机器人领域家庭服务机器人行业分析报告文档格式.docx
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技术层是以机器学习、视觉识别、自然语言处理等为代表的感知智能和认知智能等各类智能算法;
应用层是人工智能在各个行业的软硬件应用。
基础层的云计算、大数据等因素逐渐发展成熟,催化了人工智能的进步。
从软件时代到互联网,再到如今的大数据时代,数据的量和复杂性都经历了从量到质的改变。
移动互联网、物联网等技术的发展积累了以往难以想象的海量的数据资源,尤其是在某一细分领域更深度的、逻辑化的数据,而这些都是训练某一领域智能的前提,为“机器学习”奠定了良好的数据基础。
另一方面,云计算功能使得人工智能系统的运行具有“雪球效应”,即大数据的使用者越多,数据库就越强大,云的功能就越强大,从而系统的运行就越优良。
良好的大数据基础促进了以深度学习为代表的人工智能技术取得突飞猛进的进展。
在人工智能的技术层,当前的各类人工智能算法主要是利用深度神经网络等算法来模拟人脑的思考方式,其应用范围主要包括语音识别、图像识别、语义理解、预测规划和智能控制等。
深度学习带来的算法上的突破引发了人工智能的浪潮,使得复杂任务分类的准确率大幅提升,从而推动计算机视觉、机器学习、语音识别/智能语音等技术的快速发展。
位于人工智能产业应用层的机器人则是人工智能得以应用于多样化领域的重要载体。
作为一种重要的智能硬件,随着计算机视觉、机器学习、智能语音等多种智能算法技术的进步,机器人行业也将实现飞速的发展。
短期来看,人工智能技术助力于制造业中自动化与柔性化生产的推行,从而促进工业机器人在高端制造业领域的广泛应用;
长期来看,未来人工智能最大的应用市场将出现在服务机器人领域,面对远比当前工业生产复杂的环境,服务机器人对人工智能技术的要求更高更全面,市场空间更加巨大。
由于服务机器人需要在复杂多变、不确定或不受控制的环境下自主运行,必须具备对周遭环境和事物高效的识别、感知、理解、判断及行动能力;
而且,随着服务机器人应用领域日益扩展,与人类的互动将更为频繁,服务机器人的发展依赖于控制系统、计算机视觉、语音识别以及语义理解等技术的发展。
当前控制系统、计算机视觉以及语音识别技术逐渐成熟,语义理解在专业领域的准确率也有较大保证,使得单一领域的服务机器人具备了商用条件。
随着深度学习算法以及计算机视觉、机器学习、智能语音等多种智能算法的应用,服务机器人的机器视觉、人机交互能力以及基于大数据的机器学习能力等方面的人工智能水平也将呈现质的飞跃,甚至具有“人格化”的特征。
2、物联网及相关技术的发展对服务机器人行业的影响
从自身使用功能的角度,传统意义上服务机器人所发挥的作用主要体现于两个方面:
一是人工替代,将人类从繁琐而重复的简单劳动中解放出来;
二是功能延伸,即实现人类本身不可能完成的功能,类似于新工具的产生。
除了通过人工替代和功能延伸等方式创造直接经济价值之外,服务机器人正逐步成为物联网(InternetofThings,IoT)的重要组成部分和信息承载主体。
近年来,随着成本和使用费用的显著下降,高速互联网、传感器和半导体芯片的普及率大幅提高,推动了联网设备(ConnectedDevices)的高速发展,联网设备规模不断扩大。
根据Cisco的预测,截至2020年,全球联网设备数量将多达500亿台。
图表1全球联网设备规模增长情况(单位:
亿个)
数据来源:
Cisco
联网设备数量不断增加的同时,相关计算及通信技术与庞大的硬件基础逐渐融合,形成了物联网生态系统;
硬件、软件、网络通信等多个领域、各项技术的协同发展,促进着物联网生态系统的不断完善。
其中,硬件领域的技术发展方向主要集中在传感器、芯片等核心零部件的微型化、集成化和功能的高效化;
软件技术发展则主要体现为各类智能算法的不断优化,使机器人等硬件设备变得更加“聪明”,可通过传感器搜集数据、进行计算分析并获取最优解,进而逐渐具备“机器学习”的能力。
在相关软硬件领域不断取得突破,推动人工智能技术逐渐发展成熟的同时,网络通信技术的发展,将使新一代的网络具备更快的运行速度、更强的通信能力和更低的能耗。
现阶段作为物联网生态系统信息交换中枢的主要是智能手机,联网设备主要是通过与用户智能手机应用程序互联的方式进行信息收集和交互。
智能手机作为物联网系统遥控枢纽的载体,能够满足用户随时随地对联网设备实施远程控制的诉求,但是以智能手机为中枢的交互模式不足之处在于设备间缺乏有机的整体联系,难以实现协同效应;
并且几乎所有设备都不具备对用户所处整体环境的认知和识别能力。
简言之,联网的硬件设备智能化程度均不具备足以协同运作的“自主性”,仍十分依赖于用户的远程遥控,因而制约了物联网生态系统运行的效率。
与智能手机相比,服务机器人作为复杂多变环境下可移动、可感知、可识别和可判断的智能设备,有望成为更为有效的信息交换中枢,能够充分利用其在环境理解、信息收集和分析上的优势,借助互联网和云,为其他联网设备提供随时、随地的信息输入,更可运用人工智能技术进一步代替用户对其它联网设备进行自主操控,促进所有互联设备的高效整合,为用户提供有价值的智能服务。
为满足人们日益增长的智能化生活服务的诉求,随着人工智能等相关技术的不断进步,服务机器人终将成为物联网中连接人与其它设备的中枢。
随着物联网的兴起,物联网生态系统、云计算、大数据正在成为服务机器人行业发展的核心驱动因素。
物联网运行过程中所产生的海量数据构成了云计算的基础,而云计算的不断发展,将使服务机器人所使用的软件系统由目前的嵌入式计算系统逐渐演变成为信息物理系统(CyberPhysicalSystem,CPS)。
信息物理系统是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统,注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调,将实现数据世界与物理世界的交互,在物联网和服务机器人的发展过程中有着深远的影响。
具体而言,通过物联网技术的运用,信息物理系统将把与当前嵌入式系统相对应的机器人机载计算功能移动到云端;
一方面使得服务机器人通过开放性的互联网与包括家电在内的其他硬件设备之间、机器人与机器人之间实现通信与互联;
另一方面可以使机器人通过过去的经验数据进行学习,并具备更强的环境适应能力。
与传统的机器人相比,基于云平台的服务机器人产品将实现从单一个体向接入云端过渡;
将真正成为物联网中连接人与其它设备的中枢,并在成本、性能、用户体验等方面实现质的飞跃。
图表2服务机器人与传统机器人的区别
受益于人工智能与物联网等领域的发展,长期来看,服务机器人有望成为继电脑、智能手机之后的新一代智能终端,与当前的智能手机相比,服务机器人将具备通过云端同其他物联网设备互通和互相操作的能力,从而成为真正具有自动或者自主功能的平台。
二、行业发展概况
1、服务机器人行业发展情况分析
机器人是未来各国经济发展的有力支柱之一,各国均不断提高对机器人产业的重视程度,将机器人技术上升至国家战略层面。
近年来全球主要发达国家纷纷出台政策支持机器人技术的发展,并制定技术发展路线图。
2013年3月,美国发布了“RobotMap-FromInternettoRobotics”,预测机器人将影响人类生活和经济社会发展的各个方面,将机器人定位于与上世纪互联网同等重要的地位,并把机器人技术列为美国实现制造业变革、促进经济发展的核心技术。
2014年6月,欧盟启动了全球最大民用机器人研发计划“SPARC”(ThePartnershipforRoboticsinEurope),计划到2020年投入28亿欧元,机器人在制造业、农业、健康、交通、安全和家庭等领域的应用都将被纳入该计划。
随着老龄化不断加剧,近年来日本将研发和生产的重点从工业机器人转向能够护理病人、料理家务、陪伴老人的家庭服务机器人。
2013年,日本政府拨款23.9亿日元,帮助24家企业开发和推广护理机器人。
2014年8月,日本新能源及产业技术综合开发机构公布了《机器人白皮书》,提议充分利用机器人技术解决人口减少问题等社会课题。
日本还计划至2020年,实现产业机器人市场规模翻番,扩大至1.2万亿日元,主要增量将集中在服务机器人。
我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》把服务机器人列为未来15年重点发展的前沿技术,并于2012年制定了《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》支持行业发展。
2015年8月,国务院发布了强化高端制造业的国家战略规划《中国制造2025》,所列示的重要产品中,对于服务机器人做出发展规划:
“重点开发养老助残、家政服务、社会公共服务、教育娱乐等消费服务领域机器人;
重点开发医疗康复机器人、空间机器人、救援机器人、能源安全机器人、无人机等特种机器人”。
随着人工智能和物联网技术的不断发展,作为一种智能硬件,服务机器人产品将通过与软件加深融合的方式对传统设备进行智能化改造,不断实现更为强大的功能和更为丰富的应用场景;
作为物联网生态系统中的信息交换中枢,服务机器人还将借助互联网和云为其他联网设备提供随时、随地的信息输入,并通过人工智能技术进一步代替用户对其它联网设备进行自主操控,为用户提供智能化服务,市场前景十分广阔。
根据IFR官网公布的统计数据,截至2016年,全球服务机器人市场规模约为72.8亿美元,2010-2016年均复合增长率约为10.7%,预计2017-2020年全球服务机器人市场总规模约461亿美元。
图表3全球服务机器人销售额(单位:
亿美元)
IFR
我国服务机器人产业起步较晚,目前仍处于起步阶段,发展较为迅速。
根据《中国服务机器人市场现状调研与发展前景分析报告(2015-2020年)》中的数据,2014年我国服务机器人销售额45.56亿元,同比增长34%。
服务机器人的消费市场分布地区主要集中在经济较为发达的环渤海(27.3%)及长三角(29.6%)、珠三角地区(32.7%),而中部地区(8.9%)和西部地区(1.5%)应用较少。
由于全球范围内的服务机器人行业发展起步较晚,目前比较大的服务机器人公司产业化历史也多在5-10年,大量公司仍处于前期研发阶段,在时间上客观给予了中国公司缩小差距的机会。
同时,服务机器人更靠近消费端,市场空间非常广阔;
在人口老龄化加剧以及劳动力成本急剧上升等刚性因素的驱动下,我国的服务机器人产业面临较大的机遇和发展空间。
2、家庭服务机器人行业发展情况分析
图表4各类服务机器人的主要应用领域
(1)全球家庭服务机器人行业发展现状
家庭服务机器人是服务机器人行业中发展最为迅速的领域之一。
2016年全球家庭服务机器人总销售额为25.8亿美元,同比增长17.3%。
据IFR预计,2017-2020年全球家庭服务机器人销售总额预计将达到219亿美元。
图表5全球家庭服务机器人销售额(单位:
目前家务机器人在家用服务机器人销售量中占据着主要部分,根据Technavio的研究报告,2013年全球家庭服务机器人总销售量中,家务机器人约占69%,预计2018年家务机器人销售量占家庭服务机器人的比重将达到75%。
扫地机器人(又称“机器人吸尘器”或“地板清洁类机器人”)是目前家务机器人中的主导品类,根据IFR的数据,2013年家务机器人销量中约96%以上为扫地机器人。
扫地机器人成功选取了地面清洁的应用场景,主要有吸尘、扫地、擦地等功能,满足了地面清洁智能化的用户需求,实现了较好的功能体验。
与其他类型家庭服务机器人相比,扫地机器人具有生产技术相对成熟、技术可实现性强、需求量大等特点,目前在全球范围内已进入大规模量产阶段,极大地推动了家庭服务机器人总销售额的迅速增长。
(2)我国家庭服务机器人行业发展现状
由于我国服务机器人产业起步较晚,且城市化水平以及城乡居民消费能力基数不高,加之消费观念的影响,我国家庭清洁大部分还是采用传统的人工清洁方式或普通吸尘器设备,以扫地机器人为代表的家庭服务机器人目前在中国市场的渗透率较低。
根据德国GFK(德语:
Gesellschaftfü
rKonsumforschung,一家在全球范围内统一进行耐用消费品零售调查和研究的国际权威市场研究公司)统计数据,我国家庭服务机器人在沿海城市的产品渗透率仅为5%,内地城市仅为0.4%,与发达国家相比仍有较大差距。
在居民可支配收入持续增长、城市化、技术进步等积极因素的推动下,我国服务机器人市场呈现出“起步晚、空间大”的特点。
具体而言,随着人们购买力的逐渐提升,以及80/90一代逐渐成为消费的主力军,我国居民的消费观念也正在发生潜移默化的变化,具体表现为对服务机器人等智能化产品的需求明显增强;
与此同时,城市化进程带来的快节奏的生活导致人们家务劳作时间减少,对家务机器人的刚性需求也随之显现;
而技术进步使得服务机器人的智能化程度迅速提高,进而能够更好地满足消费者家居智能化的需求痛点。
在技术方面,移动互联时代的到来,使人们以智能手机作为移动终端实现了对家庭服务机器人等智能硬件的远程遥控,显著提升了人们对于智能化产品的用户体验,从而将家庭服务机器人行业的发展与物联网和智能家居生活紧密联系在了一起。
上述多种因素的综合作用使得近年来我国家庭服务机器人市场需求呈现迅猛增长的态势。
以扫地机器人为例,根据中怡康测算,2017年,我国机器人吸尘器年销售额56亿元,年销售量406万台。
中怡康预计,2017-2020年我国机器人吸尘器市场的零售额有望保持20%的复合增长率。
图表6国内机器人吸尘器零售量及零售额(单位:
万台、亿元)
图表7国内机器人线下及线上零售额(单位:
亿元)
北京中怡康时代市场研究有限公司
在销售规模迅猛增长的同时,随着网络环境的不断完善以及智能设备的进一步普及,我国互联网用户群体不断扩大,互联网用户群体与扫地机器人等智能家电潜在消费者群体的高度重合,使得线上市场逐渐成为我国扫地机器人产品的主要销售途径。
据中怡康测算,2017年我国机器人吸尘器的线上/线下零售额分别为50亿元和6亿元。
(3)家庭服务机器人行业未来发展趋势
作为一种重要的智能硬件,家庭服务机器人将在未来的智能家居系统中发挥着日益核心的作用。
智能家居的应用宗旨在于:
让人们的生活更加便捷、安全、舒适,可提供一个集服务、管理于一体的居住环境,这与用户对于家庭服务机器人产品的基本诉求是一致的。
在人工智能和物联网技术的促进下,包括家庭服务机器人在内的硬件的智能化和联网化是智能家居系统发展的方向。
所谓智能化,就是以用户端越来越少的输入,产品自发地感知和满足用户越来越多的需求,而全面智能化则以联网化为前提。
从目前的发展情况来看,智能家居系统的技术突破大致遵循如下的路径:
在现阶段主要是实现特定功能的单品的智能化升级,操作不断简单化,将用户体验提升到极致,并实现单品系统的智能联网和远程控制;
从长远来看,智能家居最终会走向集中控制,形成完整、统一的生态运行系统,其标志是硬件的高度智能化以及统一运行平台的形成。
随着物联网和云计算等技术的日益成熟、用户行为大数据的不断积累以及环境识别、智能语音、人脸识别等人机交互技术的不断进步,作为当前智能化程度最高的智能家居硬件产品,家庭服务机器人将能够更准确地理解用户的需求和意图,并自主性地进行满足人类需求的反馈,显著提升用户的操控体验,是十分理想的家居智能应用控制平台。
目前市场上的家庭服务机器人产品主要是扫地机器人为代表的家务机器人,实现了在地面清洁等特定功能的智能化,更多地表现出“工具型”的特点。
在此基础上,随着物联网、大数据、云计算等技术的发展,旨在充当“智能家居控制平台”、连接住户与各类家电的管家机器人产品也已经逐渐走向市场。
长期来看,随着家庭服务机器人在相关技术方向上取得突破,在人机交互、万物互联等方面的智能化程度将出现质的提升,其“管家功能”也将在现有基础上得到不断的改进与强化。
家庭服务机器人未来有望成为继电脑、手机之后的新一代智能终端,即家庭智能终端的入口,通过家电互联、远程控制等技术实现家庭物联网,形成“智能家居-机器人-住户”的生态圈。
在这一过程中,家庭服务机器人作为连接住户与各类家电的智能家居的控制平台,将彻底实现由“工具型”向“管家型”的转变。
(4)商用服务机器人行业概况
商用服务机器人是一部分家庭服务机器人制造商针对商用服务领域的应用场景,根据相关行业的特定需求所开发出的一类服务机器人产品,所面对的下游市场由个人消费者变为了企业用户。
在技术及硬件层面,商用服务机器人与家用服务机器人存在较多相通之处,但是其在机器视觉及语音识别等领域的技术含量普遍高于一般的家务机器人。
目前,我国的商用服务机器人市场尚处于导入期,市场需求主要出现在银行、餐厅、企业、大型卖场、专卖店等领域,以满足上述应用场景吸引顾客流量、降低运营成本、规范化管理等诉求。
随着服务机器人技术的进步,商用服务机器人功能将日益强大,其商业价值将在更多的应用领域逐渐显现出来。
三、行业竞争分析
目前在家庭服务机器人领域,以扫地机器人为代表的家务机器人发展起步较早,市场成长迅速,产业化程度初具规模。
2001年,家电巨头伊莱克斯(Electrolux)重磅推出三叶虫(Trilobite)智能扫地机器人,标志着世界上第一款实现量产的智能扫地机器人正式问世。
自2002年起,iRobot公司一直致力于Roomba系列扫地机器人的研发,不断在外观、节能、噪音、优化算法等方面进行功能完善,并凭借Roomba系列产品成为全球范围内扫地机器人领域的领军企业。
自2007年至今,更多的公司开始进入扫地机器人市场,投入了更多的人力物力进行扫地机器人的产品研发与市场推广,很大程度上推动了扫地机器人产品的技术进步与产业升级,并使得更多的消费者开始接触这款产品。
目前,iRobot以及国内的科沃斯等均已成为扫地机器人领域的知名品牌。
随着家庭服务机器人市场容量的迅速增加,飞利浦、海尔、美的、松下等国内外大型家电品牌商也开始进入扫地机器人领域。
1、行业的全球市场化程度与竞争格局
近年来,家庭服务机器人产品在全球范围内呈现出日益旺盛的市场需求。
据IFR的统计,全球2014、2015年家庭服务机器人产品销售总额分别为19亿美元、22亿美元;
根据市场研究公司Tractica的数据,2016年全球消费机器人(其中,以家庭服务机器人为主)销售额已达38亿美元,出货量约为1,000万台。
在市场需求的推动下,该行业领域未来有望保持较快的增速,Tractica预测截至2022年全球消费机器人市场规模将达到132亿美元。
科沃斯、美国的iRobot、台湾的浦桑尼克等公司多年来一直专注于智能清洁电器领域,目前均已成为扫地机器人领域的知名品牌。
随着家庭服务机器人市场容量的迅速增长,飞利浦、海尔、美的、松下等国内外大型家电品牌商出于完善品牌对产品品类的覆盖等战略考虑,也已先后进入扫地机器人领域。
2、国内的市场化程度与竞争格局
国内方面,作为家庭服务机器人领域的主流品类,扫地机器人市场容量增长迅猛,行业内生产企业数量众多,已具有较高的市场化程度。
据中怡康估计,2015、2016、2017年度,国内机器人吸尘器零售数量分别已达到207万台、307万台、406万台,市场容量迅速增长。
目前,国内扫地机器人品牌众多,2017年度,在天猫线上平台销售的扫地机器人品牌已达160多个,其中销量领先的包括科沃斯、iRobot、海尔、浦桑尼克、福玛特、美的等。
其中,科沃斯等国内一线厂商目前研产结合良好,其扫地机器人产品在各项关键技术方面与iRobot等国际一流厂商水平相近。
相对于其他国内厂商而言,这些公司在家庭服务机器人领域具有业务起步早、技术研发实力较强、产品性能优越、品牌知名度较高等优势。
与此同时,国内市场还存在着数量较多的中小型竞争对手,其产品以中低端扫地机器人为主,清扫系统大多模仿一线厂商;
由于在移动导航算法上受核心专利技术的限制,清扫效果和智能程度与一线的品牌存在较大差异。
虽然竞争对手数量众多,但是2015-2017年,扫地机器人(机器人吸尘器)的国内线上线下市场销售份额主要集中于少数几家排名靠前的公司,具体如下:
图表82015-2017年国内扫地机器人线上线下市场销售额占比
四、行业进入壁垒
1、技术壁垒
随着国内消费者生活水平提高,对生活品质的追求不断提升,人们对改善生活质量的智能化产品的技术性能与用户体验有了更高的要求。
例如,扫地机器人的自动检测、防掉落、障碍墙、自动充电等先进技术已被主流厂商广泛采用,智能化程度更高的全局规划类产品也开始进入消费者的视野。
随着市场的主流产品智能化程度的不断提高,研发水平低、创新能力差的小企业生产的较为低端、智能化程度较低的产品的市场份额受到了挤压。
另外,作为一种智能化产品,从近期来看,家庭服务机器人有着更新换代快的特点,生产企业必须不断提升产品的技术含量,掌握更先进的技术,不断推出适应消费者需求的新产品,才能在行业内保持稳定的市场份额。
长远来看,随着智能化程度的不断提高,家庭服务机器人的应用场景日益多样、工作环境日益复杂、与人类互动更为频繁,且逐步从单一任务向多任务的功能阶段过渡,对环境和事物识别、感知、反应能力的要求也不断提高,上述功能的实现涉及多学科多领域前沿技术的基础研发和综合应用。
因此,对于研发水平不足的新进企业而言,本行业具有较高的研发及技术壁垒。
2、品牌壁垒
目前国内家庭服务机器人市场参与者数量庞大,性能参差不齐,而性能优秀的品牌产品市场集中度很高;
同时国家CCC强制认证对产品的稳定性、安全性要求较高。
品牌化是此类产品消费市场发展的必然趋势,家庭服务机器人的品牌意味着安全与质量的保障。
因此,品牌认知度成为了消费者选择一款家庭服务机器人产品时的重要参考。
消费者对品牌的认知度在很大程度上决定了他们的消费选择,尤其是中高端消费阶层对品牌有较强的信赖感和依赖感,家庭服务机器人产品的品牌优势至关重要。
知名服务机器人品牌的树立是一家企业在产品质量、产品设计、品牌定位和营销网络等诸多方面,投入大量人力、物力长期耕耘的结果,品牌定位与品牌经营的长期性和复杂性,决定了本行业的新进入者难以在短时间内树立稳固的品牌形象。
3、产品质量壁垒
由于消费者对家庭服务机器人的技术性能、用户体验要求不断提高,同时国家CCC强制认证、国内外对产品技术和环保要
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