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機(jī)器換人是大勢所趨

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量自2019年10月走出 2018 年9月以來的低迷負(fù)增長階段，期間雖在 2020年初受到新冠疫情影響，但不改行業(yè)整體復(fù)蘇態(tài)勢，行業(yè)自 2019年10月以來，產(chǎn)量同比增速屢創(chuàng)新高，2021年3月工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為3.3萬臺(tái)，同比增長80.8%。

我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量持續(xù)提升

全球銷量方面，2018 年四季度以來，工業(yè)機(jī)器人行業(yè)受下游汽車和 3C 行業(yè)不景氣影響較大，對 2019 年工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)銷量造成一定的影響，銷量同比下滑 11.61%，但隨著持續(xù)的自動(dòng)化趨勢及技術(shù)改進(jìn)，2020-2022 年均增長率能夠保持在 11.97%，2022 年全球工業(yè)機(jī)器人銷量有望達(dá)到 59.3 萬臺(tái)。

預(yù)計(jì)2022年全球工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到59.3萬臺(tái)

利好政策頻出，國家大力支持工業(yè)機(jī)器人發(fā)展。我國已連續(xù)多年成為全球工業(yè)機(jī)器人最大市場，工業(yè)機(jī)器人作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的終端設(shè)備，在制造升級中扮演著至關(guān)重要的角色。政府多次出臺(tái)政策大力支持我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展，國務(wù)院提出的《中國制造2025》明確了制造升級的發(fā)展方向，工業(yè)機(jī)器人是重中之重。

我國制造業(yè)人口紅利優(yōu)勢逐步消退。中國制造業(yè)過去的成長方式主要依靠從業(yè)人口基數(shù)大帶來的低成本優(yōu)勢，而從 1994 年開始到 2019 年，中國人口出生率從 17.8‰跌至 10.48‰。而出生率的下降直接導(dǎo)致制造業(yè)從業(yè)人員工資的增長，我國制造業(yè)城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員平均工資從 2010 年的 30916元上漲到 2019 年的 78147元，年均復(fù)合增速達(dá)到 10.85%。

我國制造業(yè)城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員平均工資不斷上漲（元）

15-64歲人口占總?cè)丝诒壤�不斷下�?/strong>

價(jià)格差距逐漸縮小，機(jī)器換人具有較高性價(jià)比。從工業(yè)機(jī)器人價(jià)格方面來看，1996 年到 2019 年間，我國工業(yè)機(jī)器人進(jìn)口均價(jià)已經(jīng)由 4.76 萬美元/臺(tái)下降到 1.63 萬美元/臺(tái)，考慮到工業(yè)機(jī)器人代替人工所帶來的效率和安全性等方面的提升，目前機(jī)器換人已經(jīng)具有了較高性價(jià)比。

工業(yè)機(jī)器人價(jià)格與制造業(yè)就業(yè)人員平均工資差距逐漸縮�。ㄈf美元）

疫情推動(dòng)制造業(yè)自動(dòng)化升級需求。我國首部機(jī)器人產(chǎn)業(yè)藍(lán)皮書《中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2019）》主編石勝君先生近期接受采訪時(shí)談到，疫情過后，更多行業(yè)也將加速推向“少人化、無人化、智能化”；而在人民網(wǎng)“金臺(tái)圓桌”人民戰(zhàn) 疫·企業(yè)對策共商會(huì)上，萬博新經(jīng)濟(jì)研究院院長滕泰先生同樣也表示，疫情結(jié)束后，企業(yè)會(huì)越來越多的采用自動(dòng)化、機(jī)器人、人工智能等現(xiàn)代的管理方法。整體而言，機(jī)器換人長期趨勢不會(huì)改變。

多關(guān)節(jié)機(jī)器人

受限于傳統(tǒng)汽車需求見頂，多關(guān)節(jié)機(jī)器人增長放緩。從 6 軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人出貨量來看，由于多關(guān)節(jié)機(jī)器人多應(yīng)用于汽車制造業(yè)，近年來隨著汽車制造業(yè)固定資產(chǎn)投資逐漸放緩，行業(yè)對上游多關(guān)節(jié)機(jī)器人需求也逐漸放緩。未來新能源汽車占比 的不斷提升有望重新帶動(dòng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人市場需求的提升。

>20kg 多關(guān)節(jié)機(jī)器人由外資品牌主導(dǎo)，小負(fù)載競爭格局較為激烈。2020 年我國 20 公斤以上 6 軸機(jī)器人市場份額為 44421 臺(tái)，其中份額前五位的發(fā)那科、安川、庫卡、川崎、ABB 均為外資品牌， 合計(jì)占據(jù)市場份額約 70%，該領(lǐng)域中，國產(chǎn)龍頭埃斯頓僅占據(jù) 6.9%的市場份額。而在小負(fù)載（≤20kg）領(lǐng)域，競爭格局相對分散，競爭較為激烈，行業(yè) CR5 為 50.8%，該領(lǐng)域中，內(nèi)資品牌能夠占據(jù)一定的市場份額。

2020年我國≤20kg6-axis 機(jī)器人市場結(jié)構(gòu)

2020年我國>20kg6-axis 機(jī)器人市場結(jié)構(gòu)

協(xié)作機(jī)器人

協(xié)作機(jī)器人出貨量快速增長，遨博、優(yōu)傲占據(jù)市場 2/3。協(xié)作機(jī)器人市場規(guī)模從2016 年的 1714 臺(tái)快速增長到 2020 年的 7514 臺(tái)，年復(fù)合增速達(dá)到 44.70%，預(yù)計(jì)到 2022 年，我國協(xié)作機(jī)器人市場規(guī)模有望增長到 9426 臺(tái)。從市場結(jié)構(gòu)來看， 行業(yè)內(nèi)兩大領(lǐng)導(dǎo)者遨博和優(yōu)傲分別占據(jù) 33.3%和 30%，合計(jì)占據(jù)我國協(xié)作機(jī)器人市場份額的 2/3。

2020年我國協(xié)作機(jī)器人市場結(jié)構(gòu)

并聯(lián)機(jī)器人體量小，常被用于分揀包裝。2020年 Delta 機(jī)器人市場規(guī)模為 5563 臺(tái)，僅占 2020 年全國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模的 3.24%。體量較小主要由于并聯(lián)機(jī)器人造價(jià)過高，以應(yīng)用最多的 Delta 機(jī)器人為例，其造價(jià)普遍在 10 萬元左右，而進(jìn)口水平關(guān)節(jié)機(jī)器人單價(jià)在 5 萬元左右。未來并聯(lián)機(jī)器人還需要進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，憑借較為接近的性價(jià)比刺激下游需求。

2020年我國 Deta 機(jī)器人市場結(jié)構(gòu)

SCARA 機(jī)器人屬于平面關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人，結(jié)構(gòu)包括 3 個(gè)相互平行的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和 1 個(gè)垂直于平面的移動(dòng)關(guān)節(jié)，分別用于對平面上物體的定位和工業(yè)機(jī)器人垂直平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。

市場規(guī)模快速增長，3C 行業(yè) SCARA 機(jī)器人需求大。SCARA 機(jī)器人具有負(fù)載小、 速度快的產(chǎn)品特點(diǎn)，主要被應(yīng)用在 3C 行業(yè)、食品行業(yè)、半導(dǎo)體行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)等，其中 3C 行業(yè)一條電子生產(chǎn)線上所需機(jī)器人數(shù)量往往達(dá)上百臺(tái)以上，其對 SCARA 機(jī)器人需求量最大，占比約為 60%。

從市場規(guī)模來看，2016 年以來我國 SCARA 機(jī)器人市場規(guī)模從 18779 臺(tái)增長到 50574 臺(tái)。預(yù)計(jì)到 2022 年，我國 SCARA 市場份額有望達(dá)到 58278 臺(tái)。

愛普生、雅馬哈占據(jù)市場半壁江山，匯川為國產(chǎn)龍頭。目前我國 SCARA 機(jī)器人市場已基本形成由愛普生、雅馬哈兩家外資企業(yè)主導(dǎo)的格局，2020 年兩家企業(yè)合 計(jì)占據(jù)中國市場份額的 50%。國內(nèi)企業(yè)由于起步較晚，從出貨量上來看國內(nèi)企業(yè)市場規(guī)模較小，其中匯川技術(shù)是內(nèi)資龍頭企業(yè)，2020 年出貨量達(dá)到 3535 臺(tái)，占比約為 7%。

2020 年我國 SCARA 機(jī)器人市場結(jié)構(gòu)

細(xì)分領(lǐng)域龍頭初現(xiàn)，國產(chǎn)替換確定性強(qiáng)

自2013 年起，中國已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場。2015 年至2018年中國的工業(yè)機(jī)器人安裝量分別為6.85萬臺(tái)、9.65萬臺(tái)、15.62和15.40 萬臺(tái)。工業(yè)機(jī)器人本體方面，2019 年國內(nèi)市場中國內(nèi)外的機(jī)器人本體市場份額（以臺(tái)數(shù)計(jì)算）為 29.7%，較 2015 年的 18.6%有明顯提升。

目前應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域的減速機(jī)主要分為諧波減速器、RV 減速器兩種。在關(guān)節(jié)型機(jī)器人中，由于 RV 減速器具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度，一般被放置在機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置，而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部。

全球減速器市場中諧波減速器行業(yè)龍頭為哈默納科，RV 減速器的行業(yè)龍頭為納博特斯克，目前在精密機(jī)器人減速器市場中，上述兩家公司憑借雄厚的資本實(shí)力和長期的技術(shù)積累，占據(jù)了全球工業(yè)機(jī)器人減速器市場 75%左右的份額。

國產(chǎn)減速器龍頭為綠的諧波，雖然其較早地完成了工業(yè)機(jī)器人諧波減速器技術(shù)研發(fā)并實(shí) 現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了對進(jìn)口產(chǎn)品的替代。

2018年減速器市占率情況

2018 年交流伺服系統(tǒng)市場規(guī)模 69.42 億元，同比增速 3.93%；其中，用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的交流伺服系統(tǒng)市場規(guī)模為 21.50 億元，占比 30.97%。隨著伺服系統(tǒng)將在交流伺服市場規(guī)模比重中逐漸上升，到 2023年，機(jī)器人用伺服系統(tǒng)市場占比有望提升至40%以上，市場規(guī)模達(dá)到 41 億元。

工業(yè)機(jī)器人用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模及占比情況

國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人用伺服系統(tǒng)市場占比為 22.34%，絕大部分市場份額仍由外資占據(jù)。2018 年以日本松下、安川、三菱等為代表的日系品牌占據(jù)國內(nèi)伺服系統(tǒng)全部市場份額的 47%左右，西門子、博世力士樂、貝加萊（B&R）等歐美系品牌主要把握高端市場。

國產(chǎn)品牌在技術(shù)儲(chǔ)備、產(chǎn)品性能、質(zhì)量上與國外品牌存在較大差 距。但近年來伺服系統(tǒng)的本土化生產(chǎn)速度不斷加快，匯川技術(shù)、埃斯頓、雷賽智 能等國產(chǎn)品牌快速發(fā)展，市場份額占比穩(wěn)步提升。

2018年中國伺服系統(tǒng)市場份額

控制器主要有 PLC 控制、PC-Based 控制和專用控制，分別占比約 30%、32%和 38%，工業(yè)機(jī)器人主要使用 PC-Based 控制器和專用控制兩種。其中 PC-Based 控制器可提供地城函數(shù)路進(jìn)行靈活的二次開發(fā)和編程，可以實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制。

目前國產(chǎn)控制器已經(jīng)可以滿足基本要求，但在控制系統(tǒng)的研發(fā)方面仍與國外企業(yè)有一定的差距，國產(chǎn)控制系統(tǒng)憑借較高性價(jià)比在低端領(lǐng)域占有一定優(yōu)勢。未來隨著工業(yè)機(jī)器人智能化和柔性化發(fā)展的要求，控制器逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化和開放化發(fā)展， 國產(chǎn)控制系統(tǒng)將迎來發(fā)展機(jī)會(huì)。

中國工業(yè)機(jī)器人控制器占比情況

工業(yè)機(jī)器人本體生產(chǎn)商負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人本體的組裝和集成，即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括手臂、腕部等，部分機(jī)器人本體還包括行走結(jié)構(gòu)。

內(nèi)資品牌機(jī)器人銷售占比不斷上升。2015 年到 2019 年國產(chǎn)機(jī)器人本體的內(nèi)資市 場份額由18.6%提升至30.3%，2020年內(nèi)資占比略有下降為28.6%。目前內(nèi)資工業(yè) 機(jī)器人本體制造仍主要集中在中低端市場，高端應(yīng)用市場仍然被發(fā)那科、庫卡、 ABB、安川四家企業(yè)占據(jù)。

高端市場被“四大家族”壟斷，埃斯頓進(jìn)入全球前十。2020 年“四大家族”合計(jì)共占據(jù)市場份額的 36%，分別為發(fā)那科（14%）、ABB（8%）、安川（8%）、庫卡（6%）。國產(chǎn)龍頭埃斯頓市場份額為 3%，排名第八位，是前十名中唯一一家內(nèi)資品牌。

2020年中國工業(yè)機(jī)器人出落量占比

工業(yè)機(jī)器人企業(yè)主要集中在系統(tǒng)集成領(lǐng)域。系統(tǒng)集成和應(yīng)用，該階段主要根據(jù)不同的應(yīng)用場景和用途對工業(yè)機(jī)器人本體的基礎(chǔ)上進(jìn)行有針對性地系統(tǒng)集成和軟 件二次開發(fā)，將機(jī)器人本體和附屬設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成，使其擁有特定的工作能力。

根據(jù) MIR Databank 的數(shù)據(jù)顯示，2019 年中國工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成市場規(guī)模為 1857億元，其中80%的市場份額被本土工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成商占據(jù)。隨著 5G 技術(shù)帶動(dòng) 3C 行業(yè)的再次提速，系統(tǒng)集成需求也有望持續(xù)提升，到 2022年工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成市場規(guī)模有望突破 2000 億元。

2016-2022 年中國工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成市場規(guī)模及預(yù)測

截至 2020 年 6 月，MIRDATABANK 數(shù)據(jù)庫共收錄 9456 家工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成商。其中長三角地區(qū)、珠三角地區(qū)為兩大集聚區(qū)域，兩地區(qū)廠商合計(jì)占比超過 70%。

2019 年工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成商地區(qū)分布情況

國內(nèi)系統(tǒng)集成商數(shù)量多、規(guī)模小，且集中在中低端領(lǐng)域。目前我國工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成商主要以內(nèi)資為主，2019 年內(nèi)資品牌共占據(jù)國內(nèi)約 80%的市場份額，企業(yè)規(guī)模普遍較小，主要服務(wù)于中低端市場，外資工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成商主要集中在高端工藝段和中端工藝段，如焊接、裝配、鉚接和檢測等系統(tǒng)集成領(lǐng)域。

各工藝段內(nèi)外資系統(tǒng)集成商競爭格局

在當(dāng)前的機(jī)器人應(yīng)用中，手工示教仍然主宰著整個(gè)機(jī)器人焊接領(lǐng)域，示教器是進(jìn)行機(jī)器人手動(dòng)操縱、程序編寫、參數(shù)配置及監(jiān)控用的手持裝置，也是最常見的機(jī)器人控制裝置。但傳統(tǒng)手工示教缺乏外部信息傳感，靈活性較差，需要操作人員花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行，而且編程過程中需要機(jī)器人停止工作，因此編程效率較差。與示教編程相比，離線編程可以減少機(jī)器人工作時(shí)間，結(jié)合 CAD 技術(shù)達(dá)到簡化編程的效果。

近年來我國先后出臺(tái)了多項(xiàng)政策，為智能制造發(fā)展提供了有力的政策保障，作為我中長期全面提升制造業(yè)競爭實(shí)力的核心引擎，發(fā)改委等部門自 2015 年起啟動(dòng)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目，旨在鼓勵(lì)智能制造單元、智能產(chǎn)線及智能工廠建設(shè)。從示范項(xiàng)目成果來看，智能制造行業(yè)發(fā)展對工業(yè)機(jī)器人、變頻、伺服、PLC、DCS 等行業(yè)具有直接拉動(dòng)效應(yīng)。

傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人在作業(yè)時(shí)需與人類保持安全距離，以免人類受到傷害。目前人機(jī)協(xié)作的安全控制方案基本可分為基于外部 監(jiān)控的外部控制系統(tǒng)方案和給予機(jī)器人本體設(shè)計(jì)的內(nèi)部控制系統(tǒng)方案兩種，包括安裝激光距離傳感器和機(jī)器人本體輕量化等具體方法，未來隨著機(jī)器人穩(wěn)定性和智能水平的不斷提高，人機(jī)協(xié)作可以將人類的認(rèn)知判斷與機(jī)器人的高效結(jié)合在一起，是工業(yè)機(jī)器人的重要發(fā)展方向。