智能装备系统核工业机器人行业分析报告.docx

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智能装备系统核工业机器人行业分析报告

2018年智能装备系统核工业机器人行业分析报告

2018年3月

目录

一、行业监管情况5

1、行业监管机构5

（1）智能装备与系统5

（2）核工业机器人装备5

2、行业自律机构6

（1）智能装备与系统6

（2）核工业机器人装备6

3、主要监管法规7

（1）智能装备与系统7

（2）核工业机器人装备7

4、产业政策8

（1）智能制造与系统8

（2）核工业机器人9

二、行业发展现状和趋势10

1、智能装备与系统10

2、核工业机器人装备12

（1）行业发展背景12

（2）行业发展前景13

三、行业竞争格局与主要参与者14

1、智能装备与系统14

2、核工业机器人15

四、影响行业发展的因素16

1、有利因素16

（1）国家产业政策支持16

（2）下游需求稳步增长16

（3）国际制造业转移16

（4）我国核电市场前景广阔17

2、不利因素17

（1）整体配套能力不强17

（2）专业人才缺乏17

（3）行业企业规模小且竞争不规范18

（4）业务资质限制较为严格，制约行业发展18

五、进入行业的主要障碍19

1、客户壁垒19

2、技术与工艺壁垒19

3、资金壁垒20

4、人才和经验壁垒20

5、资质壁垒21

六、行业技术水平、技术特点以及经营模式21

1、行业技术水平和技术特点21

（1）智能装备制造与系统21

（2）核工业机器人22

①先进的驱动机构22

②较高耐辐射能力22

③灵巧的末端执行机构23

④远距离实时控制23

2、行业经营模式24

七、行业周期性、区域性和季节性特征24

1、周期性24

2、区域性25

3、季节性25

八、行业利润水平的变动趋势及原因25

九、行业上下游之间的关联性26

1、智能装备制造26

（1）上游行业26

（2）下游客户26

2、核工业机器人27

（1）上游行业27

（2）下游客户27

一、行业监管情况

1、行业监管机构

（1）智能装备与系统

行业主管部门为工业和信息化部与国家发展和改革委员会。

自动化装备制造行业根据下游产品及应用领域的不同，接受相应协会的管理。

工业和信息化部的主要职责：

研究提出工业发展战略，拟订工业行业规划和产业政策并组织实施；指导工业行业技术法规和行业标准的拟订。

国家发展和改革委员会的主要职责：

主要负责拟订并组织实施国民经济和社会发展战略、中长期规划和年度计划，统筹协调经济社会发展；负责监测宏观经济和社会发展态势，承担预测预警和信息引导的责任，研究宏观经济运行、总量平衡、国家经济安全和总体产业安全等重要问题并提出宏观调控政策建议；负责协调解决经济运行中的重大问题，调节经济运行；承担规划重大建设项目和生产力布局的责任；拟订全社会固定资产投资总规模和投资结构的调控目标、政策及措施，衔接平衡需要安排中央政府投资和涉及重大建设项目的专项规划推进经济结构战略性调整。

组织拟订综合性产业政策，负责协调第一、二、三产业发展的重大问题并衔接平衡相关发展规划和重大政策，做好与国民经济和社会发展规划、计划的衔接平衡等。

（2）核工业机器人装备

行业监管机构为国家核安全局、国家国防科技工业局以及国家能源局。

其中国家核安全局对全国核设施实施统一监管，独立行使核安全监督权，主要职责是：

组织起草、制定有关核安全设施安全的规章和审查有关核安全技术标准；组织审查评定核设施的安全性能及核设施营运单位的安全保障能力，负责颁发或者调销核安全许可证；负责核安全事故的调查处理；协同有关部门指导和监督核设施应急计划的指定和实施；组织有关部门开展对核设施的安全与管理的科学研究、宣传教育及国际业务联系；会同有关部门调解和裁决核安全纠纷。

2、行业自律机构

（1）智能装备与系统

相关行业协会作为行业自律机构，如中国自动化学会、中国仪器仪表学会、中国电机工程学会、中国机械工程学会机械工业自动化分会、中国机械工业联合会、中国电器工业协会等。

（2）核工业机器人装备

行业自律机构为中国核能行业协会以及中国核仪器行业协会。

中国核能行业协会的中心任务是做好政府与会员单位之间、会员单位之间、国内与国际之间的沟通与交流，维护全行业和会员的合法权益，向政府建言献策，为企业排忧解难，努力发挥桥梁和纽带作用。

中国核仪器行业协会是由全国从事核仪器、仪表和辐射探测器的企业、事业、科研、教学单位和个人自愿结成的全国性、行业性、非营利性具有法人资格的社会团体。

3、主要监管法规

（1）智能装备与系统

（2）核工业机器人装备

4、产业政策

（1）智能制造与系统

2007年1月，国家发改委、科技部、商务部、国家知识产权局联合发布了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》，将“工业自动化”和“电力电子器件及变流装置”列为优先发展的先进制造产业领域。

2007年10月，国家发改委发布《关于组织实施新型电力电子器件产业化专项有关问题的通知》，明确专项目标，支持重点包括电力电子器件系统集成模块产业化、智能功率模块（IPM）产业化和用户专用功率模块（ASPM）产业化。

2009年4月，国务院于发布的《电子信息产业调整和振兴规划》明确提出，支持嵌入式软件技术、产品研发；以研发设计、流程控制、企业管理、市场营销等关键环节为突破口，推进信息技术与传统工业结合，提高工业自动化、智能化和管理现代化水平。

2009年5月，国务院发布的《装备制造业调整和振兴规划》明确提出，重点发展大功率电力电子元件、功能模块以及加快发展工业自动化控制系统等。

2011年，国家发改委发布《产业结构调整指导目录（2011年本）》，将“智能焊接设备”、“数字化、大容量逆变焊接电源”、“新型电子元器件（频率元器件、电力电子器件）制造”等列为“鼓励类”项目。

2012年1月，工信部发布《工业节能“十二五”规划》，提出重点发展变频电机，推广变频调速、自动化控制技术等。

2014年6月，国务院发布《国家集成电路产业发展推进纲要》，部署充分发挥国内市场优势，营造良好发展环境，激发企业活力和创造力，分领域、分门类逐步突破智能卡、智能电网、智能交通、卫星导航、工业控制、金融电子、汽车电子、医疗电子等关键集成电路及嵌入式软件，提高对信息化与工业化深度融合的支撑能力。

2015年5月，国务院发布《中国制造2025》，重点推进信息化与工业化深度融合，明确提出加快发展智能制造装备和产品，突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置，推进工程化和产业化，统筹布局和推动智能交通工具、智能工程机械、服务机器人、智能家电、智能照明电器、可穿戴设备等产品研发和产业化。

（2）核工业机器人

2012年10月，国务院发布了《核电中长期发展规划（2005-2020年）》，明确提出将核电设备制造和关键技术纳入国家重大装备国产化规划，形成设备的成套能力；依法强化政府核电安全监督工作，加强安全执法和监管；加强核应急系统建设，制定事故预防和处理措施，建立并保持对辐射危害的有效防御体系。

2012年10月，国务院发布了《核电安全规划（2011—2020年）》，明确提出要加大核电安全技术装备研发力度，加快建设核电安全标准法规体系，提高核事故应急管理和响应能力。

2012年10月，国家核安全局发布了《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》，明确指出，做好我国核安全与放射性污染防治工作要按照安全第一、质量第一的根本方针，不断健全法规标准和政策措施，加强科技支撑和基础能力建设，强化质量保证，完善监管机制和应急体系，严格安全管理，不断提高我国核安全与放射性污染防治水平，推动核能与核技术利用事业安全、健康、可持续发展。

二、行业发展现状和趋势

1、智能装备与系统

自动化装备制造行业是机器设备在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。

工业自动化是现代工业的重要标志，工业企业通过自动化技术，可实现提高生产效率、提高产品质量、节省人力成本、降低消耗（原材料+能源）和确保安全等多重目的。

在自动化装备市场，供应和需求之间存在错位。

客户需要的是完整的能满足自身制造工艺的自动化设备，而供应商提供的是各种标准化器件产品。

行业不同，电气控制的差异非常大，甚至同一行业客户因各自工艺的不同导致需求也有很大差异。

这种供需之间的矛盾为工业自动化行业创造了发展空间。

近年来，我国工业自动化装备行业发展比较迅速，根据《中国自动化市场白皮书》（2014年版）资料显示，我国自动化市场规模自2004年至2013年十年间，已从652亿元人民币增长至1,440亿元人民币，年化增长率达到9.21%。

2010年到2012年，受到外围经济环境较差、消费力水平低下、制造业产能过剩的影响，我国自动化市场规模的增长速率有所降低。

但随着近两年的经济复苏、人口老龄化问题日渐紧迫、国务院公布的《中国制造2025》规划、产业升级迫在眉睫等多重有利因素的催化下，自动化行业将得到进一步的发展。

根据中国工控网预测，未来3-5年中国自动化市场整体增速将保持在5%左右，将达到1,800亿元人民币。

根据《智能制造装备产业“十二五”发展规划》，到2017年，智能化制造装备行业销售收入超过15,000亿元，年均增长率超过25%，工业增加值增速达到35%；到2020年将我国智能制造装备培育成为具有国际竞争力的产业，产业销售收入超过30,000亿元。

2、核工业机器人装备

（1）行业发展背景

在核能广泛应用的同时，核与辐射事故为国家和公众带来的灾难可能是毁灭性的。

日本福岛核电站事故、美国三里岛核事故、苏联切尔诺贝利核事故、河南杞县辐射事故表明核与辐射事故对环境、人体、食物等的危害是立体危害，必须高度警惕其给人类带来的巨大隐患并做好相关应急救援的准备工作。

核与辐射事故应急救援作为核事故应急响应的核心环节，涉及监测与检测、事故应急处置、灾后恢复与重建等方面。

在不可接近场合，用机器人装备代替人开展应急救援是必然选择。

在核与辐射事故应急救援中，机器人装备系统可以通过检测系统、决策指挥系统、处置系统对事故做出快速准确的响应，大幅降低事故对企业及公众造成的损失。

核与辐射事故应急救援机器人装备系统能够替代或部分替代核与辐射环境下的人工作业，主要应用于核电厂常规作业、后处理厂常规作业、核设施退役作业和热工厂常规作业，此外，核与辐射事故应急救援机器人装备系统还可以应用于其他不可接近场合的事故应急救援，比如生化事故和恐怖事件。

（2）行业发展前景

我国核电发展迅速，根据经济之声《交易实况》数据，截至2016年6月，我国在运核电容量2961.7万千瓦；在建核电容量为2403.6万千瓦；十三五期间筹备计划中的核电站共有42座，核电容量为4833万千瓦。

随着核电的迅猛发展，核废料的后处理市场巨大，核工业机器人装备的需求旺盛。

到2020年，我国中低放核废料处理市场容量预计达到50-80亿元，乏燃料处理市场为550-700亿元。

到2020年，核废料处理产业链市场空间将达到1,300-1,800亿元。

三、行业竞争格局与主要参与者

1、智能装备与系统

经过多年发展，我国自动化装备制造业已经成为门类齐全、规模较大、具有一定技术水平的产业体系，并逐渐形成了各细分行业之间相互促进、协调发展的产业格局。

特别是2006年《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》与2009年《装备制造业调整和振兴规划》实施以来，自动化装备制造业发展明显加快，重大技术装备自主化水平显著提高，国际竞争力进一步提升，部分产品技术水平和市场占有率跃居世界前列。

目前行业内的高端品牌产品主要由日本、欧洲生产商所生产，如日本松下、雅马哈、艾普生以及欧洲的西门子、ABB和费斯托等公司。

国内品牌产品主要由艾尔发、伟立、伯朗特和拓斯达所生产，其他生产商产品的规模、产量、所占市场份额等较小。

目前，日本、欧洲品牌产品主要面向高端用户，如对成型产品的取出速度要求快、精度要求高，以及产品的埋入取出和模内贴标工艺要求较高的用户。

而国内品牌产品质量参差不齐。

整体来看，公司所处行业在技术先进性、市场占有率等方面并无垄断性企业存在，行业竞争氛围比较开放且行业正处于上升期。

但同时，国内低端产品市场竞争激烈，产品同质化现象日趋加剧，市场中的高端产品所占份额比重较小，相对缺乏。

2、核工业机器人

目前国内市场参与者主要分为三类：

传统机器人厂商；从成立之初就针对核领域应用的自动化企业，主要为国外公司；传统行业转型跨界企业。

从技术水平上看，国内相关企业在系统设计与仿真能力上已与国际水平差距不大，在产品加工制造工艺差距较大、现场应用经验较为欠缺。

目前国内市场核工业机器人主要场上有：

布洛克（北京）机械技术有限公司是瑞典Brokk公司（BrokkAB）在中国的全资子公司，Brokk是核用机器人的发明者，在全世界核行业有三百多台应用，主要用于放射性废物的回取、处置和核设施退役和救援。

德国Wälischmiller公司作为核工业机器人领域的领导者之一，已被超过40个国家所应用。

青岛东卡环保工程技术有限公司主要提供核设施退役和放射性废物及乏燃料管理等相关领域的技术咨询、设计、工程实施和设备供货。

成都航天烽火精密机电有限公司生产的主从机械手已广泛应用于中核四川环保工程有限责任公司、中核四〇四有限公司等。

四川聚能核技术工程有限公司主要产品为曝光机、工业CT、陶瓷缸套、核子仪器、核退役设备、三废处理设备、非标设备等系列产品的开发和应用。

西安西航集团航空航天地面设备有限公司生产的主从机械手也已广泛应用于中核四川环保工程有限责任公司、中核四〇四有限公司等。

四、影响行业发展的因素

1、有利因素

（1）国家产业政策支持

近年来，我国大力推动整体工业的结构调整和转型升级，提出工业4.0及智能制造2025计划。

鼓励提高智能制造的自主创新能力和国产化水平，产业政策支持力度不断加大。

智能制造作为高端装备制造的重要组成部分，行业受益于这些产业政策的巨大推动，正面临重大发展机遇。

目前国家重点产业政策包括《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006-2020年）、《中国制造2025》和《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》等。

（2）下游需求稳步增长

智能控制技术是制造业的关键性技术和重要手段。

智能装备与系统行业的下游几乎涵盖工业制造业的各个领域。

我国制造业体系庞大，在向工业4.0时代转型升级以及劳动力成本节节攀升的时代背景下，汽车制造业、工业机器人、电气设备、光伏设备等制造行业对于生产自动化有着强烈的需求。

在“十三五”期间，中国机械工业联合会提出工业增加值年均增速在6.5%左右的目标。

这一目标为工业系统化行业的发展打下了基础，这为行业的发展带来广阔的下游市场。

（3）国际制造业转移

全球经济一体化在稳步中深化。

随着一带一路建设和亚洲经济崛起，资源开始在全球范围内向亚洲聚集。

制造业的产业转移也是必然的趋势。

从资源上来看，中国拥有大量熟练工人，材料成本低廉，具有较大的制造成本优势。

国际劳动成本逐渐提高，全球制造业持续向中国转移，这为智能装备与系统行业的发展创造了有利条件。

随着第三世界国家制造业的兴起，中国生产的智能装备可以较强的价格优势出口到其他国家，国内智能装备出口量将逐年增长。

（4）我国核电市场前景广阔

我国核电发展迅速，根据《核电中长期发展规划（2011-2020年）》，到2020年我国核电装机将达到在运5,800万千瓦，在建3,000万千瓦。

核安全与核废料处理具有广阔的市场前景。

2、不利因素

（1）整体配套能力不强

我国工业化进程起步较晚，行业技术及经验积累相对较少，智能制造行业中缺乏生产核心部件的能力和基础，大多数关键元器件只能选择国外品牌的基础配套产品。

国内核心技术还在培育期。

由于对国外产品的依赖，我国智能装备与系统行业对于上游核心零部件的议价能力较弱，导致生产成本较高，核心竞争力不强，因此降低了产品的销售利润。

（2）专业人才缺乏

智能装备与系统行业需要对电力电子技术、半导体技术、控制技术、焊接工艺技术、信息技术、集成系统技术等众多技术有深入研究的高级复合型人才。

目前我国工程院校输送的专业本科和研究生人才无法满足实际的需求量，并且一定比例的人才倾向于在跨国企业工作或到国外深造，导致我国在该领域的专业技术人才较为缺乏，市场和管理人才也相对缺乏。

以上原因在很大程度上成为行业发展的不利因素。

（3）行业企业规模小且竞争不规范

智能装备与系统行业相对较分散，国内智能装备与系统企业多达5000家，国内很多企业规模小，并且缺少核心技术。

在行业目前阶段，主要通过产品模仿和降低产品价格获得市场份额。

同时，由于国内的法制环境和专利保护机制的不完善，智能装备制造市场的侵犯专利、假冒商标等侵权行为屡见不鲜，损害了企业的合法权益。

智能装备与系统市场的无序竞争不利于行业的健康发展，降低了企业的创新动力。

（4）业务资质限制较为严格，制约行业发展

核工业机器人行业的发展受业务资质影响较大，因为所提供产品规格和安全可靠性等级要求比较高，所以对制造质量管控要求严格，并遵守如核工业相关资质、保密资质、ISO9001质量管理体系等。

五、进入行业的主要障碍

1、客户壁垒

智能装备与系统行业客户对厂家提供的产品的高可靠性、高稳定性、低故障率有非常高的要求。

尤其国内领先的核三废处理、大型汽车制造商、光伏产业等要求更高，对供应商提供的产品质量具有严格的测试体系，同时需要质量管理体系、质量认证等要求。

客户在选择供应商时通常存在较大的粘性和壁垒，这需要企业依托自身产品品质和服务获得客户的认可，也需要行业内多年的积累与沉淀。

行业内现有厂家经过多年经营，已建立较为成熟的销售渠道，与客户建立了稳定的长期合作关系，拥有相对稳定的客户群体。

客户出于安全、保密及更换成本等考虑，一般不会轻易更换供应商，新进入者很难在短期内培养出自己稳定的客户群。

2、技术与工艺壁垒

智能装备与系统行业属于技术密集型行业，集机械、电子、材料、计算机等现代学科于一体，涉及电力电子技术、半导体技术、控制技术、焊接工艺技术、信息技术、集成系统技术等众多技术门类。

随着我国智能装备与系统技术水平的提高，对进入行业的企业提出了更高的技术要求，如在线实时质量监控、智能化及专家系统、柔性化、自动化电阻焊成套设备、电阻焊机器人技术、集成系统性技术等，技术壁垒较高。

另外，智能装备制造的工艺十分复杂，融合了电路设计、控制技术、焊接工艺、焊接生产过程控制及机械自动化、数字化等诸多技术。

大量中小企业因无法解决焊接技术瓶颈，产品一致性差、产品性能不稳定、焊接质量差，产品很难进入主流市场。

对新进入者来说，制造工艺壁垒较高。

3、资金壁垒

智能装备与系统生产技术比较复杂，随着技术进步，客户对设备的技术性能要求越来越高。

企业要准确理解行业用户需求，并在共性需求分析的基础上研发出适合客户需要的专业产品及应用系统，这要求制造企业开发切合不同需求的产品，为客户提供多系列产品。

因此企业需要在研发及人员储备等方面进行大量的资金投入。

同时企业对智能装备一般采用订单生产，生产周期较长，需要垫付部分流动资金。

在核三废处理机器人领域，产品技术规格高，属于智力密集型，需要投入大量的资金进行研发。

4、人才和经验壁垒

行业属于技术与经验含量较高的行业，技术人员需掌握自动化控制、传感器、电力电子、机械设计、信号处理、编程语言等专业知识，同时需具备极强的实践操作能力和稳定运营团队。

因此，本行业有很高的人才和经验壁垒。

5、资质壁垒

对于核三废与退役行业装备领域，行业门槛较高，需要成为中核集团、广核集团的合格供应商，有一定保密资质，具有ISO9001质量管理体系、HF003核电质保体系、ASME压力容器U、U2、N、NPT制造钢印及授权证书等。

六、行业技术水平、技术特点以及经营模式

1、行业技术水平和技术特点

（1）智能装备制造与系统

总体而言，行业的关键技术大类可以分为机械技术、传感技术、自动控制技术、伺服传动技术和系统技术。

机械技术是指利用有关机械设备进行传递运动的技术，机械设备种类丰富，不仅包括运输装置、固定装置和转换装置这些常见的种类，还包括焊接机器人及操作机这类先进的装置；传感技术指在自动化过程中时刻感知和检测运动过程是否正常的技术，智能装备与系统中的传感技术相较于其他传感技术有其独特的优势，就是能够在恶劣的环境中准确地进行检测；自动控制技术是指智能装备与系统实施的基本控制理论，也就是这一过程要如何进行，需要自动控制技术进行合理的设计，经过多次试验和调整后形成最终的系统；伺服传动技术是指对智能装备与系统所需动力来源进行控制，这里所讲的动力源主要是一些带动装置；系统技术是指以客户需求出发，结合自动化系统控制和关键零部件制造研发整体性解决方案。

（2）核工业机器人

核工业机器人已发展成为融合了先进的传感技术、视觉处理技术、驱动技术和远程控制技术的自动化、智能化产品。

代表核机器人技术发展现状和发展水平的主要表现在以下几个方面。

①先进的驱动机构

驱动机构不仅是实现核工业机器人行走、翻越障碍物、水下运动所必不可少的系统，而且它往往还起到支撑机器人机身和末端执行机构的作用，所以驱动机构设计的合理性和控制系统的性能直接决定着核工业机器人的运动速度、灵活性、定位精度、跨越障碍能力、路径搜索效率等关键性能指标。

针对不同的工作环境，核工业机器人在设计过程中也采取了不同的驱动机构。

例如爬行机器人一般采用轮式、履带式、吸盘式或四足式驱动机构；水下核工业机器人驱动机构多采用螺旋桨式和仿生鱼结构；而用于空中辐射环境侦测和异物搜索的核工业机器人驱动机构则大多是旋翼式。

就驱动技术而言，为减小驱动机构体积，使其结构尽量紧凑，核工业机器人多采用直流电机驱动，对于大负载核电机器人，则一般采用高密度液压驱动技术。

②较高耐辐射能力

核工业专用机器人区别于其它工业机器人的最大特征就是适应核辐射特殊服役环境，这就要求核工业机器人，特别是其视频检查系统、传感系统和信号传输系统能够在较高的辐射环境下保持正常工作。

其中最具代表性的是对摄像头耐辐射技术的研究，目前美国Mirion公司专门针对核电站开发的IST系列摄像头，其耐辐射能力可达106rad/h，能够满足核电站正常工况和一般事故工况下视频检查的需要。

国内所研发摄像头的耐辐射能力可达104rad/h，部分科研院所已经展开更高耐辐射能力摄像头的研发，以期达到国际先进水平。

③灵巧的末端执行机构

末端执行机构对于核工业机器人完成特定任务非常重要。

现在，核工业机器人末端执行机构已经发展的多种多样，例如，有用于抓取物体、开关设备的多关节机械手，有用于反应堆水池、乏燃料水池异物打捞的微型真空泵、打捞网，有用于水下焊接的自动焊接机等。

虽然这些末端执行机构的结构形式各不相同，但都具备定位精度高、可靠性高、专用性强、并且具备一定耐辐射能力等特点。

④远距离实时控制

由于核电站中设备、管道布置复杂，操作空间狭小，为保证核工业机器人在运动、操作过程中不损伤目标设备，提高其工作的可靠性，核工业还很少采用自主决策的智能化机器人，而多采用远程操控的方式。

核工业电磁环境较为复杂，且某些场合不允许进行无线信号传输，除部分巡检、视频检查机器人外，核心设备检修机器人一般采用有缆控制的方式。

2、行业经营模式

行业普遍采用定制化的经营模式，为客户提供整体性解决方案或核心零部件。

由于应用领域不同、相同领域具体产品的规格、型号也各有区别，企业订购生产设备时通常会在零部件配置、工艺布局、设计产能等方面提出定制化要求，以获得最符