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1、中国工业机器人行业研究报告2023.4 iResearch Inc.结构走向优化22023.4 iResearch I摘要来源:艾瑞咨询研究院自主研究绘制。工业机器人的产业链情况:上游-零部件情况:1)减速器:市场集中度极高,高端市场为国外品牌绝对垄断,故厂商议价能力强,约占机器人成本的25%-30%。整体供货周期长,国内一般4-6个月。2)伺服:高端市场依赖进口,中低端市场可自主覆盖。国内厂商中,伺服占机器人成本比重约25%-30%。3)控制器:本体厂商纷纷自主研发,但大部分还是需要购买第三方产品。控制器占机器人成本比重约20%-25%。中游-本体情况:1)保有量:2022年中国工业机器人保
2、有量135.7万台,主要为多关节机器人和SCARA机器人,其占比分别为60%,40%左右。2)竞争格局:市场格局较为集中,整体国外品牌占比高,约七成左右。3)国内厂商主要打法:通过零部件自研来控制成本结构、发展协作机器人增加产品应用场景、拓展家具等新行业、积极布局出海等。下游-系统集成商情况:1)市场格局较为分散(企业数量多、规模小),其中国内系统集成商占比90%以上。2)机器视觉、3D相机等新兴的集成生态伙伴助力工业机器人“眼/脑”发展,解锁更多、更精应用场景。3)传统系统集成商向综合解决方案厂商迈进,即向上拓展本体能力,向下拓展机器视觉、柔性夹爪等周边技术。工业机器人发展的宏观环境:政策上
3、:政策力度加强,方向上从“引进+专项突破”转为“国产化、智能化”;目标上提出到2025年,制造业机器人密度较 2020 年实现翻番。技术上:机器视觉、传感器等相关技术的发展及与工业机器人深度结合,促进工业机器人的可用性和易用性。需求上:1)潜在劳动力不足,“机器替人”成大势所趋;2)目前国内工业机器人主要依赖进口,其密度与发达国家相比有提升空间,国内工业机器人空间潜力大。同时,新能源等行业在国产化的浪潮下为国内工业机器人企业的发展与渗透提供一定先发优势。工业机器人未来发展趋势:从发展方向上看:未来工业机器人的发展以提升应用广度和深度为方向,其中运动控制技术、控制系统技术促进产品性能提升,AI相
4、关技术促进智能化提升,未来工业机器人向着智能化、精细化、柔性化、平台化等方向发展。从行业发展潜力看:汽车制造、电子和半导体制造仍然是主要应用行业;锂电/光伏制造是新增市场的主要行业。除此之外,航空航天、家电制造业等制造业应用潜力也比较大。主要厂商评价:从市场投资热点上看:1)本体、其他(视觉定位、追踪、检测、激光雷达等业务企业)、全产业链是主要投资方向。2)零部件中伺服+控制较热,本体中协作机器人较热。从本体和系统集成商的评价看:报告主要考虑了厂商的需求前瞻力(即市场空间)和产品执行力(即需求满足能力)。1)针对本体,主要看产品及品牌:“四大家族”占据行业领导地位;新松、埃斯顿凭借高零部件自主
5、率、高行业景气度跻身行业领导者之列,协作机器人厂商则通过拓展行业和场景的广度来提高竞争力。2)针对系统集成商,虽然主要看行业服务经验,但就竞争而言,需求前瞻和产品执行需双向发力,其中产品执行力是需求前瞻力的基础。3研究背景:乘着智能制造东风发展1发展环境:政策、技术、需求并进2产业链:技术和经验并重3发展趋势:智能化、柔性化、平台化4厂商评价:本体看产品,集成看经验542023.4 iResearch I工业机器人的研究背景工业机器人是智能制造中的重要一环,且当前处于市场空间大、应用场景可拓展可精进的阶段,具有研究价值观察中国工业机器人的市场特征、挖掘新的发展路径,既受当前环境驱动,也是未来市
6、场所需,其原因主要有二:1)工业机器人发展历史悠久,但我国仍有研究价值和探索空间。自20世纪60年代工业机器人问世以来,在50年内经历了巨大进步,已经广泛应用于航空航天、汽车、军事等领域。而在我国,从“七五”科技攻关开始,工业机器人正式被列入国家级的科技计划,也已经有了20余年的发展历史。但我国工业机器人面临着技术基础薄弱、自主品牌市占率低等问题。2)智能制造、新技术为工业机器人赋能推动工业机器人行业进一步深化。目前,国内智能制造正进行得如火如荼,尤其是疫情后,我国首先打破障碍,复苏制造业生产,工业机器人作为重要一环,需求进一步扩大。同时AI、云计算等技术与工业机器人的深度结合,将为工业机器人
7、带来新的应用场景及方向,工业机器人市场潜力。来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。机器人需求大“机器人+”应用行动实施方案推出,提供汽车、广泛等行业的机器人应用能力,预计2025年制造业机器人密度较2020年实现翻番。多项技术发展AI、云计算等技术的发展推动机器人能力边界得到进一步拓展,易控、智能、互联成为新的方向,对工业机器人的认知也需要进一步更迭。智能制造正热2021年,“十四五”智能制造发展规划发布,提出了智能制造“两步走”战略,要求在2025年前规模以上制造业企业大部分实现数字化网络化。010203驱动工业机器人再次起航的重要背景环境基础好发展空间大研究价值高52023.4 iResea
8、rch I工业机器人的重要概念厘清本报告界定的工业机器人指:应用在工业产线领域,可重复编程实现自动化控制的机械结构来源:国际机器人联合会(IFR),艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。部分与工业机器人相关的重点概念概念主要内容提出组织工业机器人工业机器人是能自动化控制的、可重复编程的多功能机械执行机构,该机构具有三个及以上的关节轴、能够借助编制的程序处理各种工业自动化的应用。国际标准化组织(ISO)机器人是设计用来搬运物料、部件、工具或专门装置的可重复编程的多功能操作器,并可通过改变程序的方法来完成各种不同任务。美国工业机器人协会(RIA)机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器的,能够完成各种移动来
9、代替人类劳动的通用机器。日本工业机器人协会(JRA)具有多自由度的、能进行各种动作的自动机器,它的动作是可以顺序控制的、轴的关节角度或轨迹可以不靠机械调节,而由程序或传感器加以控制。工业机器人具有执行器、工具及制造用的辅助工具,可以完成材料般运和制造等操作。德国标准(VDI)减速器减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件,常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。工业机器人的核心组成零件伺服电机伺服电机(servo motor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。控制器控制器(controller)是指按照预定顺序改变主
10、电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成,它是发布命令的“决策机构”,即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。工业机器人指应用在工业产线领域,通过输入程序进行自动化控制,可重复编程的多功能机械结构。工业机器人 VS AGV:本报告界定的工业机器人主要指应用在工业生产制造产线的机器人,而AGV作为移动机器人更多应用在生产后的转移或物流领域,故不包含在本报告的研究范畴中。工业机器人 VS 数控机床:本报告界定的工业机器人较数控机床而言,灵活性更大、通用性更强、应用范围更广、拟人化更强。而数控
11、机床是一种通过计算机程序控制工作台和刀具移动的机床,不包含在本报告的研究范畴中。概念界定62023.4 iResearch I工业机器人的发展历程美国首创,日本实现产业化,中国接棒成为最大市场1962年首台工业机器人由美国公司Unimate制成,并在通用汽车初步实践。1967年日本企业引进美国技术,1980年因劳动力短缺、多项技术(如交流电驱、微处理器等)突破,日本工业机器人产销量跃居世界第一。20世纪90年代,德韩两国制造业的强劲表现带动工业机器人发展。2010年后,中国作为“世界工厂”,工业机器人在政策推动、工厂需求等因素推动下,成为全球最大市场。来源:IFR,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制
12、。07020004200520062007200820092000985-2018年中日美德韩五国工业机器人保有量日本保有美国保有德国保有韩国保有中国保有90年代,受日本国内经济泡沫破裂和亚洲经济危机影响,工 业 机 器 人 步 入“最后的辉煌”。1962年首台工业机器人在美问世,之后掌握核心技术的美国与日本开展合作,但在1980年后,被更注重生产应用的日本超越。2011年,奥巴马政府在先进制造计划基础上启动国家机器人计划,工业机器人成为智能
13、制造核心硬件。2008年,韩国政府颁布智能机器人开发与普及促进法,促使工业机器人在次贷危机后快速复苏。我国加入WTO后,大量境外资本在华投资办厂,对外贸易猛增,现代化的工厂建设和大量生产订单催生出工业机器人的需求。这时期,外资机器人企业加速布局,抢占亚洲第三大市场,而国内供应商主要提供代理和集成服务。1)2003年美国工业机器人成本已降至1990年的1/4,经济性日益凸显。2)美国橡胶、生物制药、半导体等非汽车行业对工业机器人需求增长。2010年,我国制造业从劳动密集型向技术密集型转型,汽车、3C行业的高景气度提振工业机器人发展。2013年起,我国各级政府密集出台工业机器人扶持与补贴政策,20
14、13-2018年我国工业机 器 人 以 37.3%的CAGR飞速发展。日德美韩“一超多强”中国应用“崛起之路”韩国与日本相似,劳动力紧缺使国内工业机器人市场仅用五年时间,跃升至全球第四。亚洲金融危机后,增长趋于稳定。1967年,川崎重工引进美国工业机器人技术。为填补国内GDP快速增长带来的劳动力缺口,工业机器人迎来快速发展。汽车制造作为工业机器人覆盖率最高的产业。1990年,得益于德国汽车制造业积极扩张,机器人需求持续走高。日本“机器人王国”7研究背景:乘着智能制造东风发展1发展环境:政策、技术、需求并进2产业链:技术和经验并重3发展趋势:智能化、柔性化、平台化4厂商评价:本体看产品,集成看经
15、验582023.4 iResearch I宏观环境-政策:不断加码,促发展政策力度加强,“引进+专项突破”转为“国产化、智能化”改革开放后,制造业虽进入上升期,但受限于物质和科研条件,早期工业机器人研究由少数科研所负责,政策支持力度小。入世后,我国技术明显落后,外资加速在华布局,这时期我国政策主要有两个特点:1)支持企业引进海外先进技术和设备;2)扶持国内龙头企业,对核心技术和工段定点突破。2016年前后,我国步入产业升级阶段,工业机器人属于智能装备重点领域,这时期的政策综合性明显增强。政府通过设立行业标准、优化营商环境、建立创新中心等多项措施来推进产业国产化、智能化。来源:艾瑞咨询研究院自主
16、研究及绘制。萌芽阶段外引内联阶段自主化、智能化阶段1986-2008年“七五”科技攻关计划 推动工业机器人的基础技术、基础器件的研究、开发。高技术研究发展计划(863计划)关注特种机器人领域如水下无缆机器人、防爆与侦察机器人等,成立专家组,主要目的在于缩小我国与国外技术发展的差距。2013-2014年2015年国家重点支持的高新技术领域科 技 部、财政部与税务总局将工业机器人与自动化成套装备被纳入重点支持领域。中国制造2025提高我国工业机器人企业的创新能力、集成能力。外商投资产业指导目录开展自主品牌试点工作。将垂直多关节工业机器人、焊接机器人及其焊接装置设备制造列入指导目录,鼓励外商投资。首
17、台重大技术装备推广应用指导目录发挥公共财政的杠杆作用,激发保险 功能,鼓励企业加快工业机器人的应用,分担企业风险。2016年机器人产业发展规划推动工业机器人向中高端迈进,攻克关键技术,重点发展六类工业机器人;突破机器人关键零部件技术,进行国产替代,自主品牌年产量达到10万台。2017年促进新一代人工智能产业发展三年行动计划提升高档数控机床与工业机器人的智能化水平。到 2020 年,高档数控机床智能化水平进一步提升,具备人机协调、自然交互、自主学习功能的新一代工业机器人实现批量生产及应用。关于推进工业机器人产业发展的指导意见围绕市场需求,包括汽车、船舶、电子等重点领域,开展系统集成、设计、制造等
18、核心工段研究,突破工业机器人核心技术,培育机器人企业,优化产业布局。鼓励进口技术和产品目录对汽车涂装机器人这一关键零部件作为鼓励进口技术,进行3%的进口贴息。2008年2018-2021年“十三五”国家新兴产业规划构建工业机器人产业体系,重点发展中高端机器人,发展配套的融资租赁服务。制造业设计能力提升专项计划重点突破系统开发平台和伺服器结构设计。“十四五”智能制造发展规划加快工业机器人、数控机床在内的智能装备的系统创新和技术攻关。财力薄弱,人力充足,工业机器人以特种机器人为主国内制造业迅猛发展,鼓励外商投资和设备引进,推动工业机器人的广泛应用,重点领域尝试技术突破和企业孵化人口红利减弱,制造业
19、转型,促进工业机器人高端化,智能化发展;明确国产替代路线和目标中国工业机器人相关政策梳理92023.4 iResearch I宏观环境-技术:提升可用性和易用性技术的成熟与融合推动工业机器人的应用深度,其中与机器视觉相关的AI助力工业机器人更加智能化,现阶段影响最大不同技术对工业机器人的推动作用不同,AI主导智能、云计算主导“外脑”发展与共享、AR/VR主导交互,目的是让工业机器人更智能、更好用。近年来,国内底层技术,尤其是AI、云计算,发展强劲,使得传统机器人有机会向着“机器人+”方向迈进,工业机器人将实现更高的智能化、网络化和交互性。来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。AI对工业机器人的促
20、进租用主要有三:1)优化底层控制的模型算法,让机器人控制的更准、更精、更稳;2)通过机器视觉等技术,实现自动路径规划等,促进机器人智能化;3)自然语言编程推动工业机器人功能应用门槛的便捷性。云计算可助力工业机器人“外脑”发展,推动“眼/脑”功能的发展与互联。工业机器人上云后可具有更高的算力、数据存储能力,进而不断完善自身的学习能力,甚至可以学习和共享其他机器人的能力。边缘计算亦如此。AR/VR可助力工业机器人的人机交互能力,自然的交互具有降低使用门槛、方便现场实施、提高运维和管理效率等功能,同时,还可保证特殊情景下的安全问题。底层技术赋能“机器人+”AI云计算AR/VR其他技术其他:1)物联网
21、:助力工业机器人与产线上的其他设备之间的互联互通。未来,还有望实现工业机器人之间的互联互通。2)区块链:保障群机器人数据的安全性,提供有用的私有通信网络。102023.4 iResearch I宏观环境-需求:机器替人潜在劳动力不足,人口成本走高与机器人价格下行形成对比,“机器替人”成大势所趋“机器替人”主要由两点促成:1)人力方面:其一,制造业潜在劳动力市场的适龄人口持续减少的现象或将维持10年以上;其二,制造业从业者成本不断走高。2)工业机器人方面:与人对比之下,工业机器人具有两大优势:第一,能在高危环境中生产,且具有规模效应。值得注意的是,伴随着技术升级,工业机器人将更稳、更精、更智能,
22、可应用的场景也越多,未来可应用潜力大。第二,售价逐年降低,虽在去年受供应链影响略有涨价,但成本降低是趋势。来源:2022年中国制造业数字化转型研究报告、国家统计局、中国机电一体化技术应用协会、智慧芽,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2017-2021年制造业就业人员平均工资人力方面:制造业潜在劳动力不足制造业从业者劳动成本上升工业机器人方面:机器人价格逐年下行机器人技术不断升级机器人能在各种环境下(包括有毒、恶劣的工作环境)实现稳定、高效的生产劳动力现状与工业机器人现状对比机器替人2000-2032年中国制造业潜在劳动力市场情况(1200)(700)(200)3008000
23、280020002002200420062008200022e2024e2026e2028e2030e2032e潜在新增劳动力人口数(万人)退出劳动力市场人口数(万人)制造业潜在劳动力适龄人口数量变化(万人)020402013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020机器人均价(万元/台)专利授权数量(万台)2013-2020年全球工业机器人均价和专利授权数6.4 7.2 7.8 8.3 9.2 200202021制造业城镇单位就业人员平均工资(万元)112023.4 iResearch I宏观环境-
24、需求:市场空间大(1/2)国内工业机器人市场空间巨大,国内厂商经过20余年的积累,在国产化的浪潮下具备一定先发优势国内工业机器人市场空间巨大,具体表现为:1)与发达国家相比,国内工业机器人应用密度虽然低但近年来增势较猛,CAGR达到37.9%,位列全球第一,且国家已经提出要在2025年实现制造业机器人较2020年翻番的目标;2)虽然目前仍然依赖于进口国外品牌,但经过20余年的发展,国内工业机器人厂商在国产化的背景下,在锂电、光伏等新方向具有先发优势,且未来将会逐步走向国产替代。注释:制造业工业机器人密度单位为台/万人。来源:国际机器人联合会(IFR),国家统计局,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。
25、17.4 21.2 22.0 19.9 26.4 108.3 96.7 88.9 94.2 133.6 200202021中国工业机器人出口额(亿元)中国工业机器人进口额(亿元)2016-2021年全球主要大国制造业工业机器人密度2017-2021年中国工业机器人进出口情况中国韩国日本德国瑞典美国CAGR36.5%9.6%5.7%5.1%7.6%7.7%“机器人+”应用行动实施方案:提出到 2025 年,制造业机器人密度较 2020 年实现翻番。新能源需求旺盛,且国产化浪潮兴起。核心零部件情况:1)精密减速器基本依赖进口,但精度不高的在一定程度上可实现国产替代;2)中低端
26、伺服已逐步实现自有化;3)部分本体厂商自主研发控制器。本体情况:1)收并购+自主研发并行,部分企业已具备标杆案例;2)差异化布局其他行业工业机器人的应用。集成商情况:参与者众,行业属性强,市场极度分散。国内工业机器人厂商具备一定先发优势国内工业机器人现状:1)中国工业机器人应用密度低、但增速快。2)国内工业机器人目前仍主要以进口为主。巨大的市场空间国内工业机器人供应链概况6897263325006200202021中国韩国日本德国瑞典美国122023.4 iResearch I2023
27、.4 iResearch I宏观环境-需求:市场空间大(2/2)新能源汽车工业与光伏产业成为工业机器人增长主引擎2022年,3C电子与食品饮料行业受消费不振影响,增速放缓,取而代之的是汽车、光伏、储能等新能源相关产业的稳定增长。从数据上看,国内新能源汽车在全球电动化的大势下,即便受原材料价格上涨和补贴退坡影响,在2021、2022年产销量仍保持高速增长。光伏装机量在宏观政策的推动下始终保持高景气度,同时,海外市场受缺电、电价高企影响,光伏产品需求攀升,成为近年来我国光伏产品出口的重要支撑因素。上述两个行业的高景气度成为国内工业机器人需求增长的主引擎。来源:国家统计局、中国汽车工业运行报告。来源
28、:国家能源局、CPIA。5306442630260145.3161.1207.8197.5246.1327.32002020212022Q3光伏新增装机量(万/千瓦)光伏产品出口总额(亿美元)79.4127124.2136.6354.5471.777.7125.6120.6136.7352.1456.72002020212022Q3新能源汽车产量(万辆)新能源汽车销量(万辆)2017-2022年中国光伏新增装机量和光伏产品出口总额情况2017-2022年中国新能源汽车产销量情况13研究背景:乘着智能制造东风发展1发展环境:政策、
29、技术、需求并进2产业链:技术和经验并重3发展趋势:智能化、柔性化、平台化4厂商评价:本体看产品,集成看经验5142023.4 iResearch I系统集成商汽车3C电子机器视觉、3D相机等市场特征:1)本体厂商纷纷自主研发,但大部分还是需要购买第三方产品。2)国内厂商中,控制器占机器人成本比重约20%-25%,相对易拉开成本差距。主要难点:行业封闭性强,生产实践数据积累少,模型算法需要修正。新能源控制器伺服国产国外国产国外减速器国外国产市场特征:1)市场格局较为分散(企业数量多、规模小);2)国内系统集成商占比90%以上。毛利率:传统集成毛利率为20-40%左右;机器视觉等新兴技术厂商利润较
30、高,行业平均可达50%以上。未来趋势:1)传统集成走向综合解决方案厂商,向上拓展本体能力,向下拓展机器视觉、柔性夹爪等周边技术;2)占据新行业(如新能源、半导体等),深耕重要场景(如检测、装配、包装等)。汽车3C电子金属新能源化工.核心零部件产业链总览-上中游重技术、集成重经验注释:企业排名不分先后。来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。控制器市场特征:1)高端市场依赖进口,中低端市场可自主覆盖。2)国内厂商中,伺服占机器人成本比重约25%-30%。主要难点:高端驱动器、编码器需进口。伺服市场特征:1)市场集中度极高,高端市场为国外品牌绝对垄断。2)议价能力强,供货周期长,国内一般4-6个月。3
31、)国内厂商中,减速器占机器人成本的比重约25%-30%。主要难点:基础材料与生产工艺水平,逆向工程已经不适用。减速器市场特征:1)市场格局较为集中,整体国外品牌占比高,约七成左右;2)覆盖行业虽广,但主要应用在搬运、焊接、分拣、码垛等场景。3)汽车、3C国外品牌占绝对优势,但锂电、光伏等新能源赛道在市场热+国产替代双重加持下,国产厂商占优;4)家具、医疗、教育等新领域不断被拓展。产品能力:DELTA、SCARA、协作机器人的国产水平较高,大负载六轴机器人国内品牌份额较低。毛利率:国内厂商在10-30%之间,四大家族毛利率在40%左右。市场保有量:2022年,中国工业机器人保有量约135.7万台
32、,其中多关节机器人约占60%左右,SCARA机器人约占40%左右。未来趋势:机器人能用的场景更多、敏捷性能力更强、更方便部署等是重点,发展方向可能会是智能化、轻量化、平台化等。机器人本体传统机器人协作机器人其他152023.4 iResearch I产业链总览-未来3年稳定增长2023年中国工业机器人保有量有望突破150万台注释:由于工业机器人的实际成交价与客户购买的量有极大的关系,业内一般用台数来反应市场发展情况,本报告采用保有量。来源:IFR、专家访谈,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。从工业机器人的保有量来讲,2023年我国工业机器人保有量将突破150万台,预计未来三年将保持稳定增长。从工业
33、机器人的主要增长驱动来讲,2020-2021年的增长驱动主要得益于新能源汽车需求爆发,工业机器人保有量增速较高。2022年因疫情全国大范围停摆,增速下滑。未来几年,受“机器人+”应用行动实施方案和全球经济去全球化的影响,中国工业机器人市场可能以相对稳定的增速平稳增长。从工业机器人的类型来讲,2022年仍以多关节和SCARA为主,其中多关节占60%左右,SCARA占40%左右。2016-2025年中国工业机器人保有量情况市场主要是以多关节和SCARA为主,其中:多关节机器人:60%左右SCARA机器人:40%左右34.950.164.976.594.3121.1135.7157.9180.320
34、7.843.6%29.5%17.9%23.3%28.4%12.1%16.4%14.2%15.2%200022e2023e2024e2025e中国工业机器人保有量(万台)中国工业机器人保有量增速(%)162023.4 iResearch I产业链总览-产销流转周期与服务流程来源:专家访谈,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。减速器工业机器人产业链服务的大概货期及服务周期情况本体厂商集成商伺服系统+控制器国产:标准货期一般20天左右进口:4-6个月的货期不等集成商方案探讨和培训中下游客户2-3年的产线规划情况根据规划做需求匹配进入招投标流程导入测试小批量试制大
35、批量导入调试、颗粒范围验收交付本体企业系统集成商一般会提前2-3年进行产线规划,然后具体需求发起时间一般会提前6个月左右准备、发起。一般议高管间的关系为主,部分招投标公司的会员服务可能会提前几个月知道相关信息。一般2-12周不等,但如果是国产的话,会快很多。控制器与伺服系统类似。自研除外。各行业客户集成商向本体厂商按需购买,一般货期是45天左右,但本体厂商会以大客户为先,故存在延迟或者溢价购买的情况。一般项目周期是4个月左右,但特殊情况或者项目复杂时会延长。本体厂商直接交付标准化产品,一般都是45天左右交货周期,如果有特殊情况,如减速器未备充足,会延后。以上货期或服务周期只是行业内相对普遍的情
36、况,不代表具体案例,也不适用于自研企业。对于集成商及以前的环节,产品的货期、价格均与需求方企业的大小、单次订单量的大小、需求稳定性等因素有关。一般供货周期都是优先满足战略大客户的需求。对于需求小、不固定的中小需求方则会存在后期长的情况,需求着急时还会出现溢价购买的情况。对于下游各行业客户的交付周期,则行业内相对通用:标品一般45天左右交;定制项目一般4个月左右。当然,具体项目周期视具体需求与供应链整体情况而定。目前新兴技术厂商的交付周期一般是:标准化的场景需1-2个月;复杂的场景需3-6个月。几点说明国外减速器对国内厂商的供货周期整体较长,除非需求量大,会有适当缩减,但仍需数月整个服务关系中,
37、前期以关系或者渠道为主,后期以产品为主,同时服务也非常重要。导入测试:时间长短与产品应用场景有关,若是简单场景,1个月左右,若是复杂应用,则需要2-3个月。招投标:通过测试后,进入客户名录,正式进入招投标流程,一般会找2-3家对比,其中至少有1家国外厂商做对比。时间周期:一般小批量试制需要3-5个月的时间,若是复杂场景,则需要6个月及以上。小批量1-2个测试项目成功后,才会开始大批量导入。付款:1)标品,一般是三七分;2)定制服务,一般是阶段性付款,3331的模式较为常见,但与公司影响力有关。以上情况主要是针对市场类客户,针对高校或者科研院所,关注政府招投标网站上的招投标信息即可,一般第二、第
38、四季度的采购需求会更加旺盛。关系或渠道是关键点产品、服务是关键点几点说明工业机器人本体厂商的服务流程需求量主导的市场,服务中,售前靠关系,决策靠产品工业机器人的产业产销流转情况1-3个月左右与项目大小有关,一般3-5个月左右17零部件:市场高度集中,依赖进口本体:市场相对集中,新能源是机会系统集成:市场高度分散,长尾明显182023.4 iResearch I三大零部件在工业机器人中的作用控制器是输出命令方;伺服系统、减速器相互配合,执行控制器的指令,共同保证工业机器人稳定、精准运行来源:工业机器人技术基础,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。作用:通过软硬件结合来控制机器人的运动位置、姿态和轨迹,
39、即完成各种动作组成:人机交互系统+控制系统核心零部件:控制器核心指标:1)硬件,主要看处理器、控制方式等;2)软件,主要看算法。工业机器人的三大部分六大系统控制部分控制部分-大脑传感部分-感知液压、气动、电动机械传动机构驱动系统手部、腕部、臂部、腰部、基座机械结构系统机器人-环境交互系统控制系统处理器、运动控制装置等人机交互系统指令给定装置(如示教器)与信息显示装置等感受系统(主要是传感器,分为内部、外部传感器)工作对象机械部分传感部分机械部分-执行作用:用于感知内部和外部的信息组成:感受系统+机器人-环境交互系统核心零部件:传感器核心指标:精度、采样率、抗干扰能力、测距范围等作用:实现各种动
40、作组成:机械结构+驱动系统核心零部件:伺服系统(以伺服电机为主)、减速器。其中,谐波减速器体积小、重量轻,主要用于轻负载位置,如小臂、腕部、手部;RV减速器刚性好、抗冲击能力强,主要用于重负载位置,如大臂、肩部、腿部。核心指标:1)伺服电机,根据控制器的命令输出力矩,动态控制机器人的速度和位置,重点看转速、扭矩、功率等;2)减速器:用于降速增矩,辅助配合伺服电机工作,重点看传动比和负载。192023.4 iResearch I伺服&控制器-市场玩家总览伺服、控制不分家,参与者众,且逐步探索驱控一体产品来源:各公司官网、2021年年报、iFind,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。企业名地域主营业务
41、工业机器人核心零部件至2022年时长2021-营收(亿元)2021-研发投入(亿元)2021-研发占比(%)2023.2.13市值(亿元)江 特电机江西宜春智能电机产品及锂产品研发、生产、销售伺服:伺服电机31年29.81.123.8%323.2信 捷电气浙江杭州工业控制+运动控制解决方案商伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动器)控制器:PLC14年13.01.088.3%71.4英 威腾广东深圳电控产品及动力总成解决方案和服务供应商伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动器)控制器:PLC20年30.13.2710.9%92.2雷 赛智能广东深圳运动控制系列产品制造伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动
42、器)控制器:运动控制卡+PLC25年12.01.3611.3%82.9固 高科技浙江衢州运动控制产品供应商伺 服:伺 服 驱 动 器+驱 控 一 体控制器:运动控制器,如GUC系列23年3.40.5917.4%华 中数控湖北武汉数控系统配套、工业机器人、工程职业教育伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动器)28年16.32.0712.7%56.8广 州数控广东广州工业机器人+伺服系统+机床数控系统产品伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动)31年汇 川技术广东深圳电梯、新能源、工业自化、工业机器人等伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动器)控制器:PLC17年179.416.859.4%1980.6埃 斯
43、顿江苏南京运动控制核心部件+工业机器人+变频器伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动器)控制器:TRIO运动控制器29年30.22.377.8%228.5新 时达上海工业机器人+运动控制+变频驱动+电梯控制伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动器)控制器:SC30运动控制器、运动控制卡27年42.62.255.3%50.7安川日本伺服电机+控制器+机器人+变频器等伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动器+编 码 器)+机 器 人 控 制 驱 动 一 体 机控制器:MP系列107年245.00.930.4%686.2发 那科日本工厂自动化服务商伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动器)控制器:R-J3系列66年
44、374.82.550.7%2237.9ABB瑞典电力和自动化技术服务伺服:伺服系统(伺服电机+伺服驱动器)控制器:IRC5系列+PLC132年1982.583.354.2%4369.7几点说明企业基本同时布局伺服、控制相关业务:在工业机器人行业上游中,伺服、控制器企业业务的重合度很高,因为技术的底层逻辑都是针对“控制”提供服务的,故企业基本上都会覆盖伺服、控制相关的业务。本体厂商倾向于自研伺服、控制器:工业机器人完成任务的简要流程大致为:控制器-伺服系统-减速器-执行单位,本体厂商为了提升本体与核心零部件的匹配度与自洽性,本体厂商也纷纷布局伺服、控制器相关业务,如安川、埃斯顿等。目前国产高精度
45、的伺服尚需依赖进口。部分伺服&控制器玩家情况总览本体+伺服+控制器本体+伺服伺服+控制器202023.4 iResearch I控制器-关键指标及难点精度和稳定性是控制器性能的直接指标,但底层算法是核心来源:固高科技、雷赛智能招股说明书,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。控制器的组成、核心指标及难点操作人员人机交互界面运动控制器/控制卡驱动器伺服电机+编码器减速器机械系统/执行机构命令状态运动指令运动状态脉冲/方向网络指令电流电压力矩位置伺服系统控制器相关信息核心组成核心作用硬件软件直接决定整个运动控制系统的性能水平轨迹、位置、位姿、速度、加速度、操作顺序及动作的时间等微处理器、存储器、电路接口、
46、传感器接口、通信接口等固化在微处理器、存储器、可编程逻辑器件等元件中的软件将运动控制卡集中在工业PC上,即示教器主要难点现状为提升本体硬件与软件的适配性,主流本体机器人厂商逐步自主开发控制器,但目前国内外差距很大,具体表现为软件独立性差、容错性差等。核心指标位姿准确度和位姿重复性轨迹准确度和轨迹重复性位置控制方式软件类别:实时操作系统、运动控制指令编译器、运动控制参数的预处理及优化、运动控制函数、通信管理等软件。软件核心:主要分为感知算法和控制算法,细分就是环境感知算法、路径规划和行为决策算法、运动控制算法等。实现方式1-收费:主要是CoDeSys(德国3S公司),很多机器人控制软件都是借助C
47、oDeSys实现的。其商业逻辑是:只卖底层软件,硬件机器电路、操作系统等都是客户自己配置。实现方式2-开源:ROS、Beremiz、OpenPLC等。底层算法:1)算法参数不明确:同样路径/场景,成熟企业的算法及其参数设定不公开,我国都是自定参数,如抑震算法、转矩波动补偿等等,不利于机器人的稳定性、精确性。2)样本少:我国工业机器人发展晚,目前针对实际应用场景积累的数据少、工业机器人实际运转的数据(如磨损、稳定性、寿命等参数,对目标或环境的影响等)积累少,无法通过大量工业实践数据优化模型算法。配套设备:控制器性能是整体效果体现,控制器性能好坏与伺服系统、减速器性能息息相关,不同伺服系统(如电机
48、、驱动器、编码器)、减速器性能对控制器算法的参数影响大。控制轴数通信接口编码器控制器控制器直接决定本体的轨迹、位置、位姿、速度、加速度、操作顺序及动作的时间等。控制器控制的本质是根据运动要求和传感器件的信号进行必要的逻辑、数学运算后,将正确的控制信号传递给伺服系统或其他动力装置,执行单元执行运动要求。国内外控制器的性能差距主要由两方面决定:1)软件方面:其一,成熟厂商的控制器是“黑匣子”,国内算法模型参数设定可借鉴性弱;其二,研发与实际应用是两回事,实际应用晚且量小,与运动控制、路径规划等相关的底层算法无法依靠大量的工业机器人的生产实践所积累的数据进行训练优化;2)硬件方面:高性能的控制器的底
49、层芯片、配套设备(如伺服电机、编码器、减速器)等都需要进口,与本体的磨合度不够。212023.4 iResearch I伺服系统-关键指标及难点转速、扭矩和惯量直接指标,但驱动器、编码器性能尤为重要来源:固高科技、雷赛智能招股说明书,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。伺服系统的组成、核心指标及难点伺服系统相关信息核心组成驱动器伺服系统模型用来控制伺服电机,一般通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度传动系统定位。主要难点现状高端市场被国外企业(如安川、松下、三菱、伦茨、博世、力士乐等)垄断,中低端市场基本上可以自给自足,如汇川技术、埃斯顿、华中数控、英威腾等,应以渠道打造为主。核
50、心指标作为伺服系统整体,主要看转速、扭矩、惯量等指标。就驱动器而言,主要看芯片性能。就电机而言,主要看转速、功率、扭矩、震动、噪音、加/减速度、尺寸、寿命、响应时间等。就编码而言,主要看分辨率、精度以及重复精度等。伺服电机一般包含电机+编码器两部分。电机:转子转速受输入信号控制,并能快速反应,进而将所收到的输入信号转换成电动机轴上的角位移或者角速度输出。好的电机一般具有:输入信号发出之前,转子静止不动;输入信号发出时,转子立即转动;输入信号消失时,转子能即时转停。编码器:由传感器和码盘组成,能够测量机械部件在运动时的位移位置和速度等信息,并将其转换成电信号,进一步发送反馈信号给驱动器,驱动器用
51、于确定位置、速度或方向。驱动器:高精度、高性能的芯片需要进口。主要包含主控制器、信号处理和通信板等,其中主控制板核心芯片主要包含DSP芯片、IGBT模块等;信号处理和通信板芯片包括FPGA、以太网PHY芯片、存储芯片等。编码器:主流高精度编码器技术掌握在外企手中,如海德汉、欧姆龙等,需要进口。高精度传感器也依赖进口。操作人员人机交互界面运动控制器/控制卡驱动器伺服电机+编码器减速器机械系统/执行机构命令状态运动指令运动状态脉冲/方向网络指令电流电压力矩位置伺服系统控制器工业机器人的伺服系统主要由驱动器、电机、编码器所组成,其目的主要是驱动执行机构完成控制器的指令,这要求伺服系统具有响应速度快、
52、精度高、稳定性强、适应频繁加减速等特性。目前国内伺服系统的高端市场被国外垄断,其主要差距源于以下两点:1)与驱动器相关的高精度芯片为国外所垄断,如DSP芯片;2)编码器的核心技术掌握在外企手中。同时,传感器作为编码器的核心元器件,高精度传感器也依赖于进口。值得注意的是,伺服系统作为一个整体,转矩、扭矩、惯量是其主要性能指标,但在配置时,要综合考虑伺服电机的规格和机械末端的位置、速度、精度、动态性能等要求。位置环路驱动器编码器速度环路驱动器电流环路驱动器传动机构实际位置反馈指令电机减速器实际速度反馈电流反馈伺服电机222023.4 iResearch I减速器-市场玩家总览格局初定,中日对比存在
53、发展时间差大、研发投入少等问题来源:各公司官网、2021年年报、iFind,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。企业名地域主营业务工业机器人核心零部件与本体合作方至2022年时长2021-营收(亿元)2021-研发投入(亿元)2021-研发占比(%)2023.2.13市值(亿元)绿的谐波江苏苏州减速器、伺服系统、工业自动化服务等谐波减速器、伺服系统新松、新时达、埃斯顿等19年4.430.419.3%251中技克美北京谐波传动减速器,主要用于航空航天、军工等领域谐波减速器28年0.280.0310.7%汉宇集团广东深圳以售卖家用电器通用排水泵为主,控股子公司同川精密做减速器。谐波减速器20年11.30
54、.474.2%48昊志机电广东广州以售卖主轴为主,减速器占比比较少谐波减速器16年11.40.847.4%30中大力德浙江宁波从事减速电机、精密减速器等核心零部件的生产和销售RV减速器24年9.50.525.5%44恒丰泰浙江温州以售卖搅拌机为主,整个精密减速机的营收不足4%RV减速器27年3.00.237.7%2双环传动浙江台州齿轮传动为主,汽车领域用的多,减速器营收占比非常低RV减速器17年53.92.144.0%249秦川机床陕西宝鸡以机床制造为主。减速器方面主要从事减速器技术改造。RV减速器24年50.51.823.6%101上海机电上海以售卖电梯、焊接器材等为主。减速器是与纳博特斯克
55、合资公司开展。RV减速器29年247.28.313.4%115来福谐波浙江绍兴高精密谐波减速器谐波减速器耐为机器人9年南通振康江苏南通焊接送丝装置为主,RV减速器RV减速器埃夫特等29年HarmonicDrive(哈默纳科)日本谐波减速器、一体化产品、伺服电机、驱动器、编码器谐波减速器-25.3亿元,占82.7%谐波减速器、伺服系统ABB、安川、发那科、库卡等52年30.61.565.1%243Nabtesco(纳博特斯克)日本RV减速器、液压设备、铁路/飞机/商用车/船舶设备等、其他。RV减速器-41.5亿元,占25.9%RV减速器ABB、安川、发那科、库卡等98年160.65.153.2%
56、225几点说明中国企业切入角度:垂直深耕减速器业务,并且会逐步拓展伺服系统、工业自动化服务等,如哈默纳科、绿的谐波。主营其他业务,如搅拌机、主轴等,逐步拓展减速器业务,为自己企业赋能。国企主要通过技术改造、成立合资公司切入。中日减速器企业对比:成立时长:中国企业普遍只有20年左右的时间,远短于日企。营收情况:哈默纳科与纳 博 特 斯 克 两 家 企 业2021年在减速器相关业务营收66.8亿元,中国所有企业整体加起来,预估在10亿左右,日企占绝对优势。研发投入:日企研发投入高于中国企业,哈默纳科是绿的谐波的3.8倍。部分减速器玩家情况总览232023.4 iResearch I减速器-关键指标
57、及难点器件寿命及稳定性相关指标是核心;目前在产品设计、生产工艺、装配等方面都存在难点,其中工艺/装配条件、工艺/装配流程是重中之重减速器的核心指标(以RV减速器为例)来源:各公司官网、绿的谐波招股说明书,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。主要参数纳博特斯克-RV-40E南通振康-ZKRV-40E纳博特斯克-RV-160E南通振康-ZKRV-160E减速比57-15357-15381-17181-171额定输出转速(rpm)1515额定转矩(Nm)400额定寿命(h)60006000启动/停止容许转矩(Nm)10293920瞬时最大容许转矩(Nm)205820007840800
58、0容许输出转速:占空比100%(rpm)70704545容许力矩(Nm)03900容许推力(N)5014780齿隙(arc.min.)1 arc.min1 arc.min1 arc.min1 arc.min空程(arc.min.)1 arc.min1 arc.min1 arc.min1 arc.min重量(kg)9.39.526.426.5针对工业机器人减速器的核心参数,我们对比了纳博特斯克、南通振康的两款产品,可知:1)整体大部分参数,在数据表现层,基本上都能打平;2)在关于寿命、稳定性等核心参数上,国产品牌没有找到相关数据。产品设计锯床锯料/锻造
59、粗加工热处理精密加工齿轮加工后道处理装配成品检验入库此工序部分委外加工委外收货检验在基础材料方面:高品质原材料依赖进口,因为对材料的颗粒度、刚度、硬度有要求。在产品设计方面:专利过期的前提下,国内大部分企业都是通过逆向工程实现的产品设计,知其然但不知其所以然。直接后果有二:其一,产品生产装配时,工艺注意点难把握;其二,产品进一步创新优化难。在生产工艺方面:原料配比、工艺流程、工艺条件(如温度、湿度等)等难确定。在产品装配方面:1)需要根据总装技术要求不断调整、校正、试验才能组装合格产品,故装配流程、装配条件等难确定;2)装配人员的经验要求高、综合素养要求高。在正向反馈方面:产品实践数据反馈助于
60、产品优化,但在现实工业世界,产线一旦故障,企业损失大,故一般都用已经试错过的产品。国产减速器试错机会少,且进入供应商体系难,一般需要半年-2年的客户评价和认证过程。主要难点减速器的生产流程及难点寿命相关稳定性相关精度相关242023.4 iResearch I减速器-典型企业发展路径借鉴深耕技术,提升产品性能、产品创新力是核心,业务与技术相契合是重点产品高精度、高转矩容量、小型化和轻量化哈默纳科与绿的谐波发展路径借鉴应用推广产能来源:哈默纳科官网、哈默纳科2021年年报,绿的谐波官网、绿的谐波招股说明书、绿的谐波2021年年报,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。把握行业风口1)行业:机床、工业机器
61、人、半导体设备、平板显示器设备、医疗设备、航空航天等行业2)工业机器人典型客户:ABB、安川、发那科、库卡等1)产品精进:在谐波减速器的性能、精度、形状等方面做精进,不断推出不同的谐波减速器产品,如“IH”齿形产品CSS系列、超扁平CSD系列、最小型号CSF-supermini系列等产品。2)产品整合:1977年就开始生产、销售配合减速器使用的机电产品,并在之后推出机电一体化产品。而且,后续部分谐波减速器产品的设计、创新也都在与机电一体化产品的思路做配合。3)品类扩展:推出其他减速器产品,如行星、精密行星减速器系列产品。1)日本:有自己的研发、生产和销售中心,主要负责日本本土、东南亚市场。2)
62、德国:1987年在德国成立子公司,有自己的研发、生产和销售中心,主要负责欧洲、非洲等市场3)美国:1987年在美国成立子公司,有自己的研发、生产和销售中心,主要负责北美市场。4)中国:2011年在中国大陆设立哈默纳科(上海)商贸有限公司,只提供销售和技术服务。哈默纳科为了满足市场需求,除了在德国、美国建厂外,还扩张了自己的产能,目前,在日本有4个工厂、美国有2个工厂、德国有1个工厂,以满足全球扩张的需求。根据市场需求保障产能根据市场需求建立销售渠道网络产品产品性能持续突破,产品小型化和轻量化应用推广核心与新领域共同拓展1)行业:机床、工业机器人、协作机器人、AGV机器人、医用机器人、半导体设备
63、等行业。2)工业机器人典型客户:新松机器人、新时代、埃夫特、埃斯顿、广州数控等。深耕精加工20余年,为ABB、那智不二越、通用电气等公司提供精密零部件,并以此为优势,逐步拓展其他产品及服务。1)产品精进与突破:在谐波减速器的性能、精度、形状等方面做精进,不断推出不同的谐波减速器产品,如LCD、LHD、LHSG等系列产品,以适用与不同的机器人部位。2)产品整合:推出机电一体化产品,即将伺服系统、谐波减速器、传感器集成模块,为客户提供更加标准化的解决方案。覆盖境内+境外,谐波减速器、机电一体化执行器通过直销+经销的模式销售,精密零部件采用直销模式。直销+分销研发1)投入:2021年研发投入1.56
64、亿元,占比5.1%。2)规划:推行营业、生产、开发一体化:其一,有专门的新原理机构实验室;其二,以基础技术为中心,根据未来预测进行先行研究和产品开发;其三,根据客户要求进行开发与设计;其四,优化工艺设备。3)合作:积极与大学、公共研究机构合作,接触尖端技术。重视研发投入与规划,保证技术先进性研发1)投入:2021年投入0.41亿元,占比9.3%。2)规划:不断提升、优化谐波减速器工艺水平、突破技术瓶颈。3)合作:设立谐波减速器工程研究中心,与各个大学合作成立相关实验室或工程研发中心。重视投入与合作哈默纳科,自 1970 年从美国引入技术以后,发展至今,有两点值得借鉴:1)产品过硬,产品-应用-
65、推广之间形成正向循环;2)研发有道,兼顾原理、技术、市场、工艺,形成商业与市场互补。绿的谐波发展至今,有两点值得借鉴:1)以成熟的精加工技术为基础,拓展谐波减速器、伺服等业务;2)从新领域、新场景逐步切入。25零部件:市场高度集中,依赖进口本体:市场相对集中,新能源是机会系统集成:市场高度分散,长尾明显262023.4 iResearch I本体产品分类工业机器人可从运动坐标、应用场景、输入信号方式、作业方式进行分类来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。工业机器人分类情况码垛焊接装配喷涂搬运切割检测分拣按应用场景分按运动坐标分多关节高负载灵活性强极坐标最早的工业机器人按输入方式分按作业方式分编程
66、输入作业程序传入控制柜直角坐标工业范围大高负载SCARA稳定性高成本较低圆柱坐标简单控制DELTA高精度、高速度最常用较少使用APIFTP示教输入通过示教器或人为演示传统工业机器人无人环境作业优势:易用性,部署灵活,编程简单安全性,保障人员安全经济性,使用成本较低多关节直角坐标圆柱坐标SCARA协作机器人与人协同,安全作业272023.4 iResearch I本体-玩家总览:传统企业四大家族优势显著,国内头部纷纷布局锂电、家电等新赛道注释:1)汇率参取2021年整年平均汇率;2)产品全覆盖指传统工业机器人、协作机器人、桌面机器人均涉及;3.、)新能源行业包括新能源汽车、锂电、光伏。来源:各公
67、司2021年年报、英艾财情、iFind、艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。企业成立时间存续时长成长路径与优势2021-营收(亿元)机器人业务占比净利润率产品线近期新产品优势行业ABB1890133年变压器设备起家,以运动控制技术为核心率先进入喷涂场景186611%14.2%除直角坐标系外全覆盖协作机器人、3D质检功能包一般工业、汽车行业发那科197251年从富士通分离,开发日本首台数控系统,零部件自主率高323.738%28.6%除直角坐标系外全覆盖高负载机器人,协作机器人3C、新能源汽车、重工业安川电机1915108年开发世界首台伺服电机,性价比较高281.337%11.6%除直角坐标系外全覆盖
68、切割、点焊机器人、伺服电机新能源、半导体、3C、食品库卡1898125年焊接设备起家,深耕汽车行业集成业务后向上自研249.431%1.8%全覆盖弧焊、协作机器人,云平台汽车、3C、家电、食品埃斯顿199330年基于数控和伺服技术,收购机器人厂商提高零部件自主率30.267%5.2%SCARA、多关节、桌面机器人小负载机器人、焊接机器人新能源、3C、汽车零部件汇川技术200320年基于伺服技术,2021年开始布局机器人本体业务179.42.0%20.5%SCARA、多关节、桌面机器人桌面级六轴机器人3C、锂电、硅晶、纺织新时达199528年电梯控制起家,2012年陆续收购零部件、集成业务厂商4
69、2.664%4.0%SCARA、桌面、多关节、协作机器人锂电行业机器人、MES系统3C、锂电、光伏、电力机器人200023年从中科院自动化所分离,技术实力雄厚,承接多项国家项目33.038%-17%全覆盖清洁机器人、协作机器人汽车、3C、半导体、新能源拓斯达200716年注塑机起家,销售型公司向技术型转变,集成能力出众32.934%2.1%SCARA、多关节机器人6轴多关节机器人新能源、光电、汽车零部件埃夫特200716年从奇瑞汽车独立,外购意大利机器人企业,基于汽车行业发展11.536%-17%SCARA、多关节、桌面、协作机器人喷涂机器人、智能编程系统汽车零部件、3C、家具制造华中数控19
70、9429年基于机床的控制和伺服技术布局机器人本体和集成业务16.340%2.6%SCARA、多关节、Delta机器人软硬一体集成方案3C、家电、院校培训发展路径:“四大家族”起步早,以核心技术向产业链下游拓展,国内企业常以收购机器人产业链相关厂商完成布局,之后转入自研。业务及经营:机器人本体企业混业经营是普遍现象,机器人自动化业务占到整个公司的35%左右,较四大家族,2021年国内头部企业利润率相对较低。产品线情况:“四大家族”机器人种类多、负载范围广,产品线覆盖率高,国内企业虽主流产品均有覆盖,但产品丰富度、精度等均有差距。下游行业:锂电、光伏等行业受国产化政策支持,较国外企业更有优势;医疗
71、、教育培训等行业是国内本体企业的差异化赛道。部分主流传统工业机器人企业玩家总览情况282023.4 iResearch I本体-玩家总览:新兴企业新兴企业主推协作、桌面级、复合等类型的机器人,选择医药、食品、医疗等差异化赛道布局,且都积极布局出海业务来源:各公司官网,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。企业成立时间存续时长国别核心优势产品线优势行业卡诺普机器人201211年中国2007年开始从事控制系统研究,拥有机器人全产业链的布局SCARA、多关节机器人、控制柜、激光焊接跟踪器汽车零配件、3C、新能源等配天机器人201013年中国公司业务覆盖工业机器人本体、核心部件以及自动化解决方案SCARA、多
72、关节、协作机器人、零部件医药、3C、汽车零配件等阿童木机器人201310年中国专注并联、SCARA机器人SCARA、并联机器人食品、制药、日化等珞石机器人20158年中国控制软件起家,现已实现控制系统,关节等核心部件的自主研发协作机器人、多关节机器人、控制器汽车零部件、3C电子、金属加工等优傲机器人200815年丹麦推出世界首台协作机器人、伺服控制器等产品3-20kg 协作机器人机械加工、3C电子、汽车零配件等节卡机器人20149年中国聚焦协作机器人与智慧工厂,2021年成为丰田全球协作机器人供应商协作机器人,2D相机汽车、3C电子、半导体等越疆机器人20158年中国专注协作机器人、桌面级机械
73、臂,有自主的AI、智能感知等技术协作机器人、桌面级机械臂、周边套件制造、医疗、服务、零售遨博智能20158年中国专注协作机器人领域,零部件国产化3-20kg 协作机器人,复合机器人3C、汽车、五金家电、厨卫洁具大族机器人20176年中国由大族激光孵化,是其参股子公司协作机器人、AGV、复合机器人工业、医疗、物流kassowrobots20194年丹麦产品均为7轴协作机器人,灵活度较高5-18kg 协作机器人3C、医疗、半导体Precise Automation200419年美国打破协作机器人六轴结构,赋予SCARA、DELTA、直角坐标机器人协作功能SCARA型、直角坐标型协作机器人零部件加工
74、、3C、医疗发展路径:2015年之前成立的公司仍以传统工业机器人路线,2015年前后国内迎来协作机器人热潮。业务及经营情况:主打协作机器人,为客户提供解决方案软件包,降低调试难度和门槛。同时较传统企业,新型企业均积极布局海外业务。产品线情况:协作机器人为主,复合机器人等新型机器人为辅;产品整体体型较小、负载偏低,但体型和负载的范围较广,会有套系成品概念;一般会提供些标准的解决方案包,简单易操作。下游行业:布局领域比较丰富,常选择医药、食品、医疗、家电等细分行业作为其差异化赛道。部分主流新兴工业机器人企业玩家总览情况292023.4 iResearch I其他业务拓展:即跨界型,由其他业务(数控
75、机床、变压器等)起家收并购机器人公司专注新行业拓展(如新能源)和产品能力(扩大产量、产品性能、产品类型)。本体-企业成长路径技术积累型企业多以自研为主深耕产品,行业经验型企业多通过收并购拓展行业和场景,新兴企业打法较综合来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。拓地域拓行业拓场景拓产品其他业务拓展自上而下自下而上新兴企业8国内技术成熟度随时间增加自上而下型:核心技术能力(控制、伺服技术等)起家自研零部件、本体专注产品能力,通常业务覆盖全产业链。自下而上型:以某一行业经验积累起家外购技术和公司不断深耕行业,拓展场景。新兴企业:起步时国内技术较为成熟直接切入协作、复合等新兴机器人+
76、出海拓展细分行业(如家具、制药、食品等)、打造产品矩阵(协作机器人、复合机器人等),国内与出海并行。传统企业,处于市场技术、供应链极不完善的阶段新兴企业,处于市场技术、供应链相对完善的阶段随着国内业机器人相关技术成熟度不断提升,国内工业机器人本体企业切入赛道的途径不一,以2008年工业机器人被纳入重点支持领域为分界,大体可分四类:跨界发展(由其他业务拓展至机器人业务)、自上而下(工业机器人核心技术起家,从零开始自研,市场技术极不完善)、自下而上(由垂直行业经验拓展至多场景、多行业)和新兴企业(直接切入机器人赛道,市场技术相对完善)。不同企业自身基因不同,成长路径不同,当前布局也有所差异。总之,
77、注重技术积累的企业更偏向产品类型及能力拓展,注重行业积累的企业更偏向场景深耕和行业拓展,而新兴企业则依托新型产品和出海切入。国内工业机器人本体企业成长路径图302023.4 iResearch I本体-市场特征1:呈集群分布工业机器人本体企业集中分布在长三角、珠三角地区,并且具有实际的政策+产业支持注释:1)投融资数据时间截止于2022.12.31;2)企业具有多种业务时按主要业务归类;3)上市企业数量统计的是机器人板块数据,且市值统计的是2023.2.17的市值。来源:IT桔子、iFind、前瞻产业园区,艾瑞咨询研究院自主研究绘制。542316354412北京天津上海江
78、苏浙江安徽广东山东湖南湖北四川黑龙江泛京津冀地区泛长三角地区泛珠三角地区其他传统机器人协作机器人协作机器人+传统机器人总融资金额43亿,协作机器人约占93%金额:总融资金额69.9亿。上海以协作机器人为主,浙江以传统机器人为主,江苏较为均衡。城市:上海、常州、无锡、宁波、嘉兴、芜湖等金额:总融资金额29.6亿,协作机器人和传统机器人平分秋色城市:深圳、佛山等金额:总融资金额13.7亿,以湖南的协作机器人为主。城市:长沙、济南等1631411111上海江苏浙江安徽广东山东湖北黑龙江吉林辽宁上市企业数量(个)市值(亿元)2022年中国各省市工业机器人上市企业数量及市值情况47.4689.5133.
79、847.9206.132.551.8171.630.2164.5政策支持主要政策具体内容具体目标北京机器人产业创新发展行动方案医疗、特种、协作、仓储物流机器人、关键零部件的发展格局培育2-3家国际领先企业、打造1-2个特色产业基地,全市机器人产业收入超过120亿元长三角上海市高端装备产业发展“十四五”规划推动工业机器人升级+突破机器人核心零部件200家智能工厂,工业机器人应用量新增2万台,2025年工业机器人密度100台/万人江苏省机器人产业发展三年行动计划加强行业推广应用;完善支撑体系;培育龙头企业;推动产业集群化发展全省机器人产值1000亿元,年均增长35%以上,自主品牌工业机器人年产量1
80、万台浙江省“机器人+”行动计划培育拳头产品;突破核心关键技术;培育机器人龙头企业;发展关键零部件;工业机器人保有量10万台,制造业机器人密度120台/万人以上,产业销售收入1500亿元安徽省机器人产业发展规划推动整机和零部件自主发展2022年机器人产业收入700亿元,年产量2.5万台;2027年产业主营业务收入突破1800亿元三角珠广东省智能机器人集群行动计划机器人关键零部件核心技术、关键工艺技术研究和集成应用软件的自主开发2025年工业机器人年产量10万台,年均增长约15%,专利授权量年均增长超过10%产业支持地区省市机器人产业园区数量(个)总计(个)泛京津冀地区北京19河北7泛长三角地区上
81、海821江苏11浙江8安徽5泛珠三角地区广东16142017-2022年中国各省市工业机器人投融资数量情况各地区对工业机器人的支持情况312023.4 iResearch I本体-市场特征2:参与类型多本体企业呈现基因杂、布局广的特点来源:公司官网,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。相关业务起家如数控系统、电梯无关业务起家如家电、变压器等核心技术/高校起家如控制技术、伺服技术等行业/场景经验起家从下游公司独立、场景设备起家等新兴企业主要切入协作机器人、复合机器人等新兴产品赛道行业基因重:通过收并购获得技术,实现产品自主化。技术基因重:前期即拥有部分核心技术,通过自研和科研院所合作,不断丰富产品能力
82、。综合性强:占据细分赛道,转型协作、复合等新兴机器人。本体企业典型成长路径总结汽车厂商车企和机器人在环境感知、规划决策、执行控制上技术几乎相同,硬件平台也基本契合,技术的强相关/可复用决定了车企向机器人布局的便利性。互通性强:技术复用布局轮式机器人/汽车机器人:如现代汽车的“Elevate”机器人、小鹏汽车的机器马”小白龙”。工业机器人消费机器人技术复用新方向中国工业机器人本体企业参与方多样,具有基因杂、布局广的特点,从时间维度上主要以2008年为节点。2008年,随着“十一五”期间重启机器人计划的第一个项目落地,我国才逐步迈入工业机器人市场化时代,开始技术积累。因此,2008年以前成立的公司
83、主要有两类:1)其他业务转型机器人和下游公司独立出的机器人企业,即“行业基因”公司;2)从高校孵化出的“技术基因”公司。2008年以后,国内机器人技术较为成熟,才真正诞生出“血统纯正”的机器人公司。此后随着下游一些成熟行业的发展,如汽车,利用底层技术的可复用性也开始布局机器人市场,但尚未实现量产。322023.4 iResearch Iu 新时达:赛道差异化u 埃斯顿:紧抓新能源赛道,拉高直销比例,提高对终端客户的服务能力,形成灵敏的客户反馈机制,进入如宁德时代等行业龙头合格供应商名录。本体-市场特征3:从借鉴到求变来源:公司官网,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。国内机器人本体企业从借鉴“四大家
84、族”经验走向求变之路激烈市场竞争下求变市场竞争严重:1)产品同质化严重;2)市场玩家众多;3)部分行业空间相对饱和控制、伺服技术起家建立基础技术和产品开发研究所,自研零部件、打磨产品,提高竞争力产品精准度高,外销占据国外市场;毛利率长期保持在40%左右,四大家族之首技术驱动型:发那科行业驱动型:KUKA焊接工艺领域起家将机器人带入焊接产线,成为汽车领域龙头通过收并购寻找第二增长曲线:Alema Automation SAS(航天航空集成商),瑞仕格(物流、医疗)、Reis(一般工业)等埃夫特:由下至上,行业驱动3C家具五金轨道交通汽车及零部件CMAEVOLUTW.F.C埃斯顿:由上自下,技术驱
85、动汇川技术:产业基因,技术驱动u 节卡机器人:资本加持,出海“攻克”机器人高地1)聚焦新型产品赛道发力:进入市场较晚(2014年),主打协作机器人,围绕协作机器人产品矩阵做“JAKA+”系列,覆盖视觉、末端、软件等机器人外设产品。2)以外部资本为根基,加速企业扩张,加深行业理解;重视海外资本,助力出海赛道布局。华为+艾默生双重基因人员汇川技术工控起家,布局PLC从机器视觉、传感器等零部件进入机器人领域实现零部件基本自主化,SCARA销量遥遥领先数控机床起家推出机器人本体SRL(机器视觉)、普莱克斯(压铸自动化装备)、TRIO(控制单元)等收并购基于伺服、数控底层技术出海国产替代储备多项国际认证
86、自研提高零部件自主率电梯控制系统起家零部件:会通科技(伺服代理商)、之山智控(运动控制单元)本体:众为兴(控制系统)集成:晓奥享荣(汽车行业自动化)阿马尔机器人(服务机器人)设立子公司,寻找差异化赛道收购建立日本技术中心,利用日本协作机器人领域空白,开拓客户名古屋建厂,满足客户高要求,提高本地服务能力成为丰田汽车协作机器人全球唯一供应商渐进式的行业演进沉淀出可复用的发展经验,市场需求变化和企业激烈竞争推动展业新路径收并购特定领域企业提升应用服务能力加强自研零部件提升产品能力进入市场相对较晚,由奇瑞汽车部门衍生,无底层技术积累,通过收并购完善应用服务能力借鉴国外企业发展经验借鉴国外发展经验和技术
87、能力传统机器人求变部分一级市场融资情况时间轮次目的/引入股东2019B国内外市场拓展2021C全球扩张2021C+引入某全球工业巨头2022D引入软银愿景基金新兴机器人求变332023.4 iResearch I难点与应对总览:提升服务“边界”工业机器人受行业要求所限,其产品一致性非常高,故在价格、渠道竞争白热化的同时,跨界布局是企业主要差异点来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。国内本体企业面临的难点所做的应对措施总览机器人在工业领域和消费级领域的发展逻辑非常不同。消费级机器人强调产品的交互、个性化服务,并且要求快速占领市场,故其发展逻辑更加关注产品的功能迭代与推陈出新,是典型的C端市场打法。
88、而在工业领域,强调“稳”,保证稳健生产是重点,产品发展逻辑需要兼顾性能稳定性与应用场景的适配性,故当前整个工业机器人市场呈现出非常高的产品一致性。因此,本土企业在历经价格战、优势行业渠道争夺等激烈竞争后,企图通过研发新产品、增加产品覆盖广度等方式拓展新业务,比如布局医疗、教育机器人等消费级领域。工业级领域(to B)稳定性要求非常高重复定位精度高强调经验和案例、消费级领域(to C)产品设计要好功能要丰富与人的交互要多个性化要强强调规模效应精度高:控制精度高、执行精度高寿命长:生产实践时的使用寿命长1)产品一致性非常高:产品类型及参数同质化严重应用场景同质化高,如搬运、码垛等2)价格:国内厂商
89、为打入市场,不断降价,希望以性价比切入,基本已经降无可降3)渠道:成熟行业(如汽车)渠道和合作模式基本已固化,新兴行业(如锂电)尚在摸索,家具等行业分散探索消费级领域新型产品:发布协作机器人、桌面机器人,提升产品本身的易用性、灵敏性,解锁更多应用场景。覆盖范围:1)行业:把握风口行业和新的行业,如锂电、家具等;2)出海:寻找海外业务;3)服务:以机器人为基础,拓展智能制造、智能产线规划及落地业务。工业领域目前有少量的工业机器人企业逐步布局消费级领域,如医疗机器人、教育机器人等,其好处主要有二:新的业务探索+品牌打造。对于工业机器人企业布局消费级机器人,其影响主要有两点:1)产品的交互属性有望提
90、升;2)部分做机器人设计的公司可能会有一定红利。行业属性特征当前主要难点主要应对措施342023.4 iResearch I难点与应对1:提升使用的柔性化提升工业机器人使用的柔性,用以满足“随时随地”可用、易用、人可参与的需求,灵活性、易用性也是未来发展方向注释:1)价格来源于阿里巴巴的不完全统计,具有很强的波动,不代表实际成交价,仅做范围参考。2)协作机器人的价格仅统计了部分Universal Robot。来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。已覆盖国内本体企业针对传统工业机器人使用存在的难点所做的应对措施当前,传统工业机器人虽然覆盖了工业生产制造所需的大部分场景,但在产品精度、产品易用性、产
91、品灵敏性、产品价格等方面有待变革。工业机器人本体厂商除了进一步精进产品提升其精度以满足工业应用要求外,还开发了协作机器人、桌面机器人等新产品,这些新产品是传统工业机器人的有效补充,相对好的平衡了灵活性VS易用性VS协作性VS价格的需求,可用来满足不同体量企业、不同生产流程、不同生产工艺、随时随地安装应用的的工业应用需求。搬运上下料切割冲压焊接打磨喷涂分拣装配检测包装码垛相对低成本的、敏捷的、柔性化生产应用及产线改造,灵活、好用、易用是未来发展方向、新型机器人:协作机器人、桌面机器人等轻量级机器人,有效补充传统工业机器人人机协作性强:人可以参与,可以协作完成多种功能需求,并且安全性高。安装可行性
92、高:安装过程简单,安装条件要求低,大部分可满足随时、随地可用、可调整,即插即用,如越疆的桌面焊接机器人。除了室内,还可以根据实际情况满足室外工作需求,如UR机器人室外焊接。易用性强:编程简单,简便操作,可视化强,主要功能拖拽即可完成。价格相对便宜:协作机器人的价格范围在3-20万左右,范围广,适合于任务简单、预算少、产线灵活的中小企业。传统工业机器人存在的问题现阶段传统工业机器人基本上覆盖了工业生产制造所需的大部分场景。但是聚焦到不同行业而言,工业机器人的覆盖场景及应用深度有限,还是以搬运、码垛为主,其主要原因如下:1)工艺要求无法达成,为主因;2)部署及安装条件较为苛刻,灵活性不足;3)部分
93、企业的投入产出有限。安装位置固定:固定在生产线上的某个位置,无法随意移动。安装条件要求高:工业机器人负载不同,自重不同,对布置条件有要求。人机协作程度低:无人参与,应用场景有限。新功能开发复杂:虽可开发新功能,但需专业人员进行编程、测试,流程、开发周期、费用等不好控。维护及使用门槛高:专业技术壁垒高,内在逻辑需要理解门槛,需专人维护。价格相对高:大部分传统工业机器人的价格范围在5-50万,根据性能、负载等不同,也有百万量级的。价格VS灵活性的平衡:产线改造投入价格高与产线功能相对固定,中长尾企业重视投入产出,如何平衡?问题2:功能虽能拓展但开发及维护难易用性需提升问题1:位置固定及安装条件有要
94、求灵活性需提升问题3:价格高且功能相对固定钱VS灵活易用性需平衡整体情况352023.4 iResearch I难点与应对2:提升核心零部件的自主率工业机器人成本中核心零部件成本占比70%左右,在降成本和国产替代的双重推动下,自研提升自主率紧迫且漫长注释:1)产品化是指零部件作为单独产品对外销售;2)研发费用按2021年平均汇率换算。来源:专家访谈、各公司年报,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。企业伺服电机控制器减速器零部件研发本体研发集成应用开发埃斯顿产品化产品化外购伺服驱动器、惯量电机、专用电机、控制算法等产品系列化、锂电/压铸/超大负载专用机器人冲压/弯管工艺软件包拓斯达自有自有外购控制平台
95、、电液和模块化伺服驱动器新时达产品化产品化外购伺服系统、控制器焊接、大负载SCARA机器人离线编程及仿真软件新松产品化产品化外购协作/新能源车铆钉/长直径机器人工业机器人云平台、操作系统减速器:约占25%-30%。与工业机器人的结构和精度有关,目前行业内对于精度要求高的,多采用进口减速器。伺服系统:25%左右,目前伺服电机国内突破的比较多,但是对于驱动器、编码器,尤其是高精度的,还是以国外为主。控制器:20%左右。国内本体玩家在逐步自主研发控制器。铸件及其他:30%左右,基本上不会有太大变化。零部件-部分自主研发减速器:约占25%-30%,基本上不变。伺服系统:25%-30%,有的甚至可能会超
96、过30%,相对较容易拉开成本差距。控制器:25%左右。铸件及其他:20%左右。零部件-外购1)一般一台同一类型的工业机器人中,铸件及其他的绝对成本应该相差不大,根据自主研发不同、购买零部件品牌不同其占比会有所变化。2)进口减速器与国产减速器的价格几乎差一倍。3)对本体厂商而言,零部件对外国依赖性强,议价能力弱,供货周期易受影响。几点说明VS国内本体企业针对核心零部件成本占比高所做的应对措施78.7 27.6 12.1 10.7 3.1 2.4 2.2 1.4 ABBFANUCKUKAYaskawa新松埃斯顿新时达拓斯达研发费用(亿元)2021年部分工业机器人本体企业研发费用及其占比4.2%8.
97、5%4.7%4.6%9.3%7.8%5.3%4.3%占 比(%)与“四大家族”相比,国内本体企业的研发投入占比虽高,但绝对数据要低很多,国内研发之路漫长且艰国内工业机器人成本结构情况注:部分本体企业自主研发不局限于零部件,覆盖全产业链。2021年部分工业机器人本体企业在研项目362023.4 iResearch I35339322732730634727567200212022搬运机器人(台)多功能工业机器人(台)焊接机器人(台)喷涂机器人(台)未列名工业机器人(台)难点与应对3:探寻并布局多样化的市场汽车
98、、金属机械、3C电子等优势行业主要依赖进口,本土企业难切入,本土厂商从行业、客户、区域等层面差异化布局注释:进出口数据统只统计了美国、德国、瑞士、意大利、日本、韩国。来源:IFR、海关总署,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。、2021年中国工业机器人新增装机量行业分布国内优势行业主要依赖进口,本土企业难切入,主要有如下原因:1)中国工业机器人落后欧美日等国家20余年,底子薄,市场进入晚,修正机会少;2)针对汽车、金属机械等行业,四大家族等成熟本体厂商诞生之初就是为其服务的,伴随行业成长,产品性能(如稳定性、重复精度等)、解决方案、供应链等整体生态适配性强,国内企业难切入;目前主要是6轴高负载多关节
99、机器人;3)针对3C电子,常用于分拣、拆装卸、包装等场景,整体精度要求相对较低,主要由SCARA完成,目前是国产替代的主要赛道。33%23%13%16%2%2%11%3C电子汽车制造金属机械一般工业塑胶制品食品饮料医药制造其他3C电子、汽车制造、金属机械占69%,其中焊接、搬运、分拣等是主要应用场景,但主要依赖进口2021年中国工业机器人主要国家进口数据情况成熟行业:避开核心生产制造流程,发力周边流程,如汽车,避开整车制造,而发力汽车零部件组装等,如埃夫特。风口行业:打造标杆案例,乘着新兴行业的需求+国产化的政策快速布局,如埃斯顿2023年目标主要得益于锂电光伏行业的需求爆发与覆盖。新兴行业:
100、探索新的行业,如家具制造。增加服务行业范围针对非工业机器人核心业务:提供智能制造产线规划与落地业务,如埃斯顿。针对工业机器人核心业务:1)对于有知名度的本体企业,行业头部企业与中长尾企业兼顾,如埃斯顿、新时代、新松,其TOP5客户占比在10%-20%左右,见下表。2)对于中小型的本体企业,多从中长尾客户的定制化服务开始积累经验与影响力,逐步拓展至大行业。增加客户服务范围-头部与中长尾兼顾2021年TOP5客户占比(%)埃斯顿新时达新松11.9%16.3%20.6%增加区域服务范围-出海国内工业机器人厂商纷纷布局出海业务:1)传统的工业机器人厂商主打出海业务,如埃夫特、拓斯达;2)协作机器人厂商
101、,也纷纷布局出海业务,如珞石、节卡、越疆等。从出口数据来看,2019年就有出海势头,但受疫情影响,2020-2021被抑制,2022年政策放开,出海需求释放。3584443370720022搬运机器人(台)焊接机器人(台)喷涂机器人(台)多功能工业机器人(台)未列名工业机器人(台)2018-2022年中国工业机器人出口数据情况123国内本体企业针对优势行业难切入的难点所做的应对措施面对优势行业难切入的现状,国产本体企业纷纷从行业、客户、区域等层面切入市场,寻找机会37零部件:市场高度集中,依赖进口本体:市场
102、相对集中,新能源是机会系统集成:市场高度分散,长尾明显382023.4 iResearch I系统集成-基本介绍系统集成商是负责机器人应用二次开发和周边自动化配套设备集成的厂商,帮助机器人本体应用在特定的生产场景中来源:工业机器人基础,公开资料整理,专家访谈,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。根据产品图纸了解参数细节实地考察验证项目可行性机器人选型末端执行器设计夹具设计总控制器设计生产布局和运动仿真项目设计制造组装(执行器、夹具等零部件)安装调试试生产(样机试运行)客户预验收设备出库发货设备就位(工业机器人、工艺设备、周边设备)布管布线现场编程低速生产路径优化故障率考核培训陪产客户终验收售后服务项
103、目咨询方案设计设计制造样机试验现场安装调试生产传统系统集成商:将机器人及相关成套产品以工程形式服务给客户的厂商末端执行器厂商:生产机器人的外围设备,机器人的附件,机器人工具,手臂末端工具等的厂商工装夹具厂商:生产夹持或定位工件工具的厂商离线编程及仿真厂商:为机器人进行任务编程并执行运动仿真的厂商工业机器人系统集成流程图及参与厂商系统集成商会参与到项目落地的全流程,其中机器人本体只是其集成流程中的一个环节,除机器人本体外,还包括周边的末端执行器厂商、工装夹具厂商、离线编程及仿真厂商,以及近年较为火爆的机器视觉厂商、传感器厂商等。机器视觉厂商:包括3D相机、视觉定位、视觉检测等和视觉相关的服务厂商
104、流程方案发起者或领导者通常为需求方或集成商本体企业下游客户标准化产品定制化场景392023.4 iResearch I系统集成-企业打法传统集成商主打完整解决方案,让机器人应用在具体产线上,其中非本体厂商聚焦行业经验积累、本体厂商注重产品反馈。新兴厂商作为传统集成商生态成员,让机器人更智能、更好用来源:专家访谈,公司官网,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。打法:结合市场需求,纳入机器人集成业务。特点:聚焦行业,重视经验积累。打法:向客户提供标准或定制产品及解决方案。特点:增加公司营收,注重产品性能反馈。自动化设备厂商新兴技术厂商:如机器视觉、编程及仿真、3D相机等厂商优势:多以机器视觉+3D相机结
105、伴起家,对工业应用场景有一定认知与积累,主要从广度(更多场景)+深度(更强智能)优化工业机器人的应用,赋予其眼/脑功能,也是目前市场比较热的赛道。传统集成商-整体解决方案新兴厂商-部分功能工业机器人系统集成商基因优势:1)有一定的行业经验和客户渠道。2)若扩展到机器人本体业务,有可复用/可改造的零部件及工控技术。工控系统集成商注:机器人只占整个产线集成的10%-20%,对集成商营收影响不大。基因优势:1)行业理解深、经验积累丰富。2)工艺水平更高,往往覆盖场景更多。注:国外集成商主要售卖自己的本体;国内集成商:大中型客户,多指定本体品牌;中小型客户,主要看项目的话语权在谁手中。基因优势:对机器
106、人本体的理解程度深、把控程度更高。机器人本体厂商打法:通过收购、建立子公司等手段扩展业务。特点:聚焦行业,重视经验积累。三丰智能博实股份华中数控智云股份赛腾股份华昌达新松机器人埃斯顿新时达如本科技视比特阿丘科技系统集成厂商及其生态玩家的打法总结梅卡曼德纵向打法-拓产业链环节横向打法-拓行业传统打法-拓行业打法:与系统集成商或本体厂商合作,为客户提供服务,让工业机器人更加智能化,能更快、更高效的完成更复杂的任务。特点:当前以积累行业和服务经验、打造标杆案例、构建渠道为主,未来有能力发展为集成商。402023.4 iResearch I96.8%3.2%规模不足1亿规模超1亿64.4%35.6%系
107、统集成厂商其他工业机器人厂商系统集成-市场特征(1/2)从行业服务特性看,行业服务经验丰富、资金充足是主要竞争力;从市场集中度看,集成商竞争格局极度分散、长尾多来源:MIR,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。能力要求复合:1)与机器人相关的知识体系需要构建。系统集成商每个项目都需要与工业机器人相关企业及其产品打交道,需要对产品、技术、配件等有充足认知才能沟通到点、沟通到位;2)快速补充学习新兴技术,如最近较热的机器视觉,降低信息差,才能保证客户需求评估与技术解决方案匹配的高效性;3)了解生产产线流程、需求、难点,理解客户需求背景与目的,才能促进成单、提升服务品质。重视行业经验积累:不同行业的工艺流
108、程不一样,行业经验的可复用性相对较差,如汽车主要涵盖冲压、焊装、涂装、总装四大工艺,3C行业主要涵盖塑件、组装、打磨、切割等工艺。故每个行业都相当于是一个新领域,短期内很难吃透一个新的行业,打造跨领域竞争优势。资金要求充沛:服务内容一般具有项目周期长、回款慢(资金需要乙方垫付,一般为“361”/“3331”的回款形式)等特点,对现金流要求非常高。渠道关系要广、需要感知要准:系统集成商更多扮演的是供需信息收集与匹配的作用。对需求收集阶段,要能超前、全面的收集足够的市场信息;对需求匹配阶段,要求能够了解客户需求方的具体需求、付费意愿和付费能力,然后进行高效的解决方案产出与匹配。2019年中国系统集
109、成商(MIR收录)占工业机器人厂商比例、规模分布及应用行业分布21.0%17.8%10.9%8.8%7.3%7.3%6.2%4.8%4.7%4.4%3.8%3.0%电子汽车整车金属加工仓储物流汽车零部件其他锂电光伏汽车电子化学工业家用电器食品饮料数量多规模小长尾市场市场极度分散行业服务要求高行业服务经验为先,适合垂直深耕,短期内跨行业竞争难渠道关系足够硬、资金量比较大时,适合做大的分销商系统集成市场能力要求综合且市场极度分散412023.4 iResearch I系统集成-市场特征(2/2)从应用行业看,逐步由汽车行业向3C电子、锂电等行业转移;从厂商能力看,系统集成商需实时把握市场技术热点,
110、不断完善服务能力0%20%40%60%80%100%汽车整车仓储物流汽车电子汽车零部件金属加工电子其他国内厂商国外厂商国内系统集成商起步较晚,汽车行业早已被“四大家族”占据,竞争能力弱。而在3C电子、金属加工等其他领域,国外厂商的竞争优势相对不明显。我国是世界主要的3C电子制造国之一,产量带动机器人需求,国产本体已逐步切入其中。新能源的热潮推动国内头部机器人企业纷纷布局该赛道,锂电行业的需求兴起。来源:MIR、IFR、IT桔子,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。应用行业逐步转移05820022传统集成机器视觉末端执行器传感器2017-2022年中国工业机
111、器人系统集成厂商投融资事件数2019年国内外系统集成商行业分布重要应用场景的智能化加深推动机器视觉需求增加系统集成商能力走向综合系统集成市场发力行业与能力发生变化机器视觉的作用:在装配场景中引导工件装配到指定位置。在搬运场景中实现机器人路径规划和导航。46%20%10%7%17%搬运焊接装配洁净其他近年来,机器视觉较传统集成更受资本市场青睐系统集成商向机器视觉等周边技术能力覆盖2021年工业机器人应用分布汽车锂电3C422023.4 iResearch I系统集成-不同行业X不同场景应用情况集成商在汽车、3C等行业,搬运、焊接等场景应用较为成熟,未来发展空间主要在新能源等行业,以及检测、包装等
112、场景来源:公开资料收集,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。行业应用成熟度搬运上下料切割冲压焊接打磨喷涂洁净/清洁分拣装配检测/质检/巡检包装/贴标码垛成熟行业汽车(涂装)(总装)3C半成熟行业金属加工塑料化工(巡检)食品加工潜力行业锂电光伏(清洁)家电医药制造注:1)应用成熟度指该行业该场景中工业机器人的渗透情况,即对比只在同一行业中才有意义,由1星到4星成熟度递增。2)灰色底纹代表应用较少、或行业中不太重要的工艺场景。3)绿色底纹代表行业中较为规范、标准的机器人应用场景。4)蓝色底纹代表行业中较为重要、且具有成长空间的应用场景。从行业维度看,汽车、3C等行业的自动化程度高、流程标准性强,是工业机
113、器人应用较为成熟的行业;新能源中,锂电、光伏市场需求大,生产制造流程中对工业机器人的需求高,是较为典型的潜力行业。从场景维度看,搬运、上下料、焊接等通用场景已经应用在各个行业中,已较为成熟,而未来发展潜力主要集中在分拣、装配、包装、检测等需要和周边技术(如机器视觉)结合的场景上。从应用成熟度看,标准化更强的行业和场景应用较为成熟,非标性的、对环境和技术要求较高的场景自动化替代程度较低。工业机器人在不同行业x不同场景的应用成熟度情况生产检测包装出货432023.4 iResearch I系统集成-典型场景1:汽车汽车领域应用成熟,焊接、搬运、喷涂等是工业机器人在汽车行业的主要应用场景,能有效提升
114、效率与质量;机器视觉的深入应用有利于提升场景复杂度、精度与速度,还能促进多机合作注释:标星代表未来潜力场景。来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。焊接(弧/点焊等)搬运装配喷涂冲压切割流水线作业生产批量大、速度快精度要求高汽车生产可能用到工业机器人的主要场景流水线作业生产批量大、成本低表面质量好环境要求高(无尘)有毒有害、危险性高流水线作业标准化程度高劳动强度大标准化程度高劳动强度大标准化程度高1)焊接、装配、冲压、喷涂等场景质量要求高、速度要求快。2)喷涂、焊接等场景的粉尘、火花等对员工肺部、眼镜等有伤害,人工难满足。3)长时间劳作影响员工身体健康。主要难点焊接冲压涂装总装汽车四大工艺工业机器
115、人+新技术的解决方案工业机器人:1)稳定生产质量;2)提高劳动效率;3)改善工人劳动环境/强度。1)在搬运和装配场景中实现更柔和的抓取。2)切割和喷涂场景中角度更多变、使用更灵活。1)搬运、拆/码垛场景中可识别路径和物体定位。2)多机合作。柔性爪/腕视觉定位视觉检测工业机器人在汽车工艺场景中的应用装配场景中可对零部件进行外观检查。检测速度和精度双提升。442023.4 iResearch I系统集成-典型场景2:3C电子3C电子的生产场景仅部分实现工业机器人替代,机会较大搬运装配封装打磨检测质量要求较高粉尘多,环境有害流水线作业标准化程度高流水线作业标准化程度高劳动强度大标准化程度高人工目视强
116、度大、效率低精度/准确度要求高3C生产可能用到工业机器人的主要场景生产(以搬运+插件为主)组装(当前自动化程度较低)检测(技术门槛高、竞争者少)包装出货PCB板自动化生产工业机器人在3C电子工艺场景中的应用注释:标星代表未来潜力场景。来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。主要难点工业机器人+新技术的解决方案工业机器人:1)稳定生产质量;2)提高劳动效率;3)改善工人劳动环境/强度。细小零部件的搬运和装配场景中实现更柔和的、更便捷、更精准的抓取。1)各零部件的对位/定位和贴装。2)多机合作、混合拆/码垛。柔性爪/腕视觉定位视觉检测零部件的生产追溯、外观检测、缺陷检测等。检测速度和精度双提升。一般场
117、景1)焊接、装配、喷涂等场景质量要求高、速度要求快。2)搬运、检测、打磨等场景要求标准统一,且能长时间工作,人工难以满足且易损伤身体。3)整体产线变化快。3C行业较汽车行业而言,工业机器人的应用场景相对少一点。这主要是因为3C电子行业具有产线变化快的特点,产线上固定的硬件设备很难去协调生产。但随着工业机器人逐渐走向柔性化,部分轻负载的协作机器人也让“随时随地”可用逐步成为可能,工业机器人同3C电子的匹配度不断增加,应用场景进一步解锁。再加上机器视觉、柔性夹爪等的发展,3C电子现已成为国内工业机器人最热门的应用行业之一,其中PCB板生产中的组装、检测等场景蕴含机会巨大。452023.4 iRes
118、earch I系统集成-典型场景3:新能源锂电生产中后端工艺工业机器人需求旺盛注释:1)动力电池PACK指的是电池组合的包装、封装和装配。2)标星代表未来潜力场景。来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。焊接搬运装配码垛上下料检测流水线作业生产批量大、速度快精度要求高劳动强度大标准化程度高可操作性强劳动强度大标准化程度高可操作性强流水线作业标准化程度高劳动强度大标准化程度高可操作性强人工目视强度大、效率低精度/准确度要求高以锂电池生产的中后端及PACK段工艺为例工业机器人在锂电工艺场景中的应用锂电生产可能用到工业机器人的主要场景主要难点1)焊接、检测、分拣、装配、包装、等场景质量和精度要求高、速度
119、要求快。2)上下料、搬运、码垛等场景要求能长时间工作,工作强度大,人工难以满足且易损伤身体。3)易出现化学原料接触伤害。工业机器人+新技术的解决方案工业机器人:1)稳定生产质量;2)提高劳动效率;3)改善工人劳动环境/强度。可对软包电池、电路板等脆弱零部件实现柔性抓取。柔性爪/腕视觉检测可 满 足 电 芯、模 组、PACK的测量要求。近年来,随着新能源汽车的发展,锂电行业的市场规模日益增加,需求井喷,加深工业机器人在锂电生产中的理解与应用刻不容缓。锂电行业很可能成为除汽车、3C以外的一个主要赛道,也是国产化趋势下国内工业机器人相对有优势的一个主要赛道,值得系统集成商发力。锂电行业中工业机器人的
120、机会很多,以生产电芯后的后端工艺为例,模组组装和PACK装配的焊接、装配、包装、码垛等场景需求巨大。包装标准化程度高需要进行贴标46研究背景:乘着智能制造东风发展1发展环境:政策、技术、需求并进2产业链:技术和经验并重3发展趋势:智能化、柔性化、平台化4厂商评价:本体看产品,集成看经验5472023.4 iResearch I工业机器人核心技术体系及未来方向工业机器人的发展以提升应用广度和深度为方向,其中运动控制技术、控制系统技术促进产品性能提升,AI相关技术促进智能化提升来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。零部件及其组成潜在发展趋势方向减速器结构、性能(精度、扭矩、耐久性等)优化伺服系统驱动
121、器-驱动虚拟化技术:软件伺服驱动器出现,可实现更加细微的控制-高精度和高分辨率,多种信号输出方式-智能化和自适应控制-驱控一体化、集成化-编码器电机控制器硬件:工业控制板卡等-虚拟化技术-智能化和自适应控制-更开放和可编程化:支持多种编程语言、多种编程方式,且能集成各种硬件和软件系统软件:控制算法等一级标签二级标签运动控制技术伺服控制技术运动规划和行为决策技术运动控制算法环境感知算法控制系统技术控制器硬件技术控制器软件技术-主要是算法与开发通信技术安全技术传感技术视觉传感力觉传感温度传感机器人手臂设计技术结构设计关节传动系统设计人机交互技术语音交互、手势交互技术进步推动产品性能提升、应用场景扩
122、张、智能性提升工业机器人技术体系情况及未来发展方向工业机器人本身技术工业机器人其他技术AI为主智能化能力+场景优化提升交互能力降低交互门槛未来可畅想自然语言编程当前主要与机器视觉相关482023.4 iResearch I趋势1-工业机器人趋于智能化伺服、控制器等核心零部件的智能化与外部智能化产品的结合与应用共同推动工业机器人的智能化来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。工业机器人走向智能化内部驱动外部驱动机器视觉算法获取更多维度、更精准的环境数据3D工业相机激光雷达主要指伺服驱动技术的虚拟化、控制器的虚拟化。工业领域虚拟化技术的发展主要好处有两点:1)推动更加细微的控制能力的进步;2)有利于I
123、T与OT的打通与融合,工业数据沉淀与积累的数据价值将被挖掘与放大伺服驱动算法走向智能化运动控制算法、运动规划和行为决策算法走向智能化通过AI算法,对工业机器人自身所处状态(如对电机扭矩的识别)进行监测,进而预判执行任务的状态情况视觉检测,如产品缺陷、尺寸测量等视觉定位,如打孔、装配、贴标等工业机器人本身走向智能化工业机器人的智能化主要是由内外部的智能化共同驱动的。对于外部智能化,主要是通过外置设备进行多维度、多场景的数据采集及分析后,进行智能决策,进而驱动工业机器人的执行,如视觉检测、视觉定位。对于内部智能化,则主要由以下两点驱动:1)核心零部件本身走向智能化,如伺服驱动器、控制器的算法趋于智
124、能化;2)工业机器人自身运转状态的监测更加全面、控制更加精细化,自身数据的监测与控制器形成良性互补,共同推动工业机器人智能化。控制算法优化内部运转状态全面监测工业领域虚拟化技术可自主生成复杂的路径规划快速、高效执行可自主决策,应对多变的、复杂的、动态场景492023.4 iResearch I趋势2-应用场景的深度与广度再拓展精细化、标准化服务现有场景;挖掘并实现潜在应用场景来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。工业机器人应用场景深度与广度的拓展主要体现在以下两点:1)对于已有场景,主要是聚焦与解决方案的精进性与标准化,目的是为了省钱、省时、省人;2)对于潜在场景,分为两类:其一,对精度要求低、
125、价格敏感度高的产线、环节,可以开发一些低精度、相对便宜的机器人以满足生产需求,如协作机器人凭借易配置、易开发、高性价比等特点应用于食品包装等环节,提升行业、场景广度;其二,对有需求但高要求的场景,目前实现难度大,先进技术的应用主要聚焦于自适应能力和交互能力两方面,目的是提升复杂场景需求的可实现性,如切割/焊接等场景的自动轨迹生成、多机自动协作。工业机器人应用场景的深度与广度将进一步拓展潜在场景-广度已有场景-深度省钱:节约物料、减低解决方案的成本省钱+提效场景解决方案进一步精进场景解决方案走向标准化开发新产品:覆盖更多场景结合新技术:拓展更多原来有需求但难以完成的场景同一应用场景,提出不同解决
126、方案,如打磨场景:安川通过内置AI功能识别电机扭矩情况进而判断工件打磨状态,以减少对传感器的依赖发那科通过3D相机+力觉传感器确定轨迹及工件打磨状态不同应用场景,解决方案的核心内容标准化,如焊接工艺包、打磨工艺包等,降低二次开发难度省人/省事/省时:核心内容标准化,简单修改调整后即可实现新的功能及应用协作机器人、桌面机器人等轻量级、易部署、易编程的机器人传感器:力觉、视觉类传感器的应用,感知机器人本身状态、环境状态、工件装态,收集更多数据AI算法:环境感知算法、运动控制算法、自适应算法等,提升智能化与控制能力IT&OT结合:工业工具虚拟化技术,提升控制精度交互技术:chatGPT、XR等技术,
127、提升人机协同、交互不规则/非标准化产品的自动码垛/拆垛、分拣等自动生成轨迹,用于切割、焊接、喷涂、打磨、装配等自动根据产线需求调整机器功能自动的、多场景的多机协作提升应用空间精度要求低、价格敏感度高的产线、环节、场景生产制造环节-深度和广度拓展的主要环节装配环节包装环节测试环节出货环节搬运/码垛上下料打磨/抛光表面处理压铸/浇铸冲压/折弯激光打标切割锻造分拣焊接喷涂涂胶502023.4 iResearch I趋势3-工业机器人助力柔性生产工业机器人功能多样性提升、交互协作门槛降低将促进工业机器人应用场景柔性,进而提升生产产线的柔性来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。柔性生产chatGPT相当于
128、同时掌握了机器语音和人的语言,其主要意义有两点:1)助力普通用户掌握对机器人的升级和改造权,通过自然语言交互,操作人员可更直观、高效地控制机器人,故机器人功能变更的难度降低、可行性提升,人机协同交互性更强,机器人的柔性应用能力更强。2)可对机器人收集的数据进行分析和预测,助力机器人更好地理解工业环境,提升其准确度。chatGPT的应用及主要意义-“自然语言编程”传统生产位置固定:配置相对复杂,要求也相对高,安装位置基本固定功能场景相对固定:1)对于单一功能的机器人,位置确定后,功能场景也相对固定;2)对于多功能机器人,功能变更需要工程师进行重新开发、检测,且发挥的功能会受限于机器人本身的性能。
129、产品SKU相对固定:一般生产产品的品类、款式、尺寸等相对固定,变更难度大、成本高。产量可切换性弱:一般来讲,产线功能单一,大批量和小批量生产随意切换难。传统机器人位置可变:1)复合机器人可灵活、简易的调整位置;2)协作机器人部署简单,也可相对简易部署。功能场景多样化:1)复合机器人、协作机器人的功能可在新的位置、新的场景发挥同样的功能;2)协作机器人功能变更的编程操作简单,且可以与人配合,应用场景的广度得以拓展。产品SKU多样化:生产产品的品类、款式、尺寸随着产线功能场景变更而改变。产量可切换性强:产线功能多样,批量和小批量生产可随意切换,产销协同性强。工业机器人类别核心特点核心特点复合机器人
130、工业机器人类别协作机器人工业机器人助力柔性生产主要集中在生产制造环节与装配环节,其目的是满足同一产线生产产品品类、产品款式、产品尺寸多样化的能力,内核是期望实现产销协同。“位置VS功能场景VS交互与编程”是工业机器人助力柔性生产的关键,原因如下:1)位置可变减少重复配置、降低产线变更成本;2)功能场景可变主要是指在A位置实现a功能,在B位置可实现a功能,也可实现b功能等等,可提升产线各环节灵活部署的能力;3)交互及编程门槛降低,主要是降低功能场景的开发难度与周期。工业机器人助力柔性生产同时赋能所有类型的机器人,让机器人变得更容易使用生产制造环节-柔性生产的主要环节装配环节包装环节测试环节出货环
131、节搬运/码垛上下料打磨/抛光表面处理压铸/浇铸冲压/折弯激光打标切割锻造分拣焊接喷涂涂胶传统机器人512023.4 iResearch I趋势4-工业机器人趋于平台化工业机器人的平台化主要是指本体及其配件的硬件、软件趋于标准化和通用化,应用解决方案核心能力通用化来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。PC手机工业机器人平台化发展借鉴及难点大型机和迷你计算机为主,电脑的平台化聚焦于处理器、存储、显示器和输入设备。-第一款IBM PC计算机诞生,推动PC的普及和发展,硬件和软件开始兼容。-电脑的平台化主要集中在软件平台上,如操作系统、应用程序及其商店。20世纪70年代20世纪80年代1995互联网开始
132、兴起至今20134G兴起2010移动互联网元年2007非智能机时代,手机平台化主要集中在硬件平台上,如处理器、存储、显示屏、通讯芯片等。-第一代iPhone发布,iOS操作系统开放了开发者接口,推动了应用程序的发展,也为Android系统提供了借鉴。-手机平台化主要集中在软件平台上,如操作系统、API接口和应用商店等。移动互联网兴起,手机平台化已经非常成熟,此时手机厂商开始为手机用户提供更多的增值服务和生态圈,且平台也趋于多样化平台化思想标准化、模块化、开源化硬件模块标准化:1)对于机器人本体本身的零部件,具有一定通用性和扩展性的模块/模组,可在不同机器人产品中共用;2)与工业机器人配套的其他
133、产品,如充电头等,统一协议及标准,可互相替换使用软件模块标准化:控制软件模块标准化、开源性强,可在不同机器人产品中共用多样化的应用场景:为不同行业、不同场景提供相对通用化的开发包,避免重复开发,集成商或客户可通过调用工艺包、修改工艺参数等简单操作实现所需功能2000驱动程序API接口硬件规格操作系统兼容性互换性专注应用平台化意愿:工业机器人是B端驱动且行业应用门槛高,头部本体厂商话语权大且封闭性强的当下,是否有意愿促成并提升产品标准化和强兼容性?能否获益?标准化难度:1)在不同行业、不同应用场景、不同企业产线不同的前提下,如何克服工业机器人应用领域的需求复杂性和多样性?2)标准化的标准及准则是
134、否已经建立?PC互联网时代,电脑平台化的范围扩大到全球范围,主要集中在互联网服务,如电子邮件、网页浏览器、搜索引擎、社交媒体等。电脑平台化成熟,且开始从本地化向云端化转变。难点工业机器人趋于平台化发展未来,工业机器人将像PC和手机一样趋于平台化,具有高效编程、快速部署、灵活应用、降低成本等意义。但平台化过程中主要难点需正视:1)对于C端驱动且普适性强的PC和手机市场,平台化有助于快速占领市场,那对于B端驱动且行业应用门槛高的工业机器人市场,目前头部玩家平台化能得到什么?2)平台化是为了提升应用专业性、降低应用开发和使用门槛,工业领域应用的复杂性与多样性如何克服,标准化准则如何建立是当前亟待解决
135、的问题。522023.4 iResearch I趋势5-下一个热门领域预判汽车制造、电子和半导体制造、锂电/光伏制造应用潜力大注释:工业机器人未来行业应用潜力主要考虑3方面要素:1)生产制环节中适合工业机器人参与的场景;2)生产制造环节汇总工业机器人可替换人参与的危险环节;3)中大型企业数量。来源:国家统计局,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。主要制造业类别适合工业机器人的环节-重复性及标准化程度高的环节对人有危险性的环节生产流程对工业机器人的需求度生产流程中工业机器人可执行性2021年规模以上制造业企业数(个)2021年国有控股制造业企业数(个)2021年大中型企业数(个)未来行业应用潜力汽车制
136、造业焊接、冲压、切割、组装、喷涂等化学品接触、高温高压、噪音、重物搬运等7计算机、通信和其他电子设备制造业(含电子和半导体)分拣、组装、焊接、表面贴装、包装、检测等高温高压、粉尘、噪音、长时间操作等241608835081金属制造业冲压、焊接、表面处理(喷涂、电镀、热处理等)、检测、分拣、包装等化学处理(如酸洗)、粉尘、有害气体、机器操作(如切割碎片飞溅等)3工业机械制造业金属材料加工(如切割、冲压等)、组装、磨削、钻孔、检测等化学处理(如酸洗)、粉尘、有害气体、重物搬运等6035519825424铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业焊接、喷涂、
137、组装、检测、分拣、码垛、搬运等有害气体/液体、粉尘、重物搬运、高空作业等5646630879橡胶和塑料制造业混合、加热和压力注塑成型、去毛刺、切割、清洗、检测、包装等有毒材料接触、有害气体、高温高压设备操作等232782761662化工制造业清洗、投料、搅拌、温控、压控等毒性物质/气体接触、化学品泄露、爆炸和火灾等2523013382586医药制造业搅拌和混合、产品检测、包装及装卸、生产设备维护等化学品接触、机械清洗和维护、装卸等86295401603食品加工业切割和研磨、加热和杀菌、包装及装卸、清洗和消毒等机械操作、清洗、维护等3778916063864家具制造业切割、组装、打磨、喷涂检测等
138、有害气体、粉尘等714923711家电制造业组装、涂装、包装、检测、搬运等化学物品接触、粉尘、噪音、重物搬运等均属于电气机械和器材制造业,共30305个均属于电气机械和器材制造业,共719个均属于电气机械和器材制造业,共3791个锂电/光伏制造业分拣、码垛、焊接、包装、检测、搬运等有害/毒气体、粉尘、酸碱液体等工业机器人在各行业的应用潜力情况53研究背景:乘着智能制造东风发展1发展环境:政策、技术、需求并进2产业链:技术和经验并重3发展趋势:智能化、柔性化、平台化4厂商评价:本体看产品,集成看经验5542023.4 iResearch I2023.4 iResearch I13.217.78.
139、512.910.211.329.321.831.315.525.311.32002020244222005343472002020212022种子及天使轮A轮B轮C轮D轮及以后并购及战略投资5.211.612.913.735.629.88.08.79.513.17.16.36.38.950.18.620020202835657200212022零部件本体系
140、统集成全产业链其他工业机器人投融资情况-整体情况本体、其他、全产业链是主要投资方向,且处于初期阶段整体来看,工业机器人投融资市场投资热度有所缩减,2021年是小高峰。从投融资领域看,主要聚焦在本体、其他、全产业链等领域,其中,其他主要是指视觉定位、追踪、检测、激光雷达等方向,其投融资数量占统计的所有投融资数量和金额的比分别为35.8%和32.0%。从投融资轮次来看,市场整体处于早期阶段,A轮及以前的投融资数量占统计的所有投融资数量的比为60.9%。注释:1)全产业链是指企业涉及零部件、本体、集成业务;2)其他主要含视觉定位、视觉检测、激光雷达;3)企业具有多种业务时按主要业务归类;4)时间截止
141、2022.12.31。来源:IT桔子,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。注释:A轮包含pre-A、A、A+,以此类推,B、C轮也如此;D轮后融资轮次包括D轮、D+轮、E轮、H轮、IPO上市及新三板,不包含战略投资。来源:IT桔子,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2017-2022年中国工业机器人投融资数量情况2017-2022年中国工业机器人投融资轮次情况融资数量融资金额45404031503721.732.831.128.4101.957.0总计45404031503721.732.831.128.4101.957.0总计融资数量融资金额(亿元)(亿元)(个)(个)其他:主要是指视觉定位、追踪、检
142、测、激光雷达等业务企业。其他:主要是指视觉定位、追踪、检测、激光雷达等业务企业。552023.4 iResearch I2023.4 iResearch I工业机器人投融资情况-细分情况零部件中伺服+控制较热,本体中协作机器人较热零部件:市场相对冷淡,但本体企业逐步布局控制器或伺服、零部件驱控一体趋势露头,近两年在伺服+控制领域也零星出现了投融资。但值得注意的是,虽然减速器的投融资次数少,但减速器的融资金额并不比伺服+控制少。本体:从融资数量看,协作机器人占优势,占比为54.1%;但从融资金额看,具有传统机器人与协同机器人业务的企业获投金额更高。全产业链:就布局工业机器人全产业链(零部件、本体
143、、集成)的企业而言,传统机器人、协作机器人获得融资的次数、金额差异不大。来源:IT桔子,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。来源:IT桔子,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2017-2022年中国工业机器人零部件、本体、全产业链投融资情况融资数量(个)融资金额(亿元)2017 2018 2019 2020 2021 2022总计占比零部件-总计65312219100%伺服+控制4321221473.7%减速器221000526.3%本体-总计8100%传统机器人5642422337.7%协作机器人2485773354.1%传统机器人+协作机器人12000258.2%全产业链-总计
144、00%传统机器人5352322042.6%协作机器人3602321634.0%传统机器人+协作机器人3230211123.4%2002020212022总计占比零部件-总计2.02.61.90.10.50.77.8100%伺服+控制1.31.00.90.10.50.74.658.6%减速器0.61.61.00.00.00.03.241.4%本体-总计5.211.612.913.735.629.8108.9 100%传统机器人3.88.55.92.93.41.526.023.8%协作机器人0.00.00.00.00.20.91.11.0%传统机器人+协
145、作机器人1.43.27.110.732.027.581.8 75.2%全产业链-总计5.18.08.73.09.513.147.4100%传统机器人3.82.65.21.91.44.519.3 40.8%协作机器人1.04.00.01.15.17.618.8 39.6%传统机器人+协作机器人0.31.53.50.03.01.09.319.6%562023.4 iResearch I2023.4 iResearch I工业机器人投融资情况-细分情况系统集成融资仍以传统集成为主要标的,其他相关领域中机器视觉、传感器较热系统集成领域:传统系统集成在资本市场保持一定热度,系统集成+新技术(如机器视觉等
146、)成为新的投资方向,连续五年来较为稳定。其他:其他相关领域中,从融资数量看,机器视觉相关领域(如视觉定位、视觉检测、视觉定位+视觉检测)份额较高;从融资金额看,传感器领域融资金额高达40.7%,其中的激光雷达领域占据39.3%。来源:IT桔子,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。来源:IT桔子,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2017-2022年中国工业机器人系统集成及其他相关领域投融资情况融资数量(个)融资金额(亿元)2017 2018 2019 2020 2021 2022总计占比系统集成-总计46356529100%传统系统集成4413442069%系统集成+新技术022221931%其他-总计
147、87100%3D工业相机10012044.6%视觉定位4032441719.5%视觉检测2041301011.5%视觉定位+视觉检测4133441921.8%末端执行器01110255.7%末端执行器+视觉检测20110155.7%传感器(含激光雷达)1312521416.1%编程仿真10000011.1%运动控制01012044.6%其他10123189.2%2017 2018 2019 2020 2021 2022总计占比系统集成-总计2.3 4.3 1.3 2.8 6.2 4.7 21.5 100%传统系统集成2.3 4.2 0.6 1.2 3.6 1.8 13.6
148、 63.3%系统集成+新技术0.0 0.1 0.7 1.6 2.6 2.9 7.9 36.7%其他-总计7.1 6.3 6.3 8.9 50.1 8.6 87.3 100%3D工业相机1.0 0.0 0.0 1.0 2.1 0.0 4.1 4.8%视觉定位1.0 0.0 2.2 2.2 3.1 2.2 10.6 12.2%视觉检测1.1 0.0 2.3 1.1 2.1 0.0 6.6 7.5%视觉定位+视觉检测1.7 1.0 1.1 2.1 12.6 2.7 21.4 24.5%末端执行器00.10.10.200.611.1%末端执行器+视觉检测0.1 0.0 0.1 1.0 0.0 1.0
149、2.2 2.5%传感器(含激光雷达)1.0 5.1 0.4 0.1 26.9 2.0 35.6 40.7%编程仿真1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.2%运动控制0.0 0.1 0.0 0.1 1.1 0.0 1.3 1.5%其他0.0 0.0 0.1 1.0 2.2 0.1 3.5 4.0%572023.4 iResearch I本体+系统集成商-评价维度公司评价维度以需求前瞻能力、产品执行能力为一级指标,主要评价公司的未来发展空间和满足市场需求的能力来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。公司价值评价指标体系需求前瞻力代表企业所处的赛道在未来的需求空间大小,主要通过企业
150、主要下游行业的景气程度和产品所能覆盖的应用场景来判断;产品执行力代表企业产品对未来市场需求的满足能力,通过现有产品能力、企业研发实力、客户服务能力、渠道能力和上下游供应链判断。一级标签二级标签三级标签-本体厂商三级标签-系统集成厂商需求前瞻力行业景气度场景完整度产品执行力产品能力产品线完整度行业覆盖度产品价格场景覆盖度标杆案例情况研发能力研发投入/研发人员占比研发投入/研发人员占比投资并购情况投资并购情况科研/战略合作科研/战略合作新兴技术情况(视觉、AI等)服务能力服务年限服务年限标杆案例渠道能力业务分布海外市场供应链上游自主率本体情况下游集成能力配套产品情况582023.4 iResear
151、ch I本体-公司价值象限图注释:爱普生、雅马哈等知名本体企业因机器人业务信息较难获取,故不在本次研究范围内。来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。挑战玩家跟随玩家可期待玩家需求前瞻力领导玩家跟随者:产品能力有待提高、下游行业仍需拓展;可期待者:下游行业和应用场景市场空间大,产品服务能力有所欠缺;挑战者:产品服务能力出众,需完善下游行业布局;领导者:产品力和市场前瞻性均处于行业领先地位。“四大家族”占据行业领导地位,新松、埃斯顿凭借高零部件自主率、高行业景气度跻身行业领导者之列。协作机器人厂商节卡机器人、越疆机器人、珞石机器人等产品覆盖医疗、教育以及工业中的各个场景,前瞻性的布局广受市场期待。传
152、统工业机器人本体厂商在产品能力相对完善后,通过布局市场空间更大的下游行业,从有力挑战者跻身领导者本体厂商公司价值象限图传统工业机器人厂商产品执行力与需求前瞻力协同发展,协作机器人厂商则通过拓展行业和场景的广度来提高竞争力产品执行力592023.4 iResearch I系统集成商-公司价值象限图市场玩家能力较为分散,需从需求前瞻和产品执行双向发力,其中产品执行力是需求前瞻力的基础注释:样本经iFinD机器人概念股筛选补充后得出,且只统计了国内的集成商。来源:iFinD、公司年报,公司官网,专家访谈,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。需求前瞻力产品执行力机会玩家深耕玩家综合玩家跟随玩家综合玩家:需求
153、前瞻力和产品执行力双高,在系统集成市场中呈现较为领先的地位;深耕玩家:产品执行能力较强,多为深耕行业数年的传统集成商,具有一定的产品能力和服务能力,但下游布局赛道有待进一步优化;机会玩家:布局的行业赛道市场空间大,具有一定前瞻性,但产品执行力有待提升;跟随玩家:往往布局于传统赛道的特定场景,产品执行能力有待提升。KUKA、上海发那科机器人此类由国外引进的厂商,具有完整的产品能力和品牌价值;而新松、伯朗特、天奇股份等深耕集成多年,行业优势较强;埃斯顿、新时达等本体企业则有着良好的供应链能力和行业渗透率,以上三种玩家占据领导者地位.。机会玩家很少,这是因为需求前瞻往往滞后于产品执行,只有服务好原行
154、业客户的集成商,才有能力和资本去覆盖新的行业场景,否则难以切入赛道。系统集成厂商公司价值象限图60行业咨询投资研究市场进入竞争策略IPO行业顾问募投商业尽职调查投后战略咨询为企业提供市场进入机会扫描,可行性分析及路径规划为企业提供竞争策略制定,帮助企业构建长期竞争壁垒为企业提供上市招股书编撰及相关工作流程中的行业顾问服务为企业提供融资、上市中的募投报告撰写及咨询服务为投资机构提供拟投标的所在行业的基本面研究、标的项目的机会收益风险等方面的深度调查为投资机构提供投后项目的跟踪评估,包括盈利能力、风险情况、行业竞对表现、未来战略等方向。协助投资机构为投后项目公司的长期经营增长提供咨询服务艾瑞新经济
155、产业研究解决方案61艾瑞咨询是中国新经济与产业数字化洞察研究咨询服务领域的领导品牌,为客户提供专业的行业分析、数据洞察、市场研究、战略咨询及数字化解决方案,助力客户提升认知水平、盈利能力和综合竞争力。自2002年成立至今,累计发布超过3000份行业研究报告,在互联网、新经济领域的研究覆盖能力处于行业领先水平。如今,艾瑞咨询一直致力于通过科技与数据手段,并结合外部数据、客户反馈数据、内部运营数据等全域数据的收集与分析,提升客户的商业决策效率。并通过系统的数字产业、产业数据化研究及全面的供应商选择,帮助客户制定数字化战略以及落地数字化解决方案,提升客户运营效率。未来,艾瑞咨询将持续深耕商业决策服务
156、领域,致力于成为解决商业决策问题的顶级服务机构。400-026-联系我们 Contact Us企 业 微 信微 信 公 众 号关于艾瑞62法律声明版权声明本报告为艾瑞咨询制作,其版权归属艾瑞咨询,没有经过艾瑞咨询的书面许可,任何组织和个人不得以任何形式复制、传播或输出中华人民共和国境外。任何未经授权使用本报告的相关商业行为都将违反中华人民共和国著作权法和其他法律法规以及有关国际公约的规定。免责条款本报告中行业数据及相关市场预测主要为公司研究员采用桌面研究、行业访谈、市场调查及其他研究方法,部分文字和数据采集于公开信息,并且结合艾瑞监测产品数据,通过艾瑞统计预测模型估算获得;企业数据主要为访谈获得,艾瑞咨询对该等信息的准确性、完整性或可靠性作尽最大努力的追求,但不作任何保证。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的观点均不构成任何建议。本报告中发布的调研数据采用样本调研方法,其数据结果受到样本的影响。由于调研方法及样本的限制,调查资料收集范围的限制,该数据仅代表调研时间和人群的基本状况,仅服务于当前的调研目的,为市场和客户提供基本参考。受研究方法和数据获取资源的限制,本报告只提供给用户作为市场参考资料,本公司对该报告的数据和观点不承担法律责任。