機器人領域投資的前景與方向

魏 翔 鄭 好 丁雪怡

近些年，我國制造業(yè)勞動力相對短缺和人口老齡化問題日漸凸顯。在國內勞動力供給出現(xiàn)相對短缺的情況下，制造業(yè)同時還面臨著另一難題，即教育水平的提升使新生勞動力因為工作環(huán)境問題或待遇低不愿意進入制造業(yè)工作。當GDP的高速增長碰到勞動力短缺的問題時，工業(yè)機器人是最佳解決方案。工業(yè)機器人在簡單重復、重量大和環(huán)境惡劣的工作環(huán)境下，相比人來說更具效力。而且，數(shù)控技術、感應能力等技術的進步，使工業(yè)機器人“換人”的效率越來越高。如今，工業(yè)機器人不僅可以做到“換人”，且能比人更快更好地完成生產任務。我國所處的中高速增長、低勞動供給的環(huán)境，給工業(yè)機器人的發(fā)展提供了極佳的平臺。人口老齡化、少子化和家庭小型化是我國人口結構變化的重要趨勢，養(yǎng)老問題日益突出，人工護理短缺。在此背景下，服務機器人應運而生，其市場需求迅速增加。由此可見，機器人的發(fā)展和應用有著極為廣闊的市場前景。加強機器人領域投資的研究，把握其投資的重點領域和未來方向，有重要的現(xiàn)實意義。

機器人領域投資備受重視

近些年，中央層面出臺多項政策鼓勵工業(yè)機器人的發(fā)展，頒布多個政策文件，為工業(yè)機器人的發(fā)展指明了方向。比如，2020年12月發(fā)布的《國務院辦公廳關于促進養(yǎng)老托育服務健康發(fā)展的意見》提出，要推進智能服務機器人后發(fā)趕超，啟動康復輔助器具應用推廣工程，實施智慧老齡化技術推廣應用工程，構建安全便捷的智能化養(yǎng)老基礎設施體系。2021年3月發(fā)布的《中國人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》則提出要深入實施智能制造和綠色制造工程，發(fā)展服務型制造新模式，推動制造業(yè)高端化智能化綠色化。推動機器人等產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2021年12月發(fā)布的《“十四五”機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出到2025年的機器人產業(yè)發(fā)展目標。按照該文件精神，2025年營業(yè)收入年均增速超過20%，形成一批具有國際競爭力的領軍企業(yè)及一大批創(chuàng)新能力強、成長性好的專精特新“小巨人”企業(yè)，建成3——5個有國際影響力的產業(yè)集群，制造業(yè)機器人密度實現(xiàn)翻番。

中央層面明確的政策，為工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展增添了信心、指明了方向。各地政府積極扶持工業(yè)機器人的發(fā)展。廣東省在“工業(yè)與信息化發(fā)展專項資金”中安排工業(yè)機器人發(fā)展專題資金，并給予一定比例的采購價格補貼；深圳市政府每年出資5億元專項資金，補助工業(yè)機器人等智能產業(yè)；東莞市政府給予企業(yè)購買國產工業(yè)機器人15%的補助，鎮(zhèn)一級還有20%——50%不等的配套補貼；浙江省財政已累計安排近6億元資金支持“機器換人”技術改造，出臺工業(yè)機器人購置獎勵補貼政策，購置工業(yè)機器人按價格的10%補貼。

各級政府的大力支持，激勵了機器人產業(yè)的發(fā)展。根據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2012——2021年，我國機器人行業(yè)投融資事件總計2651起，融資總額超千億元。2021年國內機器人投融資事件有291起，同比增長40.6%，其中超過1.5億元的項目有60個，占已披露項目總數(shù)的31.4%。從所屬的細分賽道來看，2021年工業(yè)機器人投融資項目占比從2020年的23.4%上升至28.6%。此外，公共服務機器人項目占比增幅最大，2021年公共服務機器人投融資事件占比從2020年的17.1%增長至24.5%，提升了7.4個百分點。2021年，我國機器人行業(yè)規(guī)模為124億美元，5年復合年增長率為18.3%。我國機器人市場約占全球的37%，在市場規(guī)模、產業(yè)鏈、產業(yè)環(huán)境等方面具備全球競爭優(yōu)勢。在無人機、掃地機器人、配送機器人、巡檢機器人、AMR等領域，我國已培育出全球領先企業(yè)。自2022年以來，我國資本市場的投入聚焦于倉儲物流、自動駕駛、3D視覺、人工智能、手術/康復機器人、特種機器人、服務機器人等幾個主要領域，未來投資機構將更傾向于有效降低勞動力成本、國產替代率高的項目，機器人國產化率有望進一步提升。

機器人領域投資潛力巨大

近年來，以傳統(tǒng)制造業(yè)為中心，各行各業(yè)都掀起了一股“人機協(xié)作”狂潮。“機器人革命”在全世界范圍內掀起熱潮，正在成為“第四次工業(yè)革命”的切入點和增長點，是極具投資潛力的領域。

工業(yè)機器人的投資前景廣闊

人口老齡化加劇勞動力短缺，工業(yè)機器人密度仍有上升空間。世界機器人協(xié)會報告顯示，2020年國內工業(yè)機器人密度為247臺/萬人，按照工信部“十四五”規(guī)劃預測，假設2025年工業(yè)機器人密度達500臺/萬人，若國內人口變化不大，則國內工業(yè)機器人銷量仍有翻倍空間。綜合來看，根據(jù)移動工業(yè)機器人基金會（MIR）預測，到2025年國內工業(yè)機器人市場銷量可達43.2萬臺，2021——2025年復合年增長率為13.9%。

隨著工業(yè)機器人應用場景逐步拓寬，其在新能源汽車領域將迎來歷史性機遇。據(jù)筆者測算，2022——2025年新能源汽車行業(yè)工業(yè)機器人使用量分別為10.2萬臺、13萬臺、17.1萬臺和23.3萬臺，復合年增長率為32%。汽車行業(yè)是機器人使用量最大、對性能要求最高的應用場景，一直都是ABB、發(fā)那科、安川電機、庫卡“四大家族”的基本盤。新能源汽車在迅速發(fā)展的背景下，有望替代傳統(tǒng)汽車成為機器人的最大應用領域。新能源汽車用機器人對性能的要求低于傳統(tǒng)汽車用機器人，且更關注性價比。國產機器人在與“四大家族”的競爭中會獲得更多的優(yōu)勢。

服務機器人的投資前景更加耀眼

隨著第三產業(yè)的崛起，清潔、物流、餐飲等服務行業(yè)的自動化需求有望拉動相應服務機器人品類需求的增長。尤其是在高風險的服務型行業(yè)，比如，醫(yī)護、救援、消防等，機器替代人的需求更強。據(jù)波士頓咨詢預測，到2030年服務機器人將占機器人總市場的65%。服務機器人和特種機器人在倉儲物流、教育娛樂、清潔服務、安防巡檢、醫(yī)療康復等領域實現(xiàn)規(guī)模化應用。目前，服務機器人技術在某些特定領域如掃地、引導、送餐等已經較為成熟。隨著應用領域的擴展，服務機器人正在向情感、教育、醫(yī)療等方向延伸。

在目前的技術和市場條件下，服務機器人的發(fā)展還面臨一些瓶頸。一是價格過高，消費市場難以接受。服務機器人具有消費類產品的屬性，由于生產技術的限制，售價動輒數(shù)萬甚至數(shù)十萬，價格過高必然難以被大眾廣泛接受。二是機器人性價比不高，應用到商業(yè)領域從而獲得盈利的模式有待推敲。服務機器人需要走進商務場景，如果只是應用于家務、陪伴、教育、接待等方面，以其目前所能提供的服務水平，經濟性很難體現(xiàn)。如果考慮租賃等方式，需要考慮的問題還有很多。三是技術水平不夠，難以完成復雜的服務應用。服務機器人對互動性、靈活性、應對復雜場景的能力等要求更高，需要其具備更高的感知能力與智能化?，F(xiàn)有機器人受成本預算與技術水平等因素的限制多處于功能簡單、初步智能的水平。四是隱私保護和數(shù)據(jù)安全存在隱患。服務機器人在交互和數(shù)據(jù)處理上的技術復雜。在人機交互過程中，機器人會持續(xù)收集用戶及環(huán)境的圖像、聲音、行為等數(shù)據(jù)信息，這些信息有的在本地處理，有的在云端處理，在諸多環(huán)節(jié)上涉及高標準的隱私保護和數(shù)據(jù)安全保障。

把握機器人領域投資的新方向

基于產業(yè)鏈、國產化、新品類的機器人投資

產業(yè)鏈方向。可從導航定位模塊、運動控制模塊、感知交互模塊、機身結構、芯片、電池等挖掘投資機會。具體來說，導航定位包括攝像頭、激光雷達、超聲波傳感器等技術和領域；運動控制包括控制器、伺服電機、減速器等；感知交互包括語音識別模塊、視覺識別模塊等部件和技術；機身結構主要是外殼材料、顯示屏等領域；其他核心部件，包括芯片、電池等。

國產化方向。近年來，國內機器人企業(yè)在技術創(chuàng)新方面取得了顯著進展，包括工業(yè)機器人、協(xié)作機器人、人工智能和自主導航技術以及服務機器人等，技術轉化速度快，應用領域和場景多，在國際市場上也有出口潛力，市場發(fā)展空間廣闊，擁有更多的投資空間。國內機器人技術已經擴展到多個領域，包括制造、醫(yī)療、農業(yè)、物流、家庭服務等。國內企業(yè)在一些特定領域或特定產品上可能具有優(yōu)勢。例如，有些國內領先的人形機器人企業(yè)，以及其他領域的機器人龍頭企業(yè)，可能會通過技術積累和突破，切入人形機器人市場或其他新的細分領域。國內農業(yè)機器人市場仍處于初期階段，但農業(yè)自動化和智能化的需求正在增長，國產機器人在技術和成本方面都具有潛力。教育和編程工具類的國產機器人在文化語言、成本效益、本土市場理解上也存在顯著優(yōu)勢。

新品類方向。在通用型人形機器人尚未實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化之前，各個細分領域依然需要特定的機器人產品。可以關注清潔機器人、無人機、配送機器人、巡檢機器人、自主移動機器人（AMR）、協(xié)作機器人、特種機器人等。

人形機器人領域值得關注

從發(fā)展趨勢看，人形機器人是空間更大的藍海市場，硬件方面與工業(yè)機器人的減速機、電機、控制器等底層技術相通，軟件方面與自動駕駛、視覺、語音識別等底層技術相通。人形機器人的未來演化有望復刻汽車與手機的發(fā)展進程。人形機器人未來或出現(xiàn)“前期科技巨頭領先，后期百花齊放”的格局。隨著市場的發(fā)展，人形機器人的產業(yè)鏈日漸完善，中小廠商在軟件、硬件、配套設備等領域逐步涌現(xiàn)。

目前，國內人形機器人產業(yè)鏈仍處于萌芽階段。國內唯一一家人形機器人公司是優(yōu)必選，其在2016年推出Walker原型機，已經過三次迭代；2021年推出了Walker X，目前的版本可進行彈琴、倒水、步態(tài)行走等，使用場景主要為K12教育、展覽、前臺等。但由于技術不成熟、使用場景有限、成本較高等因素，并未真正實現(xiàn)商業(yè)化。最近，特斯拉公布了Tesla Bot原型機開發(fā)計劃，小米推出Cyber One原型機，但兩家產品距離商業(yè)化應用尚有距離。不過，這些科技和硬件巨頭的加入，將加快人形機器人的產業(yè)化進程。

對比小米和特斯拉兩家公司的前沿人形機器人產品，小米的Cyber One相較于特斯拉的Tesla Bot技術難度更低。Cyber One和Tesla Bot兩者身高、體重相當（Cyber One身高177cm、體重52kg；Tesla Bot身高172cm、57kg）；自由度方面，Tesla Bot的活動關節(jié)數(shù)量是Cyber One的兩倍，因此特斯拉原型機的打磨和量產也會面臨更大挑戰(zhàn)；手指方面，Cyber One沒有手指，Tesla Bot設計有十指，機器人手部抓取動作的運動控制仍是產業(yè)技術的難點，這使Tesla Bot面臨更大的技術挑戰(zhàn)；兩家公司的視覺模組和人工智能模塊都采取了自研。商業(yè)化方面，Cyber One目前的成本為60萬——70萬元，尚無法量產；Tesla Bot原型機尚未推出，將于2023年實現(xiàn)商業(yè)化生產，未來價格將可能比汽車更低。

機器人將在更多的領域和場景得到應用

根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，2020年中國、美國、韓國和德國等主要國家的工業(yè)機器人年裝機數(shù)量合計超過全球的72.9%。此外，全球制造業(yè)領域工業(yè)機器人使用密度已達到113臺/萬人，機器換人趨勢特征日益明顯。可以預見，機器人將在未來更多的領域和場景得到應用。工業(yè)機器人是工業(yè)自動化的構成主體，工業(yè)自動化在很長時間內仍是自動化應用領域的發(fā)展熱點。IFR發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，新能源汽車制造等市場需求快速上升，2021年全球工業(yè)機器人銷量創(chuàng)新高，達到48.68萬臺，比前一年增長27%。隨著全球經濟復蘇和制造業(yè)自動化改造的推動，工業(yè)機器人將在電子、化工等各個工業(yè)領域迎來新的發(fā)展機遇。此外，隨著人工智能和物聯(lián)網技術的不斷發(fā)展，專業(yè)服務機器人的應用領域也在不斷拓展，呈現(xiàn)出較好的發(fā)展勢頭。機器人已經成為公共衛(wèi)生事件中不可或缺的“一線工作者”，在醫(yī)院、辦公室和城市發(fā)揮了關鍵作用。老齡化社會的到來將帶來個人/家庭服務機器人市場需求增大，勞動力短缺帶來公共服務機器人市場需求以及企業(yè)對流程機器人價值的認可，使服務機器人的發(fā)展迎來更多行業(yè)推廣機會。

人工智能與機器人技術融合將擦出新火花

近年來，人工智能是業(yè)界最熱門的議題。在商業(yè)領域，企業(yè)致力于使用人工智能來擴展機器人的功能。人工智能為企業(yè)提供了新的機會，進而提高生產率，使工作更安全，并節(jié)省人類寶貴的時間。比如，通過使用AI機器人能夠感知環(huán)境并做出反應，這大大增加了機器人可以執(zhí)行的功能范圍。優(yōu)化機器人和工藝性能為公司節(jié)省資金，使機器人在公共空間、醫(yī)院、零售商店的眾多環(huán)境中充當移動的交互式信息系統(tǒng)，從而節(jié)省個人時間等。人工智能正在幫助機器人改變制造業(yè)，IFR提出智能機器人未來將在以下五種場景發(fā)力：一是自動化生產。將生產的第一階段（如訂單輸入和產品設計）與下游流程（如零部件訂購和機器調度）聯(lián)系起來，使制造商能夠立即了解生產新產品或新訂單的資源影響，從而更好地優(yōu)化生產組織。二是優(yōu)化性能。將機器人和其他機器連接到中央計算服務器，使制造商能夠提取和匯總數(shù)據(jù)，用于實時或回顧性地優(yōu)化機器性能。三是數(shù)字孿生。機器人和其他生產機器的虛擬表現(xiàn)形式，使制造商能夠在實施之前模擬操作，根據(jù)參數(shù)和程序變化的影響，改進生產計劃，避免停機損失。四是機器人即服務。采用按次付費的機器人對中小型制造商尤其有利，可以節(jié)省前期的資本投資和不可預測的維護成本，并使它們能夠預測運營支出。五是感知和響應。傳感器和視覺系統(tǒng)使機器人能夠實時地對外部環(huán)境做出反應，擴大了機器人可以執(zhí)行的任務范圍。移動機器人是實現(xiàn)柔性制造的關鍵，在柔性制造中，生產被分割成離散的流程和并行運行的生產單元。

云自動化和綜合性解決方案可能有新突破

目前，單一的自動化產品很難滿足客戶需求。隨著自動化市場需求復雜化和行業(yè)標準的發(fā)展和完善，以5G、云計算、物聯(lián)網、人工智能等新一代信息技術為依托的“新基建”不斷推進，加之邊緣計算技術、網絡安全等技術的進步，云自動化即“云——邊——管——端”一體化的智能機器人平臺將成為發(fā)展熱點。發(fā)展高效精準的傳感器融合算法，提高機器人的外界感知精度及快速反應能力，借助5G網絡的低延遲、高帶寬、廣連接的特點和邊緣計算技術，可以實現(xiàn)機器人與機器人之間、機器人與端側之間的控制與交互。

自動化機器人的各部分結構逐漸實現(xiàn)模塊化和可重構化。在不同的環(huán)境下，機器人可以快速通過模塊化和可重構化進行改造，使各模塊之間形成快速的替代與升級。智能機器人云平臺為實現(xiàn)模塊化和可重構化提供了可能。隨著對機器人的需求不斷增加，服務場景的多元化趨勢明顯，細分的機器人領域逐漸出現(xiàn)，個性化定制和場景化定制成為發(fā)展趨勢。通過聯(lián)合軟件開發(fā)商、咨詢規(guī)劃公司、分銷商、系統(tǒng)集成商、產學聯(lián)盟等各方能力優(yōu)勢打造綜合性解決方案滿足市場的需求及個性化定制將成為發(fā)展熱點，會造就一批專業(yè)水平高、服務能力強的智能制造系統(tǒng)解決方案供應商，自動化機器人產業(yè)鏈將在未來進一步規(guī)模化。

自動化核心技術的國產化率有望進一步提升

我國自動化技術高度依賴進口，特別是涉及較多高科技含量的自動化系統(tǒng)、芯片、數(shù)據(jù)處理技術的國產化率相對更低。2018年以來，隨著中美貿易摩擦及國際多邊關系越來越復雜，自動化技術的自主國產化替代成為發(fā)展熱點。多項政策鼓勵自主創(chuàng)新，提高數(shù)字技術基礎研發(fā)能力，打好關鍵核心技術攻堅戰(zhàn)，掌握自主權，突破對海外進口的依賴，鼓勵民營企業(yè)加大研發(fā)投入力度，進軍高精尖智能制造設備領域。2021年1月23日，財政部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)《關于支持“專精特新”中小企業(yè)高質量發(fā)展的通知》，實施中央財政支持“專精特新”中小企業(yè)高質量發(fā)展政策。除此之外，“十四五”智能制造規(guī)劃和智能制造2025等政策中均有相關內容支持工業(yè)自動化發(fā)展，也提出加強自主供給、統(tǒng)籌發(fā)展與安全等要求。隨著工業(yè)自動化政策扶持力度的進一步加大，工業(yè)自動化高精尖技術有望得到突破，受制約的細分行業(yè)的技術國產化率有望得到進一步提升。