2020年移动机器人发展情况

一、概念及范畴

1.定义

移动机器人是集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统，汇集了传感器、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前机器人研究最活跃的细分领域之一。在一个移动机器人系统中，会用到很多种技术，如导航、传感、运动控制、网络通信、人工智能、大数据等技术。

2.分类

移动机器人按移动方式可分为轮式移动机器人、履带式移动机器人及足式移动机器人、步进式移动机器人、蠕动式移动机器人、蛇行式移动机器人和混合式移动机器人，以适应不同的工作环境和场合。按工作环境可分为室内移动机器人和室外移动机器人。按用途可分为工业移动机器人和服务移动机器人。其中，工业移动机器人包括自动导引车（Automated Guided Vehicles，AGV）、自主移动机器人（Autonomous Mobile Robot，AMR）等，服务移动机器人包括扫地机器人、配送机器人、消毒杀菌机器人、巡检机器人等。随着技术的发展，移动机器人的应用场景大为拓展，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛应用，而且在城市安全、国防、航空航天等领域发挥了重要作用。因此，移动机器人已经得到世界各国的普遍关注。

二、市场概况

2020年是我国移动机器人行业不平凡的一年。2020年上半年，受新冠肺炎疫情影响，市场对移动机器人的需求大幅减少甚至几乎停滞，企业面临着市场竞争加剧、工程验收延期、回款周期变长等一系列问题，不少企业的海外项目实施也受到了阻碍。但随着我国疫情得到有效防控，2020年下半年移动机器人市场很快恢复了增长态势，无论是数量需求还是工程部署都迅速增长，传统行业和新兴产业都实现了快速反弹，释放了因疫情而积压的需求。移动机器人市场热度攀升，在工业应用领域稳中求进，在商用应用领域加速推广。在行业的发展过程中，资本也起着举足轻重的作用，企业融资规模不断扩大，加速了移动机器人市场的快速发展与变革，进一步推动了移动机器人产品的规模化应用。

1.全球市场情况

2018—2020年，全球工业移动机器人销售数量和销售额逐年增长。2020年，全球工业移动机器人出货量为70602台，销售额为23.588亿美元，分别同比增长42%和25%；从平均单价来看，2018—2020年呈现逐年递减的态势，随着市场和技术日益完善，产品单价逐渐下降。2018—2020年全球移动工业机器人市场规模情况见表1。

2020年，从销售产品结构来看，AGV销售额为12.685亿美元，占比53.8%；AMR销售额为10.903亿美元，占比46.2%。从占比变化趋势来看，AMR销售规模增长较快，市场份额从2018年的29.9%增长到2020年的46.2%。

2.中国市场情况

2020年，由于受到疫情影响，国外市场需求明显放缓，但国内市场仍然保持着较高的发展速度，特别是在电子商务、物流、新能源、半导体和制药等行业增长迅速。以特斯拉为代表的“造车新势力”，有意将移动机器人导入汽车生产制造线上。根据中国移动机器人产业联盟及新战略移动机器人产业研究所的调研，2020年我国市场新增工业移动机器人达41000台，同比增长22.75%，市场销售额达到76.8亿元，同比增长24.4%。由此可见，尽管受到了疫情影响，2020年我国工业移动机器人行业仍保持了较好的整体增长态势。2015—2020年我国工业移动机器人市场新增量与增长率见图2。2015—2020年我国工业移动机器人市场规模与增长率见图3。

三、融资情况

2020年，80%左右的移动机器人投融资事件集中在A、B轮。可以看出，目前移动机器人行业融资的主力军来自拥有新技术或新产品、开拓新市场的初创型移动机器人企业。从业务方向来看，商用移动机器人与工业应用移动机器人的融资规模不相上下。受疫情影响，商用移动机器人市场备受资本关注，企业融资规模从数千万到数亿元不等。而在工业应用领域，自主移动机器人AMR备受资本市场青睐，“移动机器人+机器视觉+AI算法”概念是资本竞相追捧的对象。通过资本市场对移动机器人行业的重视可以预见，移动机器人未来拥有广阔的发展空间，值得相关企业继续深挖各种应用场景并实现应用落地。2020年移动机器人企业融资情况见表2。

四、发展趋势

目前，制造业对智能化、柔性化制造的需求越来越高。一方面，产品迭代速度不断加快，产品个性化和定制化趋势明显，企业需要以更加精益、高效、灵活的方式生产多样化的产品；另一方面，劳动力成本不断上升，制造业及物流业必须具备快速应变的能力以及更高的工作效率。自主移动机器人等高度自动化的柔性搬运设备将是未来产业升级的一大趋势。

1.基于SLAM技术的AMR是未来移动机器人的主流趋势

随着应用场景的不断复杂化，人们对于移动机器人的要求也水涨船高，满足智能化、柔性化生产的AMR应运而生。传统AGV需要沿着预设轨道、依照预设指令执行任务，现场出现变化时不能够灵活应对，多机作业时容易在导引线上阻塞，影响工作效率。在大量柔性化生产场景中，AGV满足不了应用端的需求。与AGV相比，AMR在导航、系统调度和业务模式等方面都有独特优势。随着深度学习算法的成熟商业化，AMR还有进一步的增长空间。根据Interact Analysis预测，制造业柔性化的需求、产品周期缩短、降低成本以及对人身安全的需求增加等因素将驱动AMR市场近五年持续保持两位数增长，并且预计到2022年，全球移动机器人市场AMR的需求量、销售收入和销量将超过AGV。

2.基于视觉和多传感器融合的导航方式是未来主流发展方向

与磁条、二维码和激光等传统导航方式相比，视觉导航方式优势明显，主要体现在以下三个方面：

（1）成本低。视觉导航的低成本主要体现在传感器本身和运维的低成本，用户无须在环境中使用标志物，降低了现场运维成本，进而缩短了用户投资回报周期。

（2）性能高。视觉捕获的图像信息不仅包含物体轮廓信息，还包含颜色信息，这是不能通过其他传感器获得的。而颜色信息对移动机器人自主定位、运动控制、避撞纠偏都很有价值。通过丰富的视觉信息，移动机器人可以实现高精度、高稳定性、高效率地自主导航。

（3）无须改造现场环境。视觉导航方式不需要磁条、激光反射板等人工标记，仅通过自然特征即可实现高效的定位导航，客观降低了项目实施难度，节约了项目实施时间。

与此同时，不管是基于激光还是视觉实现的机器人自主导航，都不是单一应用，还需要融合诸如超声、惯性导航、GPS等其他导航方式，以满足鲁棒性要求非常高的应用场景需求，让机器人能够更加稳定高效地运行。

3.人工智能技术的加持让移动机器人更智能

现代化制造业的特点决定了移动机器人必须高效、智能、灵活地完成物料运输任务，特别是在一些新兴制造领域，机器人需要和人密切配合，才能进入更广阔的应用领域和场景之中。在未来工厂中，人机协同将是大势所趋。随着AI技术的发展，机器人的交互能力会进一步提升，机器人与机器人、机器人与人、机器人与环境之间可以进行高效地信息交互，对不同类型的障碍物做出反应，无须停止或人工为其重新规划路线，而是可以自动重构最优的路径来获得高效的导航。移动机器人发展的下一步将是发挥人工智能技术优势，扩大机器人可执行任务的范围，提升机器人对工作环境的感知能力和自主决策能力，最终使机器人获得更高的效能。

4.复合机器人让移动机器人应用更广泛

复合机器人不仅仅是AGV与各类机械臂的简单组合，未来的工业生产需要新型的、模块化的、移动式的解决方案，不但自动化程度要高，而且要具备更短的反应时间和更高的灵活度。复合机器人将是机器人未来的一个重要发展趋势，它替代了人的腿、手、眼，可以从事更加柔性、更灵活的工作，可快速布局于自动化工厂、仓储分拣、自动化货物超市等诸多场景，为物料的自动搬运、物品的上下料及物料的分拣提供自动化、柔性化的作业支持。自2015年开始，越来越多的机器人厂商或AGV厂商加入到复合机器人的市场行列中，推动了一个全新市场的出现与发展。未来，复合机器人将是实现智能制造及智慧物流不可或缺的重要工具。

〔撰稿人：上海机器人产业技术研究院刘凤义〕