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  • 工業機器人產業提速,千億市場蓄勢待發

    行業資訊 | 時間: 2020-02-26 | 樂晴智庫 | 編譯:阿芬|瀏覽量:507

      工信部24日印發《關于有序推動工業通信業企業復工復產的指導意見》,要求在確保疫情防控到位的前提下,推動非疫情防控重點地區企業復工復產,努力實現今年工業通信業發展目標任務。
     
      包括機器人產業在內的多個新興產業在《指導意見》中被反復提及。“推動重點行業企業復工復產”一節提出,重點支持5G、工業互聯網、集成電路、工業機器人、增材制造、智能制造、新型顯示、新能源汽車、節能環保等戰略性新興產業。“大力促進市場消費提質擴容”一節提出,推動發展遠程醫療、在線教育、數字科普、在線辦公、協同作業、服務機器人等,帶動智能終端消費。
     
      近些年來,在工業機器人成本降低和人力成本升高的共同推動下,工業機器人的投資回收期持續縮短,應用領域得到拓寬,國產品牌市占率也在逐步提升。分析認為,此次“新冠”疫情導致制造企業復工延期,而自動化程度較高的生產線受影響相對較小。預計在疫情結束后,機器替換人工的進程或將加速。
     
      國內機器人行業轉暖信號浮現
     
      根據國際機器人聯盟(IFR)的分類,將機器人分為工業機器人和服務機器人,而市場上較為通俗的分類方法則分為工業機器人、服務機器人和特種機器人。其中,工業機器人指應用于生產過程與環境的機器人,主要包括人機協作機器人和工業移動機器人。
     

     
      工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,它能自動執行工作,是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。工業機器人的典型應用包括焊接、刷漆、組裝、采集和放置(例如包裝、碼垛和SMT)、產品檢測和測試等;所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和準確性。
     
      據國家統計局公布,2019年12月國內工業機器人產量20014臺,同比增長15.3%。國內工業機器人產量從2018年9月開始,受到宏觀經濟下行的影響,經歷了連續13個月的下滑,自2019年10月轉正,隨后增速逐月增加。
     
      IFR預計2019-2021年全球工業機器人銷售額CAGR為1.85%。受宏觀政策的影響,下游制造業有所復蘇,其對工業機器人的需求也恢復到正常水平,國內機器人行業轉暖信號已經浮現。根據數據顯示預計2021年我國工業機器人銷售額將超過70億美元。
     
      全球高端市場被機器人“四大家族”壟斷
     
      工業機器人對于零部件的要求非常高,當前全球高端市場被機器人“四大家族”壟斷,分別是瑞士的abb、日本的發那科fanuc)和安川電機、德國的庫卡kuka)。2018年“四大家族”在中國的市場份額超過50%。中國國產品牌市場份額為23.7%,主要集中于中低端市場。工業機器人下游應用豐富,國產品牌更接近中國市場,在下游需求的把握上具有一定的優勢,近幾年國產工業機器人銷售規模總體呈上升趨勢。
     
      工業機器人主要核心零部件控制器、伺服電機、減速器也主要被“四大家族”壟斷,但隨著近年來政府不斷推進產業支持,國內企業的不斷突圍,國內工業機器人國產化率不斷提升,2018年上半年機器人本體銷售國產占比由2015年的19.42%左右上28.48%。
     
      工業機器人產業鏈逐步完善,進口替代有望加速
     
      工業機器人產業鏈包括上游核心零部件、中游機器人本體和下游集成應用三部分。
     

     
      工業機器人產業鏈的關鍵環節為上游核心零部件,占據了工業機器人整機大部分的成本和利潤,也是技術上的核心和難點,是影響機器人性能最重要的部分。
     
      控制器、伺服電機和減速器是工業機器人三大核心零部件,相當于機器人的“大腦”。是產業鏈中技術壁壘最高、成本占比最大的環節占工業機器人總成本約70%,分別占工業機器人成本構成的12%、22%、32%。
     
      目前我國工業機器人本體及核心零部件的國產化率都較低,我國70%以上的減速器市場、伺服電機市場、控制系統市場以及本體市場被海外品牌占據。關鍵零部件被國外廠商把持使得國內自動化單元產品和自動化設備的生產成本居高不下,削弱了國內廠商的綜合競爭力。
     
      我國伺服電機中高端市場主要被國外企業壟斷,其中,日系產品以超過50%的市場份額雄踞首位,其著名品牌包括安川、松下、三菱電機、三洋等。以西門子、施耐德、博世力士樂等為代表的歐美品牌產品過載能力高,動態響應好,驅動器開放性強,但價格昂貴,體積重量大,在高端設備和生產線方面比較有競爭力。
     
      國產伺服電機產品主要在中低端領域。目前我國企業在中低端伺服領域已經可以實現大規模量產,以性價比的優勢滿足中小型和經濟型用戶的需求,例如匯川技術、埃斯頓、英威騰、華中數控、廣州數控等企業的伺服驅動器及電機產品已相繼進入批量化生產階段。
     
      減速機技術壁壘最高,國產化率最低。減速器作為工業機器人最重要的上游零部件,占據工業機器人總成本的35%,并且全球市場份額的75%被日本納博特斯克(Nabtesco)和日本哈默納科(HarmonicDrive)兩個公司所占據。這兩個公司的訂單數據對機器人行業的景氣度具有一定的預示作用。從兩家訂單增速可以看到,相繼于2018Q4和2019Q1出現拐點,降幅收窄。除此之外,住友市場份額也有10%,旗下產品包括FINECYCLO系列零齒隙精密擺線減速器等。全球減速器市場呈現出日本企業獨大的高度集中化局面。
     
      中游是機器人本體,就是機器人的“身體”,本體商負責工業機器人本體的組裝和集成,即機座和執行機構,包括手臂、腕部等,部分機器人本體還包括行走結構;
     
      工業機器人本體按照坐標形式可分為直角坐標型、SCARA型、多關節型、并聯型等。在各種類型工業機器人中,多關節型與SCARA型用量最大,應用領域最為廣泛。從市場結構看,多關節機器人和scara機器人占工業機器人銷量的主要份額,其中多關節機器人的銷量占比為59.64%,SCARA機器人的銷量占比為21.48%。
     
      國外核心零部件供應商對我國本體商供貨價格往往超過給“機器人四大家族”的50-100%。大部分本體供應商不具備成本優勢,難以實現產品放量。具有核心零部件自主研制能力的本體商將有望利用其成本優勢,更快跨過盈虧平衡點,實現盈利、放量(如埃斯頓具備80%核心零部件的自主研制能力:自身擁有成熟的伺服系統研制技術、收購TRIO獲取先進的控制器技術、自主研發雙曲面齒輪減速機替代低負載減速機)。
     
      下游是系統集成商,將工業機器人應用于各行各業,負責根據不同的應用場景和用途對工業機器人進行有針對性地系統集成和軟件二次開發。
     
      行業系統集成是機器人應用落地的保證,系統集成業務是工業機器人制造商的必經之路。系統集成環節的技術難度比工業機器人本體、核心零部件等環節低,但其商業模式更傾向于輕資產模式,市場空間大約是本體環節的3-4倍,是大多數國產的工業機器人廠商必然會拓展的環節。
     
      智能制造應用領域從行業來看,主要可以歸集為汽車、3C、倉儲物流、金屬加工、塑料化工和食品飲料煙草和其他,總共覆蓋了99%的應用;從功能分類來看,可以歸集為焊接、搬運、裝配、處理、噴涂等核心功能。國產廠商憑借對細分行業的深度理解以及巨大的工程師紅利,為下游客戶提供貼心的定制化服務,相對外資企業而言,本土化服務更具有性價比優勢。
     
      隨著我國機器人市場不斷擴大,部分企業以下游的系統集成作為切入點,不斷提升技術創新能力,逐步開展中上游的技術研發和產品開發,取得了不俗的成績,國內外技術差距不斷縮小。未來隨著我國工業機器人技術的不斷加強,國產化率有望逐步提升,國產替代正在加速。
     
      工業機器人國產化空間廣闊
     
      我國工業機器人市場國產化空間廣闊,2013年以來中國始終穩居全球第一大工業機器人市場。根據IFR統計,工業機器人2018年在中國銷量為15.4萬臺,市場體量達到了62.3億美元,折合人民幣約為430億元,銷量占到了全球市場的37%。超過北美、日本、韓國占比之和,中長期具備較大發展潛力。
     
      根據IFR公布的數據,2018年工業機器人密度(每萬名制造業員工擁有的機器人數量)最高的是國家是新加坡,達到831臺/萬人,其次是韓國,達到774臺/萬人,德國、日本以及美國等發達國家工業機器人密度也均在200臺/萬人以上。而中國是140臺/萬人,略高于全球平均水平。作為制造業大國,對標其他發達國家,我國工業機器人密度還有較大的提升空間。
     
      隨著《中國制造2025》國家戰略的穩步實施,國內制造業轉型升級步伐將逐步加快,機器人密度將大幅增加,假設達到日本的水平,則我國工業機器人是一個千億級別的市場,未來2020-2022三年間,國內工業機器人將擁有1086億元的市場空間,CAGR為22%。未來發展潛力巨大。
     
      我國工業機器人市場仍由外資主導,但國產品牌已逐步崛起,市場份額向龍頭集中。2018年我國工業機器人市場上“四大家族”的份額占到57.4%,國產自主品牌占32.83%。國產自主品牌中較大的9個企業占到整體自主品牌的48%。
     
      我國已在逐步實現工業機器人核心零部件國產化,在伺服電機、控制器、減速器等核心零部件市場上,部分本土企業已占有一席之地,如匯川技術、埃斯頓(TRIO)、綠地諧波、雙環傳動等企業通過自研或收購,已實現較快的技術進步。
     

     
      下游需求復蘇
     
      汽車行業目前仍是國內工業機器人最主要的下游應用,隨著中國制造業產業升級和轉型的不斷深化,工業機器人的應用將有望更深入衍射到3C、半導體、新能源、物流倉儲等領域,需求更加多元化。新興產業有望提振工業機器人需求復蘇。
     
      近年來倉儲物流、半導體、光伏、鋰電等新興行業自動化趨勢加速,應用占比從2016年的17%增長至2018年的22%,2020年新興行業機器人應用占比有望繼續擴大,應用領域的多元化拓展與產品技術的升級或為行業創造新機遇。
     
      工業電機市場迎新一輪增長
     
      全球范圍內對高效節能電機的需求正在不斷上升,下游市場驅動系統產量不斷上升也增加了對電機的需求。在工業設計和制造過程中,高效率、自動化的設備正越來越受到追捧。據前瞻預測,全球工業電機市場將迎來新一輪的增長,在未來5年,全球工業電機市場有望以5%-7%的年綜合增長率發展,預計在2020年將突破8000億美元,至2023年達到9500億美元。
     
      中國作為工業機器人和服務機器人全球最大的市場,具有孕育大型企業的廣闊空間。同時,中國處在向高端制造轉型的過程中,高端制造業對自動化、智能化生產的更高要求勢必會進一步激活工業機器人市場需求,具備本土化成本及配套服務優勢的企業有望獲得成長契機。
     
      制造業龍頭企業自動化水平較高,在疫情之后的復工中展示出較大優勢。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,中長期對制造業自動化率提升是較大利好。
     
      隨著中國老齡化程度的不斷加大,以及勞動力成本的不斷提升,未來工業機器人行業為代表的智能制造是我國制造業轉型的必由之路,制造業升級進程中工業電機的市場需求也將持續放大。工業機器人的高性價比以及滿足個性化定制需求的特質都將支撐起未來的充足市場。

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