【行业观察】国内机器人产业深度观察

　　目前中国已有500多家机器人公司，有86家A股上市公司涉足机器人概念，总市值为7565.93亿元，仅与中国人寿总市值相当。工业4.0、智能制造、机器人等概念虽然满天飞，飞得太高了，离落地还太远。

　　“几乎每周都有四五家新的机器人公司出现，就连有些县也在搞机器人产业园。”沈阳新松机器人自动化股份有限公司高端装备与3D打印技术事业部总经理刘长勇说。今年4月底，江西省政府官网发布消息称，九江市星子县总投资10亿元的机器人产业园项目开工建设。此外，重庆市璧山县、河北省固安县以及香河县，都在积极筹建机器人产业园。

　　以上反映出当前对机器人产业的2点认识误区：

　　一是将吸引国外机器人投资建厂作为发展和壮大本地机器人产业的头等要务来抓，是很多地方发展机器人产业的重要手段。

　　二是一些城市仅仅依靠引进一两家国外机器人企业投资建厂，就自称“机器人产业示范基地”。这样的示范基地不具有示范性、引领性、辐射性、带动性的效果。

　　在广州开发区、黄埔区的智能装备产业园区，共有57家与机器人有关的企业，总产值达到79亿元，近5年保持着20%以上的复合增长率，占据了广州工业机器人及智能装备产业规模约200亿元的半壁江山。在广州的工业机器人领域，发展比较好的有广州数控、瑞松科技、广州启帆、明珞装备等大概十几家企业，但真正实力雄厚的可能不超过五家。

　　工业机器人的整个产业链分为上、中、下游：上游主要是关键零部件的设计与生产；中游主要是机器人本体制造，例如机械手臂；而下游则是系统集成，就是把机械手臂通过连接互联网从而实现自动化、信息化、智能化运行，中国目前在机器人工业领域主要是位于产业链的下游。

　　工业机器人有四大关键部件，包括机器人控制器、伺服驱动、伺服电机、减速器。其中，减速器是一个技术密集、多曲面、高精度的构件，在技术上是最难突破的，国产工业机器人的减速器基本依赖进口，国外几家企业垄断了市场，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，最终造成减速器在工业机器人中所占成本达到30%。在高端工业机器人领域，国产品牌无论在价格还是性能上都不具备优势。

　　国内机器人大部分用于汽车行业

　　机器人生产流程有着严格的要求。比如生产一个汽车前副车架焊接系统，首先要做数据收集，收集客户零部件的3D数据、工序流程图等，收集完后再根据生产部件的结构、工序、零件等要求设计出一个初步的方案。然后帮客户做工艺拆分、工艺布局和细化初步方案。客户评审完初步方案后，出一个系统集成的3D效果图，3D效果确认后再进入了采购、生产、加工、制造环节。制造完成后再对产品进行组装，包括机械组装和电器组装。最后一个环节是联动调试，联动调试的结果要符合3D确认的内容，以及技术协议书所签订的内容。如果客户到厂区验收项目合格，就可以收货了。之后，工程师再对生产线进行设备拆装包装，把产品发到客户公司现地，工程师再进行二次组装。收集的数据是很关键的。最核心的一点就是3D确认，设计所花的时间是比较长的，几乎占了整个生产期的一半。一个价值1000万元左右的机器人系统集成，起码需要20个以上的设计员一起工作，才可能保证一到两个月把所有图纸设计好，把工艺全部固化好。假如设计得不好，加工人员无法达到设计的精度，就会造成加工精度有偏差。

　　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。

　　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。

　　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。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。

　　贝加莱和KEBA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。

　　国内机器人本体企业突破关键零部件有两种思路：

　　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。

　　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。

　　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。因此，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。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。

　　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。

　　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。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。

　　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，也很难通过并购的方式扩张规模。

　　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。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。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。

　　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。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。

　　3C行业机器人需求大

　　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。

　　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。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。

　　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。

　　国内机器人应用领域现状

　　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。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。预计这一领域2012年到2017年销售年复合增长率将达14.8%。

　　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。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。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%。