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2024年,全球造船机器人市场规模为21.4亿美元。预计该市场将从2025年的26.3亿美元增长到2032年的54.4亿美元,预测期内复合年增长率为10.9%。
应用于造船的机器人技术涉及几个正在彻底改变传统制造方法的关键应用。机器人技术在焊接、切割和喷漆等操作中提供了高度的一致性和可重复性,从而减少了缺陷并提高了船舶的结构完整性。机器人焊接无需进行焊后打磨,从而节省大量时间和劳动力成本。
此外,造船业面临熟练劳动力严重短缺的问题。韩国近海与造船协会报告称,到 2023 年,工人短缺约 14,000 名,并强调需要额外 45,000 名工人来完成已获订单。机器人技术通过接管危险和重复性工作来填补这一人力缺口。在整个预测期内推动市场显着增长。
机器人昼夜不停地运行,大大提高了造船流程。拥有完全自动化生产线的先进造船厂可以24/7运营,以大约相同数量的人员以两倍于过去的速度制造预装备部分,从而促进市场增长。
此外,该市场还包括各种拥有广泛新时代产品组合的知名市场参与者,广泛的区域业务增长促进了这些公司的市场主导地位。著名造船厂包括三星重工(SHI)、HD现代重工(HHI)、中远海运重工、三菱重工(MHI)、海军集团等。
人们日益关注劳动力短缺和缓解技能差距以推动市场增长
造船业正面临历史性的劳动力危机,这支撑了全球造船厂采用机器人技术。劳动力短缺远远超出了简单的人员短缺,包括专业技能的流失,尤其是经验丰富的焊工和制造专业人员,他们通常是造船活动的核心。年长的劳动力加剧了这一问题,因为许多经验丰富的人即将退休,而进入海事制造业的年轻人却越来越少。
机器人技术通过自动化重复且耗时的程序为造船业提供了彻底的解决方案,使造船厂能够在人力短缺的情况下维持生产时间表。这项技术还使技术人员能够专注于需要人类判断和决策技能的更高价值的任务。
行业数据表明,采用机器人焊接系统的造船厂需要的经验丰富的焊工要少得多,众所周知,这种操作可以将焊接人员的需求减少多达 40%,同时保持或提高输出质量。该技术通过机器人辅助流程为技术水平较低的工人提供专业级能力,填补了技能空白,其中协作系统协助人类操作员执行复杂的程序。
机器人技术的高资本投资和实施成本阻碍了市场增长
机器人部署所需的巨额投资反映了阻碍整个造船行业广泛应用的最大限制。它还影响小型船厂和发展中市场运营商。适用于海洋应用的工业机器人系统通常需要每台 50,000 美元至 150,000 美元的资本支出,以及包括集成、编程和基础设施更新在内的总安装费用,通常比初始设备购买成本高出 200-300%。
这些成本要求不仅限于硬件采购,还包括定制软件开发、设施升级、创新承诺、安全系统安装以及全面的员工培训计划,所有这些都是成功部署机器人所必需的。投资回报的回收期使得财务合理性更具挑战性,因为造船是一项长周期业务,收益可能要到最初应用几年后才会明显。
中小型造船厂在考虑实施机器人技术方面面临着特别严重的财务困难,产量有限和现金流有限,抑制了吸收高额初始投资和等待长期生产力效益的能力。
智能船厂开发和数字化集成的不断实施促进了市场增长
数字技术与机器人技术的融合为创建智能制造环境提供了评估可能性,该环境可以使用完全自动化和数据驱动的管理来改变传统的造船策略。机器人技术、物联网传感器、人工智能平台、数字孪生技术和大数据分析相结合,提供智能造船厂项目,创建连续的生产环境,使物理和虚拟系统完美和谐地工作。
这些融合平台能够实时监控所有生产流程、预测性维护计划、自动质量控制和动态资源分配,优化效率,同时减少运营浪费和成本。数字连接超越了单一机器人系统,扩展到整个生产工作流程、供应链协调和客户交互流程,将造船业从传统制造转变为基于服务的价值创造。
数字孪生技术具有显着的优势,包括开发实体船舶的虚拟副本、制造工作流程以及支持模拟、优化和优化的整个造船厂运营。预测分析贯穿船舶的整个生命周期。虚拟环境使造船商能够在物理实现之前测试设计变更、简化生产步骤并预测维护需求,从而节省大量开发费用并缩短新船舶设计的上市时间。
人工智能、预测分析集成、自主检测和维护技术推动市场趋势
人工智能与机器人系统的融合是一种颠覆性趋势,可以实现自主决策和持续的流程优化。该技术提供的预测能力从根本上彻底改变了造船运营,超越了传统自动化的优势。人工智能驱动的机器人系统能够处理大量生产数据、天气条件和性能指标,以优化焊接参数、材料处理顺序。这些系统还可以实时增强质量控制流程,而无需任何人为干扰。
这些智能系统通过操作经验进行教育,识别人类操作员可能忽视的模式和相关性,同时不断调整性能参数以优化效率并实现高质量结果。预测功能应用于维护计划、供应链优化和生产计划活动,生成集成的运营智能平台,支持整个船厂运营的战略决策。
先进的分析平台处理来自多个机器人系统、生产传感器和环境监视器的数据,以产生端到端的运营效率。它们提供预测性见解,支持复杂造船项目的主动管理。人工智能与数字孪生技术的融合产生了模拟环境,可以在物理实施之前模拟和优化许多不同的生产场景。这种方法可以最大限度地降低新船舶设计和生产流程的风险并最大化成果。
向协作机器人的转变是造船自动化理念从单个机器人单元到集成人机团队的基本转变。这种方法利用互补优势来实现最大生产效率。协作机器人或“cobots”经过专门设计,可与人类操作员安全共存。它们将机器人的精确性、一致性和不懈的操作与人类的适应性、解决问题的能力和复杂的决策能力结合起来。这推动了机器人在造船市场的增长。
网络安全和数字基础设施漏洞可能阻碍市场增长
机器人系统不断扩大的连接性和数字集成带来了巨大的网络安全风险,给造船厂的运营和知识产权的保护带来了巨大的风险。这些漏洞也对与国防相关的海事工业企业构成了重大的国家安全担忧。先进的机器人系统依赖于网络通信、基于云的处理和远程监控。这些元素为恶意网络元素的攻击提供了可能的途径,以访问敏感的设计数据、生产时间表或操作控制系统。
有效网络攻击的影响不仅限于窃取数据,还包括可能操纵制造流程、质量控制系统或安全系统,从而危及船舶完整性或工人安全。机器人材料和软件的全球供应链进一步增加了安全问题,因为系统可能包含来自多个国家的部件,这些部件具有不同的安全实践和可能的漏洞。
当代机器人在防御网络威胁方面面临着挑战,因为它们可以嵌入其硬件和软件以及通信结构和连接中,从而很难使用以下方式检测和缓解这些威胁:网络安全技术。
技术发展的迅速产生了持续的安全问题,因为新的功能和能力可能会引入意想不到的漏洞,必须不断监控和消除这些漏洞。缺乏了解工业自动化和海事运营的网络安全专家限制了大多数造船厂正确评估和保护机器人系统的能力。暴露恶意行为者可能利用的潜在安全漏洞,旨在破坏业务运营或窃取敏感数据。
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预测性维护集成和数字化转型的需求不断增长,推动了该细分市场的增长
根据解决方案,市场分为造船和检查、修理、维护。
检查、维修和维护领域预计将成为 2025-2032 年预测年增长最快的领域,复合年增长率最高为 11.2%。这一增长是由越来越多地采用基于人工智能的预测性维护解决方案推动的。这些解决方案通过主动干预方法提供指数级机会,避免设备故障发生,从而降低维护费用和停机时间。先进的传感器网络与机器人检查技术相结合,不断跟踪船舶运行参数,例如发动机振动、油状况、温度梯度和结构应力模式。它还会在通过传统维护周期发现潜在问题之前几周或几个月向预测算法发出警报。
由于新造船业务规模庞大且复杂,需要跨各种制造流程的广泛自动化解决方案,造船领域在机器人应用中占有最高的市场份额。当代造船包括建造各种类型的船舶,从长度超过400米的集装箱船到先进的海军舰艇和海上平台。这些构建中的每一个都需要数千个焊接接头和精确的材料处理操作。此外,复杂的装配过程也极大地受益于机器人自动化。
人机协作、快速部署和集成优势促进协作机器人细分市场增长
按机器人类型,市场分为关节型机器人、协作机器人、直角坐标机器人等。
据估计,协作机器人是预测期内增长最快的细分市场,复合年增长率最高为 12.4%。这一增长是由人机协作技术的革命性改进推动的,这些技术促进了共享工作场所中人类工人和自动化系统之间的安全协作,而无需传统的安全围栏。协作机器人配备了先进的传感器系统和安全软件,可以感知人类的存在。这些功能允许机器人修改操作参数或停止操作以避免碰撞,从而可以部署在现有的适合人类工人的造船厂环境中。将协作机器人集成到造船流程中带来了可量化的生产力提高,例如通过不间断操作和增强的功能,整体船舶生产时间减少了 25%,生产力提高了 30%。复杂的决策和质量检查的人类智能增强了这一点。
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关节型机器人在造船机器人领域占有最大的市场份额,达到 56.05%,这主要是由于其卓越的六轴灵活性,可以实现类似于人类手臂运动的完整运动能力,使它们更适合复杂的海事制造流程。先进的系统在六个单独的轴上提供了更高的自由度,以实现焊接、材料处理、装配和零件安装任务等详细造船工艺所需的精确定位和方向控制。
不断增长的批量生产要求和标准化优势推动了细分市场的增长
市场按船舶类型细分进一步分为货船、军用/海军船舶、休闲船和近海船舶。
由于商业造船涉及大量生产需求和标准化可能性,货船领域在机器人应用中占有最大的市场份额,预计复合年增长率最高为 11.8%。国际航运需求导致散货船、集装箱船和油轮的持续建造。某个造船厂每年通过多种标准化设计建造 20-50 艘货船,以最大限度地提高机器人部署效率。由于国际贸易扩张和海上物流需求增加,对货船、游轮和散货船的国际需求不断增长,商船领域占据了最大的市场份额。建造货船的标准化流程使造船厂能够开发专门的、基于机器人的解决方案,这些解决方案可以复制到许多类似的项目中,确保高投资回报,并通过持续的改进流程不断完善自动化能力。
由于全球历史性的国防现代化举措,军事和海军舰艇细分市场呈现出第二快的增长率。这些举措需要先进的机器人解决方案来构建涉及复杂武器系统和隐形技术的先进战争平台。海军建设带来了挑战,需要专业的机器人解决方案来操纵机密材料、精确焊接高性能合金。此外,先进电子战系统的组装通过自动化精度和检查得到极大增强。自主水下航行器和无人水面舰艇等无人海军舰艇的建造产生了对专为军事用途定制的机器人建造技能的额外需求。
数字化转型、预测分析集成、自主水下航行器革命和成本规避推动了细分市场的增长
市场按应用细分为焊接、切割、装配、喷漆和涂层、材料处理、检查和维护等。
检查和维护领域的增长率最高,主要是由于自主水下航行器和机器人技术的技术突破,允许在船舶仍在运营时进行彻底的船体检查和维护活动,从而消除昂贵的干坞需求。基于人工智能的预测性维护解决方案的快速采用为市场带来了指数级增长机会,支持主动干预策略,避免设备故障发生。它还减少了维护费用和运营停机时间,同时最大限度地延长了设备的使用寿命。
焊接领域在造船机器人应用中占有最高的市场份额,因为造船过程中涉及的焊接作业数量空前,单艘船舶根据尺寸和复杂程度需要 15,000 至 40,000 个焊接接头。新一代货船和海军舰艇需要巨大的钢材制造需求。机器人焊接系统提供统一的质量、更高的精度和全天候操作的可能性,这是在如此庞大的船舶建造过程中通过手动焊接无法实现的。
按地域划分,市场分为北美、欧洲、亚太地区和世界其他地区。
Asia Pacific Robotics in Shipbuilding Market Size, 2024 (USD Billion) 获取本市场区域分析的更多信息, 下载免费样品
亚太地区在造船机器人市场份额最高,占造船机器人市场份额的45.69%,这主要是由于其在世界造船产能中占据主导地位,其中中国、韩国和日本合计约占全球船舶制造的90%。中国在新船订单市场中占据主导地位,占据45.43%的市场份额,造船业增长强劲。日本占据23.67%的市场份额,韩国占据15.45%的份额。
该地区造船厂的规模对自动化解决方案提出了前所未有的要求。现代重工、三星重工和中国船舶工业集团公司等大型造船企业拥有可以通过标准化生产线并行生产多艘船舶的设施。中国、韩国和日本造船厂采用机器人的比例最高,得益于其高制造能力和雄心勃勃的自动化采用政策,这些国家是亚太市场增长的重要推动力。
中国造船机器人市场的增长直接得益于中国整体的“中国制造2025”产业战略,该战略的目标是高科技制造业重组和核心零部件生产的本土能力发展。该总体规划到2025年将高科技船舶的本地含量提高到80%,开发设计、组装和设备供应服务的端到端产业链,减少对海外供应商的依赖。中国政府通过专门的补贴计划提供大量财政支持。其中约82%的补贴提供了超过机器人设备采购成本10%的财政援助。平均而言,补贴率约为 17.5%,这极大地影响了制造业对机器人技术的采用。
欧洲在造船机器人技术方面的增长率最高,这主要归功于整体数字化转型计划以及在工业 4.0 技术方面的领导地位,这些技术正在改变欧洲大陆的海事制造业。欧洲造船商正在利用先进的数字平台将机器人技术与全方位的技术相结合数据分析和预测性维护系统。这种与人工智能的集成有助于设计智能制造环境,最大限度地提高生产力,同时确保更高质量的输出。欧洲造船厂是复杂、高价值船舶制造的专家,例如游轮、海军护卫舰和定制海上平台,需要先进的机器人解决方案来进行精确组装和质量控制。 Fincantieri 和 Meyer Werft 是游轮制造领域的世界领先者,通过广泛的自动化整合、将高科技机器人技术与绿色合规技术相结合,为未来一代绿色船舶树立了基准。
在高国防开支和主要军事承包商的先进机器人技术集成项目的推动下,北美在造船业的机器人技术中发挥着重要作用。通用动力公司和亨廷顿英格尔斯工业公司是美国最大的军用造船商,拥有广泛的核潜艇和航空母舰生产机器人项目。他们需要复杂的自动化来处理机密材料和先进的推进系统。
世界其他地区,包括拉丁美洲、中东、非洲和其他新兴海洋经济体,由于近海勘探活动的扩大和商船需求的增加,造船机器人的采用不断增加。中东国家,特别是阿联酋和沙特阿拉伯,对海事基础设施进行了大量投资,其中包括增强的造船厂设施以及用于商船和海军造船的增强机器人技术。
主要参与者对质量和精度优势的关注巩固了他们的市场地位
竞争环境越来越支持能够提供先进协作机器人解决方案的公司,以促进复杂造船环境中的无缝人机协作。这些解决方案提供了超越传统工业自动化的差异化价值主张。
优傲机器人(丹麦)在协作机器人应用领域获得市场主导地位。他们使灵活的系统可以轻松部署和重新配置,以适应各种造船厂的运营,而无需大量的技术知识或重新设计安全基础设施。这家丹麦公司的竞争优势在于直观的编程界面和先进的安全系统。他们的模块化设计方法允许造船厂逐步采用自动化,同时保持操作的灵活性和工人的参与。
竞争激烈的市场很容易受到先进初创公司的干扰,这些初创公司利用创新技术解决方案和灵活的开发实践,针对特定造船挑战创建专门的机器人解决方案。
海王星机器人(中国)成为船体清洁和水下检查领域的主要竞争挑战,创建了在一个系统中包含水上和水下功能的自主系统,并集成了满足环境合规需求的高端过滤系统。这家中国初创公司的优势在于其针对特定海事用例的有针对性的战略,以及使用人工智能和大数据分析,提供超越标准机器人功能的端到端车队管理解决方案。
市场分析提供了对报告中包含的所有细分市场的市场规模和预测的深入研究。它包括有关预测期内预计推动市场发展的市场趋势和动态的详细信息。它提供有关技术进步、新产品发布、关键行业发展以及合作伙伴关系、合并和收购的详细信息。市场研究报告还包含详细的竞争格局,包括市场份额的信息和主要运营商的概况。
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属性 |
细节 |
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学习期限 |
2019-2032 |
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基准年 |
2024年 |
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预计年份 |
2025年 |
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预测期 |
2025-2032 |
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历史时期 |
2019-2023 |
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增长率 |
2025-2032 年复合年增长率为 10.9% |
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单元 |
十亿美元 |
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分割 |
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《财富商业洞察》表示,2024 年全球市场价值为 21.4 亿美元,预计到 2032 年将达到 54.4 亿美元。
2024年市值为5.9亿美元
预计 2025 年至 2032 年预测期内,该市场的复合年增长率将达到 10.9%。
预计检查、维修和维护领域在预测期内将保持最高的复合年增长率。
对劳动力短缺和技能差距缓解的日益担忧是推动市场的关键因素。
雷神技术公司、洛克希德马丁公司、蒂森克虏伯海洋系统公司、泰雷兹集团、通用原子公司等都是市场上的顶级参与者。
2024 年,亚太地区以最大份额主导市场。
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