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工业机器人:需求爆发,强劲复苏

www.cechina.cn2020.10.12阅读 6185

  国家统计局数据显示,8月份规模以上工业中,一些新产品保持较快增长,比如服务机器人、智能手表CONTROL ENGINEERING China版权所有,产量当月增长都在70%以上。工业机器人产量同比增加了32.5%,增速达两年内峰值,1-8月累计产量13.7万套控制工程网版权所有,同比增加13.9%。
  从行业绝对量上看,每一轮自动化周期基本都能够让行业总体规模上一个台阶,然后稳定在相对较高的水平上,工业机器人2009-2012年年平均销量为16520台,2013-2015年年平均销量51906台、2016-2019年年平均销量为128729台。
  根据国际机器人联合会(IFR)发布的《全球机器人2019—工业机器人》报告数据,到2024年,全球工业机器人销量将达到93.3万台,比2019增长121.6%;我国2024年工业机器人销量将达到31.4万台,比2019年增长75.4%。
  在全球机器人市场规模持续扩大的背景下,我国工业机器人连续七年蝉联全球第一大应用市场,虽然2019年,工业机器人市场规模受下游汽车、电子电气等行业景气度下滑的影响,目前短期市场规模增速有所回落,但总体市场规模仍然呈现稳定上升趋势。
  据中国三大运营商计划,2020年将实现5G商用,5G低时延高可靠性将助力工业机器人行业发展,未来工业机器人行业规模增速将有所提升,预计2022年,工业机器人市场规模可达到552.3亿元。
  未来在我国产业结构调整及5G商用带来制造业智能化转型升级背景下,工业机器人市场需求将持续保持强劲势头。

  根据美国机器人协会定义,工业机器人指可编程以完成特定工序的机电装置。一般来说,工业机器人由3大系统组成,包括控制系统、传感系统和机械系统,再细分为结构、驱动、感知、环境交互、人机交互等6个单元。
  第三代是智能机器人,其特点是“自控”,通过外带各种传感器,对外界环境有感知、判断和行动能力,能适应外部对象、环境协调的工作。作为智能制造的重要基础,智能机器人的出现使得机器人在下游制造领域打开了应用空间,进入了“机器换人”的新阶段。

  工业机器人产业链上游是三大主要零部件:减速器、控制系统和伺服系统。
  减速器则相当于关节,负责在驱动电机和执行单元之间匹配转速、传递转矩。通过三者的配合,工业机器人可以传输指令、完成作业,做到“知行合一”
  减速器领域外资处于垄断地位,国产化正在逐步实现。纳博特斯克、哈默纳科仍然占有绝对优势,合计占全球市场75%的份额。国产减速器企业取得一定的进展控制工程网版权所有,其中苏州绿的实现了谐波减速器的突破;在RV领域也有双环、振康、中大力德以及公司投资的奥一精机在不断追赶,RV减速器国产化正在逐步实现。
  如果将机器人部件与人类相对比:控制器扮演大脑的角色www.cechina.cn,根据指令程序以及从传感器反馈回来的信号,支配执行单元去完成操作。

  而伺服电机相当于肌肉组织,可以将指令信号转化为动作,通过转矩和转速两个维度以实现对执行单元精准驱动、控制。
  目前国产控制器硬件已经可以满足要求,但软件方面与国外产品还存在差距,凭借较高的性价比国产控制系统在中低端领域占有优势。中国工业机器人控制系统市场格局较为分散,TOP1发那科占据16%,TOP2库卡占据14%,TOP3ABB占据12%,TOP4安川占据11%。
  工业机器人中游是机器人本体,即机座和执行机构,包括手臂、腕部等,按照结构形式,本体可以划分为直角坐标、球坐标、圆柱坐标、关节坐标等类型。
  下游是系统集成商,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。生产出来的机器人只有通过系统集成之后,才能投入到下游的汽车、电子、金属加工等产业,为终端客户所用。
  相较于机器人本体及零部件产业,系统集成的市场规模要远远大于本体市场,而且行业壁垒相对较低,因此行业的参与者众多、竞争较为激烈、国产化率高。
  分行业来看,汽车(整车+零部件+汽车电子)、电子和金属加工行业占比分别为29.8%、21.0%、10.9%,是占比最大的三个行业。

  总体来看,工业机器人高端市场均被国外垄断,国产品牌正在突围。其中,高端工业机器人市场被“四大家族”发那科、ABB、安川电机、库卡垄断,“四大家族”全球市占率合计超50%,其中发那科是当之无愧的世界机器人龙头。
  国内企业在技术和市场份额上都与日本和欧洲企业有较大的差距。目前国产控制器硬件已经可以满足要求,但软件方面与国外产品还存在差距,凭借较高的性价比国产控制系统在中低端领域占有优势。
  近年内资的优秀品牌埃斯顿、哈工智能、钱江机器人及汇川技术等厂商开始崛起,国产化率正在逐步提升。这些优秀国内厂商有望扛起中国机器人产业大旗。

  电子产业从欧美发达地区向大陆地区转移是国产工业机器人爆发背后的主动因,并且随着海外企业在国内投产的增加这种转移趋势还将持续,驱动该领域工业机器人需求爆发。
  《中国制造2025》提到2020年自主品牌工业机器人年产量达到10万台、六轴及以上工业机器人年产量达到5万台的产业目标www.cechina.cn,国内工业机器人增长迎来又一个高峰。
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