全面進入工業(yè)化后期,,機器換人是大勢所趨
1.1 疫情不改行業(yè)復蘇,,制造業(yè)景氣度持續(xù)回升
我國工業(yè)機器人產(chǎn)量自2019年10月走出2018年9月以來的低迷負增長階段,,期間雖在2020年初受到新冠疫情影響,,但不改行業(yè)整體復蘇態(tài)勢,,行業(yè)自2019年10月以來,,產(chǎn)量同比增速屢創(chuàng)新高,,2021年3月工業(yè)機器人產(chǎn)量為 3.3 萬臺,同比增長80.8%,。
全球銷量方面,,2018年四季度以來,工業(yè)機器人行業(yè)受下游汽車和3C行業(yè)不景氣影響較大,,對2019年工業(yè)機器人產(chǎn)銷量造成一定的影響,,銷量同比下滑11.61%,但隨著持續(xù)的自動化趨勢及技術(shù)改進,,2020-2022年均增長率能夠保持在11.97%,,2022年全球工業(yè)機器人銷量有望達到59.3萬臺。
從下游需求來看,,全球范圍內(nèi)制造業(yè)投資保持復蘇態(tài)勢,,從全球主要國家制造業(yè)PMI指數(shù)來看,4月英國制造業(yè)PMI達到創(chuàng)26年內(nèi)新高的60.9,;美國PMI自去年3月以來連續(xù)14個月處于50以上,。國內(nèi)方面,我國制造業(yè)PMI自2020年3月以來持續(xù)維持在榮枯線之上,,2021年3月制造業(yè)固定資產(chǎn)投資額累計同比回升至29.8%,。從工業(yè)機器人應用占比最大的汽車制造業(yè)和3C行業(yè)固定資產(chǎn)投資增速來看,,汽車制造業(yè)固定資產(chǎn)投資方面,受益于各地出臺相繼出臺的汽車消費促進政策,,汽車制造業(yè)固定資產(chǎn)投資累計增速降幅持續(xù)收窄,,2021年3月為-3.3%;3C制造業(yè)去年4月以來固定資產(chǎn)投資穩(wěn)步復蘇,,到3月累計同比提升40.4%,。整體來看,下游制造業(yè)應用端景氣度保持持續(xù)回升態(tài)勢,。
1.2 人口紅利逐漸消退,,機器換人是確定趨勢
利好政策頻出,國家大力支持工業(yè)機器人發(fā)展,。我國已連續(xù)多年成為全球工業(yè)機 器人最大市場,,工業(yè)機器人作為實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的終端設備,在制造升級中扮演 著至關(guān)重要的角色,。政府多次出臺政策大力支持我國工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展,,國務院提出的《中國制造 2025》明確了制造升級的發(fā)展方向,工業(yè)機器人是重中之重,。隨著中國智造升級的產(chǎn)業(yè)政策和下游行業(yè)的需求增長,,預計到 2025 年我國制造 業(yè)重點領(lǐng)域?qū)⑷鎸崿F(xiàn)智能化,其中關(guān)鍵崗位將由機器人替代,。同時,,隨著工業(yè)機器人的價格下降、性能提升,、應用領(lǐng)域擴大,,工業(yè)機器人行業(yè)將繼續(xù)保持較快增長的勢頭。2020年5月,,兩會再次提出要扶持工業(yè)機器人核心零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展,,看好未來國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈加速閉環(huán)。
我國制造業(yè)人口紅利優(yōu)勢逐步消退,。中國制造業(yè)過去的成長方式主要依靠從業(yè)人 口基數(shù)大帶來的低成本優(yōu)勢,,而從1994年開始到2019年,中國人口出生率從17.8‰跌至10.48‰,,低于2018年全球粗出生率的18.17‰,。而出生率的下降直 接導致制造業(yè)從業(yè)人員工資的增長。我國制造業(yè)城 鎮(zhèn)單位就業(yè)人員平均工資從2010年的30916元上漲到2019年的78147元,,年均復合增速達到10.85%,;從勞動力人口結(jié)構(gòu)分布來看,我國15-64歲人口占總?cè)丝诒壤粩嘞陆?,?019年僅為70.65%,,可以看出目前我國人口成本不斷提升,適齡勞動力人口占比不斷走低,,我國人口紅利優(yōu)勢正在逐漸消退,。
價格差距逐漸縮小,機器換人具有較高性價比,。從工業(yè)機器人價格方面來看,,1996年到2019年間,我國工業(yè)機器人進口均價已經(jīng)由4.76萬美元/臺下降到1.63萬美元/臺,,工業(yè)機器人價格不斷下降與制造業(yè)工人工資不斷上升之間形成的剪刀差 正在不斷縮小,,考慮到工業(yè)機器人代替人工所帶來的效率和安全性等方面的提升,目前機器換人已經(jīng)具有了較高性價比,。
疫情推動制造業(yè)自動化升級需求,。我國首部機器人產(chǎn)業(yè)藍皮書《中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2019)》主編石勝君先生近期接受采訪時談到,疫情過后,,更多行業(yè) 也將加速推向“少人化,、無人化、智能化”,;而在人民網(wǎng)“金臺圓桌”人民戰(zhàn)疫·企業(yè)對策共商會上,,萬博新經(jīng)濟研究院院長滕泰先生同樣也表示,疫情結(jié)束后,,企業(yè)會越來越多的采用自動化,、機器人、人工智能等現(xiàn)代的管理方法,。本次COVID-19疫情中,,制造業(yè)龍頭企業(yè)自動化水平較高,在復工中展示出較大優(yōu)勢,,疫情短期影響過去之后,,勢必會促進機器人自動化的進一步應用滲透,會在較長時期內(nèi)促進制造業(yè)自動化率提升,。整體而言,,機器換人長期趨勢不會改變。
1.3 全面進入工業(yè)化后期,,對標日本,,該階段工業(yè)機器人發(fā)展迅速
我國全面進入工業(yè)化發(fā)展后期階段。2019年我國人均GDP為70891.78元,,約為10141.89美元,,處于錢納里模型中的工業(yè)化后期階段;三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為7.1%∶38.6%∶54.3%,,滿足A<10%,、I<S,,處于錢納里模型中的后工業(yè)化階段;2019 年第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)比重為25.1%,,符合錢納里模型中的工業(yè)化后期標準,;我國城鎮(zhèn)化率為60.60%,處于錢納里模型中的工業(yè)化后期階段,。綜合判斷,,我國工業(yè)化尚未完成,當前雖全面符合工業(yè)化后期標準,,但整個“十四五”期間也將仍處于工業(yè)化發(fā)展后期階段,。
借鑒日本發(fā)展經(jīng)驗,我國工業(yè)機器人發(fā)展前景仍較廣闊
雖然我國是全球工業(yè)機器人銷量第一大國,,但保有密度仍較低,。雖然我國2019年工業(yè)機器人銷量達到了14.05 萬臺,占據(jù)全球銷量的37.67%,,繼續(xù)保持全球 工業(yè)機器人供應第一大國的位置,。但從世界主要國家工業(yè)機器人人均保有密度來 看,作為目前全球工業(yè)機器人保有量密度最高的新加坡已經(jīng)達到了918臺/萬人,,相比之下,,2019 年我國工業(yè)機器人保有密度雖較去年提升47臺/萬人,達到187臺/萬人,,但仍遠低于韓國(855),、日本(364)、德國(346)等較發(fā)達國家,,未來國內(nèi)工業(yè)機器人仍有巨大的增量空間,。
我國工業(yè)機器人目前發(fā)展背景與當初日本極為相似:人工成本急劇上升、產(chǎn)業(yè)結(jié) 構(gòu)升級,、國家專項政策支持,。按照錢納里工業(yè)化模型,日本在1970年左右進入工業(yè)化后期階段,。該階段作為智能化,、自動化生產(chǎn)代表設備之一的工業(yè)機器人產(chǎn)品進入需求爆發(fā)增長期。其機器人保有量在1970-1980年間年均復合增長率超過50%,。
1.4 下游應用領(lǐng)域結(jié)構(gòu)升級仍有空間
工業(yè)機器人下游應用領(lǐng)域中,,汽車和3C領(lǐng)域占比最高。2019年汽車與3C行業(yè)合計占比超過50%以上,,其中汽車制造業(yè)是工業(yè)機器人應用最廣泛,、最成熟、數(shù)量最多的工藝領(lǐng)域,,占比達到28.15%,。3C行業(yè)由于產(chǎn)品 制造對生產(chǎn)效率和精度要求較高,,而工業(yè)機器人的特點符合其高精度、高柔性的要求,,其下游應用占比達到23.59%,,位列第二位。
新能源汽車,、5G手機加速滲透,工業(yè)機器人需求有望回暖,。過去幾年,,受限于傳統(tǒng)燃油汽車和3C行業(yè)增速放緩,市場對工業(yè)機器人需求呈現(xiàn)疲軟態(tài)勢,,不過隨著各國相繼推出新能源汽車發(fā)展規(guī)劃以及5G商用牌照陸續(xù)發(fā)放,,新能源汽車 和5G手機的加速滲透將支撐工業(yè)機器人需求的持續(xù)回暖。
無線耳機滲透率仍較低,,未來 3C 行業(yè)占比有望再次提升,。自2016年蘋果推出Airpods無線耳機以來,全球無線耳機出貨量始終保持三位數(shù)增長態(tài)勢,,2020年全球無線耳機出貨量為2.7億套,,同比增長105.4%。我們認為,,目前無線耳機的滲透率仍較低,,隨著未來技術(shù)愈發(fā)成熟以及價格逐漸降低,無線耳機出貨量持 續(xù)增加將帶動3C行業(yè)對工業(yè)機器人新的需求,,成為工業(yè)機器人新的增長點,。
縱向?qū)Ρ龋瑧妙I(lǐng)域結(jié)構(gòu)升級值得關(guān)注,。通過與2018年下游應用結(jié)構(gòu)占比進行對比,,我們可以發(fā)現(xiàn),雖然2019年汽車和3C兩大領(lǐng)域仍然占據(jù)第一,、二位,,但對比2018年,2019年兩大領(lǐng)域應用占比分別下降9.29%,、2.69%,,而在未分類 領(lǐng)域應用占比上漲9.45個百分點,說明目前全球工業(yè)機器人下游應用領(lǐng)域出現(xiàn)逐步擴散趨勢,,未來工業(yè)機器人應用領(lǐng)域結(jié)構(gòu)升級值得關(guān)注,。
二、工業(yè)機器人細分行業(yè)分析
目前工業(yè)機器人可分為多關(guān)節(jié)機器人,、協(xié)作機器人,、Delta機器人和SCARA機器人四大類,。
從國內(nèi)工業(yè)機器市場銷量來看,2020年銷量占比最高的是6軸多關(guān)節(jié)機器人,,市場銷量約為10.78萬臺,,占比約為62.88%,其次分別為SCARA機器人,、協(xié)作機器人和Delta機器人,,分別占比29.49%、4.38%和3.24%,。
2.1 多關(guān)節(jié)機器人
多關(guān)節(jié)機器人一般指擁有6個旋轉(zhuǎn)軸的關(guān)節(jié)機械手臂,,其優(yōu)勢在于類似于人手擁有很高的自由度,適合于幾乎任何軌跡或角度的工作,。通過搭配不同的末端執(zhí)行器,,多關(guān)節(jié)機器人可適用于裝貨、卸貨,、噴漆,、表面處理、測試,、測量,、弧焊、 點焊,、包裝,、裝配、切屑機床,、固定,、特種裝配操作、鍛造,、鑄造等大量應用場景,。
受限于傳統(tǒng)汽車需求見頂,多關(guān)節(jié)機器人增長放緩,。從6軸多關(guān)節(jié)機器人出貨量來看,,由于多關(guān)節(jié)機器人多應用于汽車制造業(yè),近年來隨著汽車制造業(yè)固定資產(chǎn)投資逐漸放緩,,行業(yè)對上游多關(guān)節(jié)機器人需求也逐漸放緩,。未來新能源汽車占比 的不斷提升有望重新帶動多關(guān)節(jié)機器人市場需求的提升。
>20kg 多關(guān)節(jié)機器人由外資品牌主導,,小負載競爭格局較為激烈,。2020 年我國 20 公斤以上 6 軸機器人市場份額為44421臺,其中份額前五位的發(fā)那科、安川,、庫卡,、川崎、ABB均位外資品牌,,合計占據(jù)市場份額約 70%,,該領(lǐng)域中,國產(chǎn)龍頭埃斯頓僅占據(jù) 6.9%的市場份額,。而在小負載(≤20kg)領(lǐng)域,,競爭格局相對分散,競爭較為激烈,,行業(yè)CR5為50.8%,,該領(lǐng)域中,內(nèi)資品牌能夠占據(jù)一定的市場份額,。
2.2 協(xié)作機器人
協(xié)作機器人(Collaborative robot)指被設計成可以在協(xié)作區(qū)域內(nèi)與人直接進行交 互的機器人。與傳統(tǒng)機器人不同,,協(xié)作機器人具有很強的獨立性,,機器人和人之 間可以互換,在生產(chǎn)過程中靈活性非常高,。不過其缺點也很明顯,,在與人協(xié)作過 程中,未來保護人的安全,,對機器人控制能力和防碰撞能力都提出較高要求,,因 此協(xié)作機器人運行速度普遍只有傳統(tǒng)機器人的 1/3-1/2。此外,,為了減少機器人運 動時的動能,,其設計結(jié)構(gòu)一般較為簡單、重量較輕,,這就導致其負載一般只能在 10kg 以下,,應用場景受到限制。
協(xié)作機器人出貨量快速增長,,遨博,、優(yōu)傲占據(jù)市場2/3。協(xié)作機器人市場規(guī)模從2016年的1714臺快速增長到2020年的7514 臺,,年復合增速達到44.70%,,預計到2022年,我國協(xié)作機器人市場規(guī)模有望增長到9426臺,。從市場結(jié)構(gòu)來看,,行業(yè)內(nèi)兩大領(lǐng)導者遨博和優(yōu)傲分別占據(jù)33.3%和30%,合計占據(jù)我國協(xié)作機器人市場份額的2/3。
2.3 Delta機器人
并聯(lián)機器人是指手臂含有閉環(huán)結(jié)構(gòu)桿件的機器人,,由動平臺,、靜平臺和至少兩個獨立的運動支鏈構(gòu)成,行業(yè)內(nèi)通常將具有3個空間自由度和1個轉(zhuǎn)動自由度的并聯(lián)機器人叫做Delta機器人,,從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上來看,,Delta機器人占據(jù)并聯(lián)機器人市場份額的60%-70%。與傳統(tǒng)串聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)不同,,并聯(lián)機器人其中一個軸的運動不會改變另一個軸的坐標原點,。
并聯(lián)機器人體量較小,常被用于分揀包裝,。2020年Delta機器人市場規(guī)模為5563臺,,僅占2020年全國工業(yè)機器人市場規(guī)模的3.24%。體量較小主要由于并聯(lián)機器人造價過高,,以應用最多的 Delta 機器人為 例,,其造價普遍在 10 萬元左右,而進口水平關(guān)節(jié)機器人單價在 5 萬元左右,,雖 然并聯(lián)機器人在運動速度上優(yōu)勢明顯,,但水平關(guān)節(jié)機器人在精度更高的同時,性 價比優(yōu)勢更高,,未來并聯(lián)機器人還需要進一步降低生產(chǎn)成本,,憑借較為接近的性 價比刺激下游需求。
2.4 SCARA機器人
SCARA機器人(Selective Compliance Assembly Robot Arm,,選擇順應性裝配 機械手臂)屬于平面關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人,,結(jié)構(gòu)包括3個相互平行的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和1個垂直于平面的移動關(guān)節(jié),分別用與對平面上物體的定位和工業(yè)機器人垂直平面 內(nèi)的運動,。
市場規(guī)??焖僭鲩L,3C行業(yè)SCARA機器人需求大,。SCARA機器人具有負載小,、速度快的產(chǎn)品特點,主要被應用在3C行業(yè),、食品行業(yè),、半導體行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)等,其中3C行業(yè)一條電子生產(chǎn)線上所需機器人數(shù)量往往達上百臺以上,,其對SCARA機器人需求量最大,,占比約為60%。從市場規(guī)模來看,,2016年以來我國SCARA機器人市場規(guī)模從18779臺增長到50574臺,,年符合增速達到28.10%,。預計到2022年,我國SCARA市場份額有望達到58278臺,。
愛普生,、雅馬哈占據(jù)市場半壁江山,匯川為國產(chǎn)龍頭,。目前我國SCARA機器人市場已基本形成由愛普生,、雅馬哈兩家外資企業(yè)主導的格局,2020 年兩家企業(yè)合 計占據(jù)中國市場份額的50%,,其中愛普生自2011年起一直保持全球 SCARA 機 器人市占率第一名,,是全球范圍內(nèi)行業(yè)絕對龍頭。國內(nèi)企業(yè)由于起步較晚,,從出貨量上來看國內(nèi)企業(yè)市場規(guī)模較小,,其中匯川技術(shù)是內(nèi)資龍頭企業(yè),2020年出貨 量達到3535臺,,占比約為7%,。
三、細分領(lǐng)域龍頭初現(xiàn),,國產(chǎn)替換確定性強
自2013年起,,中國已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機器人市場。2015年至2018年中國的工業(yè)機器人安裝量分別為6.85萬臺,、9.65萬臺、15.62和15.40萬臺,。工業(yè)機器人本體方面,,2019年國內(nèi)市場中國內(nèi)外的機器人本體市場份額(以 臺數(shù)計算)為29.7%,較2015年的18.6%有明顯提升,。
3.1 工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈情況
目前工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈主要可分為上游核心零部件,、中游本體制造和下游系統(tǒng)集 成三大方面。從成本角度來看,,三大零部件是工業(yè)機器人成本占比較大的部分,, 尤其是減速器成本占比已經(jīng)超過了本體的比重,達到32%,,另外兩大核心零部件 伺服系統(tǒng),、控制器分別占比工業(yè)機器人成本的22%和12%。
市占率方面,,全球工業(yè)機器人市場主要被四大家族(瑞士ABB,、德國庫卡、日本 發(fā)那科,、日本安川)占據(jù),,四家企業(yè)合計占據(jù)全球50%以上、國內(nèi)60%左右的份額。從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看,,四大家族在上游零部件和中游機器人本體制造環(huán)節(jié)占據(jù)主導地位,,而國內(nèi)企業(yè)由于自主核心技術(shù)較少、機器人技術(shù)水平較低,、產(chǎn)品主要 面向低端產(chǎn)品,。不過隨著近年來國產(chǎn)機器人自主化率不斷提升,雖然外資仍然占 有優(yōu)勢地位,,但國產(chǎn)企業(yè)將憑借成本和服務優(yōu)勢逐漸向核心零部件領(lǐng)域發(fā)展,,目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)一批具有較強實力的核心零部件企業(yè)。
從盈利能力角度來看,,工業(yè)機器人上游零部件,、中游本體和下游集成領(lǐng)域的盈利 能力具有一定差異。其中處于中游本體領(lǐng)域的企業(yè)毛利率,、凈利率水平相對較低,, 零部件和集成領(lǐng)域憑借其較高的工藝要求和客戶資源優(yōu)勢盈利能力較強。
3.2.1 核心零部件一:減速器
目前應用于機器人領(lǐng)域的減速機主要分為諧波減速器,、RV 減速器兩種,。在關(guān)節(jié)型機器人中,由于RV減速器具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度,,一般被放置在機座,、大臂、肩部等重負載的位置,,而將諧波減速器放置在小臂,、腕部或手部。
全球減速器市場中諧波減速器行業(yè)龍頭為哈默納科,,RV減速器的行業(yè)龍頭為納 博特斯克,,目前在精密機器人減速器市場中,上述兩家公司憑借雄厚的資本實力 和長期的技術(shù)積累,,占據(jù)了全球工業(yè)機器人減速器市場 75%左右的份額,。國產(chǎn)減 速器龍頭為綠的諧波,雖然其較早地完成了工業(yè)機器人諧波減速器技術(shù)研發(fā)并實 現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),,實現(xiàn)了對進口產(chǎn)品的替代,但分析其減速器產(chǎn)品出口均價我們可以發(fā)現(xiàn),,公司銷售給境外的諧波減速器平均價格低于銷售給境內(nèi)的客戶,,主要原因是銷往境外的產(chǎn)品主要是Universal Robots購買的小型諧波減速器。
3.2.2 核心零部件二:伺服系統(tǒng)
伺服系統(tǒng)是指以物體的位置,、方位,、狀態(tài)等控制量組成的,,能夠跟隨任意變化的輸入目標或給定量的自動控制系統(tǒng),主要包括驅(qū)動器和電機兩部分,。伺服系統(tǒng)可按照控制命令的要求,,對功率進行放大、變換與調(diào)控等處理,,通過驅(qū)動裝置對電 機輸出力矩,、速度和位置的控制量,最終形成的機械位移能準確地執(zhí)行輸入指令 要求,。
2018 年交流伺服系統(tǒng)市場規(guī)模69.42億元,,同比增速3.93%;其中,,用于工業(yè)機器人領(lǐng)域的交流伺服系統(tǒng)市場規(guī)模為21.50億元,,占比30.97%。隨著伺服系統(tǒng)將在交流伺服市場規(guī)模比重中逐漸上 升,,到 2023年,,機器人用伺服系統(tǒng)市場占比有望提升至40%以上,市場規(guī)模達到41億元,。
國產(chǎn)工業(yè)機器人用伺服系統(tǒng)市場占比為22.34%,,絕大部分市場份額仍由外資占 據(jù)。2018年以日本松下,、安川,、三菱等為代表的日系品牌占據(jù)國內(nèi)伺服系統(tǒng)全 部市場份額的47%左右,西門子,、博世力士樂,、貝加萊(B&R)等歐美系品牌主要 把握高端市場。國產(chǎn)品牌在技術(shù)儲備,、產(chǎn)品性能、質(zhì)量上與國外品牌存在較大差 距,。但近年來伺服系統(tǒng)的本土化生產(chǎn)速度不斷加快,,匯川技術(shù)、埃斯頓,、雷賽智 能等國產(chǎn)品牌快速發(fā)展,,市場份額占比穩(wěn)步提升。
3.2.3 核心零部件三:控制器
控制器包括硬件和軟件兩部分:硬件部分主要是工業(yè)控制板卡,,包括一些主控單元,、信號處理部分等電路;軟件部分主要是控制算法,、二次開發(fā)等,。雖然控制器成本與技術(shù)門檻相對較低,,但目前大部分中國控制器企業(yè)只生產(chǎn)通用控制器,成 熟的機器人廠商為了保證機器人的穩(wěn)定性一般自行開發(fā)控制器,,因此專注于工業(yè)機器人控制器領(lǐng)域的企業(yè)數(shù)量較少,,所以控制器的市場份額基本跟機器人本體保 持一致。
控制器主要有PLC控制,、PC-Based控制和專用控制,,分別占比約30%、32%和38%,, 工業(yè)機器人主要使用PC-Based控制器和專用控制兩種,。其中PC-Based控制器科提供地城函數(shù)路進行靈活的二次開發(fā)和編程,可以實現(xiàn)更為復雜的運動控制,。
目前國產(chǎn)控制器已經(jīng)可以滿足基本要求,,但在控制系統(tǒng)的研發(fā)方面仍與國外企業(yè)有一定的差距,國產(chǎn)控制系統(tǒng)憑借較高性價比在低端領(lǐng)域占有一定優(yōu)勢,。未來隨著工業(yè)機器人智能化和柔性化發(fā)展的要求,,控制器逐漸向標準化和開放化發(fā)展,國產(chǎn)控制系統(tǒng)將迎來發(fā)展機會,。
3.3 中游工業(yè)機器人本體
工業(yè)機器人本體生產(chǎn)商負責工業(yè)機器人本體的組裝和集成,,即機座和執(zhí)行機構(gòu),包括手臂,、腕部等,,部分機器人本體還包括行走結(jié)構(gòu)。按機械結(jié)構(gòu)分,,工業(yè)機器 人可以分為直角坐標機器人,、SCARA 機器人、關(guān)節(jié)型機器人,、圓柱坐標機器人等,。我國工業(yè)機器人銷量結(jié)構(gòu)以坐標機器人和關(guān)節(jié)機器人為主,占比達到 80%,。
內(nèi)資品牌機器人銷售占比不斷上升,。2015年到2019年國產(chǎn)機器人本體的內(nèi)資市 場份額由18.6%提升至30.3%,2020年內(nèi)資占比略有下降為28.6%,。目前內(nèi)資工業(yè) 機器人本體制造仍主要集中在中低端市場,,高端應用市場仍然被發(fā)那科、庫卡,、 ABB,、安川四家企業(yè)占據(jù)。
高端市場被“四大家族”壟斷,,埃斯頓進入全球前十,。2020年“四大家族”合計共占據(jù)市場份額的36%,,分別為發(fā)那科(14%)、ABB(8%),、安川(8%),、庫卡(6%)。國產(chǎn)龍頭埃斯頓市場份額為3%,,排名第八位,,是前十名中唯一一家內(nèi)資品牌。
3.4 下游工業(yè)機器人集成領(lǐng)域
工業(yè)機器人企業(yè)主要集中在系統(tǒng)集成領(lǐng)域,。系統(tǒng)集成和應用,,該階段主要根據(jù) 不同的應用場景和用途對工業(yè)機器人本體的基礎(chǔ)上進行有針對性地系統(tǒng)集成和軟 件二次開發(fā),將機器人本體和附屬設備進行系統(tǒng)集成,,使其擁有特定的工作能力,。
2019 年中國工業(yè)機器人系統(tǒng)集成市場規(guī)模為1857億元,其中80%的市場份額被本土工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商占據(jù),,較2018年提升了兩個百分點,。我們認為,隨著5G技術(shù)帶動3C行業(yè)的再次提速,,系統(tǒng)集成需求也有望持續(xù)提升,,到 2022年工業(yè)機器人系統(tǒng)集成市場規(guī)模有望突破2000億 元。
截至2020年6月,,MIRDATABANK數(shù)據(jù)庫共收錄9456家工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商,。其中長三角地區(qū)、珠三角地區(qū)為兩大集聚區(qū)域,,兩地區(qū)廠商合計占比超過70%,。其中30%集中在廣東省,41.4%集中在江浙滬地區(qū),,5.1%集中在京津冀地區(qū),,與全國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)園分布情況高度吻合。
國內(nèi)系統(tǒng)集成商數(shù)量多,、規(guī)模小,,且集中在中低端領(lǐng)域。目前我國工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商主要以內(nèi)資為主,,2019年內(nèi)資品牌共占據(jù)國內(nèi)約80%的市場份額,企業(yè)規(guī)模普遍較小,,主要服務于中低端市場,,外資工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商主要集中 在高端工藝段和中端工藝段,如焊接,、裝配,、鉚接和檢測等系統(tǒng)集成領(lǐng)域,。隨著國產(chǎn)市場競爭越來越激烈,疫情過后大概率會迎來行業(yè)洗牌,,預計未來本土繼承企業(yè)數(shù)量將逐步減少,。
下游電子和汽車為主要行業(yè),份額增速呈現(xiàn)下滑態(tài)勢,。2019 年電子和汽車整車行業(yè)是工業(yè)機器人系統(tǒng)集成下游行業(yè)中市場份額最大的兩個行業(yè),,合計占比約為39%。從下游細分行業(yè)增長情況來看,,2019年,,除電子和汽車整車兩大應用領(lǐng)域增長出現(xiàn)下滑外,其余行業(yè)均有所提升,,其中提升最大的行業(yè)為金屬加工行業(yè),。
四、工業(yè)機器人未來發(fā)展展望
編程方式將從手工示教過渡為離線編程,。在當前的機器人應用中,,手工示教仍然主宰著整個機器人焊接領(lǐng)域,示教器是進行機器人手動操縱,、程序編寫,、參數(shù)配 置及監(jiān)控用的手持裝置,也是最常見的機器人控制裝置,。但傳統(tǒng)手工示教缺乏外 部信息傳感,,靈活性較差,需要操作人員花費大量時間進行,,而且編程過程中需 要機器人停止工作,,因此編程效率較差。與示教編程相比,,離線編程可以減少機器人工作時間,,結(jié)合CAD技術(shù)達到簡化編程的效果。
智能制造為工業(yè)機器人發(fā)展注入動力,。近年來我國先后出臺了多項政策,,為智能制造發(fā)展提供了有力的政策保障,作為我國中長期全面提升制造業(yè)競爭實力的核心引擎,,發(fā)改委等部門自2015年起啟動智能制造試點示范項目,,旨在鼓勵智能制造單元、智能產(chǎn)線及智能工廠建設,。從示范項目成果來看,,智能制造行業(yè)發(fā)展對工 業(yè)機器人、變頻,、伺服,、PLC,、DCS 等行業(yè)具有直接拉動效應。
人機協(xié)作成為工業(yè)機器人發(fā)展方向,。傳統(tǒng)的工業(yè)機器人在作業(yè)時需與人類保持安全距離,,以免人類受到傷害。目前人機協(xié)作的安全控制方案基本可分為基于外部 監(jiān)控的外部控制系統(tǒng)方案和給予機器人本體設計的內(nèi)部控制系統(tǒng)方案兩種,,包括安裝激光距離傳感器和機器人本體輕量化等具體方法,,未來隨著機器人穩(wěn)定性和智能水平的不斷提高,人機協(xié)作可以將人類的認知判斷與機器人的高效結(jié)合在一起,,是工業(yè)機器人的重要發(fā)展方向,。
來源:控制工程網(wǎng)