万亿级机器人赛道为何最受欢迎

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文字 清波

编辑 唐晓媛

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最接近“人形”机器人的事物已经出现,并且仍在不断发展。

林肯于1863年撰写了《解放奴隶宣言》。到了1920年,作家恰佩克描述了“新奴隶阶级”——机器人的出现。 “机器人”一词最早出现在他的小说《罗梭的万能机器人》中。 捷克语的意思是强迫劳动(robota),也是“robotnik”(奴隶)的变体。

1942年,阿西莫夫撰写了《奴隶宣言》(其更广为人知的名字是《机器人三定律》),彻底定义了机器人的本质:辅助人类劳动、服务人类生活的人类附属品。 。

根据国际机器人联合会(IFR)的分类,机器人可分为工业机器人和服务机器人:承担人类生产制造任务的工业机器人以强大的姿态屹立于全球制造业; 现阶段,以扫地机、智能音箱为代表的服务器机器人正以更加灵活多变的姿态进入生活的各个角落。

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《变形金刚2》厨房小家电集体改造

我们今天写的主题——协作机器人(简称Cobot),字面意思是“能与人合作的机器人”。 可以理解为,机器人和人类可以相互配合,同时在生产线上共同生产。

因此,协作机器人虽然属于工业机器人,但它结合了工业机器人的生产力和服务机器人安全性高、简单易用的特点。

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新松协作机器人涂胶 图片来源:新松机器人官方微博

当今中国的协作机器人是万亿级机器人赛道中最热门的产业之一。 2021年中国协作机器人销量占全球协作机器人市场整体销量的51.02%。

在行业爆发初期的众多助攻中——资本的力量不一定擅长技术,但其嗅觉和视觉却极其敏锐和精准:洞察市场规律和行业趋势,快速培育精准、狠辣、力量强大的人才。 炙手可热的行业新贵。

资本最先感知到协作机器人的快速增长潜力和无尽的下游应用空间。

自2015年中国协作机器人行业刚刚起步以来,新公司不断涌入,包括顺为资本、红杉资本、联想之星、金沙江创投、中金资本、高瓴创投、经纬中国、联想创投、阿里巴巴等。其他投资机构和公司也相继进入协作机器人赛道——

首先,协作机器人领域的持续融资轮次继续加速:

据高工产研不完全统计,2015年至2021年,国内协作机器人市场融资案例共计58起,其中2018年融资案例14起,创历史新高; 2019年和2020年均发生7起案件;

2021年全年,行业融资事件13起,融资总额50.28亿元,创历史新高; 据e-works不完全统计,2022年中国协作机器人市场共发生13起融资事件,总融资规模超过50亿元。 。

其次,去年以来,我国协作机器人领域亿元融资事件增多:

超过亿元的投融资共计9起,其中包括阿里巴巴投资自主研发所有核心零部件的协作机器人公司发奥机器人; 捷卡机器人完成约10亿元D轮融资等

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三、近期发生的几件与国内首家协作机器人上市公司诞生相关的事件:

首先,卡捷机器人与国泰君安证券股份有限公司于2022年12月19日签署上市辅导协议,启动IPO程序。

二、阅江机器人上市辅导备案于2023年1月19日获得证监局登记受理,辅导机构为中金公司。

第三,奥博智能计划于今年第三季度在科创板上市,上市辅导机构为华泰联合证券。

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了解了资本舞台的快速发展后,下面我们将从三个维度来了解协作机器人:

从下游应用来看,为什么说协作机器人最接近人形机器人呢? 为了让它变得更轻、更灵活,像水一样流入每一个细分场景,还需要哪些方面的支撑?

从技术角度看,本土厂商为何增长如此迅速,没有“脖子”可卡? 它如何与AMR(自主移动机器人)深度融合? 如何获得视觉技术和人工智能技术的加持,进一步解锁新场景? 还有哪些不足需要弥补?

从行业趋势来看,为何星舰智能制造判断将成为万亿级机器人赛道最热门的领域?

01 无限广阔的下游应用:需要放在哪里就放在哪里

要回答为什么协作机器人是目前最接近人形机器人的机器人——我们不妨从人类为何总是痴迷于创造“人形机器人”开始——

抛开哲学讨论,就性价比和实用性而言,没有一个机器人比人形机器人更实惠——它看起来和人类一模一样,这意味着不需要改变人类生活和生产的任何场景——你不需要需要改变整个生产线才能使一台机器正常工作。

您甚至不需要为其定制锤子或座椅。 只需使用现成的即可。

此时,协作机器人凭借其便携性、灵活性、高安全性的特点已经做到了这一点:协作机器人,简而言之,就是在充分挖掘和发挥优势的前提下,让两个人在同一条生产线上协同工作。机器人效率和人类智能的关系。 他们互相配合,共同战斗。

与传统工业机器人相比,其灵活性主要体现在:使用前无需像传统工业机器人那样对整条生产线进行改造。 直接投入现有生产线即可。 如果传统工业机器人在使用过程中出现故障,整条生产线可能会停工。 但如果协作机器人损坏了,只需移动另一台,或者干脆用其他人替换即可。

在工业领域,需要“拧紧螺丝”,在现有生产线上放置协作机器人。

在餐饮场景中,如果需要泡奶茶或者调酒,可以在吧台旁边放置一个。

在医疗保健领域,如果需要理疗、按摩,就在床边放一个。

在农业领域,协作机器人也擅长清除杂草、采摘水果和蔬菜。

可以说是该放在哪里就放在哪里。 理论上,只要有人工作的地方就可以安装协作机器人。

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KUKA 协作机器人制作饮料。 来源:库卡官网

作为工业机器人的一个子类别,协作机器人的诞生就是为了解决工业机器人的几大痛点。

工业机器人诞生之初,是针对大企业的。

1959年,约瑟夫·F·恩格伯格发明了世界上第一台工业机器人,1961年,这个名为Unimate的庞然大物跑在美国通用汽车的生产线上。 福特、克莱斯勒等汽车巨头也迅速效仿。 从此,人类制造迎来了新一轮腾飞机遇,突飞猛进,效率倍增。 越来越多的工业机器人也趁机加入需要连续作业、可以替代劳动力的生产线,从而推动现代化大规模生产的进入。 机器人的新时代。

在接下来的几十年里,随着全球经济的持续扩张,这种快速进步持续持续。 工业机器人开始越来越多地应用于汽车及零部件、3C电子、机床、化工等行业。 、物流等领域发挥着重要作用。 然而,即使拥有诸多优点,在实际操作过程中,人们还是难免发现工业机器人的一些缺陷:

首先,由于工业机器人体型庞大、功能强大,因此存在人机交互能力弱、同线作业工人安全性不够等缺点。

其次,由于工业机器人的使用需要安装特定的生产线、改造生产环境等,只有资本雄厚的企业才能承担得起。

1995 年,通用汽车基金会赞助了一个新项目,旨在寻找一种方法让机器人足够安全,能够与工人一起工作。 因此,协作机器人的概念于1996年由美国西北大学两位教授J.Edward Colgate和Michael Peshkin联合提出,旨在解决工业机器人的上述问题。

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巨大而强大的工业机器人 图片来源:FANUC官网

与传统工业机器人体积大、笨重、需要放置在铁栏杆内相比,协作机器人性价比高、便捷安全,能够很好地实现制造企业的人机交互、分工协作等功能。 也就是说,协作机器人的出现,消除了传统工业机器人与生产线工人人机协作的障碍,让机器人彻底摆脱了护栏或笼子的束缚,让它们能够更多地与人互动。 ,最终达到满足生产制造需要的目的。

可以说,协作机器人的出现是伴随着全球中小企业(SME)的崛起及其对生产自动化需求的增加而出现的。

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来源:pixabay

中小企业迫切希望出现一种适合自身企业规模、生产线和人工替代需求、体积不庞大、易于安装和放置的工业机器人。

协作机器人就是在这样的背景条件下诞生的。 它们诞生的使命是让工业机器人能够更好地与人类协作,让工业机器人为更多人所用得起,让其进入更多使用场景。

2008年,丹麦公司Universal Robot开发并交付了世界上第一台协作机器人UR5,使任何人都可以操作机械臂成为现实,并且还实现了碰撞停止和图形化编程等安全和交互功能。从此,协作机器人得到了企业和客户更加广泛的认可和支持,真正进入了世界机器人产业的广阔舞台。

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全球协作机器人目前在各个应用领域都是新来者,正处于挖掘更广泛需求的阶段。 这主要是受到当前视觉技术、智能技术、力控技术等发展和协作的制约,导致协作机器人存在负载低、速度慢等缺点(我们稍后会详细展开)。 因此,它只能替代部分机器人。 不需要高力量或速度的人。

02 发展机器人生态:本地协作机器人实现“弯道超车”

星川智造认为,协作机器人陷入“机器人”和“人机协作”两大赛道。

在机器人赛道上,一定程度上,中国本土的协作机器人已经实现了弯道超车。

2012年至2015年,海外协作机器人产业动荡、分化。 他们开始觊觎中国这块协作机器人尚未得到蓬勃发展的处女地:

高工产研数据显示,2008年以来,协作机器人从萌芽期进入快速发展期;

截至2019年7月,全球协作机器人厂商数量已超过100家,其中70多家已进入中国市场。

不过,中国的协作机器人产业很快将迎来产业爆发。 高工产研所《2022年协作机器人产业发展蓝皮书》提到:

中国协作机器人市场在经历了2017年开始的体量高速增长(60%)之后,迎来了三年的平台期,2018年至2020年增速保持在20%以上;

2021年,中国协作机器人市场迎来第二次增长高峰,增速高达87.62%,比全球协作机器人销量增速高出36.17%。

2021年,中国协作机器人销量占全球协作机器人市场整体销量的51.02%。 2021年全年,中国协作机器人销量达18623台,同比增长87.62%; 市场规模20.39亿元,同比增长76.84%,增长迅速。 2016年至2021年,协作机器人销量和市场规模年均复合增长率分别达到51.94%和41.46%。

至此,有必要简单回顾一下中国协作机器人市场的现状,以便读者打消“弯道超车”的疑虑,理清思路。

事实上,自2013年以来,中国已连续10年成为全球最大的工业机器人消费国。 这与中国宏观经济水平持续向好以及中国政府加大对机器人产业的扶持力度密切相关。

虽然目前国际国内工业机器人市场仍被发那科、ABB、库卡、安川四大巨头牢牢把控,但毫无疑问,工业机器人的主导市场是埃斯顿、埃夫特、汇川、新鑫。 以宋、广数控、珞狮、​​卡诺普等为代表的国内机器人企业近年来迅速崛起、蓬勃发展,成为这个曾经被海外巨头把持的领域中一支不可忽视的力量。 骨干

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而协作机器人,正是因为诞生较晚,相对精度、速度、负载较低,进入门槛相对较低,成为国产机器人的生力军。 他们已经能够迅速崛起并与海外巨头竞争。 就连弯道超车最出色的品种——

几乎绕开了国内国产工业机器人在RV减速器等高端核心零部件“依赖进口、卡壳”的现状。

原因正如当前火热的新能源汽车市场一样:国产新能源汽车的市场份额毫无疑问已经超越外资品牌。 但这并不意味着我们的汽车制造综合水平已经全面领先美国、欧洲和日本。 韩国等传统汽车制造强国。

此外,中国协作机器人市场的增长动力还得益于以下各方的共同助力:

1、从宏观角度看,劳动力成本上升等外部因素正在推动企业加快自动化、数字化、智能化进程。

2、制造业的生产制造模式正在从大规模、单一向小批量、多品种转变。 也就是说,柔性生产将是未来企业制造的迫切需求。 这也对安全性提出了更高的要求。 协作机器人可以满足柔性自动化生产和安全可靠的双重需求。

3、在我国机器人产业国产替代加速的背景下,协作机器人的价格越来越实惠。 再加上其部署成本低等优势,将会被越来越多的企业所熟悉和使用。

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Eft智能码垛机器人 图片来源:Eft官网

在谈用本地协作机器人打造“生态系统”之前,我们先跟大家分享一下我们总结的协作机器人的五个特点和五个优势:

特征:

1、轻量化:使机器人更容易控制,提高安全性;

2、友好性:保证机器人表面及关节处光滑平整,无容易夹伤操作者的尖角或缝隙;

3、感知:感知周围的环境,并根据环境的变化而改变自己的行动;

4、人机协作:具有灵敏的力反馈特性,达到设定力立即停止。 经过风险评估后,无需安装防护围栏,人类与机器人即可协同工作;

5、编程方便:普通操作人员和非技术背景人员都可以很容易地进行编程和调试。

基于这五个特点,衍生出有别于传统工业机器人的五个优势;

1、生产过程的最大灵活性;

2. 进行以前无法自动化且不符合人体工程学的手动流程,以减轻员工的负担;

3.降低受伤和感染的风险,例如使用专用的人机协作抓手;

4. 无需根据类型或工件进行投资即可高质量地完成可重复的工艺;

5.使用内置传感系统,提高生产率和设备复杂性。

从以上特点和优势我们可以看出,协作机器人所在的另一个赛道——人机协作,仍然有很大的发展空间。

首先,协作机器人要想进入人机协作的更多领域,需要做好“软件生态”。 理论上,协作机器人可以插入任何生产线。 目前,协作机器人公司利用可视化编程等方式,让各个领域、各个场景的用户和操作者对协作机器人进行编程。 其编程门槛也比较低。

开放的软件生态系统让协作机器人能够满足不同客户的细分需求。 运营商在各自业务环节不同领域积累的理解和经验可以反馈协作机器人的演进。

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图片来源:unsplash

其次,为了让协作机器人能够更好地移动、识别,以及更安全地与人近距离合作,需要力传感器、机器视觉、AGV/AMR制造商等技术和公司来构建生态系统并支持每个协作机器人。其他。

我们不妨理解,目前协作机器人的安全性、可靠性和人机协作,在某种程度上是建立在其低强度(低负载)和低速度的基础上的。 不过,未来协作机器人的速度和负载肯定会大幅提升。 届时将需要力传感器、机器视觉等技术的共同努力来保证人机协作的安全。

例如,复合机器人中的“移动协作机器人”是协作机器人加移动机器人,可以通过集成操作系统统一控制运动和手臂。

目前,我国复合材料机器人市场总量正在逐步扩大。 高工产研数据显示,2017年至2022年,中国市场复合机器人销量从185台增长至1169台,年均复合增长率近45%。 预计2023年市场增速将维持在40%左右,销量超过1600台。

03 没有终极的音量,只有更大的音量

目前协作机器人有几个缺点:

1、协作机器人在精准任务方面仍存在局限性;

2、协作机器人还不能完全取代人类;

3、协作机器人虽然可以替代人工,但成本仍然较高;

4、协作机器人可以让人工作效率更高,但人会感觉自身价值降低;

5、由于协作机器人使用方便、编程简单,只有经销商而没有集成商,这无疑会大大降低中间商的销售积极性。

从以上优缺点可以看出,协作机器人在相当程度上可以看作是从复杂、高速的工业机器人到用于人机交互的智能机器人的过度品种。 正是由于其低速、低精度、低负载、易于编程等特点,使其变得安全可靠、使用操作方便。

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罗氏六轴工业机器人缝制牛仔裤口袋 图片来源:罗氏官网

万亿级机器人早已陷入内卷化,但协作机器人将是未来“参与度最高”的细分赛道——

下面看:它可以挖掘无限的需求,拥有超广阔的市场前景。

抬头看:目前生产制造的技术门槛较低。 也就是说,玩家的进入门槛并不高。

它既是工业装备,又是硬技术的代表。 同时,它大量进入零售、餐饮场景,让其贴近消费者,一点也不陌生。

再加上各类资本的增持,更是火上浇油——最体量领域诞生了。

如今的协作机器人赛道已经热闹非凡、热闹非凡。 除了发那科、ABB、安川、库卡等四大工业机器人巨头,销量超过5万台的丹麦优傲机器人、日本川崎、电装、德国弗兰卡、韩国斗山、韩华、台湾大明等,以及近年来在国内涌现的阅江、杰卡、奥博、艾力特、大族、珞狮、新松等一大批企业,可以说是实力企业和专家林立。

后来我想,如果未来协作机器人的赛道不够宽广、不够深远,怎么能吸引这么多行业巨头蜂拥而至、争相进入呢?

从眼前的方向来看,协作机器人未来的发展可能有3条路径:

1.增加负载

协作机器人的性能不断逼近工业机器人:从最早的3kg、5kg、10kg负载到现在的20kg、30kg,负载变得更大; 从最初的1m/s,到现在的速度可以达到3m/s。 不断变快; 精度达到工业级±0.02mm。

理论上,负载越大,安全问题可能越突出(事实上,四大机器人巨头之一的FANUC早在2015年协作机器人概念刚刚兴起时就推出了自重机器人。990 kg,有效负载35 kg,不需要安全围栏隔离的协作机器人CR-35iA)。

只要有相关需求,更重的负载将让协作机器人进入更多场景。 当然,负载有多大是协作机器人的极限值。 这无疑是不同意见、智者、技术与市场相对应的问题。

2. 跨境扩张

在实际应用中,越来越多的协作机器人出现在非制造阶段。 例如,在咖啡厅煮咖啡、在餐厅做饭、在手术台上协助医生精准操作、在仓库中搬运物品、码垛、在住宅中进行自动清洁等。显然,这些都涉及到有安全要求和要求的情况。人机交互、协作机器人无疑将发挥越来越重要的作用。 毫无疑问,随着社会分工的细化和人们需求的推进,这样的工作和生活场景只会越来越多。

3. 功能复合

例如,在移动机器人(AGV)上增加协作机器人,可以实现物料的自动分拣、装卸、运输等功能。 这实际上打破了协作机器人只能定点工作的惯例,将协作机器人和移动机器人合二为一,协同工作。

再比如针对煤矿、石油石化、民爆及军工、喷涂等易燃、易爆、可燃粉尘的生产环境推出防爆协作机器人。这种机器人可以凭借更多的优势严格的防爆认证、更先进的防护标准、更灵活便捷的应用能力,满足危险环境下替代人工操作、提高生产效率的目的。

上述场景的实际应用有很多,比如疫情期间可以不断变换消毒角度的移动喷洒机器人、酒店里可以自动将物品送到你家门口的送货机器人等。总之,出于自身的安全考虑而人机交互属性,与更多功能结合后,除了第二产业的制造业,协作机器人将更多地应用于第三产业的服务业。 以及农业、林业、畜牧业等相关产业的第一产业。

有了这样的分析,自然就很容易理解为什么有那么多的资本巨头、那么多的产业巨头涌入协作机器人这个看似门路并不宽广、技术并不先进的领域。

领先者易得天下,顺应大势者易成功。 在机器人赛道长期被看好的情况下,加上传统工业机器人市场相对固化,协作机器人未来的拓展势必被行业巨头视为兵家必争之地。

人机交互通信向前迈进了一步,负载重量更上一层楼,场景环境应用范围更广,速度和效率提升,在功能复杂的应用中更加实用。 在某种程度上,这实际上是协作机器人的可见未来。

本文基于采访和公开信息,不构成任何投资建议。

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