2020 工業(yè)機器人行業(yè)研究報告

　　核心觀點：

　　短期看下游需求復蘇。受下游諸如汽車、3C 等行業(yè)影響，自 18 年 9 月起我國工 業(yè)機器人產(chǎn)量進入負增長，行業(yè)持續(xù)低迷，但從 19 年 10 月開始，增速首次轉正 并保持上漲趨勢至今，今年年初雖受到新冠疫情影響但并沒有改變這種趨勢。最新 數(shù)據(jù)顯示，11 月份中國工業(yè)機器人產(chǎn)量為 23635 套，創(chuàng)下歷史單月產(chǎn)量新高。1- 11 月份，國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)量累計 20.68 萬套，同比增長 22.2%，行業(yè)已經(jīng)基本 擺脫低谷，進入新一輪的景氣周期。

　　長期看機器換人加速。根據(jù) IFR 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2019 年我國每萬名產(chǎn)業(yè)工人所擁有的 工業(yè)機器人數(shù)量僅為 187 臺，遠低于日本、德國等傳統(tǒng)制造業(yè)強國的水平。近年 來，一方面人口紅利的逐漸消失使我國人工成本的快速上升，另一方面工業(yè)機器人 產(chǎn)業(yè)鏈上國產(chǎn)化率的不斷提升又降低了企業(yè)進行自動化改造的資金門檻，二者將共 同推動機器換人的進程，帶動工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展。

　　人機協(xié)作是行業(yè)的發(fā)展趨勢。當前，工業(yè)機器人的應用場景愈加廣泛，苛刻的生產(chǎn) 環(huán)境對機器人的體積、重量、靈活度等提出了更高的要求，工業(yè)機器人正向著小型 化、輕型化、柔性化的方向發(fā)展，類人精細化操作能力不斷增強。隨著機器人易用 性、穩(wěn)定性以及智能水平的不斷提升，機器人的應用領域逐漸由搬運、焊接、裝配 等操作型任務向加工型任務拓展，人機協(xié)作成為工業(yè)機器人研發(fā)的重要方向。

1. 工業(yè)機器人行業(yè)持續(xù)復蘇，機器換人與國產(chǎn)替代雙重驅(qū)動

　　1.1. 工業(yè)機器人行業(yè)拐點已到，疫情不改復蘇趨勢

　　根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，我國工業(yè)機器人產(chǎn)量增速從 2017 年年底開始逐 漸放緩，自 2018 年 9 月起我國工業(yè)機器人產(chǎn)量進入負增長，行業(yè)持續(xù)低迷，這主 要是因為工業(yè)機器人作為典型的通用設備，具有一定的周期性，受下游諸如汽車、 3C 等行業(yè)景氣度的影響較大。但從 2019 年 10 月開始，我國工業(yè)機器人產(chǎn)量增 速首次轉正，并保持上漲趨勢至今，增幅屢創(chuàng)新高，2020 年年初雖然受到新冠疫 情影響但并沒有改變行業(yè)上行的趨勢。

　　最新數(shù)據(jù)顯示，11 月份中國工業(yè)機器人產(chǎn)量為 23635 套，創(chuàng)下歷史單月產(chǎn)量 新高，同比增長 31.7%，雖然相比上月 38.5%的增速有所放緩，但仍是今年第三 高增速。今年 1-11 月份，國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)量累計 20.68 萬套，同比增長 22.2%， 長期來看，整個工業(yè)機器人行業(yè)已經(jīng)擺脫了前兩年的低谷，進入新一輪的景氣周期。

　　從短期看，我們認為本次工業(yè)機器人行業(yè)的爆發(fā)主要是受益于兩點：一是國內(nèi)疫情結束后下游制造業(yè)的快速復蘇，二是疫情后各生產(chǎn)企業(yè)自動化升級需求的進一步增強。

　　首先，在其他各國因疫情影響停工停產(chǎn)時，中國作為目前疫情控制最為得當 的國家，大量承接了來自世界各地的生產(chǎn)制造需求，這部分因為國外疫情而承接 的訂單促使國內(nèi)制造業(yè)形成了一個小高峰，間接帶動了工業(yè)機器人行業(yè)的增長。憑借著對新冠疫情采取的有效應對手段，國內(nèi)整體經(jīng)濟得以快速恢復，使得中國 成為目前世界主要經(jīng)濟體中唯一保持 GDP 正增長的國家。

　　此外，經(jīng)過本次疫情，各個生產(chǎn)企業(yè)在復工復產(chǎn)的過程中逐漸認識到自動化 生產(chǎn)、減小人員依賴的重要性，開始嘗試提高自己的自動化率，同時國家出臺的 各類免稅政策也讓這些企業(yè)有了富余資金去購買相關設備，這也是疫情以來工業(yè) 機器人下游需求持續(xù)增長的重要原因之一。

　　我國疫情后制造業(yè) PMI 的變動情況也有所體現(xiàn)。11 月份，中國制造業(yè) PMI 為 52.1%，比上月上升 0.7 個百分點，連續(xù) 9 個月位于枯榮線以上，且仍在繼續(xù)上升 中，表明我國制造業(yè)的恢復性增長有所加快，整個工業(yè)機器人行業(yè)也有望跟隨下 游制造業(yè)的景氣同步增長。

　　1.2. 政策驅(qū)動下工業(yè)機器人市場迎來迅速發(fā)展

　　自德國首先于 2011 年提出以智能制造為核心的“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略之后，各國 紛紛開始制定相關政策大力發(fā)展制造業(yè)，以智能化為標志的第四代工業(yè)革命正在 全球范圍內(nèi)蓬勃展開。其中，工業(yè)機器人作為工業(yè)化和信息化的完美結合，以其 天然的數(shù)字化特性，打通了單個生產(chǎn)設備到整個生產(chǎn)網(wǎng)絡的連接，進而支撐起第 四次工業(yè)革命豐富多彩的應用場景。如果說，過去二十年互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展聯(lián)通了我 們每一個人，那么未來二十年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將會聯(lián)通每一臺工業(yè)機器人，從 而帶來生產(chǎn)效率乃至生產(chǎn)方式的全面革新。

　　工業(yè)機器人在國內(nèi)的發(fā)展最早可追溯到科技部的 863 項目，對機器人相關技 術研發(fā)給予扶持。2006 年 2 月，國務院印發(fā)了《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃 綱要(2006-2020 年)》，智能機器人首次被納入前沿技術中的先進制造技術，之后 隨著 2015 年《中國制造 2025》戰(zhàn)略出臺并實施，各級地方政府積極推進地區(qū)規(guī) 劃政策落實，中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)也迎來了迅速發(fā)展。

　　當前，工業(yè)機器人在汽車、3C 電子、金屬制品、塑料及化工產(chǎn)品等行業(yè)已經(jīng) 得到了廣泛的應用，并且隨著性能不斷提升，以及各種應用場景的不斷明晰，我 國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出不斷深化、不斷擴大應用的態(tài)勢，目前我國工業(yè)機器人 市場約占全球市場份額的三分之一，是全球第一大工業(yè)機器人應用市場。2019 年 全年，全球共新增工業(yè)機器人 36.5 萬套，亞洲地區(qū)的安裝量占到了全球總安裝量 的三分之二，其中中國以 14.05 萬臺的安裝量遙遙領先，幾乎是第二名日本的三 倍。

　　根據(jù)中國電子學會及 IFR 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在 2014 年到 2017 年的 4 年間，我國工 業(yè)機器人市場規(guī)模幾乎實現(xiàn)了翻倍增長，年均復合增速接近 30%，2018 年雖然受 到宏觀環(huán)境的影響增速放緩至 5.9%，但仍然高于全球增速 5.3 個百分點。此外， 與發(fā)達國家相比，我國制造業(yè)自動化水平仍然比較低，我國生產(chǎn)制造智能化改造 升級的需求日益凸顯，工業(yè)機器人需求依然旺盛，預計到 2023 年，我國工業(yè)機器 人市場規(guī)模將突破 100 億美元。

　　1.3. 人口紅利逐漸消失 倒逼自動化進程加速

　　改革開放以來，大量勞動力涌入城市，以低廉的勞動力成本為特征的勞動密 集型產(chǎn)業(yè)推動中國逐步成為世界工廠，拉動過去中國經(jīng)濟高速增長。然而近年來， 人口紅利的逐漸消失與人工成本的快速上升對制造業(yè)未來的發(fā)展帶來了極大的挑 戰(zhàn)。

　　根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，我國人口結構中 15-64 歲所占的比例自 2010 年 以來就呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，2019 年占比為 70.7%，較 2018 年下降 0.5 個百 分點，并且降幅還有進一步擴大的趨勢。

　　同時，企業(yè)的用人成本也在不斷攀升，2019 年制造業(yè)生產(chǎn)工人平均年薪達到 了 58356 元，同比增長 8.21%。勞動力人口的不斷下降與人工成本的不斷上升倒 逼企業(yè)進行自動化改造，“機器換人”將會成為未來十年我國制造業(yè)轉型升級的主旋律。

　　另一方面，我國工業(yè)機器人的密度相比發(fā)達國家仍有較大差距。根據(jù) IFR 數(shù) 據(jù)統(tǒng)計，2019 年我國每萬名產(chǎn)業(yè)工人所擁有的工業(yè)機器人數(shù)量僅為 187 臺，而韓 國、日本、德國、美國、意大利等傳統(tǒng)制造業(yè)強國的數(shù)據(jù)分別為 855 臺、364 臺、 346 臺、228 臺和 212 臺，從滲透率的角度來看，相比我國世界工廠的地位，我 國自動化水平還有極大的提升空間。

　　從增長率來看，2019年我國每萬名產(chǎn)業(yè)工人所擁有的工業(yè)機器人數(shù)量較2018 年有 33.6%的提升，大幅超過韓國、日本約 10%左右的增速，而德美意等國同期 的增速僅為 5%左右。樂觀預計，未來 3-5 年，隨著產(chǎn)業(yè)轉型升級與自動化進程的 不斷推進，我國工業(yè)機器人密度有望逐漸追平日本、德國的水平。

　　1.4. 工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈一覽

　　工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過 30 余年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。工業(yè)機 器人產(chǎn)業(yè)鏈上游是核心零部件，包括控制器、伺服系統(tǒng)和減速器三大部分，這三 種部件是工業(yè)機器人中核心技術之所在。產(chǎn)業(yè)鏈中游是機器人本體制造，發(fā)那科、 ABB、庫卡、安川四大家族具有明顯優(yōu)勢，占據(jù)了全球工業(yè)機器人市場份額的 40%， 而國產(chǎn)廠商因為起步較晚，還處在追趕階段。下游是系統(tǒng)集成，目前主要集中在 汽車制造和 3c 電子行業(yè)，二者幾乎占據(jù)了整個工業(yè)機器人下游應用的半壁江山， 但在食品飲料、物流、光伏、鋰電等長尾市場增速較快。

　　從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游核心零部件是一臺工業(yè)機器人成本中占比最高的部 分，約為 70%左右，系統(tǒng)集成硬件成本較低，比較偏向服務，提供解決方案，而 中游機器人本體廠商或采購核心零部件或使用自家的核心零部件，因此成本相差 較大，二三線品牌因為不掌握核心零部件盈利水平較低。

　　從盈利能力來看，產(chǎn)業(yè)鏈上游核心零部件、中游本體和下游集成的毛利率水 平基本符合“微笑曲線”，上游、下游毛利較高，中游本體毛利最低。上游核心零 部件的高毛利主要來源于技術壁壘，下游集成高毛利主要來自于品牌溢價及客戶資源壁壘。

2. 工業(yè)機器人核心競爭力

　　2.1. 工業(yè)機器人的大腦-控制器

　　控制器相當于工業(yè)機器人的大腦，負責控制整臺機器人的運動，核心技術集 中于軟件算法?？刂破髯钅荏w現(xiàn)各個廠商的調(diào)教水平與風格，一般由機器人廠家 自主設計研發(fā)，是各個機器人廠商的“軟實力”。

　　工業(yè)機器人控制器的主要任務是接收來自視覺、力覺等傳感器的檢測信號， 根據(jù)操作任務的要求驅(qū)動機械臂中的各個伺服電機，進而控制機器人在工作空間 中的運動位置、運動姿態(tài)、速度、軌跡、操作順序及動作的時間等，同時控制器也 具有各類輸入輸出接口、人機交互界面等，擁有編程簡單、在線操作提示、使用軟 件菜單操作和使用方便等特點。

　　控制器與機器人本體一樣，一般由機器人廠家自主設計研發(fā)。目前主流機器 人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平臺基礎上進行自主研發(fā)，各品牌 機器人均有自己的控制系統(tǒng)與之匹配，因此控制器的市場份額基本和機器人市場 份額保持一致，發(fā)那科、庫卡、ABB、安川分別占據(jù)前四名，國內(nèi)企業(yè)控制器尚未 形成市場競爭優(yōu)勢，占比僅為 16%左右。

　　近年來，國內(nèi)運動控制技術也有了較快的發(fā)展，一些傳統(tǒng) CNC 設備的生產(chǎn)廠 家憑借著已有的數(shù)控技術基礎開始研制具有運動控制特征的產(chǎn)品，使得通用運動 控制產(chǎn)品開始擴展開來。其中機器人專用運動控制產(chǎn)品的開發(fā)和行業(yè)應用的推廣 也逐漸走向成熟和產(chǎn)業(yè)化，這類企業(yè)以廣州數(shù)控、埃斯頓等為代表，他們不只開 發(fā)出機器人專用的控制系統(tǒng)，還借此進入機器人行業(yè)，并成為國產(chǎn)機器人企業(yè)中 的代表。

　　此外，國內(nèi)也誕生了一批專注于運動控制產(chǎn)品的企業(yè)，為無力研發(fā)自主控制 器的小型工業(yè)機器人廠家提供解決方案，這類企業(yè)以固高科技為代表，固高科技 是國內(nèi)較早實現(xiàn)六軸機器人控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)之一，目前主要向工業(yè)機器人 集成商提供控制系統(tǒng)平臺。

　　目前國產(chǎn)控制器與國際先進水平相比還存在較大差距，主要體現(xiàn)在核心底層 算法上，例如參數(shù)自整定，抑震算法，轉矩波動補償?shù)鹊龋瑢е聡a(chǎn)工業(yè)機器人精 確性、穩(wěn)定性、故障率和易用性等關鍵指標不如發(fā)那科、ABB、安川、庫卡“四大 家族”的產(chǎn)品，這也和國內(nèi)廠家重硬件、輕軟件有關。當前工業(yè)機器人需要實現(xiàn)的 動作愈加復雜，想要在高速的運動中實現(xiàn)精準的控制，其背后需要的是長期的多 軸聯(lián)動控制技術積累，控制器必須足夠“聰明”，而先進核心算法的缺失使國產(chǎn)控 制器要想從“能用”到“好用”還有很長的路要走。

　　2.2. 工業(yè)機器人的執(zhí)行機構-伺服系統(tǒng)

　　當控制器發(fā)出運動指令后，需要相應的機構部件去精確執(zhí)行，這就是伺服系 統(tǒng)的主要作用。伺服系統(tǒng)可以看作是工業(yè)機器人的小腦，根據(jù)控制器的命令為機 器人關節(jié)的運動提供精準的位移、速度與力矩，一個典型的伺服系統(tǒng)包含有伺服 驅(qū)動器和伺服電機兩部分。

　　伺服驅(qū)動器中主要包括整流部、逆變部、控制部等部分，伺服電機一般包含 電機和編碼器兩個部分，編碼器可以將精確測量的轉子位置與電機轉速反饋至驅(qū) 動器，從而形成一個完整控制回路。商用電經(jīng)過整流、逆變，接收控制部得到的指 令信號與編碼器的反饋信號，最終輸出合適的 SPWM 波形驅(qū)動伺服電機運轉。當 前交流伺服驅(qū)動器設計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置 3 閉環(huán)控制 算法，對閉環(huán)系統(tǒng)的設計、調(diào)試要求都很高，這也是伺服系統(tǒng)中核心難點所在。

　　伺服系統(tǒng)的下游行業(yè)應用主要集中在電子及半導體制造設備、機床、工業(yè)機 器人、鋰電制造設備等領域，其中在工業(yè)機器人上的應用大概占據(jù)整體應用的 9.4%，由于對位移、速度等的精度要求較高，應用在工業(yè)機器人上的多為伺服系 統(tǒng)中的高端產(chǎn)品。

　　從市占率來看，外資品牌占據(jù)了國內(nèi)伺服系統(tǒng)市場的大部分份額。以三菱、 安川、松下為代表的日系伺服系統(tǒng)占據(jù)了市場的前三名，占比合計超過 30%，緊 隨其后的是臺系伺服的臺達和歐系伺服的西門子，占比分別為 9.9%和 6.5%，而 以匯川技術和禾川科技為代表的國產(chǎn)伺服廠商雖然近年來發(fā)展十分迅速，但市占 率仍然較小，分別為 6.2%和 1.5%，還有很大的提升空間。

　　目前國產(chǎn)伺服系統(tǒng)與國際先進水平在動力輸出功率方面大體相同，沒有明顯 差距，差距主要體現(xiàn)在響應速度、大小和穩(wěn)定性等方面。在運動控制性能方面，西 門子的產(chǎn)品具備 2kHz 的速度環(huán)頻率響應能力，安川為 1.5kHz，多摩川和匯川則 都為 1.2kHz，歐系產(chǎn)品優(yōu)勢更為明顯，尤其在要求高速度和精度的領域。日系伺 服產(chǎn)品的穩(wěn)定性較好，可以滿足大部分應用領域的需求，尤其是小功率電機，優(yōu) 勢明顯。在伺服系統(tǒng)大小方面，為了配合機器人的體形，伺服系統(tǒng)必須體積小、質(zhì) 量小、軸向尺寸短，相比國產(chǎn)伺服系統(tǒng)，日系、歐系產(chǎn)品更加緊湊。

　　2.3. 伺服系統(tǒng)的搭檔-減速器

　　雖然有了控制器發(fā)出的指令、有了伺服系統(tǒng)去執(zhí)行，但是這樣輸出到終端還 是不夠。以安川的小型伺服系統(tǒng)為例，最高轉速為 3000r/min，力矩為 0.016～ 0.16N.m，而機器人上各個軸的工作轉速每分鐘不過一百轉左右，所需轉矩卻遠遠 超出伺服電機的工作范圍，這時就需要搭配減速器使機器人每個軸的輸出參數(shù)達 到所需要求。

　　如果工業(yè)機器人使用伺服電機直接驅(qū)動，在低頻運轉下容易出現(xiàn)發(fā)熱和低頻 振動，不利于其精確、可靠地運行。而減速器能夠使伺服電機在一個合適的速度 下運轉，并精確地將轉速降到工業(yè)機器人各部位需要的參數(shù)，提高機械體剛性的 同時輸出更大的力矩。例如，使用一個減速比為 50:1 的減速器就能輕松將額定扭 矩為 0.1Nm 的電機扭矩提升到 5Nm，使其能夠承受更高的負載，并且適當減小 輸出轉速，提高控制分辨率和閉環(huán)精度。

　　在工業(yè)機器人領域使用的減速器主要有 RV 減速器和諧波減速機兩類。其中 RV 減速機擁有更高的精度和承載能力，但體積重量較大并且結構復雜，一般放置 在機座、大臂、肩部等重負載的位置;而諧波減速器結構簡單緊湊，但承載能力不 高，多用在小型機器人和大型機器人的小臂、腕部、手部等低載荷的部位。兩種減 速器使用場景不同，是互補的關系，并不存在相互替代的競爭。

　　減速器的核心難點主要在于精密加工、齒面熱處理、裝配精度、大規(guī)模生產(chǎn) 與檢測等工藝環(huán)節(jié)上，恰恰是我國制造業(yè)基礎配套體系中最薄弱的部分，需要長 期的經(jīng)驗積累。與國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn)減速器主要在使用壽命及穩(wěn)定性上有較大 差距，剛剛投入使用時各項性能接近國外產(chǎn)品，但隨著一段時間的使用后磨損加 劇，出現(xiàn)漏油，精度、剛度等指標有所下降，這種不穩(wěn)定性使得國產(chǎn)減速器大多只 能應用于中低端市場，很難進入國際一線工業(yè)機器人品牌的供應鏈。

　　減速器作為純粹的機械零件，核心技術與工業(yè)機器人并不相關，因此包括 ABB、 發(fā)那科、安川、庫卡在內(nèi)的工業(yè)機器人巨頭也均不自研減速器，全部向外采購。目 前 RV 減速器和諧波減速器市場基本由日系廠商壟斷，以納博特斯克、住友、哈 默納科、新寶為代表，占據(jù)了全球機器人減速器市場的大部分份額，其中納博特 斯克與哈默納科分別在 RV 減速器領域和諧波減速器領域處于壟斷地位。

　　國產(chǎn)減速器廠商近年來有一定的進步，主要以諧波減速器領域的綠的諧波為 代表，產(chǎn)品性能已經(jīng)和哈默納科達到同一水平，近年來逐步開始進入國際主流機 器人廠商進行測試，有望在未來 1-2 年內(nèi)實現(xiàn)快速放量。而在 RV 減速器領域， 由于其復雜且精密的機械結構，加工難度較大，國產(chǎn) RV 減速器廠商與日系品牌 還有很大差距。

3. 工業(yè)機器人的多應用場景

　　3.1. 工業(yè)機器人概覽

　　工業(yè)機器人自誕生以來，演變出越來越多樣的機械結構，應用場景越來越廣泛，當前，工業(yè)機器人可以分為多關節(jié)機器人、SCARA(水平多關節(jié))機器人、坐標機器人、協(xié)作機器人、Delta(并聯(lián))機器人、AGV(工廠物流倉儲機器人) 等。

　　2019 年，多關節(jié)機器人在國內(nèi)工業(yè)機器人市場銷量約為 10 萬臺，是應用最 為廣泛的工業(yè)機器人，占比達到 69%，SCARA 機器人銷量約為 3.5 萬臺，占比 23%，協(xié)作機器人銷量約為 0.6 萬臺，占比 4% 左右，并聯(lián)機器人銷量約為 0.5 萬臺，占比約為 3.4%。

　　從品牌結構來看，2019 年國內(nèi)工業(yè)機器人市場前四名仍然被發(fā)那科、ABB、 庫卡、安川所占據(jù)，占比分別為 12%、11%、8%、7.6%，“四大家族”仍然是工 業(yè)機器人領域的第一梯隊，愛普生、雅馬哈、那智等二線品牌憑借著 SCARA 以 及小六軸等技術水平要求不高的機器人也搶占了一定的市場。而國產(chǎn)廠商雖然近 年來進步明顯，但市占率仍然較低，埃斯頓作為出貨量最高的國產(chǎn)工業(yè)機器人廠 商市占率僅為 2.4%，匯川、眾為興和埃夫特等市占率均不到 2%。

　　3.2. 不同種類的工業(yè)機器人

　　3.2.1. 多關節(jié)機器人

　　多關節(jié)機器人一般指六軸機器人，擁有 6 個可以自由旋轉的關節(jié)，提供的 6 自由度可以使其在三維空間中自由活動，可以模擬所有人手能實現(xiàn)的動作，通用 性極高，應用也最為廣泛，但同時控制難度也最高，價格最為昂貴。

　　搭配不同的末端執(zhí)行器，多關節(jié)機器人可以實現(xiàn)不同的功能，較高的自由度 使得多關節(jié)機器人可以靈活的繞開目標進行作業(yè)，適用于包括搬運、裝配、焊接、 打磨拋光、噴涂、點膠等幾乎所有的制造工藝。

　　2019 年，國內(nèi)多關節(jié)機器人市場前四名分別是發(fā)那科、ABB、庫卡和安川， 市占率合計超過 50%，與其他二線品牌拉開了較大差距。國產(chǎn)品牌雖然也有一定 的市場份額，但除埃斯頓外產(chǎn)品主要集中在 20kg 以下的中小負載多關節(jié)機器人 市場，高于 20kg 的大負載多關節(jié)機器人市場還是外資品牌的天下。

　　從出貨量上來看，由于多關節(jié)機器人憑借其強大的性能，多應用于汽車工業(yè)， 而隨著傳統(tǒng)汽車行業(yè)近年來需求逐漸觸頂，固定資產(chǎn)投資的下滑對多關節(jié)機器人 的出貨量也造成了一定影響，18 年后增速逐漸放緩。但隨著未來新能源汽車需求 的崛起與小六軸機器人在一般制造業(yè)應用的不斷擴展，多關節(jié)機器人的出貨量增 速有望回升至 8%左右。

　　3.2.2. SCARA 機器人

　　SCARA 機器人，即水平多關節(jié)機器人，與多關節(jié)機器人不同的是 SCARA 機 器人一般只有 4 個可以自由活動的關節(jié)，前 3 個關節(jié)使得 SCARA 機器人只能在 二維平面內(nèi)自由活動，第 4 個關節(jié)連接末端執(zhí)行器，只能沿 Z 軸上下移動，提供 了受限的三維活動能力。但與此同時，較少的自由度意味著需要更少的伺服電機 和減速器，控制算法也會更加簡單，體積也可以做的更加小巧，相比多關節(jié)機器 人成本得以大幅降低。

　　SCARA 機器人可以看作是只能處理部分限定工作的特化型機器人，比如在 平面上的挑揀、裝配、點膠、鎖附、貼標等，并且較小的體積也減小了生產(chǎn)線空間 的占用，非常適合 3C 電子等產(chǎn)品體積不大的行業(yè)。

　　從市場結構來看，2019 年國內(nèi) SCARA 機器人市場主要由愛普生和雅馬哈占 據(jù)，合計占比約 45%，三菱、眾為興、匯川、臺達緊隨其后，市占率均為 7%-8% 左右。由于 SCARA 機器人技術門檻不高，各廠商之間價格戰(zhàn)較為激烈，毛利率 顯著低于多關節(jié)機器人，因此包括 ABB、發(fā)那科、庫卡和安川在內(nèi)的“四大家族” 均不把 SCARA 機器人作為重點產(chǎn)品，市場主要由各二線機器人品牌占據(jù)。

　　從出貨量上來看，SCARA 機器人除 2019 年受到宏觀環(huán)境影響出現(xiàn)短暫負增 長，其余時間均保持著較快增長，并且受益于近年來 3C 行業(yè)可穿戴設備、TWS 耳機等產(chǎn)品的火爆，SCARA 機器人未來仍有望維持較高的增速。

　　3.2.3. 并聯(lián)機器人

　　并聯(lián)機器人，可以定義為動平臺和定平臺通過至少兩個獨立的運動鏈相連接， 機構具有兩個或兩個以上自由度，且以并聯(lián)方式驅(qū)動的一種閉環(huán)機構,一般以 3 軸 最為常見。并聯(lián)機器人的特點為無累積誤差、精度較高，驅(qū)動裝置可置于定平臺 上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應好。并聯(lián)機器人在生產(chǎn)線上一般用于對輕小物件的分揀、搬運、裝箱、貼標、檢測 等工作，廣泛應用于食品、制藥、電子、日化等行業(yè)。

　　并聯(lián)機器人問世之初的應用 對象主要是大型乳企以及液體袋裝藥和藥片的生產(chǎn)藥企，大多負載都在 3kg 以下， 后續(xù)的增長主要來源于乳制品行業(yè)之外的食品行業(yè)，如糖果、巧克力、月餅等生 產(chǎn)企業(yè)，以及醫(yī)藥、3C 電子、印刷以及其他輕工行業(yè)。

　　2013 年及以前，國內(nèi)并聯(lián)機器人市場主要由 ABB、發(fā)那科等少數(shù)幾個品牌開 拓，但隨著 2012 年 ABB 公司 Delta 并聯(lián)機器人專利解禁，國內(nèi)市場上涌現(xiàn)出 了一大批并聯(lián)機器人企業(yè)，基本都直接開拓市場，并且涉及眾多應用行業(yè)，較大 程度拓寬了市場應用范圍。從市場結構來看，2019 年國內(nèi)并聯(lián)機器人市場主要由 ABB、天津晨星、上海勃肯特和發(fā)那科占據(jù)，占比分別為 16.8%、11%、10%和 9%，國產(chǎn)并聯(lián)機器人廠商市占率較高。

　　從出貨量上來看，相對于多關節(jié)型工業(yè)機器人，國內(nèi)并聯(lián)機器人當前市場需 求明顯偏小，占整個工業(yè)機器人市場的出貨量不足 5%。預計 2020 年并聯(lián)機器人 全年出貨量可以達到五千余臺，隨著下游應用細分行業(yè)的進一步擴展以及使用場 景的進一步豐富，未來兩年并聯(lián)機器人行業(yè)年均增速預計可達 10%左右。

　　3.2.4. AGV 機器人

　　AGV (Automated Guided Vehicle) 機器人，一般稱為 AGV 搬運機器人或 AGV 小車，是以電池為動力源的一種自動操縱行駛的工業(yè)車輛。區(qū)別于固定安裝 在流水線旁的傳統(tǒng)工業(yè)機器人，AGV 機器人主要功能集中在自動物流搬轉運，通 過特殊地標導航自動將物品運輸至指定地點，因此要實現(xiàn)自主移動，導航系統(tǒng)是 AGV 機器人的關鍵，常見的引導方式為磁條引導，激光引導，磁釘導航、慣性導 航等。

　　AGV 機器人的應用可以實現(xiàn)高柔性和可拓展性的自動化物流，從而達到降低 成本、提高效率、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期的效果。AGV 機器人無需人的參與，就可以 實現(xiàn) 24 小時連續(xù)運轉，大大提高產(chǎn)品物料等的搬運效率，并且 AGV 系統(tǒng)可與工 廠內(nèi)部現(xiàn)有 MES、ERP 等系統(tǒng)對接，實現(xiàn)全數(shù)字化管理，有效規(guī)避人為因素，提 高生產(chǎn)質(zhì)量水平。

　　隨著工廠自動化、計算機集成制造系統(tǒng)技術逐步發(fā)展、以及柔性制造系統(tǒng)、 自動化立體倉庫的廣泛應用，AGV 作為聯(lián)系和調(diào)節(jié)離散型物流管理系統(tǒng)使其作業(yè) 連續(xù)化的必要自動化搬運裝卸手段，其應用范圍和技術水平得到了迅猛的發(fā)展。

　　從下游行業(yè)應用分布來看，隨著近年來智能倉儲物流的興起，京東、亞馬遜、 阿里巴巴、申通、順豐等電商巨頭和快遞業(yè)龍頭對分揀機器人、AGV、無人倉等 大幅度加碼，智慧物流已成為物流行業(yè)的大勢所趨。電商快遞是 AGV 機器人的第 一大應用行業(yè)，占比 34.5%，汽車、家電行業(yè)分列二、三名，占比分別為 21.2% 和 18.5%。

　　近年來，AGV 機器人正處于市場繁榮期，其行業(yè)的快速發(fā)展帶來了與之相關 的整個產(chǎn)業(yè)鏈的競相涌入，傳統(tǒng)叉車廠商、物流系統(tǒng)集成商、其他類別的工業(yè)機 器人企業(yè)乃至應用企業(yè)都進入了 AGV 行業(yè)。

　　2019 年，國內(nèi) AGV 機器人市場集中度較低，北京極智嘉、上?？靷}、華曉精密、杭州?？怠⑸蜿栃滤傻瘸鲐浟颗旁谑袌銮傲?，并且由于 AGV 機器人核心技術與傳統(tǒng)工業(yè)機器人并不一樣，技術門檻不高，國內(nèi)外技術水品無明顯差距，因此國內(nèi) AGV 機器人市場大多都被國產(chǎn)品牌所占據(jù)。

　　從出貨量上來看，近年來國內(nèi) AGV 機器人增長速度較快，15 年到 19 年的 4 年間的年均復合增速達 57.7%，即使是 19 年整個工業(yè)機器人行業(yè)遇冷 AGV 機器人也保持了 16.7%的增速。在中國制造 2025、智慧物流等各項政策的保駕護航，以及電商快遞、新能源、醫(yī)療等新興行業(yè)市場需求的持續(xù)釋放下，未來兩年我國 AGV 機器人銷售量預計仍將維持接近 20%的增長速度。

　　3.3. 長尾市場將成為未來工業(yè)機器人的增長點

　　按應用行業(yè)分，汽車行業(yè)仍然是工業(yè)機器人下游應用占比最高的行業(yè)，約占 整個工業(yè)機器人市場出貨量的 35%，其中在汽車零部件和汽車整車中的應用分別 占比 23%和 12%。3C 電子行業(yè)緊隨其后，占比 23%，排在第二位。金屬加工行 業(yè)排在第三位，占整個市場出貨量的 12.2%。工業(yè)機器人在食品飲料行業(yè)、鋰電 行業(yè)、家電行業(yè)、光伏行業(yè)等長尾市場的占比仍然較小，分別只有 5.9%、5.6%、 5%和 3.1%，但他們的增速遠高于汽車、3C 電子這些較為成熟的市場，隨著下游 行業(yè)應用場景的進一步豐富，這些長尾市場未來將有更大的增長空間。

　　從行業(yè)占比變動來看，2019 年工業(yè)機器人在汽車行業(yè)的應用占比同比下滑 0.8%，這主要是因為汽車行業(yè)近年來市場需求逐漸觸頂，造成行業(yè)固定資產(chǎn)投資 降低，從而影響了工業(yè)機器人在汽車行業(yè)的出貨量，雖然汽車行業(yè)目前仍然是工 業(yè)機器人的第一大應用行業(yè)，但其已經(jīng)趨于一個存量市場，不再會像過去十年一 樣成為工業(yè)機器人行業(yè)的增長點。

　　2019 年工業(yè)機器人在 3C 電子行業(yè)的應用占比同比略微上升約 0.4%，與汽車行業(yè)相似，3C 電子行業(yè)的下游需求也出現(xiàn)了飽和的趨勢。以行業(yè)內(nèi)最主要的產(chǎn)品智能手機為例，跟隨著移動互聯(lián)浪潮不斷普及，智能手機高速增長的階段已經(jīng)過去，近年來國內(nèi)市場智能手機的出貨量也呈現(xiàn)出下滑的趨勢，工業(yè)機器人在 3C 行業(yè)中的應用增速也逐漸放緩。

　　2019 年我國工業(yè)機器人下游行業(yè)應用中占比增長較快的行業(yè)分別是食品飲 料、光伏和鋰電，同比增速分別為 127%、55%和 24%。對食品飲料行業(yè)來說， 隨著近年來圖像識別和抓取等技術有了進一步的發(fā)展，使得機器人逐漸具備了處 理精致而多樣化產(chǎn)品的能力，在食品行業(yè)中使用機器人進行挑揀、包裝和檢測越 來越常見。此外，隨著食品安全的要求越來越嚴格，使用機器人替代人工，降低生 產(chǎn)過程中的人為干擾也可以降低污染的風險。

　　隨著近年來國家新能源戰(zhàn)略的逐步推進，光伏和鋰電行業(yè)逐漸受益，預計十 四五期間我國將以更大的決心、力度和舉措推進能源革命，加快構建清潔低碳、 安全高效的能源體系。2020 年中國光伏發(fā)電累計裝機預計將達 2.4 億千瓦，保守 估計未來五年年均光伏新增裝機規(guī)模也將在 0.7 億千瓦左右。2020 年前 11 個月， 我國新能源汽車產(chǎn)量僅占汽車總產(chǎn)量的 5.1%，而根據(jù)規(guī)劃，到 2025 年新能源汽 車新車銷售量將達到汽車新車銷售總量的 20%。光伏和鋰電行業(yè)的持續(xù)景氣將釋 放更多的自動化需求，帶動未來工業(yè)機器人的進一步增長。

　　3.4. 人機協(xié)作與小型化是未來工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢

　　當前，工業(yè)機器人的應用場景愈加廣泛，苛刻的生產(chǎn)環(huán)境對機器人的體積、 重量、靈活度等提出了更高的要求，工業(yè)機器人正向著小型化、輕型化、柔性化的 方向發(fā)展，類人精細化操作能力不斷增強。此外，隨著機器人易用性、穩(wěn)定性以及 智能水平的不斷提升，機器人的應用領域逐漸由搬運、焊接、裝配等操作型任務 向加工型任務拓展，人機協(xié)作也成為工業(yè)機器人研發(fā)的重要方向。

　　傳統(tǒng)的工業(yè)機器人必須遠離人類，一般在保護圍欄或者其他屏障之后安裝部 署，以避免人類受到傷害，這極大的限制了工業(yè)機器人的應用效果，在很多需要 人類介入的工作中就無法采用機器人來實現(xiàn)較高程度的自動化。人機協(xié)作將人的 認知能力與機器人的效率結合在一起，從而使人可以安全、簡便的與工業(yè)機器人 進行配合，達到 1+1>2 的效果。

　　協(xié)作機器人是近年來興起的一種新型工業(yè)機器人，從多關節(jié)機器人的基礎上 發(fā)展而來，最早的協(xié)作機器人僅僅是在傳統(tǒng)多關節(jié)機器人外部包裹一圈柔軟材料， 以減小對人體的傷害。隨著技術的發(fā)展和相關規(guī)范的完善，協(xié)作機器人慢慢轉向 了區(qū)別于傳統(tǒng)機器人的外形設計，并且借助表面力感知器、關節(jié)力矩傳感器、電 流估算力反饋模型等方式搭配特殊的安全算法，協(xié)作機器人可以在碰到人體后自 動停止，大幅增強了工業(yè)機器人的安全性，使人機協(xié)作變?yōu)榭赡堋?/FONT>