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工业机器人行业研究报告

摘要: 工业机器人是指应用于工业领域的多自由度机器人。工业机器人产业链主要由上游核心零部件、中游工业机器人本体组装以及下游系统集成构成。

图片来源@视觉中国

图片来源@视觉中国

文|崇楷资本

工业机器人行业发展概况

1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。

1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。其机械结构也成为行业的模板。其后,UNIMATION公司被瑞士STAUBLI收购,并利用STAUBLI的技术优势,进一步得以改良发展。日本第一台机器人由KAWASAKI从UNIMATION进口,并由kawasaki模仿改进在国内推广。

工业机器人是指应用于工业领域的多自由度机器人。工业机器人产业链主要由上游核心零部件、中游工业机器人本体组装以及下游系统集成构成。其中控制器、伺服系统及精密减速机是机器人最重要的核心零部件。

工业机器人产业对中国至关重要,整个产业链上中下游市场空间高达千亿元,应用范围遍及制造业各个细分领域,对中国制造业转型升级、推动其他产业快速发展有重要意义。

在工业机器人产业链中,技术上的核心和难点就集中在了上游生产商,即核心零部件的生产,成本和利润也集中在了这一领域,核心零部件的成本占到了整个机器人本体的70%以上,所以谁掌握了核心零部件的生产技术和能力,就占领了机器人产业的最高点,拥有很高的定价权。

目前在我国的工业机器人市场中,上游核心零部件的供应基本被国外厂商所占据,国内厂商大多集中在中游的机器人本体组装和下游的系统集成,承担系统二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的工作,使得国内机器人市场的巨大潜力带来的产业红利被国外产商占据。

国外工业机器人巨头本身就是核心部件的提供商,因此他们在零部件成本上拥有先天的成本优势和技术优势,另外他们往往能以巨大的采购量和签署排他性协议获得比较优惠的采购价格,而国内的中小企业在进口核心零部件时,往往要以高出国外厂商近3倍的价格购买减速器,以近2倍的价格购买伺服电机。

工业机器人成本构成及产业链毛利率,资料来源:公开资料、智研咨询整理

随着我国制造业的发展,特别是汽车及汽车零部件制造业和摩托车行业的快速发展,工业机器人的装配量将会稳固上升。此外,我国的建筑业、采矿业、铁路和公共建设、水力工程建设和工程机械、建筑机械市场的扩大也将对工业机器人产业起到推动作用。

建筑工程机械的结构件多为焊接件,为提高焊接质量和效率,满足市场的需求,目前许多工程机械厂商纷纷要求采用机器人进行焊接。

工业机器人行业现状与趋势

自2009年以来,全球工业机器人年销量逐年增长。2017年全球工业机器人存货为194.6万台,预计2018年达到232.7万台。2017年全球工业机器人销量将高达28.5万台。国际机器人联合会还预测,未来三年内全球工业机器人年销量将保持近15%的增长速率。

2012-2018全球工业机器人存货量走势,资料来源:中国产业信息网

2012-2017全球工业机器人销量及同比增长,资料来源:中国产业信息网

工业机器人四大家族:

1.日本发那科(Fanuc)

FANUC是日本一家专门研究数控系统的公司,成立于1956年。是世界上最大的专业数控系统生产厂家,占据了全球70%的市场份额。FANUC于1959年首先推出了电液步进电机,在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。

自1974年,FANUC首台机器人问世以来,FANUC致力于机器人技术上的领先与创新,是世界上唯一一家由机器人来做机器人的公司,是世界上唯一提供集成视觉系统的机器人企业,是世界上唯一一家既提供智能机器人又提供智能机器的公司。

2008年6月,FANUC成为世界上第一个装机量突破20万台机器人的厂家;2011年,FANUC全球机器人装机量已超25万台,市场份额稳居第一。

2.瑞士ABB(Asea Brown Boveri)

ABB是一家瑞士-瑞典的跨国公司,集团总部位于瑞士苏黎世。1988年创立于欧洲,1994年进入中国,1995年成立ABB中国有限公司。2005年起,ABB机器人的生产、研发、工程中心都开始转移到中国,目前,中国已经成为ABB全球第一大市场。

ABB集团业务遍布全球100多个国家,拥有14.5万名员工,2014年全球销售收入约400亿美元,在华销售收入约58亿美元。ABB在中国拥有研发、制造、销售和工程服务等全方位的业务活动,员工1.9万名。在中国大陆设有38个子公司和100多个办事处。

ABB机器人产品和解决方案已广泛应用于汽车制造、食品饮料、计算机和消费电子等众多行业的焊接、装配、搬运、喷涂、精加工、包装和码垛等不同作业环节。

3,日本安川电机(YASKAWA)

安川电机创立于1915年,总部位于日本福冈县北九州市。1999年4月,安川电机(中国)有限公司在上海注册成立,注册资金3110万美金,公司位于上海市黄河路21号鸿祥大厦12楼。2012年7月,安川电机海外首个机器人生产基地落户常州武进高新区,该基地将用最新的设备生产用于汽车相关制造的溶解用机器人。

项目总投资约3亿元,设计产能12000台套机器人/年(含控制系统),年销售6亿元人民币。基地已于2013年6月投入生产。安川电机2015年重磅推出了“辅助脊髄损伤患者步行的机器人”ReWalk,为脊髄损伤患者带来了福音。

ReWalk作为外骨骼状机器人,不采用力传感器和肌电传感器,而是采用通过可以定位穿戴者的身体重心进行步行的独创性计算程序算法,从而实现步行自然化和穿戴简便化,在欧美已实现商品化,可帮助因为脊髄损伤造成的下肢麻痹患者实现站立和步行。

患者在指定医院接受使用训练(基础训练20小时,应用训练最低20小时)后,便可在日常生活中使用。

4.德国库卡(kuka)

库卡(KUKA)是世界工业机器人和自动控制系统领域的顶尖制造商,总部位于德国奥格斯堡。KUKA机器人公司在全球拥有20多个子公司,其中大部分是销售和服务中心。KUKA在全球的运营点有:美国,墨西哥,巴西,日本,韩国,台湾,印度和欧洲各国。

库卡机器人(上海)有限公司是德国库卡公司设在中国的全资子公司,成立于2000年,是库卡公司在德国以外设立的第一家,也是唯一一家海外工厂。库卡机器人(上海)有限公司位于上海市。库卡机器人的品牌代言人是乒乓球运动员蒂姆波尔。

2015年,库卡推出首款轻型工业机器人LBRiiwa,LBRiiwa是一款具有突破性构造的7轴机器人手臂,其极高的灵敏度、灵活度、精确度和安全性的产品特征,使它特别适用于柔性、灵活度和精准度要求较高的行业(如电子、医药、精密仪器等),可满足更多工业生产中的操作需要。

中国工业机器人行业现状分析

中国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用,弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。

但总的来看,中国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,如:可靠性低于国外产品;机器人应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外比有差距。

2013-2017年中国工业机器人销量实现高速增长,销量连续多年位居世界各国之首。 中国自2013年开始成为全球工业机器人最大市场,2016年销量约为8.7万台,占全球比重为30%,接近于欧洲和北美销量之和。国内制造业“机器换人”需求旺盛,预计工业机器人销量仍将保持快速增长。

数据显示,2017-2020年,中国工业机器人销量将从11.5万台增至21万台,年均增速约为25%,占全球比重将从33%提升至40%。随着我国制造业升级改造的趋势越发明显,机器换人的潮流为工业机器人产业提供充足的市场空间。2017年,中国工业机器人销量增至13.8万台,连续五年成为全球工业机器人销量冠军。

2017年我国工业机器人销量已达13.8万台,资料来源:公开资料整理

2017-2020年中国工业机器人销量增速预计为25%左右,资料来源:公开资料整理

国际机器人联合会预测,到2020年我国工业机器人销量将超过21万台。中国已连续5年成为全球工业机器人的最大消费市场,我国工业机器人市场正在迚入加速成长阶段,国际机器人联合会预测我国未来工业机器人销量会维持20%左右的增速。

我国工业机器人销量未来保持20%左右的增速,资料来源:公开资料整理

根据数据显示,2017年我国工业机器人产量为13.8万台,国产品牌销量占比约为32.8%,假设到2020年国产品牌产量占比达到50%,则2020年产量约为20万台。由此我们可以计算出2017-2020年工业机器人产量CAGR为15.12%,测算得2018/2019/2020工业机器人产量分别为15.09/17.37/20万台。《机器人产业发展规划》中指出,2020年国内工业机器人密度目标达到150台/万名工人。

2016年我国工业机器人密度为68台/万人,根据国家统计局数据显示,2016年我国工业机器人产量约为7.24万台,则根据密度目标估算得2020年产量约为15.97万台,由此计算出2017-2020年工业机器人产量CAGR为6.8%,测算得2018/2019/2020年我国工业机器人产量分别为14.00/14.95/15.97万台。

以2018-2020年中国工业机器人产量15/17/20万台为基准,以每台工业机器人15万元均价估算,2020年市场空间达300亿元。

但在中国工业机器人13.8万的销量中,外资品牌占据了绝大部分的市场份额,国内自主品牌机器人在销量上有所增加,但所占份额仍然较少。

2017年我国工业机器人市场仍然被外资品牌占据主要部分,资料来源:公开资料整理

1.外资机器人推动市场高速发展

据CRIA与IFR初步统计,2017年中国工业机器人市场销量继续增长,全年累计销售14.1万台,同比增长58.1%,增速创历时新高。其中,国产机器人销售3.78万台,同比增长29.8%;外资机器人销售10.3万台,同比增速71.9%。

与上年相比,国产工业机器人销售增速基本稳定,外资品牌销售增速明显加快增速。外资机器人在市场总销量中的比重为73.2%,比上年提高5.9个百分点。

2.多关节机器人首次成为国产机器人的主力机型

从机械结构看,2017年多关节机器人在中国市场中的销量位居各类型机械人雄踞首位,全年销售9.1万余台,同比增长66.6%,与上年相比增速也明显加快;其中国产多关节机器人销售形势喜人,销量首次超越坐标型机器人,成为首要机型,全年累计销售1.6万台,同比增幅达到35.5%。

但由于外资多关节机器人销售加速,,国产多关节机器人在同类型机器人市场中的比重由2016年的21.5%回落至17.5%。

坐标机器人销售总量超过2.12万台,销量同比增长15.4%,增速较上年加快。SCARA机器人在各类机型中增速最高,销量成倍增长。并联机器人销量自2013年来首次同比下降,降幅为3%。

3.搬运与上下料依然是推动中国机器人市场快速增长的重要领域

从应用领域看,搬运和上下料依然是中国市场的首要应用领域,2017年销量超过6.3万台,同比增长57.5%,增速较上年明显回升,在总销量中的与2016年持平。焊接与钎焊机器人销售3.5万台,同比增长56.5%,增速大幅度提高。装配及拆卸机器人销售2.8万台,同比增长71.2%。

此外加工机器人销量实现成倍增长,但由于基数较小,对整体推动作用不明显。总体而言,2017年中国市场各结构的机器人销售均有提高,增长主要由搬运上下料机器人驱动。

预计2017-2020年国内本体市场规模由272亿元增至427亿元。工业机器人种类繁多,根据应用功能和技术性能的不同,单台售价差异较大,从十万元至百万元不等。以全球工业机器人均价为参考,假设每年降价幅度为5%(规模化生产和技术进步),推算出2017-2020年,中国工业机器人本体销售额分别为272亿元、315亿元、364亿元和427亿元,年均增速约为18%。

工业机器人的显著特点

1.可编程。 生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

2.拟人化。 工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

3.通用性。 除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。

4.综合性。工业机器技术涉及的学科相当广泛,归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。

因此,机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。

工业机器人行业的技术趋势

目前,工业机器人技术正朝着模糊控制、智能化、通用化、标准化、模块化、高精化、网络化及自我完善和修复能力等方向进行研发。

首先,模糊控制是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。对于复杂的系统,由于变量太多,用传统控制模型难以正确描述系统的动态,此时便可以用模糊数学来处理这些控制问题。未来机器人的特点在于其具有更高的智能。

随着计算机技术、模糊控制技术、专家系统技术、人工神经网络技术和智能工程技术等高新技术的不断发展,工业机器人的工作能力将会突破性的提高及发展。

第二、工业机器人的组件及构件实现通用化、标准化、模块化是降低成本的重要途径之一。

第三、随着制造业对机器人要求的提高,开发高精度工业机器人是必然的发展结果。

第四、目前应用的机器人大多仅实现了简单的网络通讯和控制,如何使机器人由独立的系统向群体系统发展,使远距离操作监控、维护及遥控是目前机器人研究中的热点之一。

最后,机器人应该具有自我修复的能力,才能更好地避免因为突发状况导致的生产停顿。当出现错误指令时应该自己进行报警或调试;当元器件损坏时可以自我进行修复。

我国对工业机器人行业的相关政策

1、国家政策支持

上世纪90年代以来,中央开始加大对工业机器人的研发投入,国家高技术研究发展计划(即863计划)的“自动化技术”领域,重点攻关支持视觉、控制理论与方法研究、装配系统等多个领域的智能机器人研发。2010年以后,国务院、工业和信息化部、财政部、科技部等政府部门先后出台政策,促进产制造业转型升级,发展智能装备产业。

在2012年,出台了战略性新兴产业和高端装备制造发展“十二五”规划、智能制造科技发展“十二五”专项规划、设立智能制造装备发展专项资金,通过引导地方政府和社会化资金,重点支持关键智能部件、焊接加工等领域的工业机器人研制及产业化。项目通过审核后,再安排研发补助资金。

比如,2014年上市公司机器人(股票代码300024)的数字化生产车间项目被列入专项,拟补助金额2000万元,占到该项目开发总金额的20%。在2013年12月,工信部出台了推进工业机器人产业发展的指导意见,加大对伺服驱动器等关键技术的财政扶持力度,支持关键智能部件等领域的工业机器人研制及产业化。

在2015年,《中国制造2025》将机器人列为十大重点领域之一。在2016年,《机器人产业发展规划(2016-2020年)》明确攻克工业机器人关键技术,重点突破减速器、专用伺服电机和驱动器、控制器、传感器、末端执行器五大关键零部件的技术壁垒,发展弧焊机器人、全自主编程智能工业机器人等10类产品。

2016年12月,工信部制订了《工业机器人行业规范条件》,加强工业机器人产品质量管理,从综合条件、企业规模、质量要求、研发创新能力、人才实力等方面对工业机器人本体生产企业和工业机器人集成应用企业提出要求。

具体国家相关政策如下:

实施时间:2012年

国家部门:国务院

政策法规名称:高端装备制造业“十二五”发展规划

内容介绍:明确表示将加大对智能制造的金融财税政策支持力度。加强对伺服驱动装置等技术与装置研发投入力度,推进系统集成和成套。重点支持智能技术、智能测控装置与部件、重大智能制造成套装备的研发、产业化和应用推广。

实施时间:2012年

国家部门:工业和信息化部

法律法规名称:智能制造装备产业“十二五”发展规划

内容介绍:工业机器人,攻克工业机器人本体、精密减速器、伺服驱动器和电机、控制器等核心部件的共性技术,自主研发工业机器人工程化产品,实现工业机器人及其核心部件的技术突破和产业化。

实施时间:2015年

国家部门:国务院

法律法规名称:中国制造2025

内容介绍:中国版的“工业4.0”规划,已由国务院于2015年5月公布。规划提出了中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略,是第一个十年的行动纲领。

实施时间:2016年

国家部门:工业和信息部、国家发改委、财政部

法律法规名称:机器人产业发展规划(2016-2020年)

内容介绍:规划提出了产业发展五年总体目标:形成较为完善的机器人产业体系。技术创新能力和国际竞争能力明显增强,产品性能和质量达到国际同类水平,关键零部件取得重大突破,基本满足市场需求。并从产业规模持续增长、技术水平显著提升、关键零部件取得重大突破、集成应用取得显著成效等四个方面提出了具体目标。

2、地方政府扶助

随着国内用工成本不断攀升,企业“机器换人”需求强烈,推动机器人产业发展。中国工程院市场的一项市场调查显示,被调查企业中,64.2%的企业具有强烈意愿,有14.5%的企业正在做“机器换人”准备,而目前,中国每万名制造业工人拥有36台机器人,仅是德国和日本的十分之一,潜在需求空间极大。

各地政府大力支持“机器换人”,广东、浙江、上海、湖北、黑龙江等地区均已出台支持工业机器人应用的相关财税补贴政策。其中,广东省在省“工业与信息化发展专项资金”中安排机器人发展专题资金,2016年安排金额3.6亿元,给予一定比例的采购价格补贴。深圳市政府每年出资5亿元专项资金,补助机器人等智能产业;东莞市政府给予企业购买国产机器人15%的补助,镇一级还有20%、30%、50%不等的配套补贴。在浙江省,省级财政已累计安排近6亿资金支持“机器换人”技术改造,出台工业机器人购置奖励补贴政策,省与地方1:2配套,购置工业机器人按价格10%补贴。

3、民间资本参与

机器人相关产业基金层出不穷。沈阳、上海、东莞、青岛等各地方纷纷成立产业基金。根据天津网信息,为了加快聚集智能制造全球资源,抢抓智能科技产业先机,滨海新区政府、中国交通建设集团有限公司、渤海银行、北京星河世界集团有限公司等共同发起成立了总规模 300 亿元的智能科技产业母基金;长沙市政府与清科集团、风云资本、华民资本等共同成立长沙智能制造产业投资基金,规模为 100 亿元。

工业机器人企业竞争分析

1.国内市场竞争状况

中投顾问在《2016-2020年中国机器人产业投资分析及前景预测报告》中指出,机器人是伴随着近年遭遇迫切转型需要的制造业而为中国公共舆论关注的,被寄以了替代劳动力、提升制造业乃至工业水平等厚望。机器人市场存在国际四大巨头垄断(瑞士ABB、日本发那科公司、日本安川电机、德国库卡机器人),而国产机器人技术含量不高、使用成本及维护成本双高等行业现状。

以格力和美的集团为代表的众多传统制造企业,为应对人工成本上涨带来的影响,均不约而同地投资购买或自行研发智能化设备,以“机器换人”。

不同的是,中小企业通常只有能力购买,而大型企业有能力做研发。像格力与美的这样的区域标杆型企业,通常会在政府的引导下走得更远:巨额投入以谋取在市场上抢下一块份额。

以机器人行业发达的顺德为例,2015年上半年有安川电机机器人投资10亿元与美的合作开发电机机器人项目、瑞士ABB与利迅达开展技术合作、德国库卡在中德工业服务区建设工程中心、日本川崎重工与隆深合作设立机器人培训中心。

国际机器人巨头的进入还带动了科凯达高压线机器人等10多个机器人项目落户。在众多机器人项目落户情况下,上半年顺德有57家规模以上工业企业推动机器人应用。

2.企业加大投资

2015年8月4日,美的公布了机器人产业战略并与日本安川电机合资设立两家子公司。两家子公司分别面向工业机器人和服务机器人。

其中,广东安川美的工业机器人有限公司,总投资2亿元,注册资本1亿元,美的以现金出资占注册资本的49%,广东美的安川服务机器人有限公司,总投资2亿元,注册资本1亿元,美的以现金出资占注册资本的60.1%。

同一天,格力向首届珠江西岸先进装备制造业投资贸易洽谈会记者团,开放了自动化生产车间的参观,高调公开了其自主研发机器人的最新进展。格力可以在5年内实现装备制造的世界领先。在钣金喷涂分厂的冲压自动化线上,一排桔黄色的六轴机器人排列整齐,正灵活挥动“手臂”抓取零部件。

这些六轴机器人来自瑞士ABB集团,但这条由机器人及相关设备组成的生产线是由格力自主设计研发。该机器人本体是外购的,但整个集成方案核心内容是格力自己在做。

格力自2011年实施“机器换人”开始,相继成立了自动化办公室、自动化技术研究院、自动化设备制造部等部门自动化研究生产部门共拥有生产和研究人员约2000人。格力要在5年内实现装备制造的世界领先水平。

目前,格力已自主研发近100种自动化产品,覆盖了工业机器人、智能AGV、注塑机械手、大型自动化线体等10多个领域,拥有20多项设计专利。截至2014年12月31日,自动化设备制造部累计产出设备1660台,工装1482套。

我国主要的工业机器人生产厂商为新松、埃斯顿、埃夫特、新时达、拓斯达、广州数控等企业;其中新松、埃斯顿、拓斯达工业机器人年产量均超过9000台,新时达有一个年产能为10000台的新工厂在建。

行业竞争壁垒

1.国际企业份额垄断

报告显示,2016年,工业机器人的“四大家族”发那科、ABB、安川、库卡(KUKA)占据了全球58%的份额,其他国际知名品牌也分别在全球有超过4%的份额,相比之下,国内机器人在全球市场占有率较低,合计9.7%。

国内也是一样,同年,“四大家族”占据了国内57.4%的市场份额,国产品牌只有大约32.8%,不过相比起2015年的25%,国产已经取得了长足的进步。根据国家制定的《机器人产业发展规划(2016-2020 年)》目标,在2017-2020年年间,我国自主品牌工业机器人年产量将达到10 万台,六轴及以上机器人5 万台以上。如果该目标顺利完成,则意味着2017-2020年间我国自主品牌工业机器人的销量复合增速将达到37%。

2.核心零部件缺失

伺服系统是工业机器人主要的动力来源,主要由伺服电机、伺服驱动器、编码器三部分组成。伺服含义为“跟随”,指按照指令信号做出位置、速度或转矩的跟随控制。目前我国工业机器人用伺服系统主要被国外品牌垄断,其中日系约占50%,欧美品牌30%,台湾品牌及大陆企业均只有10%。

日系企业包括安川、三菱、三洋、欧姆龙、松下等公司,主要是小型功率和中型功率产品;欧美系包括西门子、博世力士乐、施耐德等公司,在大型伺服具有优势地位;国产主要包括汇川、台达、埃斯顿等公司,主要为中小型伺服。

整体上看,我国伺服电机与日系和欧美依然存在差距,主要表现为:大功率产品缺乏、小型化不够、信号接插件不稳定、缺乏高精度的编码器,这些也是国内伺服系统未来要攻光的主要方向。

行业SWOT分析

1.影响行业发展的有利因素:

①国内产业政策支持

2016年4月,国家工信部、发改委、财政部联合印发《机器人产业发展规划(2017-2021年)》。《规划》提出,五年内形成我国自己较为完善的机器人产业体系,并列出了针对性的主要任务。一是推进重大标志性产品率先突破;二是大力发展机器人关键零部件;三是强化产业基础能力;四是着力推进应用示范;五是积极培育龙头企业。

中国机器人行业处于产业转型升级需求释放、国家政策红利凸显、资本市场助推的机遇叠加期,机器人产业链上游零部件、中游本体制造及系统集成、下游应用领域的投资潜力巨大。

②协作机器人发展迅速

在2017年11月的第十九届中国国际工业博览会上,机器人领域的相关展览和技术展示传递出行业发展的多个新动向:小型化、轻量型、协作机器人正在成为工业机器人的发展新趋势,中小企业借力协作机器人迈向工业4.0成为推动工业机器人市场高速发展的重要驱动力,人机协作将更精准助力智能制造。

2016年,中国协作机器人销量2,300台,同比增长109.09%;市场规模达3.6亿元。2014年至2016年,中国协作机器人销量及市场规模年复合增长率分别为95.79%和68.94%。

③下游制造业企业产业升级的需求

当前发达国家的许多制造业企业已经实现了精细化生产,从生产、检测到仓储、包装,全程采用自动化设备,以保障产品的稳定性和可靠性。相比之下,我国制造业企业多数仍处于自动化的早期阶段,以粗放型发展模式为主,产品附加值低,产品稳定性也有较大的待改进空间。

随着未来人们对产品质量要求的提升,我国工业制造也将朝着集约化、智能化的方向进行产业升级,自动化程度将会越来越高,对自动化设备的需求亦将会逐步释放。

2.影响行业发展的不利因素:

①自主创新能力还需加强

尽管我国基本掌握了本体设计制造、控制系统软硬件、运动规划等工业机器人相关技术,但总体技术水平与国外相比,仍存在较大差距;我国缺乏核心及关键技术的原创性成果和创新理念,缺乏面向企业及市场需求的问题依然突出;精密减速器、伺服电机、伺服驱动器、控制器等高可靠性基础功能部件方面的技术差距尤为突出,长期依赖进口。

②企业成本压力大

核心部件长期依赖进口的局面依然难以改变,企业成本压力大。2015年约有75%的精密减速器由日本进口,主要供应商是哈默纳科、纳博特斯克和住友公司等;伺服电机和驱动超过80%依赖进口,主要来自日本、欧美以及中国台湾地区;关键零部件大量依赖进口,导致国内企业生产成本压力大,比之于外企,国内企业要以高出近4倍的价格购买减速器,以近2倍的价格购买伺服驱动器,企业的盈利能力不容乐观。

③产量跟不上销量

我国工业机器人生产企业规模普遍偏小,各企业需求量很大,但是企业的产量还是远远不够。即使龙头企业沈阳新松2016年营业收入达到了20.3亿元,但与安川、发那科、库卡等销售收入均超过百亿元的外企来比,仍然偏小。

3、行业未来发展的机遇:

①机器人产量连年增长,市场广阔可为

2017 年我国工业机器人销量约为13.6 万台,同比2016 年增长了92%。与韩国、日本等国家相比,我国制造业的工业机器人密度较低,预计未来5-8年间,我国工业机器人销量的平均增速将超过20%。

从密度上来说,我国制造业中的工业机器人密度仅为68台/万人,接近于全球74台/万人的平均水准,但是依然低于欧洲的99台/万人,远低于日本(303台/万人)和韩国(631台/万人)的水平。

2016年,中国制造业占GDP的比重为28.8%,和韩国的数据接近(29.3%),所以,报告认为,中国应该以韩国为比较对象,估算我国未来工业机器人的需求。

资料来源:公开资料整理

②机器换人

一方面,随着人口红利减少,劳动力短缺、劳动力成本上升,中国相对于其他发展中国家的劳动力成本优势慢慢弱化,劳动密集型产业逐步向东南亚其他国家转移。印度为吸引外资制定了较中国更为优惠的政策措施,而其专业人才的质量也不在中国之下,两国在劳动密集型产品上的竞争很激烈。

另一方面,政府也在促进关键岗位机器人应用,尤其是在健康危害和危险作业环境、重复繁重劳动、智能采样分析等岗位推广一批专业机器人。近年来,“机器换人”热潮正在席卷广东、江苏等制造业发达地区。

4、行业未来发展面临着挑战

①核心零部件的研发滞后 中国机器人价格不占优势

工业机器人研发是一件复杂的系统工程,涉及硬件、软件、算法、应用等领域。其中,伺服电机、减速器、控制器是机器人的核心部件。目前工业机器人的生产规模仍然不大,多数是单件小批量生产,关键配套的单元部件和器件始终处于进口状态,一台进口的减速器约占机器人总成本的35%。受制于跨国公司的技术垄断,难以“自主”,成为制约中国机器人产业发展的最大问题。

②机器人企业蜂拥而上产业有过剩隐忧

大量企业看好工业机器人市场,蜂拥而上造成国内工业机器人恶性竞争,使得国内生产工业机器人的企业利润降低甚至无利润可图,最终制约国产机器人的产业化进程。

③中国的人才培养和研发模式不科学

造成关键技术受制于人的原因是,虽然中国有近百家从事工业机器人研究生产的高校院所和企业,但是各家研究过于独立封闭,机器人研发分散,未能形成合力,同一技术重复研究,浪费大量的研发经费和研发时间;国内多数企业热衷于大而全,一些具有较好的机器人关键部件研发基础的企业纷纷转入机器人整机的生产,没能形成工业机器人研制、生产、制造、销售、集成、服务等有序、细化的产业链。 

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