在2021年的Tesla AI Day上,马斯克公布了人形机器人Tesla Bot(Optimus)的概念。近期,马斯克又将原计划8月19日举办的特斯拉AI日,改为9月30日举办。
马斯克在推特上表示,“特斯拉人工智能将推迟到9月30日,因为到时候我们可能会有一个Optimus原型机工作。”,他后来又发推文补充说,特斯拉第二次AI Day将是“史诗级的”。
人形机器人与传统机器人之战?
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据官方描述,特斯拉人形机器人身高约172CM、体重约56KG,能够硬拉68KG左右,它的诞生是为了消除危险、重复和无聊的任务,以便人类可以专注于更加愉快的工作。
这也会带来一定的担忧,会不会给外界,甚至人类带来危险?对此,马斯克向外界保证,这是友好无害的,其速度被特意设计得很慢,最高时速约为2米/秒,并且比人类更弱。
在人形机器人的概念出来之前,机器人是被划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。
工业机器人主要是面向工业领域,应用最多。服务机器人是面向服务业的高技术先进机器人,特种机器人则是要面向高危环境和特殊工况。
这些都是需要按照环境来选择,而开发的人形机器人却是可以不受环境影响,可以像人一样适应环境,就不需要为机器人而改变人的环境,较其他服务机器人更容易被人们接受。
传统的工业机器人产业链,包括上游零部件供应商、中游本体供应商、下游系统集成和服务提供商,以及终端应用市场。
它通常需要用到铸铁、高强度钢等金属材料制作,而人形机器人通常采用密度更小的金属材料,或者复合材料制作。
所以在本体上的生产成本,工业机器人要比人形机器人要高,但是在人形机器人需要全身安装多处传感器,因此这部分的成本要比较高。
很多机构了解后,预计人形机器人有望成为继手机、汽车后的又一入口,商业价值巨大。
减速器成为产业链最大市场
成本构成方面,工业机器人的核心零部件主要为减速器、伺服系统和控制系统,分别为32%、22%和12%,成本占比超过65%,其中零部件中减速器的价值量较大。
减速器产品主要可分为RV减速器、谐波减速器、摆线针轮行星减速器和精密行星减速器。主要还是用齿轮间的相互作用,达到调整速度的目的。
目前工业领域的机器人主要使用RV减速器和谐波减速器,二者也均可应用于人形机器人的不同部位。
承重较大的腰部、腿部等关节处用的是RV减速器,而进行精细化操作时,机器人的小臂和腕部用的是谐波减速器。
那么,机器人全身需要多少个减速器?
人形机器人的减速器一般不少于40个。具体数量主要取决于手指数量、手腕弯曲度、腿部弯曲度等。
一般两只手臂、一个脊、每只手5个手指的机器人其减速器数量大约在45-50个,这是个很大的市场。
行业市场潜力方面。根据麦肯锡预测,长期来看,全球人形机器人市场空间可达120万亿级别,是一个崭新且空间庞大的蓝海市场,并且未来五年营收都有翻倍的空间。
机构分析认为,目前我国机器人密度 246 台/万人,相比韩国、新加坡等国家 800-900 台/万人的水平存在较大差距。随着自动化程度的提高,机器人行业仍有数倍的成长空间;如果考虑未来智能服务机器人、人形机器人,下游应用场景将从工业领域拓展至消费领域,行业天花板将被完全打开。
机器人作为一个极其精密和复杂的工业集合体,产业链包括上游核心零部件、非核心零部件、机器人软件;中游机器人本体、系统集成;下游工业应用、服务应用。
在整个机器人产业链中,减速器板块成为最强分支。数据显示,减速器约占总成本的35%,是机器人的核心零部件,价值量和技术壁垒最高。太平洋证券预计,2025年全球人形机器人用减速器市场规模将分别达600亿元。
减速器分为RV减速器和谐波减速机。具体到谐波减速器市场,中金公司预测2025年工业机器人用谐波减速器市场规模28亿元左右,叠加协作机器人、机床等应用场景,总市场规模可近40亿元。
国产RV减速器如何“直道追赶”?
国产谐波减速器跟国外相比差距不算太大,竞争格局基本稳定。
RV减速器领域,目前大部分市场份额仍然被纳博特斯克占据,RV减速器国产替代空间较大。近年来,南通振康、双环传动、中大力德和秦川机床等国产RV减速器企业正在逐步崛起,但目前国产RV减速器的整体市占率还不高。
RV减速器一般比谐波减速器要贵,技术要求也更高,因此其产业投入往往更大,而回报较慢。国产RV减速器要实现弯道超车难度较大,只能直道追赶。
目前国内减速器领域,做谐波减速器的企业越来越多,而RV减速器企业逐渐减少,从中可见一斑。
根据行业专家估计,目前在RV减速器的下游应用中,工业机器人占比在2/3左右。一台工业机器人的腿部、腰部和肘部需要4至6台RV减速器,可以说工业机器人领域是RV减速器的“主战场”。
2018年工业机器人需求爆发。
以谐波减速器为例,为打压中国机器人产业,日本纳博特斯克卖给ABB、库卡等四大机器人公司的减速器价格,是给我国机器人公司价格的一半甚至更低,同时我国机器人公司还要被迫接受6个月甚至更长的供货期。
国产减速器虽然价格便宜且供货期短,但“精度保持性”等产品关键性能远不及日本产品,大多只能供中、低端机器人使用。
总结下来,国产RV减速器的短板主要包括以下几个方面:
(1)国产制造设备相对落后,日本设备企业对我国禁售;
(2)RV减速器核心零部件—轴承仍受制于国外;
(3)热处理技术不过关,使零部件变形较大。
另外通过对绿的谐波的发展历程进行复盘,发现其大概有如下几个特点:
(1)早期技术不够,服务来补。在保证产品品质和性能的前提下,绿的谐波产品售价约为哈默纳科价格(出售给中国机器人厂商的价格)的30%,在中国市场,绿的谐波相比哈默纳科具备更快的售后响应速度、更佳的现场服务能力和更短的交货周期;
(2)服务来补短板的同时加速技术追赶。从研发强度上看,绿的谐波研发费用率在2018-2020年均超过10%;
(3)实现核心零部件的自制。柔性轴承和交叉轴承是谐波减速器的核心,与国内其他厂家外购不同,绿的谐波已实现自制,且质量不输国外头部竞争对手;
(4)深耕精加工,生产制造体系完备。绿的谐波突破了谐波减速器生产过程中的热处理、柔轮加工和装配的一致性等瓶颈。
回顾绿的谐波的崛起之路,谐波减速器的竞争是技术、产品性价比和服务等综合能力的竞争。
而RV减速器当前的短板,跟谐波减速器当初的短板存在一定的相似之处,国内RV减速器厂商要实现弯道超车同样需要解决短板问题。
回顾历史,日本从欧美引进工业机器人技术,并逐步发展为全球机器人产业最强大的国家,同时也成就了其在减速器领域的霸主地位。
究其原因,除了劳动力缺乏倒逼、政策支持、下游汽车和3C产业的培育之外,全产业链协同发展是主要驱动力。
可以预判,国产RV减速器的崛起同样需要全产业链的协同,尤其需要下游优质产业的培育。而那些品质好、成本控制好、服务好且掌握自主研发能力的企业,胜出的几率较大。
文章来源:市值风云客户端,行业研报社,格隆汇