工業機器人:國家中長期產業規劃研究制定中,市場醞釀爆發

據中國機器人產業聯盟(CRIA)在《全球機器人2019(WorldRobotics2019)》發佈會上發佈的2018年中國工業機器人市場統計數據顯示,2018年中國工業機器人市場累計銷售工業機器人15.6萬臺,年銷量連續第六年位居世界首位成為全球最大市場。

國務院在《中國製造2025》中,明確將高檔數控機床和機器人列為重點突破領域,提出突破機器人本體、關鍵零部件及系統集成設計製造等技術瓶頸的目標;三部委聯合下發的《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》提出自主品牌工業機器人年產量達到10萬臺,六軸及以上工業機器人年產量達到5萬臺以上,服務機器人年銷售收入超過300億元等目標。

在2019國際服務機器人及特種機器人峰會上,中國機械工業聯合會執行副會長、中國機器人產業聯盟執行理事長宋曉剛表示,中國正在研究制定面向2035年的機器人產業發展規劃,近期,在工信部支持下,相關部門已在西南、東北、珠三角、長三角進行了將近兩個月的密集調研。

全球智能化大潮勢不可擋。目前全球機器人平均密度只有0.85%,中國現在是0.97%。業內預計,未來5到10年,機器人的替代率要到30%以上,機器人密度提升的潛力巨大。機器人真正的市場爆發正在醞釀。

工業機器人:國家中長期產業規劃研究制定中,市場醞釀爆發

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,它能自動執行工作,是靠自身動力和控制能力實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮,也可以按照預先編排的程序運行。一般來說,工業機器人由三大部分、六個子系統組成。三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。六個 子系統包括機械結構系統、驅動系統 、感知系統、機器人-環境交互系統、人機交互系統和控制系統。

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝控制器、伺服電機以及減速器是構成工業機器人的三大核心零部件。三大 核心零部件的性能、穩定性很大程度上決定了工業機器人的性能與穩定性。由於核心零部件的生產技術壁壘較高,大多關鍵技術被少數公司壟斷,使得機器人生產商在採購時議價能力不足,採購價格較高。

控制器是工業機器人的“大腦”,伺服系統是工業機器人的“動力源”,減速器是工業機器人的“關節”。

一般來說 ,三大核心零部件佔到工業機器人生產成本的66%左右。,它能自動執行工作,是靠自身動力和控制能力實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮,也可以按照預先編排的程序運行。一般來說,工業機器人由三大部分、六個子系統組成。三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。六個 子系統包括機械結構系統、驅動系統 、感知系統、機器人-環境交互系統、人機交互系統和控制系統。

工業機器人:國家中長期產業規劃研究制定中,市場醞釀爆發

工業機器人市場需求有望長期保持增長

在全球範圍內,機器換人的趨勢不斷推進,自動化設備銷售額逐年提高。美國IHS預計至2019年,全球的工業自動化行業收入有望達到2182億美元。在地區結構中,亞太地區有望引領全球市場需求的增長。

根據國際機器人聯合會的數據,全球工業機器人的銷量在2010年實現高速增長,2010年全球工業機器人銷量增速101%,銷售額增速50%,2013-2018年間全球工業機器人銷量和銷售額增速處於10%-30%之間。

在我國勞動力成本優勢逐漸減弱、製造業處於轉型升級的大背景下,工業機器人需求旺盛,疊加國內自主化突破加速,進口替代空間打開,我國自2013年至今連續七年成為全球最大的工業機器人市場,工業機器人銷售量/銷售額/保有量均全球第一。

根據中國電子學會預測,2019年我國工業機器人市場空間57.3億美元,2013-2019年CAGR為20.2%,領先全球整體11.2pcts。2020年,國內市場規模將進一步擴大,預計將超過60億美元。

在全球人口老齡化、勞動力成本提高及製造業轉型升級的背景下,工業機器人市場需求有望長期保持增長。

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行業形成了完整產業鏈

從2005年到2015年,中國工業機器人用10年時間完成了日本20年的發展歷程,從上游核心零部件到中游本體再到下游吸引集成,從無到有,形成了完整產業鏈。

上游為減速器、伺服系統、控制系統等核心零部件生產,主要是減速器、控制系統和伺服系統,由於其技術壁壘較高,所以也是整個產業鏈的利潤中心。

中游為工業機器人本體生產;從廣義的角度來說,工業自動化裝備包括高檔數控機床、工業機器人、智能儀器儀表、自動化成套裝備、智能物流與倉儲裝備等智能裝備,集機械系統、運動系統、電氣控制系統、傳感器等多種技術於一體。

下游是基於終端行業特定需求的工業機器人系統集成,根據不同的應用場景和用途進行有針對性地系統集成和軟件二次開發,自動化設備只有通過系統集成之後,才能投入到下游的汽車、電子、金屬加工等產業,為終端客戶所用。

從市場規模來看,下游系統集成和中游本體的市場規模相對較大,而上游零部件只有百億級別;從國產化替代進程來看,下游和中游的國產替代水平相對較高。下游系統集成商中本土系統集成商佔比約有90%以上,中游本體制造國產化率約有30%左右,而上游零部件中減速器和伺服系統國產化率最低,約10%左右,控制系統國產化率約為15%。

根據IFR數據,中國、日本、韓國、美國、德國五個國家消費了全球73%的機器人,同時也是全球重要的機器人制造大國。中國後來居上,成為世界上第三個具備完整產業鏈的國家(另外兩個是日本、韓國,美國和德國均缺乏核心減速器企業,不具備完整產業鏈)。

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機器人市場格局

工業機器人對於零部件的要求非常高,目前高端市場被機器人“四大家族”:瑞士的ABB、日本的發那科(FANUC)和安川電機、德國的庫卡(KUKA)所壟斷。“四大家族”極具核心競爭力,在機器人核心零部件、本體制造與集成解決方案上有著顯著優勢,形成全產業鏈競爭力,佔有全球工業機器人50%左右的市場。

發那科與ABB分別佔有17.30%與15.70%的份額,安川電機與庫卡其次,分別佔有12.90%與12.10%的市場份額。剩餘份額由松下、愛普生等廠家佔有。

四大家族”在機器人產業鏈上各有側重。ABB以電力電機與運動控制系統為核心技術;KUKA在機器人本體和解決方案上全球領先;FANUC的數控系統世界第一,佔據了全球70%的市場份額;安川電機在伺服電機、控制器上有著核心競爭力。發那科、ABB和安川電機除減速器需要外購之外,在核心零部件上皆可以實現自產,而庫卡的伺服和減速器均需外購。在核心零部件的技術優勢上,四大家族各自發展,機器人本體與集成方案,擁有全產業鏈優勢。

2018年“四大家族”在中國的市場份額超過50%。中國國產品牌市場份額為23.7%,主要集中於中低端市場。工業機器人下游應用豐富,國產品牌更接近中國市場,在下游需求的把握上具有一定的優勢,近幾年國產工業機器人銷售規模總體呈上升趨勢。

工業機器人:國家中長期產業規劃研究制定中,市場醞釀爆發

機器人技術及應用發展可分為三個階段四大層次,中國目前和日本、韓國等領先國家一樣,處於機器智能向人工智能過渡階段。在人工智能技術積累方面中國也處於世界前列。

工業機器人作為自動化生產的執行端,在單一、重複的流水線生產與危險、 惡劣的工作環境中相較人力優勢明顯,使用工業機器人進行生產將大幅降低廠商生產成本的支出。根據BCG預測,到2025年,由於工業機器人的普及,世界平均人力成本支出將降低16%,其中中國的人力成本支出將降低18%,高於世界平均水平。

除工業機器人外,我國服務機器人市場也同樣巨大,根據IFR、中國電子學會的數據,預計2019年服務機器人將佔我國機器人市場份額的25%。而且我國服務機器人的市場規模在快速增長,近5年人市場規模增速均超過30%。預計2019年我國服務機器人市場規模將達到22億美元,同比增長33.1%,高於全球服務機器人市場增速。預計到2020年,我國服務機器人市場規模有望突破40億美元。

工業機器人:國家中長期產業規劃研究制定中,市場醞釀爆發

長遠視角來看,中國工業機器人產業具有兩方面的驅動因素:1)適齡勞動力供給持續收縮,工業機器人可用於替代繁重作業;2)機器人價格穩中有降,使用機器人的經濟性和效率提升。橫向比較,中國工業機器人的滲透率大幅低於發達工業國家,仍有較大提升空間,據IFR,2018年中國工業機器人密度為140臺/萬人製造業從業人數,而美國和日本這一數據分別為217、327臺/萬人製造業從業人數,密度最高的新加坡和韓國達到831和774臺/萬人製造業從業人數。

從全球龍頭的發展路徑來看,技術壁壘是核心競爭力,差異化附加值提供高盈利能力,對全球價值鏈的參與度和增加值的提升是獲得主導地位的基礎。中國製造業升級的根本目標在於提升製造業的價值創造能力,增強在全球產業價值鏈中的地位。中國製造業發展的主要制約是產品結構失調與創新能力不足,低水平產能過剩和高附加值產品短缺並存。自動化和人工智能技術有望加快勞動密集型製造轉變為資本密集型製造的趨勢。

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