電力投資重點(diǎn)向運(yùn)維轉(zhuǎn)變，智能巡檢機(jī)器人市場空間廣闊

2018-2020 年國網(wǎng)系統(tǒng)電力巡檢機(jī)器人市場空間合計(jì)477 億元

  我們測算2018-2020 年變電站/配電站巡檢機(jī)器人市場空間分別為72/405 億元。億嘉和招股說明書數(shù)據(jù)顯示，國家電網(wǎng)自2013 年開始集采變電站巡檢機(jī)器人，截至2017 年保有量約1,000 臺，2020 年國內(nèi)110KV 及以上的變電站數(shù)量將超過3 萬個，需求缺口大；2015-2017 年億嘉和的配電站巡檢機(jī)器人銷量分別為50/270/448 臺，呈高速增長態(tài)勢。如果智能電網(wǎng)無人巡檢推進(jìn)順利，我們測算2018-2020 年國網(wǎng)系統(tǒng)巡檢機(jī)器人市場總需求約為477 億，年均市場需求約159 億；其中，變電站巡檢機(jī)器人合計(jì)9,000 臺，市場空間72 億元；配電站巡檢機(jī)器人合計(jì)8.1 萬臺，市場空間405 億元。

電力投資重點(diǎn)從“建設(shè)”向“運(yùn)維”轉(zhuǎn)變

  預(yù)計(jì)2016-2020 年智能電網(wǎng)總投資保持高位。2010 年3 月的《國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報告（修訂稿）》顯示，2016-2020 年智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入第三階段，投資額為1,750 億元，占電網(wǎng)投資比例由11.67%升至12.5%。2010 年9 月的《國家電網(wǎng)公司“十二五”電網(wǎng)智能化規(guī)劃》將第二階段投資總額調(diào)整為2,861 億元，占比升至19.07%。2016-2017 年國網(wǎng)電網(wǎng)投資為4,964/4,854 億元，2018 年計(jì)劃投資4,989 億元，按《規(guī)劃總報告》中12.5%的比例計(jì)算，2016-2018 年智能電網(wǎng)投資分別為621/607/624 億元。假設(shè)2019-2020 年電網(wǎng)總投資規(guī)模維持在4,900 億元左右，我們預(yù)計(jì)2016-2020 年智能電網(wǎng)合計(jì)投資將達(dá)到3,076 億元。我們認(rèn)為，智能電網(wǎng)投資總額有望保持高位。

  智能運(yùn)維將成為投資重點(diǎn)。國網(wǎng)“十二五”對電力系統(tǒng)固定資產(chǎn)投資建設(shè)高峰結(jié)束，投資重點(diǎn)將從“基礎(chǔ)建設(shè)”向“運(yùn)維”轉(zhuǎn)變，基數(shù)龐大的電力設(shè)備的監(jiān)控、維護(hù)、保養(yǎng)等需求都將充分釋放。美國電力研究院（EPRI）和施工規(guī)范協(xié)會（CSI）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施狀態(tài)檢修可以提高設(shè)備利用率2%~10%，節(jié)約檢修費(fèi)用25%~30%，延長設(shè)備使用壽命10%~15%。現(xiàn)階段國家電網(wǎng)的運(yùn)營管理能力已經(jīng)跟不上電網(wǎng)發(fā)展的節(jié)奏，國家電網(wǎng)也必將在投資規(guī)劃方面更多地向電力系統(tǒng)運(yùn)維和管理方向傾斜。電網(wǎng)信息化、自動化、智能化升級必將帶來更多高技術(shù)含量的電力二次設(shè)備的投資，我們預(yù)計(jì)“十三五”期間，電力系統(tǒng)智能巡檢產(chǎn)品及服務(wù)市場將成為電力系統(tǒng)投資的重要“風(fēng)口”。

  國網(wǎng)規(guī)劃于2018-2020 年全面推廣機(jī)器人運(yùn)維應(yīng)用。國網(wǎng)“十二五”智能化規(guī)劃已改進(jìn)變電站運(yùn)行管理方式，從傳統(tǒng)有人值班逐步向集中監(jiān)控、無人值班方式轉(zhuǎn)變。2015 年，中國電力科學(xué)研究院（國網(wǎng)直屬科研單位）建立智能機(jī)器人入網(wǎng)檢測試驗(yàn)室，并制定出階段性發(fā)展目標(biāo)：2018 年，開展小型化、工具化機(jī)器人應(yīng)用試點(diǎn)，建成變電站智能機(jī)器人巡檢信息管理平臺；2020 年，全面推廣小型化、工具化機(jī)器人，在公司系統(tǒng)變電運(yùn)維班組內(nèi)進(jìn)行全面配置。

  南網(wǎng)自2016 年開始全面推行“機(jī)巡+人巡”運(yùn)維模式。南網(wǎng)公司在2013 年底首個變電站智能巡檢機(jī)器人投入使用后，推廣應(yīng)用工作開始逐步展開；2016 年，南網(wǎng)“十三五”部署全面推行“機(jī)巡+人巡”運(yùn)維模式，指出要推廣智能作業(yè)、無人機(jī)、機(jī)器人等先進(jìn)技術(shù)，加快推進(jìn)設(shè)備在線監(jiān)測、帶電檢測，開展機(jī)器代替人、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)的研究應(yīng)用。2018 年5 月，南方電網(wǎng)正式提出《智能技術(shù)在生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用路線方案》，機(jī)器人技術(shù)有望全面應(yīng)用于南網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場作業(yè)。

電力系統(tǒng)對智能化巡檢機(jī)器人具備較高接受度

  智能化巡檢機(jī)器人無論在技術(shù)應(yīng)用和功能實(shí)現(xiàn)方面，還是成本控制方面都對電網(wǎng)巡檢運(yùn)維的安全性、可靠性、穩(wěn)定性產(chǎn)生積極作用，電力系統(tǒng)對智能化巡檢機(jī)器人具備較高接受度。

  1）電力系統(tǒng)安全的必然要求。電力系統(tǒng)是一個由眾多發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設(shè)備連接而成的大系統(tǒng)，隨著大容量、超高壓、交直流混合、長距離輸電工程的投入運(yùn)行，系統(tǒng)復(fù)雜性顯著提升。輸電、變電、配電設(shè)備是電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，努力提高電網(wǎng)安全運(yùn)行能力、維護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定成為國家能源安全的必然要求。而電力系統(tǒng)智能巡檢是保證電力設(shè)備健康運(yùn)行的必要手段，國內(nèi)龐大的電網(wǎng)規(guī)模和輸變電設(shè)備存量，以及智能電網(wǎng)建設(shè)對自動化、智能化設(shè)備的投資，客觀上為電力設(shè)備智能巡檢業(yè)務(wù)提供廣闊空間。

  2）在線巡檢對傳統(tǒng)巡檢模式必然轉(zhuǎn)變。輸電設(shè)備巡檢模式大致可分為故障巡檢（B+M）、周期性巡檢（TBM）和狀態(tài)巡檢（CBM）三種。由于狀態(tài)巡檢可以克服定期檢修方式下的局限性，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛伏性故障，降低事故率，并通過提高檢修的針對性，提高設(shè)備使用率，減少停機(jī)時間和開停機(jī)次數(shù)，延長設(shè)備使用壽命，因此隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大與智能化水平提高，這種預(yù)防性巡檢必然替代以往傳統(tǒng)的巡檢模式。

  3）人工替代下電力系統(tǒng)自動化巡檢的必然選擇。傳統(tǒng)的變電站、配電站房巡檢主要是通過人工方式，結(jié)合檢測儀器對變電設(shè)備進(jìn)行簡單定性的檢查，該方式存在勞動強(qiáng)度大、檢測質(zhì)量差、主觀因素多等缺陷。近年來，隨著信息技術(shù)發(fā)展和危機(jī)監(jiān)控技術(shù)在變電站、配電站房的推廣使用，智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)因其靈活的控制/運(yùn)行方式、不受天氣因素影響等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在無人值班或少人值守的變電站和配電站房執(zhí)行巡檢任務(wù)，為及時發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備缺陷，預(yù)防事故發(fā)生，確保設(shè)備安全運(yùn)行發(fā)揮了一定的作用。

  4）從節(jié)約成本的角度，每臺巡檢機(jī)器人相當(dāng)于6 個巡檢人員。根據(jù)我們的調(diào)研數(shù)據(jù)，每個變電站平均巡檢人員數(shù)量4 人，配置巡檢機(jī)器人后每個變電站只需保留一人，每個巡檢機(jī)器人服務(wù)兩個變電站計(jì)算，則每臺巡檢機(jī)器人可節(jié)約巡檢人員6 人。國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2017 年電力、煤氣及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)就業(yè)人員平均工資約為9 萬元/年。考慮到電力巡檢人員屬于一線人員，我們假設(shè)其平均工資為6 萬元/年，則每臺巡檢機(jī)器人每年節(jié)約人員工資36 萬元，以每臺變電站巡檢機(jī)器人80~110 萬元采購成本計(jì)算，3 年左右即可收回成本。

AI 技術(shù)進(jìn)步加快電力智能巡檢機(jī)器人普及與更新?lián)Q代

  AI 直接影響巡檢機(jī)器人的功能和應(yīng)用水平，技術(shù)進(jìn)步將加快智能巡檢機(jī)器人普及率與更新?lián)Q代節(jié)奏。AI 技術(shù)在電力智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用主要包括：自主移動、控制與驅(qū)動、定位導(dǎo)航以及傳感器數(shù)據(jù)采集、圖像處理、語音采集與處理、專家系統(tǒng)分析與決策、大數(shù)據(jù)分析等方面。換言之，AI 在每一個領(lǐng)域的突破和發(fā)展，都會對電力智能巡檢機(jī)器人核心功能、平臺特性、數(shù)據(jù)運(yùn)維管理、專家決策與預(yù)警等起到推動作用。具體來說：

  1）環(huán)境智能監(jiān)控：環(huán)境健康是設(shè)備安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，在出現(xiàn)危機(jī)的條件下，傳感器控制用于調(diào)節(jié)環(huán)境的風(fēng)機(jī)、滅火器、報警器、排水裝置等實(shí)現(xiàn)環(huán)境智能監(jiān)控。環(huán)境智能監(jiān)控需要AI 在數(shù)據(jù)處理、模式識別、環(huán)境聯(lián)動控制等方面起到重要作用。

  2）機(jī)器人即時定位與地圖構(gòu)建（SLAM）：機(jī)器人即時定位與地圖構(gòu)建是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)各類采集任務(wù)、運(yùn)維操作的基礎(chǔ)，而定位的精度、防跌落功能、導(dǎo)航避障功能都有賴于AI 算法的先進(jìn)程度和可靠性。

  3）機(jī)器人控制與決策：機(jī)器人在底層伺服驅(qū)動、路徑規(guī)劃、任務(wù)管理等方面均有前饋控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等AI 算法的應(yīng)用，未來隨著電力巡檢機(jī)器人結(jié)構(gòu)更加多樣化、環(huán)境適應(yīng)性提升以及任務(wù)多樣化，對AI 的依賴度將不斷提升。

  4）機(jī)器人數(shù)據(jù)采集與處理：AI 在視頻、圖像、語音等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，推動了電力巡檢機(jī)器人在圖像處理、設(shè)備音頻采集與判斷、傳感器數(shù)據(jù)采集與處理等方面的能力逐步提升。各種深度學(xué)習(xí)算法的不斷應(yīng)用，將有效提升圖像識別的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。

  5）大數(shù)據(jù)平臺與專家系統(tǒng)：數(shù)據(jù)進(jìn)入平臺后，通過多維度的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，結(jié)合專家系統(tǒng)等管理工具，進(jìn)行輔助決策與判斷，從而提升運(yùn)維管理水平。

電力智能巡檢機(jī)器人行業(yè)市場高度集中

  下游客戶采購壟斷地位突出。國網(wǎng)系統(tǒng)（包括后續(xù)的南網(wǎng)系統(tǒng)）在電力設(shè)備采購方面壟斷地位突出，采購數(shù)量和采購金額大，因此國網(wǎng)系統(tǒng)對行業(yè)的競爭格局有一定的影響力。具體表現(xiàn)為：（1）國網(wǎng)體系制定了一套復(fù)雜的招投標(biāo)體系，并通過招投標(biāo)體系制定市場參與規(guī)則；（2）對集中招標(biāo)的設(shè)備提出產(chǎn)品的技術(shù)、功能認(rèn)證證書，設(shè)立準(zhǔn)入門檻。

變電站巡檢機(jī)器人市場：格局集中，億嘉和是有力挑戰(zhàn)者

  變電站巡檢機(jī)器人行業(yè)市場格局較為集中。變電站巡檢機(jī)器人行業(yè)主要參與者有6 家：山東魯能、深圳朗馳、億嘉和、浙江國自、浙江大立、杭州申昊。從2016 年國網(wǎng)室外機(jī)器人集中招標(biāo)中標(biāo)數(shù)量/金額來看，山東魯能和深圳朗馳居第一梯隊(duì)，市場份額均在25%以上；億嘉和與浙江國自屬于第二梯隊(duì)，市場份額在16%~20%之間。2017 年億嘉和的室外機(jī)器人中標(biāo)率較低，主要是因?yàn)槟暇W(wǎng)/國網(wǎng)浙江的客戶基礎(chǔ)尚淺。隨著各省級電力公司自主采購規(guī)模擴(kuò)大，億嘉和通過研發(fā)投入與產(chǎn)品快速迭代，仍然是變電站巡檢機(jī)器人行業(yè)有力的挑戰(zhàn)者。

配電站巡檢機(jī)器人市場：藍(lán)海市場，億嘉和獨(dú)占鰲頭

  國網(wǎng)江蘇是配電站巡檢機(jī)器人的先行試點(diǎn)，2015 年，億嘉和率先在江蘇實(shí)現(xiàn)銷售，后陸續(xù)開發(fā)其他試點(diǎn)省份，在一定程度上開拓和引領(lǐng)著客戶需求。億嘉和招股說明書數(shù)據(jù)顯示，2015-2017 年，公司的配電站巡檢機(jī)器人銷量分別為50/270/448 臺，以中標(biāo)金額統(tǒng)計(jì)的市占率分別達(dá)到79.67%92.11%77.78%；從其他參與者中標(biāo)情況來看，山東魯能于2016年開始獲得訂單，杭州申昊與深圳朗馳于2017 年開始獲得訂單。雖然競爭對手進(jìn)入會加劇行業(yè)競爭，但是億嘉和在配電站巡檢機(jī)器人方面項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富，同時公司充分研究客戶需求，并不斷增加產(chǎn)品的功能模塊和巡檢指標(biāo)，提升產(chǎn)品的技術(shù)門檻，使得公司的產(chǎn)品競爭力始終處于行業(yè)領(lǐng)先的地位。

競爭壁壘：技術(shù)密集+資質(zhì)認(rèn)證+電力專業(yè)人才+快速服務(wù)響應(yīng)+資金實(shí)力

  多學(xué)科融合的技術(shù)密集型行業(yè)。智能巡檢機(jī)器人產(chǎn)品研發(fā)綜合了自動控制、智能檢測、抗電磁干擾、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)采集與處理、AI、圖像處理和模式識別等多種技術(shù)，涉及數(shù)學(xué)、力學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、計(jì)算機(jī)、電學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)等多個學(xué)科，屬于多學(xué)科綜合的技術(shù)密集型行業(yè)。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、調(diào)試以及檢測還需要豐富的電力行業(yè)專有知識和產(chǎn)品現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。對于缺乏行業(yè)經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)沉淀的新進(jìn)入者而言，具有較高的技術(shù)門檻。

  嚴(yán)格資質(zhì)認(rèn)證與過往業(yè)績達(dá)標(biāo)。電力系統(tǒng)運(yùn)行具有高安全性和可靠性要求，入網(wǎng)設(shè)備的性能及可靠性尤為關(guān)鍵。設(shè)備入網(wǎng)前，需通過國家或行業(yè)第三方權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格認(rèn)證；并經(jīng)過一定時間的掛網(wǎng)試運(yùn)行以檢驗(yàn)合格。此外，電網(wǎng)客戶招標(biāo)對供應(yīng)商的歷史經(jīng)營業(yè)績和信譽(yù)度也有較高要求。對于行業(yè)新進(jìn)入者來說，在較短時間內(nèi)達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所要求的各項(xiàng)指標(biāo)、滿足用戶的產(chǎn)品需求具有較大的難度。

  電力專業(yè)人才緊缺。電力設(shè)備檢測、監(jiān)測技術(shù)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的新興技術(shù)。技術(shù)人員在具備扎實(shí)的相關(guān)專業(yè)知識基礎(chǔ)上，還需經(jīng)相當(dāng)長時間的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累，才能更好的完成理論向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。目前，既精通監(jiān)測技術(shù)、又熟悉電力系統(tǒng)知識的高端技術(shù)復(fù)合型人才較為緊缺。對于行業(yè)新進(jìn)入者而言，面臨著一定的人才壁壘。

  快速服務(wù)響應(yīng)能力。電力涉及國計(jì)民生和社會安全，對巡檢產(chǎn)品售后服務(wù)的及時性和有效性提出較高要求；且電力巡檢產(chǎn)品的技術(shù)綜合度和科技含量較高，要求服務(wù)人員具備高專業(yè)素質(zhì)和良好溝通能力，對異常狀況和需求做出快速準(zhǔn)確的響應(yīng)。對于新進(jìn)入者而言，較難在短期內(nèi)建立起相對完善且優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)體系，面臨較高服務(wù)壁壘。

  強(qiáng)資金實(shí)力支撐運(yùn)營與研發(fā)投入。電力系統(tǒng)客戶的設(shè)備采購、貨款結(jié)算遵循嚴(yán)格的預(yù)算管理制度，合同項(xiàng)目執(zhí)行與實(shí)施主要集中于下半年，且付款審批程序相對復(fù)雜，貨款回收周期較長，跨期結(jié)算較多，并需預(yù)留一定比例的質(zhì)量保證金，對巡檢機(jī)器人企業(yè)的資金周轉(zhuǎn)造成不利影響；隨著技術(shù)不斷進(jìn)步以及行業(yè)競爭日趨激烈，企業(yè)需要持續(xù)投入產(chǎn)品與技術(shù)研發(fā)，進(jìn)一步加大企業(yè)的資金壓力。缺乏資金積累或支持的公司將難以適應(yīng)市場競爭。