致同咨询行业洞察高端装备制造 工业机器人行业2023年12月发布引言 工业机器人被誉为“制造业皇冠上的明珠”，具有易用性、智能化、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点，是智能制造中的重要一环。当前处于市场空间大、应用场景可拓展可精进的阶段。根据IFR数据，中国为工业机器人第一大市场，2022年我国工业机器人市场规模达87亿美元，全球占比45%。2022年中国工业机器人销量约30万台，2011-2022年复合增长率达26%，远高于全球市场的12%复合增长率。工业机器人广泛应用于消费电子、汽车、金属制品等领域，且随着新能源行业兴起，逐步向锂电、光伏等行业拓展。工业机器人市场集中度较高，由来自日本、瑞士和德国的“四大家族”长期占据主导地位。2022年发那科（FANUC）、安川（YASKAWA）、ABB、库卡（KUKA）在中国的销量市占率合计高达39%，而同期我国工业机器人龙头埃斯顿和汇川技术机器人销量市占率仅为6%和5%。此外，2022年中国市场国产化率仅36%，国产化前景广阔。产业政策频出，国家大力支持工业机器人发展。2023年1月，工信部等17部门发布“机器人 ”应用行动实施方案，方案制定了到2025年我国制造业机器人密度较2020年实现翻番的目标。同时，国务院提出的中国制造2025为中国制造业未来10年设计顶层规划和路线图，推动中国到2025年基本实现工业化，迈入制造强国行列。点击下方图标，了解相关详情行业回顾市场回顾尽调常见风险提示行业政策法规行业趋势分析定义与概念行业热点聚焦高端装备制造 工业机器人行业 1行业概况 定义与概念简介：工业机器人分类2022年中国市场工业机器人销量占比 工业机器人，指面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能。工业机器人可根据结构和功能，分为垂直多关节机器人、水平多关节机器人（SCARA）、并联机器人（DELTA）和协作机器人。数据来源：IFR、东吴证券研究所垂直多关节机器人协作机器人水平多关节机器人并联机器人67%2%7$%垂直多关节机器人 负载3-600KG 应用于汽车、食品、锂电、消费3C领域 由相互垂直的直线构成，具有高精度、高速度和高可靠性的特征。常用于装配、包装、搬运等场景水平多关节机器人（SCARA）负载3-50KG 应用于电子、食品、半导体、金属制品、医疗领域 由相互平行的直线构成，具有高速度和高精度的特征，用于要求高精度的装配和搬运任务并联机器人（DELTA）负载3-100KG 应用于电子、食品、医药领域 具有三个或多个自由度，用于要求高速度、精度的应用，具有高度灵活的结构和快速完成任务的能力协作机器人 负载3-30KG 应用于3C、汽车零部件、科研教育、机械加工领域 可以与人在同一工作空间内协同作业，区别于传统工业机器人，具有安全、易用、灵活的特征高端装备制造 工业机器人行业 2行业概况 工业机器人产业链图谱上游核心零部件减速器垂直多关节机器人并联机器人控制器水平多关节机器人协作机器人伺服电机传感器等其他零部件注：排名不分先后；数据来源：亿欧智库、36氪研究院、开源证券研究所、东吴证券研究所中游机器人本体下游集成应用汽车3C电子光伏锂电工业机器人集成产线高端装备制造 工业机器人行业 3市场回顾 全球和中国工业机器人市场规模20020202222023E2023E数据来源：IFR、中国电子学会、浙商证券研究所数据来源：IFR、中国电子学会、方正证券研究所全球工业机器人市场规模及增速亿美元亿美元中国工业机器人市场规模及增速 2023年全球工业机器人市场有望达210亿美元，预计同比增速为8%，保持较稳定的增长趋势；2019年因贸易摩擦等因素，全球工业机器人市场有所萎缩，2020年至今市场快速恢复，并维持增长趋势。中国目前是全球最大的工业机器人市场，2023年我国工业机器人市场规模有望达99亿美元，在全球工业机器人销售额比重有望达47%；2019-2023年，中国工业机器人市场规模保持超过10%的年增长，市场规模占全球规模比例呈上升趋势。全球市场规模全球同比增速中国市场规模中国同比增速中国市场占全球比例200250 0%0%-10%-20 19201910 %0%-10%-200P 0250GCEG%高端装备制造 工业机器人行业 4市场回顾 中国工业机器人市场和国产化率情况2000222023Q1数据来源：MIR，华泰研究数据来源：MIR，华泰研究2022年国内工业机器人市场竞争格局前十大工业机器人厂商销量市占率合计：66%发那科，15%KUKA，8B，8%安川，8%埃斯顿，6%雅马哈，4%埃夫特，2%川崎，3%汇川，5%爱普生，7%国内市场国产化率情况 2022年国内工业机器人市场中，发那科、ABB、KUKA、安川四大机器人家族合计占比达39%，仍占据市场主导地位；前十大工业机器人厂商合计占比达66%，其中埃斯顿、汇川技术和埃夫特为国产头部企业，合计占比达13%。工业机器人领域国产替代进程逐步提速，2023年第一季度国产化率达41%，有望实现中国制造2025提出的2025年实现工业机器人内资品牌市场份额占比50%的目标。201918 $0)26A%国产化率40P 0%0%高端装备制造 工业机器人行业 5行业回顾 上游核心零部件核心零部件成本占比核心零部件国产化率工业机器人核心零部件为减速器、伺服电机和控制器，成本占比合计高达70%。核心零部件的主要功能如下：减速器：降低伺服电机的转速和转矩，提高精度和负载，核心指标为器件寿命、精度及稳定性；伺服电机：执行控制器指令，将电能转化为机械能，实现机器人运动，核心指标为驱动器、编码器性能；控制器：控制机器人的运动轨迹、速度和姿态，是机器人的大脑，核心指标为精度、稳定性和底层算法。工业机器人核心零部件整体国产化率较低，主要技术差距包括：减速器：国产减速器精度保持度、稳定性和可靠性略低于国外领先厂商，技术创新和产品升级略有落后，定制化能力稍显不足；伺服电机：精度略低、响应速度无法跟上算法需求、多轴联动情况下的精密控制效果不足；控制器：研发时间短，缺乏大量实践数据以优化算法，成熟产品多为封闭式架构难以参考，配套的减速器和伺服电机需要进口，磨合不足。数据来源：OFWEEK机器人网，华泰研究数据来源：开源证券研究所核心零部件，70%本体，15%其他成本，15%减速器，35%伺服电机，20%控制器，15%国产 非国产800 %0%减速器伺服电机控制器655xp0%高端装备制造 工业机器人行业 6行业回顾 下游集成与应用汽车锂电光伏消费电子 汽车整装和汽车零部件生产行业高度自动化、流程标准化，是工业机器人应用成熟的产业 工业机器人几乎适配所有生产环节，包括上下料、装配、打磨、抛光等等，2025年全球汽车行业对工业机器人的需求将达到约600万台 锂电产业增速迅猛，是工业机器人未来重点发力领域 工业机器人的使用几乎可以覆盖锂电产业制片到Pack全流程，应用场景包括上下料、清洁、高速堆叠、焊接、外壳安装和打包等，全流程覆盖率有望达65%中国是全球最大光伏市场和产业链供应商，光伏产业预计保持生产出口高增长 光伏行业对工业机器人的承载能力和产线的洁净程度有较高要求，主要自动化流程有切边、装框、密封等 消费电子是工业机器人重要的下游行业，2022年终端产品出货量有所下降，但未来有望逐步回暖 消费电子自动化产线，零件重量轻，对精准度、定制程度和模块化有较高的要求，主要自动化流程包括上下料、螺丝拧紧、装配、分拣和检测等，适合SCARA、DELTA和协作机器人数据来源：TE智库其他，23%电子，21%锂电，6%光伏，5%金属加工，11%仓储物流，9%汽车，25%高端装备制造 工业机器人行业 7行业热点聚焦 工业机器人行业并购交易概览近期工业机器人行业代表性并购交易时间标的公司轮次交易金额投资方2023年10月天创机器人C轮超亿元工创汇吉基金、海创汇基金、置柏投资2023年9月长广溪智造A轮近亿元东海投资2023年6月行健智能B轮6000万元同创伟业、东方嘉富2023年6月图灵智造A轮近亿元陕煤集团、上海大钧资本、海南集润嘉等2023年5月日本GitaiB 轮3,000万美元Green Co-Invest、Pacific Bay Fund等2023年3月斯坦德机器人C轮数亿元小米产投、中信建投2022年12月智昌集团Pre-IPO轮3.5亿元宁波产业发展、余姚经开区建投2022年7月节卡机器人D轮约10亿元淡马锡、淡明、软银愿景二期等2022年6月镁加科技C轮3亿美元高盛资产管理、亚投资本、纪源资本等高端装备制造 工业机器人行业 8行业热点聚焦 热点事件互联网巨头下海，资本市场重启投资周期1月：饿了么入股服务机器人产品与解决方案提供商擎朗智能6月：字节跳动入股AMR软硬件和云服务开发的机器人企业Syrius炬星11月：美的集团公告计划全面收购库卡机器人，实现对库卡的全资控股政策明确2025年制造业机器人发展目标以及机器人十大应用场景工信部等 17 部门发布“机器人 ”应用行动实施方案，方案制定了到 2025 年我国制造业机器人密度较2020年实现翻番的目标中国工业机器人密度首超美国据国际机器人协会数据，2022年全球制造业工业机器人密度已上升至每万人141台，是六年前的两倍多。其中，我国的工业机器人的密度首次超过美国，工业机器人密度达到每万名工人322台，约是十年前的13倍，在全球排名第五政策引导下，机器人行业获得空前关注由工信部牵头、十五部门联合印发“十四五”机器人产业发展规划，倡导开展从机器人产品研制、技术创新、场景应用到模式推广的系统推进工作，支持新兴领域探索开展机器人应用机器人与AI技术结合，提高机器人在各行业的渗透率3月，谷歌与柏林工业大学共同推出了史上最大的视觉语言模型PaLM-E，该模型随后将运用到工业机器人上4月，第六届数字中国建设峰会上，阿里巴巴将千问大模型接入工业机器人，成功用对话操控机器人工作工业机器人市场持续受到资本青睐2022全年，工业机器人行业发生投融资93起，领域亿元级融资事件达41起。其中节卡机器人完成约十亿元D轮融资，并启动IPO进程，有望成为中国协作机器人第一股111月1月12月34月112月2021年2022年2023年高端装备制造 工业机器人行业 9行业政策法规(1/2)时间发布单位法规名称法规内容2023年1月工信部、教育部等十七部门“机器人 ”应用行动实施方案 到2025年，制造业机器人密度较2020年实现翻番，服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升，机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强。聚焦10大应用重点领域，突破100种以上机器人创新应用技术及解决方案，推广200个以上具有较高技术水平、创新应用模式和显著应用成效的机器人典型应用场景，打造一批“机器人 ”应用标杆企业，建设一批应用体验中心和试验验证中心。2021年12月工信部、国家发改委、教育部等八部门“十四五”智能制造发展规划 大力发展智能制造装备，推动先进工艺、信息技术与制造装备深度融合，通过智能车间/工厂建设，带动通用、专用智能制造装备加速研制和迭代升级，具体包括：研发通用智能制造装备，例如智能焊接机器人、智能移动机器人、半导体（洁净）机器人等工业机器人；研发新型智能制造装备，例如融合数字孪生、大数据、人工智能、边缘计算、虚拟现实/增强现实等新技术的智能工控系统、智能工作母机、协作机器人、自适应机器人等新型装备。2021年12月工信部、国家发改委、科技部等十五部门“十四五”机器人产业发展规划 到2025年，我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地；推动一批机器人核心技术和高端产品取得突破，整机综合指标达到国际先进水平，关键零部件性能和可靠性达到国际同类产品水平；机器人产业营业收入年均增速超过20%，建成3到5个有国际影响力的产业集群。2021年12月工信部、国家标准化管理委员会国家智能制造标准体系建设指南（2021版）加快制定人机协作系统、工艺装备、检验检测装备等智能装备标准。其中，工业机器人标准主要包括数据格式、对象字典等通用技术标准；信息模型、编程系统、用户、工业机器人之间的接口与通信标准；工业机器人与人、环境、系统及其他装备间的协同标准；性能、场所适应性等测试与评估标准。2021年10月中共中央、国务院国家标准化发展纲要 加强关键技术领域标准研究：研究制定智能船舶、高铁、新能源汽车、智能网联汽车和机器人等领域关键技术标准，推动产业变革。2021年3月全国人大常委会中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 推动制造业优化升级，深入实施智能制造和绿色制造工程，发展服务型制造新模式，推动制造业高端化智能化绿色化。培育先进制造业集群，推动集成电路、航空航天、船舶与海洋工程装备、机器人、先进轨道交通装备、先进电力装备、工程机械等产业创新发展。高端装备制造 工业机器人行业 10行业政策法规(2/2)时间发布单位法规名称法规内容2021年1月工信部基础电子元器件产业发展行动计划（2021-2023）利用我国工业领域自动化、智能化升级的机遇，面向工业机器人和智能控制系统等领域，重点推进伺服电机、控制继电器、传感器、光纤光缆、光通信器件等工业级电子元器件的应用。2021年1月工信部工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）建设工业互联网网络信息模型实验室。面向仪器仪表、数控机床、机器人等领域开发100个以上网络信息模型。2020年10月国家发改委、科技部、工信部等六部门关于支持民营企业加快改革发展与转型升级的实施意见 实施机器人及智能装备推广计划，扩大机器人及智能装备在医疗、助老助残、康复、配送以及民爆、危险化学品、煤矿、非煤矿山、消防等领域应用。加快高危行业领域“机器化换人、自动化减人”行动实施步伐，加快自动化、智能化装备推广应用及高危企业装备升级换代。2020年9月国家发改委、科技部、工信部、财政部关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见 加快高端装备制造产业补短板：重点支持工业机器人、建筑、医疗等特种机器人、高端仪器仪表、轨道交通装备、高档五轴数控机床、节能异步牵引电动机、高端医疗装备和制药装备、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶等高端装备生产，实施智能制造、智能建造试点示范。2020年8月国家标准化管理委员会等五部门国家新一代人工智能标准体系建设指南 注重与智能制造、工业互联网、机器人、车联网等相关标准体系的协调配套。建立完善智能机器人标准：围绕服务机器人，完善服务机器人硬件接口、安全使用以及多模态交互模式、功能集、服务机器人应用操作系统框架、服务机器人云平台通用要求等标准；围绕工业机器人，重点在工业机器人路径动态规划、协作型机器人设计规范等开展标准化工作。2019年12月中共中央、国务院长江三角洲区域一体化发展规划纲要 聚焦集成电路、新型显示、物联网、大数据、人工智能、新能源汽车、生命健康、大飞机、智能制造、前沿新材料十大重点领域，加快发展新能源、智能汽车、新一代移动通信产业，延伸机器人、集成电路产业链，培育一批具有国际竞争力的龙头企业。致同观点：智能制造是“中国制造2025”大背景下产业创新的重要方向，也是推动新一代信息技术和制造技术融合发展的主要渠道。近年来国家大力支持工业机器人发展，产业政策频出，产业发展将步入新阶段，迎来新的机遇、目标和挑战。高端装备制造 工业机器人行业 11行业趋势分析(1/2)主要趋势描述解决方案客户的挑战行业应用横向和纵向拓展，下游新兴市场增速强劲带动机器人整机需求增长 工业机器人主要用于电子消费和汽车领域，而随着新能源汽车与光伏产业的发展，推动工业机器人的需求多元化和市场扩容：横向拓展-向自动化程度高、标准化流程强的行业拓展：消费电子、汽车等传统行业自动化程度高、流程标准性强，是工业机器人应用成熟的行业；新能源中锂电、光伏市场增长，其标准化产品和生产过程中的自动化需求对机器人产生了需求；纵向拓展-向更精密的加工场景拓展：从过去从事搬运上下料等简单操作，向装配、打磨、抛光等高精度、高灵敏精密加工场景扩展。2022年，3C电子和食品饮料行业受消费不振影响，增速放缓，取而代之的是新能源汽车、光伏等相关产业的稳定增长。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年产销量仍保持较高速增长。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，成为我国光伏产品出口的重要支撑因素。咨询服务 商业咨询 融资并购（融资顾问）交易支持（财务、税务尽职调查、市场分析、商业计划、财务预测、估值分析等）面临市场的变革与挑战，如何更快地响应需求端的发展变化？是否有切实有效的战略规划帮助企业寻求进一步发展？人机协作不断深化，协作机器人成为赛道热点 协作机器人属于工业机器人的分支。区别于传统工业机器人追求“刚度”的特点，协作机器人更多地追求轻量化、柔性及安全协作性，在应用于工业场景中时，打破了传统工业场景的局限，在机器人产品与工人之间无需设置隔离栏进行分离，双方能够在共同空间中进行近距离交互，实现人机共融协同作业，充分发挥机器人的效率及人类的智能。由于具备使用灵活、易编程和低使用成本的优势，协作机器人正处于快速导入阶段。当前，国内协作机器人产业发展迅猛，参与企业不断提升。发展前景看，协作机器人可以满足工业和服务多个场景的应用需求，具备广阔的市场空间。根据IFR统计数据，近年来全球协作机器人销量持续保持高速增长，2021年全球销量达到3.9万台，同比增长约50%，2017-2021年复合增长率约为37%。根据高工产业研究院（GGII）预测，2023年全球协作机器人销量将达8万台，市场规模将接近120亿元。咨询服务 融资并购（融资顾问）交易支持（财务、税务尽职调查、市场分析、商业计划、财务预测、估值分析等）对协作机器人赛道企业的投资并购时，是否充分了解投资标的的盈利能力和资产质量？高端装备制造 工业机器人行业 12行业趋势分析(2/2)主要趋势描述解决方案客户的挑战5G 大数据，工业机器人未来将更高效和智能 5G联接技术的进步，为机器人协作、上云提供了必要的支撑，同时为AI、大数据等新兴技术在机器人上的应用以及机器人深入各行各业打造了坚实的基础。5G的发展为工业机器人“互联”“上云”提供高速网络支持，可以帮助机器人把大量的数据和信息处理放到云端进行，大幅降低机器人成本；其宽带实时交互可以使得机器人行为、机器人与机器人的协作和执行云端命令更加实时、高效，提高工作效率。咨询服务 融资并购（融资顾问）交易支持（财务、税务尽职调查、市场分析、商业计划、财务预测、估值分析等）如何降低工业互联网的投资成本？在工业互联网下，对信息传递、储存的安全性提出了更高的要求。AI赋能下，工业机器人正在向具身智能演进 工业机器人需要专业工程师手动编写代码来改进流程，经过反复调试后，才能匹配产线特有的任务需求，开发交付门槛较高，高昂成本极大阻碍了工业机器人的普及。而在AI的引入后，可以替代工程师在循环中的位置，工程师可通过大模型自动生成代码指令完成机器人功能的开发与调试，通过高级语言命令与语言模型交互，实现无缝部署各种平台和任务。具身智能的特点是自主感知物理世界，用拟人化的思维路径去学习，从而做出人类期待的行为反馈，而不是被动的执行。从工业领域落地情况来看，目前具身智能还处在产业发展早期，AI应用集中在部分简单场景。从愿景来看，未来在工艺改进、产线设计等环节，除了一开始的人工指导和监督外，只要把任务告知具身智能机器人，即可够实现全程无人化生产，并进行自我迭代和升级。咨询服务 融资并购（融资顾问）交易支持（财务、税务尽职调查、市场分析、商业计划、财务预测、估值分析等）如何应对技术革命对现有业务的挑战和机遇？高端装备制造 工业机器人行业 13尽调常见风险提示序号问题点致同观点1核心零部件供应商集中度高且依赖进口 工业机器人的控制和驱动功能均来自于核心零部件，包含控制器、伺服电机和减速器，由于技术壁垒较高，主要核心零部件仍被国外供应商垄断，国产化率较低（整体低于35%）。虽然国内企业已基本掌握了工业机器人的设计制造技术，并且在工业机器人精密传动技术、机器人高性能控制和驱动技术、传感技术等领域的研究也有所突破。然而在核心和关键技术的原创性研究、高可靠性关键零部件、系统工艺应用解决方案以及主机批量生产等方面仍存在一些不足。技术壁垒制约国内整机厂商渗透高精度应用场景，使得高端市场难以进入。2原材料价格的波动影响工业机器人本体制造商盈利能力 核心零部件控制器、伺服电机和减速器占机器人整机成本的比例高达70%。由于国内工业机器人整机厂商采购规模相对较小，相比外资品牌没有议价权，采购成本更高。2021年以来，进口电子元器件价格上涨，交期延长，如未来工业机器人原材料出现供应不及时、价格大幅上涨或供应商中止、减少对厂商的材料供应，而工业机器人整机厂商不能采取措施转移上述压力，将会挤压盈利空间。3市场竞争加剧，毛利率下降的风险 工业机器人部分产品细分市场扔处于快速发展阶段，但随着产业引导和资本助力新的竞争对手不断加入，原有竞争对手持续发力，同时产品普及率上升，市场规模增速放缓，机器人整机厂商将面临市场竞争加剧的风险，而价格战通常成为主要的竞争方式。当厂商对成本的控制无法匹配价格的下降，将导致盈利能力下降。因此整机厂商需要紧跟市场发展趋势，有效提升技术实力和产品质量，提高管理、生产及服务能力，通过设置较高的竞争壁垒，才能应对价格战的冲击。4存货规模较高和减值风险 对于标准化的机器人整机业务，厂商生产模式通常为“以销定产”结合安全库存；同时由于部分原材料供应链较长，通常进行提前备货以应对市场需求的波动。因此，部分整机厂商存在因技术或市场变化等原因导致的存货减值风险，如因对市场判断过于乐观，存货超额备货出现跌价风险以及因客户集中度过高，销售不及预期产生库存压力。此外，对于机器人集成业务，由于需满足终端客户定制化的需求，生产周期长于标准化产品，此外交付后须经客户上线验证，长时间的验证周期（通常大于6个月）都将导致存货规模较高和周转率较低的特点。5集成业务需要较高的营运资金投入 工业机器人集成商向终端客户交付定制化集成项目（如定制化生产线、工作站等），通常与客户约定的结算模式为3-3-3-1，即预收30%，发货收款30%，验收收款30%，10%质保金在1-2年质保期后收回。由于交付后客户的长验证周期导致应收账款和存货的周转率较低，而对上游供应商的需按约定付款，无法与下游客户收款签订背靠背的协议，且对供应商的账期也远低于下游客户的回款周期，因此集成商的业务运营需要投入较高的营运资金。高端装备制造 工业机器人行业 14行业领导合伙人陈敬文 电话 86 21 2322 0279邮箱 2023 致同会计师事务所（特殊普通合伙）。版权所有。“Grant Thornton（致同）”是指Grant Thornton 成员所在提供审计、税务和咨询服务时所使用的品牌，并按语境的要求可指一家或多家成员所。致同会计师事务所（特殊普通合伙）是Grant Thornton International Ltd（GTIL，致同国际）的成员所。GTIL（致同国际）与各成员所并非全球合伙关系。GTIL（致同国际）和各成员所是独立的法律实体。服务由各成员所提供。GTIL（致同国际）不向客户提供服务。GTIL（致同国际）与各成员所并非彼此的代理，彼此间不存在任何义务，也不为彼此的行为或疏漏承担任何责任。本出版物所含信息仅作参考之用。致同（Grant Thornton）不对任何依据本出版物内容所采取或不采取行动而导致的直接、间接或意外损失承担责任。致同咨询高端装备制造 工业机器人行业小组虞玮 合伙人 电话 86 21 2322 0588 邮箱 张龑 经理电话 86 21 2322 0302 邮箱 刘访 经理电话 86 21 2322 0477 邮箱 梁家欢 项目助理邮箱 小组成员

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2 0 2 3 年深度行业分析研究报告请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明7目录目录一、人形机器人行业发展历程一、人形机器人行业发展历程1.1 机器人行业发展历程：诞生于实验室，工业机器人先行，走. 

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智能焊接机器人行业深度报告：智能焊接大势所趋，智能焊接机器人行业深度报告：智能焊接大势所趋，看好具备先发优势的国产厂商看好具备先发优势的国产厂商首席证券分析师：周尔双执业证书编号：S060051511.

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 2023 年深度行业分析研究报告 内容目录内容目录 1.看好工业机器人赛道，受益智能制造看好工业机器人赛道，受益智能制造+国产化双重驱动国产化双重驱动.7 1.1.“机器人+”风起，看好相关产业链机会.

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版权归属 上海嘉世营销咨询有限公司人形机器人行业简析报告商业合作/内容转载/更多报告01.全球机器人行业进入智能应用期数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络全球机器人行业的发展经历了萌芽阶段（20世纪40-50年代）、初级阶段（20世纪60-70年代）、迅速发展阶段（20世纪80-90年代）、智慧化阶段（21世纪初-至今）等四个阶段。当前阶段，随着感知、计算、控制等技术的迭代升级和图像识别、自然语音处理、深度认知学习等人工智能技术在机器人领域的深入应用，机器人领域的服务化、智能化、通用化趋势日益明显。在日本，机器人的关键性部件减速器是遥遥领先的，并且已经形成了技术壁垒；德国则在原材料、本体零部件具有很大的优势；美国当前在人形机器人方面、机器人AI技术方面引领潮流。全球机器人历史发展阶段20世纪40-50年代萌芽阶段20世纪60-70年代初级阶段20世纪80-90年代迅速发展阶段21世纪初至今智慧化阶段美国橡树岭等国家实验室取得初步研究成果1945年第一台可编程式机器人诞生，具备了机器人雏形德国、日本第二次世界大战后劳动力短缺，工业基础好按程序重复作业计算机技术、传感器技术迅速发展具备初步感知、反馈能力，在工业生产中广泛应用制造业升级，工业自动化，机器人代替人具有逻辑思维、决策能力02.“具身智能”被认为是人工智能的终极形态数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络具身智能（Embodied AI）指的是具有身体的人工智能，是AI进入物理世界交互的载体。它包含AI领域几乎所有的技术，包括机器视觉、自然语言理解、认知和推理、机器学习、机器人学等，横跨多个学科方向，是人工智能的集大成者。目前，具身智能已经成为国际学术前沿研究方向，包括美国国家科学基金会在内的机构都在推动具身智能的发展，各大国际学术会议也在越来越多地关注具身智能，美国顶尖高校已经开始形成具身智能研究社区。具身智能为人工智能终极形态具身机器人四大挑战形态生成形态生成形态生成进化优化人工设计强化学习形态行为学习利用形态产生行为利用形态控制行为利用学习提升行为利用行为实现学习利用学习优化形态机器人不能够像大语言模型一样有一个基础大模型直接一步到位，做到最底层的控制。如何把机器人多模态的感官感知全部融合起来，仍面临诸多难题需要解决。机器人的发展需要收集很多数据，其中也面临很多安全隐私等方面的问题。计算能力的挑战。即使谷歌Transformer模型，要做到机器人控制，距离实际需要的控制水平仍有许多事情要做。0102030403.人形机器人有望成为“具身智能”终极载体数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络人形机器人一方面由于其与人类相似，能够更好地服务人类，所以有望成为数量最大的机器人类型；另一方面由于其下游应用广泛，所以有望接触更多复杂场景。得益于未来人形机器人基数大&场景复杂的特性，其有望成为具身智能最好的载体。今年，微软、OpenAl、Engineered Arts、特斯拉等公司相继推进 AI 机器人布局，且已有人形机器人投入实际使用，如1X Technologies披露其人形机器人EVE自今年4月以来已在美国和欧洲投入实际工作（担任保安）。2023年2月微软 宣布正在探索如何将ChatGPT扩展到机器人领域，旨在让人类用自然语言控制机器人等硬件平台。4月腾讯、小米 腾讯Robotics X实验室推出自研机器人灵巧手(TRX-Hand)和机械臂(TRX-Arm);北京小米机器人技术有限公司成立。6月英伟达、谷歌 英伟达开发IndustReal用于帮助机器人解决仿真中的装配任务;谷歌DeepMind推出用于机器人的AI智能体。3月Open Al,Engineered Arts OpenAl 领 投 挪 威 人 形 机 器 人 公 司1XTechnologies;Engineered Arts 展 示 接 入 GPT-3 的Ameca.5月特斯拉、英伟达、1X、优必选 2023特 斯拉股东大会.上展示了接通FSD算法的人形机器人Optimus最新进展;黄仁勋表示人工智能的下一个浪潮将是具身智能;1X Technologies人形机器人已在美国和欧洲担任保安;优必选发布Walker X在智慧工厂“中工作的演示视频7月达闼、谷歌 达闼展示接入大模型的类人形机器人;李飞飞团队将大模型接入机器人实现零训练行动规划;谷歌发布机器人研究新进展RT-2。04.软件决定人形机器人高度数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络人形机器人本质是AI系统落地物理世界的最佳载体，算法是核心，需与硬件匹配。算法对运动能力的控制，包括本体平衡、行走的步态、手部抓取等规划与控制。这需要成熟的感知系统基础、强大的算法分解任务和规划动作、大模型不断仿真训练以及超强的算力支撑，同时要求算法与硬件相匹配。这要求机器人企业需自研算法，并持续更新迭代。人形机器人产业链主要包括上游的核心零部件，例如无框力矩电机、空心杯电机、传感器、专用芯片等；中游为机器人本体制造，包括设计、制造、测试三大环节;下游为人形机器人应用领域，包括工业制造、仓储物流、医疗服务、商业服务、家庭使用等。人形机器人软硬件架构示意图 世界模型工艺参数文本编程语言工艺参数图形化编程语音指令工具模型感知模型拖动示范离线编程自助规划规划控制建模支持模块接口RT-Platform RT-Runtime第三方支持库RT-OSALNonkT-Runtime操作系统无框力矩电机空心杯电机编码器丝杠传感器减速器芯片 任务层任务层操作系统操作系统层支持库层支持库硬件层硬件层实时控制层实时控制层04.软件决定人形机器人高度数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络人形机器人行业产业链 上游-核心零部件中游-人形机器人本体下游-人形机器人应用无框力矩电机动力电池空心杯电机热管理系统减速器传感器编码器专用芯片行星滚柱丝杠执行器总成 机器人本体设计机器人本体测试机器人本体制造工业制造商业服务仓储物流家庭使用医疗服务 05.人形机器人三大驱动模式数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络人形机器人包括液压，气动和电机三种驱动方式。相比于液压驱动、气动驱动，电机驱动可采用多种灵活的控制方案，运动精度高，成本低，驱动效率高，能保证机器人能完成高复杂、高精度的动作。因此，基于电机驱动的人形机器人商业化机会更高。驱动方式液压驱动气动驱动电机驱动特点液压驱动系统通常由液动机(各种油缸、油马达)、伺服阀、油系、油箱等组成，以压缩机油来驱动执行机构进行工作。气力驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机(或由气压站直接供给)等组成，以压缩空气来驱动执行机构进行工作。电力驱动是利用电动机产生的力矩，直接或经过减速机构驱动机器人，以获得所需的位置、速度和加速度。优点操作力大、体积小、传动平稳且动作灵敏、耐冲击、耐振动、防爆性好。空气来源方便、动作迅速、结构简单、造价低、维修方便、防火防爆、溜气对环境无影响。电源易取得，无环境污染，响应快，驱动力较大，信号检测、传输、处理方便，可采用多种灵话的控制方案，运动精度高，成本低，驱动效率高。缺点液压驱动系统对密封的要求较高，且不宜在高温或低温的场合工作，制造精度较高，成本较高。操作力小、体积大，由于空气的压缩性大、速度不易控制、响应慢、动作不平稳、有冲击。动态形态有限、功率密度有限。使用范围液压系统具有较大的功率体积比，适合于大负载情形:安全要求高的场景。因气力驱动系统的压强一般只有60MPa左右，此类机器人适宜抓举力要求较小的场合。适合于中等负载，动作复杂、动作轨迹严格的机器人应用产品波士顿研发的Atlas东京大学研发的Liberobot本田ASIMO、AgilityRobotics研发的Digit、优必选Walker、特斯拉Optimus06.我国政策引导人形机器人产业发展数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络2023年我国相关政策密集出台，积极推动人形机器人产业发展。2023年5月31日，深圳市提出建设1000亿元人工智能基金群，推动智能机器人发展；6月15日，上海市在三年计划中提出加快人形机器人创新发展；6月28日，北京市提出集中突破人形机器人原型机关键技术；9月13日，工信部以榜单的形式鼓励各社会部门积极突破人形机器人核心技术。目前人形机器人产业尚处发展初期，我国各部门相关政策的密集出台有助于抢占行业先机，为人形机器人产业创建良好的发展环境，未来人形机器人行业有望在政策的持续催化下迎来加速发展的契机。我国政策引导人形机器人产业发展 地区文件内容2023/5/31深圳市深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案(2023-2024年)统筹设立规模1000亿元的人工智能基金群，创建人工智能先锋城市;提出民生诉求平台嵌入民意速办AI机器人，积极孵化高度智能化的生产机器人，孵化高度智能化的生产机器人。.2023/6/15上海市上海市推动制造业高质量发展三年行动计划(2023-2025年)深入贯彻制造强国战略，努力打造高端制造业增长极;打造世界级产业集群，提出加快人形机器人的创新发展。2023/6/28北京市北京市机器人产业创新发展行动方案(2023-2025年)加快推动机器人产业创新发展，紧扣机器人智能化、仿生化、模块化发展趋势，打造全球机器人产业高地;加紧布局人形机器人，支持高效和企业开展人形机器人研发攻关，集中突破人形机器人通用原型机和通用人工智能大模型等关键技术。2023/9/13工信部2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作加快人形机器人等未来产业的创新发展，鼓励企业、金融机构、科技服务机构、高校、科研院积极参与，发掘培育一批掌握关键核心技术、具备较强创新能力的优势单位，突破一批标志性技术产品，加速新技术、新产品落地应用。07.人形机器人市场规模或超千亿美元数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络人形机器人应用领域广泛，理论上能应用于绝大多数行业。传统的机器人分为工业机器人、服务机器人和特种机器人三类，能覆盖的下游场景有限，而人形机器人在结构上与人类类似，理论上能覆盖所有涉及人类作业的下游场景，未来有望应用于多个下游行业。据高盛预测，未来1015年人形机器人市场空间至少达60亿美元，最理想情况下预计2035年人形机器人市场空间有望达1540亿美元。从远期来看，马斯克预计人形机器人数量将远超电动车，假设人形机器人与人口比例为2：1，未来人形机器人需求量有望达到100200亿台。2026-2030 年全球及中国人形机器人行业市场规模预测(亿美元)2022-2028全球人形机器人市场规模预测趋势（亿美元）020406080020222023E2024E2025E2026E2027E2028E05002026E2030E全球中国08.人形机器人零部件国产替代空间大数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络2023年人形机器人核心零部件价值量排名前三的是无框力矩电机、减速器和力传感器;2030 年无框力矩电机价值量占比下降，力传感器、减速器价值量占比上升，且力传感器将超过减速器，排名第二、三者合计占比仍超过 50%。从单机价值量占比来看，无框力矩电机、减速器和力传感器价值量占比较高；从降本空间来看，空心杯电机、无框力矩电机等降本空间较大；而从国产替代空间来看，行星滚柱丝杠、空心杯电机、惯导 imu 等国产化率较低，国产替代空间大。2023 年人形机器人核心零部件价值量分布图预测中国人形机器人行业核心零部件国产替代空间对比21.0.0.0.0%4.0%1.0(.0%无框力矩电机减速器力传感器丝杠空心杯电机惯导imu其他核心零部件2023单机价值量占比国产化率部分代表企业无框力矩电机21%中等步科股份、利川科技、昊志机电等减速器16%较高绿的谐波、昊志机电、国茂股份、秦川机床、丰立智能双环传动、中大力德、科风智能等力传感器16%中等柯力传感、昊志机电等丝杠14%低五洲新春、新剑传动、贝斯特、恒立波压、秦川机床、鼎智科技、利川科技、长盛轴承、南京工艺等空心杯电机4%低鸣志电器、鼎智科技(江苏雷利)、托邦股份等惯导imu1%低芯动联科、华依科技、苏州固锝等09.中国第一、二产业人形机器人替代市场空间大数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络农业机器人的成本偏高被认为是其发展的最大制约因素之一，制约了市场的增长。随着未来人形机器人成本的下降，农业人形机器人将有巨大的机会。根据中国煤炭工业协会数据，一个人形机器人可以不间断的工作，替代3个矿工，按照1：3的比例，人形机器人在中国煤矿领域潜在的市场空间也达千亿元。未来人形机器人可替代“危、繁、脏、重”施工作业。这部分工作若由人形机器人代替，考虑到建筑行业是世界上数字化程度最低、自动化程度最低的行业之一。即使在1%替代率的保守假设下，按机器人单体30万的价格来计算，国内潜在市场空间也在千亿以上。我国第一、二产业人形机器人替代市场空间预测当前就业人数（万人）机器人单价（万元）预计替代比例（下限）预计替代比例（上限）潜在市场空间下限（亿元）潜在市场空间上限（亿元）农业17700301%5S1026550建筑592当前就业人数（万人）机器人替人比例机器人单价（万元）机器人数量（万）潜在市场空间（亿元）煤矿1221：330411220制造业104711：3.33031739519410.中国第三产业人形机器人替代市场空间数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络在家庭服务机器人领域，“陪伴”是一个未被解决的刚需。陪伴机器人就是以情感识别为特征，聚焦家居陪伴，涵盖儿童陪伴、老人陪伴、宠物陪伴等场景，而人形机器人的独特优势正有望替代家政清洁和家庭陪伴两种刚需场景，可有粘性地融合于家庭，成为智慧家庭的一部分。物流工作重复性、机械性较强，且工作时长较长，较大的工作强度使得机器人方案具备合理性。这部分物流的工作若由人形机器人代替，即使在5%替代率的保守假设下，仅国内潜在市场空间就在千亿以上。在商用领域，仅假设餐饮、旅游和酒店三个细分赛道，用保守5%的人形机器人替代率，未来国内市场空间就可以达到百亿元。我国家庭/物流行业人形机器人替代市场空间预测我国商用行业人形机器人替代市场空间预测当前就业人数（万人）机器人单价（万元）预计替代比例（下限）预计替代比例（上限）潜在市场空间下限（亿元）潜在市场空间上限（亿元）家庭服务37603050V4033840细分领域当前就业人数（万人）机器人单价（万元）预计替代比例（下限）预计替代比例（上限）潜在市场空间下限（亿元）潜在市场空间上限（亿元）物流服务快递3003050E02700外卖7003050506300合计0细分领域当前就业人数（万人）机器人单价（万元）预计替代比例（下限）预计替代比例（上限）潜在市场空间下限（亿元）潜在市场空间上限（亿元）商用餐饮2533050792275旅游283050B252酒店2743050A12466合计555832499311.各家企业持续推动人形机器人降本数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络过去高昂的成本是制约人形机器人大规模量产的关键因素，降本将是人形机器人商业化推广的必由之路。过去一台Atlas造价高达200万美金，这也导致其至今难以走出实验室、走向商业化。在电机驱动方案中，伺服驱动器将位置、速度、扭矩传输给伺服电机，伺服电机将接收到的电压信号转换为扭矩、转速，虽然扭矩密度远低于液压驱动，但电机驱动可以通过搭配减速器来加以补足，其现有技术已能满足机器人的多数运动需求，同时拥有能量转化效率、易维护、低成本、零件规整等优势。使用电机驱动和液压驱动方案的人形机器人对比比较项特斯拉Optimus优必选Walker X小米CyberOne波士顿动力Atlas成本2万美元以下(目标)10万美元以下10万美元左右200万美元.驱动方式电机驱动电机驱动电机驱动液压驱动动力扭矩峰值-200Nm300Nm890Nm(旧版)12.人形机器人的竞争格局数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络随着零矩点（ZMP）稳定性理论被攻克，人形机器人逐步由静态机转向动态机发展。波士顿动力、软银、亚马逊等企业纷纷布局人形机器人行业，2021年特斯拉强势入局，推动了全球人形机器人行业加速发展。在全球人形机器人产业逐步成长的背景下，2000年国内首台人形机器人“先行者”（国防科大发布）问世，并涌现了优必选、小米、傅利叶、达阔等一批人形机器人主机厂。各主机厂人形机器人布局型号生产商国家发布时间参敷产品特点ASIMO本田日本2000年身高13m,体重48g,最大速度是9km/h,全身57个关节实现小跑、单脚跳、上下楼梯以及踢足球等系列复杂运动Adas波士顿动力美国2013年身高1.5m,体重80g,速度1.5m/s,依靠28个液压执行器实现各种高难度运动高动态的运动性能，能做高难度运动动作Walker优必选中国2016年身高1.3m,体重63kg,具备36个高性能伺服关节突破了波动地形 上的自平衡，力位混合控制，不平整地面行走等技术GingrXR-1达阔中国2019年身高16m,重62kg,能够最快以1m/s速度移动，全身共34个智能柔性关节SCA具备抓取负载能力,能完成端茶倒水、穿针引线等高难度复杂动作AmecaEngincred Ats英国2021年高1.87m,重49kg,身体共有52个模块，支持51种关节运动实现人类面部表情的高度模仿，但运动功能非常有限CyberOne小米中国2022年身1.77m,体重52kg,单手握持1.5千克重物、多达21个自由度感知人类情绪，具有视觉建模能力Optimus特斯拉美国2022年身高1.72m,重量73kg,负载9kg,全身共28个自由度，灵巧手11个自由度具有自由行走和自我组装的能力;可以在不同的环境中自主导航GR-1傅利叶中国2023年身高1.65m,体重达到55kg,全身自由度多达40个，步行速度可达到5km/h，负重50kg采用自研FSA高性能一体化执行器，拥有强大且灵活的运动性能远征A1 智元中国2023年身高1.75m,体重S53kg,最高步速可达7km/h，全身49个自由度，整机承重80kg,单臂最大负载5g成本价不到20万元，自研核心关节电机PowerFlow,灵巧于5kilHand,统一软件框架AgiROS,语言任务模型WorkGPT,具身智脑E1-Brain架构13.大模型有望促进人形机器人加速落地数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络人工智能算法是人形机器人的“灵魂”。人形机器人软件架构自下而上可大致分为算力、操作系统、人工智能算法与应用四个层级，其中人工智能算法包括感知算法、运动控制算法、大语言模型与其他AI算法，是人形机器人“智能性”的来源。大模型蓬勃发展，催化人形机器人加速落地。Transformer架构解决了传统RNN和CNN无法解决长距离信息关联的难题，推动人工智能向大模型时代迈进，以ChatGPT为代表的大语言模型的率先落地验证了其可行性，未来更多大模型有望逐渐成熟。伴随着大模型的发展，人形机器人的可用性有望显著增强，相关产业链有望加速落地。人形机器人软件架构 Tesla有望将电动车能力复用至人形机器人 应用层人工智能算法人工智能算法人工智能算法感知算法运动控制算法感知算法应用端自平衡系统LinuxTesla Dojo、D1芯片、FSD芯片占用网络模型Transformer BEVFSD 深度学习14.人形机器人行业四大发展趋势数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络人形机器人越来越接近人以及技术的高度融合01人工智能技术让机器人可以实现多模态发展，从语音、视觉感知、决策、控制等多方面为机器人更好进行学习训练和进化，使人与机器人之间的交互形式更加多样，除了语言、肢体之外，人形机器人在未来更是有望仅通过观察人类表情就获得指令。全产业链模式的厂商将会获得优势竞争地位02整体而言，人形机器人赛道处于相当早期的阶段，当前并未形成产业化，各大参与者以研发为主，赛道的参与者主要将其定位为基础研究平台。从产业链发展趋势来看，“核心零部件生产 本体生产 系统集成”的全产业链模式的厂商将会获得优势竞争地位。“机器人 ”加速机器人应用拓展在人工智能、新型传感、生物仿生、新材料等多种技术融合驱动下，机器人向复杂精密场景渗透的步伐不断加快，在未来可落地的应用场景进一步打开了想象空间，并在关键零部件性能提升，拓展应用深度广度，有力支撑行业数字化转型、智能化升级。伦理和法规问题将变得更加重要人形机器人引发了一系列伦理问题，包括机器人是否应该拥有权利、如何处理机器人的责任问题以及机器人在决策中的角色等。社会需要制定相关法律和伦理准则来解决这些问题，以确保人形机器人的发展不会伤害社会价值观和道德标准。本报告为简版报告，内容均从嘉世咨询原有完整报告中精炼提取，如需了解详细内容，请联系：.本报告中的所有内容，包括但不限于文字报道、照片、影像、插图、图表等素材，均受中华人民共和国著作权法、中华人民共和国著作权法实施细则及国际著作权公约的保护。本报告的著作权属于上海嘉世营销咨询有限公司所有，如需转发、转载、引用必须在显著位置标注出处，并且不得对转载内容进行任何更改。本报告是免费报告，任何机构和个人不得将本报告用于收费为目的经营活动。版权说明版权归属 上海嘉世营销咨询有限公司

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