2024人形机器人产业链白皮书

2024人形机器人产业链白皮书 M2 目录 •核心观点 •人形机器人产业宏观环境分析 •人形机器人产品定义及发展历程 •人形机器人产业链分析 •人形机器人主要生产企业分析 •人形机器人市场投资建议 人形机器人产业核心洞察： 1.人形机器人作为另一个颠覆性产品赛道，在满足社会发展需求的背景下迎来了巨大的发展机遇。预计到2035年，人形 机器人市场将保持50%以上的高增速发展，全球需求总量将达到100~200亿台，为人形机器人开辟了巨大的市场空间。 2.产业链：上游硬件市场基本成熟，中国本土企业市场渗透不断突破；人形机器人核心技术攻关将聚焦软件和算法； 3.产品层面：扫描人形机器人制造的主流企业，从技术路线上总结两大方向：体能型和智能型； 4.从应用场景上看：对比服务业，制造业更能快速实现商业化场景落地； 5.市场前景：人形机器人迎来产业元年，市场规模保守估计2035年将达千亿美元。 3 人形机器人处于从“0”到“1”的导入期：东风已至，产业等待量产，场景落地呼之欲出 等条件的促进下商业化落地将加速。 人形机器人目前正处于0~1的发展萌芽期 渗透率 智能手机 下游需求 70% 40% 新能源汽车 导入期（01）成长期（1 N） 成熟期 衰退期 行业发展阶段 发展背景 先进的生产力的探索 人口增速变缓，老龄化趋势加深 人形机器人是继智能手机和新能源汽车后的另一个颠覆性产品的赛道，目前尚处于发展的导入期，在社会发展背景的需求下以及产品、产业和政策 发展机遇 大脑小脑 AI赋能 与工业机器人及汽车协同 硬件成熟 巨头纷纷布局 高校重点扶持 中央+地方 技术端 产业端 政策端 1 ~N 的挑战 通用性 成本 伦理道德 市场规模 ~2035 CAGR50%+ 全球 总需求量100~200亿台 兆亿级市场空间 4 人形机器人三大核心技术能力：运动控制能力、环境感知能力和人机交互能力；在三大能力中涉及硬件和软件两部分： •硬件包含运动控制系统重的动力、关节执行器以及环境感知系统重的力矩、触觉、视觉传感器以及电子皮肤等。目前市场均有较成熟且商业化的产品，且国产渗透不断加强； •算法层面，如何与硬件综合协同以提高人形机器人的运动控制能力以及人机交互能力还有待突破和加强。未来2~5年内将是人形机器人大脑发展 的关键时期。 人形机器人核心硬件的产品的生命周期分析 2023AI技术成熟度曲线 国产渗透率 环境感知硬件 运动执行硬件 60% 行星减速器 HD减速器 激光雷达 动力电池 无框力矩电机 40% 滚珠丝杠 RV减速器 20% 三维力矩传感器六维力矩传感器 高端轴承 空心杯电机 三维触觉传感器行星滚柱丝杠 脑机接口 六维触觉传感器 电子皮肤 萌芽期 发展期 成熟期衰退期时间 数据来源：；M2觅途咨询 数据来源：；Gartner 5 从迭代路径看，人形机器人是“自动”与“自主”高度耦合的产物，其发展路径将经历多个阶段，由“机构层”向“决策层”演进。 产品形态 人 工业机器人服务机器人 可在任何条件下持续执 行全部动态任务并自动 执行最小风险策略 人形机器人 +可自动执行最小风险策略 价值主张 可持续执行动态任务中部分目标&事件探测与响应 +可同时持续执行动态任务中的横向AND纵向运动控制 +可持续执行动态任务中 的横向OR纵向运动控制 可持续执行全部动态任务 感控一体环境感知定位导航 核心环节应用场景 结构驱动机构层 关节驱动 关节层 自动 ToB工业制造 汽车生产、3C等 算法驱动执行规划 运动层 感知层 任务推理知识图谱语义地图 认知层 自主 ToC民生服务 家庭、医院及其他商业服务等 非结构环境自主决策&行动复杂任务执行 决策层 Source:技术发展路径参考自动驾驶技术国标GB/T40429-2021（FSD自动驾驶技术，是主流人形机器人的核心算法之一，也同样是“自动”与“自主”高度耦合的产物，因此部分内容初步参考借鉴）6 人形机器人产品分两大阵营：体能型和智能型，聚焦两大商业化落地场景的方向 •体能型以美国波士顿动力的Atlas,Agility的Digit,特斯拉Optimus为代表；智能型以香港HansonRobotics的Sophia以及英国 EngineeredArts的Ameca为代表； •从商业化定位上来看体能型产品更偏向制造业及物流领域的落地场景，而家庭、康养类的人形机器人则兼具运动及智能 随着技术的发展，体能型与智能型高度融合——基于AGI的具身智能最终实现 Atlas Digit 定位：物流 新势力 星动纪元小星、宇树 科技、智元机器人 定位：工业、物流 汽车生产 丰田、小鹏 智能家居 小米、三星电子、追觅、戴森 定位：家庭服务 AI企业 Sophia Ameca 定位：娱乐、陪伴 Optimus 定位：工业 定位：工业、特殊环境 服务机器人 开普勒机器人、优必选追觅科技、纯米科技 定位：教育、商业、工业 LNP-拓尔思、1X 达闼科技、科大讯飞、有鹿机器人、洛必德尤达大师、加速进化定位：康养、陪伴 体能型 智能型 制造业和服务业对人形机器人的需求不同：制造业需要人形机器人在鲁棒性及命令执行的准确性上要求较高；而家庭服务对人形机器人的功能多样性、高度自主性以及交互的流畅性上有较高的要求。 人形机器人商业化落地优先从制造业开始 1.制造业的商业化优先落地式政策及产业双轮推动的首要目标； 2.制造业的环境的相对简单及标准化的工序决定了人形机器人首先商业化 落地。 鲁棒性、命令执行的准确性 多功能、流畅交互、高度自主 目前受限于交互的能力及协同能力等技术的发展，人形机器人的市场渗透应该从环境相对封闭，工序相对简单且标准的场景开始，有标准的操作流程，有明确的评判标准，在自动化发展受限的情况下，替代部分的人工。因此自动化发展受限的制造工厂（如汽车的总装车间）将是人形机器走进商业化切入的最佳场景。 指标 制造业 服务业 服务对象 物 人 应用场景 相对封闭 多样化 识别对象 少 多 路径规划 标准 复杂 突发状况 少 多 产出的一致性 高 低 工序 简单、明确 不确定性高 生产效率的测量标准 简单 复杂 质量标准 明确 难以标准化 人形机器人潜在场景及需求特征 制造业 服务业 应用场景（潜在） •结构化工序（装配、检测、维护等）•非结构化工序（人-机-环境协同） •如汽车小型零部件总装、整车总装等，补充原有工业机器人无法实现的精细组装环节，增强人机交互能力，提升不同场景 •提供综合家政服务（如做饭、打扫等多功能综合）•提升人机交互可靠安全性（复杂区域引导、灵活操作、鲁棒行走、多模态人机交互） 落地潜力 •中短期潜力较大，落地应用预计优先释放•目前已有人形机器人企业与车企进行联动，将汽车生产工厂作为首要落地场景，应用潜力较大 •中短期潜力居中，人机协同技术要求较高、落地应用逐步释放 •家政服务市场需求较大，但市场 认可度待持续开发 精准度 •制造环节为标准化流程，但对于总装等环节的细节处理要求较高 •非标准化场合，对于人形机器人的灵活性要求高，精准度要求居中 人机交互 •主要用于生产环节，需要有一定的 人机交互能力 •面向群体为人，对于人机交互能 力要求更高 技术壁垒 •运动控制能力，手部精细化操作能力 •对于不同场景、不同群体适配性要求更高，模型训练及泛化能力要求更高，研发时间更长 8 第一阶段从制造业工厂切入：“替代相对简单且重复性的劳动”为应用标准。市场特点：产品不能执行更复杂的任务，且用户对新事物的接受 程度不高，应用场景较为局限； 第二阶段，工厂的场景渗透加强，在产品改良持续降本的基础上人形机器人逐渐走进餐厅、商场等商业场景 第三阶段，AGI与人形机器人结合，最终实现具身智能，人们对人形机器人的接受程度达到顶峰，人形机器人开始走入家庭 技术得到革命性突破的理想状态下，M2从劳动力缺口及收入成本角度分析给出人形机器人市场规模的两种估计预测：在保守估计下，预计 2024年全球市场将有千台的突破，到2030年将达7.6万台；在乐观估计下2030年市场将突破百万台，规模达到千亿美元以上。 2023~2035年全球人形机器人市场规模预测单位：亿美元 保守估计 乐观估计 1,938.8 1,102.7 305.0 130.0 14.219.228.652.929.2 49.6 0.60.86.06.06.27.7 2023E2024E2025E2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 2035E 多人形机器人的商业化落地的三个发展阶段 功能性 家庭 制造业 商业 阶段一 2024~2027年 阶段二 2028~2030年 阶段三 2030年以后 自主性强 来源：长城证券产业研究院;；M2觅途咨询 •核心观点 •人形机器人产业宏观环境分析 •人形机器人产品定义及发展历程 •人形机器人产业链分析 •人形机器人主要生产企业分析 •人形机器人市场投资建议 •人口增速变缓，结构老龄化等现象加剧了社会劳动力供给紧张，企业用工成本不断提高，机器人替人需求增大 •老龄化带来康养需求的不断提升，为人形机器人提供新的落地场景。根据世界经济合作与发展组织的预测，到2030年世界65岁以上人口将呈现年均3%左右的增速发展，养老护理人员缺口进一步加大，因此医疗健康及养老护理方面的市场需求，将给人形机器人带来广阔的空间。 人口增速变缓，为人形机器人提供发展机遇：全球人口呈总体下滑趋势，各主要国家除德国因战争导致的移民因素影响，其他国家人口增长均低 于全球平均水平；日本、韩国和英国人口负增长率逐年加大，中国也于2022年开始呈现人口负增长现象。 人口结构老龄化趋势加剧，使人形机器人发展紧迫感加剧。全球65岁以上人口占有率呈上升趋势，各主要国家无一例外均高于全球平均水平以上， 其中日本表现最为严重，人口老龄化已接近30%；美国其次，老龄化占比20%以上。 全球及主要国家总人口数量增长率（2010-2022） 2% 全球 中国 美国 日本 英国 德国 法国 韩国 1% 0% -1% 20122013201420152016201720182019202020212022 来源：世界银行 全球及主要国家65岁以上人口占有率（2010~2022） 全球 中国 美国 日本 英国 德国 法国 韩国 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 2012 2014 2016 2018 2020 2022 来源：世界银行 •对人口以及劳动力的依赖是经济发展的基础。但人口增长下滑是世界共同面临的课题。 •为规避供应链的风险，美国等西方国家提出“中国+1”战略；同时，也加紧布局制造业的回流，面临综合素质劳动力紧缺趋势，给人形机器的发展带来了机遇。 •随着中国在国际地位的不断提高，科技兴国、产业结构升级等发展背景下，人形机器人的发展受到充分重视。 在成熟工业体国家，工业增加值占GDP的比重与从业人数的分布大致稳定。但在全球制造业回流以及人口增长减缓的或负增长的趋势下，机器替人成为必然。 在中国等发展中国家，机器人可有效提高生产效率，促进经济的发展和产业结构的升级及转型。 全球及主要国家工业增加值占GDP的比重 全球 50 中国 美国 日本 德国 英国 韩国 法国 40 30 20 10 0 20022004200620082010201220142016201820202022 来源：世界银行 全球主要国家工业从业人数占其各国人口总数的比 中国 美国 日本 英国 德国 法国 韩国 50 40 30 20 10 0 20022004200620082010201220142016201820202022 来源：世界银行 人形机器人是AI具身智能的最佳载体。随着生成式AI与人形机器人的融合，机器人开启了“具身智能”的全新时代。从技术成熟度上看未来2~5年是人形机器人“大脑”发展