智能化装备工业机器人系统集成行业分析报告.docx
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智能化装备工业机器人系统集成行业分析报告
2020年智能化装备工业机器人系统集成行业分析报告
2020年11月
一、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策9
1、行业主管部门及监管体制9
2、行业主要法律法规及产业政策10
二、行业发展概况12
1、智能制造行业发展概述12
2、工业机器人系统集成行业概述14
3、行业竞争格局及市场化程度15
4、行业发展前景17
（1）制造业转型加速使得智能制造行业快速发展17
（2）工业机器人产业是智能制造行业的重要组成部分18
（3）工业机器人系统集成：
汽车整车制造应用领域发展较好21
①汽车行业进入稳增长的新常态22
②新能源汽车行业蓬勃发展助推汽车智能装备系统的增量需求23
③汽车整车制造的智能化水平有提升空间24
三、行业技术水平特点及行业经营模式26
1、行业技术水平26
2、行业技术特点27
3、行业经营模式28
4、行业和业主对于技术水平的关键评价指标29
四、行业周期性、区域性和季节性特征29
1、行业周期性29
2、行业区域性30
3、季节性特征30
五、进入行业的壁垒30
1、技术壁垒30
2、人才壁垒31
3、资金壁垒31
4、品牌壁垒32
六、行业面临的机遇与挑战32
1、行业机遇32
（1）国家相关政策的鼓励支持32
（2）智能制造发展加速制造业转型升级32
（3）汽车行业对智能装备系统产品尚存较大需求33
2、行业挑战34
（1）国内企业技术实力与国外企业存在一定的差距34
（2）高端核心设备的供应市场仍被外资企业占据34
七、行业上下游之间的关系34
1、与上游行业的关联性34
2、与下游行业的关联性35
八、行业利润水平的变动趋势35
九、行业主要企业情况36
1、国际企业36
（1）德国杜尔（DURR）36
（2）日本大气社（TaikishaLtd.）37
（3）日本大福株式会社（DAIFUKU）37
（4）意大利柯马股份有限公司（COMAU）37
2、国内企业37
（1）湖北华昌达智能装备股份有限公司37
（2）湖北三丰智能输送装备股份有限公司38
（3）上海新时达电气股份有限公司38
（4）科大智能科技股份有限公司38
（5）江苏哈工智能机器人股份有限公司39
（6）河南平原智能装备股份有限公司39
（7）江苏北人机器人系统股份有限公司39
（8）广州瑞松智能科技股份有限公司40
（9）迈赫机器人自动化股份有限公司40
智能焊装装备系统由机器人系统、定位夹具、焊接装置、水电气供应装置以及控制系统等设备组成，以汽车车身智能焊装装备系统为例，主要包括白车身智能化焊装主线、发动机舱总成智能自动化生产线、前/后地板总成智能自动化生产线、侧围内/外板智能自动化焊装线以及机器人智能化焊接工作站等，具体产品用途及示意图如下：
智能涂装装备系统由智能化涂装系统整体设计、制造、安装、调试业务组成的代表现代技术和工艺的装备系统，一方面解决终端产品的耐腐蚀性、耐候性等表面防护，另一方面提升终端产品的装饰性，以提升其外观的观赏性和商品的价值。
汽车智能装备系统主要包括前处理系统、电泳系统、喷涂系统以及烘干系统等，具体产品用途及示意图如下：
智能输送装备系统是应用自动化控制技术、信息技术和先进制造技术，实现物料及工件在指定方位间定时、定速、定点输送以及控制其在预设空间方位完成升降、摇摆、倾斜、翻转等指定动作的一套完整的物流体系。
智能输送装备系统的应用大大提高了生产物流效率，降低了生产能耗，使生产制造过程更加智能化、柔性化。
智能输送装备系统的主要产品和服务包括滑撬输送系统、板链输送系统、地拖链输送系统、摩擦输送系统、辊道输送系统、单轨自行小车输送系统、双轨自行小车输送系统、滑板输送系统、反向单轨输送系统以及喷漆（烘干）双链输送系统等，具体产品用途及示意图如下：
智能环保装备系统。
汽车车身涂装工艺中，在喷涂、烘干等过程中会排放含有VOCs（挥发性有机化合物）的废气，这些废气必须经过特殊处理，达到国家《大气污染物综合排放标准》后才能排放。
汽车及其零部件的涂装也是汽车制造过程中产生废水排放最多的环节之一，涂装废水含有树脂、表面活性剂、重金属离子、油、PO3-4（磷酸根）、油漆、颜料、有机溶剂等污染物，若不妥善处理，会对环境造成严重污染。
智能环保装备系统的主要产品和服务包括智能VOCs废气处理设备系统以及智能污水处理设备系统等，具体产品用途及示意图如下：
工厂公用动力及装备能源供应系统包括工厂动力能源中心、以及为工厂公用环境及各生产设备单元提供水、暖、动、电等能源的设备及供应管路系统。
公用动力及装备能源供应系统通过利用远程通讯、自动控制、智能检测、计算机网络等技术组建的网络集控系统，对公用设施的各项运行参数进行远程实时监测，并对相关的数据进行记录处理，使设备运行更加高效可靠，以实现工厂公用动力及装备能源设施的数字化管理与维护。
一、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策
1、行业主管部门及监管体制
行业主管部门包括国家发展和改革委员会、工业和信息化部以及科学技术部。
行业主管部门对行业实行市场化管理，主要负责制定产业政策、引导和扶持行业发展、进行行业监管和宏观调控。
行业自律性组织包括中国机械工业联合会、中国汽车工业协会、中国焊接协会、中国表面工程协会涂装分会、中国环保机械行业协会、中国机器人产业联盟等。
2、行业主要法律法规及产业政策
智能制造业是现代产业体系的核心，是一个国家制造水平的集中体现。
《智能制造发展计划（2016-2020年）》指出：
“智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。
加快发展智能制造，是培育我国经济增长新动能的必由之路，是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择，对于推动我国制造业供给侧结构性改革，打造我国制造业竞争新优势，实现制造强国具有重要战略意义”。
近年来，国家相关部门先后出台了一系列政策措施，具体如下：
根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《中国制造2025》以及工业和信息化部、财政部联合制定的《智能制造发展规划（2016-2020年）》等政策，智能装备制造业作为高端装备制造业的重要组成部分，已成为国家重点发展的战略性新兴产业之一，行业为国家政策鼓励发展行业。
二、行业发展概况
1、智能制造行业发展概述
智能制造是指在生产过程中，将智能装备通信技术有机的连接起来，实现生产过程自动化；并通过各类感知技术收集生产过程中的各种数据，通过工业以太网等通信手段，上传至工业服务器，在工业软件系统的管理下进行数据处理分析，并与企业资源管理软件相结合，提供最优化的生产方案或者定制化生产方案，最终实现智能化生产。
同时，智能制造的主要载体为工业机器人，由机器人和人类共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。
通过人与智能机器的合作共事，旨在扩大、延伸或部分地取代人类在制造过程中的脑力劳动及体力劳动。
从智能制造的产业链的角度来看，智能制造产业链由“基础、核心、服务和应用”四个方面构成，每个环节都能形成较大的产业集群。
智能制造基础产业是构成智能化系统的最基本元件或材料，包括电子元器件、光学配件、精密基础件、光电材料、智能材料等，一般不具有独立应用功能。
智能制造核心产业是构成智能化系统的核心功能组件，包括感知、传输、计算、控制等功能单元，具体涵盖机器人本体、计算机设备、网络传输设备、仪器仪表、集成电路、物联网技术和软件等。
智能制造应用产业是推动智能化产业发展的终端应用领域，应用领域较广，包括智能装备、智能交通、智能电网、智能金融、智能医疗、智能建筑、智能安防、智能物流、智能家居等领域，智能制造应用领域的产业关联度、技术复杂性较高，是最终引领智能制造产业发展的驱动力量。
智能制造产业链的环节则是智能制造的集成服务，即智能制造系统整体解决方案服务，主要指以自动化为基础，以数字化为手段，以智能化制造为目标，借助新一代信息通讯技术，通过工业软件与智能装备的系统集成，为用户提供生产全过程的生产调度、设备运维、环保节能、质量安全等智能化管控。
智能制造的发展一般需经历自动化、数字化、智能化三个阶段。
当前，提供传统自动化系统解决方案的服务商在国内市场占据主流，部分行业领先企业和智能制造试点示范企业正加快向数字化、智能化迈进。
2、工业机器人系统集成行业概述
工业机器人是指面向工业领域的机器人，一般由多关节机械手或多自由度的机器装置组成。
它能通过重复编程和自动控制，在无人参与的环境下，完成搬运、焊接、喷漆、切割、装配以及浇铸等多种工业生产作业。
工业机器人产业链可以分为上游核心零部件、工业机器人本体制造商、中游系统集成商和下游终端应用，具体示意图如下：
随着工业机器人行业技术的不断发展，工业机器人由于发展瓶颈已逐渐向应用端转移，如何将工业机器人与实际生产线相配合成了产业重点发展方向之一。
工业机器人系统集成是指在机器人本体的基础上，根据机器人的不同应用类型为其安装不同的执行装置，将机器人本体和附属设备进行系统集成。
从产业链来看，工业机器人系统集成处于工业机器人产业链的中游，系统集成商从上游采购工业机器人本体等设备，根据下游终端客户的具体要求，进行合理的方案设计、生产安装及调试，最后交付给最终用户一套完整的机器人集成应用系统产品。
系统集成服务商需要对终端用户所处行业的专业知识有深刻的理解，根据终端用户的技术需求，进行非标准定制化的系统产品设计。
3、行业竞争格局及市场化程度
从工业机器人行业的产业链（核心部件-机器人本体-系统集成-应用）分布来看，核心部件及机器人本体产业主要被外资企业占据。
一方面，核心零部件生产技术缺失严重抬高了国内工业机器人本体的制造成本。
据统计，核心零部件占工业机器人总成本约72%左右。
例如，较常见的多轴工业机器人的成本构成中，机械本体约占22%，伺服系统约占24%，减速器系统约占36%，控制系统约占12%，其他外设约占6%。
关键基础部件中，控制器在国内大部分知名机器人本体制造企业均已实现自主生产，但和国际水平仍有差距；而伺服电机和减速器仍大量依赖进口。
另一方面，工业机器人本体供应市场主要被工业机器人“四大家族”所占据，即瑞士ABB、日本发那科、日本安川和德国库卡。
截至2018年末，“四大家族”在中国工业机器人市场上的市场份额高达50%，发那科占比最高，达16.4%，其次为ABB14.3%，库卡9.9%，安川9.4%。
工业机器人系统集成商处于工业机器人产业链的中游，为下游终端客户提供个性化解决方案，负责机器人应用的二次开发和周边自动化配套设备的集成。
工业机器人系统集成产业的特点主要有两个方面，一是具有非标准定制化的特点，二是要理解并熟悉应用行业的工艺要求；该产业是工业机器人商业化、大规模普及化的关键，其市场规模要远远大于机器人本体市场。
例如在汽车行业，机器人系统集成已经在喷涂、焊接、注塑、搬运、冲压、装配等工艺环节得到广泛应用。
随着中国制造业从传统制造方式向智能制造的转型升级，工业机器人系统集成市场需求强劲，应用场景已经从汽车等行业拓展到电子电气、橡胶及塑料、铸造、食品、化工、日用消费品等行业，市场前景十分广阔。
4、行业发展前景
（1）制造业转型加速使得智能制造行业快速发展
在国家“智能制造”、“互联网+”等一系列战略计划及发展政策的支持及推动下，传统制造企业陆续开始转型升级，智能制造行业发展迅速。
据前瞻产业研究院发布的数据显示，截至2018年末，中国智能制造行业市场规模达到了16,867亿元，同比增长22.6%。
驱动我国智能制造行业快速发展的因素主要为两个层面：
劳动力结构调整及人力成本上升。
第一，我国适龄劳动力供给持续收缩导致人口红利逐步消失。
近年来，中国人口结构发生了较大的变化，15-64岁劳动适龄人口占总人口的比重自2011年以来呈现逐步下滑的趋势，2018年该比重已经下滑至71.2%，相比2010年的最高点降低了3.3个百分点。
第二，我国制造业劳动力成本呈上升趋势，工业机器人代替繁重作业的形势越发明显。
2011年至2017年以来，我国制造业工资平均上涨11%，反观全球工业自动化设备的价格则是逐年下降。
全球工业机器人均价自2012年达到峰值后逐步回落。
随着机器人的高效性、稳定性、精准性逐渐被使用者认可，工业机器人经济性愈发明显，对体力劳动者的替代作用也在日渐显现。
2011年至2017年，全球工业机器人销售价格呈现“倒U型”的趋势。
智能装备制造业是为国民经济各行各业提供技术装备的基础性、战略性产业，技术密集、资本密集、产业关联度高，是各个行业产业升级、技术进步的重要保障，是制造业的核心。
因此，加快国内装备制造行业自动化、数字化、智能化的升级是工业发展的迫切需求，智能装备制造行业前景可观。
（2）工业机器人产业是智能制造行业的重要组成部分
工业机器人产业作为智能制造行业的重要组成部分，在智能制造行业高速增长趋势的推动下，我国工业机器人产业也呈现了良好的发展态势。
2017年，我国工业机器人销售额约为51.2亿美元，2018年，我国工业机器人销售额约为62.3亿美元。
随着未来生产方式向数字化、柔性化、智能化的转变，对工业机器人的需求将大幅增长。
根据前瞻产业研究院的预测，到2023年，国内工业机器人市场规模将进一步扩大到79.3亿美元。
一方面，中国工业机器人使用密度（每万名工人使用工业机器人数量）不及全球平均值，大幅低于发达国家。
根据IFR（国际机器人联盟）公布的数据显示，截止到2018年末中国工业机器人密度为63台/万人，远低于世界平均水平99台/万人。
在国家产业政策《机器人产业发展规划（2016~2020年）》中提出，规划到2020年实现工业机器人密度达到150台/万人以上。
另一方面，从工业机器人产业链分布来看，上游是核心部件、工业机器人本体制造，中游是系统集成，下游主要是终端应用。
工业机器人系统集成是机器人商业化、大规模普及化的重要推手，成为推动工业机器人行业快速发展最核心的产业。
一般而言，系统集成市场规模一般可达机器人本体市场规模的两到四倍。
2016年，我国机器人系统集成市场规模接近千亿。
根据IFR预计，2020年中国工业机器人市场销量有望达到约21万台，如果按均价20万元/台测算，2020年机器人本体市场规模可达420亿左右，则系统集成市场规模则有望达到1,680亿元左右，市场空间巨大。
（3）工业机器人系统集成：
汽车整车制造应用领域发展较好
工业机器人广泛应用于汽车、物流、电子电气、橡胶及塑料工业、食品饮料、化工、铸造、冶金等各行各业中，系统集成市场空间广阔，其中汽车工业应用领域规模最大。
在汽车整车的生产过程中，有大量压铸，焊接，检测、冲压、喷涂等应用，需要由工业机器人参与完成。
特别是工业机器人在汽车焊接过程中应用更加普及，极大地提高了车间的自动化水平，在汽车锻造车间、冲压车间、发动机车间、涂装车间等也会应用到更多的工业机器人。
据IFR统计，近年来，汽车行业工业机器人需求量增长迅速，2017年全球汽车行业工业机器人销量达到12.52万台。
在工业机器人系统集成的应用领域中，汽车整车生产智能装备系统是目前最重要、且最成熟的子行业之一，带动该子行业增量需求的主要原因如下：
①汽车行业进入稳增长的新常态
近年来，随着国民收入的增长，居民购买力不断提高，消费升级的趋势日益显著，乘用车也逐步进入快销品的行列。
2019年全年汽车累计销量达2,576.9万辆，同比下降8.2%。
其中，2019年乘用车销量完成2,144.4万辆，同比下降9.6%。
截至2018年底，全国汽车保有量达2.4亿辆，比2017年增加2,285万辆，增长10.51%，但中国平均每千人保有量仅为173辆，而美国为837辆，与国际成熟市场相比，我国千人汽车保有量仍处于较低水平。
因此，汽车行业仍然有较大的发展空间，将继续带动着汽车制造及其配套行业的发展。
随着年轻一代的消费者成为主力军，“外观时尚、驾乘舒适、性能可靠、智能安全”等消费观念的变化正在引导汽车消费的主流。
国内外汽车制造厂商为适应目前消费者的需求，采取加速新技术的开发和应用、缩短开发周期、提高产品性能等措施来保持竞争力，使得汽车产品更新换代持续提速，呈现出“一年小改、三年大改、五年退市”的产品周期规律。
车型的更新换代，对汽车制造装备系统的“智能化、柔性化”提出了更高的要求，同时拉动了汽车生产制造装备系统的适应性改造市场。
此外，老旧的制造装备系统面临“环保、节能、智能化、柔性化”等的技术升级或更新，同样会带来汽车智能装备系统的技改需求市场。
因此，预计汽车制造装备行业将进入稳增长的新常态。
②新能源汽车行业蓬勃发展助推汽车智能装备系统的增量需求
2014以来，我国新能源汽车的销量增长率连续两年超过300%，呈爆发的增长态势；2016年，新能源汽车总销量达到50.7万辆，相比2014年的总销量增长了近6倍；2017年新能源汽车总销量达到77.7万辆，较上年同比增长53.3%；2018年我国新能源汽车总销量100.8万台，同比增长29.7%。
32019年我国新能源汽车（乘用车）总销售量106.0万台，同比增长4.3%。
预计未来几年，我国新能源汽车规模还将继续保持全球领先地位。
2017年4月，国家三部委发布了《汽车产业中长期发展规划》，提出要加大新能源汽车推广应用力度，逐步提高公共服务领域新能源汽车的使用比例；2018年3月，《2018年国务院政府工作报告》提出加快制造强国建设。
推动集成电路、第五代移动通信、飞机发动机、新能源汽车、新材料等产业发展，实施重大短板装备专项工程，推进智能制造，发展工业互联网平台；加快新旧发展动能接续转换。
深入开展“互联网+”行动，实行包容审慎监管，推动大数据、云计算、物联网广泛应用，新兴产业蓬勃发展，传统产业深刻重塑。
推进工业强基、智能制造、绿色制造等重大工程，先进制造业加快发展。
③汽车整车制造的智能化水平有提升空间
汽车行业是全球也是我国工业机器人应用最早、应用数量最多、应用能力最强的行业之一，其生产过程的流水化作业非常适合机器人的导入。
汽车整车制造智能化装备系统作为汽车厂重大的固定资产投入，对资金需求较高，国外如宝马、奔驰等高端汽车品牌制造厂的智能化水平相对更高，而国内大部分汽车厂已实现自动化，但是智能化水平仍然较低。
根据IFR数据显示，2017年中国在汽车行业的机器人密度为发达国家的1/4至1/2，虽然我国汽车行业机器人集成应用发展较好，但仍与发达国家的机器人应用水平存在差距。
因此，汽车智能化装备系统的普及率提升空间仍然广阔。
根据中国汽车工业协会的统计数据显示，截至2016年末，汽车工业固定资产投资额及汽车制造装备固定资产投资额分别为1,882.04亿元、941.02亿元，同比增长9.75%、9.77%，保持稳定增长的趋势。
如果按工艺划分，汽车智能装备系统的工艺划分主要包括冲压、焊装、涂装、总装四大类，各自的投入占比一般为20%、25%、35%、20%，汽车制造的智能化需求有较大的提升空间，特别是涂装及焊装智能制造装备系统的市场需求。
国内汽车行业的稳健发展有效地保障了汽车智能装备系统集成商的业务发展空间。
此外，工程机械、农业装备等领域的发展也同样对智能制造装备系统集成商的发展起到积极作用。
三、行业技术水平特点及行业经营模式
1、行业技术水平
工业发达国家始终致力于以技术创新引领产业升级，美国、德国、日本等工业发达国家在数控机床、测控仪表和自动化设备、工业机器人等方面具有多年的技术积累，优势明显，特别是高端装备优势尤为突出。
相对于国外发达国家的技术水平而言，智能制造行业在我国起步较晚，目前部分核心部件与高端设备仍然依赖进口，整体技术水平及产品的精确性、稳定性等方面依然有提升空间，与国外同行领先企业仍然有一定的差距。
国内从事智能制造装备的企业，主要分为以提供智能制造装备系统整体解决方案为主和以提供单专业工艺装备为主的两大类，设计能力、技术实力的强弱是以上两类企业的分水岭。
国内外汽车智能制造装备企业中，如德国杜尔公司（DURR）、日本大气社（TaikishaLtd.）、意大利柯马（COMAU）、国内中汽工程、机械九院、东风设计院等企业凭借着强大的整体设计和项目总包能力在国内汽车行业占有较大的市场份额，且各家企业均有长期合作的业务伙伴和擅长的专业领域，利润空间较大。
相较而言，仅仅从事单专业工艺装备的企业，门槛低、竞争大、利润空间小，难以形成技术壁垒。
智能制造装备系统集成企业的设计团队及设计能力需要企业通过长期培育、不断实践积累而逐步形成，是智能制造企业的核心竞争力及技术壁垒的主要体现。
2、行业技术特点
智能制造装备是指具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备，它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合，最终实现生产过程自动化、智能化、精密化、绿色化。
智能制造装备产业涵盖从关键智能共性基础技术到测控装置和部件，再到智能制造装备系统几个方面。
在关键智能共性基础技术方面，行业的特点主要体现在高精细化、高准确性、高精密度、高可靠性、高耐受性等方面，不同的零部件可能会有不同的侧重要求。
在生产上就体现出需要高精度的加工设备、采用符合高要求的原材料、采用新型工艺、掌握关键的基础技术原理等特点。
在智能测控装置和部件方面，感知系统、智能控制系统、机器人、智能仪表等分别属于完成感知、决策、执行功能的核心部件。
行业的特点是大量采用新原理、新效应、新材料；技术上体现数字化、信息化、网络化、智能化，采用软硬件结合的方式完成系统智能分析与控制；采用智能感知等技术完成在线检测工作；采用不同类型的工业机器人准确、高效完成专业工作等，涉及的技术极为广泛。
在智能制造装备系统方面，行业最明显的特点是整体化的设计、多系统协同与智能化，全面应用关键智能基础共性技术、测控装置和部件，通过整体集成技术来完成感知、决策、执行一体化的工作，并根据在不同行业内的应用而体现巨大的差异化特性。
3、行业经营模式
智能制造行业主要采取订单式的生产经营模式，主要根据下游如汽车、工程机械、农业、物流等领域客户的生产工艺特点，进行定制化制造及集成服务。
因此，智能制造装备产品一般为非标准定制化产品。
非标准产品对智能制造行业的经营模式的影响体现在以下几个方面：
产品产量不能简单量化、项目规模差异较大、项目专业领域跨度大、同类产品价格差异大及项目周期长等，具体说明如下。
4、行业和业主对于技术水平的关键评价指标
行业内普遍采用的主要技术指标包括生产节拍（效能）、稼动率、自动化率、智能柔性水平、数字化率等，具体介绍如下：
（1）生产节拍（效能）：
用于衡量汽车自动化生产中的生产速度，单位一般为JPH（JobPerHour）或秒/台；
（2）稼动率：
指设备实际工作时间与理论工作时间的比率，用于衡量实际生产能力相对于理论产能的比率，稼动率越高，对生产线的技术水平、工艺水平要求越高；
（3）自动化率：
用于衡量汽车生产的自动化水平，一般用自动焊焊点数/总的焊点数进行计算，自动化率高，生产效率越高;
（4）智能柔性水平：
指生产线的多车型共线生产、随机车型混合生产的能力，柔性化水平越高，生产线占地面积越小，对工艺和技术要求越高；
（5）汽车涂装清洁生产标准等级：
用于衡量汽车涂装生产环保水平，根据国家环保总局发布的《清洁生产标准汽车制造业（涂装）》（HJ/T293-2006）国家环境保护行业标准，衡量汽车涂装生产线的清洁生产等级。
四、行业周期性、区域性和季节性特征
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