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人机协同高效作业,商用清洁机器人革新传统清洁模式

商用清洁机器人是服务机器人领域中技术成熟、需求旺盛的核心品类按照国际机器人联合会(IFR)的分类标准,它归属于商用服务机器人范畴,主要面向商业与公共场景的自动化清洁需求,整合了自主导航、环境感知、路径规划以及清洁执行等多重功能。和家用清洁机器人相比,它需要适配更大的作业空间——单次清洁面积通常超过1000㎡,续航能力也更强,连续作业时间不低于4小时,能应对高人流、多障碍物的复杂动态环境;而与工业清洁机器人相比,它更侧重操作便捷性和清洁标准化,而非耐受高温、油污等特种工况。汤恩智能-商用智能清洁机器人

 

从分类来看,商用清洁机器人可以有多种划分维度:按清洁功能可分为地面清洁、擦窗、室外清扫、卫生间清洁等机型,其中地面清洁机器人占比超过60%,是当前市场的主流;按应用场景能适配商业综合体、交通枢纽、医疗场所等不同需求;按导航技术则有激光SLAM、视觉SLAM以及融合导航等类型,目前融合导航因兼顾定位精度与场景适配性,已成为中高端产品的首选。在国民经济行业分类中,它被归入“计算机、通信和其他电子设备制造业”下的服务机器人制造领域,核心相关术语包括SLAM即时定位与地图构建、路径规划、智能调度系统等,清洁覆盖率(优质机型可达95%以上)、续航时间等则是衡量其性能的关键指标。

 

中国商用清洁机器人行业宏观环境分析

 

商用清洁机器人行业的稳健发展,离不开宏观环境的多重支撑,其中政策层面的引导与保障尤为关键。目前,我国已形成“国家标准+行业标准”的双重规范框架,《GB/T 39002-2020 服务机器人 安全要求》和《GB/T 38834-2020 服务机器人 性能评估方法》两大国家标准,明确了产品的基础安全与性能测试要求;而专门针对细分领域的《商用清洁机器人 技术要求与测试方法》也在推进中,预计2026年正式实施后,将进一步细化清洁效率、续航能力等专项指标。政策扶持方面,国家在《“十四五”机器人产业发展规划》中已将商用清洁机器人纳入重点发展名录,地方层面也积极跟进,以上海、深圳为代表的城市推出了最高20%的购置补贴、研发费用加计扣除等政策,既规范了市场竞争,也降低了下游企业的采购成本,加速了产品的市场渗透。

 

经济环境则为行业发展提供了内生动力。2024年,我国国内生产总值突破126万亿元,其中第三产业占比达到54.6%,商业综合体、交通枢纽、医疗机构等商用清洁机器人的核心应用场景,建设规模仍在持续扩大。与此同时,劳动力成本的持续攀升成为推动行业发展的重要推手,2024年全国服务业城镇单位就业人员平均工资已达8.9万元,清洁服务行业的人工成本年均增长更是超过15%。相比之下,一台商用清洁机器人通常能替代3-5名人工,年均节省成本20-30万元,投资回报周期大多在1-2年,这种显著的降本增效优势,正不断激发下游市场的采购需求。

 

技术的持续突破则为行业迭代升级提供了核心支撑。当前,商用清洁机器人的核心技术主要集中在自主导航、清洁执行和智能调度三大领域,激光与视觉SLAM融合导航技术的应用,已能实现±2cm的高精度定位,地面清洁效率也提升至2000㎡/小时以上;基于5G和工业互联网的多机协同调度系统日渐成熟,可实现10台以上设备的智能任务分配与状态监控。为了保持技术竞争力,行业内头部企业的研发投入不断加大,研发费用率普遍维持在8%-12%,2020-2024年期间,商用清洁机器人相关专利申请量年均增长22%,科沃斯、高仙机器人等企业已形成较强的技术壁垒。未来,随着SiC芯片、固态电池等新技术的落地应用,机器人的续航能力、响应速度还将进一步提升,推动行业向高端化方向持续迈进。

 

中国商用清洁机器人产业链全景解析

 Scrub 50 室内清洁机器人,高仙机器人

 

商用清洁机器人的产业链架构清晰,上游为核心零部件与原材料,中游是整机制造与集成,下游则是各类应用场景与终端客户,整个价值链的高端主要集中在上游核心技术和中游品牌集成环节。从成本结构来看,上游核心零部件占比最高,达到65%-70%,其中芯片占比15%-20%、传感器占比12%-15%、电机占比10%-12%,连接器、PCB等其他零部件合计占比20%-23%;中游的制造与组装成本占20%-25%,下游的营销与服务成本则占5%-10%。毛利率分布上,上游芯片、算法领域的毛利率可达40%-50%,中游整机制造的毛利率在25%-35%之间,头部品牌凭借技术和品牌优势,毛利率通常比行业平均水平高出5-8个百分点。

 

上游核心零部件领域,国产化替代的进程正在持续推进。中低端主控MCU的国产化率已达到45%左右,激光雷达的国产化率超过50%,超声波传感器更是超过80%;连接器和PCB领域的国产化程度更高,分别达到50%和90%以上,中航光电、万连科技等国内企业已能充分满足行业需求。不过,高端芯片、高精度激光雷达等关键零部件仍依赖进口,这也是目前行业向高端化发展的主要技术短板。中游的整机制造环节,主要分为三类企业:专业的机器人制造商如高仙机器人、科沃斯,传统清洁设备企业转型而来的制造商如徐工环境,以及百度、小米等跨界科技企业,其中头部企业大多通过垂直整合产业链,提升核心零部件的自主化率,从而降低成本、提升盈利水平。

 

下游的细分产品与应用市场,呈现出明显的差异化特征。产品端,室内地面清洁机器人是绝对主流,占比达到65%,2024年的市场规模已达5.94亿元;室外清洁机器人占比15%,规模突破2亿元;擦窗机器人因技术壁垒较高,目前仍以进口品牌为主;卫生间专用清洁机器人则处于市场导入期,增速超过30%。应用端,零售与商业综合体是核心市场,占比50%,单项目采购量通常在5-50台;交通枢纽是增速最快的细分场景,占比25%,增速超过25%;医疗场所、工业车间及其他场景合计占25%,其中医疗场所侧重消毒功能,工业车间则对设备的抗油污、防静电性能有特殊要求。

 

中国商用清洁机器人行业发展潜力评估

 

 

(一)行业发展现状与竞争格局

 

当前,我国已成为全球最大的商用清洁机器人市场,行业正呈现出规模快速扩张、技术持续升级、市场格局逐步集中的发展态势。从市场规模来看,2024年行业规模已突破15亿元,同比增长18%,过去五年的复合增长率达到17.7%;市场格局上,头部企业的优势不断凸显,科沃斯、高仙机器人等企业的合计市占率超过60%,其中高仙机器人在商业综合体、交通枢纽场景的市占率位居第一,科沃斯则在零售、医疗场景更具优势;产品结构也在持续优化,高端产品占比已提升至35%,逐步从单一清洁功能向“清洁+消毒+巡检”等多功能集成方向升级,不过高端核心零部件的进口依赖问题,仍制约着行业的全面高端化发展。

 

(二)行业发展影响因素与潜力测算

 

综合来看,行业发展的驱动因素较为明确,除了政策支持和技术突破,第三产业的持续扩容带来了更多应用场景,劳动力成本上升激发了降本增效需求,国产化替代则进一步降低了产品成本。但同时,行业也面临着高端技术壁垒高、中小企业采购意愿偏低、细分领域标准不完善、售后服务网络不健全等制约因素。从发展潜力来看,我国商用清洁市场的整体规模超过1000亿元,其中人工清洁的占比超过95%,自动化替代的空间极为广阔。结合需求增长与供给优化的双重逻辑,预计2026-2031年,行业市场规模的年均增速将维持在16%-19%,到2031年有望突破60亿元,较2024年实现三倍以上的增长。

 

(三)行业未来前景与发展趋势

 

展望未来,商用清洁机器人行业将朝着规模扩容、质量提升、场景细分、智能升级的方向发展,具体呈现四大趋势:一是技术高端化,激光与视觉SLAM的融合将更深入,定位精度有望提升至±1cm,AI大模型的融入还将强化场景语义识别与智能决策能力;二是产品多功能化,清洁、消毒、巡检、配送等功能将逐步集成,单台设备的价值密度会不断提升;三是服务智能化,远程运维、预测性维护将成为标配,通过设备运行数据的采集与分析,实现故障提前预警、耗材精准更换,进一步提升客户粘性;四是绿色节能化,高效电机、轻量化材料、高能量密度电池的应用,将使设备能耗较传统清洁设备降低25%以上,电池回收利用体系也将逐步完善。

 

 

值得注意的是,行业的进入与退出壁垒都较为显著。进入端需要突破技术、资金、品牌、认证等多重考验:技术上需掌握导航算法、智能控制等多领域核心技术,研发投入大;资金上中高端生产线建设超2亿元,需持续的研发与采购资金支持;品牌与客户层面,商业客户合作周期长、要求高,新企业难以快速获取资源;认证上需通过多项安全与性能测试,周期长达6-12个月。退出端则因固定资产专用性强、核心技术与客户资源沉淀成本高、供应链协同复杂等,导致退出成本较高,呈现出“大进小出”的格局

 

(四)可持续发展策略

 

为了推动行业实现可持续发展,需要从多个维度协同发力:技术创新上,要加大核心零部件研发投入,重点突破高端芯片、高精度激光雷达等技术瓶颈,构建自主知识产权体系;产业链协同上,需加强与上游材料、零部件企业的合作,共建联合研发平台,加速国产化替代进程;市场拓展上,应针对中小企业推出高性价比产品,拓展三四线城市的商业场景,同时完善售后服务网络;标准建设上,要积极参与国际、国家及行业标准的制定,规范清洁效率、能耗等关键指标;政策利用上,要充分享受研发费用加计扣除、购置补贴等红利,推动产品在公共服务领域的示范应用,以点带面加速市场推广。

 

万连科技——适配行业发展策略

 

 

对于连接器企业万连科技而言,商用清洁机器人行业的快速发展无疑是重要的市场机遇,而要把握这一机遇,关键在于紧密贴合行业发展趋势,实现产品与服务的精准适配。技术层面,万连科技计划围绕行业高端化、智能化的发展方向,重点研发低接触电阻、高插拔寿命的精密连接器,通过优化屏蔽层设计提升抗电磁干扰性能,更好地适配融合导航模块的高速信号传输需求;同时,针对产品多功能集成的趋势,布局“电力+信号”一体化连接器,采用模块化、小型化设计,适配机器人内部紧凑的安装空间。

 

场景适配层面,万连科技将结合不同细分场景的特殊需求打造差异化产品矩阵。比如针对室外清洁机器人,要研发具备IP67及以上防水防尘等级、抗振动性能的特种连接器,以应对户外风沙、雨水、温度变化等复杂环境;针对医疗场景的机器人,需采用抗菌材质,确保产品通过生物相容性测试,满足高频次酒精、紫外线消毒的使用需求;针对工业车间的机器人,则要开发抗油污、防静电的连接器,适配车间的恶劣作业环境;而高空擦窗机器人所需的连接器,还需兼顾轻量化与高可靠性,保障高空作业安全。

 

产业链协同与市场拓展方面,万连科技主动深度绑定头部清洁机器人企业,提前介入客户的产品设计阶段,组建专项研发团队提供定制化解决方案,通过联合研发的模式提升合作粘性;同时,积极与上游材料企业联合攻关,开发耐高低温、抗老化的特种材料,强化本土供应链整合,在降低成本的同时提升产品性价比,更好地争夺中高端市场份额

 

来,万连科技还可从三个方向实现进一步突破:一是技术升级,探索碳化硅材料、高频传输技术的应用,布局集成温度、电流监测功能的智能连接器,适配机器人高能效电机与预测性维护需求;二是服务延伸,从单纯的零部件供应商向“产品+服务”转型,提供安装指导、现场调试、售后维保、旧件回收等一体化服务,建立覆盖全国的服务网络;三是市场拓展,在巩固商用清洁机器人核心市场的基础上,依托技术积累向家用清洁机器人、其他服务机器人等关联领域延伸,同时跟随国内清洁机器人企业的全球化步伐布局海外市场,逐步确立在细分领域的竞争优势。

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