智能制造之先進制造研究報告

1、 中國制造新力量智能制造之先進制造研究報告前言2近幾年，隨著中國制造2025的發(fā)布，以及中國制造業(yè)整體的轉(zhuǎn)型升級，智能制造加速發(fā)展，不少細分領(lǐng)域都孕育著新機 遇。尤其是最近一兩年，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)也開始向工業(yè)領(lǐng)域滲透，一批先進制造相關(guān)創(chuàng)業(yè)公司獲得了資本的支持， 在多方因素推動下，先進制造領(lǐng)域或?qū)⒂瓉硇碌淖兙?。如今先進制造領(lǐng)域新勢力都有哪些，又將如何推動智能制造業(yè)的發(fā)展，存在哪些機遇與挑戰(zhàn)？為了回答這個問題，選 取了先進制造領(lǐng)域中的先進機器人、工業(yè)視覺以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)幾個重點方向，通過對數(shù)百家相關(guān)企業(yè)的梳理與研究，以 及與相關(guān)投資人、從業(yè)者深入交流，提煉整理了這些領(lǐng)域中主要的新興公

2、司及新興產(chǎn)品技術(shù)方向，對這些新興領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀 進行了分析，總結(jié)了其各自發(fā)展的機遇與及挑戰(zhàn)，希望能夠?qū)π袠I(yè)人士有所幫助。報告完成過程中，得到了來自眾多行業(yè)企業(yè)及機構(gòu)專業(yè)人士的指導(dǎo)與幫助，在此一并表示感謝（按首字母拼音排名）：阿里云ET工業(yè)大腦、阿童木機器人、阿丘科技、博創(chuàng)科技、德聯(lián)資本、 Energid Technologies、高工機器人網(wǎng)、國科嘉和、華制智能、黑湖智造、昆侖數(shù)據(jù)、酷特智能、珞石機器人、梅卡曼德、木蟻機器人、熵智科技、樹根互聯(lián)、天鷹資本、西門子、 壹佰分地板、優(yōu)傲機器人、用友軟件、中船重工707所、中國電子學(xué)會、中科院天津所等。目錄C O N T E N T SPart1.

3、智能制造之先進制造研究背景Part2. 工業(yè)機器人五大新方向輕型工業(yè)機器人核心零部件國產(chǎn)化人機協(xié)作新技術(shù)AGV復(fù)合機器人Part3. 工業(yè)視覺三大新方向機器人3D視覺AI視覺檢測動態(tài)視覺傳感器Part4. 工廠數(shù)字化與智能化新方向4.1. 設(shè)備接入與數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)打通與直接應(yīng)用數(shù)據(jù)智能分析與應(yīng)用工廠與消費者、行業(yè)的連接Part5. 先進制造新勢力的機遇與挑戰(zhàn)Par t1.智能制造之先進制造研究背景4智能制造是中國制造2025的主攻方向5Part1. 智能制造之先進制造研究背景美國先進制造業(yè)發(fā)展 計劃德國工業(yè)4.0中國制造2025發(fā)展基礎(chǔ)制造業(yè)信息化全球領(lǐng) 先，尤其在軟件和互 聯(lián)網(wǎng)方面，全球10大

4、 互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)占有6個工業(yè)自動化領(lǐng) 域全球領(lǐng)先， 精密制造能力 強，高端裝備 可靠性水平高制造業(yè)總量大，水平參差 不齊?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)好， 全球10大互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)占有4個戰(zhàn)略重點關(guān)注設(shè)計、服務(wù)等價 值鏈環(huán)節(jié)，強調(diào)智能 設(shè)備與軟件的集成和 大數(shù)據(jù)分析著眼高端裝備， 通過CPS推進智 能制造提高國家制造業(yè)創(chuàng)新能力， 推進信息化與工業(yè)化深度 融合，強化工業(yè)基礎(chǔ)能力， 加強質(zhì)量品牌建設(shè)，全面 推行綠色制造重點方向加大技術(shù)創(chuàng)新投資， 建立智能制造體系， 培育“再工業(yè)化”主 體建立智能工廠， 實現(xiàn)智能生產(chǎn)智能制造作為主攻方向技術(shù)舉措工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)CPS兩化融合在信息化大背景下，工業(yè)與信息化的融合，催生了新的工業(yè)發(fā)

5、展形態(tài)。各主要工業(yè)國為此分別提出了各自的新型工業(yè)化戰(zhàn)略：德國提出工業(yè)4.0，美國提出先進制造業(yè)發(fā)展計劃，日本提出工業(yè)價值鏈等。圍繞實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標，經(jīng)李克強總理簽批，國務(wù)院于 2015 年 5 月 19 日正式印發(fā)中國制造2025。中國制造2025是 我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)，主題是促進制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，中心是提質(zhì)增效，主線是加快信息化和工業(yè)化深度融合， 主攻方向是智能制造。中美德先進制造業(yè)戰(zhàn)略對比德國實施“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略建議書描述的工業(yè)革命四個階段來源：德國實施“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略建議書，紅塔證券億歐（）智能制造十大關(guān)鍵領(lǐng)域及重點方向6Part1. 智能制造之先進制造

6、研究背景智能制造十大關(guān)鍵領(lǐng)域新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)高檔數(shù)控機床與機器人航空航天裝備海洋工程裝備及高技術(shù)船舶節(jié)能與新能源汽車電力裝備農(nóng)機裝備新材料生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械先進軌道交通裝備新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)云計算信息安全物聯(lián)網(wǎng)高端數(shù)控機床增材制造裝備智能制造裝備工業(yè)機器人智能核心裝置智能檢測儀表工業(yè)控制系統(tǒng)新型傳感器伺服電機驅(qū)動器減速器相比于已經(jīng)有完善工業(yè)體系，重點大力發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)的德國、美國，中國制造業(yè)大而不強，在基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)等基礎(chǔ) 領(lǐng)域還有待提高，中國制造業(yè)企業(yè)有的尚處在工業(yè) 2.0 階段，部分達到3.0 水平，“中國制造業(yè) 2025”的重點既需要謀劃工業(yè)4.0、 搶占技術(shù)高地

7、，還需要彌補基礎(chǔ)不足和歷史欠賬。中國制造2025明確了智能制造十大關(guān)鍵領(lǐng)域，并提出著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，推進生產(chǎn)過程智能化：組織研發(fā)具有深 度感知、智慧決策、自動執(zhí)行功能的高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、增材制造裝備等智能制造裝備以及智能化生產(chǎn)線；突破新型傳感 器、智能測量儀表、工業(yè)控制系統(tǒng)、伺服電機及驅(qū)動器和減速器等智能核心裝置。報告重點關(guān)注先進制造及信息化相關(guān)領(lǐng)域7Part1. 智能制造之先進制造研究背景工業(yè)機器人高端機床增材制造智能化產(chǎn)線智能傳感器工業(yè)視覺工業(yè)大數(shù)據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺數(shù)字化工廠工業(yè)通信信 息 安 全智能檢測 儀表工業(yè)網(wǎng)關(guān)傳輸感知設(shè)備工廠行業(yè)智能制造細分概念范圍很廣，涉及很多

8、行業(yè)，報告重點關(guān)注其中先進制造，即智能化生產(chǎn)部分。智能化生產(chǎn)由下而上大致分成感知、 傳輸、設(shè)備、工廠、行業(yè)五層，本次報告重點關(guān)注其中當前相對熱門的部分，即下圖橙色部分，大體分為三類：工業(yè)機器人、工業(yè)視 覺、工業(yè)數(shù)字化與智能化(數(shù)字化工廠、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺等），關(guān)注這些領(lǐng)域近幾年的新興技術(shù)及發(fā)展方向，涉及相關(guān)新興公司、新興技術(shù)產(chǎn)品或新興探索案例。重點探討這些領(lǐng)域的新方向在哪里，當下發(fā)展情況如何，面臨的機遇與挑戰(zhàn)等。先進制造的領(lǐng)域劃分Par t2.工業(yè)機器人五大新方向89Part2. 工業(yè)機器人五大新方向三大因素推動國內(nèi)工業(yè)機器人市場快速發(fā)展市場需求一、市場整體需求上漲2010年以來，

9、全球工業(yè)機器人的市場需求穩(wěn)步增長，據(jù)國際機器人聯(lián)合會IFR統(tǒng)計， 2011-2016年間，工業(yè)機器人市場平均以每年12%的速度增長，尤其2016年增速達到16%，創(chuàng)歷年新高。中國近幾年已經(jīng)成為全球最大的機器人市場，占全球銷量接近1/3。中國機器人市場近幾年增速也顯著高于國際水平。據(jù)IFR統(tǒng)計，2014年以來，中國機器人市場銷量年均增長率接近30%。多家機構(gòu)普遍預(yù)計2017年中國市場工業(yè)機器人銷量將超過11萬臺。2017年，國內(nèi)外機器人廠商和核心零部件廠商都出現(xiàn)了延長供貨期的情況，整個市場出現(xiàn)供不應(yīng)求狀態(tài)，國內(nèi)外機器人及核心零部件廠 商2017年都在投資擴大產(chǎn)能。行業(yè)多信息渠道都反映，2017年

10、多家機器人廠商銷量較去年實現(xiàn)了翻倍，最終數(shù)據(jù)可能高于預(yù)測值。來源：IFR、億歐（）來源：IFR、億歐（）22.524.82934.740353025201510502014201520162017E2014-2017年全球市場機器人銷量(萬臺)5.66.88.711.5141210864202014201520162017E2014-2017年中國市場機器人銷量（萬臺）國際上3C和電子設(shè)備是僅次于汽車的第二大機器人應(yīng)用領(lǐng)域，且逐年份額上升，2016年時達到31%（IFR） 。而據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院GGII統(tǒng)計，2017年中國工業(yè)機器人需求量前兩大行業(yè)汽車（整車及零部件）和3C電子，市場占比分別33

11、.25%、27.65%。相比2016年，3C電子行業(yè)市場占比增長了4個百分點，但距離全球水平仍有差距。中國3C市場的需求預(yù)計還將高速增長。我國是全球3C制造業(yè)中心，產(chǎn)能達到全球的70%，但自動化設(shè)備滲透率很低，約15%-25%。 雖然3C市場本身增長趨于平穩(wěn)，但市場存量龐大，且產(chǎn)品更新?lián)Q代快，設(shè)備換代速度也在加快，近些年3C行業(yè)固定資產(chǎn)投資增速遠超 行業(yè)增速，釋放出巨大市場機會。隨著近兩年技術(shù)水平提升，加上性價比和本土化服務(wù)優(yōu)勢，國產(chǎn)機器人搶占3C領(lǐng)域增量市場的機會 巨大。除了3C，中國還有數(shù)量龐大的勞動力密集型產(chǎn)業(yè)，在人口紅利逐漸消失，且國內(nèi)市場定制化需求高的情況下，給機器人帶來了巨大的市場

12、機遇。三大因素推動國內(nèi)工業(yè)機器人市場快速發(fā)展市場需求10Part2. 工業(yè)機器人五大新方向來源：GGII ，億歐 （）汽車, 33.25%3C電子,27.65%其他, 18.22%金屬制品, 10.76%塑料及化學(xué)制品, 7.85%2017年中國機器人應(yīng)用行業(yè)分布食品飲料煙草, 2.27%三大因素推動國內(nèi)工業(yè)機器人市場快速發(fā)展國產(chǎn)替代11Part2. 工業(yè)機器人五大新方向二、國產(chǎn)替代加速機器人本體方面，過去我國機器人市場主要被四大家族 ：ABB、庫卡、發(fā)那科、安川占據(jù)。近兩年國產(chǎn)機器人發(fā)展迅速，市場份額有所上升，但離四大家族差距仍明顯。隨著國產(chǎn)機器人技術(shù)產(chǎn)品水平持續(xù)進步，國產(chǎn)機器人逐步替代國外

13、產(chǎn)品的空間還很大。核心零部件占據(jù)了機器人成本的70%左右，國外品牌依然占絕對主導(dǎo)。以減速器為例，納博特斯克和哈默納科市場份額逐年小幅下降， 但2016年時仍舊占據(jù)73%的市場份額。近兩年一大批國產(chǎn)減速器量產(chǎn)上市，并開始獲得國產(chǎn)機器人本體廠商的應(yīng)用。伺服系統(tǒng)國外市 場份額達到75%，控制器市場國外市場份額50%左右，仍有很大的國產(chǎn)替代空間。3C行業(yè)對小負載機器人的需求量上升，且對機器人性能要求稍低，也給了國產(chǎn)機器人很好的搶占市場的機會。來源：GGII、億歐 （）國產(chǎn)品牌, 32.80%億歐：2016年中國工業(yè)機器人市場份額（百分比）發(fā)那科, 17.80%庫卡, 14.00%ABB, 13.50%

14、安川, 12.10%國外品牌67.10%其它品牌, 9.70%來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、億歐 （）日本品牌, 73%中國品牌, 17%億歐：2016年中國精密減速器市場份額分布其它品牌, 12%三大因素推動國內(nèi)工業(yè)機器人市場快速發(fā)展新技術(shù)產(chǎn)品12Part2. 工業(yè)機器人五大新方向復(fù)合機器人協(xié)作機器人動力外骨骼自由引導(dǎo)AGV三、新興技術(shù)產(chǎn)品隨著技術(shù)本身的進步，機器人也在朝著更強的感知能力、柔性控制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)作等方向發(fā)展。中國在感知、認知等技術(shù)方面創(chuàng)新氛圍和資本環(huán)境較好，與國外起點接近，使得國產(chǎn)機器人在新技術(shù)方面有很大機會。以下列舉了5個近幾年的重要機器人新興技術(shù)產(chǎn)品方向。其中前4個后文會具體介紹。軟體

15、機器人科技與柔觸科技的柔性夾爪在食品行 業(yè)應(yīng)用較多，但總體市場可能還不大。此外，工業(yè)視覺與機器人也是近兩年重要新興方向，將主要在報告第三章介紹。機器人多機協(xié)同 作業(yè)也是重要發(fā)展方向，不少國內(nèi)企業(yè)，如正特股份、格力智能、沃迪智能等都展示過的相關(guān)案例。柔性夾爪新技術(shù)和新市場孕育工業(yè)機器人五大新方向13Part2. 工業(yè)機器人五大新方向綜合市場層面和技術(shù)層面各因素給機器人市場帶來的變化，認為機器人領(lǐng)域應(yīng)當重點關(guān)注五大新興方向：輕型工業(yè)機器人人機協(xié)作核心零部件國產(chǎn)化新技術(shù)AGV復(fù)合機器人2.1 輕型工業(yè)機器人14在中國制造產(chǎn)業(yè)升級，機器換人的大背景下，近兩年，3C、家電、食品等眾多行業(yè)對機器人需求顯著

16、增長。負載10kg以下的小負載 多軸機械臂、DELTA并聯(lián)機器人、SCARA機器人、協(xié)作機器人等過去相對小眾、銷量較少的輕型工業(yè)機器人，在這類行業(yè)應(yīng)用較多， 近兩年都實現(xiàn)了顯著增長，復(fù)合增速普遍在40%以上，高于工業(yè)機器人整體增速。以并聯(lián)機器人為例。據(jù)GGII數(shù)據(jù)，2016年中國市場并聯(lián)機器人銷量3600臺，預(yù)計2017年銷量達到5100臺，同比增速超過40%。而 據(jù)IFR數(shù)據(jù)， 2013年時中國并聯(lián)機器人銷量還只有493臺。SCARA機器人也出現(xiàn)類似情況。據(jù)IFR數(shù)據(jù)， 2013年時SCARA機器人中 國銷量只有4262臺。而據(jù)GGII數(shù)據(jù)， 2014-2017年期間，SCARA機器人年均復(fù)

17、合增長率為47.45%。 2017年，中國市場SCARA機 器人銷售量2.3萬臺，同比增長75.57% 。隨著中國年輕勞動人口逐年減少，以及越來越多的年輕人不愿意在工廠當工人，中國未來或許有越來越多的行業(yè)將開始應(yīng)用機器人。輕型工業(yè)機器人近兩年需求呈爆發(fā)態(tài)勢15Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.1.輕型工業(yè)機器人0.41.42.300.511.522.5201320162013，2016，2017年中國市場SCARA機器人銷量（萬臺）來源：IFR、GGII、2017億歐（）0.040.360.5100.10.20.30.40.50.6201320162013，2016，2017年中國市場De

18、lta機器人銷量（萬臺）來源：IFR、GGII、2017E億歐（）輕型工業(yè)機器人近兩年融資企業(yè)增多16Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.1.輕型工業(yè)機器人公司名稱最近融資輪次融資時間成立時間主要產(chǎn)品投資方李群自動化B輪2016年2011年并聯(lián)機器人SCARA機器人B輪：賽富基金；A輪：紅杉中國、明勢資本 天使輪：明勢資本翼菲自動化B輪2017年2012年并聯(lián)機器人B輪：藍圖創(chuàng)投，信中利資本、易一資本、 豪邁資本以及東可可資本、常春藤資本首輪：英飛尼迪、數(shù)元創(chuàng)投、常春藤資本阿童木機器人A輪2017年2013年并聯(lián)機器人深創(chuàng)投、海達創(chuàng)投珞石機器人A輪2017年2015年多軸機器人A輪:清科銀杏

19、、德聯(lián)資本；Pre-A輪：德聯(lián)資本等 天使：孝昌水木投資、 梅花天使、 天使匯若貝特Pre-A輪2017年2015年并聯(lián)機器人梅花天使11-13年之前，國產(chǎn)輕工業(yè)機器人較少，13年以后，新松，華盛控等，翼菲自動化等越來越多國內(nèi)廠商開始推出輕型工業(yè)機器人，不過 目前SCARA、DELTA等較成熟的機器人，市場仍占主要由國外廠商主導(dǎo)。據(jù)GGII數(shù)據(jù)，16年國產(chǎn)DELTA機器人市場份額只占25%左右。但近幾年國內(nèi)輕型工業(yè)機器人發(fā)展迅猛，誕生了一批技術(shù)能力較強的新興機器人公司，如珞石機器人、李群自動化等，獲得了資本的助推，發(fā)展迅速。國內(nèi)新興機器人廠商產(chǎn)品性能逐漸逼近國外機器人，憑借著較低的價格、能夠針

20、對國內(nèi)需求進行個性化定制的能力，快 速擴展市場，并逐步搶占國外產(chǎn)品市場。李群自動化曾表示，17年上半年訂單銷售額同比增長了 5 倍以上。最近幾年，資本對輕型工業(yè)機器人的熱情在增加，不少輕型工業(yè)機器人企業(yè)（不含協(xié)作機器人企業(yè)，后文專門介紹）獲得了融資。近幾年部分獲得融資的輕型工業(yè)機器人企業(yè)（不含協(xié)作機器人）來源：公開數(shù)據(jù)整理，億歐 （）輕型工業(yè)機器人并聯(lián)機器人占比較大17Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.1.輕型工業(yè)機器人近幾年獲得融資的輕型工業(yè)機器人中，除了協(xié)作機器人，不少是并聯(lián)機器人。并聯(lián)機器人發(fā)展較早，09年左右發(fā)那科就推出了M-3iA 系列。11-13年左右，新松、華盛控等也推出了一

21、批產(chǎn)品。當前市場上既有上市公司，也有新三板公司，還有成立較晚，但在近年獲得 了融資的阿童木機器人、翼菲自動化等公司。并聯(lián)機器人四大技術(shù)指標：自身的重量，負載，重復(fù)定位精度，節(jié)拍速度，分別決定了機器人安裝的難易程度，運用范圍的廣度、動作 完成的標準度以及完成工作的速度。國產(chǎn)并聯(lián)機器人精度、自重、節(jié)拍速度等方面已經(jīng)接近ABB等國外廠商，大負載方面還有些差距。大負載和視覺是近年并聯(lián)機器人的主要發(fā)展方向。之前大部分并聯(lián)機器人負載小于6KG，近兩年也開始出現(xiàn)更大負載的產(chǎn)品。視覺可以 幫助機器人實現(xiàn)有選擇的分揀與搬運，是并聯(lián)機器人另一個發(fā)展方向，發(fā)那科的機器人很早就嵌入了視覺功能，國產(chǎn)機器人在視覺方面 比

22、國外還有差距，但也在迅速追趕中。部分國內(nèi)輕型工業(yè)機器人企業(yè)輕型工業(yè)機器人國產(chǎn)并聯(lián)機器人性能接近國外產(chǎn)品18Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.1.輕型工業(yè)機器人公司名稱進入市場時間*典型產(chǎn)品型號最大負載（Kg）速度重復(fù)精度（mm）ABB1998年IRB 360系列1/3/6/8140次/分（3kg負載）0.1發(fā)那科2009年M-1iA/M-2iA/M-3iA0.5/3/12200次/分（1kg負載）0.02-0.03愛德普2009年Quattro S650Hs/S650H/s800H1/6160次/分（1kg負載）0.1華盛控2011年WSC-500D/600D/800D/1000D2100

23、次/分（2kg負載）0.2廣州數(shù)控2011年C3-1100/C4-800/C4-10003150次/分（1kg負載）0.1翼菲自動化2012年迅翼-360/1100/17003/6120次/分（3kg負載）0.1新松2013年SRBD500/1100/16003/8/15170次/分0.05阿童木2013年2軸鉆石/鉆石+系列3軸金剛W/P/M/PM系列4軸閃電0.5/1/1.5/34/6 m/s0.1若貝特2015年RB-Delta-500/800/12001/3/6170次/分0.05部分并聯(lián)機器人技術(shù)指標對比來源：公開資料整理，注* ：進入市場時間指的是：若貝特、阿童木機器人、易菲自動化

24、指公司成立時間，其余為首次推出并聯(lián)機器人時間億歐 （）2.2 核心零部件國產(chǎn)化19核心零部件國產(chǎn)化RV和諧波減速器廠商增多20Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.2.核心零部件國產(chǎn)化應(yīng)用：主要用于小型機器人或大型機器人 末端,一般被放置在小臂、腕部或手部特點：體積小、重量輕、承載能力大、運動精度高,單級傳動比大精密減速器將伺服電機輸出的轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機器人各部位需要的速度，提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩，主要應(yīng)用在工業(yè)機器人 關(guān)節(jié)上，確保工業(yè)機器人很高的定位精度和重復(fù)定位精度。與通用減速器相比，機器人關(guān)節(jié)減速器要求具有傳動鏈短、體積小、承載能 力大、質(zhì)量輕和易于控制等特點。大量應(yīng)用在關(guān)節(jié)型

25、機器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。兩種減速器中RV減速器應(yīng)用較諧波減速器更多。RV減速器諧波減速器應(yīng)用：一般被放置在機座、大臂、肩部等 重負載的位置特點：更高的疲勞強度、剛度和壽命,缺點是重量重,外形尺寸較大主要國內(nèi)廠商：蘇州綠的、北京諧波傳動所，來福諧波、 北京裕智、臺邦、大族電機、中技美克、宏遠皓軒等主要國內(nèi)廠商：雙環(huán)傳動、南通振康、恒豐泰、秦川機床， 武漢精華，山東帥克，飛馬傳動，中船707所，渭河工模具， 華恒股份，智同精密，格力智能技術(shù)研究院等核心零部件國產(chǎn)化減速器出貨取得突破21Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.2.核心零部件國產(chǎn)化、減速器廠商主要產(chǎn)品類型業(yè)績

26、情況雙環(huán)傳動RV減速器2018年埃夫特將向其采購10000套減速器聚隆機器人減速器RV減速器2017年與埃夫特簽訂180萬元采購合同南通振康RV減速器2017年出貨量增長120%，RV減速器已被埃夫特、凱爾達 歡顏等機器人廠商部分采用歡顏自動化向其采購1.5萬臺減速機恒豐泰RV減速器2017年RV減速器已經(jīng)被埃夫特、博實自動化等部分采用蘇州綠的諧波減速器2017年減速器出貨量同比增長近100%來源：公開資料整理、億歐 （）前幾年，世界精密減速器75%的市場被日本的納博特斯克（Nabtesco，后文簡稱納博）和哈默納科（Harmonic Drive，后文簡稱HD）占領(lǐng)，其中納博生產(chǎn)RV減速器，約

27、占60%的份額，HD生產(chǎn)諧波減速器，約占15%的份額。住友、新寶等國外品牌也有一定的份額。近兩年，伴隨著中國市場工業(yè)機器人銷量持續(xù)高速增長，對核心零部件減速器的需求也迅速上升，但納博和HD對市場的響應(yīng)不夠快， 導(dǎo)致2017年國內(nèi)減速器市場出現(xiàn)了交貨期延長的缺貨情況，給了國產(chǎn)廠商難得的機遇。同時，由于新增需求很多來自小負載機器人， 對減速器的要求較之前的大負載機器人產(chǎn)品稍低，也給了國產(chǎn)減速器廠商有利的機會。難得的市場窗口期，加上過去2年的產(chǎn)品測試和磨合，2017年，國產(chǎn)減速器市場取得了較大的實質(zhì)性突破。國產(chǎn)主要減速器廠商銷量 增長明顯，幾乎都實現(xiàn)了翻番，也有多家一線國產(chǎn)機器人本體廠商開始批量采購

28、國產(chǎn)減速器產(chǎn)品。2017、2018年部分減速器廠商業(yè)績情況核心零部件國產(chǎn)化減速器產(chǎn)能在加速擴張22Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.2.核心零部件國產(chǎn)化減速器廠家主要產(chǎn)品類型產(chǎn)能擴張規(guī)劃納博特斯克RV減速器預(yù)計2018年全球產(chǎn)量提升為84萬臺，常州工廠產(chǎn)能提升為20萬臺雙環(huán)傳動RV減速器募集資金3億元投向RV 減速器項目，規(guī)劃建成3年后完全投產(chǎn)，年產(chǎn)6萬臺恒豐泰RV減速器2017年下半年擴產(chǎn)，預(yù)計2018年產(chǎn)能達2萬臺秦川機床RV減速器機器人關(guān)節(jié)減速器數(shù)字化車間已于2017年初交付使用，預(yù)計年產(chǎn)量達6萬件力克精密諧波減速器2017年引進設(shè)備進行擴產(chǎn)來源：公開資料整理、億歐 （）面對2017

29、年顯著的市場需求，納博以及國內(nèi)不少減速器廠家也都在加緊擴張產(chǎn)能。不少新興廠商、高校企業(yè)聯(lián)合體、甚至軍工企業(yè)， 也趁機加入到了減速器的競爭中來。例如宏遠皓軒和北京工業(yè)大學(xué)聯(lián)合成立了高精密諧波減速器聯(lián)合研發(fā)中心；中船重工707所推出 了機器人用RV減速器；蘇州奇步機器人推出了非RV和諧波的QB構(gòu)型減速器，在減小體積和重量的同時達到了較大的減速比，瀚晟傳 動也研發(fā)了非RV和諧波的MRG傳動技術(shù)。隨著入局廠商增多，市場競爭無疑將加劇。2018年，來福諧波獲得了近億元A輪融資，資 本也開始助力市場加速?？傮w而言，雖然近幾年我國制造業(yè)企業(yè)的實力普遍在上升，國產(chǎn)減速器廠家已經(jīng)可以購買與納博、HD相同的高端設(shè)

30、備，但在設(shè)計、材料、熱處理、加工工藝等方面，國內(nèi)廠家還存在不足，體現(xiàn)在產(chǎn)品的噪音、壽命、溫升、傳動效率等方面，比起國外產(chǎn)品還是有差距。 不過隨著市場加速發(fā)展，國產(chǎn)產(chǎn)品和國外產(chǎn)品的差距或?qū)⒅饾u減小，國產(chǎn)替代的序幕初步拉開。2017,2018年部分減速器廠家產(chǎn)能擴張計劃核心零部件國產(chǎn)化伺服電機自主配套能力已現(xiàn)雛形23Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.2.核心零部件國產(chǎn)化松下的伺服電機和伺服驅(qū)動器國內(nèi)伺服廠商：電動伺服驅(qū)動系統(tǒng)通常由伺服電機以及伺服驅(qū)動器組成，是工業(yè)機器人的必不可少的關(guān)鍵零部件，是利用各種電機產(chǎn)生的力矩和力，直 接或間接地驅(qū)動機器人本體，以獲得機器人的各種運動的執(zhí)行機構(gòu)。伺服電機

31、主要可分為交流伺服系統(tǒng)和直流伺服兩大類。多軸工業(yè)機 器人主要使用交流伺服系統(tǒng)，協(xié)作機器人則多使用直流伺服系統(tǒng)。有數(shù)據(jù)顯示，目前國外品牌占據(jù)了中國交流伺服市場近80%的市場份額。其中，日系產(chǎn)品以約50%的市場份額居首，歐系產(chǎn)品份額約30%。中國企業(yè)約占10%。最近幾年，受益于工業(yè)機器人市場整體快速增長，國產(chǎn)伺服也迎來新的機遇。據(jù)高工機器人網(wǎng)，當前，我國伺服電機自主配套能力已現(xiàn)雛形，產(chǎn)品功率范圍大多在22kW以內(nèi)，技術(shù)線上與日系產(chǎn)品接近，較大規(guī)模 的伺服品牌有20余家，如匯川技術(shù)、埃斯頓、廣州數(shù)控等。但伺服核心技術(shù)，信號接插件的可靠性，多圈絕對值編碼器嚴重依賴進口 等問題，還需要國產(chǎn)廠商持續(xù)努力。

32、國外伺服廠商：核心零部件國產(chǎn)化控制器與國外差距最小24Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.2.核心零部件國產(chǎn)化機器人控制器由機器人控制器硬件和控制軟件組成，是機器人控制的核心大腦?？刂破鞯闹饕蝿?wù)是對機器人的正向運動學(xué)、逆向運動 學(xué)求解，完成機器人的軌跡規(guī)劃任務(wù)，實現(xiàn)高速伺服插補運算、伺服運動控制。機器人核心零部件中，控制器、軟件一般由機器人本體 廠家自主設(shè)計研發(fā)，是本體廠商自己掌握的核心技術(shù)，國外各大品牌機器人均采用自己的控制系統(tǒng)。國內(nèi)機器人本體廠商過去比較欠缺 控制技術(shù)，近年來通過自主研發(fā)或海外并購的方式，補全控制技術(shù)。國內(nèi)企業(yè)機器人控制器產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟，是機器人產(chǎn)品中與國外產(chǎn)品差距最

33、小的關(guān)鍵零部件。國產(chǎn)和國外廠商基本平分市場。由于硬件大多都是外購，幾乎都能買到相同的硬件，軟件往往成為工業(yè)機器人控制器的核心，國內(nèi)機器人控制器和國外廠商的差距，也主要在 控制算法和二次開發(fā)平臺的易用性方面。除了固高科技、卡諾普、眾為興等傳統(tǒng)機器人控制器廠商在持續(xù)提升產(chǎn)品，近幾年也有不少國內(nèi)新興機器人公司，從控制器出發(fā)，進入機器人本體領(lǐng)域，如珞石機器人、智昌集團等。 17年9月，智昌實業(yè)控制器一經(jīng)發(fā)布，川崎機器人便與其簽訂了1000臺的采購合同。國外控制器 廠商：國內(nèi)控制器 廠商：機器人控制器核心零部件國產(chǎn)化控制器向驅(qū)控一體發(fā)展25Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.2.核心零部件國產(chǎn)化在自動

34、化應(yīng)用水平逐步提高的趨勢下，用戶對控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)的需求越來越多樣化、細分化、個性化。為使伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè) 計更加功能化，驅(qū)動控制一體化成為伺服驅(qū)動系統(tǒng)的新發(fā)展方向。目前市面上的控制柜，驅(qū)動器和控制器處于分離的狀態(tài)。驅(qū)控一體具 體指集成運動控制器、驅(qū)動器控制電路、工控機管理功能、示教盒的 CPU 處理及安全控制卡功能為一體的運動控制器。驅(qū)控一體化的 控制柜占用空間更小，成本更低，對于在向小型和輕量化發(fā)展的輕型工業(yè)機器人，有比較大的價值。驅(qū)控一體的優(yōu)勢：節(jié) 約 空 間成 本 降 低性 能 更 好硬件級總線級CPU級輕型機器人的輕量化對 空間要求在變，驅(qū)控一 體剛好可以節(jié)約空間部分行業(yè)人士表

35、示， 驅(qū)控一體的產(chǎn)品，成 本可以降低20-50%通過高速通信，控制系統(tǒng) 直接獲取機械臂各種信息， 能夠做到反饋提前，從而 把工作做得更好驅(qū)控一體的三個級別：將伺服驅(qū)動器和控制系統(tǒng)捆綁在一起， 沒有解決信息共享問題控制和伺服采用板載并行總線，驅(qū)動器跟控 制器能實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并且形成閉環(huán)回路核心控制系統(tǒng)CPU和各個單軸CPU整 合為一個控制CPU核心零部件國產(chǎn)化驅(qū)控一體整體還在初級階段26Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.2.核心零部件國產(chǎn)化國外桌面型機器人做的比較好的企業(yè)，如雅馬哈、發(fā)那科等，都是用的“驅(qū)控一體”設(shè)備。國內(nèi)近兩年也有很多企業(yè)開始推出驅(qū)控一體的產(chǎn)品。做驅(qū)控一體的產(chǎn)品，企業(yè)必須同

36、時具有控制系統(tǒng)和驅(qū)動器的開發(fā)能力。然而，國內(nèi)能夠單獨將控制系統(tǒng)或者伺服電機驅(qū)動器做好的企業(yè) 本來就不多，而要把兩者整合到一起，對企業(yè)來說更是難上加難。不少國內(nèi)企業(yè)的驅(qū)控一體多停留在硬件級，做到總線級的較少。目前國產(chǎn)的“驅(qū)控一體”總體處于初級階段，主要還是小功率機器人上應(yīng)用較多，在大功率級別機器人領(lǐng)域還是空白。此外，國內(nèi)設(shè)備 還普遍存在產(chǎn)品可靠性問題，“驅(qū)控一體”產(chǎn)品暫時沒有達到控制系統(tǒng)和驅(qū)動器分離的架構(gòu)的可靠性水平。隨著輕型工業(yè)機器人進一步 向小型化發(fā)展，或許未來輕型機器人驅(qū)控一體或?qū)⒃絹碓蕉?，進一步小型化，占地面積和空間進一步縮小。部分研發(fā)驅(qū)控一體的廠商：2.3 人機協(xié)作27人機協(xié)作協(xié)作機器

37、人近兩年增速迅猛28Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.3.人機協(xié)作預(yù)測時間研究機構(gòu)市場規(guī)模預(yù)測年增長率2015年巴克萊銀行到2025年，115億 美元58%2016年Research and Markets到2021年，20億 美元60%2017年Transparency Market Research到2024年，950億 美元30%2017年GGII到2020年，國內(nèi)79億元39%來源：公開資料整理、億歐 （）傳統(tǒng)工業(yè)機器人使用時，為了安全，需要與人進行隔離。而協(xié)作機器人集成了安全檢測功能，在遇到碰撞時，關(guān)節(jié)將沿相反方向運動或 完全停止，以避免造成傷害，可以與人協(xié)同工作。 1996年，

38、西北大學(xué)的兩位教授（J. Edward Colgate and Michael Peshkin）首次 提出了協(xié)作機器人（cobot）的概念。2009年丹麥的優(yōu)傲Universal Robot推出世界上第一臺協(xié)作機器人UR5。協(xié)作機器人可以用在工業(yè)領(lǐng)域，用于精密裝配、檢測、產(chǎn)品包裝、拾取與放置、打磨、機床上下料等工作。同時，協(xié)作機器人并不局限 在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，還可以用在商業(yè)領(lǐng)域，如醫(yī)療康復(fù)、物流倉儲、餐飲等。近兩年全球協(xié)作機器人市場呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。行業(yè)代表企業(yè)優(yōu)傲年銷售額從2012年的1000萬，快速增長到2016年的9500萬美元， 預(yù)計17年突破1.4億美元。GGII數(shù)據(jù)顯示，2016年中

39、國市場協(xié)作機器人銷量2300臺，同比增長109.09%。多個分析研究機構(gòu)都預(yù)測， 未來幾年內(nèi)，全球協(xié)作機器人市場有望成長為百億級市場。多家機構(gòu)對協(xié)作機器人市場預(yù)測優(yōu)點：安全、占地少 易用缺點：負荷小、速度慢 范圍小人機協(xié)作國外已經(jīng)涌現(xiàn)大量協(xié)作機器人產(chǎn)品29Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.3.人機協(xié)作公司產(chǎn)品型號發(fā)布年份自由度最大載荷（kg）重復(fù)精度（mm）特點Universal RobotsUR3 UR5 UR1020142007201066635100.030.10.1智能適應(yīng)每個具體應(yīng)用的預(yù) 先安全設(shè)置RethinkBaxter Sawyer2012201514（雙臂）72.240.

40、1腕部內(nèi)置康耐視視覺系統(tǒng)KUKALBR iiwa201377/140.1、0.15精密力控ABBYuMi201514（雙臂）單臂0.50.02內(nèi)嵌康耐視視覺系統(tǒng)FanucCR-35iACR-7i2015201673570.08iRVision（內(nèi)置視覺）FrankaFranka Emika2017730.1安全、價格低FestoBionicCobot201771.51氣動驅(qū)動安川MOTONAN- HC102017610近幾年，協(xié)作機器人已成為業(yè)界關(guān)注的焦點。14年左右開始，國外主流廠商都陸續(xù)發(fā)布了協(xié)作機器人產(chǎn)品。16年開始，國內(nèi)機器人 廠商開始發(fā)布協(xié)作機器人產(chǎn)品，17年新品發(fā)布顯著增多。當前國

41、內(nèi)外已有不少于30家的機器人廠商推出了協(xié)作機器人產(chǎn)品。絕大多 數(shù)協(xié)作機器人負載不超過10KG，主要用在輕工業(yè)領(lǐng)域。部分國外協(xié)作機器人產(chǎn)品參數(shù)對比來源：公開資料整理、億歐 （）人機協(xié)作國內(nèi)近兩年也誕生一批協(xié)作機器人廠商30Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.3.人機協(xié)作國產(chǎn)機器人部分關(guān)鍵參數(shù)標稱性能和國外機器人已經(jīng)差別不大，價格優(yōu)勢明顯。但整體除了遨博的產(chǎn)品，其它很多產(chǎn)品2017年剛剛 面世，還沒正式量產(chǎn)出貨，具體性能、可靠性和穩(wěn)定性還需要時間來接受市場的實踐檢驗。國內(nèi)市場主要已經(jīng)應(yīng)用的協(xié)作機器人仍以優(yōu)傲的產(chǎn)品居多。來源：公開資料整理、億歐 （）公司產(chǎn)品型號發(fā)布年份自由度載荷（kg）重復(fù)精度（

42、mm）新松機器人協(xié)作機器人2015年750.02大族機器人elfin2016年650.1Techman Robot（達明）TM Robot2016年64/60.05海默機器人42-062016年66-麥荷機器人Buddy 6F2016年66-智昌集團河姆渡機器人2017年730.03遨博智能AUBOi52017年650.1揚天機器人R-SV5/10/202017年65/10/200.02節(jié)卡機器人小助2017年6-敬科機器人JK72017年770.1鎂伽機器人MRX-S6/S4/E42017年6/4/43/2/1.50.01/0.01/0.05慧靈科技Z-Arm2017年330.03部分國內(nèi)協(xié)

43、作機器人產(chǎn)品參數(shù)對比來源：公開資料整理、億歐 （）人機協(xié)作協(xié)作機器人發(fā)展重點仍是滿足市場實際需求31Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.3.人機協(xié)作來源：公開資料整理、億歐 （）公司成立時間最新融資時間融資輪次金額投資方節(jié)卡機器人2014年2018年A+輪6000萬元A+輪：方廣資本A輪：和君資本艾利特2014年2018年A輪5000萬元A輪：策源創(chuàng)投,元禾原點 Pre-A輪：朗瑪峰遨博智能2015年2017年A輪6000萬元復(fù)星集團揚天機器人2015年2017年P(guān)re-A輪5000萬元聯(lián)想創(chuàng)投。金沙江聯(lián)合資本、銀杏谷資本慧靈科技2015年2016年天使輪千萬元聯(lián)想之星等鎂伽機器人2016年

44、2017年天使輪千萬元臻云創(chuàng)投，英諾天使、逐鹿資本除了新型協(xié)作機器人，目前很多小負載多軸機器人也在增加拖動示教、圖形化編程、碰撞檢測等功能，功能上在向協(xié)作機器人靠攏，應(yīng) 用上和協(xié)作機器人有重疊。當前協(xié)作機器人的應(yīng)用，更多體現(xiàn)的是基于協(xié)作機器人易于使用和部署的特點，使人與機器人更友好的互動， 不需要設(shè)置圍欄，也能更好的應(yīng)對產(chǎn)線的變換。速度要求更高，產(chǎn)線不常變動的場景，小型多軸機器人則更合適。人機合作完成工作的應(yīng)用場景目前占比并不大。人機合作工作需考慮安全性問題。ISO/TS 15066 標準等從設(shè)計層面就對協(xié)作機器人方面的安全性有了明確的要求，具體應(yīng)用時也還需要根據(jù)情況對安全性進行評估。目前只有

45、優(yōu)傲等少數(shù)外國廠商在機器人本身設(shè)計方面符合標準并通過了德國TUV等評估，國產(chǎn)廠商在產(chǎn)品的安全性合規(guī)方面還比較欠缺。國內(nèi)部分協(xié)作機器人公司融資情況協(xié)作機器人整體仍然朝著更易用和更便宜的方向發(fā)展， 不過隨著越來越多的廠商加入，對協(xié)作機器人企業(yè)而 言，更重要的還是中國市場機器換人時的實際需求。工業(yè)以外，協(xié)作機器人在教育領(lǐng)域應(yīng)用也較多，近兩年也開始在商業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域嘗試應(yīng)用。鎂伽機器人 的協(xié)作機器人就用在了生物實驗室移液上。Ufactory的協(xié)作機器臂，則被獵豹移動用于咖啡機。機械外骨骼又稱動力外骨骼（Powered exoskeleton），是一種由鋼鐵的框架構(gòu)成并且可讓人穿上的機器裝置，這個裝備跟

46、隨人的肢 體運動，并提供額外的助力。機械外骨骼主要有三個方向的用途：軍事：幫助士兵更快的行走并攜帶更重載重，增強士兵的單兵作戰(zhàn)能力，多以全身外骨骼為主。例如美國雷神公司研發(fā)的HULC外骨 骼，已經(jīng)被美軍使用。中俄法等國軍方也都有相關(guān)研究。醫(yī)療康復(fù)：幫助殘疾人擺脫輪椅，進行行走的康復(fù)訓(xùn)練。以下肢外骨骼居多，也是公司和產(chǎn)品最多的外骨骼應(yīng)用方向。比較著名例子是 日本的Cyberdyne和以色列的Rewalk，兩家公司都已經(jīng)上市，但股價都在16年以后持續(xù)下跌。近兩年國內(nèi)也有多家公司研發(fā)此類產(chǎn)品。工業(yè)：提供給工人舉重物時的助力，減輕長時間重體力勞動的疲勞，以全身外骨骼居多。日本松下、現(xiàn)代等都推出了相關(guān)產(chǎn)

47、品。人機協(xié)作工業(yè)是機械外骨骼三大應(yīng)用方向之一32Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.3.人機協(xié)作人機協(xié)作外骨骼主要用于搬運和舉升33Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.3.人機協(xié)作洛克希德馬丁研發(fā)的FORTIS， 由鉸接式框架支撐起一個萬向 臂,無論操作手是站姿還是跪姿， 工具及配重的總重量都會通過 外骨骼被轉(zhuǎn)移到地面上，減輕 操作者負擔。2015年發(fā)布的松下聯(lián)合大阪的 辰巳商會研發(fā)的AWN-03。只 能進行抬起、彎腰姿勢保持以 及輔助步行。兩個馬達提供了15kg的力量，續(xù)航8小時。外骨骼在工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品，主要面向兩大應(yīng)用場景：物流搬運和重物舉升。工人長期重復(fù)進行重物搬運作業(yè)，容易造成對腰

48、的傷害，外 骨骼通過減輕腰部受力，減緩傷害。工廠里舉升重物工作，則容易造成對上臂的傷害。通過外骨骼也能使工人舉起超越自身體力的重物， 從而使一些過去依賴機械的重物搬運，通過人力更高效的完成。工業(yè)領(lǐng)域外骨骼當前主要有兩條技術(shù)路線，一種是以洛克希德馬丁FORTIS為代表的無動力外骨骼，直接將力傳到到地面，從而減輕人的負荷。一種則是以松下AWN-03為代表的有動力外骨骼，通過能源驅(qū)動電機，在搬運時由電機提供助力，從而減輕人的負荷。有動力外骨骼是目前的主流技術(shù)路線，但技術(shù)難度高于當前機器人系統(tǒng)。控制方面，外骨骼需要以極高的頻率柔性預(yù)測并跟隨穿戴者的 運動，否則會造成穿著者很大的負擔，目前相關(guān)技術(shù)并不成

49、熟，不過機器人正在向柔性控制發(fā)展，拖動示教等算法為外骨骼的控制打下 基礎(chǔ)。由于需要長時間穿戴，外骨骼對質(zhì)量和續(xù)航都有要求，就需要強度高同時又比較輕的材料，以及更高能量密度的動力系統(tǒng)，當前 的材料和能源技術(shù)都還不能完全滿足要求。34Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.3.人機協(xié)作京東物流的外骨骼機器人由于技術(shù)難度大，外骨骼產(chǎn)品研發(fā)通常都要經(jīng)歷較長的時間。因為直接由人穿戴，因此產(chǎn)品獲得相關(guān)安全認證也需要不少的時間。例如 雷神旗下的Sarcos正在研發(fā)針對工業(yè)應(yīng)用的Guadians XO外骨骼產(chǎn)品，他們告訴億歐，Guadians XO概念原型2017年提出，目前仍沒 有明確上市時間表，保守預(yù)計20

50、19年上市。研發(fā)時間長的直接后果就是產(chǎn)品價格高。之前Cyberdyne的產(chǎn)品售價高達幾十萬美元，遠高 于機器人系統(tǒng)。近兩年新一代外骨骼產(chǎn)品價格已經(jīng)降到十萬元水平檔，但多以下肢為主，且功能依然難以完全滿足應(yīng)用需求。由于上述種種原因，工業(yè)用外骨骼整體發(fā)展比較緩慢，只有少數(shù)軍方和汽車公司，及國外一些創(chuàng)業(yè)公司有相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)，試點偏多，規(guī) ?；瘧?yīng)用較少，離大規(guī)模應(yīng)用還有相當距離。 國內(nèi)只有京東物流在2017年有所采用。但在當前AI沒有取得實質(zhì)階段，機器人難以在很 多復(fù)雜工作中取代人，通過機器輔助人工作，或減輕人的負擔，或許是更有效緩解勞動力短缺的方式。福特聯(lián)手 Ekso 推 出的EksoVest輔助 式

51、機械外骨骼，能 幫工人舉高手臂時 減輕每支手臂約7kg的重量，減少8成車間意外事故。Sarcos公司的Guadians XO人機協(xié)作工業(yè)外骨骼的整體發(fā)展還比較緩慢2.4 AGV新技術(shù)35新技術(shù)AGV近兩年需求顯著增加，國內(nèi)廠商占據(jù)主要市場36Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.4.新技術(shù)AGV汽車 24%家電制造22%煙草制造15%電商倉儲物流15%3C電子13%食品飲料6%5%2016年中國AGV應(yīng)用市場行業(yè)分布其他2439315043006340950029.2%36.5%47.4%49.8%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%03000600090001

52、200020132014201520162017e2013-2017年中國國內(nèi)AGV銷量（臺）AGV（Automated Guided Vehicle）自動引導(dǎo)小車，是指通過導(dǎo)航自動將物品運輸至指定地點的機器設(shè)備。AGV之前在各行各業(yè)的倉 儲和物流都有應(yīng)用，以固定路徑引導(dǎo)的搬運AGV為主，在汽車工業(yè)、家電制造等行業(yè)的應(yīng)用居多。近幾年電商自動化立體倉庫、煙草和3C電子行業(yè)等對倉儲的AGV需求顯著增加。我國在AGV機器人領(lǐng)域具有相當?shù)膶嵙?，國?nèi)公司產(chǎn)品占據(jù)80%國內(nèi)市場。最近幾年AGV在以年均40%左右的速度快速增長。目前我 國不少工廠在生產(chǎn)環(huán)節(jié)通過各式裝備已經(jīng)做到較好的自動化水平，但很多行業(yè)在物

53、流環(huán)節(jié)的自動化程度還較低。來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、億歐（）來源：GGII、億歐（）新技術(shù)AGV三種常見形式與路徑引導(dǎo)方式37Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.4.新技術(shù)AGV常見AGV三種主要形式多用在物流自動化立 體倉庫等，搬運和分 揀。體積小，載重在 幾十至幾百公斤在傳統(tǒng)叉車基礎(chǔ) 上增加定位導(dǎo)航 系統(tǒng)，成為無人 叉車工業(yè)物流常用，有潛伏式、 背負式、牽引式、滾筒式等 幾種形式。體積大，載重幾 百公斤至幾十噸AGV單機控制的核心技術(shù)：路徑引導(dǎo)大致分為三種：固定路徑引導(dǎo)自由路徑引導(dǎo)通過沿路徑布設(shè)標志物，引導(dǎo)AGV沿預(yù)先設(shè)置 好的路徑運動，主要有電磁、磁條、色帶、慣 性等方式，可靠性高，成本較

54、低，但靈活性差。 目前磁條導(dǎo)航仍在工業(yè)AGV大量采用。半自由路徑引導(dǎo)通過在路徑中部分節(jié)點位置設(shè)置標志物， 構(gòu)建場景地圖，使AGV在運動過程中基于 地圖自行規(guī)劃運動路徑。主要有二維碼， 反光板激光，磁釘?shù)确绞?。通過激光SLAM等方式，無需標志物，構(gòu)建場景地圖，AGV自主進行路徑規(guī)劃。以激光SLAM為主。為保證定位可靠性，更多廠商基于多傳感器融合，混合使用多種定位技術(shù)，甚至引入了UWB、地面紋理等技術(shù)進行定位。無人叉車倉儲AGV搬運AGV新技術(shù)AGV各種路徑引導(dǎo)方案對比38Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.4.新技術(shù)AGV分類引導(dǎo)類型描述標志物修改靈活性成本其它特點固定路徑 引導(dǎo)電磁引導(dǎo)在ag

55、v的行駛路徑埋設(shè)金屬導(dǎo)線，加載低頻導(dǎo)引電流，agv上的感應(yīng)線圈通過對導(dǎo)引磁場強弱的識別和跟蹤地下埋設(shè) 金屬導(dǎo)線破壞地面低對聲光無干擾固定路徑 引導(dǎo)磁條/色帶引 導(dǎo)路面上貼磁帶或涂色彩替代在地面下埋設(shè)金屬線地面貼磁 條/色帶重貼磁條低色帶方案可靠性低半自由路 徑引導(dǎo)慣性引導(dǎo)利用加速度計測量載體在慣性參考系的加速度，根據(jù)陀 螺的輸出建立導(dǎo)航坐標系，經(jīng)過積分運算獲得載體在導(dǎo) 航坐標系中的速度和位置無軟件設(shè)置低有累積誤差，對振動較 敏感，受地面條件影響 大，后期維護成本高半自由路 徑引導(dǎo)二維碼引導(dǎo)地面鋪設(shè)二維碼，每個二維碼作為一個節(jié)點，地圖相當 于是一個大號的圍棋棋盤，機器人可以到達所有點二維碼改變二

56、維碼高路徑需要定期維護，場 地平整度有一定要求， 價格較高半自由路 徑引導(dǎo)反光板激光 引導(dǎo)周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV通過發(fā)射激光束 并采集由不同角度的反射板反射回來的信號，根據(jù)三角 幾何運算來確定其當前的位置和方向上方布置 反光板簡單高抗光干擾的糾錯能力有 一定局限，成本高，精 度高自由路徑 引導(dǎo)激光SLAM激光雷達結(jié)合SLAM算法建立環(huán)境地圖，指定目標可以 自由規(guī)劃路徑無軟件設(shè)置高受環(huán)境影響大，精度高自由路徑 引導(dǎo)紋理視覺引 導(dǎo)通過智能視覺識別地面紋理反饋坐標無軟件設(shè)置高可靠性待驗證來源：根據(jù)公開資料整理、億歐 （）幾種AGV路徑引導(dǎo)技術(shù)方案對比新技術(shù)AGV基于激光雷達SLAM的新

57、企業(yè)較多39Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.4.新技術(shù)AGV公司名稱融資論次成立時間定位技術(shù)調(diào)度系統(tǒng)投資機構(gòu)南江機器人被收購2014年激光SLAM智能調(diào)度系統(tǒng)華麗家族15年收購50.82%股權(quán)，3100萬Geek+B2015年二維碼視覺導(dǎo)航、激光SLAM智能的自動調(diào)度，路徑規(guī)劃和擁塞控制算法，無縫對接MES/WMS/ERPB：華平投資、火山石資本 A+：祥峰投資，火山石投資、高榕資本 A：火山石投資、高榕資本斯坦德機器Pre-A2016年激光SLAM、信標、 慣導(dǎo)結(jié)合研發(fā)的FMS（機器人任務(wù)部署及調(diào)度 系統(tǒng)）系統(tǒng)與MES/WMS對接Pre-A：合創(chuàng)資本、松禾資本木蟻機器人Pre-A201

58、6年多傳感器融合 激光SLAM多機調(diào)度系統(tǒng)，目前可實現(xiàn)200臺機器 人同時調(diào)度Pre-A：起點資本 天使輪：SLAMTEC迦智科技天使輪2016年多傳感器融合 激光SLAM-IDG資本、銀杏谷資本仙知機器人天使輪2015年激光SLAM 輪廓導(dǎo)航RoboShop軟件，可以快速設(shè)定機器 人的運行路線及工作方式游族網(wǎng)絡(luò)激光雷達SLAM技術(shù)在服務(wù)機器人領(lǐng)域應(yīng)用較多，目前也在工業(yè)物流環(huán)節(jié)應(yīng)用。一批基于激光雷達SLAM技術(shù)的公司，也獲得了資本的 看好。不過目前激光雷達SLAM整體部署時間還偏長，價格也比相對較高，未來隨著激光雷達的價格下降，成本進一步降低。為提高穩(wěn) 定性，很多公司混合了激光雷達SLAM和其

59、它傳感定位方式。除了激光雷達SLAM定位導(dǎo)航，AGV的調(diào)度控制也非常關(guān)鍵。主流工業(yè)物流AGV廠商都研發(fā)了可以對接工廠MES/WMS/ERP等系統(tǒng)的 集群調(diào)度系統(tǒng)。部分國內(nèi)SLAM技術(shù)AGV新興公司情況來源：公共資料整理，億歐（）新技術(shù)AGV激光叉車已經(jīng)成為主流叉車產(chǎn)品40Part2. 工業(yè)機器人五大新方向2.4.新技術(shù)AGV公司名稱成立時間定位技術(shù)融資佳順智能2007年激光導(dǎo)航新三板昆船物流2008年激光導(dǎo)航-新松2009年有/無反光板激光導(dǎo)航上市公司嘉藤機器人2002年激光導(dǎo)航2014年，20%股權(quán)被東方精工收購華曉精密2003年激光導(dǎo)航2016年，被科大智能收購艾吉威機器2011年無反光板

60、激光導(dǎo)航2017年，首輪融資，東和創(chuàng)投、升鴻資本飛銳機器人2013年激光導(dǎo)航，無反光板2016年，路演獲得融資，千萬級智久機器人2013年激光導(dǎo)航2016年，首輪投資，紐信創(chuàng)投海通機器人2013年激光導(dǎo)航-力子機器人2015年混合激光導(dǎo)航與模糊控 制2018年，Pre-A輪，點亮資本小型倉儲AGV載重較小，不能解決工廠物流的全部問題。更大載重的激光導(dǎo)航叉車也已經(jīng)成為目前的主流叉車產(chǎn)品。目前提供激光叉車 的廠商以過去的主流工業(yè)AGV廠商為主，不過其中很多采用的是反光板激光導(dǎo)航，一部分采用了激光SLAM技術(shù)。部分新型激光叉車廠商基本情況來源：公共資料整理，億歐（）新技術(shù)AGV重型AGV及無人拖車成