深度分析机器人行业,绝对干货!(一)% S- C" |6 X5 Y* t& U
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二、国内机器人行业发展方向 % P3 N+ ^- N( {1 V1 I6 H6 E
" [& `! q4 o3 Z! I# H$ N: u (一)国产机器人本体未来发展路径 % Z" ]: a9 b6 e8 g* D- s
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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。
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国产机器人本体成功路径--打通上下游产业链 ; I" G) L2 Z6 g9 D* V( ]5 I' h; d' P
1 S" I0 t: e3 U" {% U5 X; U: r 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。 4 w' z' y% D1 s6 e: R" J* n
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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。
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2.打通上下游产业链--“核心零部件” $ `3 ]; D4 d# U. ~. y* f
& u' ?9 O F/ B/ Z4 i (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。 ( p# P3 T0 W, z$ O
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。 7 E# Q5 ?7 R5 u1 ]
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。 . Q: `, u, X) S: E4 F9 t
9 U1 |* }' {9 b* G! B/ n5 \ (2)在所有关键零部件中,减速机国产化是重中之重。
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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.
+ O K c7 O& ^+ I& o. n2 c 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。
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; O0 K3 P8 }0 S" |% W7 W7 R(3)国内机器人本体企业突破关键零部件有两种思路。 ! k6 k2 K1 O! L4 d
1 Z3 b8 q6 _# h2 d s 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。
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( N: h# Q" a6 f5 d 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。 / G3 o- _2 I$ Z: p5 s$ M7 |7 h. b7 x
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3.打通上下游产业链--“机器人本体”
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' ^5 H2 i5 u# T* w2 e0 u 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。 ' |% S! g# E- i S$ J4 R
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(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。
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2 Y" l) H- n/ `8 b; z6 U0 P (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。
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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。
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0 R9 q$ d6 u; }. T" a$ u% E (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。 4 a* @2 T+ Y r. b# H
2 X8 F* t3 ^9 o/ C 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。
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& s' F8 {! m6 l* j0 f/ V E 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。 3 o& f: Y/ ]# ]$ E9 F
9 M5 H& V9 O/ x' E; E 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。
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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。
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* T* P$ |! Q R3 ^( G% o J5 R" M 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。
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# [2 W; w; G7 J2 j$ ?# }& k(二)系统集成商“天生”规模小 . n B: l& L) T. j( F: f
我国系统集成商现状
8 I' h; z! c, @" X8 J) }) [ (1)国内主要集成企业与国外同行营收规模对比
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1 j9 t. x* M. {' E- h K 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。 ) r1 e8 {3 w* O8 |0 J E$ c- L
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。 5 @" ]$ {) \' k4 |7 q* P
(2)国内主要集成企业与国外同行对比
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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。
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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。 ! A( n- u/ P# }$ k' H/ t: L2 I
(3)国内系统集成商的比较优势 5 `9 W& V" {& |) N3 y
$ q* u9 {) s n 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。 4 S/ D( x2 W' }: F1 F+ U3 F2 T
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2.系统集成商“天生”规模小 : ?9 Y" F6 S: ^! m3 P
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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。
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(1)系统集成商是以人为核心的订单型企业
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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。 0 Z$ s4 b2 B6 t$ m! _& }
$ L+ O4 h9 l: ~% o 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。 / I0 S8 M7 z. F; S. i, d. Q
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(2)系统集成商需要垫资 0 W3 W Y7 B/ b' b" P* ]. m
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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。 ' o8 N( u5 ] \' D$ @) v
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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。 0 k) r( i, s1 M4 I) s, R2 v
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三、制造业低端产能自动化趋势是国产机器人的机会
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4 Y/ i: C" e) U (一)中国是制造业大国,制造业效率亟待提升
6 w- B4 C( O7 Y8 i" w 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。 & L* I2 z. d' o% L( ~
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。 ! Z$ z) T# G$ s7 K$ c
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(二)普及机器人是提升制造业效率的有效途径--日本经验 " d% G4 {3 h2 A Y- @* b( s5 I
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。 ' t5 h% q2 A' e: v# [
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(三)“低端产能”的中国机会
% Q6 J" {7 m2 K) }9 k 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。
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8 d* `) Q. d; e0 B* _ (四)国产经济型机器人适用于“低端产能” + [5 d& C) ]& ^2 J0 p" v) ]
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。
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2 N0 v( @( N2 w! w2 R 近两年机器人需求旺盛的几个应用领域 " \0 x! F. d. s' h/ M$ L0 Y
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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。
( B6 \ x0 U+ A( U (五)国内制造业自动化改造费用估算 7 e b) n, S: y) h2 E1 E% n9 B
(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。
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6 `3 c) ^" L/ `- s; ~/ ]- s 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。 * v* G4 |( _; w& m
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%.
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6 T! ^2 G) M4 y2 V* h3 v' y 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。
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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。 + z+ S& [( t, D7 X+ @/ n
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(2)国内机器人市场容量预测 ' Y7 K9 e8 G6 W, A3 X# q0 h& J( \
; |* e" E0 J g, r0 p8 s8 T! o 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。
) X) z; S5 M/ ]! G4 X 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%.
, N" T- _" g9 f) |3 h5 E2 F- A 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。 5 w2 }3 L7 j' F" o
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