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檀所长:藏不住了!产量暴涨60% 下一个黄金赛道即将起飞?!

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发表于 2021-9-6 20:20:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
  随着工业自动化的发展,越来越多的领域开始使用工业机器人代替人力。

  近年来,我国工业机器人发展逐渐得到重视,国家出台各种鼓励措施,地方也争相设立发展目标,核心内容是实现自主创新、加快国产替代进程。

  目前,我国工业机器人行业正处于初步产业化阶段,从发展期逐渐迈向成熟期。

  什么是工业机器人?

  所谓的工业机器人是指在工业生产中使用的机器人的总称,是一种通过编程或示教实现自动运行,具有多关节或多自由度,并且具有一定感知功能,从而实现对环境和工作对象自主判断和决策,能够代替人工完成各类繁重、乏味或有害环境下体力劳动的自动化机器。

  图1:工业机器人结构示意

  在分析工业机器人行业之前,还是很有必要对行业内的专有名词做个解释的。一方面,不会让大家为此对这个行业望而却步;另一方面,也可以使大家对行业有一个更清晰的认识、知道我们在讲什么,从而建立起自己对整个行业的一个知识框架。

  ·伺服系统/伺服电机:能够实现输出变量精确跟随或复现输入变量的控制系统。机械行业中的伺服系统指精密机械设备高端领域中被控的电机执行频繁变化的位置、力矩或速度指令,精确地控制机械系统运动的位移、速度、出力或角度。简单点说,就是指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动。

  ·减速器:多个齿轮组成的传动零部件,利用齿轮的啮合改变系统输出的转速、扭矩及承载能力。

  ·谐波减速器:由谐波发生器、刚轮、柔轮三个主要部件组成的精密减速器,具有体积小、重量轻、输出转矩大等特点,但动态特性抗冲击力较差。

  ·RV减速器:Rotary Vector,减速器由第一级渐开线行星传动和第二级摆线行星传动组成的减速装置。特点在于承受大负荷的同时保证高精度,减速齿轮需要具有耐磨性和高刚性,对精密加工及装配技术要求较高。

  ·控制器:控制系统,用于对执行机构的控制,已完成特定的工作任务。

  新兴领域带来增量市场

  工业机器人有望继续放量

  我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代,大体可分为四个阶段:

  ·理论研究阶段:20世纪70年代-80年代初期,研究单位主要分布在国内高校,这一阶段受到国家经济因素的制约,对工业机器人的研究暂停留在理论上,为后续工业机器人的研究奠定了基础。

  ·样机研发阶段:20世纪80年代中期,随着工业发达国家工业机器人的普及应用,国家组织对工业机器人需求行业的调研,投入大量的资金开展对工业机器人的研究,进入了样机开发阶段。

  ·示范应用阶段:20世纪90年代,确定了特种机器人与工业机器人及其应用工程并重、以应用带动关键技术和基础研究的发展方针。这一阶段共研制出平面关节型统配机器人、直角坐标机器人、弧焊机器人、点焊机器人及自动引导类等7种工业机器人系列产品。

  ·初步产业化阶段:21世纪,国家紧抓增强自主创新能力这一主线,国内一大批企业或自主研制或与科学院所合作,进入工业机器人和生产行列,我国工业机器人进入初步产业化阶段。

  从应用领域上看,目前工业机器人主要应用于汽车、3C、金属、化学品与橡胶与塑料、食品等领域的生产制造中,其中两大下游行业为汽车和3C行业。

  图2:工业机器人下游行业分布

  机器人应用工艺有焊接、搬运、码垛、喷涂、切割、打磨抛光、装配、检测、注塑、锻造、冲压、机械加工等,主要应用场景为搬运上下料及焊接。

  图3:工业机器人应用场景分布

  随着新能源汽车行业的快速发展、5G商用牌照的陆续发放带来的5G手机加速渗透,同时伴随产品的加速更新换代,汽车制造和3C行业对工业机器人的需求逐步企稳。

  图4:新能源汽车销量及渗透率

  图5:中国5G手机加速渗透

  此外,新兴应用领域也在不断出现,如新能源电池、光伏制造、环保装备、高端家电、轨道交通等。2019年,电子、汽车整车行业市场需求下滑;锂电、光伏、食品医疗、物流、金属加巟等行业保持较高速增长。工业机器人下游应用行业逐渐由汽车向一般工业如金属加工、食品医疗、日化、光伏、通讯等行业进行渗透,新兴细分行业带来新的增量市场。

  2021年1-7月,国内工业机器人累计产量205094台,同比增长64.6%,实现强势复苏。长期来看,在智能生产和自动化的大趋势下,以及绿色经济带来的新一轮产业结构转型升级,新兴应用领域的出现及两大下游行业的需求企稳回升,工业机器人有望继续放量。

  图6:我国工业机器人累计产量及同比

  进口替代稳步推进

  国产化率或将进一步提升

  工业机器人行业按产业链分为上游、中游、下游和行业应用。上游主要为零部件供应商,三大主要零部件为伺服系统、减速器和控制器。中游为工业机器人本体生产,即机座和执行机构,包括手臂、腕部等。下游为系统集成商,根据不同的应用场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发。

  图7:工业机器人产业链

  在整个工业机器人产业链中,上游核心零部件盈利能力最强,成本占比最高,占整体生产成本的60%左右,其中减速器一项便占到总体成本的30%左右,伺服系统占比20%。

  从盈利水平来看,上游核心零部件的盈利水平也较高,其中减速器毛利率为40%,伺服系统为35%,控制器为25%。下游系统集成毛利率为35%。中游机器人本体生产成本占比最高为30%,但是毛利率却最低,仅为15%。

  图8:工业机器人产业链生产成本占比及毛利率

  目前,我国工业机器人部分核心配件国产化程度较高,但国内精密减速器、控制器、伺服系统以及高性能驱动器等机器人核心零部件大部分依赖进口。

  据统计,在新安装的机器人中,有71%的零部件皆来自国外,国产化率不足30%。其中,在上游最重要的三大零部件——减速器、伺服系统和控制器中,国产化率分别约为30%、22%、35%。国产化率相对较低。

  但是,近年来工业机器人的核心零部件的国产化率在持续提高。已有不少国内厂商取得了不同程度的突破。

  减速器方面,谐波减速器国产化进程较快,绿地谐波已实现量产,并在国内谐波减速器市场占有较高的份额;RV减速器精密性更高,国产化率较低,但双环传动、南通振康等国产厂商已实现批量销售。

  伺服电机方面,目前具备自主产权和较大生产规模的国产厂商已经具备一定规模。控制器方面,华中数控、新松等厂商在硬件上已经接近国际水平。

  从这个角度来看,我国工业机器人处于快速替代进口产品的阶段,核心零部件国产化正在稳步推进。

  政策方面,机器人作为我国智能制造发展领域的重要一环,相关扶持政策也是密集发布,大多从鼓励突破核心技术、进行自主创新、加快国产化进程的角度出发鼓励行业积极发展。

  图9:中国工业机器人主要政策及详情

  整体来看,在智能生产和自动化的大趋势下,随着汽车、3C领域需求的不断回升叠加新兴行业带来新的增量市场,工业机器人有望继续放量。另一方面,政策不断加码、进口替代进程不断推进,工业机器人核心零部件国产化率或将进一步提升,行业有望驶入快车道。

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