摘要:近年來,中國在工業(yè)、特殊領(lǐng)域和機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用,不僅擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而且還擁有眾多的專業(yè)人士,再結(jié)合政府鼓勵(lì)的創(chuàng)新政策,使得中國的建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)長足的進(jìn)步。新一輪科技革命的到來,智能建筑領(lǐng)域的論文和專利數(shù)量急劇增長,而智能建筑機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步,為建筑機(jī)器人行業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。2018年以來,中國建筑機(jī)器人市場規(guī)模不斷增長,估計(jì)2023年中國建筑機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)到4.5億元。
一、定義及分類
建筑機(jī)器人是一種用于建造建筑的自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備,可以替代人類進(jìn)行工程建造,提高施工效率。目前,建筑機(jī)器人主要分為拆遷機(jī)器人、砌磚機(jī)器人、鋼筋綁扎機(jī)器人、鋪地磚機(jī)器人、鋪路機(jī)器人、測繪機(jī)器人、鋼梁焊接機(jī)器人、鋁模板焊接機(jī)器人、抹平機(jī)器人、膩?zhàn)哟蚰ネ糠髾C(jī)器人、墻面噴涂機(jī)器人、爬架機(jī)器人等。
二、行業(yè)政策
1、主管部門和監(jiān)管體制
建筑機(jī)器人主管部門主要包括工業(yè)和信息化部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家市場監(jiān)督管理總局等,其中工業(yè)和信息化部主要負(fù)責(zé)擬訂實(shí)施行業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策和標(biāo)準(zhǔn);監(jiān)測工業(yè)行業(yè)日常運(yùn)行;推動(dòng)重大技術(shù)裝備發(fā)展和自主創(chuàng)新;管理通信業(yè);指導(dǎo)推進(jìn)信息化建設(shè);協(xié)調(diào)維護(hù)國家信息安全等。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部主要負(fù)責(zé)全國的住房和城鄉(xiāng)建設(shè)方面的工作,包括住房政策、城市規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市更新、建筑市場監(jiān)管以及城市環(huán)境和生態(tài)建設(shè)等多個(gè)方面,在一定程度上會(huì)涉及到建筑機(jī)器人的使用和管理。國家市場監(jiān)督管理總局主要負(fù)責(zé)起草市場監(jiān)督管理有關(guān)法律法規(guī)草案,制定有關(guān)規(guī)章、政策、標(biāo)準(zhǔn),組織實(shí)施質(zhì)量強(qiáng)國戰(zhàn)略、食品安全戰(zhàn)略和標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略,擬訂并組織實(shí)施有關(guān)規(guī)劃,規(guī)范和維護(hù)市場秩序,營造誠實(shí)守信、公平競爭的市場環(huán)境等。
2、行業(yè)相關(guān)政策
建筑機(jī)器人是建筑行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。近年來,為推動(dòng)建筑行業(yè)革命,推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新,我國不斷推動(dòng)建筑機(jī)器人發(fā)展。如《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》中提出推動(dòng)機(jī)器人在混凝土預(yù)制構(gòu)件制作、鋼構(gòu)件下料焊接、隔墻板和集成廚衛(wèi)加工等建筑部品部件生產(chǎn)環(huán)節(jié),以及建筑安全監(jiān)測、安防巡檢、高層建筑清潔等運(yùn)維環(huán)節(jié)的創(chuàng)新應(yīng)用?!侗本┦型苿?dòng)智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的實(shí)施方案》中提出鼓勵(lì)企業(yè)探索應(yīng)用建筑機(jī)器人等智能裝備,提升工程施工智能化水平。推動(dòng)機(jī)器人在混凝土預(yù)制構(gòu)件制作、鋼構(gòu)件下料焊接、隔墻板和集成廚衛(wèi)加工、材料配送、隔墻板安裝、高空焊接、建筑安全監(jiān)測、安防巡檢等環(huán)節(jié)的創(chuàng)新應(yīng)用。
三、發(fā)展歷程
從發(fā)展歷程來看,建筑機(jī)器人可分為三個(gè)階段:早期階段、中期階段、當(dāng)代階段。早期階段(20世紀(jì)60年代至80年代),建筑機(jī)器人主要集中在工業(yè)化生產(chǎn)線上,用于重復(fù)性高、危險(xiǎn)性大的任務(wù),如焊接、裝配等。中期階段(90年代至21世紀(jì)初),隨著計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,建筑機(jī)器人開始向施工領(lǐng)域拓展,出現(xiàn)了針對施工任務(wù)的專用機(jī)器人,如混凝土澆筑機(jī)器人、磚瓦鋪設(shè)機(jī)器人等。當(dāng)代階段(21世紀(jì)至今),隨著人工智能、機(jī)器視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的快速發(fā)展,建筑機(jī)器人逐漸向智能化、自主化方向發(fā)展。例如,無人機(jī)在建筑測繪和監(jiān)測中的應(yīng)用,智能機(jī)器人在建筑施工現(xiàn)場的協(xié)作等。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
建筑機(jī)器人行業(yè)涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域技術(shù),綜合了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制與傳輸技術(shù)、軟件信息技術(shù)、電子設(shè)備與軟件的集成技術(shù)、音視頻編解碼算法技術(shù)、建筑技術(shù)等,技術(shù)門檻較高,一般企業(yè)很難全面掌握本行業(yè)所涉及的技術(shù),若依靠自身研發(fā)則需要較長時(shí)間的積累。此外,隨著智能化技術(shù)的不斷升級和應(yīng)用領(lǐng)域的日益廣泛,對建筑機(jī)器人行業(yè)提出了新的要求,行業(yè)的技術(shù)門檻將越來越高。
2、人才壁壘
建筑機(jī)器人企業(yè)作為典型的技術(shù)密集型企業(yè),由于技術(shù)和人才密不可分,對提供方案設(shè)計(jì)及施工、運(yùn)行維護(hù)人員的綜合素質(zhì)有較高的要求。因此,企業(yè)是否擁有掌握行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)并獲得相關(guān)從業(yè)資格的人才,將直接影響企業(yè)的持續(xù)研發(fā)能力和自主創(chuàng)新能力,從而影響企業(yè)的市場競爭力。因此,本行業(yè)的新進(jìn)入者面臨較高的人才壁壘。
3、經(jīng)驗(yàn)壁壘
豐富的經(jīng)驗(yàn)是影響建筑機(jī)器人企業(yè)在項(xiàng)目承攬中標(biāo)率的關(guān)鍵因素。大型標(biāo)志性項(xiàng)目多由綜合實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)參與競標(biāo)并實(shí)施,該類項(xiàng)目案例又能夠提升企業(yè)未來中標(biāo)成功率和品牌知名度,從而獲得更多的市場份額,形成良性循環(huán)。對于新進(jìn)或潛在進(jìn)入建筑機(jī)器人行業(yè)的企業(yè),沒有具備一定影響力的項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn),無論是業(yè)務(wù)的承接還是項(xiàng)目的實(shí)施,均存在較大困難。因此,項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)構(gòu)成新進(jìn)入者的經(jīng)驗(yàn)壁壘。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
從建筑機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來看,上游是指零部件,包括控制器、伺服系統(tǒng)、減速器、傳感器等,上游成本較高,議價(jià)能力較強(qiáng);產(chǎn)業(yè)鏈中游為建筑機(jī)器人廠商;下游為建筑業(yè),主要包括建筑工程規(guī)劃、建筑工程施工等環(huán)節(jié)。
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)中信重工機(jī)械股份有限公司
中信重工機(jī)械股份有限公司是我國最大的重型裝備制造企業(yè)之一,主要從事礦山及重型裝備、工程成套、機(jī)器人及智能裝備、新能源裝備等領(lǐng)域的大型設(shè)備、大型成套技術(shù)裝備及關(guān)鍵基礎(chǔ)件的開發(fā)、研制及銷售,并提供相關(guān)配套服務(wù)和整體解決方案。近年來,公司大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在機(jī)器人及智能裝備、新能源裝備、特種材料等領(lǐng)域取得重大突破,積累了一批優(yōu)質(zhì)的合作伙伴,進(jìn)一步豐富公司客戶資源。此外,公司持續(xù)專注于特種機(jī)器人研發(fā),經(jīng)過多年的發(fā)展,已經(jīng)研制出超高壓水射流機(jī)器人、爬壁/擺臂清洗機(jī)器人、智能化打磨機(jī)器人、巷道噴涂機(jī)器人等50余種、270多個(gè)型號的特種機(jī)器人產(chǎn)品,為公司業(yè)績增長作出重要貢獻(xiàn)。從企業(yè)經(jīng)營業(yè)績來看,2023年前三季度,公司營業(yè)收入同比上漲3.21%,達(dá)69.85億元;歸母凈利潤同比上漲37.82%,達(dá)2.66億元。
(2)上海新時(shí)達(dá)電氣股份有限公司
上海新時(shí)達(dá)電氣股份有限公司創(chuàng)建于1995年,是國家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)企業(yè)、全國創(chuàng)新型企業(yè)。在國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人本體廠家中,新時(shí)達(dá)是為數(shù)不多通過控制器切入機(jī)器人本體的廠家。公司的主要業(yè)務(wù)分為:機(jī)器人產(chǎn)品及系統(tǒng)業(yè)務(wù)、控制與驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品及系統(tǒng)業(yè)務(wù)和電梯控制產(chǎn)品及系統(tǒng)業(yè)務(wù)。其中,在機(jī)器人產(chǎn)品方面,公司擁有多關(guān)節(jié)型機(jī)器人和SCARA機(jī)器人兩大品類,共分為9個(gè)系列,60多種產(chǎn)品,機(jī)型負(fù)載覆蓋1—600kg。產(chǎn)品應(yīng)用于多種應(yīng)用場景和行業(yè),熟練掌握焊接、切割、分揀、裝配、上下料、打磨拋光、搬運(yùn)碼垛等多種工藝。從企業(yè)經(jīng)營業(yè)績來看,公司營業(yè)收入同比上漲7.41%,達(dá)25.82億元;歸母凈利潤同比上漲282.58%,達(dá)0.79億元。公司營業(yè)收入和歸母凈利潤實(shí)現(xiàn)雙增長,其中歸母凈利潤與2022年同期相比扭虧為盈。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
近年來,中國在工業(yè)、特殊領(lǐng)域和機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用,不僅擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而且還擁有眾多的專業(yè)人士,再結(jié)合政府鼓勵(lì)的創(chuàng)新政策,使得中國的建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)長足的進(jìn)步。新一輪科技革命的到來,智能建筑領(lǐng)域的論文和專利數(shù)量急劇增長,而智能建筑機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步,為建筑機(jī)器人行業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。2018年以來,中國建筑機(jī)器人市場規(guī)模不斷增長,估計(jì)2023年中國建筑機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)到4.5億元。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)國家政策的支持
近年來,為推動(dòng)建筑機(jī)器人發(fā)展,國家發(fā)布了一系列政策和措施,如住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,其中提出加強(qiáng)新型傳感、智能控制和優(yōu)化、多機(jī)協(xié)同、人機(jī)協(xié)作等建筑機(jī)器人核心技術(shù)研究,研究編制關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),形成一批建筑機(jī)器人標(biāo)志性產(chǎn)品。積極推進(jìn)建筑機(jī)器人在生產(chǎn)、施工、維保等環(huán)節(jié)的典型應(yīng)用,重點(diǎn)推進(jìn)與裝配式建筑相配套的建筑機(jī)器人應(yīng)用,輔助和替代“危、繁、臟、重”施工作業(yè)。該政策的發(fā)布將進(jìn)一步擴(kuò)大建筑機(jī)器人的應(yīng)用,為行業(yè)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。
(2)市場需求增長
隨著全球人口老齡化和城市化進(jìn)程的加速,建筑行業(yè)的勞動(dòng)力短缺問題日益嚴(yán)重。同時(shí),勞動(dòng)力成本不斷上升,使得建筑企業(yè)尋求更高效、成本更低的解決方案。建筑機(jī)器人能夠替代部分人力工作,提高施工效率,降低人力成本,因此受到建筑企業(yè)的青睞。此外,人們生活水平的提高,對于居住環(huán)境的需求也在不斷升級。建筑機(jī)器人能夠提高施工質(zhì)量和效率,滿足市場對于高品質(zhì)、高效率建筑的需求,未來建筑機(jī)器人市場需求將不斷擴(kuò)大。
(3)行業(yè)技術(shù)水平不斷提升
當(dāng)前,人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在建筑機(jī)器人中的應(yīng)用呈現(xiàn)上升趨勢。隨著這些技術(shù)的快速發(fā)展,建筑機(jī)器人的智能化水平不斷提高,有望在建筑行業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。不僅能夠更精確地感知環(huán)境、執(zhí)行任務(wù),并展現(xiàn)出更高的自適應(yīng)性,還能夠進(jìn)一步提升施工效率和質(zhì)量,降低人力成本和安全事故風(fēng)險(xiǎn),推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2、不利因素
(1)宏觀經(jīng)濟(jì)波動(dòng)
建筑機(jī)器人受建筑行業(yè)影響較大,其下游客戶開發(fā)的建筑業(yè)態(tài)豐富,涉及住宅、酒店、辦公、商業(yè)綜合體等,與宏觀經(jīng)濟(jì)情況的相關(guān)性較強(qiáng)。宏觀經(jīng)濟(jì)波動(dòng)對建筑機(jī)器人行業(yè)下游各領(lǐng)域產(chǎn)生不同程度的影響,進(jìn)而影響行業(yè)整體需求。如果未來國內(nèi)外宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)生重大變化,經(jīng)濟(jì)增長速度放緩或出現(xiàn)周期性波動(dòng),將影響下游市場需求,進(jìn)而導(dǎo)致建筑機(jī)器人行業(yè)發(fā)展增速放緩甚至下降,從而可能對企業(yè)的收入及利潤水平造成不利影響。
(2)市場競爭加劇
隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展,建筑機(jī)器人市場的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。越來越多的企業(yè)開始進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域,導(dǎo)致市場競爭加劇,進(jìn)而會(huì)影響企業(yè)盈利能力,限制企業(yè)研發(fā)投入。若未來行業(yè)競爭進(jìn)一步加劇,行業(yè)毛利率水平整體下滑,而企業(yè)未能持續(xù)提高技術(shù)水平、生產(chǎn)管理能力和服務(wù)質(zhì)量以應(yīng)對市場競爭,則存在因市場競爭加劇導(dǎo)致盈利下滑的風(fēng)險(xiǎn)。
(3)技術(shù)迭代風(fēng)險(xiǎn)
隨著建筑行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步和技術(shù)的快速發(fā)展,客戶對建筑機(jī)器人的期望和要求也在不斷提高。這要求建筑機(jī)器人企業(yè)在技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)等方面都具備較強(qiáng)的實(shí)力和能力,以滿足市場日益增長的需求。如果企業(yè)的研發(fā)能力不能及時(shí)跟上行業(yè)技術(shù)更迭的速度,或不能及時(shí)將新技術(shù)運(yùn)用于產(chǎn)品開發(fā)和升級,這將削弱企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。
八、競爭格局
建筑機(jī)器人行業(yè)集中度較低,市場格局暫未形成。近年來,房地產(chǎn)公司、人工智能公司、政府、高校等多角色逐漸加大建筑機(jī)器人產(chǎn)業(yè)投資,對建筑機(jī)器人進(jìn)行了探索性研究和布局。目前,行業(yè)內(nèi)少數(shù)龍頭為主導(dǎo),其他初創(chuàng)企業(yè)居多,企業(yè)專注于特定建筑建造工程細(xì)分場景,主要代表企業(yè)包括中建科技、博智林、固建機(jī)器人、蔚建科技、華創(chuàng)智造等。
九、發(fā)展趨勢
建筑機(jī)器人的發(fā)展主要呈現(xiàn)自主化、信息化趨勢,并且基于建筑業(yè)智能化、精細(xì)化的新發(fā)展趨勢,建筑機(jī)器人的潛力將被進(jìn)一步挖掘?,F(xiàn)代信息技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用,極大地促進(jìn)了建筑機(jī)器人的發(fā)展。此外,由于建筑產(chǎn)品的非標(biāo)準(zhǔn)化,建筑場景的動(dòng)態(tài)性強(qiáng),建筑機(jī)器人技術(shù)復(fù)雜等因素的影響,從事建筑機(jī)器人研發(fā)和生產(chǎn)業(yè)務(wù)的企業(yè)不多,規(guī)?;a(chǎn)品較少,行業(yè)集中度低,市場有廣闊的發(fā)展空間。未來隨著行業(yè)的深化發(fā)展,領(lǐng)先企業(yè)不斷開拓市場,行業(yè)競爭格局逐漸明晰。
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