工業(yè)機(jī)器人短期迎來拐點(diǎn)，長期空間廣闊

導(dǎo)語從工業(yè)機(jī)器人密度來看（每萬名制造業(yè)員工），2018 年新加坡工業(yè)機(jī)器人密度最高，達(dá)到 831 臺，其次是韓國，達(dá)到 774 臺，德國、日本以及美國等發(fā)達(dá)國家工業(yè)機(jī)器人密度也均在 200 臺以上。中國是 140 臺，略高于全球平均水平。 1 工業(yè)機(jī)器人短期迎來拐點(diǎn)，長期空間廣闊 1.1 短期來看：工業(yè)機(jī)器人拐點(diǎn)已經(jīng)來臨 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量同比增速擴(kuò)大，需求拐點(diǎn)已經(jīng)來臨。受到中美貿(mào)易摩擦以及宏觀經(jīng) 濟(jì)下行影響，我國工業(yè)機(jī)器人需求從 2018 年開始出現(xiàn)明顯放緩，2018 年 9 月至 2019 年 9 月，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量都處于同比下滑的狀態(tài)。2019 年 10 月工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量同比增 長 1.7%，結(jié)束了連續(xù) 13 個月的同比下滑。2019 年 11 月我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為16080 臺， 同比增長 4.30%，環(huán)比增長 11.91%，機(jī)器人需求拐點(diǎn)已經(jīng)來臨。 我們認(rèn)為2020年汽車行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求保持相對平穩(wěn)，但是在5G在帶動下， 電子行業(yè)對于機(jī)器人的需求量有望明顯增加。此外，隨著食品、倉儲、光伏等行業(yè)對于 自動化率需求的不斷提升，這些行業(yè)對于機(jī)器人的需求也在逐步增加。綜合來看，2020 年工業(yè)機(jī)器人需求有望迎來復(fù)蘇。

食品醫(yī)療、倉儲物流和汽車電子等行業(yè)對于工業(yè)機(jī)器人需求快速提升。2018 年機(jī)器 人下游應(yīng)用市場中占比較大主要還是 3C 電子和汽車（汽車零部件、汽車整車和汽車電子）， 其中 3C 電子的占比約為 23%，汽車應(yīng)用的占比約為 36%。但是受到汽車和手機(jī)銷量下 滑的影響，2018 年我國汽車整車和 3C 電子對工業(yè)機(jī)器人的需求都出現(xiàn)了下滑。需求量 增長比較快的行業(yè)主要是食品醫(yī)療、倉儲物流和汽車電子等行業(yè)。2018 年食品醫(yī)療和倉 儲物流等行業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模增速都在 30%以上。

5G 帶動計算機(jī)、通信及其他電子設(shè)備固定資產(chǎn)投資增長。受益于 5G 滲透率的逐步 提升，從 2019 年 3 月份開始，計算機(jī)、通信以及其他電子設(shè)備等制造業(yè)固定資產(chǎn)投資逐 步回暖，計算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額累計同比增速已提升 至 13.6%。2020 年 5G 建設(shè)將進(jìn)一步加速，相應(yīng)的設(shè)備需求量將顯著增加，計算機(jī)、通 信及其他電子設(shè)備固定資產(chǎn)投資有望進(jìn)一步提升。 ……

2020-2025 年新能源汽車銷量復(fù)合增速有望超過 30%。工信部就《新能源汽車產(chǎn)業(yè) 發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年）》（征求意見稿）公開征求意見。《征求意見稿》提出，到 2025 年，新能源汽車市場競爭力將明顯提高，動力電池、驅(qū)動電機(jī)、車載操作系統(tǒng)等關(guān)鍵技 術(shù)將取得重大突破，新能源汽車新車銷量占比將達(dá)到 25%左右。假設(shè) 2025 年我國汽車銷 量將達(dá)到 3000 萬臺，則到 2025 年新能源車銷量 600 萬輛以上。預(yù)計 2019 年新能源汽車 銷量可以達(dá)到110-120萬輛，則2020-2025年新能源車銷量年復(fù)合增速需要達(dá)到33%左右。 汽車行業(yè)業(yè)績逐步好轉(zhuǎn)。汽車銷量從 2018 年下半年開始下滑以后，汽車制造行業(yè)的利潤也出現(xiàn)了顯著的下滑。經(jīng)過一年多的下滑后，汽車銷量下滑速度明顯收窄，行業(yè)的 業(yè)績也開始逐步好轉(zhuǎn)。從2019年三季度的情況看，汽車制造利潤總額增速已經(jīng)開始回正。隨著汽車需求的逐步回暖，汽車行業(yè)的業(yè)績有望逐步好轉(zhuǎn)。 由于汽車銷量下滑，行業(yè)的盈利能力降低，下游整車廠和汽車零部件廠商都放緩了 固定資產(chǎn)投資。從今年 3 月份開始，汽車制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額增速出現(xiàn)斷崖式的 下滑，至 2019 年 10 月，汽車制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額累計同比增速是-0.3%，已有觸 底跡象。我們預(yù)計隨著傳統(tǒng)汽車銷量邊際好轉(zhuǎn)，新能源汽車在國家政策驅(qū)動下繼續(xù)保持較快增長，行業(yè)的盈利能力逐步恢復(fù)，整車及零部件廠商投資意愿有望增強(qiáng)，汽車制造 業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額有望繼續(xù)保持增長。 1.2 長期來看：需求端+成本端+政策端驅(qū)動機(jī)器人需求增長 需求端：中國作為制造業(yè)大國，全球很多產(chǎn)品的主要產(chǎn)能都集中在中國。如全球 90% 的手機(jī)是中國制造，80%的空調(diào)和計算機(jī)是中國制造，70%的光伏電池是中國制造，60% 的彩電是中國制造。但是目前我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量在全球中的占比卻只有 37%左右。未 來隨著我國制造業(yè)自動化率的逐步提升，對于工業(yè)機(jī)器人的需求量將顯著提升。 此外，中國制造業(yè)面臨重大變革，以智能機(jī)器人為代表的智能裝備成為通向工業(yè) 4.0 的突破口。智能制造是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心，是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的“新動能”。以工業(yè)機(jī)器人為代表的智能裝備旨在提高制造業(yè)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而降低 制造業(yè)的生產(chǎn)成本，成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，通向工業(yè) 4.0 時代的重要突破口。

我國工業(yè)機(jī)器人密度提升空間大。從工業(yè)機(jī)器人密度來看（每萬名制造業(yè)員工擁有 的機(jī)器人數(shù)量），2018 年新加坡工業(yè)機(jī)器人密度最高，達(dá)到 831 臺，其次是韓國，達(dá)到 774 臺，德國、日本以及美國等發(fā)達(dá)國家工業(yè)機(jī)器人密度也均在 200 臺以上。中國是 140 臺，略高于全球平均水平。作為一個制造業(yè)大國，對標(biāo)其他發(fā)達(dá)國家，我國工業(yè)機(jī)器人密度還有非常大的提升空間。隨著《中國制造 2025》國家戰(zhàn)略的穩(wěn)步實施，國內(nèi)制造業(yè) 轉(zhuǎn)型升級步伐將逐步加快，機(jī)器人密度將大幅增加，未來我國工業(yè)機(jī)器人市場潛力巨大。

機(jī)器人國產(chǎn)化率還有很大的提升空間。目前我國工業(yè)機(jī)器人本體及核心零部件的國 產(chǎn)化率都較低，特別是在汽車和 3C 等對于精度和穩(wěn)定性要求比較高的領(lǐng)域，大部分市場 份額都是被外資品牌占據(jù)，我國大部分本體都是集中碼垛、上下料以及搬運(yùn)等相對低端 的領(lǐng)域。2018 年我國機(jī)器人本體國產(chǎn)化率約為 27.9%，還有非常大的提升空間。未來隨 著我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷加強(qiáng)，國產(chǎn)化率有望逐步提升。

成本端：用工難、用工貴，機(jī)器人換人大勢所趨。人口紅利的逐漸消失，人工成本的不斷攀升也進(jìn)一步推進(jìn)了“機(jī)器人換人”的趨勢。從勞動力人口結(jié)構(gòu)上來看，我國適 齡勞動力人口占比逐年下降，其中 2018 年 15-64 歲勞動人口占比為 71.2%，較 2017 年下 降了 0.62%。社科院發(fā)布的《藍(lán)皮書》指出我國在自 2020 年后十年勞動年齡人口將年均 減少 790 萬人，未來降幅將繼續(xù)增加。從制造業(yè)人力成本角度來看，我國制造業(yè)就業(yè)人 員平均工資不斷提高，截至 2018 年，制造業(yè)員工平均年薪達(dá)到了 72088 元，同比增長11.85%，人口成本不斷攀升。勞動力人口的快速下降與人工成本的大幅上升對制造企業(yè) 的生存產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，倒逼企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

與此同時隨著工業(yè)機(jī)器人國產(chǎn)化進(jìn)程的加速帶來工業(yè)機(jī)器人價格的下降，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)效率明顯高于人，工業(yè)機(jī)器人替代人力的成本優(yōu)勢將更加突顯。一般來說，一 臺工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線中可替代 3 名生產(chǎn)工人，其機(jī)器人本體與集成的價格大致相等。以一臺工業(yè)機(jī)器人使用年限為 8 年，維修費(fèi)用為 1/10 工業(yè)機(jī)器人價格進(jìn)行測算，可以推 算出 2018/2019 年我國工業(yè)機(jī)器人成本回收期大約為3.04/2.26 年。隨著國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人， 特別是減速器、伺服電機(jī)、控制器等核心零部件的實現(xiàn)國產(chǎn)化批量應(yīng)用，將顯著拉低工 業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用門檻，工業(yè)機(jī)器人的價格將進(jìn)一步下降。以 工業(yè)機(jī)器人年降價幅度為 5%， 制造業(yè)職工平均工資未來增幅 7%為估計。預(yù)期至 2020 年，工業(yè)機(jī)器人的投資回收期能 夠縮短至 2 年。

政策端：一系列產(chǎn)業(yè)政策為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供充分保障。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展離不 開國家政策的扶持。近幾年，國家陸續(xù)出臺多項政策支持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，尤其是 2009 年后政府明顯加快了政策措施出臺速度和力度，從頂層設(shè)計、財稅金融、示范應(yīng)用、人才培養(yǎng)等多角度發(fā)力支持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政策疊加效應(yīng)為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營造了良好 的發(fā)展氛圍。

2 上游核心零部件分析

工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈包括上游核心零部件、中游機(jī)器人本體和下游集成應(yīng)用三部分。上游是控制器、伺服電機(jī)、減速器、傳感器、末端執(zhí)行器等零部件的生產(chǎn)廠商，控制器、伺服電機(jī)和減速器是工業(yè)機(jī)器人三大核心零部件；中游是本體生產(chǎn)商，負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人本體的組裝和集成，即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括手臂、腕部等，部分機(jī)器人本體還包括行走結(jié)構(gòu)；下游是集成應(yīng)用商，負(fù)責(zé)根據(jù)不同的應(yīng)用場景和用途對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行有針對 性地系統(tǒng)集成和軟件二次開發(fā)。 其中，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為上游核心零部件，占據(jù)了工業(yè)機(jī)器人整機(jī)大部分的成本和利潤，也是技術(shù)上的核心和難點(diǎn)，是影響機(jī)器人性能最重要的部分?？刂?器、伺服電機(jī)、減速器這三大核心零部件的成本占工業(yè)機(jī)器人總成本約 70%，其中減速 器占整機(jī)成本約 35%，伺服占整機(jī)成本約 20%，控制器占整機(jī)約 15%，而本體和其他部 分僅占整機(jī)分別為 15%、15%。在所有核心零部件中，減速器的毛利率最高，達(dá)到 40%， 伺服電機(jī)和控制器毛利率分別為 35%和 25%。三大核心零部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了工業(yè)機(jī) 器人的工作精度、負(fù)載、壽命，以及穩(wěn)定性和可靠性等重要性能指標(biāo)，誰掌握了三大核 心零部件的技術(shù)和能力，誰就占領(lǐng)了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的制高點(diǎn)，擁有很強(qiáng)的定價權(quán)。

關(guān)鍵環(huán)節(jié)受制于人，嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。雖然我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了長足進(jìn)步，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，還存在較大差距。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺失，核心技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱。目前我國工業(yè)機(jī)器人市場上游核心零部件的供應(yīng)大部分被國外廠商所占據(jù)，國內(nèi)廠商大多集中在中游的機(jī)器人本體組裝和下游的系統(tǒng)集成，承擔(dān)系統(tǒng)二次開發(fā)、定制部件和售后服務(wù)等附加值低的工作，使得國內(nèi)機(jī)器人市場的巨大潛力帶來 的產(chǎn)業(yè)紅利被國外廠商占據(jù)。國內(nèi)涉及減速器研發(fā)的企業(yè)有 10 余家左右，具備量產(chǎn)出貨 能力的僅 5-6 家，市場幾乎被日企所壟斷。控制伺服系統(tǒng)方面，國內(nèi)企業(yè)有一定的自主 配套能力，國產(chǎn)品牌市場份額在 15%左右，高精度減速器、伺服電機(jī)和控制器等核心零 部件依賴進(jìn)口導(dǎo)致我國高端機(jī)器人產(chǎn)品質(zhì)量可靠性低，機(jī)器人推廣應(yīng)用難，市場占有率低，企業(yè)“小、散、弱”問題突出，產(chǎn)業(yè)競爭力缺乏。國外工業(yè)機(jī)器人巨頭本身就是核心部件的提供商，因此他們在零部件成本上擁有先天的成本優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，另外他們往往能以大的采購量和簽署排他性協(xié)議獲得比較優(yōu)惠的采購價格，而國內(nèi)的中小企業(yè)在進(jìn)口核心零部件時，往往要以顯著高出國外廠商的價格購買減速器和伺服電機(jī)等核心零部件，這些都嚴(yán)重削弱了國產(chǎn)品牌機(jī)器人的市場競爭力，使得國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)難以形成 規(guī)模優(yōu)勢。 2.1 控制器 2.1.1 功能：控制器是機(jī)器人的小腦，主要負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)機(jī)器人運(yùn)動 控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的主要組成部分，其機(jī)能類似于人腦控制系統(tǒng)，支配著工業(yè)機(jī)器人按規(guī)定的程序運(yùn)動，并記憶人們給予工業(yè)機(jī)器人的指令信息（如動作順序、運(yùn)動軌跡、運(yùn)動速度及時間），同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對工業(yè)機(jī)器人的動作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生故障時發(fā)出報警信號。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)分為處理器和控制器兩部分，處理器用來計算機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動、監(jiān)督控制器與傳感器協(xié)調(diào)動作，其功能相當(dāng)于人類大腦?？刂破鲝奶幚砥髦蝎@取數(shù)據(jù)，控制驅(qū)動器的動 作，并與傳感器反饋信息一起協(xié)調(diào)機(jī)器人的運(yùn)動，其功能相當(dāng)于人類小腦。

2.1.2 組成：控制器由硬件及軟件兩部分組成 控制器硬件核心在于芯片，為了保證控制系統(tǒng)具有足夠的計算與存儲能力，目前機(jī) 器人控制器多采用計算能力較強(qiáng)的 ARM 系列、DSP 系列、Intel 等系列芯片。軟件包括 操作系統(tǒng)和算法庫兩部分，機(jī)器人專用操作系統(tǒng)包括 VxWorks（嵌入式實時操作系統(tǒng)）、 Windows CE、嵌入式 Linux、μC/OS-Ⅱ以及通用 ROS 平臺等，其中 Windows CE、嵌入 式 Linux、μC/OS-Ⅱ以及通用 ROS 平臺為使用較多的開源操作系統(tǒng)。算法庫包括底層算 法庫以及應(yīng)用工藝算法，底層算法庫的運(yùn)動學(xué)控制算法即規(guī)劃運(yùn)動點(diǎn)位，負(fù)責(zé)控制機(jī)器人末端執(zhí)行器按照規(guī)定的軌跡達(dá)到指定地點(diǎn)。動力學(xué)算法負(fù)責(zé)識別每一個姿態(tài)下機(jī)身負(fù)載物的轉(zhuǎn)動慣量，使其保持最優(yōu)化輸出的狀態(tài)。應(yīng)用工藝算法即二次開發(fā)，針對不同行 業(yè)的應(yīng)用工藝算法，只有在掌握底層算法的基礎(chǔ)上才能較好地實現(xiàn)應(yīng)用工藝算法。 2.1.3 技術(shù)趨勢：驅(qū)控一體化成為輕載型機(jī)器人的主要方向 總線型控制系統(tǒng)越來越普遍。以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展為機(jī)器人提供了更快捷、穩(wěn)定、有效的通信服務(wù)，基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)由控制模塊、驅(qū)動模塊和示教模塊三部分組成，三者間的信號傳輸由電纜或網(wǎng)線完成。總線型控制系統(tǒng)三大模塊功率不受限制，具有實時性好，易于實現(xiàn)高速、高精度控制，易于擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)在于傳輸速度慢、硬件體積大、成本較高，因此適用于控制多個大型機(jī)器人的工業(yè)場景。發(fā)達(dá)國家總線控制方式已經(jīng)發(fā)展多年，具備比較成熟的總線產(chǎn)品和方案。國內(nèi)控制器公司處于追 趕階段，成效顯著。例如 2015 年卡洛普推出基于實時以太網(wǎng)的總線型機(jī)器人控制器；2018 年，雷賽智能推出 EtherCAT & RTEX 總線方案，未來總線方案的控制器使用將越來越多。

驅(qū)控一體化成為輕載型機(jī)器人的主攻方向。相較于傳統(tǒng)機(jī)器人較大的落地式控制柜，“驅(qū)控一體”能夠?qū)⒖刂乒竦捏w積縮小到臺式機(jī)大小，從而節(jié)省了空間。因此，“驅(qū)控一 體”設(shè)備在輕載機(jī)器人上的使用具備優(yōu)勢，比如 SCARA 機(jī)器臂、并聯(lián)機(jī)器臂、桌面型 小六軸機(jī)器人。這類機(jī)器臂所用關(guān)節(jié)功率較小，在 400W 左右，容易做集成化設(shè)計。而 且這些機(jī)器臂對空間的要求也會比較高，所以“驅(qū)控一體”的優(yōu)點(diǎn)能得到充分體現(xiàn)。 驅(qū)控一體化是巧妙地將伺服驅(qū)動技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)和機(jī)器視覺技術(shù)融合在一臺機(jī)器上，通過內(nèi)部高速并行總線進(jìn)行信息交換，充分滿足細(xì)分行業(yè)的應(yīng)用定制和工藝定制要求。與總線型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同的是，驅(qū)控一體控制系統(tǒng)將控制模塊與驅(qū)動模塊融合在一起，兩者以內(nèi)部總線的方式進(jìn)行通訊。內(nèi)部總線的原理類似于數(shù)據(jù)共存，兩者間不需要任何電纜或網(wǎng)線進(jìn)行信號傳輸?？偩€型控制系統(tǒng)的通訊速度為毫秒級，而驅(qū)控一體控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)千分之一毫秒級通訊速度，在速度和精度要求極高的場景下驅(qū)控一體控制系統(tǒng)優(yōu)勢完全凸顯。驅(qū)控一體控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)在于通訊速度快、體積小、成本低，但缺點(diǎn)是功率受限，不適用于汽車廠大型六軸機(jī)器人等工控場景。國內(nèi)控制器領(lǐng)先企業(yè)固 高科技早在2010 年便提出了驅(qū)控一體化的產(chǎn)品體系架極，并基于此承接了國家863 計劃。公司推出的拿云六軸驅(qū)控一體機(jī)囊括了工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)開發(fā)平臺、運(yùn)動控制器和六軸伺服驅(qū)動器，具有體積小、功率密度高、集成度高等特點(diǎn)，提高了設(shè)備性能和可靠性。新時代子公司眾為興推出的驅(qū)控一體控制器 QC400A，具備多軸直線插補(bǔ)，3D 空間圓弧 插補(bǔ)，軌跡跟隨，平穩(wěn)加減速，連續(xù)運(yùn)動軌跡速度自適應(yīng)功能、樣條曲線教導(dǎo)，振動抑 制等功能。

受益于我國的工業(yè)機(jī)器人市場強(qiáng)勁需求，工業(yè)機(jī)器人控制器需求量也呈現(xiàn)同步增長。據(jù) IFR 數(shù)據(jù)顯示，假設(shè)：（1）以進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人控制器和國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人控制器價格分 別為 2 萬元和 0.5 萬元；（ 2）外資品牌使用進(jìn)口控制器，國產(chǎn)機(jī)器人品牌使用國產(chǎn)控制器?？梢源笾鹿浪愠鑫覈陙淼墓I(yè)機(jī)器人控制器市場規(guī)模，2018 年我國工業(yè)機(jī)器人控制 器市場約為 20 億元，現(xiàn)有空間有限，但前景廣闊。 2.1.4 控制器市場格局與國內(nèi)外差距 國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人控制器市場多被日系及歐美品牌占據(jù)?？刂破饕话阌蓹C(jī)器人本體廠商自主設(shè)計研發(fā)，主流的機(jī)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(jī)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(jī)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(dá) 40%以上。2018 年國內(nèi)自主品牌機(jī)器人本體市場市占率達(dá) 32.3%， 而在工業(yè)機(jī)器人控制器市場僅占約 15%，國內(nèi)企業(yè)控制器尚未形成市場競爭力，部分本 體生產(chǎn)廠家的控制器需要通過外購國外廠商，如 KEBA、TRIO 等。但在發(fā)展過程中仍然 涌現(xiàn)出一批具有代表性的企業(yè)，比如固高科技、匯川技術(shù)、眾為興（新時達(dá)子公司）、埃 斯頓、華中數(shù)控等企業(yè)較有優(yōu)勢。 控制器硬件芯片依賴進(jìn)口，軟件算法差距較大。經(jīng)過多年的沉淀，國內(nèi)廠商的控制器硬件方案已經(jīng)達(dá)到國際性水準(zhǔn)，但物料受到限制，底層芯片依賴進(jìn)口，國內(nèi)尚無研發(fā)基礎(chǔ)。在軟件上，國際工業(yè)機(jī)器人品牌起步較早，經(jīng)驗與數(shù)據(jù)非常豐富。比如發(fā)那科在1974 年就開始進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)制造，其建立的“機(jī)器人生產(chǎn)機(jī)器人”生產(chǎn)線更是 為其提供了大量的經(jīng)驗與數(shù)據(jù)來改進(jìn)算法。國內(nèi)廠商目前在運(yùn)動學(xué)控制算法領(lǐng)域已基本實現(xiàn)國外先進(jìn)算法，但在動力學(xué)算法上與國外先進(jìn)水平等仍有一定差距，差距體現(xiàn)在算法的精準(zhǔn)性，即是否能達(dá)到效率最優(yōu)狀態(tài)。另外，底層算法的差距導(dǎo)致國產(chǎn)控制器的應(yīng)用工業(yè)算法受到限制，且國外機(jī)器人控制器有相當(dāng)部分功能存在技術(shù)封鎖，國產(chǎn)品牌目前大多集中在較為簡單的搬運(yùn)、碼垛領(lǐng)域，而且軟件的穩(wěn)定性也不如國外，出現(xiàn)故障的 概率比進(jìn)口產(chǎn)品高。 根據(jù)《國家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，機(jī)器人控制器關(guān)鍵技術(shù)要求包括運(yùn)動精度、動態(tài)性能、高速總線接口、控制軸數(shù)、插補(bǔ)周期、軟件性能、功能安全和可靠性等技術(shù)要求。對比主要工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)廠商的控制器產(chǎn)品，國產(chǎn)控制器硬件與軟件平臺與國外廠商基本一致，并且可控制的機(jī)器人類型齊全，其中不乏六軸、八軸機(jī)器人，不輸國外廠商，主要差距在于控制算法、安全性能以及可靠性設(shè)計等方面。安全性能差距體現(xiàn)在 國際廠商均已取得歐盟 CE 安全認(rèn)證，并掌握多種安全功能，而國內(nèi)僅有少部分廠商獲得 CE 認(rèn)證。同時國際廠商的抗震、抗沖擊性能也要優(yōu)于國內(nèi)品牌。國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)廠 家的控制器主要具有價格優(yōu)勢。隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，處理器的性能越來越高，成本越來越低廉，高性價比的微處理器使得開發(fā)低成本、高性能的工業(yè)機(jī)器人控制器成 為可能。KUKA 控制器價格為 5.8 萬元，而固高只需 6 千元。國產(chǎn)控制器性價比高，可 搶占對機(jī)器人精度要求不高的、通用型機(jī)器人的市場需求。 2.2 伺服電機(jī) 2.2.1 功能：伺服電機(jī)是工業(yè)機(jī)器人主要的動力來源 伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、編碼器三部分組成，是工業(yè)機(jī)器人主要的動力來源。伺服驅(qū)動器負(fù)責(zé)將從控制器接收到的信息分解為單個自由度系統(tǒng)能夠執(zhí)行的命令，再傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)（伺服電機(jī)），伺服電機(jī)將收到的電流信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象，實現(xiàn)每一個關(guān)節(jié)的角度、角速度和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩的控制。編碼器作為伺服系統(tǒng)的反饋裝置，很大程度上決定伺服系統(tǒng)精度。編碼器安裝在伺服電機(jī)上，與電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)一圈編碼器也轉(zhuǎn)一圈，轉(zhuǎn)動的同時將編碼信號送回控制器，控制器據(jù)以判斷伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、位置信息。一般來說，工業(yè)機(jī)器人的每個關(guān)節(jié)都會搭配一個伺服電 機(jī)，即一臺六軸工業(yè)機(jī)器人搭配 6 套伺服電機(jī)。 為了提高工業(yè)生產(chǎn)的靈活性，機(jī)器人正變得越來越輕，同時為了保證機(jī)器人的動態(tài)和精度，高功率密度伺服電機(jī)至關(guān)重要，在精加工作業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人甚至需要人手所具備的柔順性，要求電機(jī)能以“罐頭”大小實現(xiàn)高性能，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率并保證操作 員安全。機(jī)器人對伺服電機(jī)的高要求主要有以下方面： 第一，要求伺服電機(jī)具有快速響應(yīng)性。由于工業(yè)機(jī)器人一般運(yùn)行在頻繁的加速、啟 停的情況下， 因此要求伺服電機(jī)具有響應(yīng)能力高，調(diào)速范圍大的特點(diǎn)，也對伺服系統(tǒng)的 散熱性有一定需求。響應(yīng)指令信號的時間愈短，電伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高，快速響應(yīng)性能愈好，一般是以伺服電機(jī)的速度環(huán)帶寬值大小來說明伺服電機(jī)快速響應(yīng)的性能。第二，伺服電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩慣量比要大。在驅(qū)動負(fù)載的情況下，要求機(jī)器人的伺服電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動慣量小。第三，為了配合機(jī)器人的體形，伺服電機(jī)必須體積小、質(zhì)量小、軸向尺寸短，即功率密度大。第四，能經(jīng)受得起苛刻的運(yùn)行條件，具有較高的可靠性與 穩(wěn)定性，可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行，并能在短時間內(nèi)承受數(shù)倍過載。

2.2.2 伺服電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域及規(guī)模測算 伺服電機(jī)在工業(yè)自動化中發(fā)揮著重要作用，廣泛用于機(jī)械、冶金、電力、石油化工、船舶制造、航空航天、建筑、交通、科研試驗等多個領(lǐng)域。其中，機(jī)床工具、電子設(shè)備 制造和工業(yè)機(jī)器人等行業(yè)伺服應(yīng)用比例較高。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2018 年機(jī)器人 占伺服系統(tǒng)下游應(yīng)用的 10%，且高啟動轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電機(jī)在工 業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用較為普及。隨著未來機(jī)器人零部件實現(xiàn)突破，我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)將迎 來快速發(fā)展期，伺服系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也將繼續(xù)向電子設(shè)備制造、工業(yè)機(jī)器人等新興領(lǐng)域 深入。伴隨著工業(yè)機(jī)器人、電子制造設(shè)備等產(chǎn)業(yè)的迅速擴(kuò)張，伺服系統(tǒng)在國內(nèi)應(yīng)用規(guī)模也 增長迅速，整體市場規(guī)模增長空間較大。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2012 年我國 伺服系統(tǒng)市場規(guī)模已達(dá) 52 億元，并呈現(xiàn)逐年穩(wěn)定增長態(tài)勢。2016 年我國伺服系統(tǒng)市場規(guī) 模達(dá)到 71 億元，同比增長 12.7%。到了 2017 年我國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模增長至 95 億元， 同比增長 33.8%。截止至 2018 年底我國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模突破百億元，達(dá)到 117 億元左 右，2012 年至 2018 年年復(fù)合增長達(dá)到 14.5%，增速明顯。

2.2.3 市場格局：歐美品牌占據(jù)高端市場、國產(chǎn)品牌聚焦低端市場 國內(nèi)伺服電機(jī)的參與者眾多，可以分為日系、歐美系、臺系以及國產(chǎn)系四類廠商。目前我國伺服電機(jī)中高端市場主要被國外企業(yè)壟斷，進(jìn)口產(chǎn)品在我國工業(yè)機(jī)器人伺服市 場上占有率達(dá) 70%以上。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(qiáng)，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。日系品牌產(chǎn)品以小功率和中功率為主，以松下、安川、三菱、三洋等為代表的日系品牌技術(shù)和性能水平比較符合中國用戶的需求，以良好的性價比和較 高的可靠性獲得了穩(wěn)定且持續(xù)的客戶源，占據(jù) 50%以上國內(nèi)市場份額。臺系以臺達(dá)電子 為代表，其性能接近日系，價格介于國產(chǎn)與日系之間，性價比高，在中低端市場發(fā)展較 快，市場占有率約 10%。 國產(chǎn)伺服電機(jī)盡管技術(shù)相對落后，產(chǎn)品主要在中低端領(lǐng)域，但國內(nèi)多家企業(yè)均已開發(fā)了機(jī)器人使用的伺服電機(jī)，國產(chǎn)化進(jìn)程加速。目前我國企業(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(jì)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(jī)產(chǎn)品已相繼進(jìn)入批量化生產(chǎn)階段。盡管暫時無法像日系品牌一樣提供全功率段系統(tǒng)選型方案，但匯川和埃斯頓等國內(nèi)伺服第一梯隊的企業(yè)都紛紛針對機(jī)器人研發(fā)了機(jī)器人用伺服電機(jī)，國產(chǎn)伺服品 牌的市場占有率有明顯提升。

2.2.4 國內(nèi)外差距：國產(chǎn)伺服電機(jī)在穩(wěn)定性和工作精度等指標(biāo)上存在差距 對比國內(nèi)外主要伺服電機(jī)產(chǎn)品，我國伺服系統(tǒng)與日系和歐美品牌相比仍然存在不足，具體表現(xiàn)為快速響應(yīng)性、功率密度、穩(wěn)定性和工作精度等指標(biāo)差距較大，電機(jī)的慣量、電流、扭矩輸出等參數(shù)往往不能做到最優(yōu)化，國產(chǎn)機(jī)器人為了滿足最大負(fù)載和速度參數(shù)， 使用的電機(jī)都比日系選型要大，負(fù)載自重比大。 首先，在快速響應(yīng)能力上，國產(chǎn)伺服電機(jī)與日系及歐美品牌差距明顯。伺服電機(jī)的快速響應(yīng)性能由響應(yīng)帶寬指標(biāo)來體現(xiàn)，帶寬越大，快速響應(yīng)性能越好。對比安川電機(jī)與 國產(chǎn)電機(jī)同型號低慣量系列，國產(chǎn)電機(jī)速度環(huán)帶寬為 1-2kHz 左右，安川電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn) 3.1kHz。其次，在功率密度上，伺服系統(tǒng)對體積、重量要求較高，比如輕載 6kg 的桌面 型機(jī)器人手臂安裝空間非常狹小，對伺服電機(jī)的長度、質(zhì)量有著嚴(yán)格要求。受限于國內(nèi)廠商的設(shè)計與制造能力，國產(chǎn)電機(jī)外形尺寸偏大，能量密度較小，較難適應(yīng)工業(yè)機(jī)器人電機(jī)狹小的安裝空間。第三，在工作精度上，伺服電機(jī)的工作精度主要由編碼器決定。編碼器相當(dāng)于關(guān)節(jié)模組的神經(jīng)，時刻地把關(guān)節(jié)運(yùn)動的位置數(shù)據(jù)反饋給控制器，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)的控制。編碼器核心在于芯片與碼盤設(shè)計，國內(nèi)主流廠商采取的做法為芯片外購，在此基礎(chǔ)上開發(fā)自有解碼技術(shù)，并且高精度編碼器仍然依賴進(jìn)口。電機(jī)編碼器芯片依賴進(jìn)口是導(dǎo)致國產(chǎn)伺服電機(jī)不能完全替代進(jìn)口產(chǎn)品的主要原因。國產(chǎn)主流伺服電機(jī)編碼器 分辨率最高僅達(dá)到 23 位絕對值，而日系及歐美品牌已經(jīng)突破 24 位，因此目前國產(chǎn)編碼 器存在一定的精度不足問題。第四，在穩(wěn)定性及可靠性隱性指標(biāo)上，由于伺服系統(tǒng)要進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)動，并在短時間內(nèi)承受數(shù)倍過載，因此要求伺服系統(tǒng)必須在苛刻的運(yùn)行環(huán)境下保持良好的穩(wěn)定性。日系產(chǎn)品表現(xiàn)非常優(yōu)秀，而部分國產(chǎn)產(chǎn)品即使初始性能優(yōu)越，但當(dāng)面臨過載等較為的復(fù)雜工況環(huán)境時，其性能大打折扣。國產(chǎn)伺服電機(jī)在實際使用環(huán)境下的性能指標(biāo)與實驗室性能指標(biāo)無法匹配，這是阻礙國產(chǎn)伺服系統(tǒng) 進(jìn)軍高端市場的重要原因之一。 2.3 減速器 2.3.1 功能：減速器是工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié) 精密減速器決定工業(yè)機(jī)器人的精度和負(fù)載。精密減速器是連接伺服電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的中間裝置，它負(fù)責(zé)把伺服電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的，并傳遞更大的轉(zhuǎn)矩。精密減速器是工業(yè)機(jī)器人最重要的零部件，工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動的核心部件“關(guān)節(jié)”就是由它構(gòu)成，每個關(guān)節(jié)都要用到不同的減速器產(chǎn)品。工業(yè)機(jī)器人對減速器的精度、負(fù)載和壽命等要求極高，其技術(shù)壁壘是工業(yè)機(jī)器人核心零部件中最高的一個，是對工業(yè)機(jī)器人本體性能影響程度最高的核心零部件。 工業(yè)機(jī)器人常用減速器分為諧波減速器和 RV 減速器兩種。諧波減速器是一種單級 的齒輪減速器，由波發(fā)生器、柔輪和剛輪組成，其工作原理是由諧波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形，同時柔輪與剛輪嚙合負(fù)責(zé)傳遞動力，以此達(dá)到減速的目的。諧波減速器具有運(yùn)動精度高，傳動比大、質(zhì)量小、體積小以及較小的傳動慣量等優(yōu)點(diǎn)，常用于負(fù) 載小的工業(yè)機(jī)器人或大型機(jī)器人的小臂、腕部或手部等輕負(fù)載位置。RV 減速器是一種兩 級減速器，由一個行星減速器的前級和一個擺線針輪減速器的后級組成。它較機(jī)器人中常用的諧波減速器具有更高的耐疲勞強(qiáng)度、剛度和使用壽命，而且回差精度穩(wěn)定，因此 多用于工業(yè)機(jī)器人的機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載傳動的位置。

2.3.2 減速器應(yīng)用領(lǐng)域及規(guī)模測算 隨著技術(shù)的日益成熟，精密減速器越來越體現(xiàn)出高精度、高鋼性、高負(fù)載、傳動效率高、高速比、高壽命、低慣性、低振動、低噪音、低溫升、結(jié)構(gòu)輕巧、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、航空航天、醫(yī)療器械、衛(wèi)浴陶瓷、新能源等 諸多領(lǐng)域，展示出其廣闊的發(fā)展前景。 CRIA公布的數(shù)據(jù)顯示，2018 年我國工業(yè)機(jī)器人總銷量為 13.5 萬臺,其中按類型劃分， 多關(guān)節(jié)機(jī)器人、直角坐標(biāo)型、SCARA機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人的銷量分別 8.05、2、2.9、0.55 萬臺。一般情況下，一套六軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人需要 4 套 RV 減速器和 2 套諧波減速器；一 套 SCARA 機(jī)器人包含 4 套諧波減速器；一套直角坐標(biāo)機(jī)器人需要 3 套 RV 減速器和 1 套 諧波減速器；DELTA機(jī)器人的電機(jī)安裝在固定基座上，需要 1 套諧波減速器。以 RV 減 速器平均價格為 0.6 萬元，諧波減速器平均價格為 0.3 萬元作為假設(shè)，可以大致估算出我 國近年來的工業(yè)機(jī)器人減速器市場規(guī)模，2018 年我國工業(yè)機(jī)器人減速器市場為30.8 億元。 2.3.3 減速器市場格局：日本企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位 精密減速器制造對材料、設(shè)備、工藝等多個環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格要求，具有明顯的投資門檻高、技術(shù)難度大等特點(diǎn)，行業(yè)壁壘極高。也正因此，長期以來全球工業(yè)機(jī)器人減速器 市場一直呈現(xiàn)高度集中狀態(tài)。其中，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(fù)荷工業(yè)機(jī)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(dá) 90%以上。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，以住友為代表的日系 RV 減速器生產(chǎn)廠商 以及以新寶為代表的日系諧波減速器生產(chǎn)廠商合計占全球減速器市場份額也高達(dá) 10%以 上，全球減速器市場呈現(xiàn)出以日本企業(yè)一派獨(dú)大的高度集中化局面。納博特斯克和哈默納科在減速器領(lǐng)域的壟斷地位給予兩者極強(qiáng)的議價能力，由于國際工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)巨頭很早就開始了與這兩家企業(yè)的合作，而且采購規(guī)模極大，所以機(jī)器人四大家族能以遠(yuǎn)低于國內(nèi)廠商的價格購買其減速器產(chǎn)品。這對于性能上本就處于弱勢的國產(chǎn)機(jī)器人而言， 無異于雪上加霜。 納博特斯克是日本綜合性的機(jī)械集團(tuán)，業(yè)務(wù)范圍包括組件解決方案（精密減速器、液壓機(jī)械、新能源設(shè)備）、運(yùn)輸解決方案、無障礙事業(yè)、其他等四大類，其中精密減速器 業(yè)務(wù)屬于其最大業(yè)務(wù)板塊，包括 RV-N、RV-C 以及 RV-E 等主要產(chǎn)品系列。納博特斯克減 速器產(chǎn)品以高精度、高可靠、穩(wěn)定性著稱，在 RV 減速器領(lǐng)域全球市場占有率超過 80%， 公司的精密減速器客戶主要包括工業(yè)機(jī)器人和機(jī)床，其中工業(yè)機(jī)器人客戶覆蓋全球四大家族機(jī)器人企業(yè)以及各知名機(jī)器人廠商。機(jī)床客戶主要為日本的高精度機(jī)床企業(yè)，馬扎 克 OKUMA 機(jī)床 德瑪吉森。納博特斯克擁有日本津工廠和中國常州兩個精密減速器生 產(chǎn)基地，2017 年總產(chǎn)能達(dá) 84 萬臺，預(yù)計至 2019 年達(dá) 106 萬臺，2020 年產(chǎn)能可增至 120 萬臺。 哈默納科是世界上最早從事諧波傳動及特種傳動技術(shù)的開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售的專業(yè)化公司，目前已成為全球最大諧波減速器供應(yīng)商。哈默納科專注于諧波減速器的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，其產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于各類機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、航空航天、印刷機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、測量分析儀器、精密包裝機(jī)械等多種行業(yè)。在全球布局上，日本哈默納科在全球共設(shè)有三個分部，每個分部分別負(fù)責(zé)在全球不同區(qū)域的銷售市場，但各分部生產(chǎn)的諧波減速器具有很強(qiáng)的一致性。哈默納科在日本生產(chǎn)的諧波減速器只對亞洲地區(qū)銷售；哈默納科和納博特斯克在美國馬薩諸塞州成立的合資公司 Harmonic Drive L.L.C 生產(chǎn)的 諧波減速器只對美洲銷售；哈默納科在德國成立的 Harmonic Drive Antriebstechnik GmbH 公司(現(xiàn) Harmonic Drive AG 公司)生產(chǎn)的諧波減速器只對歐洲、中東、非洲、印度及南美 地區(qū)銷售。哈默納科壟斷了全球機(jī)器人用諧波減速器市場約 70%的份額，2018 年其產(chǎn)能 接近 180 萬臺。目前幾乎所有的世界知名機(jī)器人廠商均采用其諧波減速器。 國內(nèi)減速器供應(yīng)商以外資品牌為主導(dǎo)。2018 年國產(chǎn)減速器出貨量占國內(nèi)市場份額不 足 30%，而近 70%以上的市場份額則由外資品牌占據(jù)，哈默納科和納博特斯克分別在諧 波減速器和 RV 減速器出貨量上穩(wěn)居國內(nèi)市場份額第一，在國內(nèi)減速器市場占有絕對領(lǐng) 先優(yōu)勢。國產(chǎn)品牌起步較晚，目前已有蘇州綠的、來福諧波、南通振康、秦川機(jī)床、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。

浙江雙環(huán)傳動機(jī)械股份有限公司創(chuàng)建于 1980 年，并于 2010 年 9 月在深交所公開上 市。雙環(huán)傳動專注于機(jī)械傳動齒輪的研發(fā)、設(shè)計、制造與銷售，形成涵蓋車輛齒輪、非 道路齒輪、電動工具齒輪、軌道交通齒輪、RV 減速器等多個領(lǐng)域門類齊全的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)， 已經(jīng)成為全球具有相當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模和實力的主要齒輪散件專業(yè)制造企業(yè)之一。雙環(huán)傳動自 2014 年起深耕 RV 減速器 5 年，已經(jīng)逐步完成從研發(fā)階段向產(chǎn)業(yè)化階段的過渡，目前已 形成 RV-C、RV-E 兩大系列多種型號 RV 減速器產(chǎn)品，2018 年 3 月與埃夫特簽訂 1 萬臺 減速器供貨協(xié)議，供貨周期至 2019 年 6 月 30 日。截至 2018 年末，公司工業(yè)機(jī)器人 RV 減速器產(chǎn)業(yè)化項目投資 3.12 億元，預(yù)期實現(xiàn) 6 萬套工業(yè)機(jī)器人 RV 減速器的生產(chǎn)能力， 計劃在 2020 年建成 10 萬套/年的產(chǎn)能。 南通振康焊接機(jī)電有限公司創(chuàng)立于 1993 年，以電焊機(jī)送絲裝置生產(chǎn)起家。利用自身 精密加工的優(yōu)勢，通過西安微電機(jī)研究所、上海交大等多所院校展開技術(shù)合作攻關(guān)，于 2015 年實現(xiàn)鎮(zhèn)康RV減速機(jī)的首批生產(chǎn)，成為國內(nèi)較早涉足機(jī)器人用RV減速器的廠商。南通振康成功開發(fā)出 300Kg 以下機(jī)器人使用的 RV 減速器，包括 RV-E、RV-C、RD 等三 個系列 18 個產(chǎn)品，以超短的交貨期、極高的性價比和穩(wěn)定的質(zhì)量獲得越來越多機(jī)器人廠 家的青睞。目前已被包括 ABB、KUKA、發(fā)那科在內(nèi)的多家國際廠商試用，并擁有近 300 家機(jī)器人制造商客戶，已被埃夫特、凱爾達(dá)、歡顏自動化等國內(nèi)機(jī)器人廠商在本體生產(chǎn) 中采用。南通振康具備年產(chǎn) 3 萬臺的生產(chǎn)能力，2018 年 RV 減速器出貨量在5 萬臺以內(nèi)。 蘇州綠的諧波傳動科技有限公司是一家專業(yè)從事精密諧波傳動裝置的研發(fā)、設(shè)計和 生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。公司自 2003 年開始從事機(jī)器人用精密諧波減速器研發(fā)，目前其諧 波減速器產(chǎn)品在國產(chǎn)機(jī)器人諧波減速器市場的滲透率超過 50%，在國產(chǎn)諧波減速器中居 于首位，已擁有較好的品牌知名度和口碑，廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、人形機(jī)器人、機(jī)械 設(shè)備、航空航天、通信設(shè)施等行業(yè)。其諧波減速器產(chǎn)品系列包括 LCD、LCS、LCSG、LHD、 LHS、LHSG 等，其產(chǎn)品在精度、壽命、穩(wěn)定性、噪音等方面均達(dá)到國際先進(jìn)水平，通過 了 3 家國外機(jī)器人制造企業(yè) 2 萬小時壽命的精度測試。蘇州綠的下游客戶近千家，包括 新松機(jī)器人、埃夫特、新時達(dá)等國內(nèi)著名機(jī)器人生產(chǎn)商，產(chǎn)品已進(jìn)入 ABB供應(yīng)體系，形成了年產(chǎn) 20 萬臺的生產(chǎn)能力，2018 年出貨量超過 12 萬臺。 浙江來福諧波傳動股份有限公司是一家從事高精密諧波減速器的高科技企業(yè)，專業(yè)從事工業(yè)機(jī)器人行業(yè)配套伺服運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵驅(qū)動部件——漸開線齒形和雙圓弧齒形精密諧波傳動減速器的研發(fā)制造。公司開發(fā)生產(chǎn)的精密諧波減速器，具有高可靠性、 高精度、高扭矩、高壽命、大速比、小體積等特性，目前其產(chǎn)品已有 25mm 到 200mm 的 40 余種規(guī)格。廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、航空航天設(shè)備、數(shù)控機(jī)床、半導(dǎo)體制造設(shè)備、精密機(jī) 械驅(qū)動控制等領(lǐng)域。2018 年其諧波減速器出貨量為 2-3 萬臺。 2.3.4 減速器國內(nèi)外差距與原因 諧波減速器方面，在基本性能指標(biāo)上，國產(chǎn)品牌與哈默納科相差無幾，部分指標(biāo)能夠超越世界先進(jìn)水平。但在壽命、可靠性與穩(wěn)定性、噪音與發(fā)熱等重要隱形指標(biāo)上，國 產(chǎn)諧波減速器與哈默納科差距較大。哈默納科諧波減速器產(chǎn)品物理壽命超過 12000 小時， 并且能夠做到在 8000 小時內(nèi)精度幾乎不會下降，而國產(chǎn)產(chǎn)品難以在如此長的時間內(nèi)保證 精度。同時在產(chǎn)品可靠性與穩(wěn)定性方面，國產(chǎn)產(chǎn)品在面臨過載等較為復(fù)雜工況環(huán)境時， 其性能大打折扣。 RV 減速器方面，國內(nèi)廠商介入機(jī)器人 RV 減速器市場的時間較短，技術(shù)少有突破，整體競爭力均弱于國外品牌。在基本性能指標(biāo)上，國產(chǎn)減速器主要表現(xiàn)在空程與背隙、 啟動轉(zhuǎn)矩，以及扭轉(zhuǎn)剛度等指標(biāo)與國外產(chǎn)品差距明顯，這表明國產(chǎn) RV 減速器在扭轉(zhuǎn)力 矩的作用下，國產(chǎn)產(chǎn)品工作精度與抗扭轉(zhuǎn)變形的能力要劣于世界先進(jìn)水平，即齒形設(shè)計 以及負(fù)載能力有待加強(qiáng)。同時，國產(chǎn) RV 減速器產(chǎn)品物理壽命、穩(wěn)定性、以及發(fā)熱和噪 音等隱性指標(biāo)也與納博特斯克差距甚遠(yuǎn)。納博特斯克 RV 減速器產(chǎn)品的平均壽命一般可 達(dá) 10000 小時以上，在設(shè)定的工作壽命時間內(nèi)可嚴(yán)格保持精度和剛度不下降，而國產(chǎn)產(chǎn)品均低于 6000 小時，這是 RV 減速器的重要差距之一。在產(chǎn)品噪音和發(fā)熱上，國產(chǎn)品牌 的噪聲和發(fā)熱量明顯高于國外品牌。噪聲和發(fā)熱意味著減速器內(nèi)部存在齒輪嚙合不良，有超額摩擦磨損現(xiàn)象，即減速器不是在一種正常的工況下進(jìn)行工作，對減速器機(jī)械壽命 將產(chǎn)生不良影響，這也一直是國產(chǎn)RV減速器被下游應(yīng)用廠商拒之門外的重要原因之一。 高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性、一致性好的精密減速器的生產(chǎn)出是一項系統(tǒng)性工程，設(shè)計、仿真、材料、精密加工、精密裝配、檢測等每個環(huán)節(jié)都有若干個因素對產(chǎn)品最終性能產(chǎn)生影響，任何一個環(huán)節(jié)的一個因素處理不好，都會像木桶出現(xiàn)短板一樣，導(dǎo)致整 體性能與先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)。 從設(shè)計上看，世界領(lǐng)先的減速器廠商如納博特斯克和哈默納科在其產(chǎn)品的齒形設(shè)計、傳動機(jī)理方面已申請專利，其它廠商不得使用其專利產(chǎn)品類似的齒形設(shè)計和傳動機(jī)理，只能研發(fā)自有獨(dú)特的齒形設(shè)計和傳動機(jī)理。兩家廠商的先發(fā)優(yōu)勢使得其占據(jù)特殊齒形設(shè)計的有利地位，而齒形設(shè)計及傳動機(jī)理對精密減速器產(chǎn)品的工作精度、傳動效率等性能至關(guān)重要，我國廠商作為后來者，避開專利限制去設(shè)計性能同樣優(yōu)良的齒形面臨更高難 度。 從材料上看，我國材料工藝相對落后，以諧波減速器為例，據(jù)國產(chǎn)機(jī)器人本體廠商 透露，目前國內(nèi)外諧波柔輪材料基本為 40Cr 合金鋼，雖然材料種類相同，但國外提純技 術(shù)較高，因而材料相比國內(nèi)雜質(zhì)少，以致目前國產(chǎn)諧波減速器的柔輪材料基本依賴進(jìn)口。國內(nèi)外企業(yè)使用的鋼輪材料則有所差異，國內(nèi)廠商一般使用調(diào)質(zhì)鋼，而日本哈默納科多年來使用的材料均為球墨鑄鐵，其產(chǎn)品壽命已獲得長時間的驗證，是保證減速器壽命的最佳選擇，因此國內(nèi)一些減速器廠商也開始使用這類材料。當(dāng)前日本、德國等國家能生產(chǎn)并供應(yīng)較高等級的諧波減速器原材料，國內(nèi)雖能提供相應(yīng)的材料，但由于材料的顆粒度、剛度、硬度等指標(biāo)不足，相較國外高端材料具有較大差距，對生產(chǎn)出的諧波減速器的產(chǎn)品一致性和壽命等性能均會帶來不利影響。而日本哈默納科的專用材料配方涵蓋二十余種金屬粉末，具備特定的粒度和配比，且未申請專利，在一定程度上筑就了其產(chǎn)品 高性能的護(hù)城河。 從加工工藝上看，減速器對加工精度要求極高，加工誤差需要控制在 1 微米以內(nèi)。高精度加工設(shè)備需要從日、德等國家進(jìn)口，設(shè)備價格高、投入大，并且一、二級設(shè)備還面臨出口管制問題，獲取困難。同時由于國內(nèi)減速器產(chǎn)量小導(dǎo)致設(shè)備采購量小，因而推高了設(shè)備采購單價，使國內(nèi)減速器生產(chǎn)廠商在設(shè)備采購成本上同樣也被國外廠商拉開了差距。即使買回來國外最先進(jìn)的設(shè)備，加工工藝相比國外仍有很大差距。納博特斯克和哈默納科在諧波減速器領(lǐng)域已經(jīng)深耕了數(shù)十年，積累了非常豐富的加工經(jīng)驗，比如如何控制機(jī)床運(yùn)行溫度、濕度、如何規(guī)劃流程、如何調(diào)試以實現(xiàn)最優(yōu)加工，這些方面，國內(nèi) 廠商仍然處于探索期。 從裝配上看，減速器的裝配效果對產(chǎn)品性能有決定性的影響。裝配過程并不是將合格零件簡單地進(jìn)行連接，而是根據(jù)各部裝和總裝的技術(shù)要求，通過校正、調(diào)整、平衡、配作及試驗來保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的過程。高精度的裝配技術(shù)也是決定減速器精度核心技術(shù)之一。目前國內(nèi)減速器的裝配仍然以手工流水線作業(yè)的方式為主，其裝配效果完全依賴于工人的技術(shù)和經(jīng)驗。由于國內(nèi)減速器廠商起步晚，經(jīng)驗積累少，國內(nèi)高水平的減速器裝配工人資源匱乏，造成減速器裝配效果有限，而日本哈默納科與納博特斯克企業(yè)擁有大批從業(yè)十多年以上的高品質(zhì)“匠人”，能夠?qū)p速器裝配效果發(fā)揮到極致，導(dǎo)致國產(chǎn) 減速器難以與國外高精密減速器匹敵。

3 中游本體制造分析

工業(yè)機(jī)器人一般由機(jī)械本體（機(jī)械手）、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。本體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，部分機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè) 機(jī)器人有 3-6 個自由度，其中腕部通常有 1-3 個自由度；驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機(jī) 構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號，并進(jìn)行控制；工業(yè)機(jī)器人還安裝有內(nèi)外傳感器，包括視覺傳感器、聽覺傳感器以及嗅覺傳感器等，用來檢測機(jī)器人自身工作狀態(tài)和探測外部工作環(huán)境，類似 于人的眼睛、耳朵、鼻子等感知器官。

3.1 多關(guān)節(jié)與SCARA 機(jī)器人國產(chǎn)替代空間大 工業(yè)機(jī)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(jī)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，技術(shù) 難度較高且國產(chǎn)化率最低，是當(dāng)前國產(chǎn)品牌重點(diǎn)攻克的方向。 從市場結(jié)構(gòu)看，多關(guān)節(jié)機(jī)器人和 SCARA 機(jī)器人占工業(yè)機(jī)器人銷量的主要份額，其 中多關(guān)節(jié)機(jī)器人的銷量占比為 59.64%，SCARA 機(jī)器人的銷量占比為 21.48%。2018 年坐 標(biāo)機(jī)器人銷量同比略有下降，并聯(lián)機(jī)器人在 2017 年低基數(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)增長。從國產(chǎn)化率看，基于 2018 年市場數(shù)據(jù)，多關(guān)節(jié)型機(jī)器人國產(chǎn)化率約 17.5%，SCARA 型機(jī)器人國 產(chǎn)化率約為 26%，是國產(chǎn)化率最低的兩類機(jī)器人，有較大的國產(chǎn)替代空間。

3.1.1“四大家族”占據(jù)多關(guān)節(jié)機(jī)器人主要份額 多關(guān)節(jié)機(jī)器人是指臂部有多個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的機(jī)器人，一般由立柱和大小臂組成。多關(guān) 節(jié)機(jī)器人的軸數(shù)（關(guān)節(jié)）越多，自由度越高，超過 6 軸為冗余自由度，其中以 4~6 軸最 常見。多關(guān)節(jié)機(jī)器人主要有兩個特點(diǎn)：一是負(fù)載范圍大，從 1KG 以下到 2~3 噸不等，能 夠滿足多種任務(wù)的負(fù)載要求；二是作業(yè)范圍大，可以適合于幾乎任何軌跡或角度的工作。正是基于這兩個特點(diǎn)，多關(guān)節(jié)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用到多個行業(yè)及領(lǐng)域，其中，在汽車制造中的焊接、噴涂等環(huán)節(jié)基本只能夠使用多關(guān)節(jié)機(jī)器人，此外，隨著多關(guān)節(jié)機(jī)器人的小型 化，其在 3C 等行業(yè)應(yīng)用也越來越廣泛。 從多關(guān)節(jié)機(jī)器人市場整體競爭情況來看，頭部外資機(jī)器人企業(yè)出貨量排名相對穩(wěn)定， 前 5 家企業(yè)排名保持不變，依次為發(fā)那科、ABB、安川、庫卡和川崎重工，“四大家族” 合計占外資品牌多關(guān)節(jié)機(jī)器人市場份額的 80%以上，市場集中度高。四大家族在戰(zhàn)略布 局上多集中于高端應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)那科多關(guān)節(jié)機(jī)器人是通用集團(tuán)指定全球唯一的機(jī)器人供應(yīng)品牌，是大眾、本田指定的兩家機(jī)器人供應(yīng)品牌之一，也是眾多中國汽車公司的供應(yīng)商；庫卡從焊機(jī)系統(tǒng)的制造商起步，通過焊機(jī)業(yè)務(wù)與一些知名汽車生產(chǎn)商建立了合作關(guān) 系，目前是奔馳、寶馬生產(chǎn)線上多關(guān)節(jié)機(jī)器人的核心供應(yīng)商。 相比而言，國產(chǎn)廠商市場份額較為分散，單個廠商出貨量小，尚未形成規(guī)模效應(yīng)。此外，單純統(tǒng)計國產(chǎn)廠商多關(guān)機(jī)機(jī)器人出貨量意義也不是很大，因為部分國產(chǎn)廠商以低價策略，銷售的都是很低端的多關(guān)節(jié)機(jī)器人。我們認(rèn)為如果只是采用價格上的銷售策略，而不是注重機(jī)器人的質(zhì)量，銷量增長是難以維系的。目前國產(chǎn)機(jī)器人本體廠商中，埃斯頓和埃夫特等企業(yè)本體銷量在國產(chǎn)廠商中相對較高，并且質(zhì)量的認(rèn)可度也較高。未來隨 著國產(chǎn)機(jī)器人性能的不斷提升，有望搶占更多的市場份額。 3.1.2 SCARA 機(jī)器人分析 SCARA是 Selective Compliance Assembly Robot Arm 的縮寫，意思是一種應(yīng)用于裝配 作業(yè)的機(jī)器人手臂，具有一個移動關(guān)節(jié)和兩個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，在水平方向具有柔順性，垂直 方向具有很強(qiáng)的剛性。在操作中，SCARA 機(jī)器人能夠在保持高速運(yùn)行的同時保持高精度 定位，特別適用于裝配環(huán)節(jié)，目前已廣泛應(yīng)用于 3C 電子電氣等行業(yè)。 2018 年我國SCARA機(jī)器人總銷量約為2.9 萬臺，國內(nèi)市場銷量份額 CR5 排名不變， 其中愛普生、雅馬哈繼續(xù)領(lǐng)跑，隨后為眾為興（新時達(dá)子公司）、三菱和東芝。與 2017 年銷量數(shù)據(jù)相比，2018 年國產(chǎn) SCARA 機(jī)器人銷量增速迅猛，國產(chǎn)化率有所提升，其出 貨量排名前十的國產(chǎn)品牌分別是眾為興、臺達(dá)(臺灣)、圖靈、埃斯頓、慧靈、李群自動化、 凱寶、華盛控、天太機(jī)器人、本潤。目前，眾為興、圖靈、埃斯頓等廠商均有新廠在建， 預(yù)計投產(chǎn)后國產(chǎn)品牌 SCARA 機(jī)器人市場份額將進(jìn)一步上升。 國內(nèi)市場 SCARA 機(jī)器人國產(chǎn)化率由 2016 年的 13%提升到了 2018 年的 26%以上， 如此快的提升速度主要有以下幾點(diǎn)原因：一是國內(nèi) SCARA 機(jī)器人市場分散，客戶以中 小型制造業(yè)企業(yè)為主，單個客戶訂單金額低，外資品牌廠商難以全面兼顧，這就給國內(nèi) 廠商留下了機(jī)會；二是國產(chǎn) SCARA 機(jī)器人的性能正不斷提升，與國外品牌的差距在不 斷縮小，部分國產(chǎn) SCARA 機(jī)器人在負(fù)載、速度、重復(fù)定位精度等核心指標(biāo)方面已經(jīng)達(dá) 到甚至超越了外資品牌的水平。 綜合而言，盡管國產(chǎn)機(jī)器人本體跟國外四大家族比，在技術(shù)、性能、可靠性、品牌等方面還是存在一定的差距。但是埃斯頓、埃夫特等企業(yè)通過自主研發(fā)和外延并購等方 式，不斷加大對于核心零部件及本體的研制，目前在相對低端的多軸機(jī)器人和 SCARA 機(jī)器人性能上已經(jīng)和進(jìn)口品牌不相上下。未來隨著國產(chǎn)機(jī)器人本體企業(yè)技術(shù)實力的進(jìn)一 步提升，機(jī)器人本體國產(chǎn)替代指日可待。 3.2 我國工業(yè)機(jī)器人本體銷量有望逐步提升 2020-2022年全球機(jī)器人出貨量復(fù)合增速有望超過10%。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會（IFR） 最新發(fā)布的《全球機(jī)器人 2019-工業(yè)機(jī)器人》報告數(shù)據(jù)，2018 年全球工業(yè)機(jī)器人出貨量 42.2 萬臺，比上年增長 6%。年銷售額達(dá)到 165 億美元，創(chuàng)新紀(jì)錄。預(yù)計 2019 年全球機(jī) 器人銷量保持相對穩(wěn)定，2020 年至 2022 年全球機(jī)器人出貨量有望繼續(xù)保持兩位數(shù)以上的 增長。

據(jù) CRIA與 IFR 統(tǒng)計，2018 年中國工業(yè)機(jī)器人市場累計銷售工業(yè)機(jī)器人 15.6 萬臺， 同比下降 1.73%(注：IFR 調(diào)整了上年同期數(shù))，市場銷量出現(xiàn)同比下降。其中，自主品牌 機(jī)器人銷售 4.36 萬臺，同比增長 16.2%；外資機(jī)器人銷售 11.3 萬臺，同比下降 7.2%。與 上年相比，自主品牌工業(yè)機(jī)器人銷售增速雖有放緩，但依然保持了較為穩(wěn)定的增長水平；外資品牌銷售大幅下滑，增速驟然放緩，銷量由 2017 年超 70%的增速，回落至 2018 年 的同比下降。自主品牌機(jī)器人在市場總銷量中的比重為 27.88%，比上年提高 4.3 個百分 點(diǎn)。 根據(jù)上文敘述，2019 年 10 月和 11 月，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量同比都恢復(fù)了正增長， 且增速有加快的跡象。此外，12 月份，制造業(yè)PMI 為 50.2%，與上月持平，連續(xù)兩個月 位于榮枯線以上，制造業(yè)有回暖跡象。我們認(rèn)為機(jī)器人需求的拐點(diǎn)已經(jīng)來了，明年機(jī)器 人需求有望保持正增長。增長的動力主要來自于二個方面：（1）在 5G 帶動下，電子等行 業(yè)固定資產(chǎn)投資有望增加。2020 年 5G 手機(jī)有望迎來換機(jī)潮，此外，TWS 耳機(jī)和電子 手表等電子產(chǎn)業(yè)都可能迎來快速增長，因此電子行業(yè)有望帶動自動化設(shè)備需求的增長。（ 2） 傳統(tǒng)行業(yè)及新行業(yè)自動化率的提升。如近幾年，新能源汽車，光伏，食品飲料，倉儲物流等行業(yè)自動化率的逐步提升，帶動了自動化設(shè)備需求的發(fā)展。所以我們認(rèn)為在主要是 在上述二個方面的需求的拉動下，2020 年工業(yè)機(jī)器人有望迎來增長。

4 下游系統(tǒng)集成分析

工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成負(fù)責(zé)根據(jù)不同的應(yīng)用場景和用途，對機(jī)器人本體進(jìn)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。只有機(jī)器人本體是不能完成任何工作的，需要通過系統(tǒng)集成之后才能為終端客戶所用（從獲取訂單到項目工程師根據(jù)訂單要求進(jìn)行方案設(shè)計，再到安裝調(diào)試人員到客戶現(xiàn)場進(jìn)行安裝調(diào)試，最后交給客戶使用）。按 照應(yīng)用行業(yè)劃分，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成主要分布在汽車制造、3C 電子電氣、金屬加工、 塑料及化學(xué)制品等行業(yè)；按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成主要應(yīng)用在搬運(yùn)碼垛、 焊接、裝配、噴涂等領(lǐng)域。 4.1 系統(tǒng)集成呈現(xiàn)“小、散、弱”的局面 系統(tǒng)集成主要集中在汽車制造與 3C 電子電氣兩大行業(yè)。目前我國工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng) 集成應(yīng)用大部分集中在汽車制造、3C 電子電氣兩大行業(yè)，而在金屬加工、塑料及化學(xué)制 品、食品飲料等眾多行業(yè)雖有應(yīng)用，但數(shù)量相對較少，近幾年開始出現(xiàn)應(yīng)用增長的趨勢。具體而言，2018 年國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì) 37 個行業(yè)大類，102 個行業(yè)中類，2018 年國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用中，汽車行業(yè)的占比達(dá)到 32.0%，電子行業(yè)的占比 達(dá)到 21.5%，二者合計占比 53.5%，集中度較高。除去汽車、3C 電子電氣兩大行業(yè)外， 食品飲料、金屬加工、塑料等余下 35 個行業(yè)占比僅為 42.7%，剩余行業(yè)應(yīng)用較為分散， 呈現(xiàn)“長尾化”特點(diǎn)。

系統(tǒng)集成廠商呈現(xiàn)“小、散、弱”特點(diǎn)，主要集中在低端領(lǐng)域。我國工業(yè)機(jī)器人系 統(tǒng)集成商數(shù)量眾多，但是系統(tǒng)集成商的規(guī)模大多較小且主要集中在低端領(lǐng)域。據(jù) MIR DATABANK 統(tǒng)計，截至 2017 年底，中國工業(yè)機(jī)器人相關(guān)廠商 3500 余家，其中系統(tǒng)集成 商數(shù)量超過 3000 家，占比超過 80%。但是大部分國內(nèi)集成商規(guī)模小、實力弱，且市場較 為分散，在 3000 余家系統(tǒng)集成商中，企業(yè)營收規(guī)模超過 5 億元的不超過 10 家，并且主 要集中于汽車領(lǐng)域，營收超過 1 億元的不足 100 家，絕大部分企業(yè)系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)營收不 超過 3000 萬元；國內(nèi)品牌營收最高的前 10 大企業(yè)市場占有率不足 20%，市場集中度較 低；另外，絕大多數(shù)系統(tǒng)集成廠商缺少核心技術(shù)，多集中在以搬運(yùn)和上下料為主的中低端機(jī)器人，無法進(jìn)入高端市場，并且缺少自主知識產(chǎn)權(quán)，需要品牌授權(quán)才能開展業(yè)務(wù)， 具有較高的對外依賴度。

造成國內(nèi)系統(tǒng)集成廠商“小、散、弱”特點(diǎn)的主要原因有以下幾個方面：（1）系統(tǒng) 集成項目是非標(biāo)準(zhǔn)化的，項目之間無法完全復(fù)制，每一個項目都需要重復(fù)投入人力物力，因此難以形成規(guī)模效應(yīng)；（2）系統(tǒng)集成項目通常采用"3331"付款模式，即圖紙通過審核 后、發(fā)貨完成后以及安裝調(diào)試后分別拿到 30%的資金，最后剩余的 10%為質(zhì)保金，一般 在產(chǎn)線平穩(wěn)運(yùn)行 1-2 年后獲得。按照這種付款流程，系統(tǒng)集成商通常需要墊資經(jīng)營，因 此限制了其同時實施項目的數(shù)量及規(guī)模；（3）系統(tǒng)集成商的核心競爭力是人才，其中， 最為核心的是銷售人員、項目工程師和現(xiàn)場安裝調(diào)試人員，銷售人員負(fù)責(zé)拿訂單，項目工程師根據(jù)訂單要求進(jìn)行方案設(shè)計，安裝調(diào)試人員到客戶現(xiàn)場進(jìn)行安裝調(diào)試，并最終交付客戶使用。銷售人員、項目工程師和安裝調(diào)試人員才是其核心資產(chǎn)，因此，系統(tǒng)集成商也較難通過并購等方式實現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)張；（4）相較于機(jī)器人核心零部件與本體業(yè)務(wù)，系 統(tǒng)集成是一個技術(shù)壁壘較低的領(lǐng)域，行業(yè)進(jìn)入較為容易，在近年市場爆發(fā)增長的情況下， 誕生了一大批中小微系統(tǒng)集成商，低端重復(fù)建設(shè)，市場更加分散。 4.2 非汽車行業(yè)機(jī)器人自動化率有望逐步提升 汽車行業(yè)屬于工業(yè)機(jī)器人高端應(yīng)用領(lǐng)域，市場主要由外資品牌把控。整車廠有四大核心工序，分別是沖壓、焊接、噴涂和總裝，其工藝復(fù)雜、技術(shù)難度高，是工業(yè)機(jī)器人 應(yīng)用的高端應(yīng)用領(lǐng)域，例如在汽車車身焊接工序中，整車約有 3000-4000 個焊點(diǎn)，需要 數(shù)十個焊接機(jī)器人在 60-75s 的時間內(nèi)協(xié)同完成，因此對每個點(diǎn)焊工位上的機(jī)器人本體性 能要求極高，并且針對不同車型還需要單獨(dú)開發(fā)控制和操作系統(tǒng)，以及開發(fā)相匹配的夾 具、檢具、供電系統(tǒng)、電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、自動檢測系統(tǒng)等。年產(chǎn)能 20 萬輛車的焊接車間中， 通常會使用 300-400 臺機(jī)器人（由于自動化程度不同，機(jī)器人數(shù)量差距較大），包括點(diǎn)焊 機(jī)器人（完成約 60%的焊接點(diǎn)）、弧焊機(jī)器人（完成約 40%焊接點(diǎn)）以及小部分涂膠機(jī)器 人。 受制于技術(shù)水平等因素，國內(nèi)汽車廠商使用的機(jī)器人以外資品牌為主，其中 ABB、 庫卡、發(fā)那科、安川“四大家族”市場占有率合計超過 80%，此外，意大利的柯馬、日 本的那智不二越、川崎重工以及韓國的現(xiàn)代重工也有一定市場。 此外，國內(nèi)只有少數(shù)系統(tǒng)集成商研發(fā)和技術(shù)實力能夠隨著項目經(jīng)驗的積累逐漸形成較強(qiáng)的實力和一定的規(guī)模，進(jìn)而搶奪國際汽車行業(yè)系統(tǒng)集成商的市場份額。比如埃夫特將其多種類型機(jī)器人大量應(yīng)用于奇瑞汽車生產(chǎn)過程中，包括用于汽車總成件點(diǎn)焊、弧焊、涂膠和搬運(yùn)，前擋風(fēng)玻璃裝配以及大燈等零部件的上下料、沖壓、打磨、噴涂等環(huán)節(jié)。埃夫特本體除用在奇瑞汽車廠外，在江淮汽車廠等國產(chǎn)廠商也有少量應(yīng)用。但總體而言，汽車領(lǐng)域仍由外資品牌壟斷，特別是合資車廠商，大部分外資整車廠商的生產(chǎn)線標(biāo)準(zhǔn)及 機(jī)器人選型是全球統(tǒng)一的，幾乎只采用外資品牌機(jī)器人。 國內(nèi)集成廠商難以打入汽車制造核心領(lǐng)域，究其原因，主要為汽車集成行業(yè)作為資金和技術(shù)密集型行業(yè)，存在項目經(jīng)驗壁壘，客戶對供應(yīng)商的選擇往往會基于其是否具有實施類似項目的經(jīng)驗、是否具有項目實施能力、是否具有良好的售后服務(wù)、是否在行業(yè)內(nèi)具有良好的聲譽(yù)等，整車制造商與國外廠商通常有長達(dá)幾十年穩(wěn)定合作，國產(chǎn)廠商起步晚，欠缺項目經(jīng)驗以及高效的售后服務(wù)體系，往往達(dá)不到高效維修解決故障問題的能 力。 非汽車領(lǐng)域的空間巨大，成為我國工業(yè)機(jī)器人密度提升的新增長點(diǎn)。截至 2017 年， 我國汽車工業(yè)機(jī)器人密度已達(dá)到 634 臺/萬員工，自動化率程度較高。相較而言，非汽車 領(lǐng)域自動化率普遍偏低，以 3C 行業(yè)為例，3C 行業(yè)已連續(xù)兩年成為我國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用 的首要行業(yè)，但目前其機(jī)器人密度僅約不到 40 臺/萬員工，自動化率普遍偏低，即便是加 工廠龍頭富士康代工手機(jī)的自動化率也僅為 30%左右，最高也尚未突破 50%，日韓國家 的機(jī)器人密度早已超過 1200 臺/萬員工，差距巨大。相對于應(yīng)用漸趨飽和的汽車市場，作 為萬億級產(chǎn)業(yè)體量的 3C 市場，工業(yè)機(jī)器人在此領(lǐng)域存在巨大的發(fā)展空間。 現(xiàn)階段我國作為全球3C制造業(yè)的中心，集中了全球70%的 3C產(chǎn)能，居于全球首位。3C 產(chǎn)業(yè)作為目前發(fā)展最為迅速的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品更新快但智能化制造不夠成熟的情況下，生 產(chǎn)線換線頻繁、招工困難、自動化率的逐漸提升均會促進(jìn)機(jī)器人銷量的增長，使得 3C 領(lǐng) 域成為機(jī)器人企業(yè)未來競爭主戰(zhàn)場之一，這也將給國產(chǎn)廠商帶來機(jī)會。高增長新興領(lǐng)域的全自動產(chǎn)線需求帶來新的增量。新興領(lǐng)域包括新能源汽車、汽車零部件中的三電、新能源和倉儲物流等，這些領(lǐng)域未來對于系統(tǒng)集成應(yīng)用的需求將持續(xù)增長，國產(chǎn)化替代進(jìn) 程有望加速。 整體而言，自動化需求正持續(xù)擴(kuò)散，3C、新能源、金屬制造、陶瓷、家電、物流等 領(lǐng)域自動化應(yīng)用市場前景依然廣闊，未來國產(chǎn)系統(tǒng)集成商差異化的競爭機(jī)會主要在中低端市場和新興領(lǐng)域。四大家族產(chǎn)品更偏向于標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，深度的行業(yè)應(yīng)用需要結(jié)合實際產(chǎn)業(yè)工藝進(jìn)行二次開發(fā)，這也給中國的機(jī)器人廠商提供了卡位下游的發(fā)展機(jī)遇。相比國外品牌，國內(nèi)系統(tǒng)集成商的優(yōu)勢體現(xiàn)在其服務(wù)與價格兩個方面。國外廠商盡管有先進(jìn)的機(jī)器人制造技術(shù)，但往往不能直接用到加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而需要根據(jù)不同的需求做不同程度的定制。進(jìn)口廠商雖然可以滿足部分機(jī)器人改造，但也無暇顧及國內(nèi)大批小廠商的個性化定制化需求，而國內(nèi)廠商則在此方面優(yōu)勢突出，能夠深挖多種應(yīng)用場景，為制造商提供各類適配性機(jī)器人，并且提供全生命周期服務(wù)。 另外，國產(chǎn)機(jī)器人與國外相比 價格較低，國產(chǎn)機(jī)器人的高性價比可以將其回本期縮短至 2 年左右，大幅降低應(yīng)用廠商 使用機(jī)器人所面臨的成本風(fēng)險，使應(yīng)用廠商有更大動力去“機(jī)器換人”。國產(chǎn)系統(tǒng)集成商 有望在中低端與新興領(lǐng)域做深做強(qiáng)，細(xì)分子領(lǐng)域的龍頭企業(yè)有望憑借其資金、技術(shù)以及行業(yè)理解深度上的優(yōu)勢從中脫穎而出，實現(xiàn)與國外品牌的差異化競爭。新興領(lǐng)域包括新能源汽車、光伏、食品飲料和倉儲物流等，這些領(lǐng)域未來對于國產(chǎn)本體應(yīng)用的需求將持 續(xù)增長，國產(chǎn)化替代進(jìn)程有望加速。