铅笔道签约作者丨顶商投资
第8届CIROS中国国际机器人展览会落幕。会上获悉，截至2018年，中国工业机器人的消费已经连续6年稳居全球第一。国家知识产权局知识产权保护司巡视员毛金生透露，目前全球的人工智能专利申请累计190万件，而中国是申请人工智能专利数量最多的国家。近年来，国内对工业机器人的需求呈倍数增长，以珠三角、长三角为代表的中国工业制造基地率先迈出“机器换人”的步伐。
巡检机器人定义
巡检机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，以机器视觉-电磁场-GPS-GIS的多场信息融合作为机器人自主移动与自主巡检的导航系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台。
具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、巡检图像和数据的机器人本体自动存储与远程无线传输、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能。
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在智能电网、智慧地下管廊、物联网高速发展的今天，传统的设备巡检模式已无法满足现代电网、地下管廊、化工厂等建设需求。目前传统的巡检方法主要是依靠人力手工纸质记录及少量环境监视器实现。
由于变电站、地下管廊都具有巡检路程长、隧道封闭性强、通讯不便、有害气体存在、环境恶劣等问题，对巡检人员的人身安全会存在一定的威胁。另外每日固定时段的人工巡检模式也存在操作繁琐、人力资源浪费的情况。巡检机器人完美的解决了这些问题，并得到了广泛的运用。
巡检机器人市场渗透率非常低，未来提升空间广阔
目前来说，电力行业是巡检机器人应用的主要领域。
目前全国变电站数量超2万座，预计2020年达3万座。根据国网和南方电网规划，变电站智能化改造率将达100%，若按每年10%的进度，未来五年室外机器人年需求量在2000-3000台。
现全国297个地级市大概有配电站30万座，根据《配电网建设改造行动计划（2015-2020年）》，2020年国内配电自动化覆盖率将达到90%，预计未来五年国内室内机器人年需求量超过10000台。
国家电网自2013年开始对变电站巡检机器人首次招标，巡检机器人市场开始进入全面推广阶段。2013-2015年间，国家电网对变电站智能巡检机器人集采数量分别为100、280、430台，到2016年已投入运行约1000台，市场规模快速增长。
照这个速度，华泰证券测算2018-2020年国内巡检机器人市场总需求约为477亿元，年均需求约159亿，分别对应变电站巡检机器人9000台，市场空间72亿，配电站巡检机器人8.1万台，市场空间405亿元。
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以国内试点先锋江苏省为例，配电站室内巡检机器人渗透率仅约10%，室外巡检机器人渗透率仅仅3%左右。而江苏省“十三五”电力专项规划中，到2020年，智能巡检机器人总数要超过5000台，未来提升空间广阔。
人工智能加快智能巡检机器人普及与更新换代
人工智能直接影响巡检机器人的功能和应用水平，技术进步将加快智能巡检机器人普及率与更新换代节奏。
AI技术在智能巡检机器人的应用主要包括：
自主移动、控制与驱动、定位导航以及传感器数据采集、图像处理、语音采集与处理、专家系统分析与决策、大数据分析等方面。换言之，AI在每一个领域的突破和发展，都会对智能巡检机器人核心功能、平台特性、数据运维管理、专家决策与预警等起到推动作用。
具体来说：
1）环境智能监控：环境健康是设备安全运行的基础，在出现危机的条件下，传感器控制用于调节环境的风机、灭火器、报警器、排水装置等实现环境智能监控。环境智能监控需要AI在数据处理、模式识别、环境联动控制等方面起到重要作用。
2）机器人即时定位与地图构建（SLAM）：机器人即时定位与地图构建是机器人实现各类采集任务、运维操作的基础，而定位的精度、防跌落功能、导航避障功能都有赖于AI算法的先进程度和可靠性。
3）机器人控制与决策：机器人在底层伺服驱动、路径规划、任务管理等方面均有前馈控制、神经网络控制等AI算法的应用，未来随着巡检机器人结构更加多样化、环境适应性提升以及任务多样化，对AI的依赖度将不断提升。
4）机器人数据采集与处理：AI在视频、图像、语音等领域的不断发展，推动了巡检机器人在图像处理、设备音频采集与判断、传感器数据采集与处理等方面的能力逐步提升。各种深度学习算法的不断应用，将有效提升图像识别的适应性和准确性。
5）大数据平台与专家系统：数据进入平台后，通过多维度的数据关联分析和数据挖掘等技术，结合专家系统等管理工具，进行辅助决策与判断，从而提升运维管理水平。
巡检机器人目前头部企业
浙江国自机器人技术有限公司“以下简称浙江国自”在电力巡检行业的核心产品包括变电站智能巡检机器人。以及室内挂轨智能巡检机器人、智慧管廊巡检机器人等。
在丰富产品类别的基础上，浙江国自坚持创新。继2017年发布四驱四转智能巡检机器人TS100引起业内广泛关注后，2018年，浙江国自机器人又发布了全新一代小型化智能巡检机器人GS300。身材更迷你、检测更精准、实施更便捷、操作更简单，更能适应变电站对新一代巡检机器人的应用要求。
目前，其智能巡检机器人已服务于包含国家电网、南方电网、蒙西电网在内三十一个省份，一千余座变电站，应用等级实现66kV的基础变电站到1000kV的特高压变电站应用全覆盖，市场份额连续多年稳居第一梯队。
山东鲁能智能技术有限公司（以下简称“山东鲁能”）成立于2001年。2015 年底，其第五代激光组合导航变电站智能巡检机器人已在全国推广应用388台。服务于29个省的500多个变电站，覆盖110KV到1000KV电压等级，市场份额居国内前列。
山东鲁能智能巡检机器人采用激光导航、惯性和视觉导航的组合导航技术，构成多余度和高精度的组合导航系统，配以高效两驱运动平台，可完成在变电站内不良路面、恶劣天气下高精度巡检作业，实现地域差异化的定制巡检服务。
新三板公司深圳市朗驰欣创科技股份有限公司“以下简称朗驰欣创”（838035）成立于2005年6月21日，2007，朗驰欣创成为国内最早从事巡检机器人研发生产销售的民营企业。
朗驰欣创的隧道/管廊智能巡检机器人作为国内首台应用在隧道/管廊内的机器人巡检系统，也是国内唯一已在隧道/管廊的真实环境下持续运行了5年以上的产品，开创了机器人在地下封闭环境中的应用先河。截至 2015 年底，朗驰 GR1000 系列变电站智能巡检机器人，已在全国 16 个省自治区共计 300 余所变电站获得应用。
A股上市公司亿嘉和科技股份有限公司“以下简称亿嘉和”（603666）成立于 1999 年，2014年进入智能巡检机器人行业，主要产品有室外巡检机器人和室内巡检机器人，室内机器人处于行业领先地位。
2014年下半年，亿嘉和成功推出室外机器人产品，并在国网公开招标中中标15台室外机器人。2015年下半年，公司正式推出室内机器人产品，并在江苏省电力公司试点运行，实现销售50台室内机器人；2017年上半年，公司推出第二代室内机器人A200，并实现了批量升级换代。
变电站室外巡检机器人性能对比
行业的需求带动了企业的发展，而从上述头部企业中我们也可窥见当前巡检机器人行业的一些特点。目前应用主要集中在电力行业，这些头部企业大部分的业务都集中在电力巡检领域，其他特种行业虽然也有需求，但相对来说还是比较少。
另外，目前整体的市场规模还是比较小，巡检机器人也都不是企业的唯一业务。当然，相信未来随着需求的进一步释放，不管是行业整体还是这些头部企业都将会得到更长足的发展。