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拨开电力巡检机器人神秘蓝海的迷雾

发表时间:2022-06-20 文章出处:北京北成新控伺服技术有限公司人气:-


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01

电力巡检蓝海到底有多蓝



电力行业为何沉迷“机器换人”


新冠疫情爆发以来,越来越多的地方可以看见机器人产品的身影。机器人这一原本仅在高端制造业被广泛使用的技术也逐渐进入到大众的视野。其实早在2006年,国务院便在发表的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》中提出大力发展“服务机器人”和“危险环境作业机器人”这一目标。而电力行业由于存在大量“危险环境”,顺理成章地成为了这一方针的重要落脚点之一。


电力行业宏观政策

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在电力行业中,国家电网于2009年前后提出“智能电网”这一概念,国务院于次年2010年正式将“智能电网”列为国家战略之一。自此,中国电力行业开启了为期十年之久的“智能化”改造建设工程。


不同时期的政策方向

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电力系统的“智能化”建设以智能化一次设备(变压器等生产设备)、网联化二次设备(各类联网的监测仪表设备)为核心,结合后台监管系统构成而成。运营过程中,仍旧需要由人工进行高频度巡检作业来定期检查现场设备,并核对各类表计的实际显示数据与后台监管系统中记录数据是否一致。这些巡检作业不仅重复性较高,同时存在由大量高压高危环境所带来的风险。也就是说仅靠导入智能化的生产设备与监测表计类设备并未有效的减少人工的巡检工作负担,同样的事情也广泛地发生在电厂的巡检工作中,发电厂中也存在大量高温、高压、高噪音的恶劣环境。而为了真正意义上减少电力行业中人工的作业负担,巡检机器人的导入便成为了必然。


电力行业人工巡检频率

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电力行业中的机器“巡检员”


1.电网

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2.电厂

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千亿之巨,潜在市场体量惊人


讲了这么多,电力巡检机器人这一蓝海到底有多蓝,让我们用一组简单的数据将这个抽象的问题变得更加容易想象。首先,电力行业中电力巡检机器人(无人机除外)主要被应用在电网系统的变配电站和电厂系统的厂区及升压站中。根据MIR 睿工业的测算,全国仅电网系统中的变电站规模便可达到7w座以上,而配电站更是多达30w座以上。而2021年全国主要大型发电厂也有约7000座之多,根据实际使用需求,每个发电厂都会配有1~3个升压站。


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如果可以实现电网系统与电厂系统全场景导入巡检机器人产品,即所有的变配电站、发电厂厂区及升压站都保证一台以上的机器人导入,那巡检机器人的需求量将至少在40w台以上。如果使用目前电力巡检机器人产品的均价约50w元/台来推算的话,产业链规模将轻松突破千亿。且实际应用中许多场景需求多个巡检机器人进行作业,再加上电线线路所需的排障机器人以及巡检所用的无人机类产品,潜在市场规模十分可观。如此算来,千亿之巨,电力巡检机器人蓝海不可谓不蓝。



02

蓝海的波涛,很汹涌


千亿级别的潜在市场,不禁令人浮想联翩,蠢蠢欲动。让我们调整呼吸平复下躁动的心,理性地重新审视这个市场,不难看清现实的骨感。


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在“千亿级”背后,现阶段市场开启十分有限


首先毋庸置疑的是千亿级市场真实存在,但仅仅讨论市场如何之大,而又对其成长背后所需的时间和条件绝口不提无异于画饼。电力巡检机器人这一市场,恰恰便是需要漫长培育时间的市场领域。

现阶段的市场中,巡检机器人产品购买活动90%以上发生在山东、江苏、浙江、广东(南网)四省的电网体系中。同时此四省的需求也由亿嘉和(江苏、广东)、申昊科技(浙江)、国网智能(山东)、朗驰欣创(广东)等当地供应商所主导。其余省份通常通过总公司集中招标进行采买后分配至各地进行使用。而形成这种局面的原因非常简单,山东、江苏、浙江、广东为中国经济最发达的四省,省级电网公司营收能力较强,每年用于兴建设施购买设备的预算充足。


电网系统采购情况对比

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反观目前的巡检机器人产品室内型卖价平均40~50万/台,室外型卖价70~80万/台,着实有着不低的导入门槛,使许多地区的电网公司望而却步。而电厂同样处于一种观望状态,目前仅在一些大型电厂有着尝试性的导入活动发生。作为结果便是面对千亿级别的潜力,而实际产品市场距离“打开”还相距甚远,2021年的市场规模也仅为3000余台。使得可探索海域十分有限,蓝海虽大却也只能望洋兴叹。


2017-2025年电力巡检机器人市场规模及预测


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技术尚未成熟,供需GAP依旧明显


除上述市场开启程度因素外,电力巡检机器人技术现今仍旧处于摸索阶段,这也成为了目前市场规模尚小的主要原因之一。电力巡检机器人的核心算法技术有二,其一为导航,其二为识别。由于电力设备中对于GNSS(卫星导航服务)信号干扰较强,同时区别于车用导航,电力巡检机器人体积更小,巡检专用道路更窄,所以在电力环境中无法依靠GPS、北斗等GNSS技术。


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电力环境GNSS无法适用


相应的,主要用于电力巡检机器人的导航技术通常为SLAM、INS(惯导)及TOA(基于地面基站的定位)等。而其中SLAM技术起到主导作用,INS与TOA起辅助作用。目前主流的电力巡检机器人厂商多数是早期于电力系统中布局较深的监测设备供应商,集中于2015年前后应需开始电力巡检机器人的研发。也就是说多数厂商对于机器人技术以及核心的SLAM技术积累尚浅,产品历史至今不足10年,核心算法技术仍处于研发摸索阶段尚未成熟。而实际机器人使用过程中也确实存在由于导航精度较低或导航突发异常而造成的航向偏移、设备碰撞等问题,使用户并无法完全安心地使用巡检机器人产品。


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巡检机器人导航异常


巡检机器人技术可谓是多项技术的集大成者,其中除了已经提及的导航定位技术以外,还整合了视觉学习、图像识别、声音识别、红外识别等多种识别监测技术。目前业内常见的做法是直接使用外部识别设备供应商的成套算法产品,而巡检机器人厂商对其进行系统层面的集成。这其中隐藏着两个重要的问题:一、在传感器设备层面缺乏有针对性的研发深度,目前仅能应对较为简单的监测内容;二、实际使用环境复杂度较高,而算法柔性较低,容易出现误识别、漏识别。


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无法定向识别设备的故障音


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晴天积水误识别成漏液


而这些都是导致产品市场迟迟无法真正打开的重要原因。即便是蓝海很大,船只本身不够结实,贸然出航也无疑是以身犯险。




03

蓝海出航的必要条件


电力巡检机器人到底是否真的是一片蓝海?一个见仁见智的问题,当下或许并没有明确的答案,但笔者仍旧坚定看好这一细分市场,因为电力巡检机器人确实可以有效的减轻甚至消除电力系统危险、艰苦、劳累作业的电力人的负担。同时根据业内的上市公司年报所披露的信息来看,目前电力巡检机器人的毛利可达40%~60%,这无疑是一块非常可口的蛋糕。

这一蓝海市场究竟如何才可打开,其实上文中已经给出答案。电力巡检机器人技术导入的初衷是取代人工从而减少人员作业的危险与负担。但现阶段的产品尚且有着不低的故障率,同时可以应对的场景也十分简单。也就是说使用过程中仍旧需要人工的频繁介入,在不少用户处并未能达到预想的效果。同时除常规巡检作业外,恶劣天气中确保电力系统稳定的特殊巡检,以及带电环境中的机器人操作作业,更是巡检机器人需要解决的电力行业中真正的痛点。


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此外,相比经济较为发达的四省,对电力巡检机器人的需求更加强烈的地方是大雪封山的东北山林、黄沙漫漫的西北荒漠以及地势崎岖的西南山地高原。如果说在四省中推广巡检机器人是锦上添花的话,那在这些地区无疑便是雪中送炭。至此,出航的必要条件似乎已经清晰可见,结合不同的地域环境,具有针对性加强研发深度,同时提供更加亲民的定价。只有在市场大范围打开的前提下产业才会实现健康的成长,而这一极具潜力的蓝海市场也足够支撑更多有实力的厂商出海寻宝。








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