中国国际工业装配及传输技术设备展览会/中国国际智能工厂及自动化技术展览会
2024.08.01-03 北京·中国国际展览中心(顺义馆)
我国已连续八年成为全球最大的工业机器人消费国,在劳动力人口下降和“用工荒”的背景下,“机器换人”成为我国制造业自动化改造、实现转型升级的关键。由工业和信息化部等15个部门起草的《“十四五”机器人产业发展规划》提出,到2025年,我国要成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地,机器人产业营业收入年均增长超过20%;要形成一批具有国际竞争力的领军企业及一大批创新能力强、成长性好的专精特新“小巨人”企业。把握住工业机器人加速发展的机遇,将助力我行在经济社会发展的重要赛道上抢占先机。
工业机器人行业总体运行情况
(一)工业机器人定义及分类
国际标准化组织(ISO)认为,机器人是具有一定程度的自主能力,可在其环境内运动以执行预期任务的可编程执行机构。借鉴国际机器人联盟(IFR)分类标准,可将机器人分为工业机器人和服务机器人。其中,工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人,可在焊接、搬运、码垛、包装、喷涂、切割等场景中代替人类执行频繁和重复的长时间作业。
按照功能划分,工业机器人可分为搬运机器人(码垛、分拣)、加工机器人(铸锻、冲压、切割、精密加工)、装配机器人(包装、拆卸)以及喷涂机器人。按照机械结构特点划分,工业机器人主要分为关节型机器人、直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、并联机器人、平面关节型机器人(SCARA)。
(二)工业机器人产业链分析
工业机器人行业产业链分为核心零部件、本体制造、系统集成三个关键环节,其中核心零部件环节(减速器、伺服系统、控制器等)附加值最高,本体制造的市场参与者众多且竞争较为激烈,系统集成商数量多但规模较小。目前,我国已经成为全球最大的工业机器人市场,但保有密度仍低于先进国家和地区,市场规模仍处于快速增长的阶段。
核心零部件制造是工业机器人全部产业链环节中成本占比最高的环节。据头豹研究院统计,上游核心零部件中控制器与减速器两项成本占比超过70%,本体制造环节约占20%。这主要是由于工业机器人的核心功能主要由控制系统与驱动系统提供,而控制系统、驱动系统属于工业机器人核心零部件环节,且技术壁垒相对其他环节更高,因此核心零部件制造环节生产成本占比更高。
中游本体制造商众多且竞争激励,而国内工业机器人企业生产成本显著高于国际企业,难以形成价格优势,因此在中游本体制造环节,我国企业市场份额相对较少。下游系统集成商主要通过系统开发与集成为终端使用客户提供整套解决方案。我国系统集成商虽然企业数量较多但普遍规模较小,在中低端领域具备价格与服务优势。
工业机器人核心环节发展趋势
(一)减速器
目前,RV减速器和谐波减速器是工业机器人主要使用的两种精密减速器。RV减速器技术通过多级减速传递运动,具有高刚性与高扭矩承载能力,适用于机器人大臂、基座等重负载部分,价格区间在5000~8000元,代表厂商为日本纳博特斯克。谐波减速器技术通过柔轮的弹性变形减速传递运动,具有体积小、运动精度高的特点,适用于机器人小臂、腕部、手部等需要精细化操作的部位,价格区间在1000~5000元,代表厂商为日本哈默纳科。当前,我国具备工业机器人减速器规模化量产能力的参与者包括:绿的谐波(谐波减速器)、南通振康(RV减速器)、中大力德(RV减速器)、中技克美(航天专用谐波减速器)等。
(二)伺服系统
伺服系统的主要市场仍被外资占据,以松下、安川、三菱等为代表的日系品牌占据国内伺服系统市场约30%的份额,西门子、博世力士乐、贝加莱等欧美系品牌主要把握高端市场。我国本土品牌持续采取定制化与低价策略抢占外资品牌的份额,在部分细分市场上表现出明显的竞争优势,随着本土厂商在产品技术及市场推广方面的提升,以汇川技术为代表的本土企业正在加速崛起。汇川技术在我国伺服电机市场份额排名第四,市占率为10%,整体行业CR5高达51%,行业头部效应较为明显。
(三)控制系统
控制系统一般由机器人本体制造商自主设计研发,以保证稳定性并维护技术体系。各大品牌机器人均有自己的控制系统与旗下机器人匹配,因此控制系统的市场份额基本与机器人本体市场份额保持一致,发那科、库卡、ABB、安川分别占据前四名,本土企业仅从事控制器开发则难以突围。控制器和伺服系统关联紧密,绑定机器人本体的运控一体化是未来趋势。
(四)本体制造
工业机器人本体生产商负责工业机器人本体的组装和集成。我国工业机器人销量结构以坐标机器人和关节机器人为主,占比达到80%。2015—2019年,国产机器人本体的本土市场份额由18.6%提升至30.3%;2020年内资占比略有下降,为28.6%。目前本土工业机器人本体制造商仍主要集中在中低端市场,高端应用市场仍然被发那科、库卡、ABB、安川四家企业占据。根据MIR Databank统计的2020年我国工业机器人出货量数据,2020年“四大家族”合计共占据市场份额的36%,分别为发那科(14%)、ABB(8%)、安川(8%)、库卡(6%)。国产龙头埃斯顿市场份额为3%,排名第八位,是前十名中唯一一家本土品牌。
(五)系统集成
国际工业机器人系统集成商主要集中在高端市场,而我国系统集成商多数集中在中低端领域,主要服务于食品饮料、医疗、物流等行业。此类领域由于需求多样化,定制化程度较高,价值量相对较低,我国系统集成商具备价格与服务优势。目前,MIR Databank数据库共收录9456家系统集成商,长三角、珠三角为两大集聚区域,这两个地区厂商合计占比为七成,与工业机器人区域分布特点基本吻合。
与机器人其他环节相比,系统集成的市场规模要远远大于本体市场,而且行业壁垒相对较低。从下游应用行业来看,汽车(整车+零部件+汽车电子)、电子、金属加工行业占比分别为29.8%、21.0%、10.9%,是占比最大的三个行业。在汽车整车、仓储物流等中高端系统集成领域,外资系统集成商占据优势地位,本土系统集成商在中低端的金属加工、汽车电子、电子等行业领域占据优势。食品饮料、医疗用品等定制化要求高的领域则基本被本土系统集成商所垄断。本土工业机器人系统集成商也在不断向高端市场渗透,如汽车整车行业,本土工业机器人系统集成商已经率先突破了汽车焊装领域,开始挤占部分外资集成商市场份额。
业务难点及同业业务开展情况
工业机器人产业链相关企业集中在四级国标行业工业机器人制造、工业自动化控制系统装置制造。通过调研发现,目前工业机器人行业业务难点主要体现为三点:
第一,产业链上游掌握核心技术的零部件企业更倾向于通过资本市场进行股权融资,对商业银行提供的贷款整体需求不高;第二,中游本体制造与下游系统集成环节一体化趋势明显,商业银行供应链金融介入难度较大;第三,虽然工业机器人行业具备较高的发展前景,但对个体客户核心技术掌握程度及未来经营趋势的甄别难度较高。
目前同业对工业机器人等具备“科创”性质的行业开发,主要从产品开发及服务方案、营销获客、生态圈建设三方面发力:
一是开发匹配企业发展周期的产品和服务,如招商银行“千鹰展翼”创新型企业培育计划;二是通过产业集群营销批量获客,如建设银行、中信银行以广东省机器人产业集群、浙江省机器人产业园区作为开发重点,提供园区建设项目固定资产贷款、并购贷款等服务;三是联合地方政府、集团投资子公司、头部PE/VC机构打造先进制造生态服务圈,如招商银行与上海市中小企业发展服务中心、申万宏源、毅达资本正式建立“创新型中小企业服务联盟”。