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中国制造释放工业机器人产业本土企业潜力

www.cechina.cn2019.03.15阅读 1233

  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。
  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。

  工业机器人产业链中核心零部件成本占比最高,开发亟待突破
  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。

  中国工业机器人产业链

  来源:沙利文研究院绘制

  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。

  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。
  工业机器人本体市场以四大家族为主
  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。
  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。
  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。

  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

  工业机器人系统集成需要对下游具体应用场景有充分的认识
  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。

  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。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,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。
  工业机器人应用领域以汽车和3C行业为主
  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%。

  中国工业机器人应用领域分布,2017年