寶石GEMSY之字形
工業機器人是指廣泛用于工業領域的多關節機械手或自由度的機器裝置,具有一定的自動性,可依靠自身的動力能源和控制能力實現各種加工制造功能。相比于傳統的工業設備,工業機器人具有易用性、智能化水平高、生產效率及安全性高、易于管理且經濟效益顯著等特點,使得它們可以在高危環境下進行作業。工業機器人替代人類完成生產是未來制造業重要的發展趨勢,是實現智能制造的基礎,也是未來實現工業數字化、自動化、智能化的保障。
一般地,工業機器人主要由主體、驅動系統、控制系統三個基本部分組成。
政策分析
隨著工業自動化進程的加快,工業機器人已經成為現代工業生產中不可或缺的一部分。工業機器人不僅可以大幅提高生產效率、降低生產成本,還能夠在惡劣的環境下替代人工作業,保障人員安全。因此,國家發布一系列政策來推動工業機器人發展,如不斷提高行業技術水平,拓寬行業應用領域等。工業和信息化部等七部門印發《機械行業穩增長工作方案(2023-2024年)》,其中提出深入實施“機器人+”應用行動,提高汽車、電子、航空航天、軌道交通、新能源、醫療、農業等應用領域機器人產品和系統解決方案的供給能力。推動建立跨部門協同推進機制,建設“機器人+”產業鏈供需對接與應用推廣公共服務平臺。
產業鏈分析
經過多年的發展,工業機器人已形成一條完整的產業鏈。其上游主要是指核心零部件,主要包括減速器、同服系統、控制器三個,占總成本的比重分別35%、25%、15%,合計成本占比將近80%;中游是指機器人本體,包括多關節機器人、SCARA機器人、坐標機器人等;下游是指系統集成和主要應用領域。目前,工業機器人的應用領域主要包括汽車制造、3C電子、金屬加工倉儲物流等。
上游:減速器
減速器又叫減速機,是由多個齒輪組成的傳動零部件,減速器利用齒輪的嚙合改變電機轉速、扭矩及承載能力,可用于實現精密控制。其主要是由齒輪、箱體、軸承、法蘭、輸出軸等部件組成。減速器主要分為通用、專用、精密減速器,其中應用于機器人產業的主要為精密減速器,一般是指RV減速器、諧波減速器。相對于RV減速器,諧波減速器結構更簡單,質量和體積更小,單級傳動比和精密度更高,在機器人領域具有無可替代的地位。
上游:伺服系統
伺服系統是指以物體的位置、方位、狀態等控制量組成,能夠跟隨任意變化的輸入目標或給定量的自動控制系統主要包括驅動器和電機兩個部分。其中,伺服驅動器是指用來控制伺服電機的一種控制器,其作用是將運動控制指令轉化為驅動伺服電機作出相應運動的驅動電力(包含電流、電壓、頻率等要素)。伺服電機是指一種精確運動控制的執行電動機,在伺服控制系統驅動控制下,實現電動機軸上的扭矩、角速度和/或較為移輸出。
中游:市場需求較為疲軟,部分工業機器人出貨量實現逆勢增長
在人口紅利消失和機器人制造門檻下降的背景下,機器人和智能設備產業的發展越來越受到社會各界的廣泛關注。其中機器人更是被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”,其研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造水平的重要標志。近年來,為推動工業機器人發展,國家推出一系列相關政策,使得2019-2022年國內工業機器人產量持續上漲。2023年1-11月,中國工業機器人產量同比下降2.8%,達38.76萬套。這主要是因為國內市場需求疲軟,導致銷量略微下滑,企業采取謹慎態度所致。從銷量來看,中國工業機器人在2023年前三季度銷量微降0.1%至20.7萬臺,預計未來隨著市場需求的恢復,行業銷量將恢復增長狀態。中游:市場需求較為疲軟,部分工業機器人出貨量實現逆勢增長
2023年前三季度,工業機器人中,<20kg6-axis、Cobots出貨量呈現上漲趨勢,分別同比上漲16.4%、3.5%。其中,<20kgi-axis可分為底座型和桌面型,底座型受光伏領域拉動需求較好,且拓展至更多應用的場景,如接線盒安裝、檢測上下料等,為出貨量的增長提供動力。Cobots在汽車行業相關需求持續釋放,應用場景進一步豐富,使得出貨量實現逆勢增長。中游:工業機器人國產替代加速
近年來,在我國政策的大力支持下,工業機器人產業得到快速發展,國內自主品牌企業紛紛壯大,同時隨著行業應用市場的逐步打開,客戶認可度的進一步提高,國內廠商市場份額持續增長。據統計,2023年前三季度,內資廠商為92619個,較上年同期增長27%,占比達到44.8%;外資廠商達到114204個,較上年同期下降15%,占比達到55.2%。預計未來國內廠商市場份額將進一步擴大,工業機器人國產替代加速。
下游:應用領域廣泛,光伏行業表現亮眼
雖然2023年以來國內市場需求逐步恢復,但工業機器人市場仍需一段時間才能夠被激活。2023年前三季度,除光伏、汽車電子、半導體等領域外,原來的主力行業如鋰電池、電子等行業需求出現萎縮或增速放緩的情況。數據顯示,2023年前三季度,光伏行業表現亮眼,較上年同比上漲100%,成為中國工業機器人市場重要的應用領域。這一方面是受當期處于光伏行業的集中擴產期,對工業機器人的需求較大,另一方面,光伏制造各工藝環節的機器人滲透率持續提升,硅片、組件提速擴產需求催生新的機器人應用場景。
下游:應用領域廣泛,光伏行業表現亮眼
受益于雙碳戰略實施,光伏行業發展較為迅猛,2023年1-11月光伏新增裝機容量達到16388萬千瓦,較上年同期增加9817萬千瓦,較2022年全年增加7647萬千瓦,創下歷史新高。從零部件來看,光伏硅片、電池、組件均有不同程度的增長,且增長幅度均在60%以上。下游:新能源汽車發展潛力大,進一步打開工業機器人增量需求
在汽車制造中,工業機器人的應用非常廣泛,已被用來加工和生產各種汽車零部件。通過工業機器人的應用,汽車制造商能夠實現提高生產效率、質量和安全性,降低成本和能耗,實現柔性化和智能化生產。投融資概況
當前,機器人產業正邁入高速發展階段,隨著“機器人+深入推進,其應用范圍不斷拓展,資本市場對機器人產業發展的熱情也持續高漲。而工業機器人作為機器人中占比最大的部分,其融資市場也持續火熱。據統計,2023年中國工業機器人融資數量達到105件,融資金額達到112.54億元。其中藍海機器人、銀河通用、瓦特曼、埃斯頓江蘇智能等都獲得上億元的融資。
埃斯頓
是國內機器人龍頭企業,主要聚焦自動化核心部件及運動控制、機器人及智能制造系統,為新能源、五金、3C電子、汽車工業等細分行業提供智能化完整解決方案,推動各行業轉型發展。從發展歷程來看,公司于1993年成立,最初公司是以金屬成形機床數控系統起家,后拓展至伺服系統;2011年開始研發機器人本體;2015年在深交所成功上市;2016-2017年,公司收購了7家公司,其中四家是歐美企業,使其成為國內工業機器人龍頭廠商;2019年公司收購了控股德國焊接機器人公司Cloos;2022年公司產品線得到不斷豐富,相關技術取得重要突破。
新時達
創立于1995年,最初以電梯控制技術起家,直到2013年工業4.0概念的提出,公司積極抓住機遇,成立新時代機器人公司,開始布局工業機器人及運動控制系統業務。自2013年以來,公司陸續手偶深圳眾為興、上海曉奧享榮、上海會通科技三大公司,從產品本身、應用領域及銷售渠道全方面延伸機器人產業鏈布局,為公司未來的發展保駕護航。
匯川技術
是一家專注于工業自動化控制與驅動技術的上市科技公司,經過20年的發展,公司擁有多層次、多產品、多場景的核心技術優勢,形成了多產品組合解決方案或定制化解決方案優勢,在市場上有著相對領先的地位。目前,公司業務主要包括通用自動化(工業機器人)、智慧電梯、新能源汽車、軌道交通。其中在工業機器人領域,公司在2023年上半年中國市場中的份額達到7.02%,排名第六,其中SCARA機器人在中國市場的份額為22%,排名第二,且內資品牌第一名。埃夫特
是一家專注于工業機器人產業的高科技公司,主要為客戶提供共二頁機器人以及智能和制造解決方案。目前,公司已形成從機器人核心零部件到機器人整機再到機器人高端系統集成領域的全產業鏈協同發展格局,是少數國產機器人企業同時布局核心零部件、整機制造、系統集成的廠商。凱爾達
是一家專注于工業機器人及工業焊接設備領域,是一家集自主研發設計、生產銷售、系統集成、技術服務為一體的上市公司。公司主要服務于汽車及汽車零配件制造、健身器材、金屬家具等行業。行業發展趨勢
國家政策的支持,工業機器人發展空間廣闊:為推進新型工業化、加快制造強國建設的必然要求,國家積極推動傳統制造業轉型升級,而工業機器人是傳統制造業升級的重要支撐,其需求量也將不斷增長。2023年12月,工業和信息化部等八部門發布《關于加快傳統制造業轉型升級的指導意見》,其中提出加快人工智能、大數據、云計算等信息技術與制造全過程、全要素深度融合:逐步推動數字化車間和智能工廠建設;全面推動智能制造:加快推動中小企業字化轉型,推動智改數轉網聯在中小企業先行先試;加大安全應急裝備在重點領域推廣應用,在民爆等高位行業領域實施“機械化換人、自動化減人”。隨著該政策的有效實施,制造業企業將不斷推動智能制造為工業機器人提供廣闊的發展空間。一方面,制造業企業將更加依賴于工業機器人,工業機器人將成為制造業企業實現智能制造的重要工具;另一方面,隨著智能制造的推進,將刺激工業機器人企業不斷加大研發投入,推動工業機器人技術升級,從而更好地適應制造業企業的需求。
技術水平不斷提升,高端產品國產化率提升空間較大:近年來,在國家政策的支持下,我國工業機器人企業不斷加強研發投入力度,逐步實現技術突破,在關鍵零部件領域打破海外壟斷,如在伺服系統、減速器等方面,國內企業已經逐步實現自主研發和生產,擺脫了對進口的依賴,同時在機器人的控制系統、感知技術等方面,國內企業也在不斷進行創新和優化,國產機器人的性能和質量已經得到顯著提高,逐步得到了市場的人認可和接受。但值得注意的是,我國在高端領域有所不足,仍需要繼續加強技術研發,以實現更高水平的國產化率和技術突破,未來,高端工業機器人國產化率提升空間較大。
加強人才培養,推動薪酬待遇的提高:隨著工業機器人技術的不斷進步和應用領域的拓展,對技術人才的需求也將不斷增加,因此,加強人才培養將是推動工業機器人發展的重要措施之一。首先,政府和企業需要加大對工業機器人相關專業的教育投入,提高教育質量和水平,培養更多具有專業技能和知識的人才。其次,政府和企業需要建立完善的激勵機制,吸引更多優秀人才加入到工業機器人研發和生產的行列中來。如通過提高薪酬待遇、提供職業發展機會、給予創新獎勵等方式,激發人才的創造力和積極性。此外,也可以通過產學研合作、共同開展研究等方式加強技術交流與合作,推動工業機器人技術的不斷創新和發展。未來,隨著人才培養力度加強,工業機器人將得到不斷發。
應用場景進一步延伸,市場空間不斷擴大:工業機器人具有效率高、成本低、適用性強、安全性高等特點,被廣泛應用于制造業中。但隨著技術的不斷進步和應用需求的增加,工業機器人的應用場景也在不斷擴展。除了傳統的汽車制造領域,工業機器人的應用領域還延伸到了機械加工、電子電器、橡膠及塑料工業、食品工業、木材與家具制造業等領域。工業機器人可以在各種環境下進行高效、安全和精確的工作,大大提高了生產效率和產品質量,同時也降低了勞動成本和安全風險。未來,隨著人工智能、物聯網等技術的發展,工業機器人的應用場景還將進一步擴展,市場空間也將不斷擴大。