《2023中国工业机器人应用与趋势研究报告》

©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) 核心观点©亿欧智库-陈皓 (79125) p减速器、伺服电机与控制器被认为是机器人三大核心零部件，整体来看，工业机器人的总体成本中，核心零部件成本占比接近70%，其中减速器（RV减速器和谐波减速器）占比最大约35%，国产化程度最低，是制约我国机器人产业发展的核心关键。 p行业整理向好，短期：库存周期底部，制造业投资回升；2023年需求恢复，主动补库存。中期：渗透率提升、国产替代、产业调整，机器人应用落地加快。长远：劳动力供给不足，机器人逐步贡献产能。 p企业在考虑采用工业机器人时需权衡成本、生产需求灵活性等因素，工业机器人适用于重复性高、高精度要求、危险环境和高产能要求等场景，与传统机器人相比，更适用于柔性生产场景。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) p中国工业机器人现状面临几大痛点：关键技术原创性不足；投入资金压力大；各类人才短缺；国际化竞争加剧，无序竞争凸显。 Part 1市场现状 中国工业机器人产业迎来新的阶段©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) 短期：库存周期见底，制造业投资有望复苏 工业机器人的库存水平已降至低位，这预示着产业产品更新的新机遇即将来临。政府的制造业刺激政策已经启动，行业复苏的预期持续增强。此外，贷款需求指数也呈现出制造业复苏的迹象。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) Ø从短期的角度看，制造业投资主要受到库存周期的影响。一个完整的库存周期通常在2-4年左右。 Ø贷款需求指数显示制造业景气度复苏。制造业贷款需求的增长表明制造业投资可能即将进入繁荣期，从而拉动了对工业机器人的需求。上一轮行业负增长周期大约持续了13个月，而本轮自2022年4月开始进入负增长阶段，至2023年4月已经持续了12个月。从时间顺序上判断，行业可能在2023年下半年开始恢复正增长。 中期：渗透率提升，国产替代加速 渗透率增速可观，机器人国产替代加速©亿欧智库-陈皓 (79125) 政策推动，中国工业机器人从崛起到进击©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) 预计2020-2025年工业机器人的渗透率CAGR为14.9%。长远来看，中国制造业机器人即便到2025年预测值，密度较韩国2021年渗透率水平仍有较大差距，市场发展潜力巨大。 《“十四五”机器人产业发展规划》中提到的“拓展机器人应用深度广度”的一项重要举措。加快拓展新的应用领域，引导机器人产品创新，加速机器人产品推广 长期：支持制造业可持续发展 伴随着产业结构变迁，制造业劳动力成本上升、供给不足 通过工业机器人补充下游新兴产业缺口 Ø产业结构变迁直接影响着劳动力的资源配置，第三产业近年来吸纳了大量第一二产业的劳动力。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) Ø2022年工业机器人产量增长超过20%，同时其下游主要应用领域也实现了大幅度增长，尤其是光伏和新能源汽车领域。这些领域的迅速增长为工业机器人销量的增长带来了直接的推动作用。©亿欧智库-陈皓 (79125) Ø2014-2021年我国城镇制造业就业人数从5,243万人下降至3,828万人，同时制造业人均薪酬从5.15万元/年增长至9.20万元/年，制造业劳动力供给不足。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) 成本降低、降本明显，工业机器人价值还将进一步扩大 供给侧：国产核心零部件成本降低，机器人本体和上游厂商共赢 随着国内核心零部件技术的持续突破，中游整机厂与其的协同效应将进一步提高毛利率，同时缩短下游设备改造投资的回收周期，推动中国工业机器人在制造业的应用程度增强。这将进一步向上游和下游传递，形成规模效应，推动全产业链的降本和技术与质量的双重提升。 近年来，越来越多的企业开始尝试使用工业机器人来优化生产流程，提高生产效率，工业机器人经过多年实践，已经被证明可以很好的帮助企业降低成本。JAKA招股书中显示，工业机器人的投资回报周期小于6个月。 source：节卡机器人招股书 工业机器视觉赋能机器人促进柔性生产落地，进而实现产销协同 工业机器人智能化、柔性生产的实施需要考虑设备标准化和自动化程度、模块化方案的选择和应用。设备标准化和自动化程度越高，智能化、柔性化的生产方式就越容易实现。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) 需求2：数据获取的能力 工业机器视觉赋能 5G网络的低延迟和高带宽特性使其能够更好地支持工业机器视觉的应用。推动整个工业互联网的搭建，实现生产的智能化和自动化。©亿欧智库-陈皓 (79125) 2020年2月ABB与Covariant合作推出智能分选机器人，通过机器视觉算法提升识别效率和准确率。机器视觉助力工业机器人发展。©亿欧智库-陈皓 (79125) 使工业机器人能够感知环境、作出智能决策，从而更好地适应不同的生产任务。这种模式进一步促进了产销协同。 工业机器人市场在未来几年内有望继续保持较快的增长势头 处于“阵痛期”的国产工业机器人行业今年将开启波动性复苏，这也让相关机器人本体制造商来到了决定性的突围之战。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) 关键环节核心技术原创性不足，制约中国工业机器人产业健康快速发展 •控制机器人的运动轨迹、速度和姿态，是机器人的大脑。©亿欧智库-陈皓 (79125) •降低伺服电机的转速和转矩，提高机器人的精度和负载能力。©亿欧智库-陈皓 (79125) •大部分的本体厂商还不具备核心控制器自研自给的能力，主要依靠对外采购。 •国内伺服电机自主支撑能力已经形成，规模有望进一步扩大。©亿欧智库-陈皓 (79125) •工业机器人主要使用RV减速器，但市场仍被国外品牌占据。 核心零部件国产化是中国工业机器人产业走向高端市场的必由之路 虽然国内企业已基本掌握了工业机器人的设计制造技术，并且在工业机器人精密传动技术、机器人高性能控制和驱动技术、传感技术等领域的研究也有所突破。然而，在核心和关键技术的原创性研究、高可靠性关键零部件、系统工艺应用解决方案以及主机批量生产等方面仍存在一些不足。此外，工业机器人所需精密减速器、伺服电动机及驱动器等关键部件仍依赖进口，尚未全面实现国产化。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) source：开源证券研究所、公开资料整理 无序竞争显现，影响行业健康发展 中国工业机器人厂商整体营收规模不高，且存在着如下特点： Ø为了进一步抢占市场，外资企业发起了“价格战”，并向制造业领域大量渗透，导致国内工业机器人生产企业的市场空间受到挤压，成长机会受到削弱。长时间以来，市场格局一直保持着“外七国三”的局面。 Ø企业之间的合作较少，竞争激烈。Ø新兴企业较多，欲以低成本进入市场，打乱市场价格。Ø一些企业主要注重销售策略，而不注重产品研发与质量把控。 究其本源，中国的工业机器人产业起步晚，国产化任重道远 我国工业机器人产业升级速度慢，面临投资资金不足、生存空间受限等问题，同时智能制造装备产业存在核心技术缺失的问题。 中期缺人 错失关键核心技术最佳发展期 世界智造中心 Part 2工业机器人产业链 国产替代加速，全产业链迎来新机遇©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) 工业机器人产业链概览 上游：核心零部件 中游：机器人本体 下游：集成与应用 按机器人类型分，主要可以分为直角坐标、协助机器人、多关节、SCARA、Delta五种。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) 下游主要应用到新能源、光伏、汽车行业等自动化程度较高的行业 核心零部件主要由传感器、控制器、伺服电机、减速器、部件构成。©亿欧智库-陈皓 (79125) 多关节 直角坐标 协助机器人 SCARA Delta Ø⽤于要求⾼精度的装配和搬运任务，由相互平⾏的直线构成，具有⾼速度和⾼精度 Ø具 有 有 相 对 较 低的 运 动 能 ⼒ 和 充⾜ 的 防 护 措 施，以 确 保 ⼈ 类 安 全。适 ⽤ 于 医 疗 保 健、制 造 业、服 务 ⾏业等场景 Ø具有3-7个由电机控 制 的 关 节，能实 现 复 杂 的 三 维运 动。适 ⽤ 于 需要 ⾼ 灵 活 性 任 务的 场 景，如 装 配、焊接等 Ø由 相 互 垂 直 的 直线 构 成，具 有 ⾼精 度、⾼ 速 度 和⾼ 可 靠 性。常 ⽤于 装 配、包 装、搬运等场景 Ø具有三个或多⾃由度，⽤于要求⾼速度、精度的应⽤，具有⾼度灵活的结构和快速完成任务的能⼒ Ø锂电行业：锂电池对工业机器人的使用覆盖从制片到PACK线的全流程，，到2025年锂电行业对工业机器人需求量有望突破6.7万台，2021-2025年CAGR超过35%。Ø光伏行业：2019年中国光伏行业工业机器人销量达到6.5万台，同比增长23.7%。此外，根据国际机器人联盟（IFR）的数据，到2025年，全球光伏行业对工业机器人的需求将达到约100万台。Ø汽车行业：汽车行业是工业机器人下游应用占比最高的行业，几乎适配所有环节。未来2025年全球汽车行业对工业机器人的需求将达到约600万台，占整个工业机器人市场出货量的35%左右。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) Ø控制器：机器人大脑，控制运动和行为。 Ø减速器：关节处组成部分，通过降低转速控制运动。©亿欧智库-陈皓 (79125) 按应用场景分，主要可以分为搬运/上下料、焊接/抛光打磨、喷涂、装配/拆卸五种。©亿欧智库-陈皓 (79125) Ø伺服电机：驱动装置，响应控制器信号。 Ø传感器：收集信息，机器人决策。 上游核心零部件发展情况分析 5种工业机器人的主要类型 传感器：国际厂商市场占有率高，力矩传感器迎来国产化新机遇 力距传感器将引来发展机遇 力矩传感器又称为扭矩传感器，可对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测，能够将扭力的物理变化转换成精确的电信号。 Ø主要应用： 按照测量维度，力传感器可以分为一至六维力传感器。六维力传感器是目前维度最高、力觉信息反馈最为全面、难度最大的力觉传感器。 目前，六维力距传感器逐步应用于打磨、铣削、焊接及装配场景的工业机器人以及对传感性能要求更高的协作机器人。 Ø检测移动物体并定位传送带上被放置的部件的摄像头，这些智能摄像头可以帮助机器人迅速确定部件的位置，然后机器人再根据获得的信息在移动过程中做出相应的调整。©亿欧智库-陈皓 (79125)©亿欧智库-陈皓 (79125) 2D传感器 Ø下游应用： Ø用于导航系统，帮助机器人定位和跟踪相对于环境的位置；也可用于运动跟踪系统，以跟踪机器人和其他物体的运动，帮助控制机器人的移动；还可用于目标检测，识别和跟踪环境中的对象，躲避碰撞；或者被用于卸货和码垛系统，以检测和定位物体。 Ø国产化进程： Ø利用力/力矩传感器感知末端执行器的力度。多数情况下，力/力矩传感器位于机器人和夹具之间，这样，所有反馈到夹具上的力都在机器人的监控之中。 力/扭矩传感器 近年来我国已涌现出如索迪龙、宜科电子及兰宝传感等一批以研发智能化、小型化工业传感器为发展方向的高新技术企业。 Ø可以分成两类：1，某种触觉识别系统，通过柔软的表面感知压力，给机器人发送信号，限制或停止机器人的运动。2，直接内置在机器人中。可以利用加速度计反馈，还有些则使用电流反馈。在这两种情况下，当机器人感知到异常的力度时，便触发紧急停止，从而确保安全。©亿欧智库-陈皓 (7912