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相對短缺的情況下，制造業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境問題或待遇低不愿意進入制造業工作。當GDP的高速增長碰到勞動力短缺的問題時，工業機器人是最佳解決方案。工業機器人在簡單重復、重量大和環境惡劣的工作環境下，相比人來說更具效力。而且，數控技術、感應能力等技術的進步，使工業機器人“換人”的效率越來越高。如今，工業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、低勞動供給的環境，給工業機器人的發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機器人的發展，頒布多個政策文件，為工業機器人的發展指明了方向。比如，2020年12月發布的《國務院辦公廳關于促進養老托育服務健康發展的意見》提出，要推進智能服務機器人后發趕超，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老基礎設施體系。2021年3月發布的《中國人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和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，發展服務型制造新模式，推動制造業高端化智能化綠色化。推動機器人等產業創新發展。2021年12月發布的《“十四五”機器人產業發展規劃》明確提出到2025年的機器人產業發展目標。按照該文件精神，2025年營業收入年均增速超過20%，形成一批具有國際競爭力的領軍企業及一大批創新能力強、成長性好的專精特新“小巨人”企業，建成3——5個有國際影響力的產業集群，制造業機器人密度實現翻番。

中央層面明確的政策，為工業機器人行業的發展增添了信心、指明了方向。各地政府積極扶持工業機器人的發展。廣東省在“工業與信息化發展專項資金”中安排工業機器人發展專題資金，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，補助工業機器人等智能產業；東莞市政府給予企業購買國產工業機器人15%的補助，鎮一級還有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，出臺工業機器人購置獎勵補貼政策，購置工業機器人按價格的10%補貼。

各級政府的大力支持，激勵了機器人產業的發展。根據有關數據統計，2012——2021年，我國機器人行業投融資事件總計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，占已披露項目總數的31.4%。從所屬的細分賽道來看，2021年工業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，我國機器人行業規模為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%，在市場規模、產業鏈、產業環境等方面具備全球競爭優勢。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。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，以傳統制造業為中心，各行各業都掀起了一股“人機協作”狂潮。“機器人革命”在全世界范圍內掀起熱潮，正在成為“第四次工業革命”的切入點和增長點，是極具投資潛力的領域。

工業機器人的投資前景廣闊

人口老齡化加劇勞動力短缺，工業機器人密度仍有上升空間。世界機器人協會報告顯示，2020年國內工業機器人密度為247臺/萬人，按照工信部“十四五”規劃預測，假設2025年工業機器人密度達500臺/萬人，若國內人口變化不大，則國內工業機器人銷量仍有翻倍空間。綜合來看，根據移動工業機器人基金會（MIR）預測，到2025年國內工業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。據筆者測算，2022——2025年新能源汽車行業工業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展的背景下，有望替代傳統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勢。

服務機器人的投資前景更加耀眼

隨著第三產業的崛起，清潔、物流、餐飲等服務行業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，比如，醫護、救援、消防等，機器替代人的需求更強。據波士頓咨詢預測，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、醫療康復等領域實現規模化應用。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，售價動輒數萬甚至數十萬，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。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。現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。四是隱私保護和數據安全存在隱患。服務機器人在交互和數據處理上的技術復雜。在人機交互過程中，機器人會持續收集用戶及環境的圖像、聲音、行為等數據信息，這些信息有的在本地處理，有的在云端處理，在諸多環節上涉及高標準的隱私保護和數據安全保障。

把握機器人領域投資的新方向

基于產業鏈、國產化、新品類的機器人投資

產業鏈方向。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，國內機器人企業在技術創新方面取得了顯著進展，包括工業機器人、協作機器人、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、醫療、農業、物流、家庭服務等。國內企業在一些特定領域或特定產品上可能具有優勢。例如，有些國內領先的人形機器人企業，以及其他領域的機器人龍頭企業，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。國內農業機器人市場仍處于初期階段，但農業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勢。

新品類方向。在通用型人形機器人尚未實現大規模商業化之前，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）、協作機器人、特種機器人等。

人形機器人領域值得關注

從發展趨勢看，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展進程。人形機器人未來或出現“前期科技巨頭領先，后期百花齊放”的格局。隨著市場的發展，人形機器人的產業鏈日漸完善，中小廠商在軟件、硬件、配套設備等領域逐步涌現。

目前，國內人形機器人產業鏈仍處于萌芽階段。國內唯一一家人形機器人公司是優必選，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，并未真正實現商業化。最近，特斯拉公布了Tesla Bot原型機開發計劃，小米推出Cyber One原型機，但兩家產品距離商業化應用尚有距離。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的活動關節數量是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；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技術的難點，這使Tesla Bot面臨更大的技術挑戰；兩家公司的視覺模組和人工智能模塊都采取了自研。商業化方面，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年實現商業化生產，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

根據國際機器人聯合會（IFR）發布的最新數據，2020年中國、美國、韓國和德國等主要國家的工業機器人年裝機數量合計超過全球的72.9%。此外，全球制造業領域工業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。工業機器人是工業自動化的構成主體，工業自動化在很長時間內仍是自動化應用領域的發展熱點。IFR發布的數據顯示，新能源汽車制造等市場需求快速上升，2021年全球工業機器人銷量創新高，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自動化改造的推動，工業機器人將在電子、化工等各個工業領域迎來新的發展機遇。此外，隨著人工智能和物聯網技術的不斷發展，專業服務機器人的應用領域也在不斷拓展，呈現出較好的發展勢頭。機器人已經成為公共衛生事件中不可或缺的“一線工作者”，在醫院、辦公室和城市發揮了關鍵作用。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對流程機器人價值的認可，使服務機器人的發展迎來更多行業推廣機會。

人工智能與機器人技術融合將擦出新火花

近年來，人工智能是業界最熱門的議題。在商業領域，企業致力于使用人工智能來擴展機器人的功能。人工智能為企業提供了新的機會，進而提高生產率，使工作更安全，并節省人類寶貴的時間。比如，通過使用AI機器人能夠感知環境并做出反應，這大大增加了機器人可以執行的功能范圍。優化機器人和工藝性能為公司節省資金，使機器人在公共空間、醫院、零售商店的眾多環境中充當移動的交互式信息系統，從而節省個人時間等。人工智能正在幫助機器人改變制造業，IFR提出智能機器人未來將在以下五種場景發力：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，從而更好地優化生產組織。二是優化性能。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據，用于實時或回顧性地優化機器性能。三是數字孿生。機器人和其他生產機器的虛擬表現形式，使制造商能夠在實施之前模擬操作，根據參數和程序變化的影響，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。傳感器和視覺系統使機器人能夠實時地對外部環境做出反應，擴大了機器人可以執行的任務范圍。移動機器人是實現柔性制造的關鍵，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標準的發展和完善，以5G、云計算、物聯網、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展熱點。發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模塊化和可重構化。在不同的環境下，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，個性化定制和場景化定制成為發展趨勢。通過聯合軟件開發商、咨詢規劃公司、分銷商、系統集成商、產學聯盟等各方能力優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展熱點，會造就一批專業水平高、服務能力強的智能制造系統解決方案供應商，自動化機器人產業鏈將在未來進一步規模化。

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、芯片、數據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展熱點。多項政策鼓勵自主創新，提高數字技術基礎研發能力，打好關鍵核心技術攻堅戰，掌握自主權，突破對海外進口的依賴，鼓勵民營企業加大研發投入力度，進軍高精尖智能制造設備領域。2021年1月23日，財政部、工業和信息化部聯合印發《關于支持“專精特新”中小企業高質量發展的通知》，實施中央財政支持“專精特新”中小企業高質量發展政策。除此之外，“十四五”智能制造規劃和智能制造2025等政策中均有相關內容支持工業自動化發展，也提出加強自主供給、統籌發展與安全等要求。隨著工業自動化政策扶持力度的進一步加大，工業自動化高精尖技術有望得到突破，受制約的細分行業的技術國產化率有望得到進一步提升。