人形機器人,產(chǎn)業(yè)趨勢還是曇花一現(xiàn)?
1.1 特斯拉發(fā)布 Bot,掀起人形機器人熱潮 在 2021 年的 Tesla AI Day 上,馬斯克公布了人形機器人 Tesla Bot(Optimus)的概念。近期,馬斯克又將原計劃 8 月 19 日舉辦的特斯拉 AI 日,改為 9 月 30 日舉辦,因為屆時將發(fā) 布 Optimus(“擎天柱”)原型機。據(jù)官方描述,特斯拉 Optimus 機器人身高約 172CM、體重約 56KG,能夠硬拉 68KG 左右,它的誕生是為了消除危險、重復(fù)和無聊的任務(wù),以便人類可以專注于更加愉快的工作。長期以來,馬斯克對人工智能發(fā)展的危險性和缺乏監(jiān)管的狀態(tài)直言不諱,但他向外界保證 Optimus 是友好無害的,特斯拉機器人的速度被特意設(shè)計得很慢,最高時速約為 2 米/秒,并 且比人類更弱。
據(jù)稱,該款人形機器人結(jié)合了特斯拉的 AI 技術(shù),即基于視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)測能力的 自動駕駛技術(shù),具有極強算力的 DOJO D1 超級計算機芯片,Dojo 架構(gòu)擁有一個大規(guī)模計算 平面,極高寬帶和低延遲。作為 Dojo 架構(gòu)的重要組成部分,D1 芯片采用 7 納米制造工藝, 處理能力為每秒 1024 億次。由于每個 D1 芯片之間都是無縫連接在一起,相鄰芯片之間的延 遲極低,訓(xùn)練模塊最大程度上實現(xiàn)了帶寬的保留,配合特斯拉自創(chuàng)的高帶寬、低延遲的連接器, 算力高達(dá) 9PFLOPs(9000 萬億次)。
1.2 人形機器人,各項用途的最大公約數(shù) 中國電子工業(yè)學(xué)會將機器人劃分為工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、特種機器人三類。其中,1)工業(yè)機器人指面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人,在工業(yè)生產(chǎn)加工 過程中通過自動控制來代替人類執(zhí)行某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)長時間作業(yè);2)服務(wù)機器人是指在 非結(jié)構(gòu)環(huán)境下為人類提供必要服務(wù)的多種高技術(shù)集成的先進(jìn)機器人;3)特種機器人指代替人類 從事高危環(huán)境和特殊工況的機器人。目前,全球機器人發(fā)展已有超過半個世紀(jì),但據(jù) IFR 數(shù)據(jù),2019 年全球工業(yè)機器人保有量 僅 272 萬臺,按照世界人口網(wǎng)數(shù)據(jù) 2019 年全球 230 個國家 75 億人口計算,工業(yè)機器人的人 均保有量僅為 3.63 臺/萬人。2019 年,工業(yè)機器人受全球貿(mào)易摩擦升級影響,新安裝量出現(xiàn)下 滑,據(jù) IFR 預(yù)計,到 2022-2023 年才可能恢復(fù)至疫情前水平。相比之下,服務(wù)機器人、特種機器人因疫情催化“非接觸”使用場景增加,發(fā)展勢頭迅猛。
回顧過去幾十年發(fā)展歷史,工業(yè)機器人發(fā)展速度遲緩,除了受宏觀經(jīng)濟影響外,還與其初 級的智能水平、難以遷移的應(yīng)用環(huán)境有關(guān)。傳統(tǒng)工業(yè)機器人主要是解決傳統(tǒng)制造業(yè)的效率問題, 在靜態(tài)、結(jié)構(gòu)化、確定性的無人環(huán)境中完成重復(fù)性作業(yè),其工作特點在于空間相對隔離、與人 非接觸、預(yù)編程或示教再現(xiàn)控制、需要外部安全保障。伴隨制造業(yè)本身的升級和轉(zhuǎn)型,小批量、 多品種、短周期、個性化將成為新興制造業(yè)的顯著特點,因此工業(yè)機器人的趨勢也將是可融入 人類生產(chǎn)與生活環(huán)境、與人優(yōu)勢互補、合作互助,進(jìn)而成為具備可變作業(yè)能力的人類助手型機 器人。
機器人最終需要在人類所處的現(xiàn)實環(huán)境中工作。開發(fā)人形機器人比修改整個環(huán)境顯得更經(jīng) 濟合理?,F(xiàn)代社會的環(huán)境是為人類自身設(shè)計的,例如,走廊的寬度、階梯的高度、扶手的位置 和門把的位置等數(shù)不勝數(shù)的事物都要適合人的尺寸和運動,這些是社會建造過程中的沉沒成本。因此,當(dāng)機器人具有人的形狀并能像人一樣活動時,就不需要為機器人而改變?nèi)说沫h(huán)境。常見 的輪式機器人使用條件苛刻,需要在一個非常平的地面上來使用,沒有任何的越障能力,這種 理想的工作環(huán)境其實是非常少的。如果要想滿足它豐富功能的話,還是要做成一個有自主越障 能力,所以人形是一個好的選擇。
1.3 下一代的商業(yè)入口
人形機器人較其他服務(wù)機器人更容易被人們接受。參照“恐怖谷效應(yīng)”,在中等程度偏上的 逼真性以前,無論是靜態(tài)仿真物還是動態(tài)仿真物,人們對它的好感程度是隨逼真性的提高而增 加。也就是說,中等偏上程度的仿真時最受人們歡迎的,最能夠贏得受眾。而隨著逼真性向較 高程度增強,人們的好感度會陡然下降。在“恐怖谷理論“第一段曲線上升部分,人類與人形 機器人更容易產(chǎn)生情感上的交流。人形機器人在外形和行為設(shè)計上模仿人類,具有手部、足部、 頭部和軀干等,容易獲得人類好感、親近感并能滿足情感認(rèn)同。并且它們與人類接近程度越高, 被接受和認(rèn)可的程度就越高,具有人的外形是機器人成為人類伙伴并為人們帶來樂趣的非常重 要的因數(shù)。人形機器人有望成為繼手機、汽車后的又一入口,商業(yè)價值巨大。手機入口整合了通話、 地圖、工作、娛樂等眾多功能,是各功能依托的總?cè)肟?。而人形機器人功能更加全面,與人互 動場景多元更加多元,有望成為新的商業(yè)入口。根據(jù)艾媒網(wǎng)、Statista 數(shù)據(jù),2021 年我國人均 花費在手機上的時間達(dá)到 3.3 小時/天。此外,2021 年移動應(yīng)用的用戶支出達(dá)到 1700 億美元 (約合 1.08 萬億人民幣),與去年相比增長了 19%。下載量以同比 5% 的速度繼續(xù)增長,達(dá) 到 2300 億次。
展望人形機器人的未來發(fā)展速度,我們認(rèn)為可以參考特斯拉電動車的放量節(jié)奏?;厮輾v史, Model-S 在 2012 年推出,2013 年特斯拉電動車銷量達(dá)到 2.2 萬輛,2014 年達(dá)到 3.2 萬輛, 2015 年實現(xiàn) 5.1 萬輛。隨著 2017 年推出 Model-3 達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn),銷量快速增長,從 2017 年的 10 萬輛快速增長到 2021 年的近 100 萬輛。我們認(rèn)為,特斯拉汽車銷量的絕對額增長是 從 Model-3 的推出開始加速,起初走的是高端概念型路線,往往是忠實粉絲開始應(yīng)用,同時搜 集各種數(shù)據(jù)進(jìn)行改進(jìn),然后逐步起量。我們認(rèn)為人形機器人的發(fā)展過程可能也與此有相似之處。
不同的是,對于人形機器人,其他科技企業(yè)會更快地跟進(jìn),國內(nèi)與國外科技企業(yè)都紛紛注 意到這個賽道,在做前瞻布局。一些領(lǐng)先企業(yè)在做準(zhǔn)備,明年也將推出,因而真正放量時不僅 要考慮特斯拉,其他國內(nèi)外企業(yè)也會放量。如果人形機器人的放量節(jié)奏類似于特斯拉汽車,那 么 2023-2024 年人形機器人可以大致對應(yīng)特斯拉 2013-2014 年的銷量,隨著其他廠商原型機 推出后也逐步起量,2025 年開始人形機器人對標(biāo) 2015 年全球純電動車銷量。但對于 9 月 30 日發(fā)布的機器人,我們認(rèn)為不應(yīng)抱有過高的預(yù)期,原因在于人形機器人對 智能化水平、通信、執(zhí)行、傳感等方向的要求非常高,最終較為理想的人形機器人一定是經(jīng)過 多次迭代,不斷打磨后的產(chǎn)品。而特斯拉 bot 的到來,其最重要的意義在于開啟了整個產(chǎn)業(yè)的 快速發(fā)展過程,未來一段時間,預(yù)計很多科技企業(yè)都會向人形機器人的方向努力,爭奪賽道, 產(chǎn)業(yè)趨勢可能會加速來到我們面前。
Optimus 的前輩們
Tesla Bot 并非首款人形機器人,從 21 世紀(jì)初本田發(fā)布首款人形機器人 AISMO 原型機開 始,全球多家科技公司及高校先后發(fā)布人形機器人。從設(shè)計初衷來看,人形機器人定位多用于 生活服務(wù),與人類交互,以及專門用于科研領(lǐng)域。其中,較為知名的不乏有波士頓動力的 Atlas 機器人、歐洲 iCUB、軟銀的 Pepper、Alderbran 公司的 Nao 機器人,以及優(yōu)必選 Walker 系 列。研究他們的設(shè)計思路,對 Optimus 也會有所借鑒。
人形機器人的可能解決方案有哪些?
3.1 人形機器人的成本構(gòu)成與工業(yè)機器人有哪些區(qū)別?
從外形上看,人形機器人采用的是 L 型結(jié)構(gòu),每個關(guān)節(jié)緊密連接,其集成度要比傳統(tǒng)的工 業(yè)機器人更加緊湊,也更加靈活。而從成本上構(gòu)成上看,二者也有一定的差異。傳統(tǒng)的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈,包括上游零部件供應(yīng)商、中游本體供應(yīng)商、下游系統(tǒng)集成和服 務(wù)提供商,以及終端應(yīng)用市場。其中有減速器、控制器、伺服系統(tǒng)分別占 31%、10%、20%。本體占比在 24%,系統(tǒng)集成約占比 14%。相比之下,根據(jù)我們的產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,人形機器人的本體在成本中占比要低于工業(yè)機器人。由于工業(yè)機器人對負(fù)載的要求更高,通常需要用到鑄鐵、高強度鋼等金屬材料制作,而人形機 器人通常采用密度更小的金屬材料,或者復(fù)合材料制作,其本體在整個生產(chǎn)中的占比通常在 15% 左右,而工業(yè)機器人本體在生產(chǎn)成本中占比通常在 20%以上。在傳感方面,人形機器人全身需 要多處傳感器,因此在生產(chǎn)成本中也占有較高的比重。
3.2 驅(qū)動和執(zhí)行:諧波減速器+空心杯型伺服電機
3.2.1 減速器:諧波減速器或為主要解決方案,數(shù)量或在 45-50 個 從外形上看,人形機器人采用的是 L 型結(jié)構(gòu),每個關(guān)節(jié)緊密連接,其集成度要比傳統(tǒng)的工 業(yè)機器人更加緊湊,也更加靈活。而從成本上構(gòu)成上看,二者也有一定的差異 減速器是常用作原動件與工作件之間的減速傳動裝置,在二者之間起到匹配轉(zhuǎn)速、傳遞扭 矩的作用。其原理在于,把高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速機輸入軸上齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的 大齒輪,以此來達(dá)到減速的目的,原因在于絕大多數(shù)工作件負(fù)載大、轉(zhuǎn)速低,不適宜用原動機 直接驅(qū)動,需通過減速機來降低轉(zhuǎn)速、增加扭矩。常見的減速器有行星齒輪減速機、RV 減速機、 諧波減速機等。
工業(yè)機器人大多使用 RV 減速器,主要原因在于 RV 減速器具有疲勞強度大、剛度大,同時 可以保持高精度等特點,但其缺點是重量大、體積大。另外,部分末端會用到諧波減速器,諧 波減速器的負(fù)載能力略低于 RV 減速器,在力矩輸出要求不是特別高的末端可以滿足要求,其 優(yōu)點是體積小、重量輕。人形機器人關(guān)節(jié)處的減速器需要具有傳動鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕、易于控制等特 點。根據(jù)我們的產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,一般的諧波減速器 減速比在 85-160 之間,更大一些的可以達(dá)到 200,而減速比直接決定了輸出力的大小,減速 比越高,電機相同轉(zhuǎn)數(shù)下輸出力越大。體積方面,手指部分可以使用直徑 20mm 的減速器,放 置于手掌中,肘部可以使用 30-40mm 減速器,肩部可以使用 50-60mm 減速器。目前,國內(nèi) 諧波減速器基本可以滿足要求。 事實上,在機器人移動一個物體的過程中,真正需要輸出力較大的地方主要在于肩部、肘 部、腕部等關(guān)節(jié),手指等末端關(guān)節(jié)對力的要求有限,因此部分末端可以使用行星齒輪減速器替 代。根據(jù)我們的產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,行星齒輪減速器的轉(zhuǎn)速比通常在 15-20 之間,如果要實現(xiàn)更大的 力,只能將齒輪縮小,但齒輪過小時很容易損壞。因此,在體積很小的機器人中,通??梢允?用行星齒輪減速器,但要做到消費級機器人,僅可以在末端使用行星齒輪減速器替代諧波減速 器。體積方面,諧波減速器由于其結(jié)構(gòu)通常是由三個行星齒輪,以及中間的一個太陽輪組成, 因此最小的也只能達(dá)到 30-40mm。對消費級機器人而言,其負(fù)載通常不會過大。因為負(fù)載較高的情況下,其肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié) 需要做到很大。另外,機器人本身也需要保持平衡,機器配重不足的情況下很容易傾倒,考慮 到其在運動過程中還要加上力和慣性,所以一般要保證機器人靜態(tài)下的負(fù)重是動態(tài)負(fù)重的 2 倍 左右。另外,在精度方面,消費級機器人的精度不會像工業(yè)機器人那么高,在加入編碼器的情況 下可以達(dá)到 0.01mm,只要執(zhí)行到位即可,相比之下,工業(yè)機器人,比如加工機床精度需要達(dá) 到 0.002-0.005mm。 3.2.2 伺服系統(tǒng):電機驅(qū)動是主流解決方案 機器人自由度的運動,可能依靠舵機,電機,推桿,氣或者液壓的伸縮桿,控制器可以對 這些部件進(jìn)行控制。從過往人形機器人的伺服解決方案可以看出,Atlas 采用了液壓驅(qū)動,其優(yōu)點在于可以承 受高負(fù)載。例如在 Atlas 完成后空翻動作時,落地時沖擊力會非常大,如果采用電機方案,可 能會導(dǎo)致爆炸,而液壓結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,除了油壓自身的可壓縮性,如果使用蓄能器,還能起到 減震作用,使肌體更有彈性。但液壓肢體結(jié)構(gòu)的問題在于可能會漏油。此外,Poppy 機器人則 選擇了舵機驅(qū)動,實際上,舵機也相當(dāng)于一個完整的伺服系統(tǒng),里面包含了電機、傳感器、伺 服控制器等部件,其優(yōu)點是價格低廉、結(jié)構(gòu)緊湊,但缺點是精度很低,位置鎮(zhèn)定能力較差,只 能滿足一些機器人的初級功能需求。因此除此之外,歷史上對于負(fù)載沒有過高要求的人形機器 人,大部分都采用了電機驅(qū)動方式。
機器人的伺服系統(tǒng),包括伺服電機、伺服驅(qū)動器、指令機構(gòu)三大部分。其中,伺服電機 (server motor)是執(zhí)行機構(gòu),指在伺服系統(tǒng)中,控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,是一種補助馬 達(dá)間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 以驅(qū)動控制對象。伺服驅(qū)動器(server drives),又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用來 控制伺服電機的控制器,其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá),伺服驅(qū)動器主要用于高精 度的定位系統(tǒng),一般通過位置、速度、力矩三種方式對伺服電機進(jìn)行控制,屬于傳動技術(shù)的高 端產(chǎn)品。指令機構(gòu)是發(fā)脈沖或者給速度用于配合驅(qū)動器正常工作的。 伺服驅(qū)動器向電機線圈供應(yīng)電壓、電流,然后通過監(jiān)控反饋來閉環(huán)伺服環(huán)路,為伺服電機 供電。多數(shù)情況下,伺服驅(qū)動器含有三個嵌入式伺服環(huán)路:電流環(huán)(扭矩環(huán)、內(nèi)部換)、速度環(huán)、 位置環(huán),三個環(huán)路相互作用,實現(xiàn)精準(zhǔn)的運動控制。
人形機器人的伺服系統(tǒng)解決方案是怎樣的?從外觀上看,工業(yè)機器人的伺服系統(tǒng)體積較大,有部分機器人伺服系統(tǒng)外置,因此其集成 度不比人形機器人。另外,工業(yè)機器人通常使用交流伺服電機,對精度要求更高、體積更大, 而人形使用的是直流無框力矩電機,可以在較小體積下輸出較大的力,而且沒有外框,只有一 個轉(zhuǎn)子、定子。從組成上看,人形機器人的伺服電機、驅(qū)動器、編碼器、減速器等集成在一起,整體組成 一個“空心杯”形狀的集合,整個杯形的集合體有輸入端、輸出端,通過一根總線、一根電源 線,跟控制器聯(lián)系在一起。由于人的手臂、軀干都是圓形,因此做成杯形更利于本體的安裝。一般,人形機器人每個關(guān)節(jié)都要一個杯形的集合體,一個手指上面需要一個電機,手指上各關(guān) 節(jié)可以通過拉線的方式,利用杠桿原理實現(xiàn)彎曲。此外,人形機器人各伺服系統(tǒng)之間是采用串 聯(lián)方式,工業(yè)機器人一般采用并聯(lián)方式。
伺服系統(tǒng)的設(shè)計一般根據(jù)機器人應(yīng)用場景而定,例如機器人的身高、體重、負(fù)載等。由于驅(qū) 動器是圍繞關(guān)節(jié)設(shè)計,因此需要根據(jù)機器人的需要的力反過來進(jìn)行推算。另外,電力系統(tǒng)的功 率輸出最后決定了力的輸出,因此執(zhí)行電機的電流也要據(jù)此進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)我們的產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,一般驅(qū)動器和后端輸出的力的比值應(yīng)在 1.2-1.5 倍,之所以保證一 定的余量,主要是防止機器人的某個部位被卡住時,電機繼續(xù)執(zhí)行,電流達(dá)到最大可能會對電 機、驅(qū)動器造成的傷害。一般解決的方式可以采用逆反饋、電流的反饋,加入一些智能算法, 反饋給控制器,保證機器人某個部位被卡住是不會燒壞電機和驅(qū)動器。伺服系統(tǒng)的難點主要在于,從驅(qū)動器上看,其上端需要對接控制器,下端需要對應(yīng)電機,由 于各廠家控制器參數(shù)不同,且后端驅(qū)動功率、應(yīng)用范疇、便長城、執(zhí)行選項等參數(shù)較多,如何 能夠?qū)崿F(xiàn)通用性、兼容性,并通過讓客戶能夠快速選項是一個挑戰(zhàn)。另外,人性格機器人由于 對集成度的要求較高,剎車、編碼器等都在電機中,是通過總成的形式插入到減速器中,進(jìn)而 連接成一個本體。因此,數(shù)量龐大的部件中任何一個出現(xiàn)問題,或者母線出現(xiàn)問題,執(zhí)行機構(gòu) 就無法正常運轉(zhuǎn),進(jìn)而影響整機的性能。 總體上看,采用微型電機進(jìn)行控制精度更高,一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到 2000-3000mm 轉(zhuǎn),及時 性更好,加減速都較快,普遍在幾十毫秒以下,且可承受三倍余額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載,但電機沒有 防油防水功能,無法在高適度和油侵嚴(yán)重環(huán)境下使用,相比之下,電缸的耐腐蝕性比較好,但 其精度不如電機。
3.3 控制系統(tǒng):獨立控制器位于頭部或軀干,開源系統(tǒng)或為 多場景應(yīng)用解決方案 運動控制器的作用,是對來自伺服回路的各種反饋信息進(jìn)行處理,并據(jù)此對電機進(jìn)行換向。運動控制器與伺服驅(qū)動器是經(jīng)常被混淆的兩個概念,實際二者在自動化領(lǐng)域有著微妙的差異。簡言之,運動控制器相當(dāng)于人的“大腦”,伺服驅(qū)動器相當(dāng)于“神經(jīng)”,而伺服電機相當(dāng)于人的 “手”執(zhí)行由大腦、神經(jīng)傳遞過來的命令。作為基于微處理器的設(shè)備,運動控制器具有生成脈沖寬度調(diào)制(PMW) 波形的復(fù)雜算法。而伺服驅(qū)動器內(nèi)的功率晶體管,通過傳輸電流和電壓波形,來為伺服電機供電。因此,二者之 間的配合原理是,控制器是將特定命令應(yīng)用于驅(qū)動器中位置、速度或電流環(huán)等元件,伺服驅(qū)動 器再根據(jù)控制器的命令向電機提供電壓和電流。 此外,控制器通常具有編程的功能,可以存儲和運行程序員提供的代碼,其中有大量安全 元件,可用于組件發(fā)生故障時防止過載,或停止運動控制。相比之下,驅(qū)動器往往專注于接收 控制器輸入的命令,并負(fù)責(zé)功率晶體管的開關(guān),使產(chǎn)生的電流、電壓滿足命令的要求。工業(yè)機器人的驅(qū)控一體在人形機器人中很難實現(xiàn)。原因在于人形機器人的伺服驅(qū)動器數(shù)量 高達(dá)數(shù)十個,因此,如果所有驅(qū)動器都配有一個控制器,整個機器人的體積將會非常大,很難 實現(xiàn)。因此,人形機器人一般有一個單獨的控制器(獨立于伺服電機、伺服控制器),也被稱作 “上位”。通常人形機器人的控制器會被放在頭部,如果視覺、激光雷達(dá)、聽覺傳感器等占用空 間過大,控制器也可能被放置在軀干中,因為軀干中除了電池之外,還有很大空間可以利用。
對于人形機器人的控制器而言,其關(guān)鍵主要在于了解客戶的應(yīng)用場景,以及對相關(guān)工藝的 要求。由于終端對精度要求,每向上一級疊加都需要留出一定的余量,因此驅(qū)動器對于最終精 度的實現(xiàn)有至關(guān)重要的作用。此外,工業(yè)機器人一般只有一個固定底座,只有末端有一些視覺 識別過程,相比之下,人形機器人的傳感器眾多,數(shù)據(jù)來源有多個口徑,需要處理的數(shù)據(jù)也很 龐大和復(fù)雜,難度較大。另外,由于機器人對每個場景的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練過程也需要一定時間,因 此,單獨一家廠商還很難將人形機器人做到各個場景的通用。一種可能的解決方案是,廠商主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)本體,將控制部分做成開源系統(tǒng),讓不同的人 對應(yīng)用場景進(jìn)行二次開發(fā),這樣特斯拉人形機器人就有可能成為一個標(biāo)準(zhǔn)版的本體,在其能力 范圍內(nèi),由后端的多樣化算法來支持多個客戶應(yīng)用場景,例如 Poppy 機器人、Pepper 機器人。
3.4 本體+視覺控制等外圍:本體材料輕量化,傳感技術(shù)或 仍以視覺為主
3.4.1 本體:輕量化的復(fù)合材料、金屬材料為首選,對觸感要求高的 部位或采用硅膠 本體在整個機器人中屬于輔助部分,主要起到支撐、連接各個關(guān)節(jié)的作用,在整個機器人 成本占比中也是最低的,原因在于相比內(nèi)部的核心部件,外部的損傷是較易于修復(fù)的。人形機器人本體在成本中比重要低于工業(yè)機器人。由于負(fù)載的要求,工業(yè)機器人的本體一 般需要由鑄鐵、高強度鋼制成。相比之下,人形機器人的本體一般采用密度更小的復(fù)合材料, 或密度更小的金屬材料,如鋁硅、鋁鎂等,其密度比合金鋼更小,但強度、支撐能力也能夠滿 足負(fù)載的要求,關(guān)鍵是材質(zhì)相對更軟,可塑性更好。除此之外,有些機器人的本體也會采用碳 纖維,在保證橫端拉力的情況下,質(zhì)量也較輕。而在手指等末端、對質(zhì)感和觸感要求較高的部位也會采用硅膠作為材料。
此外,一些機器人的關(guān)鍵零部件,可能會采用工業(yè)級 3D 打印技術(shù)。如歷史上法國 INRIA Flowers 研發(fā)的 Poppy 機器人就是一種 3D 打印機器人,3D 打印可以降低機器人本體重量, 并減輕伺服電機等關(guān)鍵部件的壓力,從而降低成本,并實現(xiàn)快速制作。另外,像波士頓動力的 Atlas 機器人關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件也是使用工業(yè)級 3D 打印制作,驅(qū)動器和液壓管路是被嵌入結(jié)構(gòu)當(dāng)中, 所有的動態(tài)平衡、傳感、過濾、排污閥、動力裝置所需的一切零件,都集成在一個 3D 打印部 件中而非由單獨的組件制成。
3.4.2 傳感:仍以視覺傳感為主,或引入工業(yè)級雙目/多目相機 與人相同的是,人形機器人也需要很多傳感器。根據(jù)檢測對象的不同,可以分為內(nèi)部傳感 器、外部傳感器。內(nèi)部傳感器一般用來檢測機器人本身狀態(tài),多為檢測位置和角度的傳感器。外部傳感器一般用來檢測機器人搜出環(huán)境裝款,如物體識別傳感器、物體探傷傳感器、接 近覺傳感器、距離傳感器、力覺傳感器、聽覺傳感器等。
從已經(jīng)發(fā)布的幾款人形機器人來看,視覺、語音、觸覺、力覺、測距、姿態(tài)等需要基本都 需要配備相應(yīng)的傳感器,傳感器的數(shù)量少則十?dāng)?shù)個,多則上百個(如 Nao 機器人)。一般視覺 傳感多采用雙目或多目的高清攝像頭、立體攝像機,姿態(tài)傳感器采用陀螺儀,探測器包括激光 雷達(dá)、聲納、超音波感應(yīng)器等,語音識別多以麥克風(fēng)形式。
由于人形機器人不僅需避障、路徑規(guī)劃,還需要準(zhǔn)確識別目標(biāo),因此若要完成類似人手的 精密操作,機器人視覺系統(tǒng)定位精度需達(dá)毫米級,需引入工業(yè)級雙目/多目相機,單機價值量相 對普通服務(wù)機器人較高。預(yù)計人形機器人的 3D 傳感器成本將遠(yuǎn)高于普通的服務(wù)機器人,但要 略低于工業(yè)機器人。此外,激光雷達(dá)通常會作為視覺傳感的輔助,因為在機器人工作過程中, 很多物體都是“眼見為虛”的,需要借用激光雷達(dá)對景深進(jìn)行驗證。除視覺之外,人形機器人還需要加入力傳感器,例如對于一個玻璃制成的物體輸出的力, 不能等同于對一個氣球輸出的力,而力的大小最終由電流決定,因此加入力學(xué)傳感和反饋也是 必要的。相同的,還有對溫度、位置的感知。
3.5 散熱:風(fēng)冷、散熱器散熱、導(dǎo)熱材料+新興散熱解決方 案 由于要面對大量信息,大量的動作,人形機器人運算量非常大,其所有的元件都在發(fā)熱, 因此,散熱也是研制人形機器人需要解決的最重要問題之一。在設(shè)計機器人時,通常需要通過各種軟件的模擬來實現(xiàn),盡可能讓其少發(fā)熱,或發(fā)熱相對 更集中、更易于散熱,這就需要用到一些工程軟件。此外,在散熱方面,一般有風(fēng)冷、液冷、 散熱器、導(dǎo)熱材料等方式。以風(fēng)冷為例,機器人的散熱結(jié)構(gòu)呆滯包括,表面的機器外殼、內(nèi)部排氣扇,外殼下部設(shè)置 有進(jìn)氣孔,外殼的上部設(shè)置有排氣孔,排氣扇用于使空氣由進(jìn)氣孔進(jìn)入外殼內(nèi)部,并由排氣孔 排出。由于進(jìn)氣孔接近散熱結(jié)構(gòu)的最低處,排氣孔位于散熱結(jié)構(gòu)的最高處,熱空氣由排氣孔排 至散熱結(jié)構(gòu)外。在此情況下,散熱結(jié)構(gòu)內(nèi)形成低壓,外部的空氣經(jīng)進(jìn)氣孔進(jìn)入散熱結(jié)構(gòu)內(nèi)。冷 空氣接觸設(shè)置于外殼內(nèi)部的電路板組件,達(dá)到散熱效果。
除了傳統(tǒng)的散熱方式之外,目前也有科研機構(gòu)在不斷探索更加類人的散熱機制,比如“排 汗”??的螤柎髮W(xué)的謝菲德研究團隊開發(fā)了一種更利于柔性機器人的散熱方式。由于柔性機器人 很多部件都是由復(fù)合材料制成,其散熱性能不如金屬,而風(fēng)扇燈內(nèi)部散熱技術(shù)占空間較大,重 量也較大,因此,謝菲德發(fā)明了機器人的“排汗系統(tǒng)”。研究團隊通過多材料立體光刻技術(shù),發(fā)明機器人“排汗”所必須的納米聚合物材料,該技 術(shù)可以通過光將樹脂類材料固化為設(shè)計好的形狀。研究團隊利用兩種水凝膠材料開發(fā)制造了手 指形狀的驅(qū)動器,這種水凝膠具有蓄水功能,而且可以根據(jù)溫度來調(diào)節(jié)水分,相當(dāng)于一個“智 能海綿”。當(dāng)溫度達(dá)到 30 攝氏度以上時,由水凝膠制成的驅(qū)動器底層會隨著溫度上升而收縮, 從而將水?dāng)D壓到頂層,頂層由聚丙烯酰胺支撐,密布著微米級的小孔,與地層相同,當(dāng)溫度高 于 30 攝氏度時,為空會自動打開,開始“排汗”。該研究團隊表示,該排汗系統(tǒng)可讓驅(qū)動器表 面在 30 秒之內(nèi)下降 21 度,散熱效率畢人體排汗系統(tǒng)高三倍,若由風(fēng)扇燈外置風(fēng)冷設(shè)備,其散 熱效率還可提升六倍。但該機器人也有一定的缺陷,即移動性較差,而且補水也是一個問題。
3.6 電池:三元鋰電池或為主要解決方案
機器人的電池主要有鎳氫電池、鋰電池、鉛酸蓄電池三類。其中,鎳氫電池主要用于成本 控制嚴(yán)格,不需要大容量和大電流放電、安全性要求較高的玩具機器人、掃地機器人等領(lǐng)域。鉛酸蓄電池技術(shù)較鋰電池更為成熟,但由于比較笨重,移動不方便,基本用于不需要移動的機 器人領(lǐng)域,由于污染較為嚴(yán)重,正在逐漸被鋰電池取代。鋰電池主要應(yīng)用于智能服務(wù)機器人、娛樂經(jīng)紀(jì)機器人、探險排爆等特種用途機器人領(lǐng)域。一般,對于成本不敏感的機器人,切要求電池較輕、可提供大電流放電、保障長使用壽命的機 器人一般會選擇聚合物鋰電池,如競技機器人、特種機器人。磷酸鐵鋰在不需要電池大電流放電、低溫性能的 AI 服務(wù)機器人、工業(yè)較大型機器人領(lǐng)域應(yīng) 用較多。三元鋰電池相比聚合物電池成本更低,且能量密度較磷酸鐵鋰電池更大,在機器人領(lǐng) 域應(yīng)用較為廣泛,尤其是 18650 鋰電池。
人形機器人電池的配重和續(xù)航市場如何?從發(fā)展歷史上看,幾款較為知名人形機器人主要經(jīng)歷了外部供電、電池供電兩個發(fā)展階段。電池供電普遍采用鋰電池組,其安裝的位置最初普遍采用“背包”形式,后逐漸將電池內(nèi)置。從 續(xù)航時間上看,大部分雙足的人形機器人的連續(xù)工作時間都在 2 小時以內(nèi)。然而,根據(jù)我們的 產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,目前機器人的價格主要停留在展示和實驗階段,若實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化,其續(xù)航時 間應(yīng)達(dá)到 3-10 個小時不等。
除了最基本的供電功能之外,人形機器人還要考慮到電池的配重問題,保證身體的平衡。以 48 千克的本田 ASIMO 機器人為例,其電池重量約為 6kg,約為體重的 1/8 左右,優(yōu)必選 Walker X 機器人的電池重量約為 3.6kg,約為體重的 5.7%。但前文提到,目前的幾款知名人形機器人主要停留在展示和實驗階段,因此電池做到月清 涼越好。而根據(jù)我們的產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,若要實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化,其帶電量和續(xù)航可能有更高的要 求,相對應(yīng)地,一般電池重量應(yīng)占到人形機器人重量的 1/3 左右。根據(jù) OFweek 鋰電網(wǎng),目前 磷酸鐵鋰電池的能量密度一般為 150Wh/kg,三元電池的能密度約為 200Wh/kg。假設(shè)特斯拉 人形機器人體重 68kg,電池重量占比 1/3 計算,則其鋰電池重量約為 22.7 千克,若采用三元 鋰電池,則帶電量約為 4.54kWh,續(xù)航時長在 3.54-9.08 小時,若采用磷酸鐵鋰電池,帶電 量約為 3.41kWh,續(xù)航時間在 3.41-6.81 小時。
此外,由于目前所有的人形機器人都是直流驅(qū)動,用 48V、24V、12V 的總線 將電機、控制器串起來,通過電源分配器分配電流,因此,還要考慮電池的動態(tài)管 理問題。有些人形機器人由于沒有剎車,在電量耗盡的時候會倒下,因此當(dāng)電量快 要耗盡的時候需要預(yù)留一些余電在其中,以供機器人回到原位。
人形機器人市場空間有多大?
對人形機器人銷量的假設(shè):關(guān)于人形機器人市場規(guī)模,我們認(rèn)為可以參考特斯拉電動車的 放量節(jié)奏。回溯歷史,Model-S 在 2012 年推出,2013 年特斯拉電動車銷量達(dá)到 2.2 萬輛, 2014 年達(dá)到 3.2 萬輛,2015 年實現(xiàn) 5.1 萬輛。隨著 2017 年推出 Model-3 達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn), 同時達(dá)到平價水平,銷量快速增長,從 2017 年的 10 萬輛快速增長到 2021 年的近 100 萬輛。我們認(rèn)為,特斯拉汽車銷量的絕對額增長是從 Model-3 的推出開始加速,起初走的是高端概念 型路線,往往是忠實粉絲開始應(yīng)用,同時搜集各種數(shù)據(jù)進(jìn)行改進(jìn),然后逐步起量。我們認(rèn)為人 形機器人的發(fā)展過程可能也與此有相似之處。不同的是,其他科技企業(yè)跟進(jìn)地會更快,國內(nèi)與國外科技企業(yè)都紛紛注意到這個賽道,在 做前瞻布局。一些領(lǐng)先企業(yè)在做準(zhǔn)備,明年也將推出,因而真正放量時不僅要考慮特斯拉,其 他國內(nèi)外企業(yè)也會放量。
這里,我們假設(shè) 2023-2024 年人形機器人對應(yīng)特斯拉 2013-2014 年的銷量,隨著其他廠 商原型機推出后也逐步起量,2025 年開始人形機器人對標(biāo) 2015 年全球純電動車銷量。由于 2015 年全球純電動車銷量數(shù)據(jù)的確實,這里我們假設(shè) 2025 人形機器人的銷量為 30 萬臺, 2026-2030 年對應(yīng) 2016 年全球純電動車銷量。
對各個零部件市場規(guī)模的測算:按照前文提到的,減速器、伺服系統(tǒng)、控制器在人性機器 人中的占比計算,可以分別測算出三個對應(yīng)的市場規(guī)模,預(yù)計到 2025 年人形機器人減速器、 伺服系統(tǒng)、控制器市場規(guī)模分別達(dá)到 126 億元、95 億元、63 億元,到 2030 年,市場空間分 別達(dá)到 744 億元、558 億元、372 億元。對人形機器人電池市場規(guī)模的測算:根據(jù)我們的產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,一般 1kWh 對應(yīng)鋰離子電池 成本約為 1800-2500 元,根據(jù)前文我們測算,預(yù)計在三元鋰電池解決方案下,特斯拉機器人的 帶電量約為 3.41kWh,假設(shè)以成本加成定價,起初毛利率在 100%,則預(yù)計 2023 年擎天柱對 應(yīng)電池單價約為 1.47 萬元,假設(shè)此后每年價格下降 10%。預(yù)計到 2025 年,人形機器人電池 市場規(guī)模約為 36 億元,到 2030 年約為 153 億元。
重點公司分析
5.1 綠的諧波
公司是一家專業(yè)從精密傳動裝置研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè),產(chǎn) 品主要包括諧波減速器、機電一體化執(zhí)行器及精密零部件。公司的產(chǎn)品廣泛用于工 業(yè)機器人、服務(wù)機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備、新能源裝備等高 端制造領(lǐng)域。經(jīng)過多年持續(xù)研發(fā)投入,公司在國內(nèi)率先實現(xiàn)了諧波減速器的工業(yè)化生產(chǎn)和 規(guī)?;瘧?yīng)用,打破了國際品牌在國內(nèi)機器人諧波減速器領(lǐng)域的壟斷。憑借多年來在 精密傳動領(lǐng)域的積累,公司在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)建立了較強的品牌知名度,成為國內(nèi)領(lǐng)軍 企業(yè)之一。我國諧波減速器行業(yè)處于成長期階段,市場成長迅速,雖然我國已成為 全球最大的工業(yè)機器人市場,但以精密諧波減速器產(chǎn)品為代表的核心零部件總體 供給量存在較大缺口,隨著行業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)?;a(chǎn)的實現(xiàn)與下游工業(yè)機器人等產(chǎn) 業(yè)的快速發(fā)展,未來行業(yè)規(guī)模將持續(xù)擴大。
5.2 禾川科技
公司是一家技術(shù)驅(qū)動的工業(yè)自動化控制核心部件及整體解決方案提供商,主 要從事工業(yè)自動化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及應(yīng)用集成。一家技術(shù)驅(qū)動的工業(yè)自動 化控制核心部件及整體解決方案提供商,主要從事工業(yè)自動化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、 銷售及應(yīng)用集成。工業(yè)控制自動化新星,深耕 OEM 市場多年,多領(lǐng)域市占率領(lǐng)先。公司多年來 深耕 OEM 市場,服務(wù)廣大 OEM 客戶廠商,獲得了極佳的產(chǎn)品方案性能 口碑, 在光伏、3C、鋰電與機器人等行業(yè)具備極高的占有率,通過多年來的高速發(fā)展, 禾川科技已赫然進(jìn)入國產(chǎn)自動化一線品牌方陣。
伺服系統(tǒng)頭部企業(yè),國產(chǎn)替代領(lǐng)導(dǎo)者。伺服系統(tǒng)是當(dāng)前禾川科技的核心產(chǎn)品, 產(chǎn)品包括伺服系統(tǒng)內(nèi)的伺服驅(qū)動器、伺服電機和編碼器,廣泛應(yīng)用于機器人及機械 手、3C、光伏、物流、包裝、紡織等多個行業(yè)。2021 年伺服系統(tǒng)營收共計 6.59 億 元,占禾川科技主營業(yè)務(wù) 89.72%。PLC 產(chǎn)品 2021 年營收 3996.28 萬元,占主營 業(yè)務(wù)收入 5.44%。
5.3 雙環(huán)傳動
公司專注于齒輪傳動產(chǎn)品制造,目前產(chǎn)品主要為為乘用車齒輪、商用車齒輪、 工程機械齒輪、減速器及其他產(chǎn)品。齒輪產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,其市場規(guī)模主要 取決于下游應(yīng)用領(lǐng)域的市場需求。緊抓成長賽帶,優(yōu)化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)。隨著新能源汽車滲透率的不斷提升,相關(guān)齒輪 的需求迎來了快速增長。公司提前戰(zhàn)略布局,產(chǎn)品已應(yīng)用在下游多種新能源汽車中, 覆蓋了純電動汽車、混合動力汽車等。經(jīng)過多年耕耘,公司已與全球領(lǐng)先電動車制 造企業(yè)、比亞迪、廣汽集團、蔚然動力、日電產(chǎn)、舍弗勒、匯川、博格華納等重點 新能源車企和電驅(qū)動制造廠商形成戰(zhàn)略合作并實現(xiàn)批量出貨。機器人產(chǎn)業(yè)保持增長態(tài)勢,中國芯引領(lǐng)國產(chǎn)替代。得益于久經(jīng)市場檢驗、完善 的產(chǎn)品譜系、合理的市場策略以及及時的保障服務(wù),公司子公司環(huán)動科技與國內(nèi)主 流機器人企業(yè)保持穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作關(guān)系,機器人高精密減速機業(yè)務(wù)獲得高速發(fā)展。
環(huán)動科技密切地關(guān)注國內(nèi)外重點新客戶、新領(lǐng)域所需產(chǎn)品的開發(fā)與導(dǎo)入,全方位加 速新產(chǎn)品的驗證速度。針對中大負(fù)載工業(yè)機器人所需,提前布局設(shè)備與產(chǎn)線以滿足 多方客戶所需,目前已逐步實現(xiàn) 6-1000KG 工業(yè)機器人所需精密減速器的全覆蓋, 產(chǎn)品譜系得到進(jìn)一步完善,獲得了核心客戶的認(rèn)可并持續(xù)批產(chǎn)增量,從而實現(xiàn)減速 機產(chǎn)銷連續(xù)兩年創(chuàng)歷史新高。
5.4 三花智控
公司是全球最大的制冷控制元器件和全球領(lǐng)先的汽車熱管理系統(tǒng)控制部件制 造商。目前主要產(chǎn)品包括四通換向閥、電子膨脹閥、電磁閥、微通道換熱器、Omega 泵、括熱力膨脹閥、電子膨脹閥、電子水泵等,廣泛應(yīng)用于空調(diào)、冰箱、冷鏈物流、 新能源汽車等領(lǐng)域。立足熱管理產(chǎn)品,拓展業(yè)務(wù)邊界。公司堅持“專注領(lǐng)先、創(chuàng)新超越”的經(jīng)營戰(zhàn) 略,以熱泵技術(shù)和熱管理系統(tǒng)產(chǎn)品的研究與應(yīng)用為核心,專注于冷熱轉(zhuǎn)換、溫度智 能控制的環(huán)境熱管理解決方案開發(fā)。公司制冷電器零部件空調(diào)電子膨脹閥、四通換 向閥、電磁閥、微通道換熱器等產(chǎn)品市場占有率全球第一。近年來,新能源車的發(fā) 展已成為確定的趨勢,這對熱管理產(chǎn)品提出了更高更多更新的需求。公司定位于新 能源汽車熱管理系統(tǒng)領(lǐng)域,由零部件切入并逐漸向組件和子系統(tǒng)發(fā)展,已成為法雷 奧、大眾、奔馳、寶馬、沃爾沃、豐田、通用、吉利、比亞迪、上汽、蔚來等客戶 的合作伙伴。
人形機器人即將來臨,三花智控有望突破。特斯拉將于推出 9 月份推出人形 機器人,得益于公司在新能源汽車上同特斯拉的合作,公司有望突破人形機器人產(chǎn) 業(yè)。由于人形機器人需要大量重復(fù)的運動,因而其電機功率較高。而機器人工作電 壓在 20-40V 之間,需要更高的電流以實現(xiàn)功率的增加。隨著電流的增大,電機放 出的熱量將成指數(shù)級上漲,如果不能進(jìn)行良好的熱管理,電池、電機、關(guān)節(jié)的壽命 都將受到極大的影響。公司三花汽零注入后,充分發(fā)揮與業(yè)務(wù)間協(xié)同效應(yīng),深耕汽 車新能源車熱管理系統(tǒng)部件研發(fā),并積極布局熱管理組件和子系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域更 深層次應(yīng)用,車用電子膨脹閥、新能源車熱管理集成組件、Omega 泵等產(chǎn)品市場 占有率全球第一。未來公司有望在人形機器人領(lǐng)域復(fù)刻公司在新能源汽車業(yè)務(wù)中 的發(fā)展,成為全球知名的人形機器人熱管理系統(tǒng)供應(yīng)商。
5.5 匯川技術(shù)
匯川技術(shù)是國內(nèi)伺服電機的領(lǐng)軍企業(yè)。主要為設(shè)備自動化/產(chǎn)線自動化/工廠自動化提供變頻器、伺服系統(tǒng)、PLC/HMI、高性能電機、傳感器、機器視覺等工業(yè)自 動化核心部件及其工業(yè)機器人產(chǎn)品,為新能源汽車行業(yè)提供電驅(qū)&電源系統(tǒng),為軌 道交通行業(yè)提供牽引與控制系統(tǒng)。公司產(chǎn)品可應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域各行各業(yè)。根據(jù)睿工 業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2021 年公司通用伺服系統(tǒng)在中國市場份額達(dá)到 16.3%,首次超越外 資品牌,獲得市場份額第一名(前四名廠商及市占率分別是:匯川,16.3%;安川, 10.5%;松下,9.6%;三菱,8.8%)。根據(jù)公司 2021 年年報,公司在工業(yè)機器人領(lǐng)域產(chǎn)品包括 SCARA 機器人、
六 關(guān)節(jié)機器人、視覺系統(tǒng)、高精密絲杠、控制系統(tǒng)等整機及零部件解決方案,下游行 業(yè)涵蓋 3C 制造、鋰電、硅晶、紡織等。SCARA 機器人是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊 類型的工業(yè)機器人,適用于平面定位、垂直方向裝配等作業(yè)。六關(guān)節(jié)機器人是一種 六個關(guān)節(jié)都可以轉(zhuǎn)動的機器人,適合用于諸多工業(yè)領(lǐng)域的自動裝配、噴漆、搬運、 焊接等作業(yè)。
公司在 SCARA 機器人領(lǐng)域的主要競爭對手為 EPSON、YAMAHA 等,在六 關(guān)節(jié)機器人領(lǐng)域的主要對手為安川、ABB 等。公司的工業(yè)機器人核心部件除減速 機外,電控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、絲杠、本體均已實現(xiàn)自制,具有較好的成本控制和定 制化能力。憑借對下游行業(yè)工藝的深刻理解以及“核心部件+整機+工藝”解決方 案的競爭優(yōu)勢,公司工業(yè)機器人產(chǎn)品在手機制造、鋰電、硅晶等行業(yè)已實現(xiàn)大批量 銷售,形成了較好的品牌影響力。根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù),2021 年公司 SCARA 機 器人在中國市場的份額為 14%,排在第三名,且為內(nèi)資品牌第一名。在機器替人 的大趨勢下,公司工業(yè)機器人業(yè)務(wù)有望充分受益,目前公司該項業(yè)務(wù)已實現(xiàn)盈利, 屬于成長型業(yè)務(wù)。
5.6 鳴志電器
公司專注于運動控制領(lǐng)域和 LED 智能照明控制領(lǐng)域核心技術(shù)及系統(tǒng)級解決 方案,生產(chǎn)產(chǎn)品主要包括傳感器、步進(jìn)電機、直流電機、儀動傳感裝置等。深耕控制電機及驅(qū)動系統(tǒng)業(yè)務(wù),布局新興高附加值應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)國外市場研 究機構(gòu) IMARC Services Private Limited 的調(diào)研報告,全球工業(yè)自動化服務(wù) 2021 年的市場規(guī)模為 1,816 億美元,預(yù)計 2027 年可達(dá)到 3,091 億美元,期 間的年復(fù)合成長率約為 9.09%。2021 年我國工業(yè)自動化行業(yè)市場規(guī)模約為 1,920 億元。公司的控制電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)在 3C 制造設(shè)備、半導(dǎo)體加工設(shè) 備、PCB/PCBA 制造設(shè)備、特種機床、工業(yè)機器人、激光設(shè)備及數(shù)字化制造等工 業(yè)自動化領(lǐng)域中運用廣泛。
公司移動機器人(商用及消費)類應(yīng)用領(lǐng)域業(yè)務(wù)進(jìn)一步快速增長,全年營業(yè) 收入較上年同期增長約 99%。近年來,全球及我國的服務(wù)機器人市場規(guī)模高速增 長。根據(jù)國外市場研究機構(gòu) Interact Analysis 的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2020 年全球 AGV 銷售額為 12.684 億美元,AMR 銷售額為 10.903 億美元。公司及子公司安浦 鳴志、美國 AMP、美國 LIN、瑞士 T Motion、鳴志派博思均深度布局于移動機器人行業(yè),業(yè)務(wù)覆蓋商業(yè)移動機器人、AGV、AMR 等。發(fā)布首款運動控制器產(chǎn)品,進(jìn)一步完善產(chǎn)品線。
公司通過增強對海外子公司的 一體化建設(shè)和賦能,發(fā)揮海外研發(fā)機構(gòu)美國 AMP、瑞士 T Motion 的技術(shù)研發(fā)優(yōu) 勢,強化產(chǎn)品的研發(fā)及技術(shù)迭代,進(jìn)一步完善了步進(jìn)系統(tǒng)、步進(jìn)伺服系統(tǒng)、伺服系 統(tǒng)和通用無刷驅(qū)動系統(tǒng)等平臺化產(chǎn)品線。公司在 2021 年發(fā)布了公司的第一款運 動控制器產(chǎn)品,進(jìn)一步拓展了公司在運動控制領(lǐng)域的產(chǎn)品平臺的外延和夯實了公 司運動控制解決方案級供應(yīng)商的實力。 編輯:黃飛
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