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家庭服务机器人行业深度研究:千里之行,始于足下(一)

时间:2019-12-05 来源:机器人在线 阅读:7432

报告要点


1、行业规模先驱,机器人吸尘器快速放量


国际机器人协会数据显示,目前全球家庭服务机器人行业市场规模约为30 亿美元,近6 年复合增速超过20%;以扫地机器人代表的功能型家庭服务机器人放量是驱动家庭服务机器人高增长的主因,扫地机器人占功能型机器人比例超过90%,而功能型机器人占家庭服务机器人整体比例也达70%。目前,扫地机器人发展相对较早的区域为北美及欧洲市场,但低渗透率下市场潜力依旧较大,iRobot 及科沃斯分别作为海外及中国扫地机器人领导企业,享有极高市场份额,其中,iRobot 在美国的市场份额超过80%,科沃斯在中国的市场份额超过40%。


2、产业前景展望,千里之行或正始于足下


就目前最为成熟的扫地机器人来看,考虑到iRobot 在其市场份额超过80%且渗透率已经约为10%的美国市场依旧实现较好增长,目前年销售规模仅略超过400 万台,渗透率处于4%-4.5%之间的我国扫地机器人行业延续较好景气较为确定,中长期20%渗透率假设下,均衡内销出货规模有望超过1400 万台。而近年来在技术进步推动下,初级编程、家庭娱乐、事件管理及家电控制等功能的实现,使得传统教育娱乐机器人向助理机器人转变,优必选等独角兽企业应运而生,供给进步叠加需求凸显之下,助理型家庭服务机器人前景也值得期待。


3、投资建议:关注产业变革中的投资机会


总的来说,在扫地机器人低渗透率所致的高景气延续背景下,具有先发优势的龙头企业科沃斯延续较好经营表现依旧确定,同时,受益行业景气及生态协同的小米扫地机器人也值得关注;此外,在成熟度相对更低的助理机器人行业,优必选表现突出,其后续发展也值得期待。需要强调的是,在面对产业创新时,传统家电企业并没有不思进取,各自均在家庭服务机器人领域有所布局,只是由于规模大弹性较小,其在新兴领域内的工作经常被忽略,考虑到其在资金、研发、品牌及渠道方面的优势,行业发展变革背景下的传统龙头也值得重视。


前言:从家电产业的变化说起


一直以来,无论是从产品之于消费者还是产业之于投资者角度,家用电器似乎都是一个十分传统且极其成熟的行业;诚然,站在当前时点甚至是更进一步在可预期的时间区间内来看,上述判断并没有太多可供修正的空间;不过值得一提的是,技术水平提升所致的行业产品之变、收入水平提升所致的消费者需求之变以及互联网渗透提升所致的竞争模式之变不得不察,孕育于成熟行业中的投资机会仍值得重视。


图1:传统家电行业中的变化值得重视

资料来源:长江证券研究所


产品之变方面,典型代表即为结构升级,近年来变频空调、多开门冰箱、滚筒洗衣机及互联网电视的亮眼表现无疑是大家电行业发展的重要推力;相较于此,智能化的影响似乎比此前所预期的来得缓慢,不过随着科沃斯的上市以及小米生态链企业石头科技的崛起,以扫地机器人为规模先驱的家庭服务机器人正逐步取得突破,如何看待家庭服务机器人行业发展现状、前景及其对整个家电产业的影响是本文试图探讨的问题。


图2:传统白电产品结构持续升级

资料来源:中怡康零售监测,长江证券研究所


图3:科沃斯当前拥有家用扫地、擦窗、净化及管家机器人产品体系

资料来源:公司官网,长江证券研究所


我们认为,家庭服务机器人作为潜力新兴行业,目前仍旧处在发展初期,不过随着扫地机器人产品日趋发展成熟、市场接受度持续提升,其对家庭服务机器人产业起到的示范效应以及对机器人产品消费习惯的培育至关重要;尽管目前发展路径仍有待观察,但家庭服务机器人作为家电产业的新兴力量值得重视,千里之行,或已始于足下。


行业规模先驱,机器人吸尘器快速放量


相对代表产业大势及高端设备的工业机器人而言,应用场景非标且单品价值相对较低的家庭服务机器人此前市场关注度较为有限,不过随着扫地机器人近年来规模放量,这种情况或将迎来改变。


“大”机器人产业下的“小”家庭服务机器人


根据国际机器人协会(IFR1)定义分类,从用途及应用领域角度,机器人可分为工业机器人和服务机器人两大类:其中工业机器人主要应用在制造、焊接、涂装、装配等工业生产领域,而服务机器人又可进一步分为专业服务机器人和家庭服务机器人;专业服务机器人属于商业应用范畴,大部分需由专业人士操作,具体包括火灾机器人、公共场所保洁机器人、手术机器人及康复机器人等;家庭服务机器人又可按用途分为功能(家务)机器人、助理(管家/陪护)机器人及娱乐教育机器人等,不过其职能融合趋势明显。


图4:机器人主要分为工业机器人、专业服务机器人及家庭服务机器人

资料来源:IFR,长江证券研究所(图中数据为2016 年)


图5:工业机器人、专业服务机器人及个人/家庭服务机器人典型品类

资料来源:KUKA,Intuitive Surgical,iRobot,长江证券研究所(非同一比例)


市场规模来看,IFR 17 年个人/家庭服务机器人销售额数据暂不可得,从16 年数据来看,个人/家庭服务机器人销售额及销售量占机器人行业总体比例分别约为13%及95%。16年机器人行业整体实现销售额204 亿美元,其中工业机器人、专业服务机器人及个人/家庭服务机器人分别实现131、47 及26 亿美元,个人/家庭服务机器人销售额最小,但销量明显领先,16 年达670 万台,而同期工业机器人及专业服务机器人销量仅分别为29 万台及6 万台。


图6:个人/家庭服务机器人销售量额占行业比例为12.75%及94.98%

资料来源:IFR,长江证券研究所


图7:近年来个人/家庭服务机器人均价呈现出一定下行趋势

资料来源:IFR,长江证券研究所


价格端来看,根据销售量及销售额推算,16 年工业机器人、专业服务机器人及个人/家庭服务机器人单台均价分别为4.45 万、7.87 万及388 美元,个人/家庭服务机器人产品均价显著低于工业机器人及专业服务机器人。家庭服务机器人应用场景相对复杂,产品本身具有大众消费属性,绝对价格较低处于预期之中。同时,由于行业仍处商业化扩张期,价格总体呈现下降趋势,如果后续出现新的高价品类,产品均价走势或将有所变化。


图8:2017 年个人/家务服务机器人销售量870 万台,同比增长25%

资料来源:IFR,长江证券研究所 


图9:2016 年个人/家务服务机器人销售额26 亿美元,同比增长15%

资料来源:IFR,长江证券研究所(2017 年销售额数据暂未公布)


成长趋势上,IFR 数据显示15 年之前个人/家庭服务机器人销售量及销售额总体维持较好增长趋势,在中国市场带动下,16 年开始有所加速,预计18 到21 年全球增速有望维持在20%左右。值得一提的是,由于产业尚处发展初期,国际机器人协会(IFR)统计数据已较为权威但仍难以全面覆盖,结合中怡康等第三方机构所披露的国内数据来看,IFR 统计对行业整体或仍存一定程度低估,不过无碍行业规模大致认知及趋势描述。


功能型驱动个人/家庭服务机器人规模扩张


明晰了个人/家庭服务机器人在整个机器人产业中的地位之后,接下来让我们将目光聚焦到服务机器人行业内部。首先从功能分类角度来看,家庭服务机器可进一步细分为:功能型(家务)、助理型与娱乐教育型;其中,功能型主要职能在于承担家务劳动,标准化程度相对较高,因此目前发展也相对较为成熟,产品品类包括扫地机器人、拖地机器人、擦窗机器人等;助理型及娱乐教育型家庭服务机器人仍处萌芽期,分类及应用界限均较模糊,一般助理型家庭服务机器人包括管家机器人、情感陪伴机器人、家用医疗护理机器人等,人机交互要求较高,广义上智能音响也可以被称为助理型机器人;而典型的教育娱乐型家庭服务机器人即为Lego Mindstorms 及优必选等中低龄教育产品。


图10:个人/家庭服务机器人主要分为功能型、娱乐型及助理型三类 

资料来源:IFR,长江证券研究所


图11:助理型机器人、娱乐型机器人及功能型机器人典型品类

资料来源:Softbank robotics,优必选,科沃斯,长江证券研究所(非同一比例)


助理型机器人产品由于成熟度相对较低,尚未得到市场充分接受,因此目前IFR 统计数据仍以功能型及娱乐型机器人为主。16 年IFR 口径下的个人/家庭服务机器人总销量约为670 万台,其中功能型家庭服务机器人销量约为460 万台,教育娱乐型家庭服务机器人销量约为210 万台;成长性来看,功能型及娱乐型家庭服务机器人销量复合增速较为接近,10-16 年CAGR 分别约为21%及19%,销售额CAGR 分别为28%及35%。


图12:2010-2016 年功能型机器人销量复合增速为21.29%2 

资料来源:IFR,长江证券研究所


图13:2010-2016 年功能型机器人销售额复合增速为27.70%

资料来源:IFR,长江证券研究所


产品结构角度来看,得益于家庭地面清洁系机器人产品尤其是扫地机器人日趋成熟,功能型家庭服务机器人销量在个人/家庭服务机器人之中占比总体呈现出提升趋势,16 年该比例约为68.66%。娱乐型家庭服务机器人方面,由于售价相对较高的情感陪护型机器人初级产品以及乐高Mindstorms 系列逐步推向市场,中途行业均价出现了明显上行走势,从而带动销售额占比提升,不过随着后期价格持续回落,占比也相应下滑。


图14:16 年以来功能型机器人销售量及销售额占比均有所回升 

资料来源:IFR,长江证券研究所


图15:功能型及娱乐型机器人销售均价均呈现出下行趋势

资料来源:IFR,长江证券研究所


此外,15 年家庭地面清洁系机器人占功能型产品销量比例约为96%,同期玩具类机器人占教育娱乐机器人销量比例约为70%,余下部分主要为教育型及实验型机器人。总体来看,在个人/家庭服务机器人领域,功能型及娱乐型机器人近年来均有较好表现,且功能型发展更为成熟;尽管在可预计的未来成熟度较高且确定性空间较大的工业机器人仍将是行业的主要关注点,但随着以扫地机器人为代表的个人/家庭服务机器人产品取得突破,以及助理型产品日趋成熟,机器人产品在家庭领域内的应用前景也将值得期待。


明星单品扫地机器人放量带动功能型崛起


事实上,与工业机器人相比,扫地机器人诞生时间并不长。上世纪末期,Electrolux 才对外发布对于扫地机器人行业而言具有“原型机”意义的产品“Trilobite”,02 年开始民用市场才逐步被iRobot 打开,随之而来的便是典型的规模扩张与产品升级路径。本章节拟先后从产品及市场两个方面对扫地机器人行业的发展演进进行简要梳理。


图16:影响扫地机器人历史发展进程的产品及技术创新

资料来源:京东NEATO ROBOT 旗舰店,长江证券研究所


产品角度来看,扫地机器人的发展历程可大致划分为产品孕育及产品应用两个典型阶段,前者以1997 年Electrolux 发布其第一台扫地机器人原型机“Trilobite”(2001 年Electrolux 才向市场推出Trilobite 扫地机器人产品)为标志,后者以2002 年iRobot 发布扫地机器人产品进军民用扫地机器人市场为节点。如今来看,无论是外形还是功能上,“Trilobite”对于扫地机器人行业的“原型机”意义均较为明显:截至目前,除了Neato的“D”型扫地机器人及松下的“三角形”扫地机器人之外,市场上主要的扫地机器人产品仍旧延用“Trilobite”的圆盘式外观设计;功能方面,初代Trilobite 采用反射式超声波传感器实现定位规避、依靠底部车轮实现自主运动、配备滚刷加真空泵的清扫系统、能够实现自动返回充电,这与当前市场流行的扫地机器人产品功能配置已较接近。近20 年来扫地机器人产品端的发展,更多的是将原有各项功能进一步完善、优化和提升,尤其是定位及路线规划上,此外,部分产品开始集成拖地、安防、智能控制终端等功能。


表1:主要厂商首款扫地机器人产品上市情况

资料来源:主要公司官方网站,新浪科技,长江证券研究所


值得一提的是,在行业发展早期,除了对产品孕育具有关键作用的Electrolux,和对市场开拓具有关键作用的iRobot 之外,主要传统吸尘器厂商均有参与,典型的即为Dyson。98 年开始,Dyson 就着手推进其扫地机器人产品研发,不过由于立项时功能定位较高,最终原型机DC06 包含了54 个电池单元、70 个传感器及3 个中央处理器,在当时的技术条件下,上述配置的价格十分昂贵,且外形、尺寸及重量等均不利于大规模推广。因此,Dyson DC06 最终并未推向终端市场,但其在功能及智能方面的追求,已经成为目前行业发展方向,戴森也最终在15 年上市了自己的扫地机器人产品360 eye。


图17:Dyson 早期扫地机器人DC 06 与目前上市的Dyson 360 eye 对比

资料来源:戴森官方网站,长江证券研究所


在后来的产品升级过程中,家用扫地机器人的发展基本可以根据清扫路径解决方案的不同,以08 年为界分成“随机”及“规划”两个阶段;08 年之前,行业产品主要搭载超声波或红外线组件以“随机触碰”循环清扫为主,后期发展出了借助附加装置进行清扫的解决方案(iRobot),但总体效率依然较低;08 年之后,清扫路径规划技术才开始逐步运用到扫地机器人产品上。如果将扫地机器人的工作过程大致分为定位、构图、规划及清扫四个步骤,定位则可以理解为客观环境信息输入,构图则是在定位基础上通过SLAM 等系统算法构建环境地图,完成之后,处理器可基于一定算法进行清扫路径规划,并最终由电机、滚刷及边刷等功能组件完成清扫。整体来看,目前主要厂商发布的旗舰扫地机器人产品均为规划型,差异主要体现在输入技术选用、算法及清扫系统硬件上。


图18:扫地机器人结构示意图及主要运行组件

资料来源:《扫地机器人自主定位算法的研究与应用》,iRobot、科沃斯、浦桑尼克等公司官网,长江证券研究所


目前,室内环境信息的输入方法主要有无线载波、视觉图像、激光雷达三种,在定位精度、硬件成本及应用场景等指标上均各有优劣,无线载波在浦桑尼克部分产品上有应用,而就iRobot、科沃斯、Neato、Dyson 等规模厂商最新发布的扫地机器人来看,视觉图像及激光雷达采用频率较高。其中15 年iRobot 上市的旗舰Roomba 980、15 年Dyson上市的360 eye、18 年科沃斯发布的DJ35 均采用视觉导航技术,而16 年小米发布的米家、17 年Neato 发布的Botvac D7 以及18 年科沃斯发布的DN 系列扫地机器人产品均采用雷达导航系统。对比两种信息录入方案来看,LDS 强在“后端”,即在信息搜集后的处理建模环节,技术路径成熟,但“前端”即传感器成本较高及可采集的环境信息量相对有限,而视觉图像法强在“前端”即可以以相对较低的成本实现大量的环境信息搜集,但在“后端”处理技术上并不十分成熟,主要牵涉到图形识别及转化等。


表2:当前扫地机器人定位环节主要信号输入方法

资料来源:《扫地机器人自主定位算法的研究与应用》,iRobot、科沃斯、浦桑尼克等公司官网,长江证券研究所


最后回到最本质的清洁能力,从主要型号的吸力相关参数来看,扫地机器人与手持式无线吸尘器相比仍有较为明显的差距,考虑到自重、推进系统的限制,预计未来在吸力上也不会有太大突破,应用场景主要以轻度高频打扫为主,产品升级方向也主要聚焦在更加全面智能的清扫路径、障碍识别等;不过,值得注意的是,即便在功能体验仍有较大完善空间的情况下,产品依旧实现了爆发式增长,这也充分说明了需求端的潜力,与之类似的场景在家电行业另一新兴品类洗碗机上也有明显体现,这无疑从侧面反映出消费者对于“解放双手”类产品的迫切需求,接下来把讨论重心由产品层面转向市场层面。


图19:戴森扫地机器人360 eye 吸力仅为其主要手持产品的1/5 

资料来源:Dyson 官方网站,长江证券研究所(劲吸/强效模式)


图20:主要扫地机器人产品吸力与手持式吸尘器相比仍有明显差距

资料来源:莱克、石头科技、福玛特官方网站,长江证券研究所(数据披露有限)


作者:徐春

报告来源:长江证券


家庭服务机器人行业深度研究:千里之行,始于足下(二)

家庭服务机器人行业深度研究:千里之行,始于足下(三)

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