中国电力机器人行业概况研究技术特征壁垒外部因素上下游行业.docx

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中国电力机器人行业概况研究技术特征壁垒外部因素上下游行业

中国电力机器人行业概况研究

-技术、特征、壁垒、外部因素、上下游行业

（四）行业技术

1、行业技术水平

电力智能巡检机器人的发展主要受制于智能电网及电力自动化发展；就当

前来说，架空线无人机运维、变电站无人值守、配电站智能巡检、隧道在线监

控与运维已经得到电力公司和电力管理部门的认同；未来，随着机器人技术和

行业智能化水平以及行业应用的不断拓展，更为先进的机器人将在更多领域内

得以应用，推动电力行业运维方式的革新以及精益化管理水平的提升。

就电力智能巡检机器人行业来说，其技术水平主要体现在行业自动化水

平、机器人本体技术水平、机器人数据采集与处理水平、专家系统及人工智能

水平、大数据应用及一体化管理水平等方面，具体分析如下：

（1）智能电网及电力自动化水平

智能电网近几年发展迅速，在横向和纵向领域不断应用推广，技术趋于成

熟，但受制于中国电网规模和区域特性，智能电网形成体系化、规模化还有较

大的发展空间；在电力自动化领域，输变电自动化、配电网自动化改造还处于

起步阶段，因此作为智能电网的重要建设内容和电力自动化的重要载体，电力

巡检机器人总体也还处于起步阶段，未来，随着电力巡检机器人规模和功能应

用的逐步拓展，其与电力自动化改造提升将作为电网的重要建设内容，发展前

景广阔。

（2）机器人本体技术水平

机器人技术是机械、电子、软件、人工智能等多技术的综合，在形成产品

的过程中，受技术的成熟度、产业链核心部件、控制设备、驱动设备、操作系

统、传感器、机械加工等方面的影响较大；而在技术整合的过程中，对核心技

术的掌握程度将决定机器人技术水平的状况。

就当前情况来说，相较于国外机

器人技术公司，国内机器人本体技术总体偏低，原创性不够，因此，未来对于

电力智能巡检机器人行业来说，机器人本体技术将是行业发展的重点方向之

一。

（3）信息采集与数据融合水平

机器人是重要载体，核心功能依赖于机器人传感器数据采集以及后继数据

处理与数据融合，就当前技术水平来讲，环境采集与联动控制、红外数据采集

技术已经较为成熟，但是音频及图像采集与处理、局放等状态数据采集与融合

处理、大数据分析与决策等方面技术仍需要进一步提升。

（4）人工智能水平

人工智能水平直接影响电力智能巡检机器人的各个环节功能及应用水平，

具体而言，一方面，人工智能技术不断完善并与各种应用的融合，需要时间和

不断的修正完善；另一方面，人工智能的应用需要行业知识的不断融入。

目

前，人工智能在电力智能巡检机器人行业的应用水平总体偏低，企业只有不断

将机器人产品融入到行业应用中，在提升企业自主技术积累的基础上，持续不

断加强人工智能在各个环节的算法研究，才能提升企业产品竞争力，推动行业

技术发展。

（5）大数据应用及一体化管理水平

智能巡检机器人是电力运维前端重要的数据采集与运维管理载体，在获取

数据传送至后台形成大数据后，数据的呈现与表达、数据分析与评价、大数据

决策与控制成为体现机器人价值的重要内容。

就当前行业发展状况来说，智能

巡检机器人的一体化管理还处于数据接口标准化阶段，而对接管理平台、大数

据运用则处于实现数据呈现以及部分数据分析评价阶段，缺乏深层次的数据挖

掘、分析判断及其他大数据管理应用功能。

2、行业技术特点

电力智能巡检机器人的技术研究包含新材料、新感知、新控制和新认知等

方面，其技术主要呈现以下几个特点：

（1）数据分析智能化

将基础数据关联到运行管理PMS系统，利用实时数据分析技术，提高现有

模式识别算法的适用性，提高模式识别成功率和效率，实现机器人学习能力，

提高运维的智能管理水平。

（2）移动平台灵活化

针对电力设备区、电力线路和电缆隧道复杂地面，一方面提高移动平台的

驱动和越障能力，增强执行效率；另一方面开展组合导航技术的研究，实现机

器人巡视路径的自由规划。

（3）虚拟现实化

使用三维电子地图建模代替二维平面地图，结合最新AR、VR等场景再现

与交互技术，给后台操作人员以身临其境的感觉，更直观地进行运维工作。

（4）专家系统引入在线（带电）检测

以机器人为主的各种动态环境数据、设备运行数据、设备外部特性数据以

及安防数据等接入后台系统后，以大数据为依托，可以实现设备工作环境健康

（安全）判断、设备工作状态评价与评估，结合历史数据和设备模型，进一步

实现设备健康状态评价、故障预测与控制。

基于大数据的专家系统的引入对于

数据信息的挖掘，形成健康评价、故障预警等智能化运维起到重要作用。

（五）行业特征

1、周期性

智能电网建设主要受投资驱动，一方面，目前变电站、配电站的智能化改

造正处于全面建设阶段，持续增长的产品需求将拉动该市场快速发展；另一方

面，巡检机器人产品具有一定的使用寿命，因此，随着先进技术更迭周期的缩

短，该产品更换周期也将进一步缩短。

2、区域性

从市场需求来看，由于巡检机器人受各地电力公司投资驱动，而各区域智

能电网建设和原有电网智能化改造需求不同，其投资需求也会不同。

因此，在

一定时期内，电力巡检机器人的市场需求存在一定的区域性。

目前，国内智能

巡检机器人需求较大的省份主要是江苏、浙江、上海、湖北、天津、重庆等经

济发达地区。

从机器人生产商的分布来看，国内主要聚集在长三角、珠三角及京津冀地

区等经济发达区域，区域集中度较高，形成了一定的区域产业基础。

3、季节性

目前国内电力系统设备采购遵守严格的预算管理制度，各省电力公司的投

资立项申请与审批集中在每年的上半年，下半年执行实施相对集中，年底加快

执行进度。

因此，各省电力公司对电力设备的采购需求主要集中于下半年，与

此相应，公司营业收入的实现主要集中在下半年，具有较强的季节性特点。

（六）行业壁垒

1、技术与研发壁垒

电力智能巡检机器人的研发涉及数学、力学、机构学、材料科学、自动控

制、计算机、人工智能、光电、通信、传感、仿生学等多学科知识，同时，从

技术角度来看，属于多学科综合的技术密集型行业，受制于多个新兴行业的发

展状态；此外，机器人测试与安装调试环节，不但须掌握多学科融合的技术和

知识，还须积累丰富的电力行业知识以及机器人产品现场实践经验。

较高的技

术门槛，对缺乏技术沉淀和经验积累的新企业形成一定的技术壁垒。

2、客户进入壁垒

该行业下游客户主要是电力系统，涉及国计民生和社会安全，因此对供应

商业务资质及产品安全性和可靠性要求很高，产品必须符合电力行业系统性、

规范化的成熟标准，包括环境标准、设备标准、接口标准、安全标准等；同

时，产品必须经过电力行业内权威实验检测机构的严格认证。

公司熟悉电力行

业运行规范和体系，同时，公司研发的产品在开发和应用推广过程中，都会以

行业标准为基础，并通过行业专业机构的检测、论证。

目前，公司所有智能化

产品均经过国家电网公司自动化设备电磁兼容实验室、国网电力科学研究院实

验验证中心等权威机构的检测。

因此，对于新进企业来说，其很难在较短的时

间内与下游客户建立良好的合作关系并形成符合电力行业要求的技术方案，形

成了一定的业务和产品资质方面的壁垒。

3、系统服务壁垒

中国电力行业是一个高度垄断的行业，电力公司非常关注产品与服务的售

后情况，要求供应商配备高素质的服务团队，提供专业周到的一站式服务。

服

务团队除拥有良好的营销技能外，还要求熟悉一定的机器人知识和行业经验，

可以全面持续跟踪客户反馈，对产品运行过程中出现的安装调试、运行维护、

设备抢修等需求做出快速响应。

新进企业很难在较短的时间内培养优秀的服务

团队，建立完善的服务机制，因此，对新进企业形成了在一定的壁垒。

4、产品质量控制壁垒

智能巡检机器人的产品质量对电力系统安全至关重要，因此，严格把控研

发、采购、外协加工、装配、检测、安装、调试、售后等工序，建立全流程质

量控制体系是机器人企业运行的重要环节。

建立完善的质量控制体系需要经验

与实践的积累，对新进企业形成一定的壁垒。

5、人才壁垒

电力巡检机器人属于跨学科、技术密集型的新兴产业，因此，汇聚各类专

业人才是企业发展的基础。

目前，国内既精通机器人技术、又熟悉电力行业的

复合型人才相对匮乏，对行业新进企业造成一定的人才壁垒。

（七）外部因素

1、有利因素

（1）智能电网建设带来广阔市场空间

电力行业是关系国计民生的重要基础产业和公用事业，电力的安全、稳定

和充分供应是国民经济全面、协调、可持续发展的重要保障，因此大力建设智

能电网是中国电力行业发展的必然趋势。

考虑到智能电网在国民经济中的重要

地位，2009年，自国家电网首次提出智能电网概念后，政府部门先后出台了一

系列产业政策对其给予支持。

然而，目前中国电网的智能化程度不高，在未来

相当长时间内，智能电网将成为中国基础设施建设的重点，因此，为电力系统

提供智能运检方案，维护电力设备安全稳定运行，提升电力输配效率，是智能

电网的重要组成部分，具有广阔的发展空间。

（2）产业政策将推动机器人行业持续发展

为推动中国机器人产业健康快速发展，近年来国家相关部门不断加大对机

器人产业的扶持力度。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》

明确将智能服务机器人技术作为重要发展方向之一，要求以服务机器人和危险

作业机器人应用需求为重点，研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统

集成等共性基础技术；同时，国家《“十二五”专项规划》也提出将重点培育发

展工业和服务机器人新兴产业。

在上述产业政策的推动下，专业服务机器人行

业将保持持续健康发展。

（3）技术创新与进步推动行业发展

机器人以及相关技术具有全球性特点，且发展迅猛，相关产业涉及的核心

部件、设备开发、制造技术、材料工艺、平台软件开发等也不断迭代；同时，

在国家鼓励创新驱动经济发展的大背景下，技术创新与环境创新推动了各行业

发展转型升级。

以电力机器人行业来说，随着智能控制技术、传感器技

术、人机接口技术、人工智能及其他机器人等相关学科知识和技术的积累和应

用，机器人与各种新技术的结合愈加紧密，产生出多种新的功能与应用。

与此

同时，科技进步加快了机器人的市场普及率及升级换代节奏。

受益于不断延伸

和扩展的新技术应用，机器人行业将长期处于高速发展阶段，科技进步将促进

机器人的应用进一步深化。

（4）产品应用领域不断拓展带来广阔潜在市场

随着产业转型升级不断继续，很多行业内原本由人工完成但工作量大、难

度大、专业化程度高、工作环境复杂的工作，以及人工无法独立完成且自动化

程度低的高危险、高难度的作业，都逐步由专业服务机器人来承担。

因此，专

业服务机器人应用领域非常广阔，涉及电力、石油、市政、国防、医疗、物流

等多个下游行业。

此外，特殊领域的恶劣、危险的工作环境，对专业服务机器

人具有刚性需求。

产品应用场景的不断拓展将会不断催生出专业服务机器人新

品种或新功能，为行业带来广阔的潜在市场。

2、不利因素

（1）国内产业基础相对薄弱

随着机器人技术和产业的不断提升，以及产业全球化分工越来越细化，机

器人研发与生产企业对上下游产业链的依赖逐步加深，由于中国机器人产业基

础相对薄弱，相关产业链发展水平制约了当前中国机器人产业的发展速度、质

量以及产品核心竞争力。

具体来说，与工业发达国家相比，中国智能装备在基

础零部件、电子元器件、材料与工艺、开发设备、测试设备、集成软件等方面

尚有较大差距，部分关键零部件、电子元器件、开发软件、关键测试设备等尚

需进口，在一定程度上限制了本行业的发展。

受起步晚和资金实力的限制，国内企业在机器人研发和产业化生产方面的

投资有限，相较于国际知名企业，国内企业规模较小、技术水平较低、综合实

力有限。

（2）高端技术人才相对匮乏

人才是发展的保障也是长期发展的基础，一方面技术更新和成熟度提高需

要不断引进各类专业人才；同时，随着行业转型升级加速，各类适合行业发展

的产品需求不断涌现，需要各类行业人才的加盟。

电力巡检机器人属于多学科混合、技术密集型产品，且属于新兴产业，对

于研发人才、技术水平的深度和广度均有很高要求；同时，为确保电力产品售

后服务与安全运维，营销服务人员亦须掌握相关技术。

目前，精通相关领域的

高素质复合型人才较为匮乏，掌握相关技术基础的营销服务人员也不多，因此

技术人才和营销人才的缺乏从一定程度上可能制约该行业的发展。

（八）上下游行业

1、上游行业

电力巡检机器人产业的上游行业是机器人产品关键元器件的供应商，其生

产所需原材料种类较多，构造复杂，包括红外相机、可见光相机、伺服电机、

减速机、工控机等，供应来源广泛。

上游行业属于竞争性行业，上游行业的产

能、需求变化对本行业自身发展的影响相对较小。

电力数据采集与智能处理服务的上游行业是服务分包商，处于充分竞争格

局，服务供应充足、价格体系透明，不存在贸易风险。

2、下游行业

公司现有智能化产品及服务均应用于电力行业，同时与中国智能电网的发

展规划及政策高度相关。

具体而言，全国输电线路、变电站/换流站、配电站

（所）及电缆通道的铺设和搭建规划，智能电网数据采集融合、海量信息处理

及系统集成技术的要求，智能运维服务需求等，都将对电力机器人行业带来较大

的影响。