内干完。即当人形机器人有一个能和人比较接近的功能时,客户才愿意去试用,然后试用成熟以后,客户才会考虑用多少钱去购买。所以目前还卡在前面,还不是因为它的价格去制约,而是前面的功能性在制约。

●   价格制约方面,目前最集中地体现在科教领域:课题组或初创企业需要购买人形机器人整机,然后基于它去开发各种功能,这时会考虑价格,以往可能需要一二百万元去买一台,之后可能三五十万元买一台,现在可能需要10 万元买一台。所以价格降低会让更多的科教人员参与到开发过程中,以推进产业的发展。

3.4 为什么要拘泥于“人形”?

2024年各种展会、技术大会上,可以看到人形机器人的实操性加强了,包括分拣、搬运等场景。但其实以前的工业机器人/ 机械臂做这些工作已经很成熟了,为什么要拘泥于人形?是不是之前业界把这个故事炒作起来后,人们就一窝蜂地涌入了?

实际上,人形发展的底层逻辑至少有两条。

第一条:为什么要像人形?人形的一个好处在于它和人交互的时候可能会方便一些。例如搬运,在工厂里确实没必要一定是人形机器人去搬运,但如果在身边的超市里,人们去超市买东西,这时超市里有一个人形机器人在为你服务,可能会比“四轮底座+ 机械臂”的机器人亲切一些。所以在人机交互方面,人形结构会有一定的优势。

第二条底层逻辑并不在于人形本身。目前行业内也在讨论对于这个领域具体怎么定义。人形是一种方案,但也有可能是一种通用机器人。就人形结构来看,优势之一是它的通用性比较强,是一种通用性突出的仿生机器人。当然人们也可能会发展其他类型的通用机器人,来解决以往专用机器人比较受限的问题。所以有可能在一些不一定需要人形的地方,是其他类型的通用机器人在做事。区别于以往的机器人,这是一个新的发展的方向。

但是如果是人形和其他的各种通用机器人相比,人形的优势是用机器大模型的方式,它的进化速度可能会更快。因为用人去采集数据的效率很高,我们找人去做相关工作,它学习人在操作中的技能,很容易积累出相当数量的数据。

3.5 人形机器人vs.工业机器人

在人形机器人进入工厂之前,中国和美国的工厂就已经配备了很多的优质工业机器人。在这里,人形机器人会取代工业机器人吗?

工业机器人和人形机器人的关系是互补的。工业机器人和人形机器人是两类不同的产品,虽然一二十年前,业界也认为六轴的工业机械臂通用性较强,因为它区别于三四十年前的三四轴的专用机械臂,六轴的性能已经非常突出了。但是目前发现工业上的六轴机械臂的通用性也不够强,反而变成了相对专用的机器人,只在需要高精度、大负载或功能性比较局限的应用领域,例如只是搬运,有可能不需要用人形机实现。

人形机器人擅长工业机器人解决不了的领域,例如汽车厂里最后的总装、贴标等在工厂里必须由人来干的环节,未来有可能是用人形机器人去替代。

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