一項市場調(diào)查顯示,在工業(yè)制造場景中,可穿戴設(shè)備的應(yīng)用能夠提高8.5%的生產(chǎn)效率、減少3.5%的事故及提升7%的運營效率。
因此穿戴設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域受到高度關(guān)注:德勤在報告中指出61%的管理者將智能可穿戴設(shè)備列入工廠戰(zhàn)略部署的關(guān)鍵設(shè)備,54%的管理者在未來12個月內(nèi)會擴大智能可穿戴設(shè)備的投入。
根據(jù)億歐初步推算,2022年全球工業(yè)智能可穿戴設(shè)備產(chǎn)值約為41億美元,預(yù)計至2025年達(dá)到84億美元。
在智能穿戴設(shè)備邁進(jìn)快車道的同時,工業(yè)穿戴設(shè)備的“黑科技”外骨骼也將迎來機遇窗口,不僅許多科幻影視作品變相呈現(xiàn)著外骨骼機器人的畫面,各企業(yè)在ppt中也描繪著它的美好前景:
德國仿生學(xué)公司german bionics在ces 2023前公布了旗下新款外骨骼裝備apogee,同時亮相的還有能監(jiān)測用戶并提醒其遵循人體工學(xué)的smart safetyvest智能安全背心。
1月31日,科大訊飛在機構(gòu)調(diào)研時表示,2023年公司將正式發(fā)布軟硬一體機器人產(chǎn)品,并后續(xù)有序推出外骨骼機器人等產(chǎn)品。
研究機構(gòu)the insight partners于今年1月發(fā)布的報告指出,2021年全球外骨骼機器人系統(tǒng)市場規(guī)模為10億美元,到2028年有望達(dá)42.2億美元。外骨骼機器人正迎來前所未有的歷史性機遇。
作為科技與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院,億歐智庫將在今年更新發(fā)布《2023年全球工業(yè)智能穿戴設(shè)備市場研究報告》,通過深入訪談智能穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)商、活躍投資方、企業(yè)級用戶、行業(yè)專家學(xué)者等,以第三方視角洞悉行業(yè)發(fā)展機遇與挑戰(zhàn),力圖為廣大產(chǎn)業(yè)參與方提供參考和幫助。
智能穿戴設(shè)備邁進(jìn)快車道,外骨骼機器人潛力巨大
2023年初的科幻大作《流浪地球》滿足了大眾對外骨骼機器人的想象。從科幻走進(jìn)現(xiàn)實,和影片中展現(xiàn)的效果相比,外骨骼機器人在工業(yè)、運輸、康復(fù)等產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。
目前,市面上的外骨骼機器人主要分為兩類,一類主要用于醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的康復(fù)類外骨骼,比如輔助病人行動;另一類是工業(yè)用外骨骼機器人,具備更強的負(fù)重能力和精準(zhǔn)、高效的作業(yè)能力,可滿足重體力搬運及作業(yè)場景中各類形式的助力需求。
中國市場制造業(yè)、物流行業(yè)的巨大產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),為外骨骼機器人產(chǎn)品帶來了巨大的市場需求。
根據(jù)國家統(tǒng)計局披露的數(shù)據(jù),我國近年來在重體力勞動行業(yè)的從業(yè)人員持續(xù)減少,同時從業(yè)群體高齡化的現(xiàn)象持續(xù)增強,大部分工人在體能上難以適配高速運轉(zhuǎn)的生產(chǎn)環(huán)境和需求,長期重復(fù)勞動所造成的職業(yè)病進(jìn)一步降低了工人的生產(chǎn)效率。
不可否認(rèn)的是,隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和制造業(yè)數(shù)智化,全自動設(shè)備在一定程度上替代了勞動力,但現(xiàn)實距離“黑燈工廠”(即:工廠里全部由機器人生產(chǎn)制造,完全解放人力,就不再需要開燈了)的理想狀態(tài)仍有較大差距。
以汽車制造為例,汽車制造是目前工業(yè)領(lǐng)域自動化程度最高的,車廠涉及沖壓、鈑金、焊接、涂膠、噴漆等多個工序環(huán)節(jié),流水線前端的制造工位基本實現(xiàn)自動化操作,但是末端總裝線工位依舊無法被自動化設(shè)備完全取代,仍需要人工進(jìn)行裝配。
外骨骼機器人能夠幫助解決人體在耐力和體能上的不足,實現(xiàn)更好的人機交互協(xié)作,這為外骨骼機器人在汽車制造領(lǐng)域提供一定的市場。目前美國的通用、福特,德國的大眾、奔馳等都在汽車總裝環(huán)節(jié)使用外骨骼機器人。
物流行業(yè)也是極具前景和較大市場規(guī)模的應(yīng)用領(lǐng)域。我國擁有全球最大的快遞流通,2021年快遞企業(yè)支撐了中國超1000億的包裹流通,日均快件處理量近3億件。根據(jù)中國郵政所披露的數(shù)據(jù),在配送中心,分揀搬運成本約占90%,直接參與分揀操作的人力占50%,同時配送中心作業(yè)時間的30%-40%更是被分揀作業(yè)時間所占。
其中復(fù)雜程度高和靈活性高的崗位,如大件搬抬、安裝和分揀,都難以被機器替代。這些不可替代的工種約占2/3,一般員工在工作4小時后,效率普遍直線下滑,而穿戴外骨骼后,工人的能耗節(jié)省率可達(dá)到50%-60%。
目前鐵甲鋼拳科技已經(jīng)與德邦物流、京東物流等物流公司達(dá)成合作,其主打的柔性機械外骨骼專門針對物流場景的工廠或倉庫工人所設(shè)計。
除了緩解勞動力短缺、提高單人勞動效率,安全因素也是采用可穿戴設(shè)備的重要考量之一。
根據(jù)美國安全委員會的數(shù)據(jù),美國每周花在勞工安全事故賠償?shù)幕ㄙM在12億美元,平均每次事故對于工廠的損失在4.6萬美元左;在歐盟地區(qū),多達(dá)4400萬工人受到工作場所相關(guān)肌肉骨骼疾病的影響。
在這些行業(yè),工人遭受傷害的頻率以及病假率都很高,使用外骨骼可以減輕肌肉峰值負(fù)荷,降低工人受傷的風(fēng)險。
產(chǎn)業(yè)進(jìn)入商業(yè)化探索階段,企業(yè)紛紛入局
從外骨骼機器人的發(fā)展歷史來看,美國在上世紀(jì)60年代就正式啟動相關(guān)技術(shù)研發(fā)。我國相對滯后,在2000年左右才正式起步。隨著越來越多的企業(yè)加入賽道,我國外骨骼機器人行業(yè)開始步入商業(yè)化階段。
目前,我國布局外骨骼機器人的企業(yè)近300家,且以創(chuàng)業(yè)型企業(yè)為主。例如奇諾動力在獲億元融資后表示將持續(xù)加大研發(fā)投入,深耕外骨骼機器人的核心技術(shù),反復(fù)迭代打磨產(chǎn)品;邁寶智能科技正面向全球提供先進(jìn)可穿戴機器人裝備,產(chǎn)品遠(yuǎn)銷韓國、日本、哥倫比亞等國家和地區(qū)。
1月18日,工業(yè)和信息化部等十七部門印發(fā)了關(guān)于“機器人+”應(yīng)用行動實施方案的通知,明確提到對發(fā)展外骨骼機器人的支持。雖然該政策主要是為了推動外骨骼機器人在養(yǎng)老服務(wù)場景的應(yīng)用,但也向整個外骨骼機器人產(chǎn)業(yè)釋放了積極的信號。
無論是從國內(nèi)需求端的反應(yīng),還是海外市場發(fā)展的情況來看,外骨骼機器人的市場認(rèn)知度正在不斷提升。隨著外骨骼機器人賽道的參與力量越來越多,產(chǎn)品性能的提升和成本的進(jìn)一步下降,增長的空間也正在打開。
除了醫(yī)療和軍用市場,目前在工業(yè)領(lǐng)域,外骨骼機器人部署增長迅速。根據(jù)全球科技市場咨詢公司abi rebbbbbb 的數(shù)據(jù),工業(yè)類外骨骼將在2028年占據(jù)整體市場營收一半比重,而出貨量將占整體出貨量一半以上。
依然存在的瓶頸
雖然外骨骼機器人的商用場景不斷延伸,但從全中國乃至全球體系來看,它的滲透比例仍比較小。
受成本和經(jīng)濟效益的影響,企業(yè)選擇外骨骼機器人作為生產(chǎn)資料時,會充分考量其“性價比”。行業(yè)調(diào)查顯示,目前國外發(fā)達(dá)國家外骨骼機器人產(chǎn)品價格在2萬美元以上,國內(nèi)企業(yè)商業(yè)化程度較低,外骨骼機器人價格更是居高不下。
這主要受限于市場規(guī)模小、研發(fā)成本高等因素,加之行業(yè)還未形成成熟標(biāo)準(zhǔn)的供應(yīng)鏈,企業(yè)需要投入更多時間和成本進(jìn)行底層研發(fā)、設(shè)計工作。
工業(yè)用外骨骼機器人的三大核心關(guān)鍵部件包括電機、驅(qū)動器、減速器。作為穿戴式設(shè)備,外骨骼對重量比較敏感,標(biāo)準(zhǔn)化的鋼制減速器并非最優(yōu)設(shè)計,往往需要優(yōu)化定制,包括電機本體也需要通過小型化、功率密度高的定制來適應(yīng)不同的設(shè)計。
另外在控制和驅(qū)動系統(tǒng)上,企業(yè)往往將電機、控制電腦等多個系統(tǒng)分布式集成,再加上電池和傳感器,外骨骼的穩(wěn)定性和靈活性將難以保障。類似機械結(jié)構(gòu)、控制和驅(qū)動系統(tǒng)的根本性問題沒有得到解決,應(yīng)用領(lǐng)域就很難實現(xiàn)大范圍突破。
傲鯊智能ceo徐振華在企業(yè)創(chuàng)立之初就說過:“(我們)做的目的就是為了讓外骨骼機器人像電動工具一樣,所有人都能用得起。”只有當(dāng)技術(shù)工具能夠?qū)崿F(xiàn)低成本且實現(xiàn)量產(chǎn)時,才是其普及的時候。
在1984年出版的《機器人革命》中,人類史上第一位賽博格彼得·摩根就預(yù)言:未來人類將會走向“強化人”的道路。
技術(shù)的發(fā)展和成熟是循序漸進(jìn)的,各個環(huán)節(jié)的打通需要時日。當(dāng)前人機結(jié)合的形態(tài)已經(jīng)變成現(xiàn)實,外骨骼機器人正迎來前所未有的歷史性機遇及政策紅利。中國經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入從“制造大國”向“制造強國”轉(zhuǎn)換的新轉(zhuǎn)型期,外骨骼機器人市場將在“工業(yè)4.0”、“智能制造2025”的大背景下蓬勃發(fā)展,機遇窗口肉眼可見。
億歐認(rèn)為,外骨骼機器人的爆發(fā)仍然需要兩三年的時間去積累,隨著技術(shù)創(chuàng)新突破及市場打開,外骨骼應(yīng)用將迎來飛躍發(fā)展。