中国工业机器人产业研究报告Word文件下载.docx
《中国工业机器人产业研究报告Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国工业机器人产业研究报告Word文件下载.docx（58页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
日本主要机器人厂商地理位置分布
80年代初已形成完整的产业链，机器人企业普遍具有底层开发能力。
图表8：
日本主要机器人企业重要产品推出时间
2015年被称为中国机器人产业元年，近年状况与日本80-90年代高度吻合。
从2005年到2015年，中国工业机器人用10年时间完成了日本20年的发展历程。
机器人产业高速发展。
2012年以来在政策刺激、资本作用以及转型需求推动下,中国已经成为全球第一大机器人市场。
目前机器人占全球总量约9%，2015年中国市场工业机器人销量75000台，同比增长36.6%。
IFR预计2014年中国机器人销量将超过50000台，2015年-2017年，年均增长率将达25%，到2017年销量10万台。
实际2014年销量53000台，2013-2015年均增长率超过35%，按目前增长态势2017年超过10万台是大概率事件。
图表9：
IFR中国工业机器人销量及预计（2005-2017）
图表10：
中国工业机器人实际销量及预计（2005-2017）
国产工业机器人增速高于整体：
国产工业机器人2015年上半年共销售11275台，同比增长76.8%，按可比口径销量增长27%，是去年全年销售量的66.5%。
预计全年销量将超过20000台，同比增长40%。
图表11：
2011-2015国产工业机器人销量及增长率
相同的产业背景：
人口红利消失，劳动力供应趋紧，工资收入增速快。
图表12：
中国劳动年龄人口持续减少
图表13：
2000-2014年城镇非私营单位就业人员年平均工资及名义增速
相同的政策环境：
从顶层设计到地方规划，以及产业路线图，2012年以来一系列扶持政策密集出台，形成了完整的政策体系。
机器人产业在我国已经上升为国家战略。
图表14：
中国机器人产业政策
国内机器人产业链初步成形：
关键零部件、本体从无到有，实现了自主生产；
产品结构上直角坐标、SCARA、关节型、并联机器人都已具备；
汽车、电子是机器人使用最多的行业，并迅速向其他行业扩展。
图表15：
国内机器人产业链企业情况
图表16：
2015各类国产工业机器人销量占比
图表17：
2014国产工业机器人销售行业占比
图表18：
2015国产工业机器人应用领域销售占比
现与制造业需求相匹配的产业集聚现象，长三角、珠三角成为核心区域。
图表19：
：
2014中国工业机器人区域分布
（二）中国机器人产业发展挑战分析
1、产能过剩出现，面临空心化和边缘化
超前规划，重复建设现象严重。
部分地方政府过于注重产业园区建设，对于技术积累、研发能力、市场化的历程估计不足，重复性投资现象严重。
据不完全统计，截止2015年11月，中国在建和已建的机器人产业园超过30座，规划年产值总计超过4000亿元。
图表20：
截止2015年11月，中国在建和已建机器人产业园超过30座
我们分别以2015年、2020年为节点，统计了10个地方政府的机器人产业规划，到2015年规划产业规模超过2000亿元，到2020年规划产业规模5650亿元；
按单台20万元计，对应的产能分别是100万台、280万台，即使考虑到系统集成计算在内的因素，也不低于30万台和90万台。
而根据工信部发布的“中国工业机器人十三五规划”，到2020年我国工业机器人年销量将达到15万台，保有量达到80万台；
到2025年，工业机器人年销量将达26万台，保有量达180万台。
图表21：
中国10个地方政府机器人产业规划统计
企业规模小而散，量的增长大于质的增长。
据行业协会统计，2013年中国机器人企业数量不到300家，到2014年底就增长到500家，2015年较纯粹的机器人企业数量达到1026家。
对比是日本1980年机器人企业数量为282家。
图表22：
2013-2015年中国机器人企业数量及增速
图表23：
截止2015年中国机器人企业数量及分布
2015年我国机器人本体产业规模109亿元，按照跟系统集成1:
3的比例来，整个机器人产业规模约在436亿元，国产机器人份额攀升至15%。
1026家企业分享65亿的市场份额，90%的企业规模在1亿元以下。
国内外主要机器人企业规模对比：
（注：
“净利润”指集团全部业务净利；
没有剔除国内机器人企业收到的政府补贴）
图表24：
国内外主要机器人企业规模对比
缺乏核心竞争力：
国内机器人企业技术空心化和应用低端化。
技术空心化：
国内企业的最大短板是缺乏自主知识产权的核心技术。
据工信部赛迪研究统计，日本在有2.2万件专利申请量，中国为5917件，而且技术门槛相对较低。
以减速机为例，中国申请的专利仅26件，而有效专利只有13件，发明专利更是仅有2件；
相比之下，国外申请人在华申请了专利47件，其中有效的26件全部是发明专利。
从2015年机器人专利申请全球区域分布可以看出，中国已经成为专利申请最多的国家。
从国内专利申请情况来看，申请量上已经取得显著进步，质量上却不容乐观，反映在技术深度不够、发明点较低。
国内企业、国内科研院校、国外企业三者的授权率分别为78%、84%、93%；
申请人主要是科研院校，排名前十的企业仅有沈阳新松一家。
图表25：
2015年全球机器人专利申请分布
图表26：
2015年国内机器人专利申请情况
应用低端化：
从产品结构来看，国外主要以6轴多关节高端工业机器人为主，并逐渐降低价格向下覆盖；
国内机器人企业以直角坐标、SCARA、圆柱坐标等结构简单、成本较低的低端产品为主。
从应用来看，激光焊接、涂装、精密装配等利润较高的应用外资占据优势，国内企业以搬运、码垛、上下料、点胶等低端应用为主。
从产业链来看，上游核心零部件和中游本体外资占据绝对优势，国内企业主要集中在下游集成。
图表27：
国内不同类型工业机器人销量占比
图表28：
国内外机器人产品优势对比
机器人产业在技术成熟、性能无法提升的时候，产量和价格都上不去，国内低成本优势难以发挥。
2、外资深化布局，欲实现全产业链本土化
机器人行业发展至今已经半个世纪，以四大家族为代表的外资企业对行业发展趋势和市场机会的把握国内企业远不能及。
外资企业普遍1990年代进入中国，已经完成了精准卡位；
随着中国机器人行业进入全面普及期，外资加速布局，挤压国内机器人企业生存空间。
图表29：
主要外资机器人企业国内市场布局
可以看到：
一、2012年是中国机器人行业爆发的关键节点，主要外资企业已经提前把机器人业务转移到中国，从而享受到行业高速增长的红利；
二、市场布局随下游市场潜力而动，多数总部建立在上海，主要为汽车产业和周边配套行业服务；
2014、2015年重心转移到3C产业重镇华南地区；
三、本土化深入。
在最靠近客户产业集群和最具发展潜力的区域建立工厂和服务中心，从销售渠道和全产业链都向中国转移。
通过降价给国内本体厂商施加更大压力。
2012年以来外资本体价格以年均10%的价格下降，轻负载机器人已经普遍到15-20万元这个区间。
通过非核心零部件采用国产，以及2016年纳博特斯克减速机在国内投产，本体价格仍有下降空间，轻负载机器人有望在2-3年内降至10万元以下。
2014年以后多个外资机器人厂商推出负载3公斤SCARA机器人，价格在5万元人民币左右，瞄准3C产业。
图表30：
主要外资机器人企业近年新产品
3、中国机器人产业已做好普及期准备
中国机器人产业也不断前行，为普及期做好准备
市场份额逐步上升，产品由低端向中高端迈进。
销售占比上，国内机器人企业份额从2013年的11%上升至2015年的15%；
产品结构上，2015年上半年，国内多关节机器人销量位居第二位，同比增长91%；
从产品性能上，按日本机器人协会的评测，我国国产多关节机器人已达到日本70%的水平。
初步形成完整的产业链。
从三大核心零部件到各种类型本体，各行业系统集成，以及人才培训、服务等后市场，我国机器人产业链已经初步完善，并涌现出汇川技术（伺服驱动）、沈阳新松（AGV）、成焊宝玛（汽车焊装集成）这样在特定领域具备一定竞争优势的企业。
机器人应用扩展到更多行业。
在补贴刺激下快速完成了市场教育，下游制造业用户对机器人的理解和需求被激活。
据中国机器人产业联盟统计，2015年国产机器人进入了33个工业领域，
黑色金属冶炼和压延工业、教育、橡胶和塑料制品业、医药制造业、专用设备制造业、家具制造、3C、服装、服饰业以及酒、饮料和精制茶制造业增速较快。
“国评中心”成立，引导行业健康发展。
2015年7月发改委启动了国家机器人检测与评定中心，是集机器人产品及部件认证、检测、校准、标准化工作、技术咨询等信息服务为一体的第三方服务机构。
总部设在上海普陀，并在广州、重庆、沈阳等地设立3个分中心，整体项目验收预计2017年12月完成。
产业集聚和整合趋势明显。
日本1980年工业机器人企业数量282家，到2007年减少至108家。
2014年以来我国的机器人产业整合加速。
资本市场工业机器人板块挂牌、上市、并购潮流涌动。
部分优质中小企业利用新三板挂牌融资，在细分市场走差异化。
截止目前我国机器人业务上市公司近70家，新三板机器人企业逾30家。
同时也具备良好的发展基础：
人口结构转变和传统产业升级带来的庞大需求；
机器人使用密度处于低位，潜在空间巨大；
丰富的人力资本储备。
人口结构上，老龄化加剧，劳动力数量增速快速下滑导致人力成本不断上升，2015年中国劳动力成本与2009年相比，上涨大约83%；
机器换人成为必然选择。
中产阶级数量快速增长，对产品品质要求上升。
图表31：
中国劳动力池子总规模缩水
机器人使用密度方面，2014年底中国机器人使用密度仅为36台，国际平均水平为66台。
横向对比发达国家，韩国是最高为480台，日本为330台，德国为290台，美国为160台。
保守估计，到2020年，我国工业机器人年销售量将接近20万台。
假设单台机器人平均售价为15万元，2016~2020年5年内，我国机器人本体加集成市场规模超过4000亿元。
图表32：
主要国家工业机器人使用密度比较
图表33：
2016-2020中国工业机器人市场规模预测
中国科技劳动大军增长迅速。
2015年本科毕业生人数规模最大的10个专业，跟机器人密切相关的计算机科学与技术、机械设计制造、电气工程、电子信息工程、软件工程和自动化6个在列。
从用人需求端来看，供需比基本接近2，后备资源充足。
图表34：
2015年本科毕业生人数最多的10个专业
图表35：
2015年二季度求职人员所学专业与用人单位专业需求比分地区统计
此外，根据日、韩等国经验，当人均GDP达到6000美元左右时，机器人的应用将开始快速增长。
2012年我国人均GDP突破6000美元，机器人产业也是从2012年以后开始加速。
图表36：
2010-2015中国人均GDP增长情况
二、2016年国内机器人行业产业链发展现状与机会
（一）上游核心零部件：
控制器、伺服电机有空间，减速机尚需时日
三大核心零部件控制器、伺服电机、减速机是制约中国机器人产业的主要瓶颈，占到机器人成本的70%。
图表37：
工业机器人三大核心零部件成本占比
控制器国内外差距最小。
控制器是机器人的大脑，发布和传递动作指令。
包括硬件和软件两部分：
硬件就是工业控制板卡，包括一些主控单元、信号处理部分等电路，国产品牌已经掌握；
软件部分主要是控制算法、二次开发等，国产品牌在稳定性、响应速度、易用性等还有差距。
控制器的问题在于，由于其“神经中枢”的地位和门槛相对较低，成熟机器人厂商一般自行开发控制器，以保证稳定性和维护技术体系。
因此控制器的市场份额基本跟机器人本体一致。
国际上也有KEBA、倍福、贝加莱这样提供控制器底层平台的厂商。
因此在当前环境下国内专业研发控制器的企业会比较艰难。
图表38：
国内机器人控制器市场份额
控制器的机会在于标准化和开放性。
现有的机器人控制器封闭构造，带来开放性差、软件独立性差、容错性差、扩展性差、缺乏网络功能等缺点，已不能适应智能化和柔性化要求。
开发模块化、标准化机器人控制器，各个层次对用户开放是机器人控制器的一个发展方向。
我国863计划也已经立项。
机器人接口统一是大趋势，未来可能会出现提供控制器模块的平台型企业。
市场规模方面，按十三五规划到2020年我国机器人保有量80万台，假设国产机器人占50%的份额，控制器价格1.5万元，算上更换及维护，国产控制器的市场规模在60-70亿元。
伺服电机竞争激烈，外资掌握话语权。
伺服电机在机器人中用作执行单元，是影响机器人工作性能的主要因素。
伺服电机主要分为步进、交流和直流，机器人行业应用最多的是交流伺服，约占65%伺服电机与控制器关联紧密。
图表39：
机器人用各类型电机占比
伺服系统外资企业占据绝对优势。
日系品牌凭借良好的产品性能与极具竞争力的价格垄断了中小型OEM（设备制造业）市场。
2014年，伺服系统市场TOP15厂商中，前三名均为日系品牌，总份额达到45%。
西门子、博世、施耐德等欧系品牌占据高端，整体市场份额在30%左右。
国内企业整体份额低于10%。
图表40：
2014年中国伺服系统前15名市场份额及销售额
我国伺服系统自主配套能力已现雏形。
较大规模的伺服品牌有20余家，主要有南京埃斯顿、广州数控、汇川技术等。
国产产品功率范围多在22KW以内，技术路线上与日系产品接近。
从市场规模来看，2014年伺服电机在所有应用行业规模68亿人民币，增速为8.3%；
其中机器人增速高达50%，迅速成长为伺服系统应用中排名第六的行业，以4.2亿的业绩，占市场份额6.2%。
图表41：
2010-2014年中国伺服系统市场规模
图表42：
2014年中国伺服系统下游行业规模TOP10
成长空间上，伺服电机整体上受宏观经济影响明显，未来5年将进入稳定发展。
4轴和6轴的多关节机器人占比上升，将带来机器人用伺服的高速增长。
预计十三五规划期内，机器人伺服系统占比将升至第一位，市场规模16亿元。
图表43：
2015-2019年中国伺服系统市场规模预测
图表44：
2019年伺服系统TOP10下游行业规模预测
控制器和伺服系统关联紧密，用户选择的排序分别是可靠稳定性、价格、服务，从服务和性价比入手是国内企业突破的方向。
但这需要对运动控制领域长期深入的研究，大量资金投入和长时间的市场验证，对技术、资金、人才要求都较高，国内上市公司如新松、新时达、汇川技术、广州数控、埃斯顿等具备类似的条件。
图表45：
国内主要控制器、伺服电机研发和生产企业
机器人减速机市场高度垄断，普及期国产减速机无法实现全面进口替代
减速机用来精确控制机器人动作，传输更大的力矩。
分为两种，安装在机座、大臂、肩膀等重负载位置的RV减速机和安装在小臂、腕部或手部等轻负载位置的谐波减速机。
RV减速机被日本纳博特斯克垄断，谐波减速机日本哈默纳科占绝对优势。
图表46：
减速机市场份额
谐波减速机结构相对简单，仅有三个基本零部件，加上哈默纳科的专利早已到期，国产谐波减速机跟国外相比差距不算大。
无锡绿的的谐波减速机已经在国产机器人上面有广泛应用，性能较接近哈默纳科。
RV减速机核心难点在于基础工业和工艺。
RV减速机是纯机械的精密部件，材料、热处理工艺和高精度加工机床缺一不可。
我国在这几个方面长期落后，并非单靠某个企业所能解决。
要将200多个零部件组合在一起，精度要求苛刻，零部件之间的公差匹配需要多年经验积累。
纳博特斯克30年的经验，新产品开发出来还需要经历长达1年的测试调整才能上市。
RV减速机的关键在于专业化社会分工。
纳博特斯克做最核心的曲轴、摆线轮，其他全部外包，热处理加工、轴承等都选择其国内最好的企业合作，合作关系历经30年。
这个严密的协作网络才是纳博特斯克的核心竞争力，在把产品做到极致的同时，成本也容易控制。
在RV减速机产品上不容易实现“弯道超车”。
自1985年发明至今，纳博减速机已经在全球销售超过500万台，对应机器人超过100万台。
纳博专利5年前已经到期，但国际上做减速机的企业数量非常有限，主要机器人品牌都选择跟纳博合作。
而国内进军减速机的企业已有10余家。
从市场规模来看，按2020年机器人保有量80万台，即增量约60万台计，一台多关节工业机器人按轴数不同需要4-6个减速机，取中位数5个，则需要300万个减速机。
乐观估计国内企业拿到50%的市场份额，单台减速机4000元计算，则规模在60亿元，算上更换需求也不会超过70亿元。
减速机价格呈下行趋势。
纳博特斯克2013年跟上海机电合资以来，随着国际机器人在中国产能加大和国产机器人的发展，其RV减速机价格逐渐下降。
2016年常州工厂投产，还会有进一步下降空间。
上海机电2015年年报披露，纳博减速机收入1.34亿元，同比增长52.3%；
净利润3365万元，同比增长55.5%。
图表47：
中国市场机器人减速机生产商
（二）中游本体：
勇敢者的游戏，差异化是出口
机器人本体早已不是利润中心。
即使是外资知名品牌，除FANUC较为特殊外，其他单靠本体也难以支撑。
国内企业在关键零部件基本依赖外购的情况下去发展本体，可说是勇敢者的游戏。
多数本体企业退出，对中国机器人产业来说是更好的选择。
多关节机器人本体结构已经非常稳定，国际品牌近几年推出的新品基本都是微创新，说明已经很难有较大的突破。
同时价格也在持续下降，部分已经低于国内产品价格。
我国机器人本体企业近百家，普遍陷入模仿组装和价格战。
除新松、广州数控、埃夫特、新时达、埃斯顿、广州启帆等国内知名企业依靠政府背景、资本力量和行业资源可以获得一定的市场之外，多数出货量都非常小。
2015年国产本体在销量增加的情况下单品毛利率却下降预计超过10%。
从客户选择的角度，大型企业出于稳定性和可靠性考虑，不会选择未经验证的国有品牌；
小微企业有尝试的意愿，却又受困于价格和使用成本，且需求过于分散。
而机器人本体是需要在实际应用中不断验证来找到问题和提升品质。
这个怪圈的破解需要长期持续投入大量资金和精力，一般企业难以负担。
国产机器人本体成熟的标志在于有足够的稳定性，适应大规模用于汽车等自动化生产线，按目前趋势国内本体短期内难以全面实现。
多关节本体自身也面临进化。
日本已在着手开发下一代产品-能耗降低一半，上手即可使用，不用电缆和机油，可搬运超过自身重量的“理想工业机器人”。
一旦成功会对现有本体冲击较大。
另外随着开源软件、驱控一体、模块化的推广以及和3D打印技术结合，本体制造会越来越没有门槛，价格更加低廉。
发挥国内企业优势走差异化是更好的选择，AGV是好的方向。
AGV是一种具有安全保护以及各类移载功能的运输车，能够自动按照规定导引线路行驶，可广泛应用于仓储业、制造业、港口码头和机场、烟草、医药、食品以及各类危险场所和特种行业。
其不受场地限制，搬运效率是一般人工的数倍。
AGV国产市占率接近90%，并未出现巨头垄断的情况。
新松的AGV在汽车产业应用较多且实现了出口。
AGV下游需求市场众多，当前销售额偏小，存在巨大的成长空间。
图表48：
2014年我国AGV主要厂商市场份额
图表49：
2014年我国AGV下游应用占比
从市场规模和增速来看，国内AGV市场从2010年开始迅速增长，2013年物流系统及装备的市场总额是360亿元，其中AGV在内的智能搬运类装备约24.7亿元，2014年市场规模达到27.20亿元，同比增长10.12%。
2014年AGV市场新增量为3,150台，同比增长29%。
2015年新增量为4,300台，同比增速超过36%，新增市场中超过70%为国产品牌。
图表50：
2014-2018E我国AGV销量及同比增速
图表51：
2013-2018E我国AGV保有量及同比增速
产品方面，国内企业在对AGV不断进行研究和创新。
嘉腾研发的“大黄蜂”2015年成功出口欧洲市场，并于2016年和“小白豚”一起，获得德国工业设计顶级大奖—红点奖。
深圳怡丰开发的汽车搬运AGV机器人与智能车库结合在一起，应用前景看好。
图表52：
嘉腾AGV“大黄蜂”和“小白豚”
图表53：
怡丰整合了AGV的智能车库
（三）下游系统集成：
汽车部分进口替代，3C抢窗口期，细分领域是机会
1、汽车产业外资占据主导，焊装线开始出现进口替代
1、汽车产销量及相关数据分析
汽车产业是机器人应用体量对最大的行业，需求持续增长。
整车厂一方面不断提高自动化生产率，另一方面持续投入对现有生产线进行柔性化改造，以适应车型多样化战略提升竞争力。
因此汽车行业固定资产投资额逐年上升。
数据显示，2014年中国累计生产汽车2372.29万辆，同比增长7.3%，，产销量保持世界第一。
据中国汽车工业协会统计，2015年中国全年累计生产汽车2450.33万辆，同比增长3.25％。
图表54：
2009-2015年中国汽车产量数据统计
年份
产量（万辆）
2009年
1379.10
2010年
1826.47
2011年
1841.89
2012年
1927.18
2013年
2211.68
2014年
2372.29
2015年
2450.33
数据来源：
中国汽车工业协会、工信部
工信部发布2014年全年汽车工业经济运行情况。
数据显示，2014年中国累计销售汽车2349.19万辆，同比增长6.9%，具体来看，2014年全年，6家企业销售汽车1859.33万辆，占汽车销售总量的79.2%。
其中，上汽销量突破500万辆，达到558.37万辆，东风、一汽、长安、北汽和广汽分别达到380.25万辆、308.61万辆、254.78万辆、240.09万辆和117.
升级会员 