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江南app官网-工业机器人细分领域龙头初现,国产替换确定性强
时间:2023-11-15

1、周全进入工业化后期,机械换人是年夜势所趋

1.1 疫情不转业业苏醒,制造业景气宇延续回升

我国工业机械人产量自2019年10月走出2018年9月以来的低迷负增加阶段,时代虽在2020年头遭到新冠疫情影响,但不转业业整体苏醒态势,行业自2019年10月以来,产量同比增速屡立异高,2021年3月工业机械人产量为 3.3 万台,同比增加80.8%。

全球销量方面,2018年四时度以来,工业机械人行业受下流汽车和3C行业不景气影响较年夜,对2019年工业机械人产销量造成必然的影响,销量同比下滑11.61%,但跟着延续的主动化趋向和手艺改良,2020-2022年均增加率可以或许连结在11.97%,2022年全球工业机械人销量有望到达59.3万台。

从下流需求来看,全球规模内制造业投资连结苏醒态势,从全球首要国度制造业PMI指数来看,4月英国制造业PMI到达创26年内新高的60.9;美国PMI自客岁3月以来持续14个月处在50以上。国内方面,我国制造业PMI自2020年3月以来延续保持在荣枯线之上,2021年3月制造业固定资产投资额累计同比回升至29.8%。从工业机械人利用占比最年夜的汽车制造业和3C行业固定资产投资增速来看,汽车制造业固定资产投资方面,受益在各地出台接踵出台的汽车消费增进政策,汽车制造业固定资产投资累计增速降幅延续收窄,2021年3月为-3.3%;3C制造业客岁4月以来固定资产投资稳步苏醒,到3月累计同比晋升40.4%。整体来看,下流制造业利用端景气宇连结延续回升态势。

1.2 生齿盈利逐步减退,机械换人是肯定趋向

利好政策频出,国度鼎力撑持工业机械人成长。我国已持续多年成为全球工业机 器人最年夜市场,工业机械人作为实现主动化出产的终端装备,在制造进级中饰演 着相当主要的脚色。当局屡次出台政策鼎力撑持我国工业机械人行业成长,国务院提出的《中国制造 2025》明白了制造进级的成长标的目的,工业机械人是重中之重。跟着中国智造进级的财产政策和下流行业的需求增加,估计到 2025 年我国制造 业重点范畴将周全实现智能化,此中要害岗亭将由机械人替换。同时,跟着工业机械人的价钱降落、机能晋升、利用范畴扩年夜,工业机械人行业将继续连结较快增加的势头。2020年5月,两会再次提出要搀扶工业机械人焦点零部件财产成长,看好将来国内工业机械人财产链加快闭环。

我国制造业生齿盈利优势慢慢减退。中国制造业曩昔的成长体例首要依托从业人 口基数年夜带来的低本钱优势,而从1994年最先到2019年,中国生齿诞生率从17.8‰跌至10.48‰,低在2018年全球粗诞生率的18.17‰。而诞生率的降落直 接致使制造业从业人员工资的增加。我国制造业城 镇单元就业人员平均工资从2010年的30916元上涨到2019年的78147元,年均复合增速到达10.85%;从劳动力生齿布局散布来看,我国15-64岁生齿占总生齿比例不竭降落,到2019年仅为70.65%,可以看出今朝我国生齿本钱不竭晋升,适龄劳动力生齿占比不竭走低,我国生齿盈利优势正在逐步减退。

价钱差距逐步缩小,机械换人具有较高性价比。从工业机械人价钱方面来看,1996年到2019年间,我国工业机械人进口均价已由4.76万美元/台降落到1.63万美元/台,工业机械人价钱不竭降落与制造业工人工资不竭上升之间构成的铰剪差 正在不竭缩小,斟酌到工业机械人取代人工所带来的效力和平安性等方面的晋升,今朝机械换人已具有了较高性价比。

疫情鞭策制造业主动化进级需求。我国首部机械人财产蓝皮书《中国机械人财产成长陈述(2019)》主编石胜君师长教师近期接管采访时谈到,疫情事后,更多行业 也将加快推向“少人化、无人化、智能化”;而在人平易近网“金台圆桌”人平易近战疫·企业对策共商会上,万博新经济研究院院长滕泰师长教师一样也暗示,疫情竣事后,企业会愈来愈多的采取主动化、机械人、人工智能等现代的治理方式。本次COVID-19疫情中,制造业龙头企业主动化程度较高,在复工中展现出较年夜优势,疫情短时间影响曩昔以后,必将会增进机械人主动化的进一步利用渗入,会在较长期间内增进制造业主动化率晋升。整体而言,机械换人持久趋向不会改变。

1.3 周全进入工业化后期,对标日本,该阶段工业机械人成长敏捷

我国周全进入工业化成长后期阶段。2019年我国人均GDP为70891.78元,约为10141.89美元,处在钱纳里模子中的工业化后期阶段;三次财产布局为7.1%∶38.6%∶54.3%,知足A<10%、I<S,处在钱纳里模子中的后工业化阶段;2019 年第一财产就业比重为25.1%,合适钱纳里模子中的工业化后期尺度;我国城镇化率为60.60%,处在钱纳里模子中的工业化后期阶段。综合判定,我国工业化还没有完成,当前虽周全合适工业化后期尺度,但全部“十四五”时代也将仍处在工业化成长后期阶段。

鉴戒日本成长经验,我国工业机械人成长前景仍较广漠

固然我国是全球工业机械人销量第一年夜国,但保有密度仍较低。固然我国2019年工业机械人销量到达了14.05 万台,占有全球销量的37.67%,继续连结全球 工业机械人供给第一年夜国的位置。但从世界首要国度工业机械人人均保有密度来 看,作为今朝全球工业机械人保有量密度最高的新加坡已到达了918台/万人,比拟之下,2019 年我国工业机械人保有密度虽较客岁晋升47台/万人,到达187台/万人,但仍远低在韩国(855)、日本(364)、德国(346)等较发财国度,将来国内工业机械人仍有庞大的增量空间。

我国工业机械人今朝成长布景与当初日本极其类似:人工本钱急剧上升、财产结 构进级、国度专项政策撑持。依照钱纳里工业化模子,日本在1970年摆布进入工业化后期阶段。该阶段作为智能化、主动化出产代表装备之一的工业机械人产物进入需求爆发增加期。其机械人保有量在1970-1980年间年均复合增加率跨越50%。

1.4 下流利用范畴布局进级仍有空间

工业机械人下流利用范畴中,汽车和3C范畴占比最高。2019年汽车与3C行业合计占比跨越50%以上,此中汽车制造业是工业机械人利用最普遍、最成熟、数目最多的工艺范畴,占比到达28.15%。3C行业因为产物 制造对出产效力和精度要求较高,而工业机械人的特点合适其高精度、高柔性的要求,其下流利用占比到达23.59%,位列第二位。

新能源汽车、5G手机加快渗入,工业机械人需求有望回暖。曩昔几年,受限在传统燃油汽车和3C行业增速放缓,市场对工业机械人需求显现疲软态势,不外跟着列国接踵推出新能源汽车成长计划和5G商用派司陆续发放,新能源汽车 和5G手机的加快渗入将支持工业机械人需求的延续回暖。

无线耳机渗入率仍较低,将来 3C 行业占比有望再次晋升。自2016年苹果推出Airpods无线耳机以来,全球无线耳机出货量始终连结三位数增加态势,2020年全球无线耳机出货量为2.7亿套,同比增加105.4%。我们认为,今朝无线耳机的渗入率仍较低,跟着将来手艺愈发成熟和价钱逐步下降,无线耳机出货量持 续增添将带动3C行业对工业机械人新的需求,成为工业机械人新的增加点。

纵向对照,利用范畴布局进级值得存眷。经由过程与2018年下流利用布局占比进行对照,我们可以发现,固然2019年汽车和3C两年夜范畴依然占有第1、二位,但对照2018年,2019年两年夜范畴利用占比别离降落9.29%、2.69%,而在未分类 范畴利用占比上涨9.45个百分点,申明今朝全球工业机械人下流利用范畴呈现慢慢分散趋向,将来工业机械人利用范畴布局进级值得存眷。

2、工业机械人细分行业阐发

今朝工业机械人可分为多关节机械人、协作机械人、Delta机械人和SCARA机械人四年夜类。

从国内工业机械市场销量来看,2020年销量占比最高的是6轴多关节机械人,市场销量约为10.78万台,占比约为62.88%,其次别离为SCARA机械人、协作机械人和Delta江南app平台下载机械人,别离占比29.49%、4.38%和3.24%。

2.1 多关节机械人

多关节机械人一般指具有6个扭转轴的关节机械手臂,其优势在在近似在人手具有很高的自由度,合适在几近任何轨迹或角度的工作。经由过程搭配分歧的结尾履行器,多关节机械人可合用在装货、卸货、喷漆、概况处置、测试、丈量、弧焊、 点焊、包装、装配、切屑机床、固定、特种装配操作、铸造、锻造等年夜量利用场景。

受限在传统汽车需求见顶,多关节机械人增加放缓。从6轴多关节机械人出货量来看,因为多关节机械人多利用在汽车制造业,最近几年来跟着汽车制造业固定资产投资逐步放缓,行业对上游多关节机械人需求也逐步放缓。将来新能源汽车占比 的不竭晋升有望从头带动多关节机械人市场需求的晋升。

>20kg 多关节机械人由外资品牌主导,小负载竞争款式较为剧烈。2020 年我国 20 千克以上 6 轴机械人市场份额为44421台,此中份额前五位的发那科、安川、库卡、川崎、ABB均位外资品牌,合计占有市场份额约 70%,该范畴中,国产龙头埃斯顿仅占有 6.9%的市场份额。而在小负载(≤20kg)范畴,竞争款式相对分离,竞争较为剧烈,行业CR5为50.8%,该范畴中,内资品牌可以或许占有必然的市场份额。

2.2 协作机械人

协作机械人(Collaborative robot)指被设计成可以在协作区域内与人直接进行交 互的机械人。与传统机械人分歧,协作机械人具有很强的自力性,机械人和人之 间可以交换,在出产进程中矫捷性很是高。不外其错误谬误也很较着,在与人协作过 程中,将来庇护人的平安,对机械人节制能力和防碰撞能力都提出较高要求,因 此协作机械人运行速度遍及只有传统机械人的 1/3-1/2。另外,为了削减机械人运 动时的动能,其设计布局一般较为简单、重量较轻,这就致使其负载一般只能在 10kg 以下,利用场景遭到限制。

协作机械人出货量快速增加,遨博、优傲占有市场2/3。协作机械人市场范围从2016年的1714台快速增加到2020年的7514 台,年复合增速到达44.70%,估计到2022年,我国协作机械人市场范围有望增加到9426台。从市场布局来看,行业内两年夜带领者遨博和优傲别离占有33.3%和30%,合计占有我国协作机械人市场份额的2/3。

2.3 Delta机械人

并联机械人是指手臂含有闭环布局杆件的机械人,由动平台、静平台和最少两个自力的活动支链组成,行业内凡是将具有3个空间自由度和1个动弹自由度的并联机械人叫做Delta机械人,从产物布局上来看,Delta机械人占有并联机械人市场份额的60%-70%。与传统串连机械人布局分歧,并联机械人此中一个轴的活动不会改变另外一个轴的坐标原点。

并联机械人体量较小,常被用在分拣包装。2020年Delta机械人市场范围为5563台,仅占2020年全国工业机械人市场范围的3.24%。体量较小首要因为并联机械人造价太高,以利用最多的 Delta 机械报酬 例,其造价遍及在 10 万元摆布,而进口程度关节机械人单价在 5 万元摆布,虽 然并联机械人在活动速度上优势较着,但程度关节机械人在精度更高的同时,性 价比优势更高,将来并联机械人还需要进一步下降出产本钱,凭仗较为接近的性 价比刺激下流需求。

2.4 SCARA机械人

SCARA机械人(Selective Compliance Assembly Robot Arm,选择适应性装配 机械手臂)属在平面关节型工业机械人,布局包罗3个彼此平行的扭转关节和1个垂直在平面的移动关节,别离用与对平面上物体的定位和工业机械人垂直平面 内的活动。

市场范围快速增加,3C行业SCARA机械人需求年夜。SCARA机械人具有负载小、速度快的产物特点,首要被利用在3C行业、食物行业、半导体行业和医疗行业等,此中3C行业一条电子出产线上所需机械人数目常常达上百台以上,其对SCARA机械人需求量最年夜,占比约为60%。从市场范围来看,2016年以来我国SCARA机械人市场范围从18779台增加到50574台,年合适增速到达28.10%。估计到2022年,我国SCARA市场份额有望到达58278台。

爱普生、雅马哈占有市场残山剩水,汇川为国产龙头。今朝我国SCARA机械人市场已根基构成由爱普生、雅马哈两家外资企业主导的款式,2020 年两家企业合 计占有中国市场份额的50%,此中爱普生自2011年起一向连结全球 SCARA 机 器人市占率第一位江南app官方入口下载,是全球规模熟行业绝对龙头。国内企业因为起步较晚,从出货量上来看国内企业市场范围较小,此中汇川手艺是内资龙头企业,2020年出货 量到达3535台,占比约为7%。

3、细分范畴龙头初现,国产替代肯定性强

自2013年起,中国已成为全球最年夜的工业机械人市场。2015年至2018年中国的工业机械人安装量别离为6.85万台、9.65万台、15.62和15.40万台。工业机械人本体方面,2019年国内市场中国表里的机械人本体市场份额(以 台数计较)为29.7%,较2015年的18.6%有较着晋升。

3.1 工业机械人财产链环境

今朝工业机械江南app官网人财产链首要可分为上游焦点零部件、中游本体系体例造和下流系统集 成三风雅面。从本钱角度来看,三年夜零部件是工业机械人本钱占比力年夜的部门, 特别是减速器本钱占比已跨越了本体的比重,到达32%,别的两年夜焦点零部件 伺服系统、节制器别离占比工业机械人本钱的22%和12%。

市占率方面,全球工业机械人市场首要被四大师族(瑞士ABB、德国库卡、日本 发那科、日本安川)占有,四家企业合计占有全球50%以上、国内60%摆布的份额。从财产链环节来看,四大师族在上游零部件和中游机械人本体系体例造环节占有主导地位,而国内企业因为自立焦点手艺较少、机械人手艺程度较低、产物首要 面向低端产物。不外跟着最近几年来国产机械人自立化率不竭晋升,固然外资依然占 有优势地位,但国产企业将凭仗本钱和办事优势逐步向焦点零部件范畴成长,今朝国内已呈现一批具有较强实力的焦点零部件企业。

从盈利能力角度来看,工业机械人上游零部件、中游本体和下流集成范畴的盈利 能力具有必然差别。此中处在中游本体范畴的企业毛利率、净利率程度相对较低, 零部件和集成范畴凭仗其较高的工艺要乞降客户资本优势盈利能力较强。

3.2.1 焦点零部件一:减速器

今朝利用在机械人范畴的减速机首要分为谐波减速器、RV 减速器两种。在关节型机械人中,因为RV减速用具有更高的刚度和反转展转精度,一般被放置在机座、年夜臂、肩部等重负载的位置,而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。

全球减速器市场中谐波减速器行业龙头为哈默纳科,RV减速器的行业龙头为纳 博特斯克,今朝在周详机械人减速器市场中,上述两家公司凭仗雄厚的本钱实力 和持久的手艺堆集,占有了全球工业机械人减速器市场 75%摆布的份额。国产减 速器龙头为绿的谐波,固然其较早地完成了工业机械人谐波减速器手艺研发并实 现范围化出产,实现了对进口产物的替换,但阐发其减速器产物出口均价我们可以发现,公司发卖给境外的谐波减速器平均价钱低在发卖给境内的客户,首要缘由是销往境外的产物首要是Universal Robots采办的小型谐波减速器。

3.2.2 焦点零部件二:伺服系统

伺服系统是指以物体的位置、方位、状况等节制量构成的,可以或许追随肆意转变的输入方针或给定量的主动节制系统,首要包罗驱动器和机电两部门。伺服系统可依照节制号令的要求,对功率进行放年夜、变换与调控等处置,经由过程驱动装配对电 机输出力矩、速度和位置的节制量,终究构成的机械位移能正确地履行输入指令 要求。

2018 年交换伺服系统市场范围69.42亿元,同比增速3.93%;此中,用在工业机械人范畴的交换伺服系统市场范围为21.50亿元,占比30.97%。跟着伺服系统将在交换伺服市场范围比重中逐步上 升,到 2023年,机械人用伺服系统市场占比有望晋升至40%以上,市场范围到达41亿元。

国产工业机械人用伺服系统市场占比为22.34%,绝年夜部门市场份额仍由外资占 据。2018年以日本松下、安川、三菱等为代表的日系品牌占有国内伺服系统全 部市场份额的47%摆布,西门子、博世力士乐、贝加莱(B&R)等欧美系品牌首要 掌控高端市场。国产物牌在手艺贮备、产物机能、质量上与国外品牌存在较年夜差 距。但最近几年来伺服系统的本土化出产速度不竭加速,汇川手艺、埃斯顿、雷赛智 能等国产物牌快速成长,市场份额占比稳步晋升。

3.2.3 焦点零部件三:节制器

节制器包罗硬件和软件两部门:硬件部门首要是工业节制板卡,包罗一些主控单位、旌旗灯号处置部门等电路;软件部门首要是节制算法、二次开辟等。固然节制器本钱与手艺门坎相对较低,但今朝年夜部门中国节制器企业只出产通用节制器,成 熟的机械人厂商为了包管机械人的不变性一般自行开辟节制器,是以专注在工业机械人节制器范畴的企业数目较少,所以节制器的市场份额根基跟机械人本体保 持一致。

节制器首要有PLC节制、PC-Based节制和专用节制,别离占比约30%、32%和38%, 工业机械人首要利用PC-Based节制器和专用节制两种。此中PC-Based节制器科供给地城函数路进行矫捷的二次开辟和编程,可以实现更加复杂的活动节制。

今朝国产节制器已可以知足根基要求,但在节制系统的研发方面仍与国外企业有必然的差距,国产节制系统凭仗较高性价比在低端范畴据有必然优势。将来跟着工业机械人智能化和柔性化成长的要求,节制器逐步向尺度化和开放化成长,国产节制系统将迎来成长机遇。

3.3 中游工业机械人本体

工业机械人本体出产商负责工业机械人本体的组装和集成,即机座和履行机构,包罗手臂、腕部等,部门机械人本体还包罗行走布局。按机械布局分,工业机械 人可以分为直角坐标机械人、SCARA 机械人、关节型机械人、圆柱坐标机械人等。我国工业机械人销量布局以坐标机械人和关节机械报酬主,占比到达 80%。

内资品牌机械人发卖占比不竭上升。2015年到2019年国产机械人本体的内资市 场份额由18.6%晋升至30.3%,2020年内资占比略有降落为28.6%。今朝内资工业 机械人本体系体例造仍首要集中在中低端市场,高端利用市场依然被发那科、库卡、 ABB、安川四家企业占有。

高端市场被“四大师族”垄断,埃斯顿进入全球前十。2020年“四大师族”合计共占有市场份额的36%,别离为发那科(14%)、ABB(8%)、安川(8%)、库卡(6%)。国产龙头埃斯顿市场份额为3%,排名第八位,是前十名中独一一家内资品牌。

3.4 下流工业机械人集成范畴

工业机械人企业首要集中在系统集成范畴。系统集成和利用,该阶段首要按照 分歧的利用场景和用处对工业机械人本体的根本长进行有针对性地系统集成和软 件二次开辟,将机械人本体和从属装备进行系统集成,使其具有特定的工作能力。

2019 年中国工业机械人系统集成市场范围为1857亿元,此中80%的市场份额被本土工业机械人系统集成商占有,较2018年晋升了两个百分点。我们认为,跟着5G手艺带动3C行业的再次提速,系统集成需求也有望延续晋升,到 2022年工业机械人系统集成市场范围有望冲破2000亿 元。

截至2020年6月,MIRDATABANK数据库共收录9456家工业机械人系统集成商。此中长三角地域、珠三角地域为两年夜会聚区域,两地域厂商合计占比跨越70%。此中30%集中在广东省,41.4%集中在江浙沪地域,5.1%集中在京津冀地域,与全国工业机械人财产园散布环境高度吻合。

国内系统集成商数目多、范围小,且集中在中低端范畴。今朝我国工业机械人系统集成商首要之内资为主,2019年内资品牌共占有国内约80%的市场份额,企业范围遍及较小,首要办事在中低端市场,外资工业机械人系统集成商首要集中 在高端工艺段和中端工艺段,如焊接、装配、铆接和检测等系统集成范畴。跟着国产市场竞争愈来愈剧烈,疫情事后大要率会迎来行业洗牌,估计将来本土继续企业数目将慢慢削减。

下流电子和汽车为首要行业,份额增速显现下滑态势。2019 年电子和汽车整车行业是工业机械人系统集成下流行业中市场份额最年夜的两个行业,合计占比约为39%。从下流细分行业增加环境来看,2019年,除电子和汽车整车两年夜利用范畴增加呈现下滑外,其余行业均有所晋升,此中晋升最年夜的行业为金属加工行业。

4、工业机械人将来成长瞻望

编程体例将从手工示教过渡为离线编程。在当前的机械人利用中,手工示教依然主宰着全部机械人焊接范畴,示教器是进行机械人手动把持、法式编写、参数配 置和监控用的手持装配,也是最多见的机械人节制装配。但传统手工示教缺少外 部信息传感,矫捷性较差,需要操作人员破费年夜量时候进行,并且编程进程中需 要机械人住手工作,是以编程效力较差。与示教编程比拟,离线编程可以削减机械人工作时候,连系CAD手艺到达简化编程的结果。

智能制造为工业机械人成长注入动力。最近几年来我国前后出台了多项政策,为智能制造成长供给了有力的政策保障,作为我国中持久周全晋升制造业竞争实力的焦点引擎,发改委等部分自2015年起启动智能制造试点示范项目,旨在鼓动勉励智能制造单位、智能产线和智能工场扶植。从示范项目功效来看,智能制造行业成长对工 业机械人、变频、伺服、PLC、DCS 等行业具有直接拉动效应。

人机协作成为工业机械人成长标的目的。传统的工业机械人在功课时需与人类连结平安距离,以避免人类遭到危险。今朝人机协作的平安节制方案根基可分为基在外部 监控的外部节制系统方案和赐与机械人本体设计的内部节制系统方案两种,包罗安装激光距离传感器和机械人本体轻量化等具体方式,将来跟着机械人不变性和智能程度的不竭提高,人机协作可以将人类的认知判定与机械人的高效连系在一路,是工业机械人的主要成长标的目的。

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