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36氪研究院|2022年中國工業機器人行業洞察報告

工業機器人是先進制造業的關鍵支撐裝備,是大陸深入實施制造強國戰略的重要抓手。随着勞動力人口下降、人力成本上升以及制造業數字化、智能化改造更新需求日益凸顯,大陸工業機器人市場獲得較快發展,在電子、汽車、金屬加工、锂電池、光伏等行業實作廣泛應用。未來,随着國産廠商技術加速突破,不斷縮小與國外品牌實力差距,大陸工業機器人行業競争力将進一步提升。同時,随着政府出台系列支援政策以及協作機器人等創新産品在特殊制造業場景的應用加速拓寬,大陸工業機器人産業規模将進一步擴大,預計2023年将達到589億元,2020-2023年CAGR約11.7%。

1、發展概述 政策環境:大陸加快推進制造強國建設,系列政策鼓勵工業機器人行業發展

工業機器人是制造業轉型更新的重要抓手,其研發、制造、應用已成為衡量國家高端制造業水準的重要标志。近年來,國務院、工信部、發改委等部門陸續出台系列政策檔案,促進工業機器人産業健康發展,進而為加快制造強國建設提供了助力。2021年12月,《“十四五”機器人産業發展規劃》(工信部聯規〔2021〕206号)印發,提出面向汽車、航空航天、軌道交通、半導體等重點行業,推進焊接機器人、真空(潔淨)機器人、物流機器人、協作機器人、移動操作機器人等工業機器人産品的研制及應用。

市場規模:大陸工業機器人需求旺盛,近年來産銷量持續複蘇

目前,大陸勞動力人口數量不斷下降,人力成本逐年上升,在簡單且重複性較高的應用場景推動“機器換人”需求持續增長。與此同時,随着智能制造的深入發展,制造業企業對于智能化更新改造的需求不斷提升,推動工業機器人産業實作更大發展。一方面,工業機器人産量持續提升。根據國家統計局資料,2021年全年,大陸工業機器人實作産量36.6萬台,同比增長44.9%;2022年1-2月,工業機器人産量7.6萬台,同比增長29.6%。另一方面,工業機器人銷售額增速轉正。根據中國電子學會資料,2020年在全球機器人市場受疫情影響出現下滑時,大陸工業機器人銷售額開始複蘇,同比提高18.9%;預計到2023年,國内市場規模将進一步擴大至589億元。

2、産業鍊結構

工業機器人産業鍊包括上遊、中遊、下遊三大環節。上遊主要提供工業機器人生産所需核心零部件,中遊為工業機器人本體制造,下遊包括系統內建以及終端應用。

上遊:減速器、伺服電機、控制器三大核心零部件占工業機器人總成本70%

減速器、伺服電機、控制器三大核心零部件是工業機器人産業鍊中技術壁壘、成本占比最高的部分,共同決定機器人的精度、穩定性、負荷能力等重要性能名額。根據OFweek資料,減速器、伺服電機和控制器分别占工業機器人總成本的35%、20%、15%,合計占比高達70%。

精密減速器嚴重依賴進口,國産廠商生産技術不斷成熟。減速器主要用于機器人各個關節,負責将伺服電機輸出的高速運轉動力轉化為低轉速、高轉矩的運動,決定工業機器人的精度和負載。按照傳動原理的不同,機器人專用減速器可分為RV減速器和諧波減速器兩種。根據MIR DATABANK資料,目前世界75%的精密減速器市場被日本的納博特斯克和哈默納科占領。其中,納博特斯克生産RV減速器,約占60%的份額;哈默納科生産諧波減速器,約占15%的份額。國産減速器中,雙環傳動、南通振康、中大力德等RV減速器龍頭以及綠的諧波、來福諧波等諧波減速器領域優質廠商生産技術不斷成熟,加速趕超國際先進水準。

國産伺服品牌市場佔有率快速提升。伺服系統負責驅動機器人的運動,由伺服驅動器和伺服電機組成。其中,伺服驅動器負責位置、速度、轉矩等各項控制;伺服電機是伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,将接收到的電壓信号轉化為轉矩和轉速,以驅動控制對象。國産伺服廠商在産品性能、尺寸等名額上正在努力趕超國際先進水準,同時國産品牌擁有更低的銷售價格,成本效益優勢不斷凸顯。MIRDATABANK資料顯示,2021年上半年彙川技術以15.9%的市場佔有率排名第一,高出第二名安川電機4個百分點。

控制器負責規劃機器人的運動方式,通過硬體和軟體釋出并傳遞動作指令,控制機器人的運動位置、姿态、軌迹和操作順序等,保證機器人系統的正常運作,使機器人達到所要求的技術名額。目前,ABB、KUKA、新松、新時達等國内外各大機器人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平台基礎上進行自主研發,是以工業機器人控制器市場佔有率分布與工業機器人本體市場佔有率分布情況類似。根據國元證券資料,2021年一季度,大陸工業機器人國産化率約30.6%。

中遊:大陸工業機器人主要市場佔有率仍被外資企業占據,國産品牌加速技術自研

工業機器人主要包括垂直多關節機器人、SCARA 機器人、Delta 機器人和協作機器人四種類型,其中前三類也被稱為傳統工業機器人。根據OFweek資料,2020 年上述四類工業機器人分别占大陸工業機器人市場整體的63%、30%、3%和4%。目前,大陸工業機器人主要市場佔有率仍被外資企業占據。根據MIR DATABANK資料,2021年一季度,FANUC、ABB、安川、愛普生和KUKA合計占比超五成;國産龍頭以埃斯頓、衆為興、彙川技術等為代表,起步時間較早,已具備一定規模和技術實力,市占率約3%左右。

下遊:工業機器人廣泛應用于電子、汽車、金屬加工、锂電池、光伏等行業

系統內建商通過面向具體使用者需求的定制化內建開發,實作工業機器人在特定場景的落地應用部署。由于本土系統內建商在服務、管道、價格等方面具備一定優勢,大陸工業機器人系統內建市場由國産品牌主導。根據MIR DATABANK資料,國内品牌市場佔有率高達96%,行業參與者衆多,競争較為激烈。

工業機器人終端應用主要集中在電子、汽車、金屬加工、锂電池、光伏等行業。根據MIR DATABANK資料,2021年一季度,電子、汽車零部件、汽車電子、汽車整車、金屬制品、食品飲料、锂電池和光伏等行業的應用占比分别為30%、8%、6%、5%、17%、7%、7%和6%。

3、發展展望 三大核心零部件技術亟待攻克,進口替代空間廣闊

目前,大陸減速器、伺服系統、控制器等核心零部件主要供應商仍以外資企業為主,進口替代空間廣闊。而作為工業機器人産業鍊中成本占比、附加價值最高的部分,三大核心零部件是國産廠商亟需攻克的關鍵一環。随着國産品牌不斷加大研發投入,其在産品性能、尺寸等名額上正在努力趕超國際先進水準,高精度減速器、高性能伺服電機等核心零部件國産化程序将不斷提速。

工業機器人向小型化、輕型化、柔性化方向發展,協作機器人将成為重要創新方向

随着工藝設計、先進複合材料等技術的疊代更新和創新發展,工業機器人正朝着小型化、輕型化、柔性化的方向發展,能夠在更廣的範圍内幫助或者替代人類完成更為複雜和精細的工作。協作機器人具有安裝快捷、部署靈活、程式設計簡單、高安全性等優點,能夠适應特殊制造業應用場景,将成為工業機器人重要發展方向。

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