火灾事故频发,消防领域“机器换人”促进消防机器人的发展
随着经济不断发展,中国石油化工等基础工业发展迅速,生产过程中由易燃易爆炸物质及有毒化学制品引发的火灾爆炸事故发生的概率逐渐增大,同时家庭火灾、森林火灾等事故频发,对人们的生命及财产造成巨大损失,在救火抢险一线牺牲的消防员人数亦不断上涨。消防机器人融合了机械技术、计算机技术、人工智能等高新科学技术,可替代消防员进入高温、浓烟、易燃易爆炸等高危险性灾害事故现场进行灭火救援作业,减少消防员伤亡人数的同时大幅提升消防部队消防救援的能力,中国消防机器人行业将实现高速发展。
消防机器人行业定义及核心技术分类
消防机器人是指可代替消防员从事特定消防作业的机器人,如代替消防员进入浓烟、高温、缺氧、有毒等高危险性灭火救援现场完成侦查、排烟、救援、灭火等任务,在保障消防员安全的同时可提高消防部队抢险救灾能力。消防机器人根据功能可划分为消防灭火机器人、消防排烟机器人、消防防爆机器人、消防救援机器人、消防无人机等。
中国消防机器人行业产业链分析
中国消防机器人行业产业链上游参与主体为消防机器人核心硬件供应企业与核心技术系统研发企业,中游参与主体为消防机器人生产制造企业,下游涉及消防机器人各应用领域。
上游:
中国消防机器人行业产业链上游参与主体为核心硬件供应企业与核心技术系统研发企业:(1)消防机器人核心硬件包括单片机、火焰传感器、红外避障传感器、驱动器等,核心硬件成本在消防机器人生产制造成本中所占比重约为35%,因此核心硬件的价格及供应量的波动是决定消防机器人价格的关键因素,核心硬件供应企业议价能力高;(2)消防机器人核心技术系统成本占比约为40%,核心技术系统包括传感系统、控制系统及驱动系统等,核心技术系统互相作用以实现消防救灾、降低消防人员伤亡人数及经济损失、提高消防效率等目的。
中游:
中国消防机器人行业产业链中游参与主体为消防机器人生产制造企业。消防机器人生产制造企业通过向上游硬件供应企业采购单片机、火焰传感器、红外避障传感器、驱动器、继电器等核心硬件,融入传感系统、控制系统、驱动系统等核心技术系统,实现消防机器人的生产制造。消防机器人需要深入复杂且高危险性的环境进行作业,对于消防机器人控制功能、行走功能、灭火功能、耐高温功能、气体探测功能、环境信息采集功能等要求极高。为生产制造出符合上述条件的消防机器人,企业需不断进行更新改良,因此消防机器人中游生产及人工成本高,占比约为25%,对下游议价能力强。
下游:
中国消防机器人行业产业链下游涉及消防机器人各应用领域。消防机器人应用领域包括高层建筑、石油化工等高危场所、冷库等特殊场所、地铁及隧道等。上述场所发生火灾事故存在有毒有害气体多、可视距离短、环境复杂、易燃易爆炸等问题,火势蔓延迅猛、受灾人员疏散困难,消防救援难度大。消防机器人具备爬坡、越障、耐高温、防爆等功能,可替代消防员深入事故现场进行火情侦查、排烟灭火、搜救被困人员等,避免消防员伤亡,并大幅降低经济损失。
中国消防机器人行业市场规模分析
2014年至2018年,中国消防机器人市场规模(按销售额计)由2.1亿元增长至11.0亿元,年复合增长率为51.3%,中国消防机器人行业市场规模保持增长的原因为:(1)火灾事故、化学危险品及放射性物质泄漏事件频发,消防人员伤亡数量不断增加,消防安全问题引发关注,促进消防机器人需求量大幅上升;(2)中国国务院在《中国制造2025》及“十三五”规划纲要等国家政策中提出要重点发展机器人等高性能设备,积极鼓励中国企业进行技术及产业创新,中国政策扶持促进了消防机器人高速发展。未来五年,因缺乏成熟的消防机器人技术,中国消防机器人在事故现场实际应用少,预计中国消防机器人行业将呈现缓慢增长的趋势。
中国消防机器人行业驱动因素分析
Ø 消防安全问题促进消防机器人行业发展
火灾事故、化学危险品及放射性物质泄漏事件频发,在救火抢险一线牺牲的消防员人数亦不断上涨,消防机器人可替代消防员进入浓烟、缺氧、有毒、易燃易爆炸等高危险性灾害事故现场进行灭火、排烟、数据采集等作业,大幅提高消防部队扑灭恶性火灾的能力,减少消防员伤亡人数。中国消防部队对消防机器人需求量大幅提升,推动中国消防机器人行业迅速发展。
Ø 政策扶持助力消防机器人行业发展
消防安全事故频发,致使人员伤亡数量及经济损失大幅增加,推动关于加大消防设备投入相关政策的颁布,促进中国消防机器人市场规模不断扩大。中国国务院在《中国制造2025》及《机器人产业发展规划(2016-2020年)》等国家政策中提出重点发展机器人等高性能设备,积极鼓励中国企业进行技术及产业创新,中国政策的扶持促进了消防机器人高速发展。在扶持政策环境下,消防机器人企业数量呈上升趋势,不断发展核心硬件及技术系统、更新升级生产技术,促进行业高速发展。
中国消防机器人行业发展趋势
Ø 消防机器人协同作业趋势
中国消防机器人将呈现团队化发展趋势,事故现场存在多样性及复杂性,仅使用单一功能的消防机器人难以解决所有问题,应结合多种功能消防机器人协同作业以实现消防救援功效性最大化。以高层建筑火灾为例,消防侦查机器人负责追寻火源及搜索幸存者,消防灭火机器人则负责灭火,结合消防救援机器人、消防无人机等消防机器人协同作业,大幅提高消防队伍消防救灾能力。未来消防机器人将实现多机器人同步控制功能,即由同一控制器同时控制多台消防机器人协同作业的系统,实现在高危险性区域完全代替消防员进行作业,降低消防员伤亡的同时大幅提升消防救援的效率。
Ø 核心硬件国产化趋势
消防机器人核心硬件技术落后是制约中国消防机器人发展的主要因素之一,核心硬件国产化制造进程加速将促进中国消防机器人行业高速发展。国务院在《中国制造2025》及“十三五”规划纲要等国家政策中提出中国将大力推进智能机器人等高性能设备发展,积极鼓励中国企业进行技术及产业创新,重点培育头部企业,带动行业整体发展。在政策的支持引导下,企业应全面提升高性能控制器、高性能驱动器、高精度减速器等核心硬件的质量稳定性及批量生产能力,突破技术发展瓶颈,打破长期依赖进口的局面,推动核心硬件国产化加速发展。
深度见解
随着人工智能等高新技术高速发展,消防机器人核心技术系统不断取得突破。以国际消防机器人发展历程作为参考,中国消防机器人已逐渐进入更新换代的发展加速期,中国现有的程序控制消防机器人将逐渐向智能化方向发展。