机器人深度研究报告（二）

5.保障新产品：储备丰富
    目前在自动化领域，市场需求呈现出多样化、个性化的特点。为了满足客户需求，必须随时推出新产品以保证市场份额。

5.1. 洁净机器人及其自动化装备
    在洁净空间下工作的特殊机器人具有广阔的市场空间。很多现代化工业品生产要求精密化、微型化、高纯度、高质量和高可靠性，在产品的生产中要求有一个洁净的环境，洁净度的高低直接影响产品的合格率，洁净技术就是按照产品生产对洁净生产环境的污染物的控制要求、控制方法以及控制设施的日益严格而不断发展。
    洁净自动化设备是新兴主导产业之一。主要产品有大气机械手、真空机械手、洁净镀膜机械手、洁净AGV、RGV 及洁净物流自动传输系统等。真空机械手采用直接驱动，永磁传动密封，耐真空度高，可靠性>1000 万MCBF。大气机械手采用轻质、高刚性手臂，运行高速平稳，洁净度高，可靠性>1000 万MCBF。目前开发的洁净机器人已经初步实现产业化，在洁净镀膜、电子元器件加工等洁净行业实现了大量应用，在纤维、洁净包装纸、半导体等行业的应用也在逐步增加。

    机械手在日本电子生产领域得到广泛应用。通常我们所说的工业机器人是一种能够模拟人的手、臂的部分动作，按照预定的程序、轨迹和其他要求，实现抓取、搬运或操作工具的自动化装臵。而机械手一般具有固定的手部、固定的动作程序或简单可变程序，一般用于固定工位的自动化装臵。2008 年，日本用于电子元器件生产的机器人(包括机械手)的出货量达到11637 百万日元的规模，约合人民币9 亿元。

图 11 日本电子元器件工业机器人出货量(单位：百万日元)

5.2. 智能电表仓储管理系统
    智能电表随着智能电网的发展而发展，它可以实现用户与电力公司之间的通讯。与传统的机械式电表不同，可以根据每天的时段来确定用电量，并且能够监测出每个地方的用电量。智能电网不仅是做好输送和配电的有效手段，消费者通过智能电表也可以随时了解电器的用电情况，并能通过网关实现对电器的控制，从而达到节能降耗的目的。
    在欧洲，法国和意大利是发展智能电网的先行者。法国提出了10 年规划，从2012年1 月开始，所有新装电表都必须是‚智能电表‛。意大利在这方面可谓独领风骚，大约85%的家庭都拥有一个智能仪电表，目前意大利约有3000 万个智能电表。瑞典成为第一个每个用户都安装智能电表的国家。在德国，从明年开始新的建筑物强制性必须安装智能电表。2009 年，英国宣布投资5 亿英镑为4 个城市安装智能电表，并计划在2020 年以前，完成智能电表的安装。
    2008 年，美国科罗拉多州一个9 万多人口的小城波尔德，成为了全美第一个‚智能电网城市‛。城中安装了新的电能测量系统，不仅能测量家庭用电量，还可以将信息实时、高速、双向地与电网互联。波尔德市安装了25000 只新的智能电表，为用户进行‚用电情况分析‛，方便居民根据实时电价灵活、合理地使用电器。风能、水能和太阳能等清洁能源经过转变，都可以通过智能电网输送进入家庭。
    目前我国智能电表应用较少，智能电网建设全面铺开后，智能电表的相关企业将面临一个每年超过50 亿元规模的市场，将充分受益于智能电网的建设。预计在设备采购中，智能电表每年可达到56 亿元的规模。中国预计在未来5 年达到2.4亿个智能电表，中国智能电网的渗透率将达到发达国家的水平。未来智能电网市场的增长潜力是巨大的。

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6. 激光成套设备：衍射绚烂前景，全球全固态激光器的市场规模约60 亿美元
    激光器的分类。能够发射激光的装臵称为激光器。激光器分为气体激光器、液体、化学和半导体激光器、固体激光器等。而全固态激光器（DPL）是指以半导体激光器（LD）作为泵浦源(使激光工作物质达到粒子数反转的外界能源称为激励源)的固体激光器。
    全固态激光器的特点和主要国家应用情况。全固态激光器具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点，市场需求非常大。近几年，美国，日本，德国都在加大力度发展大功率全固态紫外激光器。日本在光电子技术方面占据首位，美国在激光医疗及激光检测方面占首位，而德国的优势在于激光材料加工设备方面。德国Rofin 激光公司所销售的激光加工设备中，有60%是全固态激光器。
    全固态激光器市场行情及预测。根据相关资料显示，目前全球全固态激光器加工系统年增长率约20%，而全固态激光器是激光器加工系统的核心部件，市场需求增长率将达到20%以上。经济危机导致2009 年激光器的销售额大幅度下降，根据全球行情，2010 年市场销售额将回升，达到59 亿美元。

图 14 全球商用激光器的销售额(单位：十亿美元)

图 15 全球激光器应用领域占比情况

7. 服务机器人：家电、电脑之后将进入千家万户
    全球服务型机器人的现状及发展。按照国际定义，服务型机器人分为专用和家用两种。专用机器人分为防御、物流、医疗、清洁机器人等，类似于我们通常说的特种机器人。而家用机器人主要指家务及娱乐机器人。根据IRF 的统计，2008年全球专业用途的服务型机器人销售量为63000 台。截至目前，个人和家用服务型机器人主要用于真空吸尘、修草坪和玩具、教育、训练等活动。家用服务型机器人中，助残机器人销售量依旧很小，但预计在今后的4 年中将翻倍。2008 年真空吸尘机器人销售量大约有94 万台，修草坪机器人销售量大于21000 台。
    全球专用/家用机器人的现状和预测。防御仍然是专业用途机器人的主要应用领域，今后3 年平均每年安装量约5500 台。而家用机器人相对价格较低，销量极大，今后3 年平均每年安装量将超过280 万台。市场空间很大。
    我们看好公司服务性机器人的市场前景。目前公司具有自主知识产权的第一代服务机器人样机，具有自主漫游运动、手机短信通讯、无线局域网络通讯、视频监控、语音交互等服务和娱乐功能。而第二代服务机器人使用了更大尺寸的触摸屏以及可以转动的头部设计，人机交互能力大大增强。这两款机器人市场售价各约1 万元，目前国内市场正处于起步阶段，服务机器人是继家电、电脑之后的第三大家庭产品，有关专家预计2011 年后将呈爆发式增长。

图 17 全球私人用服务机器人分类销售情况及预测(单位：万台)

8. 军用机器人：美国7 年增长110 倍
    机器人士兵与人类士兵相比，优势明显。因为是高科技产物，它反应敏捷，射击速度、‚战斗意志‛是人类无法比拟的。机器人士兵不知饥饿，无所畏惧并且不会反抗命令。用机器人代替人类承担最危险的作战任务，可以让人类士兵远离危险。
    美国在军用机器人的研发和使用上处于绝对领先位臵。美国近年投入了1750 亿美元用于研制军用机器人。据估计，在未来8-10 年中，美国部队将有一半‚人数‛为机器人。而其他国家在未来20-30 年内是无法超越的。据统计，2009 年价值量8310 万美元的军用机器人市场，到2016 年将达到98 亿美元，这意味着7年增长110 倍。
    新型无人地面车倍受青睐。美军早在2008 年就接收了一款由MacroSwiss 公司研制的新型无人地面车(UGV)，主要用于执行如建筑物、隧道和地铁等局限封闭区域或危险地区的紧急搜索、监视和侦察任务。6 个特有的‚片状‛驱动轮可以负载4 倍自重的物体，具有很强的野外适应能力。其中比较突出的装备有：合成孔径雷达、温度感应器和电子视觉传感器等。此外，该无人地面车辆还装备有有线和无线控制系统转换开关，能够实现500 米的有线控制和1000 米的远距离无线控制。不过它仍然需要操作员来远程遥控，需要一个人背机器人、一个人背线缆。截止到2009 年2 月，美国已经有12000 台无人地面系统。
    破坏型机器人掌握分寸不伤人。 美国人研制的‚模块化先进武器机器人系统‛于2009 年部署在伊拉克境内。能够严格遵守机器人第一定律，向人们发射催泪瓦斯，烟雾手榴弹、烟幕弹等，并不会对人类有致命威胁。
    机器狗代替人完成危险地带物资输送。‚大狗‛机器人由波士顿动力学工程公司研制，体型与大型犬相当，在交通不便的地区可以为士兵运送弹药、实物和其他物品。它高约1 米，重75 千克，采用汽油发动机驱动。每条腿有3 个靠传动装臵提供动力的关节，并有一个‚弹性‛关节。体内装有维持机身平衡的回转仪，内力传感器，可探测到地势变化，并根据情况做出调整，靠本身的立体视觉系统或远程遥控器确认路径。它的最高负载量可达340 磅，以每小时4 英里的速度行走。
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    世界其他各国也热衷于军用机器人的研发和使用。俄罗斯、英国、德国、日本已经有了本国开发，用于战场的军用机器人。除此之外有43 个国家正在研发军用机器人，包括中国、巴基斯坦、和伊朗等。估计25 年后，机器人将拥有更强大的计算能力，达到现在的几十亿倍。根据美国《未来学家》预测，到2020 年，战场上的机器人数量将大于士兵数量。而根据我国军事专家的观点，这个现象不会发生，但机器人将会是战场上节约人类生命的很好的补充。美国虽然现在处于领先地位，但他们自己并不认为未来这个优势将一直继续下去。 中国的硬件装备水平和印度的软件技术对他们来说是个威胁。而目前从机器人自主发现目标、打击目标等一系列过程需要人的控制，离机器人完全自主化战斗还有很大的差距。这将是今后各国努力研究的方向。

表1 重点国家军用机器人研发情况

图 18 英国小型拆弹机器人‚龙行者

图 19 美军新型6*6 轮式无人地面车辆

图 20 模块化先进武器机器人系统

图 21 美国研制的‚机器狗

表2 全球工业机器人主要生产商概况

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9.2. 日本工业机器人发展过程的特点
    开发和商用化始于六十年代。当时日本正处于高度成长期，劳动力不足问题日趋突出，这为机器人的开发和普及创造了条件。工业机器人不仅可以替代人工从事一些简单重复劳动，还可以提高生产安全性和质量稳定性，这是工业机器人得到普及的另一个原因。
    汽车、机电/电子产业是主要应用领域。从70 年代至今，工业机器人的日本国内需求主要来自于汽车和机电、电子产业。面向汽车的出货比于1978 年达到历史高点（占比39%），但1980 年让位于机电、电子产业，到2002 年汽车重新回到头名位臵，但其份额已减至17%左右。而应用于机电、电子产业的出货比例的高点发生在1990 年（约36%）。目前汽车在汽车产业中，点焊和弧焊机器人占总机器人出货量的26%以上。
    目前出口约占50%。90 年代初，受到泡沫经济破灭和生产基地向海外（中国）转移的影响，日本国内需求大减，相反，出口大幅增长，现在，日本国内生产的工业机器人的一半左右为出口。
    出货额年均6000 亿日元以上。据日本机器人行业协会的统计，2006 年，日本工业机器人的订单额、生产额、出货总额均创出历史新高，分别达到7491 亿日元（约535 亿人民币）、7303 亿日元（约521 亿人民币，同比增长11.2%）和7350亿日元（约合525 亿元，同比增长8.6%）。随后受到欧美机器人产业的崛起以及08 年全球金融危机的影响，2008-2009 年日本机器人产量连续2 年出现下滑，但订单、生产及出货总额依然维持在年均6000 亿日元以上的水平。
    年产量和运行总数仍为世界第一。目前，日本工业机器人的年产量约10 万台，占全球的70%左右。08 年底，日本工业机器人运行总数为35.5 万台，占全球的35%左右。每两年在日本召开的国际机器人展已成为世界最大的机器人展览会。

图 24 全球与日本工业机器人运行台数(单位：万台)

图 25 2004 年-2009 上半年日本工业机器人分季度产量情况(单位：百万日元)

图 26 2004-2008 年日本弧焊与点焊工业机器人出货量情况(单位：百万日元)

图 27 2008 年日本工业机器人应用领域情况(单位：百万日元)

文章来源：安信证券研究中心

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