中商情報網(wǎng)訊：工業(yè)機(jī)器人，通常是指面向制造業(yè)的多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，或其他擁有多自由度的機(jī)械裝置，主要用于代替人工從事柔性生產(chǎn)環(huán)節(jié)。它融匯了機(jī)械制造、電子電氣、材料科學(xué)、計算機(jī)編程等學(xué)科的尖端技術(shù)，是智能制造領(lǐng)域最具代表性的產(chǎn)品。隨著工業(yè)機(jī)器人成本逐漸下降到人工成本平均水平，制造型企業(yè)用機(jī)器代人的意愿持續(xù)增長，將推動工業(yè)機(jī)器人的需求釋放，日常流水線工作將逐漸由工業(yè)機(jī)器人完成。

一、產(chǎn)業(yè)鏈

中國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈由上至下依次可分為上游零部件制造、中游機(jī)器人本體制造及系統(tǒng)集成，下游為具體應(yīng)用。

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、上游分析

1.核心零部件

工業(yè)機(jī)器人中技術(shù)難度最高的三大核心零部件分別是控制器、伺服電機(jī)和精密減速器，三者分別占工業(yè)機(jī)器人成本構(gòu)成的15%、20%、35%。核心零部件成本大約占到工業(yè)機(jī)器人整機(jī)成本的70%左右，核心零部件供應(yīng)商在整個產(chǎn)業(yè)鏈中擁有最強的議價能力。目前我國85%的減速器市場、90%的伺服電機(jī)市場、超過80%的控制系統(tǒng)市場被海外品牌占據(jù)。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.減速器

減速器在工業(yè)機(jī)器人的作用是將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需的速度，同時輸出更大扭矩。減速器是研發(fā)、生產(chǎn)難度最高，也是中國工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展最薄弱的環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)顯示，減速器成本在工業(yè)機(jī)器人整機(jī)成本占比為35%，占比最高。工業(yè)機(jī)器人主要使用兩類減速器：RV減速器與諧波減速器。目前RV減速器與諧波減速器在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的消費比重約為7：3。

數(shù)據(jù)顯示，2014年至2018年間，由于工業(yè)機(jī)器人行業(yè)投資旺盛，減速器生產(chǎn)商的研發(fā)熱情高漲，中國工業(yè)機(jī)器人用減速器需求規(guī)模由4.5萬臺套升至54.6萬臺套，年復(fù)合增長率達(dá)87.1%。預(yù)計到2021年，中國工業(yè)機(jī)器人用減速器需求規(guī)模將有望達(dá)到78.4萬臺套。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

據(jù)統(tǒng)計，全球精密減速器市場70%的市場份額由日本哈默納科和納博特斯克兩家企業(yè)占據(jù)。相比日本和歐洲，中國在機(jī)器人用減速器領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)實力尚待提升。國產(chǎn)減速器還未實現(xiàn)自給自足，進(jìn)口依存度較大，直接導(dǎo)致了成本居高不下這一問題。國外減速器生產(chǎn)商在產(chǎn)品銷售上通常會優(yōu)先考慮本土市場，針對中國市場供給不足，因此給中國減速器生產(chǎn)商創(chuàng)造了良好的發(fā)展機(jī)遇，促使其逐步向精密減速器產(chǎn)品領(lǐng)域發(fā)展，提升競爭力。

3.伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人主要的動力來源，主要由伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器、編碼器三部分組成。伺服系統(tǒng)又稱位置隨動系統(tǒng)，是通過運用機(jī)電能量變換、驅(qū)動控制技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)等實現(xiàn)精準(zhǔn)驅(qū)動與系統(tǒng)控制，從而實現(xiàn)執(zhí)行機(jī)械對未知指令準(zhǔn)確跟蹤的控制系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、國防領(lǐng)域以及工業(yè)自動化等自動控制領(lǐng)域。

按驅(qū)動執(zhí)行元件類型劃分，伺服系統(tǒng)可分為電液伺服系統(tǒng)、電氣伺服系統(tǒng)以及氣動伺服系統(tǒng)，其中電氣伺服系統(tǒng)又可分為直流伺服和交流伺服兩類，目前商用領(lǐng)域最常見的伺服系統(tǒng)為交流伺服系統(tǒng)。具體如下圖所示：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，中國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模由2014年的59.3億元上升至2018年的119.3億元，年復(fù)合增長率為19.1%。隨著中國人口老齡化的進(jìn)一步加劇，人口紅利逐漸消退，人力成本逐年上升，傳統(tǒng)工業(yè)尤其是制造業(yè)對自動化產(chǎn)線設(shè)備的需求將始終保持增長態(tài)勢。預(yù)計到2021年，中國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模將達(dá)到224億元。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

4.控制器

控制器相當(dāng)于工業(yè)機(jī)器人的大腦，負(fù)責(zé)控制整臺機(jī)器人的運動，直接影響著工業(yè)機(jī)器人性能的優(yōu)劣。PLC作為中小型伺服系統(tǒng)最為經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動器，是工業(yè)自動化設(shè)備里面最常見的控制產(chǎn)品。受益于過去五年中國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈日益成熟，中國在機(jī)器人控制器軟硬件方面的開發(fā)實力不斷增強，2014年-2018年期間，中國工業(yè)機(jī)器人用控制器市場規(guī)模由2014年的1.0億元大幅上升至2018年的11.8億元，年復(fù)合增長率為87.1%。預(yù)計到2021年，中國工業(yè)機(jī)器人用控制器市場規(guī)模有望達(dá)到14.7億元。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

中國頭部PLC生產(chǎn)商的產(chǎn)品性能已經(jīng)基本與國際水平持平，實現(xiàn)了對外資品牌產(chǎn)品的替代，被廣泛應(yīng)用于中低端伺服系統(tǒng)中。相較于PLC，高端運動控制器算法開發(fā)對技術(shù)人員的經(jīng)驗和對實際應(yīng)用的理解要求極高，具有極高的技術(shù)壁壘，中國控制器企業(yè)短時間內(nèi)難以實現(xiàn)自主研發(fā)技術(shù)的趕超，主要的解決思路是收購國外擁有核心控制器技術(shù)的企業(yè)。

5.重點企業(yè)分析

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

三、中游分析

工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈中游參與者為機(jī)器人本體制造商和系統(tǒng)集成商及各應(yīng)用領(lǐng)域的企業(yè)。。機(jī)器人本體制造商負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人的支柱、手臂、底座與減速器等零部件的生產(chǎn)加工、組裝及銷售。

1.分類

工業(yè)機(jī)器人是指面向工業(yè)領(lǐng)域，通過編程或示教方式實現(xiàn)自動化，同時具備擬人形態(tài)及功能的機(jī)械裝置。工業(yè)機(jī)器人常見形態(tài)為多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，能夠靠自身的動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能，具有工作效率高、穩(wěn)定性強、精度高等特點。按運動坐標(biāo)形式，工業(yè)機(jī)器人可分為關(guān)節(jié)式、圓柱、直角坐標(biāo)、并聯(lián)、DELTA和SCARA六類。具體如下圖所示：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.市場規(guī)模

在其他各國因疫情影響停工停產(chǎn)時，中國作為目前疫情控制最為得當(dāng)?shù)膰?，大量承接了來自世界各地的生產(chǎn)制造需求，這部分因為國外疫情而承接的訂單促使國內(nèi)制造業(yè)形成了一個小高峰，間接帶動了工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的增長。據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年1-2月份，全國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量4.54萬套，同比增長117.6%，創(chuàng)下歷年同期新高。

數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

從銷售方面來看，經(jīng)初步統(tǒng)計，2019年我國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)到57.3億美元，中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2021年我國工業(yè)機(jī)器人銷售額將達(dá)66.3億美元。

數(shù)據(jù)來源：中國電子學(xué)會、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

此外，經(jīng)過本次疫情，各個生產(chǎn)企業(yè)在復(fù)工復(fù)產(chǎn)的過程中逐漸認(rèn)識到自動化生產(chǎn)、減小人員依賴的重要性，開始嘗試提高自己的自動化率，同時國家出臺的各類免稅政策也讓這些企業(yè)有了富余資金去購買相關(guān)設(shè)備，這也是疫情以來工業(yè)機(jī)器人下游需求持續(xù)增長的重要原因之一。

3.系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)的技術(shù)難度比工業(yè)機(jī)器人本體、核心零部件等環(huán)節(jié)低，但其商業(yè)模式更傾向于輕資產(chǎn)，市場空間大約是本體環(huán)節(jié)的3-4倍，是大多數(shù)優(yōu)秀的工業(yè)機(jī)器人廠商必然會拓展的環(huán)節(jié)。系統(tǒng)集成商從上游采購工業(yè)機(jī)器人等設(shè)備，根據(jù)下游客戶的具體要求，給出合理的設(shè)計方案，完成產(chǎn)線的組裝和調(diào)試。相比來說，系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)的技術(shù)難度比工業(yè)機(jī)器人本體制造環(huán)節(jié)、核心零部件制造環(huán)節(jié)技術(shù)難度低，但其商業(yè)模式更傾向于輕資產(chǎn)，市場空間也更廣闊。

數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前搬運仍然是機(jī)器人的第一大應(yīng)用領(lǐng)域，約占機(jī)器人應(yīng)用整體的4成左右。許多自動化生產(chǎn)線需要使用機(jī)器人進(jìn)行上下料、搬運以及碼垛等操作。近年來，隨著協(xié)作機(jī)器人的興起，搬運機(jī)器人的市場份額一直呈增長態(tài)勢。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

4.重點企業(yè)分析

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

四、下游分析

工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在汽車、3C電子、金屬加工、塑料及化學(xué)制品、食品飲料、生物制藥等行業(yè)日常生產(chǎn)制造過程中皆得到了不同程度的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人可代替人從事重復(fù)性、常規(guī)性、高危性工作，從而提高工作效率。

1.市場占比

在工業(yè)機(jī)器人下游行業(yè)中，汽車行業(yè)仍然是工業(yè)機(jī)器人下游應(yīng)用占比最高的行業(yè)，約占整個工業(yè)機(jī)器人市場出貨量的35%，其中在汽車零部件和汽車整車中的應(yīng)用分別占比23%和12%。3C電子行業(yè)緊隨其后，占比23%，排在第二位。金屬加工行業(yè)排在第三位，占整個市場出貨量的12.2%。工業(yè)機(jī)器人在食品飲料行業(yè)、鋰電行業(yè)、家電行業(yè)、光伏行業(yè)等長尾市場的占比仍然較小，分別只有5.9%、5.6%、5%和3.1%，但他們的增速遠(yuǎn)高于汽車、3C電子這些較為成熟的市場，隨著下游行業(yè)應(yīng)用場景的進(jìn)一步豐富，這些長尾市場未來將有更大的增長空間。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.汽車制造

汽車制造業(yè)是工業(yè)鋁型材的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。汽車輕量化作為汽車節(jié)能減排的重要手段，成為未來汽車工業(yè)的發(fā)展方向。汽車產(chǎn)業(yè)延續(xù)了去年底較好的發(fā)展態(tài)勢。2021年1-2月，汽車產(chǎn)銷分別完成389.0萬輛和395.8萬輛，同比分別增長88.9%和76.2%。與2019年數(shù)據(jù)相比，汽車產(chǎn)銷略有增長，同比增長2.9%和2.7%。

數(shù)據(jù)來源：中汽協(xié)、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3.3C制造

電子制造業(yè)正在成為繼汽車工業(yè)之后，第二大工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場。從上游半導(dǎo)體器件的研制，到下游智能終端產(chǎn)品的生產(chǎn)，例如智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能家居等等，電子行業(yè)龐大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模給工業(yè)機(jī)器人帶來巨大機(jī)遇。

近年來，中國電子信息制造業(yè)收入保持平穩(wěn)增長。數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國規(guī)模以上電子信息制造業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入同比增長8.3%，增速同比提高3.8個百分點；利潤總額同比增長17.2%，增速同比提高14.1個百分點。營業(yè)收入利潤率為4.89%，營業(yè)成本同比增長8.1%。12月末，全行業(yè)應(yīng)收票據(jù)及應(yīng)收賬款同比增長11.8%。

數(shù)據(jù)來源：工信部、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理