首頁 > 工業(yè)機器人的“機器換手”，是未來實現(xiàn)智能制造的重要環(huán)節(jié)。工業(yè)機器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，具有一定的自動性，可依靠自身的動力能源和控制能力實現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。
在下游需求和政策扶持的帶動作用下，中國已經(jīng)是并將繼續(xù)保持全球第一大機器人市場的地位。
根據(jù)《中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2020）》，中國工業(yè)機器人市場規(guī)模的增速在2017至2019年有所放緩，但未來幾年隨著下游產(chǎn)業(yè)需求的提升，我國生產(chǎn)制造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業(yè)機器人需求依然旺盛。IFR預(yù)計到2023年，我國工業(yè)機器人市場規(guī)模將突破100億美元。
工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈
工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過30余年的發(fā)展，形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
上游是三大主要零部件：減速器、控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)。
中游是機器人本體，即機座和執(zhí)行機構(gòu)，包括手臂、腕部等，按照結(jié)構(gòu)形式，本體可以劃分為直角坐標(biāo)、球坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)等類型。
下游是系統(tǒng)集成商，以自動化設(shè)備生產(chǎn)商（即系統(tǒng)集成商）為主，涵蓋焊接、機械加工、裝配、搬運、分揀、噴涂等生產(chǎn)領(lǐng)域。
終端客戶包括汽車、電子、金屬、塑料、食品、生化等行業(yè)。
資料來源：德邦證券
上游：三大主要零部件
上游核心零部件是工業(yè)機器人的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，占據(jù)了工業(yè)機器人整機大部分的成本和利潤，也是技術(shù)上的核心和難點，是影響機器人性能最重要的部分。
控制器、伺服電機、減速器這三大核心零部件的成本占工業(yè)機器人總成本約70%，其中減速器占整機成本約35%，伺服占整機成本約20%，控制器占整機約15%，而本體和其他部分僅占整機分別為15%、15%。
控制器：工業(yè)機器人的大腦
控制器作為工業(yè)機器人三大零部件之一，是工業(yè)機器人的大腦，對機器人的性能起著決定性的影響?？刂破髦饕刂茩C器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡，操作順序及動作的時間等。
控制器由于其“神經(jīng)中樞”的地位和門檻相對較低，成熟的機器人廠商一般自行開發(fā)，以保證穩(wěn)定性和維護技術(shù)體系。因此控制器和本體綁定效應(yīng)強，主流的機器人廠商均有自己的控制系統(tǒng)與之匹配，國內(nèi)工業(yè)機器人控制器市場多被日系及歐美品牌占據(jù)。
以發(fā)那科、安川、庫卡、ABB為代表的四大家族普遍采用自產(chǎn)自用的生產(chǎn)模式，其在中國工業(yè)機器人控制器市場的占比與其在本體市場的占比基本保持一致，達40%以上。
資料來源：國金證券
控制器包括硬件和軟件兩部分：控制器硬件芯片依賴進口，軟件算法差距較大。
國內(nèi)廠商的控制器硬件方案已經(jīng)達到國際性水準(zhǔn)，但物料受到限制，底層芯片依賴進口。國際上有KEBA、倍福、貝加萊這樣提供控制器底層平臺的強勢廠商，國產(chǎn)單純做控制器的企業(yè)難以突圍。
在軟件上，國際工業(yè)機器人品牌起步較早，經(jīng)驗與數(shù)據(jù)非常豐富，國產(chǎn)品牌在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、易用性等方面還有一些差距。
控制器未來的趨勢在于標(biāo)準(zhǔn)化和開放性。機器人接口統(tǒng)一是大趨勢，未來可能會出現(xiàn)提供控制器模塊的平臺型企業(yè)。
伺服系統(tǒng)：工業(yè)機器人主要的動力來源
伺服系統(tǒng)是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)，由伺服驅(qū)動器、伺服電機、編碼器三部分組成，是工業(yè)機器人主要的動力來源。
伺服系統(tǒng)四大陣營競爭激烈。中國伺服市場分為日系、歐美系、中國臺灣系、國產(chǎn)品牌四個陣營。
目前我國伺服電機中高端市場主要被國外企業(yè)壟斷，進口產(chǎn)品在我國工業(yè)機器人伺服市場上占有率達70%以上，主要來自日本和歐美。
其中，日系產(chǎn)品以超過50%的市場份額雄踞首位。日系品牌憑借良好的產(chǎn)品性能與極具競爭力的價格壟斷了中小型OEM（設(shè)備制造業(yè)）市場，以松下、安川、三菱、三洋為代表；這些都是老牌的日本工業(yè)自動化設(shè)備生產(chǎn)商，技術(shù)上都很全面，其產(chǎn)品以良好的性能價格比和較高的可靠性獲得了穩(wěn)定且持續(xù)的客戶源。
以西門子、施耐德、博世力士樂等為代表的歐美品牌產(chǎn)品過載能力高，動態(tài)響應(yīng)好，驅(qū)動器開放性強，但價格昂貴，體積重量大，在高端設(shè)備和生產(chǎn)線方面比較有競爭力。
中國臺灣品牌產(chǎn)品價格和技術(shù)水平定位于外資品牌和國產(chǎn)品牌之間，以臺達及東元為代表。
目前中國大陸企業(yè)在中低端伺服領(lǐng)域已經(jīng)可以實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，以性價比的優(yōu)勢滿足中小型和經(jīng)濟型用戶的需求，例如匯川技術(shù)、埃斯頓、英威騰、華中數(shù)控、廣州數(shù)控等企業(yè)的伺服驅(qū)動器及電機產(chǎn)品已相繼進入批量化生產(chǎn)階段，技術(shù)路線上與日系產(chǎn)品接近，整體競爭力不斷提高。
減速器：機器人最核心零部件
作為機器人最核心、成本占比最大、技術(shù)含量最高的零部件，減速器是純機械部件，主要在于高精度數(shù)控機床等設(shè)備的投入和熱處理、精密加工等工藝。
精密減速器制造因其對材料、設(shè)備、工藝等多個環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格要求，而造成極高的投資和技術(shù)壁壘。
工業(yè)機器人一般使用RV減速器和諧波減速器，其中RV（Rotate Vector）減速器是由一個行星齒輪減速器的前級和一個擺線針輪減速器的后級組成。其中諧波減速器屬于齒輪減速器的一種。
減速器競爭格局
當(dāng)前全球工業(yè)機器人減速器市場呈寡頭壟斷格局，行業(yè)集中度較高。
從供給端看，由于高技術(shù)含量、重資產(chǎn)投入和較長的驗證期，全球能夠批量提供減速器的只有日本納博特斯克（Nabtesco）、住友、捷克SPINEA、日本哈默納科（Harmonic）等寥寥可數(shù)的幾家企業(yè)，呈現(xiàn)出以日本企業(yè)一派獨大的高度集中化局面。
日本納博特斯克是生產(chǎn)RV減速器的世界巨頭，約占60%的全球減速器市場份額，在中/重負荷工業(yè)機器人領(lǐng)域，其RV減速器產(chǎn)品在全球RV減速器市場占有率更是高達90%以上。
日本哈默納科則在諧波減速器領(lǐng)域擁有絕對優(yōu)勢，約占15%的全球減速器市場份額。
除此之外，住友市場份額也有10%，旗下產(chǎn)品包括FINECYCLO系列零齒隙精密擺線減速器等。
相比日本企業(yè)，國內(nèi)企業(yè)切入減速器領(lǐng)域的時間較短。GGII數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)機器人減速器70%以上的市場份額被外資減速器企業(yè)壟斷，國產(chǎn)化率不足30%。
在減速器國產(chǎn)化進程中，盡管目前已有上海機電、蘇州綠的、來福、南通振康、秦川機床、雙環(huán)傳動、中大力德等多家減速器廠商實現(xiàn)量產(chǎn)，市場接受度逐年提升，但與日系兩大家依然存在一定的差距，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的綜合性能，如精度、穩(wěn)定性和使用壽命等。
由于日本各大企業(yè)處于不同的發(fā)展階段，面臨著各自的問題，這也給了中國企業(yè)趕超的機遇。
國產(chǎn)RV減速器長期邏輯：供小于求
中游：機器人本體-國產(chǎn)替代有望加速
工業(yè)機器人本體按照坐標(biāo)形式可分為直角坐標(biāo)型、SCARA型、多關(guān)節(jié)型、并聯(lián)型等。
在各種類型工業(yè)機器人中，多關(guān)節(jié)型與SCARA型用量最大，應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛。
從市場結(jié)構(gòu)看，多關(guān)節(jié)機器人和SCARA機器人占工業(yè)機器人銷量的主要份額，其中多關(guān)節(jié)機器人的銷量占比為59.64%，SCARA機器人的銷量占比為21.48%。
從本體市場格局來看，現(xiàn)階段我國的工業(yè)機器人市場尚處于快速成長階段，高端市場仍被基本外資企業(yè)所壟斷。發(fā)那科、ABB、安川、庫卡全球機器人四大家族市場份額合計占比超過50%。
我國大部分本體都是集中碼垛、上下料以及搬運等相對低端的領(lǐng)域。根據(jù)MIR DATABANK對于中國機器人銷量的監(jiān)測，國內(nèi)本體銷量第一梯隊的企業(yè)包括埃夫特、埃斯頓、眾為興、廣州啟帆、新時達、新松機器人、李群自動化、歡顏等，國內(nèi)企業(yè)一方面不斷在擴產(chǎn)能，另一方面產(chǎn)能利用率不斷在爬坡。
下游：系統(tǒng)集成-格局較為分散
工業(yè)機器人系統(tǒng)集成負責(zé)根據(jù)不同的應(yīng)用場景和用途，對機器人本體進行有針對性地二次開發(fā)，并配套周邊設(shè)備，實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
與上游核心零部件和中游本體相比，下游系統(tǒng)集成的技術(shù)壁壘最低，且具備本土化服務(wù)競爭優(yōu)勢，該環(huán)節(jié)本土集成商數(shù)量眾多、競爭激烈。
中國擁有全產(chǎn)業(yè)鏈，汽車產(chǎn)業(yè)和3C產(chǎn)業(yè)僅僅是國內(nèi)制造業(yè)的一個部分；在紡織、煤炭等傳統(tǒng)行業(yè)，由于工藝非常成熟，工業(yè)機器人滲透率較低。而在新能源鋰電、光伏等新興行業(yè)中，工業(yè)機器人仍在切入制造流程的工藝中，目前滲透率處在一個穩(wěn)步增長的過程。
歷史上汽車產(chǎn)業(yè)由于流水線式的作業(yè)流程，對于工業(yè)機器人的需求較高，也是自動化改造相對成熟的領(lǐng)域。汽車領(lǐng)域的系統(tǒng)集成廠商主要有克來機電、新時達、哈工智能、科大智能等。
3C電子領(lǐng)域的系統(tǒng)集成商主要有安徽巨一自動化、智云股份、亞威股份、賽騰股份、深圳日東電子等；新能源領(lǐng)域主要玩家包括諾力股份和東方精工等。
但是國內(nèi)集成商規(guī)模都不大，企業(yè)中營收規(guī)模超過1億元的不超過100家，絕大部分企業(yè)系統(tǒng)集成也不超過3000萬元。其中，營收規(guī)模超過3億元的企業(yè)也主要集中在汽車焊接集成領(lǐng)域，整體市場競爭格局較為分散。
根據(jù)MIR DATABANK統(tǒng)計的1092家集成商樣本數(shù)據(jù)，本土集成商占比95%以上。對其中903家集成商進行行業(yè)覆蓋分析，573家覆蓋汽車行業(yè)（占比63.5%），372家覆蓋3C電子（占比41.2%，包括家電171家、消費電子112家、電子89家），186家覆蓋食品飲料行業(yè)（占比20.6%），114家覆蓋醫(yī)療行業(yè)（占比12.6%）；對其中903家集成商進行工藝覆蓋分析，在汽車、3C電子、食品飲料、醫(yī)療新能源等頭部行業(yè)，幾乎已經(jīng)覆蓋了所有的工藝環(huán)節(jié)，在其他中長尾行業(yè)，工藝環(huán)節(jié)覆蓋也在快速拓展。
基于資源整合能力、行業(yè)理解積累和資金規(guī)模三大核心競爭力，長尾集成商將不斷淘汰出局，企業(yè)數(shù)量大幅降低，系統(tǒng)集成細分行業(yè)龍頭將強者恒強，享受新一輪自動化景氣周期。
隨著近幾年工業(yè)機器人替代人工的經(jīng)濟效應(yīng)拐點已經(jīng)出現(xiàn)，工業(yè)機器人的市場需求越來越大。
亞太區(qū)目前是全球機器人消費最大的區(qū)域和增速最高的區(qū)域。近年來，工業(yè)機器人四大家族紛紛規(guī)劃在華新增產(chǎn)能，預(yù)計未來也是增長潛力最大的區(qū)域。國內(nèi)工業(yè)機器人企業(yè)也在通過不斷進行的市場開拓，市場占有率在逐步提升。
未來工業(yè)自動化需求將向低滲透率行業(yè)擴散，如鋰電、食品加工、家電等，這些行業(yè)的資本擴張有望成為驅(qū)動因素。當(dāng)前中國經(jīng)濟成長屬性依然突出，在新興產(chǎn)業(yè)資本擴張的小周期波動下，我國工業(yè)機器人的需求將呈現(xiàn)出周期和成長結(jié)合的趨勢。
