工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈分析

機(jī)器人包括了工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人。2019 年工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模 189 億美元，占機(jī)器人總體營收的 54%。中國工業(yè)機(jī)器人銷售額為 57 億美元，約占全球市場的 1/3。

2015-2019 年，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)銷售額平均增速高于全球水平。2015-2019 年全球工業(yè)機(jī)器人市場的平均增速為 12%，而中國市場的平均增速達(dá)到 17%。主要原因是不同市場所處的發(fā)展階段不同，目前國內(nèi)機(jī)器人行業(yè)密度遠(yuǎn)低于主要發(fā)達(dá)國家，但是隨著中國人口紅利的逐漸消失，生產(chǎn)制造更加依賴技術(shù)進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人密度提升成為必然趨勢。

行業(yè)具有明顯的周期性，2019Q4-2020H1 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量增速企穩(wěn)回升。2018 年以來，全球?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)增長乏力，中國汽車行業(yè)、中小企業(yè)景氣度不高，削弱了汽車工業(yè)、通用工業(yè)企業(yè)的固定資產(chǎn)投資計(jì)劃，自動(dòng)化資本支出下滑。我國工業(yè)企業(yè)產(chǎn)成品周期持續(xù)時(shí)間約為 3-4 年，每輪周期平均上行 1-2 年、下行 2 年。

全球工業(yè)機(jī)器人市場集中度較高，四大家族借助汽車產(chǎn)業(yè)升級(jí)，奠定全球領(lǐng)先地位。全球機(jī)器人市場主要以工業(yè)機(jī)器人“四大家族”為代表的歐、日系企業(yè)占領(lǐng)，包括發(fā)那科（FANUC）、安川（Yaskawa）、ABB、庫卡（KUKA），市場份額合計(jì)達(dá)到 50%以上。發(fā)那科成立于 1956 年，為日本企業(yè)，主營專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)，其工業(yè)機(jī)器人精度高，工藝控制敏捷，小型化優(yōu)勢明顯。安川電機(jī)成立于 1915 年，同樣為日本企業(yè)，以關(guān)鍵零部件伺服和運(yùn)動(dòng)控制器起家。ABB 為瑞士企業(yè)，其生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人廣泛運(yùn)用于焊接、裝配、鑄造等很多領(lǐng)域。庫卡為德國企業(yè)，其工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用廣泛，涉及到汽車、自動(dòng)化、金屬加工、食品和塑料等產(chǎn)業(yè)。汽車和 3C 市場仍然是工業(yè)機(jī)器人的主要市場，占總體規(guī)模 60%以上。以工業(yè)機(jī)器人四大家族為代表的歐、日系工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品目前主要以汽車工業(yè)機(jī)器人為主。原因是汽車和電子制造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，屬于單件大批量制造，是比較適合機(jī)器人的應(yīng)用場景。根據(jù)四大家族的產(chǎn)業(yè)鏈供給情況，除庫卡的伺服電機(jī)還需要外購?fù)猓溆嗑梢詫?shí)現(xiàn)伺服電機(jī)、控制系統(tǒng)的自產(chǎn)，從而大幅降低整機(jī)成本，提升毛利率，最終創(chuàng)造公司的核心競爭力。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域

工業(yè)機(jī)器人在汽車、電子、金屬制品、塑料及化工產(chǎn)品等行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。汽車、3C 領(lǐng)域以外的行業(yè)，由于產(chǎn)品非標(biāo)準(zhǔn)化程度高，自動(dòng)化率普遍不高，國內(nèi)外企業(yè)處于同一起跑線。目前在通用行業(yè)部分領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用發(fā)展迅速，國內(nèi)機(jī)器人制造企業(yè)具有相對(duì)優(yōu)勢。由于客戶規(guī)模小，非標(biāo)準(zhǔn)化嚴(yán)重，相對(duì)于汽車、3C 市場而言，巨頭暫未充分涉足，國內(nèi)企業(yè)面臨的競爭壓力相對(duì)較小。2017 年國內(nèi)金屬加工機(jī)器人銷量同比增長 99%，從國內(nèi)的市場份額來看，內(nèi)資企業(yè)占據(jù)優(yōu)勢。2017 年非金屬礦物、塑料和化學(xué)制品業(yè)、金屬加工業(yè)國產(chǎn)化率分別達(dá)到 86%、74%、52%。

工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈

整個(gè)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈包括上游核心零部件、中游整機(jī)制造以及下游系統(tǒng)集成。工業(yè)機(jī)器人核心零部件包括減速器、伺服電機(jī)與控制器，分別約占整機(jī)成本的 30%、20%和 20%。本體包括關(guān)節(jié)型機(jī)器人、并聯(lián)型機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人和 SCARA 機(jī)器人。

在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，從核心零部件、本體到系統(tǒng)集成，中國都具備一定的實(shí)力。

控制器

2018 年中國運(yùn)動(dòng)控制器市場規(guī)模超 20 億元，工業(yè)機(jī)器人控制器行業(yè)比較特殊，控制需要和工業(yè)機(jī)器人本體密切關(guān)聯(lián)，國際主流的工業(yè)機(jī)器人本體廠商一般自行開發(fā)控制器，從而保證機(jī)器人的穩(wěn)定性和技術(shù)體系。因此，控制器市場與機(jī)器人本體市場高度關(guān)聯(lián)。控制器和伺服系統(tǒng)關(guān)聯(lián)緊密，運(yùn)動(dòng)控制一體化是未來應(yīng)用趨勢，但需結(jié)合本體使用，本體企業(yè)在達(dá)到一定體量后，都會(huì)傾向于自主生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)控制，單純做運(yùn)動(dòng)控制很難生存。

減速器

減速器是工業(yè)機(jī)器人最為關(guān)鍵的核心部件，全球市場高度集中，CR3 高達(dá) 85%。其中日本納博特斯克（RV 減速器）市場占比 60%，日本哈默納科（諧波減速器）市場占比 15%。GGII 數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)機(jī)器人減速器 70%以上的市場份額被外資減速器企業(yè)壟斷（Nab、HD、住友、新寶等），國產(chǎn)化率不足 30%。

減速器廠商經(jīng)歷了 2017 年“供不應(yīng)求”的黃金時(shí)代，2018 年“供過于求”的白銀時(shí)代，2019 年“求生存”的青銅時(shí)代。傳統(tǒng)中帶著“高精尖”的外衣光環(huán)，過去一直吸引著眾多企業(yè)和資本躍躍欲試。市場變化的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出想象，量價(jià)齊跌的當(dāng)下，減速器行業(yè)作為重資產(chǎn)投資的典型代表，眾多已入局的企業(yè)面臨進(jìn)退維谷的境地。

新增的工業(yè)機(jī)器人需求必然能帶動(dòng)減速器產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。同時(shí)，減速器本身有額定的使用壽命，需要定期更換。工業(yè)機(jī)器人的工作壽命一般為 8-10 年，期間減速器作為傳動(dòng)、承重部件，磨損不可避免，其使用壽命通常在兩年左右，因而，當(dāng)前保有的工業(yè)機(jī)器人維修保養(yǎng)亦需要大量的減速器替換。GGII 預(yù)計(jì)，2020-2023 年，工業(yè)機(jī)器人用減速器需求量超 360 萬臺(tái)。

從產(chǎn)品類型來看，國產(chǎn)諧波減速器進(jìn)步相對(duì)明顯，目前已經(jīng)涌現(xiàn)如綠的、來福、大族精密等廠商，從品牌度和市場份額上均有較大的提升；國產(chǎn) RV 減速器發(fā)展相對(duì)緩慢，雖然具備量產(chǎn)能力的廠商不在少數(shù)，但是從市場占比和品牌度來看，稍顯弱勢，國產(chǎn)廠商中尚無綜合優(yōu)勢較為突出的廠商代表，年產(chǎn)銷量在 2 萬臺(tái)左右的廠商屈指可數(shù)，尚難以對(duì)外資巨頭構(gòu)成直接威脅。從另一方面來看，RV 減速器市場格局的不確定性強(qiáng)于諧波減速器市場，RV 減速器的高技術(shù)和高投資是主要的門檻，在一定程度上對(duì)入局者提出更高的要求。

國內(nèi)企業(yè)在減速器領(lǐng)域有所突破，上市公司中，中大力德、巨輪智能、秦川機(jī)床、昊志機(jī)電等都在研發(fā)。綠的諧波在諧波減速器領(lǐng)域有所技術(shù)突破，成功登陸科創(chuàng)版。南通振康目前也具備了年產(chǎn) 3 萬臺(tái)的產(chǎn)能，并已向國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人廠商埃夫特等供貨。整體來講，國產(chǎn)減速器有所突破，但知名度和市占率仍有待進(jìn)一步提高。

伺服器

2018 年國內(nèi)伺服系統(tǒng)市場規(guī)模 60 億元，我國工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)主要被國外品牌壟斷，其中日系品牌約占 50%、歐美品牌約 30%、中國臺(tái)灣品牌約 10%，大陸企業(yè)約 10%。日系企業(yè)包括安川、三菱、三洋、歐姆龍、松下等公司，主要是小型功率和中型功率產(chǎn)品；歐美系品牌包括西門子、博世力士樂、施耐德等公司，在大型伺服具有優(yōu)勢地位；國產(chǎn)品牌主要包括匯川、臺(tái)達(dá)、埃斯頓等公司，主要為中小型伺服。

雖然工業(yè)基本盤的投資陸續(xù)回升，但短期內(nèi)需求傳導(dǎo)依然面臨一定的障礙，不確定風(fēng)險(xiǎn)因素依然存在，尤其是汽車行業(yè)，處于產(chǎn)業(yè)變革的長周期內(nèi)，GGII 認(rèn)為，未來幾年工業(yè)機(jī)器人整體大爆發(fā)的可能性微乎其微，細(xì)分領(lǐng)域高增長則是大概率事件。從細(xì)分產(chǎn)品看：

在中國市場，目前國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人市場份額只有約 32.8%，排名靠前的國內(nèi)機(jī)器人公司包括廣州啟帆、埃夫特、新松、埃斯特、廣州數(shù)控、新時(shí)達(dá)等。

多關(guān)節(jié)機(jī)器人

多關(guān)節(jié)機(jī)器人因?yàn)榕c汽車行業(yè)的高關(guān)聯(lián)度，受汽車行業(yè)不景氣的影響較大。相比之下，輕小負(fù)載產(chǎn)品的市場增速高于中大負(fù)載產(chǎn)品。但同時(shí)，輕小負(fù)載產(chǎn)品（負(fù)載≤20kg）同質(zhì)化嚴(yán)重，價(jià)格競爭愈演愈烈，系內(nèi)外資工業(yè)機(jī)器人廠商較量的主戰(zhàn)場；中大負(fù)載產(chǎn)品（負(fù)載＞20kg）國產(chǎn)廠商開始著重布局，但與外資差距尚存差距，針對(duì)細(xì)分領(lǐng)域的定制化開發(fā)本體或有較大機(jī)會(huì)。

SCARA

SCARA 機(jī)器人是受 3C 行業(yè)帶動(dòng)的市場。從新品和價(jià)格看競爭，GGII 統(tǒng)計(jì)顯示，2019 年國內(nèi)外共計(jì) 13 家企業(yè)相繼推出了新功能或新型號(hào)的 SCARA 機(jī)器人產(chǎn)品。2019 年年初，市場上出現(xiàn)了售價(jià)僅為 15000 元的 SCARA 機(jī)器人單品?？梢钥闯?SCARA 本體企業(yè)之間的競爭日趨殘酷，在一定程度上加劇了行業(yè)內(nèi)的“白熱化”。2020 年受益于 3C 行業(yè)需求帶動(dòng)，增長明顯，2020H1 市場增速在 30%以上，部分頭部廠商增速超過 50%。新入局者的持續(xù)增加，尤其是六軸機(jī)器人玩家的入局，無疑增加了 SCARA 機(jī)器人領(lǐng)域的熱度，在成本日趨透明的當(dāng)下，過去單純的產(chǎn)品銷售策略會(huì)漸漸失效，系統(tǒng)解決方案的能力將是各廠商都需要長期補(bǔ)足和提升的能力要素。

并聯(lián)機(jī)器人

2019 年，中國并聯(lián)機(jī)器人廠商數(shù)量超過 60 家，并聯(lián)機(jī)器人市場的發(fā)展速度堪比其工作運(yùn)行速度。并聯(lián)機(jī)器人由于在航空、金屬加工、食品、醫(yī)療等行業(yè)的需求日趨穩(wěn)定，一直呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。

曾經(jīng)的“小眾”市場逐漸走向“潮流”，雖然各玩家彼此的差距尚小，但以勃肯特為代表的國產(chǎn)廠商已經(jīng)在產(chǎn)品創(chuàng)新上取得較大進(jìn)步，如針對(duì)芯片、珠寶、手表等精密部件的理料分揀，推出微米級(jí)直線驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，可以滿足更多高精度、高速度、高剛度的應(yīng)用要求；此外還有協(xié)作并聯(lián)機(jī)器人，可以滿足多機(jī)協(xié)作的要求。

在并聯(lián)機(jī)器人細(xì)分賽道，國產(chǎn)的市場張力進(jìn)一步凸顯，市場份額穩(wěn)步提升。藍(lán)皮書數(shù)據(jù)顯示，2017-2019 年國產(chǎn)并聯(lián)機(jī)器人市場份額分別為 55.00%、68.22%和 75.32%。

系統(tǒng)集成

汽車和 3C 電子領(lǐng)域，仍然是外資為主的市場。而在需要非標(biāo)定制化、充分理解和接觸下游行業(yè)客戶的市場（食品、飲料、物流等），已經(jīng)出現(xiàn)國內(nèi)廠商主導(dǎo)的局面。

工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成商經(jīng)過多年的發(fā)展，行業(yè)屬性與工藝屬性特征明顯，同時(shí)也在不斷的交叉滲透，因?yàn)檫@個(gè)群體呈較為明顯的“長尾”特性。

在硬件日益趨同的當(dāng)下，各廠商逐漸聚焦在軟件實(shí)力的比拼上。如果說硬件是集成商的基礎(chǔ)課程，那么軟件則是集成商的進(jìn)階課程，其中最大的難點(diǎn)在于將各行業(yè)各類技術(shù)工藝機(jī)理模型的建立，并最終轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的模型。

發(fā)展趨勢

工業(yè)機(jī)器人更小、更輕、更靈活

當(dāng)前，機(jī)器人包括了工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人。2019 年工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模 189 億美元，占機(jī)器人總體營收的 54%。中國工業(yè)機(jī)器人銷售額為 57 億美元，約占全球市場的 1/3。的應(yīng)用場景愈加廣泛，苛刻的生產(chǎn)環(huán)境對(duì)機(jī)器人的體積、重量、靈活度等提出了更高的要求。與此同時(shí)，隨著研發(fā)水平不斷提升、工藝設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，以及新材料相繼投入使用，工業(yè)機(jī)器人正向著小型化、輕型化、柔性化的方向發(fā)展，類人精細(xì)化操作能力不斷增強(qiáng)。例如，日本 SMC 致力于為機(jī)器人研制高品質(zhì)的末端執(zhí)行器，研發(fā)的新型汽缸體積縮小了 40% 以上，質(zhì)量最高減輕了 69%，耗氣量最高減少了 29%。日本愛普生首款新型折疊手臂六軸機(jī)器人 N2，可在現(xiàn)有同級(jí)別機(jī)械臂 60% 的工位空間內(nèi)完成靈活操作；折疊手臂六軸機(jī)器人 N6 采用內(nèi)部走線設(shè)計(jì)，其折疊手臂可自然進(jìn)入高層設(shè)備、機(jī)器、架子等狹窄空間；T3 緊湊型 SCARA 機(jī)器人將控制器內(nèi)置，避免了在設(shè)置和維護(hù)過程中進(jìn)行復(fù)雜的布線，大大提高了成本效率并保持較低的總運(yùn)行成本。德國費(fèi)斯托（Festo）的新型全氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂，將剛性的“抓取”轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝缘摹皣　?，能完成靈活抓取不同大小部件的任務(wù)。

人機(jī)協(xié)作成為重要發(fā)展方向

隨著機(jī)器人易用性、穩(wěn)定性以及智能水平的不斷提升，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸由搬運(yùn)、焊接、裝配等操作型任務(wù)向加工型任務(wù)拓展，人機(jī)協(xié)作正在成為工業(yè)機(jī)器人研發(fā)的重要方向。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人必須遠(yuǎn)離人類，在保護(hù)圍欄或者其他屏障之后，以避免人類受到傷害，這極大的限制了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用效果。人機(jī)協(xié)作將人的認(rèn)知能力與機(jī)器人的效率結(jié)合在一起，從而使人可以安全、簡便的進(jìn)行使用。例如，瑞士 ABB 的雙臂人機(jī)協(xié)作機(jī)器人 YuMi 可與工人一起協(xié)同工作，在感知到人的觸碰后，會(huì)立刻放慢速度，最終停止運(yùn)動(dòng)。德國庫卡（KUKA）的協(xié)作機(jī)器人 LBR iiwa 可以以每秒 10 毫米或 50 毫米的速度抵近物體，并在遇到阻礙后立刻停止運(yùn)動(dòng)。優(yōu)傲 e-Series 協(xié)作式機(jī)器人可設(shè)定機(jī)械臂保護(hù)性停止的停止時(shí)間和停止距，并內(nèi)置力傳感器提高精度和靈敏度，滿足更多應(yīng)用場景的需求。

工業(yè)機(jī)器人與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合日趨緊密

隨著新一代信息技術(shù)與制造業(yè)進(jìn)一步加速融合，制造業(yè)愈加顯著地表現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、智能化的前沿發(fā)展趨勢，機(jī)器人龍頭企業(yè)紛紛落子工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，例如，庫卡機(jī)器人可與基于云技術(shù)的庫卡 Connect 相連，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)查看和分析工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，減少系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間、進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)等，并通過大數(shù)據(jù)分析持續(xù)提高生產(chǎn)率、質(zhì)量和靈活性。ABB 推出 ABBAbility 工業(yè)云平臺(tái)，并與華為展開合作聯(lián)合研發(fā)機(jī)器人端到端的數(shù)字解決方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控、配置和大數(shù)據(jù)應(yīng)用，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和節(jié)約成本。發(fā)那科（Fanuc）設(shè)立 Fanuc Intelligent Edge Link andDrive（FIELD）平臺(tái)，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)中的機(jī)床、機(jī)器人、周邊設(shè)備及傳感器的連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提高生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)質(zhì)量、效率、靈活度以及設(shè)備的可靠性。

硬件技術(shù)趨于成熟，難有顛覆創(chuàng)新。國內(nèi)廠商迎來追趕良機(jī)

結(jié)合巨頭發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，掌握運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)，提升本體附加值的頭部企業(yè)優(yōu)勢會(huì)越來越大。

下游用戶企業(yè)逐漸轉(zhuǎn)型自供機(jī)器人

由于采購規(guī)模增長和企業(yè)轉(zhuǎn)型需求，產(chǎn)業(yè)鏈下游重點(diǎn)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)開始加快并購和研發(fā)進(jìn)程，進(jìn)一步向上游延伸。例如，美的集團(tuán)通過收購庫卡公司迅速布局機(jī)器人領(lǐng)域的中游總裝環(huán)節(jié)，積累下游應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，建立起明顯的競爭優(yōu)勢，并在收購德國庫卡公司后，與以色列運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)解決方案提供商 Servotronix 達(dá)成戰(zhàn)略合作，進(jìn)一步增強(qiáng)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力。碧桂園集團(tuán)成立子公司博智林機(jī)器人，進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域，開發(fā)研制應(yīng)用于建筑業(yè)、餐飲、物業(yè)管理、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的機(jī)器人產(chǎn)品。娃哈哈新成立了一家人工智能機(jī)器人公司，加大智能機(jī)器人研發(fā)力度，已實(shí)現(xiàn)對(duì)集團(tuán)內(nèi)部子公司的自主供貨，并開展對(duì)外銷售。

總結(jié)

四大家族長期占據(jù)工業(yè)機(jī)器人的汽車和高端的 3C 領(lǐng)域

中低端的工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)有較多機(jī)器人的上市公司，競爭激烈

核心零部件仍是工業(yè)機(jī)器人的核心價(jià)值，特別是在高端（進(jìn)口替代）及高性價(jià)比（更高普及）兩個(gè)維度的機(jī)會(huì)，如 RV 減速器等

本體的并聯(lián)機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人，本土廠商進(jìn)步較大

汽車和 3C 領(lǐng)域之外的領(lǐng)域，由于需要更好的非標(biāo)定制化和服務(wù)，國內(nèi)公司具有更大的機(jī)會(huì)

服務(wù)和性價(jià)比是國產(chǎn)品牌的優(yōu)勢
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