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概述

調(diào)研大綱

　　概述

　　核機(jī)器人是指應(yīng)用于核電站高輻射環(huán)境下的特種機(jī)器人。核機(jī)器人在核電站中主要用于完成位置不定且不斷變化的工作任務(wù)，因此其需具備較強(qiáng)的應(yīng)變能力、環(huán)境適應(yīng)能力以及良好的工作可靠性能、通用性能等，屬于技術(shù)壁壘較高的一類工業(yè)特種機(jī)器人。目前全球已問世的核機(jī)器人，主要類型包括電隨動(dòng)機(jī)械手、分析用取樣機(jī)器人、耐輻照坐標(biāo)式機(jī)器人等。一般的核機(jī)器人需要有這樣的幾個(gè)特點(diǎn)：

　　可靠性：機(jī)器人在核電站內(nèi)進(jìn)行工作時(shí)，多數(shù)時(shí)間是操作高放射性物質(zhì)，一旦發(fā)生故障，不僅本身將受到放射性污染，而且還會(huì)造成污染范圍擴(kuò)大。所以要保證核機(jī)器人有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力和很高的可靠性，使其在工作時(shí)不會(huì)發(fā)生故障。

　　通用性：核電站內(nèi)的設(shè)備較多，各種管道錯(cuò)綜復(fù)雜，通道狹隘，工作空間小。因此要求核機(jī)器人能順利通過各種障礙物和狹隘的通道，并且最好能根據(jù)需要操作不同的設(shè)備。

　　核機(jī)器人是一種特殊用途的機(jī)器人，主要用于核設(shè)施內(nèi)部的輔助維護(hù)、安全監(jiān)控、放射性廢棄物處置等工作。隨著核工業(yè)的不斷發(fā)展和危險(xiǎn)性任務(wù)的增加，核機(jī)器人行業(yè)也逐漸興起，并取得了許多進(jìn)展。我國在核電機(jī)器人的研發(fā)應(yīng)用上起步較晚，但發(fā)展至今，也取得了一定的成果。

　　在技術(shù)上，我國核電機(jī)器人經(jīng)歷了從最初的遙控器控制，到后來的傳感控制、遠(yuǎn)程控制，再到如今的電子技術(shù)控制等多個(gè)階段，如今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多種技術(shù)在機(jī)器人身上的集成。核電機(jī)器人已經(jīng)不僅能夠在特殊的環(huán)境下工作，自動(dòng)掃清障礙，而且在靈活性、工作效率和環(huán)境適應(yīng)性等方面也取得了長足的突破。與此同時(shí)，我國在攝像頭的抗輻射技術(shù)上，也已經(jīng)達(dá)到國外先進(jìn)水平

　　在產(chǎn)品上，近年來我國陸續(xù)發(fā)布了包括陸地巡檢機(jī)器人、水下多功能智能機(jī)器人、水下巡檢機(jī)器人、異物打撈機(jī)器人、小型水下觀測(cè)機(jī)器人和核電科普機(jī)器人等在內(nèi)的多款核電機(jī)器人，應(yīng)用范圍涵蓋從日常作業(yè)到安全防護(hù)到應(yīng)急救援到核電科普等多個(gè)領(lǐng)域，具體應(yīng)用表現(xiàn)也十分令人滿意。

　　未來，隨著核工業(yè)的不斷發(fā)展和核機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步，預(yù)計(jì)核機(jī)器人市場(chǎng)將繼續(xù)擴(kuò)大。同時(shí)，核機(jī)器人技術(shù)也將不斷創(chuàng)新，向更高的安全、可靠、高效的方向發(fā)展，為核工業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

　　核機(jī)器人未來將向高智能化、適應(yīng)更加惡劣環(huán)境、功能多樣化等方向發(fā)展。

　　高智能化方向發(fā)展。針對(duì)核電站工作環(huán)境下空間狹窄、輻射性高、工況復(fù)雜等特點(diǎn)，未來核電站機(jī)器人的行動(dòng)肯定會(huì)更加智能，將會(huì)通過更加有效的科技手段來完成對(duì)機(jī)器人活動(dòng)的遠(yuǎn)程控制，使其實(shí)現(xiàn)智能避讓、自動(dòng)搜索、自動(dòng)控制等全面智能化，核電站機(jī)器人技術(shù)在未來朝著更加智能化的方向發(fā)展成為大勢(shì)所趨。

　　適應(yīng)更加惡劣的環(huán)境。核電站一丁點(diǎn)的紕漏可能造成非常嚴(yán)重的事故對(duì)環(huán)境造成非常惡劣的影響。因此，對(duì)于惡劣維修環(huán)境更大的適應(yīng)能力，將會(huì)成為核電站機(jī)器人未來發(fā)展的又一個(gè)趨勢(shì)。提升機(jī)器人對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力，通常都是通過對(duì)構(gòu)成機(jī)器人元件的強(qiáng)度的研究，以及對(duì)機(jī)器人傳感技術(shù)的強(qiáng)化的研究來實(shí)現(xiàn)的。

　　機(jī)器人功能多樣化。未來核電站的很多工作，基本上都將會(huì)脫離人工完成，這也說明核電站機(jī)器人將會(huì)朝著功能越來越多樣化的趨勢(shì)發(fā)展。核電站機(jī)器人將能實(shí)現(xiàn)在高輻射環(huán)境下，針對(duì)高放射性機(jī)械設(shè)備的檢查、缺陷維護(hù)以及應(yīng)急處理等各種形式的工作內(nèi)容，而通過對(duì)功能多樣化的核電站機(jī)器人的開發(fā)，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)維修質(zhì)量的提升并有效縮短維修時(shí)間，減少事故造成的進(jìn)一步傷害。

　　對(duì)于未來核機(jī)器人的發(fā)展，可以提出以下建議：

　　持續(xù)創(chuàng)新：核機(jī)器人行業(yè)需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，以適應(yīng)新的需求和環(huán)境挑戰(zhàn)。同時(shí)，還需要不斷擴(kuò)大機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，以提高機(jī)器人的市場(chǎng)競爭力和影響力。

　　國際合作：核機(jī)器人行業(yè)需要與國內(nèi)外其他企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和專家進(jìn)行廣泛合作，以共同推動(dòng)核機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。同時(shí)，還需要不斷加強(qiáng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化建設(shè)，以提高行業(yè)整體水平。

　　核工業(yè)機(jī)器人是指應(yīng)用于核電站高輻射環(huán)境下的特種機(jī)器人。核工業(yè)機(jī)器人在核電站中主要用于完成位置不定且不斷變化的工作任務(wù)，因此其需具備較強(qiáng)的應(yīng)變能力、環(huán)境適應(yīng)能力以及良好的工作可靠性能、通用性能等，屬于技術(shù)壁壘較高的一類工業(yè)特種機(jī)器人。

　　核機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游為零部件供應(yīng)商，主要包括減速器、車輪、履帶、液壓元件、氣動(dòng)元件、照明系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等；中游為核機(jī)器人制造生產(chǎn)商，主要企業(yè)包括景業(yè)智能、新松機(jī)器人、航天烽火精密機(jī)電、Getinge集團(tuán)、Carr集團(tuán)、Destaco等；下游為核設(shè)施維護(hù)、退役、事故處理與救援等應(yīng)用場(chǎng)景。

　　2022年全球核機(jī)器人總銷量為1693臺(tái)，預(yù)計(jì)到2029年將增長到2365臺(tái)。2022年全球核機(jī)器人設(shè)備總銷售規(guī)模為36.23億元，預(yù)計(jì)到2029年將增長到65.06億元。2023-2029年年復(fù)合增長率約為8.17%。全球核機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)因素是全球核電站數(shù)量不斷增加，主要核能發(fā)展國家對(duì)于人類在危險(xiǎn)環(huán)境中工作的安全意識(shí)不斷提升。

　　核機(jī)器人設(shè)備按類型分可以分為遠(yuǎn)程操作機(jī)械手、分析用取樣機(jī)器人和耐輻照坐標(biāo)式機(jī)器人等其他類型。其中以電隨動(dòng)機(jī)械手產(chǎn)品為主的遠(yuǎn)程操作機(jī)械手是最主要的類型。2022年全球遠(yuǎn)程操作機(jī)械手產(chǎn)品總銷量為1185臺(tái)，全球占比接近70%。其次分析取樣機(jī)器人銷量為461臺(tái)，全球占比27.23%。其他類型占比僅為2.78%。

　　按應(yīng)用場(chǎng)景不同，核機(jī)器人主要下游應(yīng)用包括核設(shè)施維護(hù)、核設(shè)施退役和核事故處理與救援三大領(lǐng)域。其中核設(shè)施維護(hù)和核設(shè)施退役是最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

圖：核機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈譜圖

核機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

　　在區(qū)域消費(fèi)方面，北美和歐洲是全球主要的核機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域。2022年兩大地區(qū)銷售額合計(jì)占比達(dá)到62.57%。但是從區(qū)域增速來看，中國是增速最快的地區(qū)，全球市場(chǎng)占比逐年上漲。2019年中國核機(jī)器人銷售額全球占比為19.14%，到2022年增長到20.83%，預(yù)計(jì)到2029年比重將增加到25.40%。從下游需求端考慮，中國核機(jī)器人主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楹嗽O(shè)施維護(hù)和核設(shè)施退役兩大方向。在雙碳及國家政策支持下，中國核能發(fā)電行業(yè)景氣度不斷提高。從供給端來看，中國核機(jī)器人制造能力不斷提高，核機(jī)器人產(chǎn)品國產(chǎn)化進(jìn)程正在加速，推動(dòng)了下游核機(jī)器人的應(yīng)用和推廣。

　　在競爭格局方面，由于核工業(yè)領(lǐng)域的特殊性，行業(yè)對(duì)技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)管理的標(biāo)準(zhǔn)也極為嚴(yán)苛，因此準(zhǔn)入門檻較高。全球行業(yè)內(nèi)主要核機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)來自發(fā)達(dá)國家，如法國Getinge集團(tuán)的子公司La Calhene、德國Carr集團(tuán)的子公司W(wǎng)?lischmiller、美國Destaco公司的子公司CRL。此外還有中國本土企業(yè)如景業(yè)智能、江蘇鐵錨、成都航天烽火和沈陽新松機(jī)器人等。其中美國Destaco公司是全球第一大生產(chǎn)企業(yè)，2023年核機(jī)器人產(chǎn)品銷售額約為5.7億元，全球占比超過14%。CRL擁有70多年的創(chuàng)新與遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，該公司主要核機(jī)器人產(chǎn)品為主從機(jī)械手，產(chǎn)品類型經(jīng)過多次更新迭代，性能十分優(yōu)異。

　　2022年中國核機(jī)器人市場(chǎng)總規(guī)模約為7.55億元，預(yù)計(jì)到2029年將增長到16.52億元，2023-2029年年復(fù)合增長率約為11.26%。當(dāng)前在國內(nèi)核機(jī)器人龍頭企業(yè)不斷發(fā)揮引領(lǐng)帶動(dòng)作用以及核電站智能化升級(jí)步伐不斷加快背景下，核機(jī)器人市場(chǎng)需求不斷增加，行業(yè)展現(xiàn)出良好發(fā)展前景。同時(shí)，未來在雙碳目標(biāo)持續(xù)推進(jìn)以及國家政策大力支持下，我國核能發(fā)電行業(yè)景氣度將不斷提高，核機(jī)器人市場(chǎng)需求也將在保持持續(xù)增長的基礎(chǔ)上朝智慧化、實(shí)用化、小型化方向不斷升級(jí)，行業(yè)未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>