深度丨工业机器人产业发展的背后逻辑及产业现状
- 2021/12/17 10:32:01 12443
- 来源：高维产业咨询
工业机器人是我国制造强国战略明确重点发展的战略性新兴产业，其发展水平是体现国家创新能力和工业发展水平的重要标志。我们认为，工业机器人产业的发展背景有以下四个：新一代科技革命和产业革命、工业互联网、产业转型升级以及人口红利的消失。
(一)百年未有之大变局下工业智能技术有助于抢占国际竞争话语权
放眼全球，疫情的严峻形势虽然得到大大缓解，但并没有完全消除，中国作为全球疫情防控做的最好的国家也面临疫情反复的问题，以美国为首的国家每天感染新冠的人数还维持在几万人之高。疫情对全球科技和产业都造成了非常负面的影响，疫情之下，全球经济低迷还在持续。
但疫情不会打断新一轮科技革命和产业革命的势头，尤其是以新一代信息技术为代表的新技术、新方式反而在疫情的倒逼下焕发起勃勃生机。疫情导致的用工荒推动了企业生产制造自动化、智能化的步伐，机器人尤其是工业机器人的需求被加速激发。
新一轮科技革命和产业革命正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构，以人工智能、物联网、区块链等为代表的新一代信息技术加速突破应用，融合机器人、数字化的先进制造技术正在加速推进制造业向智能化、服务化转型，在未来的智能世界，掌握人工智能技术、工业机器人技术将有利于在国际竞争中掌握更多话语权。
(二)工业机器人作为高端智能装备之一，有助于工业互联网加速落地
机器人是制造业皇冠顶端的明珠，是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。作为未来智能世界的基石，机器人对于我国打造万物互联的智能世界将发挥举足轻重的作用。
工业互联网已经上升为我国的国家战略，2015-2021年间，国家共颁布了20余个工业互联网相关政策，工业智能技术则是实现工业互联网与制造业深度融合的关键技术之一，工业机器人则在工业互联网与制造业的深度融合中发挥基础作用。国家对工业互联网的高度重视，也给工业机器人产业的发展带来重大的政策机遇，工业机器人在各个领域的大规模应用给工业互联网的大范围落地夯实了基础。
(三)工业机器人成本走低趋势明显，对人工的替代性明显提升
工业机器人技术的不断成熟以及国产厂商对于部分关键零部件的国产化替代，使得工业机器人的价格逐渐走低，根据中国电子学会发布的中国工业机器人市场规模、产量等数据，我们推算2013年工业机器人的平均售价约为5.2万美元/台，而2018年已经下降至3.5万美元/台，降幅非常明显。
而随着中国人口红利的逐渐消失，人工成本不断走高，与工业机器人价格的下行形成鲜明对比，也让更多大中型制造类厂商认识到“机器替人”的重要性和紧迫性，尤其是一些比较恶劣的工作环境对“机器替人”的需求更加迫切，工业机器人的应用也逐渐从汽车、工程机械等领域向医疗、3C、巡检、港口、船舶等更多领域扩展。
(四)产业转型升级是大势所趋，工业机器人对产业自动化、智能化具有独特作用
我国经济发展步入新常态，经济已经从高速增长转向中低速增长，经济的高质量发展成为新的目标，而传统产业通过转型升级走向高质量发展道路更是重中之重。在这一转变过程中，传统产业的自动化、智能化不仅需要搭建全面的信息化网络，更需要工业机器人这样的智能载体。
工业机器人本身作为工业智能化的高端装备，具备强大的感知能力、自动执行能力，是智能工厂的必备装备，对推动制造业向自动化、智能化转型升级意义重大。
二、政策解读：工业机器人将成为“国之重器”
国家政策的支持给工业机器人的发展插上了腾飞的“翅膀”，尤其是“十三五”以来，国家密集出台工业机器人相关政策，聚焦工业机器人产业发展、上游零部件技术研发、下游应用拓展、本体生产制造、基础科研等多个领域，明确指出我国工业机器人产业发展的路径、方向与目标，以保障工业机器人产业的健康、高质量发展。
一是要加强机器人基础研究。2016年5月，中共中央、国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》，强调要“发展引领产业变革的颠覆性技术”，提出“开发移动互联技术……推动智能机器人……等发展”，并明确面向2030年，“在量子通信、智能制造和机器人……等领域部署一批体现国家战略意图的重大科技项目和工程”。2019年10月，十三部委联合印发《制造业设计能力提升专项行动计划(2019-2022年)》，提出“强化高端装备制造业的关键设计”，“在高档数控机床和机器人领域，重点突破……多功能工业机器人、服务机器人、特种机器人设计等”。
二是要提升工业机器人智能化水平。2017年12月，工信部印发《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划》，提出要“深化发展智能制造”，着重在智能制造关键技术装备方面取得突破，“提升……工业机器人的自检测、自校正、自适应、自组织能力和智能化水平”，“提升高速分拣机、多层穿梭车等物流装备的智能化水平，实现精准、柔性、高效的物料配送和无人化智能仓储。”
三是要突破上游产业链关键技术。2015年5月，国务院发布《中国制造2025》，明确要“加快发展智能制造装备和产品”，“组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的……工业机器人等智能装备，突破……工业控制系统、伺服电机、减速器等智能核心装置，推进工程化和产业化”；推进制造过程智能化，“加快工业机器人等在生产过程中的应用”；在重点领域突破方面，“围绕汽车、机械等工业机器人，积极研发新产品，扩大市场应用，突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件等技术瓶颈。”
2016年12月，工信部等三部门联合印发《关于促进机器人产业健康发展的通知》，提出要“加强零部件等关键短板突破”，“联合科研机构、零部件企业、主机企业、系统集成商等多方力量，“一条龙”推进机器人关键零部件的研制及应用”。
2021年3月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》发布，“智能制造与机器人技术”被写入“十四五”规划，列为制造业核心竞争力提升的8项重大专项技术之一，提出要“突破先进控制器、高精度伺服驱动系统、高性能减速器等智能机器人关键技术。”。
四是要加快扩展工业机器人应用领域。2020年4月，邮政局和工信部联合发文《关于促进快递业与制造业深度融合发展的意见》，“打造智慧物流”被纳入八大重点任务之一，明确提出“支持制造业企业联合快递企业研发智能立体仓库、智能物流机器人、自动化分拣设备、自动化包装设备、无人驾驶车辆等技术装备”，为我国工业机器人(AGV)的发展提供强力政策支持。
三、市场洞察：规模趋大、产品走向精细化
中国拥有41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类，是唯一一个拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家，工业机器人有着最广阔、最丰富的应用场景，也让中国成为全球最大的工业机器人应用市场。
(一)工业机器人行业规模
1.销售额接近500亿元
中国工业机器人的发展起步于上个世纪70年代，落后西方发达国家近20年的时间，但到如今也已有50年的历程。
综合来看，我国工业机器人市场销售额并不高，尤其是近几年的增速趋于下降，我们以完整年度对工业机器人的市场体量进行解读，据中国电子学会的统计数据显示，2020年中国工业机器人市场销售额为436亿元左右，年度销售额增速略有下降，相比2016年的261亿元，还是实现了较大幅度的增长。预计，随着2021年中国经济的全面恢复，工业机器人的销售额有望保持10%左右的增速，可达480亿元。
主要是因为我国工业领域的信息化、智能化程度还不高，大多为中小型工业企业，进行现有产线改造的成本较高，加上工业机器人本身技术的成熟度还有待进一步提高，中小型工业企业的应用意愿还不是太高。
2.产量有望突破30万台/套
总体来看，我国工业机器人产量保持较快增长，据国家统计局数据显示，2020年我国工业机器人产量为23.71万台/套，相比2016年的7.24万台/套增长了两倍以上，近5年来的增速虽有所下降，但平均增速依然高达50%以上。我们认为，2021年是中国经济全面恢复的一年，下游应用市场对工业机器人的应用会有明显的增加，将带动工业机器人供应商增大供应规模，预计2021年中国工业机器人产量有望突破30万台/套。
从销量来看，整体上我国工业机器人销量保持上升趋势，从2016年的8.92万台增长至2020年的17.9万台，对比产量来看，我国工业机器人的产销率变动幅度较大，2016-2018年三年间，工业机器人供不应求，产销率均大于100%，还需进口补足产量的不足，2019年以来，随着工业机器人产量的扩张，需求端增长稍缓，产销率小幅走低，微有供大于求的趋势。
(二)工业机器人产业链
工业机器人结构复杂，对技术、材料等要求高，上游涉及减速器、控制系统、伺服系统三大核心零部件。中游为工业机器人本体制造商，即按照结构形式，本体可以划分为直角坐标、球坐标、圆柱坐标、关节坐标等类型。下游为系统集成商，根据不同的应用场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发，国内企业都集中在这个环节上。生产出来的机器人只有通过系统集成之后，才能投入到下游的汽车、电子、金属加工等产业，为终端客户所用。
工业机器人成本构成中，三大核心零部件的成本比例约70%，其中减速器、伺服电机和控制器的成本比例分别为32%、22%、12%，机器人本体的成本比例约25%，其他成本约占9%的比重。可见，上游零部件对工业机器人的重要性。
三大核心零部件国产化水平普遍较低。但由于我国工业机器人起步较晚，技术水平较低，尤其在减速器、伺服电机和控制器三大核心零部件领域与国外有很大的差距。
减速器领域。以纳博特斯克、哈默纳科、住友等为首的国外厂商占据约90%的市场份额，国产化水平较低。但近年来，绿的谐波、上海机电、大族激光、巨轮智能等一大批国产厂商在谐波减速器领域拥有了自主知识产权，逐渐加大在市场上的话语权，以中大力德、双环传动等为首一批RV减速器厂家也在国内市场崭露头角、开疆拓土。
伺服系统领域。以安川、松下、三菱、台达、西门子、KEBA等为首的国外公司占据伺服系统约74%的市场份额，国产厂商汇川技术凭借其领先的技术优势杀进前十，新时达、科远股份、广州数控、华中数控、英威腾、埃斯顿等一批国产厂商也逐步在提升其在国内的市场份额。
控制器领域。以发那科、库卡、ABB、安川、爱普生、OTC、史陶比尔、川崎重工等为首的一批国外厂商占据了中国控制器市场约80%的份额，国产厂商汇川技术、新时达、英威腾、广州数控、华中数控等也在不断抢占国内市场。
国产本体厂商渗透率提升。本体厂商中国产厂商正在攻城拔寨，包括拓斯达、埃夫特、大族机器人、新时达、爱仕达、科大智能、机器人等国产厂商在国内市场占据一定份额，日本的发那科、瑞士的ABB、德国的库卡等国外厂商与国内厂商展开激烈角逐。
系统集成由国产厂商主导。国产系统集成厂商与下游行业应用厂商之间的关系更为紧密，国内市场中，国产系统集成商几乎占据大部分的市场份额。下游一体化整合模式已经成为国产厂商提升竞争能力的新模式，包括埃斯顿、机器人、华中数控、广州数控、新时达等在内多数国产厂商以下游一体化打开市场。
下游应用市场正逐步打开。在应用行业上来说，最大的应用行业在汽车制造领域，全球看占了38.7%，而国内汽车制造领域的应用则高达50%。工业机器人在电力/电子行业这几年的应用量增长也非常快，目前已经达到了21%左右，并且这个比例有望进一步提高。尤其是在国内，电子产品的生产能力占全球的大概60%-70%。因此，在中国的电力/电子行业，工业机器人的应用将会有更大的市场。
四、投资梳理：资本对工业机器人青眼有加
进入到21世纪，资本市场逐渐加大了对工业机器人的关注度，据IT桔子统计的投资数据来看，2007-2021年的15年间，发生在工业机器人领域的投资事件有640件，尤其是近年来的投资事件逐年增多，投资规模也是越来越大，2021年至今，74件投资达到182.41亿元的投资规模。
国内一大批新崛起的工业机器人厂商受到了资本市场的一致看好，如专注于AI+3D+智能工业机器人解决方案提供商的梅卡曼德机器人在C+轮吸引了美团、IDG资本、红杉资本等联合投资的10亿元人民币，目前的估值已经达到了60亿元，海柔创新KUBO库宝完成今日资本领投、红杉资本中国、五源资本等跟投的2亿美元的D轮融资，目前的估值高达130亿元。
还有阿童木机器人、机器人在线、艾利特、Path Robotics等一大批公司获得资本数千万至数十亿元不等的投资。资本的频繁加持，为工业机器人产业的发展注入了大量的资金，为产业技术的创新、产品的更新换代都提供了更加强劲的动力。
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