2019年中国工业机器人行业产业链研究报告.pdf

1 报告编码19RI0796 头豹研究院|机械设备系列深度研究 400-072-5588 2019 年 中国工业机器人行业产业链研究报告 报告摘要 TMT 团队 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，能自动执行工作，靠自身动力和控制能力实现各种功能。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人产业链上游核心零部件主要包括减速器、控制器和伺服系统等，其成本占机器人本体成本的60%以上。当前减速器中谐波减速器和 RV 减速器应用较广，日本的纳博特斯克和哈默纳科占据工业机器人减速器领域 70%以上的市场。控制器方面，日本、德国和美国的企业占据了主导地位。伺服系统由日韩欧美企业为主导。热点一：关键核心部件研发亟待突破 热点二：境外企业对中国国产减速器的接受度大幅提高 热点三：中国伺服电机市场主要被外资品牌占据 虽然目前中国国内机器人技术基本具备，但机器人产业涉及到整体工业水平、科研体制、配套产业等多个方面，中国国内品牌和海外品牌仍有较大差距。在关键核心部件上，中国企业需攻克长期依赖进口、一直受制于人的伺服电机、精密减速器、伺服驱动器、控制器等关键核心部件的技术难题。纳博特斯克减速器全球市场份额在 60%以上，由于订单量增长速度快于产能扩张速度，其交货期越来越长，2018年纳博特斯克交货期已经延长到 6 个月以上，而且其减速器产品优先供应”四大家族”，中国国内本体商订购的产品交货期更长。中国国产伺服电机大多是仿制日系伺服电机设计，功率多在 3kw 以内，以中小功率为多，5.5-15kw 的中大功率伺服电机比较少。中国国产品牌中，汇川技术、埃斯顿、广州数控、英威腾、新时达、华中数控等企业伺服技术领先，但与外资品牌相比，仍然存在一定差距。詹欣琪 邮箱： 分析师 行业走势图 相关热点报告 机械设备系列深度研究工业互联网行业研究报告 机械设备系列深度研究2019 年中国建筑机器人行业精品报告 机械设备系列深度研究 2019 年中国消防机器人行业概览 报告编号19RI0022 目录 1 方法论.4 1.1 方法论.4 1.2 名词解释.4 2 中国工业机器人行业市场概览.8 3 中国工业机器人行业产业链概述.11 4 中国工业机器人行业产业链上游分析.13 4.1 减速器.14 4.1.1 减速器简介.14 4.1.2 减速器市场现状.16 4.2 伺服系统.18 4.2.1 伺服系统简介.18 4.2.2 伺服系统市场现状.18 4.3 控制器.19 4.3.1 控制器简介.19 4.3.2 控制器市场现状.19 5 中国工业机器人行业产业链中游分析.21 5.1 工业机器人本体简介.21 5.2 工业机器人本体市场现状.21 报告编号19RI0022 6 中国工业机器人行业产业链下游分析.24 6.1 系统集成市场概览.24 6.2 下游行业应用领域概览.25 报告编号19RI0022 图表目录 图 2-1 工业机器人分类.9 图 2-2 工业机器人三大部分及六大系统.9 图 2-3 工业机器人行业商业模式（按产业链划分）.10 图 3-1 中国工业机器人产业链.12 图 4-1 工业机器人三大核心零部件毛利率及知名厂商.13 图 4-2 工业机器人平均生产成本占比，2017 年.14 图 4-3 谐波减速器构造图.15 图 4-4 RV 减速器构造图.16 图 4-5 中国机器人伺服电机市场份额，2017 年.19 图 4-6 中国机器人控制器市场份额，2017 年.20 图 5-1 工业机器人主要技术参数.21 图 5-2 中国机器人本体市场集中度，2017 年.22 图 5-3 中国机器人本体市场国产品牌市场份额，2017 年.23 图 6-1 工业机器人主要集成模式.24 图 6-2 中国工业机器人系统集成商占比，2017 年.25 图 6-3 中国工业机器人应用领域分布，2017 年.26 图 6-4 中国国产品牌机器人应用领域分布，2017 年.26 报告编号19RI0022 1 方法论 1.1 方法论 沙利文研究院布局中国市场，深入研究 10 大行业，54 个垂直行业的市场变化，已经积累了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。研究院依托中国活跃的经济环境，从工业机器人、系统集成、减速器等领域着手，研究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业走向上市及上市后的成熟期，研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。研究院融合传统与新型的研究方法，采用自主研发的算法，结合行业交叉的大数据，以多元化的调研方法，挖掘定量数据背后的逻辑，分析定性内容背后的观点，客观和真实地阐述行业的现状，前瞻性地预测行业未来的发展趋势，在研究院的每一份研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。研究院秉承匠心研究，砥砺前行的宗旨，从战略的角度分析行业，从执行的层面阅读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。弗若斯特沙利文本次研究于 2019 年 01 月完成。1.2 名词解释 SCARASelective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配机器手臂，是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。SCARA 机器人有 3 个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在 报告编号19RI0022 垂直于平面的运动。DELTADelta 机器人属于高速、轻载的并联机器人，通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的伺服轴确定抓具中心（TCP）的空间位置，实现目标物体的运输、加工等操作。抓具是一种可以自动化操作的机械手，主要应用于搬运，抓具由框架型材、型材连接件和执行单元组成。夹具指机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。示教再现机器人可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人。中国制造 2025中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。机器换人是以“现代化、自动化”的装备提升传统产业的一项措施，即利用机器手、自动化控制设备或流水线自动化对企业进行智能技术改造，从而实现“减员、增效、提质、保安全”的目的。减速器传动比也称减速比，减速器传动比=电机输出转数减速器输出转数。减速器传动比范围减速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。AGVAutomated Guided Vehicle，自动导引运输车，是装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。3C计算机（Computer）、通讯（Communication）和消费电子产品（Consumer Electronics）三类电子产品的简称。纳博特斯克Nabtesco，日本纳博特斯克是世界上最大的精密摆线针轮减速器制造商，目前有精密设备、运输设备、飞机和液压设备与工业设备四大业务部门，其生产的精密设备具有高扭矩、高刚性、高耐过载冲击荷载能力，兼有高精密和超低的回程间隙。报告编号19RI0022 哈默纳科Harmonic Drive，日本哈默纳科设立于 1970 年，其生产的 Harmonic Drive 安装于机床、工业机器人、半导体制造装置、FPD 制造装置、石油挖掘操控系统等设备中。住友重机Sumitomo Drive，日本住友是世界 500 强之一的住友集团旗下的建设机械厂家。SPINEA斯洛伐克 Spinea 公司是一家现代化的机械工程公司，致力于高精密轴承减速器的研发，生产和销售。四大家族全球工业机器人”四大家族”为行业龙头企业，包括德国库卡 KUKA、瑞士 ABB、日本发那科 FANUC 以及日本安川电机 Yaskawa。发那科FANUC Corporation，日本发那科株式会社成立于 1956 年，公司主要经营三大板块业务：工业自动化（FA）、机器人和数控机床。发那科机器人产品系列众多，应用范围广泛，包括点焊、弧焊、装配、材料加工、物流搬运、码垛、喷涂及涂装和电动注塑机。安川电机Yaskawa Electric Corporation，日本的安川电机株式会社成立于 1915年，产品及解决方案主要有机电一体化、伺服系统和控制器、逆变器、机器人、系统工程、环境和能源设备，和医疗福利设备。库卡KUKA Aktiengesellschaft，库卡股份公司是一家跨国公司，1898 年成立于德国，库卡工业机器人系列品种众多，包括不同负载能力和工作范围的六轴机器人、人机协作型轻型机器人、极端环境下的耐热/耐脏型机器人、冲压连线机器人、卸码垛机器人、高精度和高灵活度的焊接机器人和各款架装式机器人。ABBAsea Brown Boveri,Ltd，集团总部位于瑞士苏黎世，公司在工业机器人领域的主要产品为控制系统。报告编号19RI0022 新松机器人沈阳新松机器人自动化股份有限公司隶属中科院，研制出了具有完全自主知识产权的工业机器人、移动机器人、特种机器人、服务机器人四大系列的百类产品。埃斯顿南京埃斯顿自动化股份有限公司具有自主技术的控制器、伺服系统、减速器等工业机器人核心零部件。埃夫特埃夫特智能装备股份有限公司是中国国内最大的工业机器人本体厂商之一，可提供全系列工业机器人产品及跨行业智能制造解决方案。新时达上海新时达机器人有限公司是中国国内机器人产业布局度高度完备的企业，其工业机器人方面主要产品有包括焊接机器人、码垛机器人、桌面机器人和通用机器人在内的多关节工业机器人和 SCARA 机器人。报告编号19RI0022 2 中国工业机器人行业市场概览 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，能自动执行工作，靠自身动力和控制能力实现各种功能。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人可以按照操作极坐标、功能、机械结构、驱动方式和程序输入方式等维度进行分类：（1）按操作极坐标主要分为直角坐标机器人、圆柱坐标机器人（SCARA 机器人）、球坐标机器人和关节型机器人。直角坐标机器人可沿三个直角坐标移动，圆柱坐标机器人可作升降、回转和伸缩动作，球坐标机器人可回转、俯仰和伸缩，关节型机器人有多个转动关节。（2）按功能主要分为焊接机器人、搬运机器人、装配机器人、处理机器人和喷涂机器人，焊接可分为点焊和弧焊，搬运机器人包括移动小车（AGV）、码垛机器人等，装配功能可完成包装和拆卸，处理功能可分为切割、研磨、抛光等。（3）按机械结构分，可以为串联型机器人和并联型机器人。串联机器人一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点，比如六关节机器人；并联机器人一个轴运动不影响另一个轴的坐标原点，比如蜘蛛机器人。（4）按程序输入信号方式可以分为示教输入型和编程输入型两类。（5）按驱动方式可以分为液压驱动、气压驱动和电气驱动等。报告编号19RI0022 图 2-1 工业机器人分类 来源：沙利文研究院绘制 工业机器人包含三大部分：机械部分、传感部分和控制部分；以及六大系统：驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。图 2-2 工业机器人三大部分及六大系统 来源：沙利文研究院绘制 从产业链角度来看，工业机器人的商业模式可以分为五种：（1）单一本体制造和销售模式；（2）系统集成模式；（3）核心零部件生产和销售模式；（4）本体生产+系统集成模式；（5）全产业链模式。其中采用前三种商业模式的企业主要从事单一的业务，采用后两种模式的企业则从事两种或多种业务。目前中国和全球范围内较为成功的企业都采用了“核心零 报告编号19RI0022 部件生产+本体生产+系统集成”的全产业链模式，或是正在向上下游逐步渗透，实现全产业链模式的转型。全产业链模式是当下工业机器人企业的发展趋势之一，也是当前具备较高盈利水平的商业模式。图 2-3 工业机器人行业商业模式（按产业链划分）来源：沙利文研究院绘制 报告编号19RI0022 3 中国工业机器人行业产业链概述 工业机器人产业链分别由上游关键材料及零部件生产商、中游本体制造商、下游系统集成及服务商和下游应用行业构成。工业机器人产业链上游核心零部件主要包括减速器、控制器和伺服系统等，其成本占机器人本体成本的 60%以上。当前减速器中谐波减速器和 RV 减速器应用较广，日本的纳博特斯克和哈默纳科占据工业机器人减速器领域 70%以上的市场。控制器方面，日本、德国和美国的企业占据了主导地位。伺服系统由日韩欧美企业为主导。工业机器人产业链中游机器人由基座和执行机构构成，包括手臂、腕部等，部分机器人本体还包括行走结构。机器人本体市场由”四大家族”的发那科、安川、库卡、ABB 长期占据全球及中国市场的主要份额。工业机器人产业链下游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，使工业机器人可以运用于实际生产，工业机器人的应用范围遍及制造业各个细分领域。报告编号19RI0022 图 3-1 中国工业机器人产业链 来源：沙利文研究院绘制 报告编号19RI0022 4 中国工业机器人行业产业链上游分析 工业机器人核心零部件包括减速器、控制器和伺服系统等。中国工业机器人产业整体技术水平较低，关键核心部件研发亟待突破。虽然目前中国国内机器人技术基本具备，但机器人产业涉及到整体工业水平、科研体制、配套产业等多个方面，中国国内品牌和海外品牌仍有较大差距。在关键核心部件上，中国企业需攻克长期依赖进口、一直受制于人的伺服电机、精密减速器、伺服驱动器、控制器等关键核心部件的技术难题。图 4-1 工业机器人三大核心零部件毛利率及知名厂商 来源：沙利文研究院绘制 工业机器人成本链中，上游核心零部件成本占比最高，占到整体生产成本的 60%以上；减速器、伺服系统和控制器分别占约 31.2%、19.6%、10.4%；本体成本占比 23.6%；系统集成的成本约占 14.1%。中国精密减速器、控制器、伺服系统以及高性能驱动器等机器人核心零部件大部分依赖进口，控制器和伺服电机进口比例约为 80%，减速器进口比例约为 75%，因此生产成本相较国外企业更高，产品价格居高不下。报告编号19RI0022 图 4-2 工业机器人平均生产成本占比，2017 年 来源：fsTEAM 软件采编，沙利文数据中心编制 4.1 减速器 4.1.1 减速器简介 减速器是机械传动的核心，减速器在机械传动领域是连接动力源和执行机构之间的中间装置，其利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减低到所要的数值，并得到较大转矩。减速器安装在机器人的关节，用来精确控制机器人动作，传输更大的力矩，机器人的速度、精度都与减速器有关。工业机器人每个关节都需要配备一台减速器，即一台六轴工业机器人需要配备 6 台减速器。工业机器人使用的减速器主要是谐波减速器和 RV 减速器，谐波减速器主要配置于负载较低的关节上，RV 减速器主要应用于负载较大的关节上。谐波减速器 谐波减速器由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成（见图 4-3），是齿轮减速器中的一种新型传动结构。谐波齿轮减速器具有高精度、高承载力等优点，和普通减速器相比，由于谐波减速器使用的材料要少 50%，其体积及重量至少减少 1/3。谐波减速器由于拥有体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高，单级传动比大的特点，主要用于负载小的工业机器人或大型机器人的末端轴。报告编号19RI0022 图 4-3 谐波减速器构造图 来源：沙利文研究院绘制 RV 减速器 RV 减速器由一个行星齿轮减速器的前级和一个摆线针轮减速器的后级组成（见图 4-4）。RV 传动是新兴起的一种传动，它在传统针摆行星传动的基础上发展而来，不仅克服了一般针摆传动的缺点，而且具有传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点，在一定条件下具有自锁功能。RV 减速器广泛应用于工业机器人、机床、医疗检测设备、卫星接收系统等领域。报告编号19RI0022 图 4-4 RV 减速器构造图 来源：沙利文研究院绘制 4.1.2 减速器市场现状 长期以来，中国机器人核心零部件高度依赖进口，两家日企纳博特克斯和哈默纳科在全球精密减速器市场占有率近 80%，高度垄断减速器市场，导致中国工业机器人行业发展受限。在工业机器人的三大零部件中，减速器占成本占比最大，中国国内购买精密减速器价格高昂，成本占生产成本的 30%-40%，而在日本仅为 25%，中国国内采购核心零部件的成本高于国外同款机器人的整体售价，在高端机器人市场上无法与国外品牌竞争。虽然中国精密减速器市场长期被外资企业垄断，但当前中国企业积极布局精密减速器业务，主要公司包括苏州绿的、南通振康、中大力德、双环传动、秦川机床、上海机电和巨轮股份等；这些公司原有业务属于精密仪器件领域，包括齿轮、数控机床等，能够发挥业务的协同性。随着中国国内企业大量进入精密减速器市场，国产化的速度将会越来越快。根据沙利文调查，一台外资品牌减速器在海外的成本约 2-5 万元，而中国国内进口这类产品的成本在 7-12 万元，中国减速器进口成本远高于海外。一方面，由于中国国内需求不在高端工业机器人，而是能替代简单劳动力的中低端机器人，这类需求对性能要求较低，报告编号19RI0022 更关注成本问题，因此国产减速器基本能满足其需求；另一方面，由于中国国产品牌产品品质明显提高，与海外品牌差距逐渐减小，获得市场认可，以性价比高的优点获得更多市场，进口替代加速。减速器需求端方面，外资本体企业在中国市场产能、产量提升，以”四大家族”为代表的国际本体巨头深耕中国市场（除去发那科由于体制原因一直未在中国生产本体），2018 年布局明显加速：2018 年 ABB 宣布投资 1.5 亿美元在上海建设机器人超级工厂，预计在 2020年底投入运营，年产能最高可达 10 万台/年；安川电机常州第三工厂开工，三期工厂合计产能 1.8 万台/年；库卡上海第二工厂投产，并计划在顺德建设全球第二大制造工厂，2024 年投产后产能达 7.5 万台/年。海外本体巨头在中国市场产量提升，渠道下沉，加速本土化，带来产能向中国转移和供应链重置的新机遇。另一方面，中国本体企业为应对市场竞争，继续扩产，在机器替代人工的趋势下，中国本体企业下游需求有望进一步提升。而减速器供给端方面，由于海外减速器巨头供应不足，本体企业对中国国产减速器的接受度大幅提高。日本纳博特斯克、日本住友重机、斯洛伐克 Spinea 是全球 RV 减速器的三大巨头，其产能不足将给中国产品带来机会。纳博特斯克减速器全球市场份额在 60%以上，由于订单量增长速度快于产能扩张速度，其交货期越来越长，2018 年纳博特斯克交货期已经延长到 6 个月以上，而且其减速器产品优先供应”四大家族”，中国国内本体商订购的产品交货期更长；住友重机减速器业务仅是公司一个部分（住友重机械减速器），且收入远远低于其他板块业务收入，减速器业务不断边缘化；Spinea 由于其技术特点，产品结构较为复杂，无法适应机器人小型化一体化的趋势，且其高精度减速器进入中国市场比较晚，市场开拓不乐观。减速器作为机器人最核心、成本占比最大、技术含量最高的零部件，国产减速器面临的不是核心技术从无到有的突破，更多是设备摊销和工艺打磨带来的成本降低和稳定性问题，报告编号19RI0022 经过多年投入和工艺积累，中国减速器企业得到产能扩大的机会，国产减速器将补上市场空缺，接受度有望大大提高。谐波减速器技术难度相对 RV 减速器低，因此其进口替代进展较快，已率先国产化，并且国产产品销售规模快速增长；绿地谐波和来福谐波的减速器为代表，中国国内本体厂商伯朗特、欢颜、埃夫特等均有采购，同时减速器产品出口海外，产品累计销售均超数十万台，国产 RV 减速器将复制谐波减速器的成长。4.2 伺服系统 4.2.1 伺服系统简介 工业机器人的伺服系统由伺服电机、伺服驱动器、伺服编码器组成，主要用于驱动机器人的关节，工业机器人每个关节需要一个伺服电机，除了可以进行速度与转矩控制外，还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。伺服电机可使控制速度、位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机应用广泛，机器人仅占下游应用约 9%，因其精度高、适应性强等特性，可广泛应用于各种高端机械设备。4.2.2 伺服系统市场现状 2017 年，中国伺服电机市场主要被外资品牌占据，日系与欧美厂商占据了超过 70%的市场份额，在高端市场处于垄断地位，日系的松下、三菱、安川电机和欧美系的西门子等企业占据伺服系统的主导。中国国产头部品牌已具备一定竞争力，增速快，目前在中小功率伺服电机逐渐开始进口替代。中国国产伺服电机大多是仿制日系伺服电机设计，功率多在 3kw 报告编号19RI0022 以内，以中小功率为多，5.5-15kw 的中大功率伺服电机比较少。中国国产品牌中，汇川技术、埃斯顿、广州数控、英威腾、新时达、华中数控等企业伺服技术领先，但与外资品牌相比，仍然存在一定差距。图 4-5 中国机器人伺服电机市场份额，2017 年 来源：fsTEAM 软件采编，沙利文数据中心编制 4.3 控制器 4.3.1 控制器简介 控制器相当于工业机器人的大脑，主要任务是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹，操作顺序及动作的时间等。它同时具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。每台多轴机器人由一套控制系统控制。控制器对机器人的性能起着决定性的影响，在一定程度上影响着工业机器人的发展。控制器本质上就是一个数据处理器，随着半导体技术的成熟，半导体芯片的性价比越来越高，因此控制器在硬件上并无太高门槛，偏软件的产品更容易形成突破，而在机器人的核心零部件中，控制器的技术难度是最低的，因此中国国内企业开发的工业机器人控制器软件产品已经可以满足大部分功能要求。4.3.2 控制器市场现状 较大型的机器人本体厂商通常自己设计生产控制器，比如”四大家族”，”四大家族”在控制器行业的市占率与本体行业差不多，中国国内本体厂商由于规模较小，通常会采用外购 报告编号19RI0022 控制器的方式。中国国内控制器行业在发展过程中涌现出一批具有代表性的企业，如固高科技、英威腾、新时达等。近年来，中国国内运动控制技术有了较快的发展。经过多年的沉淀和技术积累，中国国内机器人控制器所采用的硬件平台和外资品牌产品相比并没有太大差距，主要差距体现在控制算法和二次开发平台的易用性方面。随着技术和应用经验的积累，中国国内企业的机器人控制器产品相对较为成熟，是机器人相关产品中与外资企业产品差距最小的关键零部件。图 4-6 中国机器人控制器市场份额，2017 年 来源：fsTEAM 软件采编，沙利文数据中心编制 报告编号19RI0022 5 中国工业机器人行业产业链中游分析 5.1 工业机器人本体简介 机器人本体是机器人机体结构和机械传动系统，也是机器人的支撑基础和执行机构。工业机器人的主要技术参数一般有自由度、定位精度及重复定位精度、工作范围、最大工作速度和承载能力等。这些参数是工业机器人本体制造过程中重要的考量指标，是衡量一家厂商本体制造水平高低的标准。图 5-1 工业机器人主要技术参数 来源：沙利文研究院绘制 5.2 工业机器人本体市场现状 现阶段，在工业机器人本体市场上，欧洲和日本是工业机器人本体主要供应商，以”四大家族”为代表的外资品牌在精度和承载能力等技术指标方面处于领先水平，2017 年，ABB、库卡、发那科、安川电机占据全球工业机器人本体超 50%的市场份额。报告编号19RI0022 图 5-2 中国机器人本体市场集中度，2017 年 来源：fsTEAM 软件采编，沙利文数据中心编制 中国市场也被以”四大家族”为代表的外资企业占据，中国国产品牌技术方面处于弱势，仍无法与之抗衡，但国产本体在价格方面较为便宜，众多中小厂商在自动化改造过程中，更加注重性价比的高低，因此国产本体仍有一定的市场份额。2013-2016 年，中国国产品牌占有率持续攀升，增长率快于外资品牌。2017 年外资品牌加大中国区域布局，与中国政府、企业达成战略合作，或者成立合资公司，2017 年国产品牌市场份额由 2016 年的 33.2%下降至 27.3%，国产机器人销售增长率被外资赶超；但在偶然因素消除且国产品牌大力发展的背景下，2018 年上半年国产机器人本体销量有所回升，达到 29.5%，沙利文预测未来国产品牌占有率将逐渐回升。得益于 2015 年中国政府提出的“中国制造 2025”战略，工业机器人也成为十大重点发展领域之一，中国工业机器人产量自 2015 年开始快速增长。虽然国产机器人发展时间短，行业尚处于起步阶段，厂商整体规模较小，且在技术水平上与国外品牌存在一定差距，但中国国内企业一方面在核心技术研发不断突破，开始部分替代外资品牌产品，另一方面通过收并购，掌握更多先进技术，核心竞争力得到大幅度提高。中国国产工业机器人目前普遍能达到低于 0.1 毫米的运动精度，且负载能力、稳定性、可靠均优于人力，逐渐可以完成高强度精细工序，并能够保障产品质量的稳定性，比如采用机器人抛光，成品率可从 87%提高到93%。中国国产工业机器人销售增长速度快于外资品牌，市场占有率将逐步提升。报告编号19RI0022 2017 年中国国内本体企业销量第一梯队的企业包括埃夫特、埃斯顿、众为兴、广州启帆、新时达、新松机器人、李群自动化、欢颜等（见图 5-3），这些企业在机器人产业链中游和上游进行拓展，通过自主研发或收购等方式掌握零部件和本体的研制技术，不断扩大产能，同时产能利用率不断上升。目前主要国产品牌产能如下：埃夫特产能 10,000 台/年、埃斯顿产能 9,000 台/年、新时达产能 10,000 台/年、新松机器人产能 5,000 台/年（杭州、沈阳基地投产后达 15,000 台/年）。图 5-3 中国机器人本体市场国产品牌市场份额，2017 年 来源：fsTEAM 软件采编，沙利文数据中心编制 报告编号19RI0022 6 中国工业机器人行业产业链下游分析 6.1 系统集成市场概览 机器人本体本身不能完成工作，需要通过系统集成之后才能为终端客户所用。机器人系统集成是指在机器人本体上加装夹具及其他配套系统完成特定功能，是工业机器人自动化应用的重要组成。例如，在注塑、冲压、打磨、喷涂、装配、焊接、精雕、压铸、组装、上下料等制造领域，分别采用不同的系统集成解决方案，形成了焊接机器人、上下料机器人、喷涂机器人、装配机器人等适用于不同应用领域的工业机器人。工业机器人系统集成商为终端客户提供应用解决方案，负责工业机器人应用二次开发和周边自动化配套设备的集成。工业机器人集成主要有三种模式：日本、欧洲、美国模式。中国工业机器人产业目前更接近于美国模式，系统集成商一般从海外购买机器人整机，然后根据不同行业或客户的需求，制定符合生产需求的解决方案。图 6-1 工业机器人主要集成模式 来源：沙利文研究院绘制 系统集成需要对下游具体应用场景有充分的认识，是机器人商业化、大规模普及的关键。相较于工业机器人本体制造商，工业机器人系统集成商还需要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解、应用行业的相关项目经验等，提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。需要与客户充分沟通，因此国内企业拥有本土优势，系统集成也是产业链中国产率最高的环节。报告编号19RI0022 中国系统集成厂商大部分企业规模较小，年产值较低。中国国内销售收入 1 亿元以下的系统集成商占大部分，营业收入在 5-10 亿元之间的厂商相对较少。由于系统集成的技术壁垒较低，与下游的议价能力较弱，因此其毛利率水平也比较低。大部分系统集成商的毛利率在 10%左右，甚至在 10%以下，市场竞争较为激烈。与中国国内本体厂商面对外资企业强大的竞争不同，得益于本土服务优势，包括渠道优势、价格优势、人才红利等，中国系统集成市场本土企业占据主导（见图 6-2），下游行业、工艺覆盖完备。本土集成商在搬运码垛等低端工艺应用领域占据绝对主导，在装配、拣选、焊接等中端工艺应用领域占据优势，在喷涂、视觉监测 AOI 等高端工艺应用领域也在不断渗透。图 6-2 中国工业机器人系统集成商占比，2017 年 来源：fsTEAM 软件采编，沙利文数据中心编制 中国国内系统集成商在汽车、3C 电子、食品饮料、医疗和新能源等头部行业，几乎已经覆盖了所有的工艺环节，在其他中长尾行业，工艺环节覆盖也在快速拓展。根据沙利文统计，中国本土集成商中 63.7%覆盖汽车行业，42.8%覆盖 3C 电子行业（包括家电 19.6%、消费电子 12.8%、电子 10.4%），21.5%覆盖食品饮料行业，14.7%覆盖医疗行业。6.2 下游行业应用领域概览 工业机器人应用领域广泛，下游以汽车和 3C 产业为主，另外包括橡胶及塑料工业、食 报告编号19RI0022 品饮料、化工、铸造等行业。中国国内工业机器人应用领域与全球分布类似，汽车与 3C 行业合计占比接近 60%。根据沙利文数据显示，2017 年中国工业机器人应用领域中，汽车占比最高，达到 36.2%，其次为 3C 占比达 21.8%、金属铸造、橡胶塑料、食品饮料占比分别约 12.3%、11.8%、6.5%（见图 6-3）。图 6-3 中国工业机器人应用领域分布，2017 年 来源：fsTEAM 软件采编，沙利文数据中心编制 2017 年，国产工业机器人在 3C 行业的应用占比最高，达 38.2%；金属铸造业占比29.0%，橡胶塑料业占比 12.3%，汽车制造业占比 12.2%，四个细分行业占比超过 90.0%（见图 6-4）。2017 年，中国国产品牌工业机器人在金属加工业增速高达 90.5%，3C 行业增速达 33.4%，而汽车制造等行业因为对工业机器人精度要求较高，国产品牌不具备竞争优势，增速较低。图 6-4 中国国产品牌机器人应用领域分布，2017 年 报告编号19RI0022 来源：fsTEAM 软件采编，沙利文数据中心编制（1）汽车行业 汽车生产的四大工艺（冲压、焊装、涂装、总装）以及汽车关键零部件的生产都需要有工业机器人的参与。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大量工业机器人，工业机器人已成为汽车生产中关键智能化设备。整车制造总体上由外资集成商占据主导，尤其是动力总成、车身制造、总装设备、柔性冲压、高效精冲、高端涂装线等技术难度较大的环节，外资占绝对优势。但中国国内集成商基于本土化服务优势，从焊装环节突破，正逐步拓展汽车行业应用。（2）3C 电子 在 3C 生产领域，分拣装箱、撕膜系统、激光塑料焊接、高速四轴码垛机器人等适用于触摸屏检测、擦洗、贴膜等一系列流程的自动化系统的应用。这类机器人根据电子生产行业需求所特制，小型化、简单化的特性实现了电子组装高精度、高效的生产，满足了电子组装加工设备日益精细化的需求，自动化加工大幅提升生产效益。3C 产品精细化、轻薄化趋势对工艺设备的要求越来越高，行业需求以技术难度相对较低的小型机器人为主，注重成本和服务，外资难以直接转移在汽车行业大型机器人应用的绝对优势。中国国内集成商基于本土优势、价格优势和外资品牌同台竞争，目前市场份额与外资品牌相当，出现了一批规模较大的本土集成商。（3）橡胶及塑料工业 塑料原材料通过注塑机和工具被加工成精细耐用的成品或半成品，这个过程经常需要工业机器人的参与。工业机器人不仅适用于净室环境标准下作业，也可在注塑机旁完成高强度作业，提高各种工艺的经济效益。工业机器人快速、高效、灵活、结实耐用及承重力强等优势，使塑料企业在市场中确立竞争优势。报告编号19RI0022（4）金属铸造行业 铸造作业过程中环境较差，工业机器人替代人工是主要趋势。机器人以其模块化的结构设计、灵活的控制系统、专用的应用软件能够满足铸造行业整个自动化应用领域的最高要求。机器人不仅防水，而且耐脏、抗热，可以直接在注塑机旁、内部和上方用于取出工件。此外它还可以可靠地将工艺单元和生产单元连接起来。（5）其他长尾市场 食品饮料、医疗、物流等长尾行业市场机器人需求同样多样化，定制化程度高，价值量相较于汽车较低，外资品牌难以全面顾及，这些领域本土集成占据主导优势，但目前还没有较多规模企业出现。中国制造业劳动力成本优势正在逐渐消失，劳动密集型的制造业企业的成本压力不断加大。以自动化为代表的产业结构升级是当前中国经济发展的重点。同时在工业 4.0 及“中国制造 2025”规划背景下，中国工业机器人应用市场潜力正逐渐释放。工业机器人应用领域销量中汽车行业占比最高，3C 行业增长最为迅速。汽车行业作为工业机器人用量最大且最为成熟的应用领域，根据沙利文数据显示，其销量占比稳定在30%-35%左右，2017 年销量为 4.3 万台，同比增长 61.2%，占中国国内总销量的 30.3%。3C 行业规模巨大，迅猛发展，2017 年 3C 领域工业机器人销量为 5.0 万台，较 2016 年增长高达 65.5%，销量首次超过汽车行业机器人，占比为 35.2%。此外，金属加工、塑料及化学、食品饮料等行业机器人需求量也高速增长。汽车领域一直都是工业机器人需求最大的一块，技术也最成熟，但现阶段汽车行业主机厂已实现 80%以上的自动化生产，甚至可以达到近 100%，已处于高密度状态，且中国汽车工业已迈过高速增长期，因此未来工业机器人主要的增长主要依赖其它行业。3C 市场领域的市场空间在消费升级背景将进一步打开，中国作为制造业大国，集中了 报告编号19RI0022 全球 3C 超过 70%的产能，且拥有完整的 3C 行业产业链，但与其他国家相比产能自动化程度比较低，3C 产线自动化率不足 40%，拥有极大的自动化提升空间。2013 年以来，3C 行业的工业机器人需求量保持持续高速增长，增速及增量远远领先其它行业，3C 行业有望成为工业机器人应用的最主要增量市场。