万字长文解读:解读中国机器人行业的特点与机会

万字长文解读:解读中国机器人行业的特点与机会

目前,相对美、日、韩等国而言,国内机器人密度还是很低,2011年数据仅为每万人21台,不到世界平均的每万人55台。即使剔除不可比因素,国内机器人密度还存在较大的提升空间,表明中国工业机器人市场潜力巨大。中国市场是未来全球最大的机器人市场,近年来增长迅猛。国际机器人巨头纷纷抢滩中国市场,以ABB、库卡、安川电机、发那科四大家族为代表的国外机器人企业占据中国机器人市场90%以上的市场份额。而国内机 器人生产企业市场份额相对较小,2012年本土品牌机器人市场占有率8%,个体企业普遍存在规模较小、创新能力薄弱等问

来源:ofweek半导体照明网

目前,相对美、日、韩等国而言,国内机器人密度还是很低,2011年数据仅为每万人21台,不到世界平均的每万人55台。即使剔除不可比因素,国内机器人密度还存在较大的提升空间,表明中国工业机器人市场潜力巨大。中国市场是未来全球最大的机器人市场,近年来增长迅猛。国际机器人巨头纷纷抢滩中国市场,以ABB、库卡、安川电机、发那科四大家族为代表的国外机器人企业占据中国机器人市场90%以上的市场份额。而国内机器人生产企业市场份额相对较小,2012年本土品牌机器人市场占有率8%,个体企业普遍存在规模较小、创新能力薄弱等问题。

一、中国机器人市场

(一)中国工业机器人市场高速增长

中国已经成为全球工业机器人重要市场。2011年中国机器人出货量达到2.3万台,占全球出货量的13.8%,全球排名第四,同比增速达51%。2004-2012年中国工业机器人复合增速为29.7%,2009-2012年复合增速达到71.9%。

2012年国内机器人装机量达到近2.7万台,相较上年增长19.5%,高于国际机器人协会预测。根据国际机器人协会的预测及与相关国内行业内人士交流,2013年增速预计达到20%-30%。

2012年国内工业机器人存量已突破10万台,仅次于日、美、德、韩,占世界存量的8%。

目前,相对美、日、韩等国而言,国内机器人密度还是很低,2011年数据仅为每万人21台,不到世界平均的每万人55台。即使剔除不可比因素,国内机器人密度还存在较大的提升空间,表明中国工业机器人市场潜力巨大。

近年来,在中国市场,除了装机量不断上升,机器人应用的行业也不断拓宽。

汽车行业仍然是国内最大机器人应用领域,占比41%,以六轴通用机器人为主;消费电子、电子/电气行业,以及半导体(即3C行业)是劳动密集型行业,大 量使用的是SCARA和低负载的铰接式机器人(例如桌面机器人等),合计占比21%;金属制品业也以六轴通用机器人为主,占比17%。食物/饮料/个人护理行业也是用量比较大的领域,近年来更多采用并联机器人快速装卸货物。

从各领域增速来看,3C行业增速最高,其中消费电子行业年复合增长率20.2%,汽车作为传统用量最大的领域未来几年增速最低。

(二)三大因素推动中国机器人需求

1.劳动力成本上升

因素一:劳动力成本上升,人口红利逐渐消失。劳动力成本的上升激发企业机器人替代人工的诉求。

2.劳动力供给下降

因素二:劳动力供给下降。90年代中期,我国制造业从业人数大幅下降。98-99年经历了国企下岗危机,纺织等传统制造业首当其冲。2001年加入世贸组织以后,我国制造业从业人数又开始缓慢回升。但是,进入新世纪的第二个年头,80后、90后劳动人口成为主流,他们不再愿意大量从事单调重复环境差的工 作。长三角、珠三角等地低端产业用工荒明显。

3.政策支持

因素三:制造业产业升级,国家政策支持。普及机器人不只是单纯的替代人工,更是提升制造业效率与柔性的重要手段。

(三)国外机器人厂商抢滩中国市场

中国市场是未来全球最大的机器人市场,近年来增长迅猛。国际机器人巨头纷纷抢滩中国市场,以ABB、库卡、安川电机、发那科四大家族为代表的国外机器人企业占据中国机器人市场90%以上的市场份额。

在90%的机器人市场份额中,ABB、发那科、安川机电、KUKA四大家族共占57.5%。之后的三大厂商OTC、松下和川崎重工共占16%。而国内机 器人生产企业市场份额相对较小,2012年本土品牌机器人市场占有率8%,个体企业普遍存在规模较小、创新能力薄弱等问题。

这种竞争格局和国内机器人大部分用于汽车行业有关,国外机器人厂商通常与大的汽车企业绑定。例如,大众只用库卡的,经常一个新工厂购买库卡 1000-2000台机器人,通用主要用发那科的,欧系汽车品牌也更多考虑ABB。国内汽车企业也各有偏好,比如长城用安川的莫托曼,江淮汽车用ABB 的。国内机器人企业在汽车行业竞争不过国外产品,国外机器人企业在汽车行业的优势是因为国外还保留的汽车制造业,其它制造业产能都转移到了中国。

机器人本体最好的还是欧洲的产品,以库卡最为顶级,ABB机器人国产化之后,质量有所下降。日本的安川、发那科、那智不二越、松下等,与欧美产品相比较,属于质优价廉型,更加符合中国客户需求。韩国现代机器人,主要用于现代集团内部的现代重工和现代汽车,外销相对少一些。

安川和发那科等日本机器人企业对中国市场非常重视。以安川为例,最开始和首钢合作机器人本体,近期又与杭州凯尔达合作机器人本体。而且这几年安川在国内市场布局做得非常好,几乎每个重要市场都有办事处。如果未来国内没有企业能做好本体,估计国内机器人市场主要是日本企业占据大部分份额。

机器人四大家族都非常重视中国市场,纷纷在中国投资建厂,但是真正意义上研发和生产都实现本土化的只有ABB,其它如库卡、发那科等都没有真正意义上的国产化。国外机器人企业在抢占市场的同时,为国内机器人行业培养了人才,以及较为完善的供应商体系。

(四)国内机器人行业现状

1.国内机器人产业链四大环节

机器人产业链包括核心零部件生产、机器人本体制造、系统集成以及行业应用四大环节。

目前我国机器人企业真正能赚钱的业务是系统集成。关键零部件没有真正国产化,造成国产机器人本体成本远高于国外同行,很难上规模。

2.国内机器人成本高于国外

国产机器人本体成本远高于国外同类产品,特别是减速机,国内企业购买减速机的价格是国外企业的价格的将近5倍。伺服电机、控制器等关键零部件价格也显着高于国外同类产品。

3.现阶段国内机器人行业类似于美国50-60年代

现阶段国内机器人行业类似于美国上世纪50-60年代,机器人产业刚刚兴起,众多企业进入机器人行业。不同的是美国当时机器人技术是世界领先的,现在中国机器人技术明显落后于西方已经相对成熟的技术水平。

4.全国各地机器人产业园规划情况

我国机器人产业园遍地开花,地方政府采用政府补贴和税收优惠等方式催生当地机器人产业。一方面,说明国内机器人行业确实很热,大家非常看好行业前景;另外一方面,也有可能很快就出现行业产能过剩的局面,不利于行业的健康发展。

二、国内机器人行业发展方向

(一)国产机器人本体未来发展路径

现阶段国内机器人厂商在高端领域不能直接与国外企业竞争,国内机器人的成功之道在于打通上下游产业链,生产经济型机器人本体,尤其要突破减速机等关键零部件。

1.国产机器人本体成功路径--打通上下游产业链

国产机器人本体的“成功五要素”:国内机器人本体要发展的好,在“伺服系统”、“控制器”、“核心算法”、“精密减速器”,以及“应用和集成技术”这五大领域至少要有2-3个是擅长的。

这五大核心技术被称为机器人本体的“成功五要素”。国产机器人本体要发展的好,在这五大领域至少要有2-3个是擅长的。首先伺服系统和控制器这两块要吃透,然后在核心算法方面需要做到比较好。高精度机械传动(即减速机)可以采用外购。应用和集成可以本体企业自己实施,也可以给集成商来完成。

2.打通上下游产业链--“核心零部件”

(1)国内机器人各核心零部件现状

现阶段虽然核心零部件国内有企业研制出来,但是技术方面与国外有差距,还需要突破,特别是减速机。

伺服电机欧美品牌最高端,日本企业的质量也很好,整体来讲国外供应商可选择比较多,议价能力相对弱一些。国内伺服电机进步最大的是埃斯顿、广数和汇川技术。

控制器是国内企业比较拿手的,目前国内做得比较好的企业有固高、众为兴、埃斯顿、广数等企业,也有哈工大、北航等科研院所。

国外机器人企业和纳博、Harmonic两家主要减速机企业,有长期战略合作伙伴关系,而且它们需要的采购量也大,可以以较低的成本采购减速机。国内企业议价能力弱,采购成本比国外通常贵3-5倍。三大关键零部件当中,减速机利润空间最大,因此实现减速机国产化是国内机器人企业降低本体成本,实现国产机器人本体销售放量增长的关键。

需要重点讲下贝加莱和KEBA,因为这两家企业不仅仅可以提供伺服系统和控制器,还可以提供整套机器人系统解决方案,国内很多机器人本体企业刚开始就是依靠贝加莱和KEBA。

(2)在所有关键零部件中,减速机国产化是重中之重。

全球减速机市场容量估计100多亿,RV减速机和谐波减速机按数量看,两者是6:4,RV减速机主要用于20公斤以上的机器人关节,谐波用在20公斤以 下机器人关节,RV减速机由于组成零件更复杂,承载强度更高,难度要比谐波减速机大,而且RV减速机生产线投资规模远大于谐波减速机。世界范围内RV减速 机企业主要包括纳博特斯克、Spinea和住友,以纳博特斯克为主;谐波主要是Harmonic。

国内正在研制减速机,或者打算研制减速机的企业很多,RV减速机企业包括南通振康、秦川发展、山东帅克等,谐波减速机企业包括江苏绿的和中技克美。目前看谐波减速机可能比较快实现国产化,RV减速机实现国产可能还需要一些时间。如果谐波减速机能够较快突破,可以配合国内机器人本体企业,满足国内3C等行 业对20公斤以下小型通用六轴机器人强劲需求,推动机器人本体国产化的进程。

考虑到国内工艺水平以及企业经验欠缺,估计未来减速机实现国产化之后,在使用寿命和精度方面仍然会与国际一流产品有一定差距。

(3)国内机器人本体企业突破关键零部件有两种思路。

思路一:走关键零部件自主研发路线,国内南京埃斯顿、广州数控等企业利用原来在机床数控系统和伺服系统方面的经验,自主研发机器人控制器和伺服系统。

思路二:走深度合作路线,即打通机器人产业上下游。埃夫特等企业,联合上游关键零部件厂商,如固高、南通振康等,共同突破减速机等关键零部件。

3.打通上下游产业链--“机器人本体”

与国外类似,国内许多机器人厂商起源于上下游相关产业,且大多在近5年内进入机器人行业。另外,与国外不同的是,新松机器人和博实股份起源于科研院所转型,是我国进入机器人行业较早的企业。

(1)国内外机器人企业关注点不同

中外机器人企业关注点不同:国外企业更关注前沿技术的发展,国内企业关注核心零部件的突破以及在低端产能行业中寻求规模突破。

国外机器人在国内市场也已经占据了稳固的地位,但是因为国内外对机器人的要求不一样,国内机器人企业也是有机会的。国外要求机器人可以运营10-15年,但成本很高,国内客户的可能注重要求在两年内就可以把成本收回来了。所以中国的机器人市场可能就是对寿命的要求不高,但是对成本收回期要求高。要求把人减下来的同时,回收期越短越好。

(2)经济型本体是主要发展方向

在国内外对机器人行业的关注点不同的情况下,经济型本体是国产机器人本体现阶段发展方向,包括低成本的六轴通用机器人和三、四轴专用机器人。从广义上来讲,可以自由编程的自动化设备都算机器人,可以很好地实现人工替代。

由于国外机器人行业伴随汽车行业的成长,而且汽车行业对机器人精度、效率和稳定性要求都非常高。在汽车领域,国内企业短期不能和国外企业竞争。因此,国内企业应侧重开发应用于汽车产业以外一般制造业的经济型机器人。

所谓经济型本体分为两类:一是国产核心零部件可以突破,国内机器人企业可以批量化生产降低成本的通用六轴关节机器人;二是应用于某一领域的专用机器人。 比如,用于电子行业的SCARA机器人、桌面机器人就属于经济型本体中的专机。另外,用于机床上下料的桁架机器人也是专机。这类专用机器人通常三、四轴,国外通常称为机械手。

桁架机器人、桌面机器人的等专用机器人,通常可以避开关节零部件受制于国外企业的弊病。例如,桁架机器人关节是并联,每个关节的误差不会累计,不像六轴通用机器人那样关节是串联的,对每个关节精度要求都很高,每个关节误差会累计,会导致终端作业误差很大。因此,专机可以采用精度较低的传动装置。

(3)可自由编程的自动化设备

从广义上来讲,可以自由编程的自动化设备都算机器人,可以很好地实现人工替代。以AGV为例,一台普通标配的AGV可以抵三个搬运工和一个司机加一台运 输车,人工替代效果明显。从2010年开始,国内AGV市场需求成倍增长,预计2014年国内AGV的需求量将达到5万台,是2010年的10倍,总装机 量将达到25万台,成为全球AGV第一大消费国。目前AGV应用最多的是汽车行业,其次是3C行业。

新松机器人的优势不仅仅在系统集成比较强,而且在尝试各种类型的自动化设备,新松的AGV已经是拳头产品,未来可以把其它专用机器人和可编程的自动化设备发展起来,比如真空清洁机械手,以及自动码垛设备等。

4.看好能研制本体的机器人企业

我们长期看好能研制出适合中国市场需求的本体的机器人企业,因为机器人本体是自动化技术集大成者,在机器人产业链上议价能力最强,可以有效整合上游零部件企业和下游系统集成商。

从国外机器人企业发展经验来看,通常既有本体和零部件,又有集成业务的机器人企业规模会比单纯做集成,或者只有零部件业务的企业规模要大很多。机器人本体是自动化技术的集大成者,在整个机器人产业链上面占据最为重要的位置,有最大的议价能力。机器人本体企业可以利用这种优势地位,整合上游零部件企业和下 游系统集成企业。

当然,研制机器人本体只完成1/3的工作,还需要将机器人本体,与工艺和集成技术结合起来,才能最终满足客户需要,建立稳固的竞争优势。

我们认为未来国内可能出现的机器人优势企业,肯定是能够研制出世界领先水平的机器人本体的企业,而且也会从事系统集成业务,甚至还有零部件业务。

5.国内服务机器人前沿

与国外类似,医疗机器人是我国服务机器人产业化的先行者,哈工大机器人所和北航机器人所的手术机器人国内领先。在家用机器人领域,苏州科沃斯被誉为中国的“IROBOT”,其产品由于价格比国外便宜,并迅速占领国内市场。

(1)国内服务机器人的产业化先行者:医疗机器人

哈工大的腹腔镜手术机器人已经完成动物活体取胆试验,估计2年内进行临床试验。哈工大手术机器人性能和美国直觉外科公司的达芬奇机器人接近,但是有更为先进的地方,比如哈工大手术机器人能够做到手术时的反馈力,进一步提高医生的手术质量。

另外,以苏州博时为代表的国内机器人企业,在积极探索其它类型的医疗机器人,比如康复机器人、伽马刀机器人和肠道手术机器人。以上产品都有望在未来5-10年真正实现产业化。

(2)科沃斯:中国的IROBOT

苏州科沃斯原来是伊莱克斯吸尘器的代工企业,从2009年开始推出“地宝”扫地机器人,价格约为IROBOT的ROOMBA一半,迅速占领国内市场。估计2013年营收已达10个亿规模,国内市场份额超50%。

据专家估计,目前家用扫地机器人在国内的渗透率只有0.4%,而同类产品由于进入美国市场的时间要比中国早的多,从2001年至今已经过了12年的发酵,美国现在渗透率达到了16%,因此,以扫地机器人为代表的家庭服务机器人市场前景看好。

(二)系统集成商“天生”规模小

1.我国系统集成商现状

(1)国内主要集成企业与国外同行营收规模对比

国外系统集成商因为专注于机器人普及率高,且目前系统集成需求最大的汽车行业,通常与汽车厂商有长期合作关系,营收规模可以做到接近100亿。以柯马为例,其在中国的客户也主要是汽车企业,不仅有外资汽车客户,也包括长安、奇瑞和江淮等国内客户。

国内集成企业与国外同行相比较,发展时间较短,而且在汽车领域通常竞争不过国外集成商,因此,规模相对小很多。

(2)国内主要集成企业与国外同行对比

国外大型系统集成商通常是在某种工艺里面具有很强的竞争优势,例如杜尔在汽车涂装生产线集成方面具有非常强的竞争优势。当然杜尔也拓展了系统集成以外的业务,比如清洁和过滤系统。

国内系统集成企业通常并不局限于某种工艺,但是主要专注于某个行业。只有集成能力最强的新松,可以跨出汽车行业拿到其它行业的很多订单,当然新松除了系统集成业务,还有物流与仓储成套设备和交通自动化系统等业务。在业务多元化方面,新松和杜尔类似。

(3)国内系统集成商的比较优势

然而,与国内本体厂商面对国外企业强大的竞争不同,国内系统集成商却拥有本土的许多比较优势,包括渠道优势、价格优势、工程师红利等。

2.系统集成商“天生”规模小

四大因素决定集成商规模小

系统集成项目是非标准化的,每个项目都不一样,不能100%复制,所以比较难上规模。能上规模的一般都是可以复制的,比如研发一个产品,定型之后就很少改了,每个型号产品都一样,通过生产和销售就能大量复制上规模。而且由于需要垫资,集成商通常要考虑同时实施项目的数量及规模。

由于机器人是二次产品,需要熟悉下游行业的工艺,要完成重新编程、布放等工作。国内系统集成商,如果聚焦于某个领域,通常可以获得较高行业壁垒,生存没问题,但是同样由于行业壁垒,很难实现跨行业拓展业务,通过并购也行不通,因此规模做大很难。机器人系统集成商本来就该是小的,起码现阶段国内集成商规模 都不大。一般1个亿,5个亿和10个亿是门槛。1个亿以下的企业占大部分,能做到5个亿的就是行业的佼佼者,10个亿以上的全国范围屈指可数。

(1)系统集成商是以人为核心的订单型企业

系统集成商的核心竞争力是人才,其中,最为核心的是销售人员、项目工程师和现场安装调试人员,销售人员负责拿订单,项目工程师根据订单要求进行方案设计,安装调试人员到客户现场进行安装调试,并最终交付客户使用。几乎每个项目都是非标的,不能简单复制上量。

系统集成商实际是轻资产的订单型工程服务商,核心资产是销售人员、项目工程师和安装调试人员,因此,系统集成商很难通过并购的方式扩张规模。

(2)系统集成商需要垫资

系统集成的付款通常采用“3331”的方式,即图纸通过审核后拿到30%,发货后拿到30%,安装调试完毕拿到30%,最后剩10%的质保金。按照这样一个付款流程,系统集成商通常需要垫资。

一般来讲集成商资金压力不会太大,但是如果几个项目同时进行,或者说单个项目金额太大,就会存在资金压力,毕竟集成商很多业务也是外包,需要付给供应商货款,有的外购件是要求货到付款。

3.系统集成商未来发展方向

(1)汽车行业以外的其它行业集成业务迅速增加从机器人各个领域销量可以看到,系统集成业务分布的变化。现阶段,汽车工业是国内工业机器人最大的应用市场。随着市场对机器人产品认可度的不断提高,机器人应用正从汽车工业向一般工业延伸。根据IFR的数据,2011年国内食品加工工业、金属加工工业的机器人销量增幅明显高于汽车工业,说明汽车以外其它领域的系统集成正在迅速增加。

(2)系统集成行业集中度降低,标准化水平提升由于国内制造业自动化需求迅速增加,自动化集成行业也非常热。根据草根调研获得的数据,仅苏州地区从事自 动化系统集成的企业就超过200家,而4-5年前仅有不到30家。由于汽车以外的行业系统集成项目越来越多,细分领域增加会导致系统集成商数量进一步增加。可以预知,未来几年行业集中度会进一步降低。参考国外经验,未来拥有核心竞争力且能够把3C等大体量行业集成业务做精的系统集成商将脱颖而出,规模达到数十亿。

系统集成另外一个趋势是项目标准化程度将持续提高,将有利于集成企业上规模。如果系统集成只有机器人本体是标准的,整个项目标准化程度仅为30%-50%。现在很多集成商在推动机器人本体加工艺的标准化,未来系统集成项目的标准化程度有望达到75%左右。

(3)系统集成的未来是智慧工厂

智慧工厂是现代工厂信息化发展的一个新阶段,智慧工厂的核心是数字化。信息化数字化将贯通生产的各个环节,从设计到生产制造之间的不确定性降低,从而缩短产品设计到生产的转化的时间,并且提高产品的可靠性与成功率。

系统集成商的业务未来向智慧工厂或数字化工厂方向发展,将来不仅仅做硬件设备的集成,更多是顶层架构设计和软件方面的集成。新松机器人近期数字化工厂订单增加,充分说明这一趋势。

三、制造业低端产能自动化趋势是国产机器人的机会

(一)中国是制造业大国,制造业效率亟待提升

中国被誉为“世界工厂”。2012年,制造业增加值接近20万亿,接近美国的两倍。但是中国制造业人均产值只有美国的一半,说明国内生产效率明显低于发达国家。

中国制造业处于转型与升级阶段。一方面,制造业寻求效率与柔性制造;另一方面,随着人力成本上升,制造业企业开始寻求机器人替代人。

(二)普及机器人是提升制造业效率的有效途径--日本经验

日本在20世纪90年代之后,制造业总产值、GDP的增长都停滞了。但是人均制造业产值和人均制造业增加值等数据仍保持增长,说明在制造业员工数量减少的情况下,通过普及工业机器人的应用,提高自动化程度,大幅提升了劳动生产率。

(三)“低端产能”的中国机会

相对于汽车行业,我国所谓“低端产能”巨大。2012年汽车整车加零部件的行业产值4.67万亿,而食品制造业、橡胶和塑料制品业、陶瓷制品制造业、金 属制品业和医药制造业等五个行业产值合计就有8.8万亿,几乎是汽车行业的两倍。另外,电子器件行业2011年的固定资产投资额约2300亿,远高于汽车 行业的1400亿。这些汽车以外的所谓“低端产能”自动化需求起来之后,肯定会超过汽车行业。

现在国外机器人企业都是伴随着汽车行业一起成长的,但是它们对其它所谓“低端产能”产业不熟悉,国内企业在这些方面有机会。国内家电、陶瓷,石化、饲料等传统行业有巨大的产能,存在产业转型升级的需求,自动化趋势不可逆。而表现最为突出的是近几年珠三角和长三角的民营制造业的自动化需求。

人手短缺无疑是国内制造业需要提升自动化程度的主要原因。关于国内目前的制造业人手短缺,有两方面的解释:一是中国从来都缺高技术含量的产业工人,不存在把农民工转化为产业工人的环境,需要机器人或自动化设备填补这块空间;二是现在的年轻人不愿意干比较脏和比较累的活,稳定程度很差。

“低端产能”进行自动化改造,一方面是生产线人少便于管理,同时效率也高,质量有保证,另外一方面便于公司高层拿出更多的精力关注销售、服务等其它更接近市场的业务模块,便于保持公司的竞争优势。

(四)国产经济型机器人适用于“低端产能”

从统计数据中可以看出,虽然中国市场上应用于高端产能的关节型机器人(即通用六轴机器人)所占市场份额仍较大,但是增长幅度有限。后期有增长潜力的是应用于低端产能的经济型机器人,如SCARA机器人、并联机器人等。

根据IHS的数据,2012年国内机器人市场中, 通用六轴机器人占比最大,约87%。但是由于汽车以外领域自动化需求迅速增加,估计从2012年到2017年,SCARA机器人和并联机器人产生的收入预计将增长最快,因为在使用它们的产业所面临的劳动力短缺问题,不断上升的劳动力成本等问题。即食品饮料、3C等劳动密集型产业,越来越多的企业使用机器人。

由于所谓“低端产能”需求持续增加,估计未来通用六轴机器人市场占比会持续下降,但仍是国内使用的主要机器人本体。

1.“低端产能”自动化需求的经典案例:3C行业

由于全球大部分3C行业产能在中国,过去主要利用国内的人力成本优势,自动化程度很低。从富士康的百万机器人计划,可知国内3C行业现在正处于机器替代 人工的关键期。3C行业有四大,即收入大、企业规模大、就业人员基数大和机器人替代需求大,是实施自动化升级改造最好的行业之一。

3C行业会用到一部分六轴机器人,比如打磨、搬运,但是应用范围最广的还是用于装配的SCARA机器人,以及用于点胶和锡焊的桌面机器人。3C行业包括一些大企业,如富士康、华硕、明基、歌尔声学和瑞声科技等,也有大量的中小型电子厂。

(1)3C行业装配“高手”:SCARA机器人

SCARA机器人主要用于3C行业,理论市场非常大。以华硕为例,员工10万人,起码有1万人是在生产线上打螺丝,每条生产线上面有10-20个工位是打螺丝。如果用SCARA机器人打螺丝,人工替代空间会非常大。

现在SCARA在3C行业应用层面没有完全突破,市场需求还没有完全体现出来,但是未来几年潜力巨大。目前国内市场SCARA销量大概3000台不到。

SCARA机器人企业的规模普遍偏小,估计爱普生的SCARA机器人一年销量大约2000台,销售额近2个亿。但未来国内有望成长出体量非常大的SCARA机器人企业。

(2)3C行业锡焊和点胶用桌面机器人

国内3C行业对于桌面锡焊和点胶机器人的潜在需求是巨大的,理论上的市场容量有几百个亿。日本企业的桌面机器人也是随着电子产业转移到中国,同时进入中国市场的。电子行业有产品更新换代比较快、对生产线投资回收期要求更严格,一般要求一年内,或者半年,所以对机器人本体和系统集成的价格很敏感。

以前国外(主要是日本几家企业,包括车乐美、IAI、爱普生和雅马哈等)机器人价格高昂,每台15万至20万,价格昂贵,国内很多电子企业用不起。自从 国内机器人企业(如常州快克、哈工大铭赛)开发出低成本机器人(单台价格4-5万),3C行业对桌面机器人的市场需求迅速增加。

2.近两年机器人需求旺盛的几个应用领域

前面主要从行业角度分析机器人的需求情况,撇开行业因素,从具体应用领域来看,近两年需求快速增长的领域,包括机床上下料(包括钣金)、码垛与搬运、打磨与喷涂,以及铸造等。

根据IHS的数据,2012年中国工业机器人最大的应用领域是焊接,占51%,主要使用通用六轴机器人。估计从2012到2017以年复合增长率4.5%的速度增长。

3C行业最常见的应用是装配/拆卸、锡焊与点胶。许多3C行业的企业正面临劳动力短缺,工资和管理成本不断提高的问题。由于工作的高重复性,SCARA 机器人之类的专用机器人可以很好地完成这些简单动作。估计未来装配/拆卸的应用预计将增长最快的,2012年到2017年销售年复合增长率将达 20.6%。

物料操作是第二大应用领域,占24%,主要包括物料搬运,码垛,和机加工等。由于对工人安全的日益关注和不断上升的工资成本,工业机器人越来越多的被引入到物料操作过程中。预计这一领域2012年到2017年销售年复合增长率将达14.8%。

(五)国内制造业自动化改造费用估算

(1)未来国内整体自动化市场容量测算

通过估算国内制造业产能自动化改造的进程,预计我国2020年自动化集成市场容量将达到1763亿元。

根据产业调研的情况,一般3-4个亿营收规模的制造企业,通常需要1000万-2000万的自动化改造费用。因此我们按4%(3.5亿:1500万)的比率,估算我国制造业自动化改造费用。

考虑到有些行业的自动化改造不能做到完全的机器人替代,而且实施自动化改造需要时间,我们预计到2020年国内制造业产能自动化改造率达到60%。

2012年国内主要制造业总的营收规模大概20万亿,假设不同的行业未来年增速8%-15%不等,预计到2020年国内主要制造业总的营收规模达到46万亿。

根据以上条件,我们可以估算出,2017年我国制造业自动化改造费用为1153亿元,2020年将达到1763亿元。

(2)国内机器人市场容量预测

2012年我国机器人本体市场达到48亿元,加上集成,机器人市场容量总计达到192亿元。

结合行业专家分析,我们预计中国机器人市场未来10-20年均增长率为20%-30%。

机器人是制造业自动化改造的重头。到2020年,机器人市场容量预测量为1234亿元,占总的自动化改造费用估算量的70%,因为有部分自动化改造不需要用到机器人。

四、国内机器人行业近期突破方向与未来发展阶段

(一)产业链各环节的突破思路

我国机器人产业近期需要在关键零部件、机器人本体和系统集成等三个方面都要有突破。

在关键零部件突破中,有两种思路,包括自制和与外部企业深度合作,减速机国 产化是重中之重;在本体方面,我们长期看好能够突破关键零部件的本体企业,国产本体短期突破方向在于低端产能的自动化替代,长期来看还是要往高端发展。国内系统集成商相对国外具有比较优势,发展方向包括两个:一是在体量比较大的应用领域做深做专,伴随下游企业成长而成长;二是有跨领域作业的能力,通过跨领域拿单上规模。

(二)未来3-5年可能的突破点及主要方向

关键零部件:关节零部件有望实现重大突破,特别是RV减速机和谐波减速机,预计RV减速机需要3-5年时间,但是谐波减速机可能更快。伺服电机可能通过海外并购的方式实现突破。

低成本六轴通用机器人:目前看谐波减速机国产化应该时间不会太长,小型六轴通用机器人可能很快研制出低成本本体。而且从全球机器人应用从汽车向其它行业扩散的趋势来看,小型机器人市场潜力巨大。近期国内机器人企业在小型机器人领域进展较快。大型机器人需要等RV减速机先突破。估计未来5年内会出现营收规模5-10亿的六轴通用机器人企业。

四轴以下专用机器人:随着国内“低端产能”自动化需求增加,桁架机器人、SCARA机器人、DELTA并联机器人和桌面机器人的市场需求将迅速增加。能够研制出上述四轴以上专用机器人的机器人企业有望在未来5年内实现5-10亿的营收规模。

可自由编程的自动化设备:类似于AGV的其它可自由编程的自动化设备,适用于国内“低端产能”。

医疗机器人:国内服务机器人将是未来几年国内机器人行业主要发展方向之一,特别是医疗机器人方面已经取得较大进展,例如哈工大的腹腔镜微创手术机器人将在两年内实现临床,其它如康复机器人也有望很快实现产业化。

10亿以上规模的系统集成商:随着系统集成标准化程度逐步提高,以及出现更多具有跨领域系统集成能力的企业,将出现多家集成业务规模超过10亿的集成商,而且可能存在使用国产经济型本体的大规模系统集成商。

其它机器人前沿技术:目前国内机器人行业处于创新活跃期,创业型机器人企业可能在机器人智能、机器人视觉技术、人机交互等方面取得创新性的突破,取得世界领先的成果。

(三)国内机器人行业长期发展的三个阶段

现阶段我国机器人行业处于行业兴起阶段,我们预计未来5年仍这一阶段,国内机器人行业高速发展。之后随着全球机器人技术的进步,国内工业机器人行业逐渐走向成熟。我们预计15年后国内机器人行业蓬勃发展,届时机器人将走入家庭,服务机器人出现爆发式增长。

 


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