2023年初,工(gōng)信部發布《“機器人+”應用行動實施方案》,其明确表示在制造業領域,“推進智能制造示範工(gōng)廠建設,打造工(gōng)業機器人典型應用場景。發展基于工(gōng)業機器人的智能制造系統,助力制造業數字化轉型、智能化變革”。
從“制造”到“智造”的關鍵基礎設施
在新一(yī)輪技術革命和産業變革的時代背景下(xià),全球各主要經濟體(tǐ)積極圍繞以工(gōng)業機器人爲主的智能制造業展開(kāi)激烈競争。作爲打造從“制造”到“智造”的關鍵基礎設施,工(gōng)業機器人扮演者愈加重要的角色。
工(gōng)業機器人是廣泛用于工(gōng)業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,具有一(yī)定的自動性,可依靠自身的動力能源和控制能力實現各種工(gōng)業加工(gōng)制造功能。工(gōng)業機器人被廣泛應用于電(diàn)子、物(wù)流、化工(gōng)等各個工(gōng)業領域之中(zhōng)。一(yī)般來說,工(gōng)業機器人由三大(dà)部分(fēn)六個子系統組成。三大(dà)部分(fēn)是機械部分(fēn)、傳感部分(fēn)和控制部分(fēn)。六個子系統可分(fēn)爲機械結構系統、驅動系統、感知(zhī)系統、機器人-環境交互系統、人機交互系統和控制系統。
随着機器人技術的不斷發展,以數字化、網絡化、智能化爲核心特征的智能制造模式,正在成爲産業發展和變革的重要方向。相比于傳統的工(gōng)業設備,工(gōng)業機器人有衆多的優勢,比如機器人具有易用性、智能化水平高、生(shēng)産效率及安全性高、易于管理且經濟效益顯著等特點,使得它們可以在高危環境下(xià)進行作業。發展工(gōng)業機器人,不僅可提高産品的質量與數量,而且對保障人身安全、改善勞動環境、減輕勞動強度、提高勞動生(shēng)産率、節約材料消耗以及降低生(shēng)産成本都有着十分(fēn)重要的意義。
天眼查數據顯示,現存工(gōng)業機器人相關企業23.1萬餘家,其中(zhōng)2023年1-10月新增注冊相關企業2.2萬餘家;
從地域分(fēn)布來看,江蘇以4.2萬餘家相關企業在各省份中(zhōng)“領跑”,廣東以及山東緊随其後,分(fēn)别擁有3.8萬餘家、2.3萬餘家相關企業。
從成立時間來看,52.8%的工(gōng)業機器人相關企業成立于1-5年内,成立在1年以内的占比約爲27.2%。
工(gōng)業機器人産業鏈環節:核心零部件占比較高 技術壁壘更高
工(gōng)業機器人産業鏈主要由原材料、零部件(上遊)、機器人本體(tǐ)(中(zhōng)遊)、系統集成(下(xià)遊)以及行業應用等幾個環節組成。工(gōng)業機器人的生(shēng)産成本結構中(zhōng),上遊核心零部件占比較高,伺服系統、控制器與減速器成本占比超70%,這其中(zhōng)減速器則占到一(yī)半,而本體(tǐ)制造僅占15%。究其原因,工(gōng)業機器人的驅動與控制功能均來自核心零部件,與本體(tǐ)制造相比,核心零部件的技術壁壘更高,因此生(shēng)産成本占比高。
上遊:核心零部件占比較高,生(shēng)産成本較高
上遊零部件環節主要包括:控制器、伺服電(diàn)機、減速器以及執行系統等。其中(zhōng),控制器、伺服電(diàn)機和減速器是生(shēng)産工(gōng)業機器人的關鍵零部件,也是國内外(wài)工(gōng)業機器人着力打造的核心競争力之所在。就開(kāi)發的難易程度而言,控制器是工(gōng)業機器人開(kāi)發的配套設備,開(kāi)發難度中(zhōng)等;伺服電(diàn)機是工(gōng)業機器人的核心驅動機構,開(kāi)發難度中(zhōng)上;減速器是封閉在工(gōng)業機器人剛性殼體(tǐ)内的齒輪傳動、蝸杆傳動、齒輪-蝸杆傳動所組成的獨立部件,開(kāi)發難度最高。
中(zhōng)遊:機器人本體(tǐ)
工(gōng)業機器人本體(tǐ)生(shēng)産商(shāng)主要負責組裝和集成工(gōng)業機器人本體(tǐ)。目前内資(zī)品牌機器人銷售占比不斷上升。根據機經網數據,2015年到2020年中(zhōng)國機器人本體(tǐ)市場的内資(zī)占比由18.6%提升至28.6%,2021年内資(zī)占比進一(yī)步升高,爲33.7%。目前内資(zī)工(gōng)業機器人本體(tǐ)生(shēng)廠商(shāng)主要集中(zhōng)于中(zhōng)低端市場,高端應用市場仍被發那科、庫卡、ABB、安川四家外(wài)資(zī)企業占據。高端市場被“四大(dà)家族”壟斷,國産品牌埃斯頓向龍頭靠攏。根據MIR Databank統計的中(zhōng)國工(gōng)業機器人出貨量數據,2021年“四大(dà)家族”合計共占據市場份額的41.5%,分(fēn)别爲發那科(13%)、ABB(12.3%)、安川(8.8%)、庫卡(7.4%)。國産龍頭埃斯頓市場份額爲2.4%,排名第十一(yī)位,彙川與新時達等内資(zī)品牌也排名靠前。
下(xià)遊:機器人集成系統
工(gōng)業機器人系統集成商(shāng)處于産業鏈的下(xià)遊應用端,根據不同的場景與用途,負責對工(gōng)業機器人本體(tǐ)進行針對性的系統集成和軟件二次開(kāi)發,使其擁有特定的工(gōng)作能力。
工(gōng)業機器人應用領域:自動化生(shēng)産、汽車(chē)制造、物(wù)流等領域廣泛應用
機器人市場應用加速拓展,2022年工(gōng)業機器人裝機量占全球比重超過50%,穩居全球第一(yī)大(dà)市場,制造業機器人密度達到每萬名工(gōng)人392台。工(gōng)業機器人被廣泛應用在自動化生(shēng)産、汽車(chē)制造、物(wù)流、醫療、3c電(diàn)子等領域。
自動化生(shēng)産。在自動化生(shēng)産領域中(zhōng),工(gōng)業機器人是一(yī)種非常重要的設備。它可以進行重複、繁瑣、危險或高精度的工(gōng)作,讓傳統的勞動力解放(fàng)出手來學習更具有創新性的工(gōng)作。在生(shēng)産線上,工(gōng)業機器人可以自主地進行零件裝配、檢測和包裝等任務,增加了企業的生(shēng)産效率。此外(wài),工(gōng)業機器人的可編程性和高精度控制技術,還能夠快速适應不斷變化的生(shēng)産需求,實現批量或小(xiǎo)批量生(shēng)産的快速轉換。
汽車(chē)制造。在汽車(chē)制造行業,工(gōng)業機器人在汽車(chē)制造業中(zhōng)有着廣泛的應用。在汽車(chē)制造過程中(zhōng),工(gōng)業機器人可以承擔焊接、噴漆、裝配和點膠等各種任務,從而提高生(shēng)産線的效率以及提高産品質量。而且在汽車(chē)零部件制造中(zhōng),工(gōng)業機器人也可以用于模具鑄造、銑削和鉗制等多種工(gōng)藝過程中(zhōng),提高了生(shēng)産效率和良品率。
物(wù)流。在物(wù)流行業中(zhōng),工(gōng)業機器人在物(wù)流行業中(zhōng)的應用也越來越廣泛。它可以用于處理和分(fēn)揀貨物(wù)、倉儲管理和運輸等多個環節,提高了物(wù)流的效率和安全性。工(gōng)業機器人也可以幫助企業減少人員(yuán)成本,并降低操作風險。
3C電(diàn)子。在3C電(diàn)子行業中(zhōng),工(gōng)業機器人已被廣泛應用于手機等電(diàn)子産品的制造和包裝。它們以高度靈活的方式移動和操作,可以精确地執行複雜(zá)的組裝任務,爲生(shēng)産線的高效自動化提供了關鍵支持。工(gōng)業機器人可以提高生(shēng)産效率。它們能夠自動化完成重複性工(gōng)作,不僅能夠提高制造速度,還能夠減少人工(gōng)錯誤。此外(wài),機器人系統的高精度執行能力可以确保生(shēng)産出的産品精度和質量符合要求,從而有效地避免了人工(gōng)操作錯誤對産品品質帶來的不良影響。
醫療。在醫療行業中(zhōng),工(gōng)業機器人在醫療領域也有着許多的應用,它可以用于進行手術、治療和康複等多種工(gōng)作,提高了工(gōng)作的精度和安全性。此外(wài),工(gōng)業機器人還可以幫助醫院解決醫護人員(yuán)不足的問題,爲病人提供更多樣化的康複治療方案。
投融資(zī)分(fēn)析:江蘇、上海、廣東三地融資(zī)事件數量位居前列
中(zhōng)國龐大(dà)的制造業體(tǐ)量孕育出全球最大(dà)的工(gōng)業機器人市場,自 2013年以來,中(zhōng)國已多年占據着全球最大(dà)工(gōng)業機器人消費(fèi)市場。工(gōng)業機器人作爲智能制造領域的“明珠”,也是持續受到風險投資(zī)機構的關注。
從融資(zī)事件的行業分(fēn)布來看,機器人本體(tǐ)相關的融資(zī)事件數量位居前列,擁有60起;除此之外(wài),智能裝備、物(wù)流裝備、倉儲服務等于工(gōng)業機器人密切相關的下(xià)遊應用領域也是投融資(zī)熱點。
從融資(zī)事件的地域分(fēn)布來,省/直轄市一(yī)級來看,江蘇、上海、廣東三地融資(zī)事件數量位居前列,分(fēn)别有16起(江蘇、上海并列)以及15起;從市一(yī)級來看,深圳、南(nán)京以及合肥所擁有的融資(zī)事件數量靠前,分(fēn)别有11起、10起以及4起。從融資(zī)事件的地域分(fēn)布可明顯看出工(gōng)業機器人與制造業強省的關系也是非常緊密,有力支持了制造業升級。
從融資(zī)事件的輪次分(fēn)布來看,戰略融資(zī)、A輪、B輪位居前列,分(fēn)别有14起、12起以及11起。
從投融資(zī)機構“出手”情況來看,藍(lán)馳創投、道生(shēng)資(zī)本以及聯想創投等機構均榜上有名;除機構之外(wài),産業資(zī)本諸如:比亞迪、海爾、科沃斯等知(zhī)名企業也出現了環動科技、天創機器人等企業的投資(zī)人名單中(zhōng)。
專利分(fēn)析:2023年1月迄今爲止,已有1400餘項的專利申請
工(gōng)業機器人作爲技術密集型産業,專利技術的申請數量從側面顯現出産業發展的科技含量與技術水平。
從工(gōng)業機器人專利申請總量來看,申請專利數量已超萬項,其中(zhōng),實用新型以6200餘項位列第一(yī),發明專利5100餘項位列第二,外(wài)觀設計以880餘項位居第三。
從專利申請的年度分(fēn)布來看,從近三年(2020-2022)專利申請量逐年上升,從1500餘項到2100餘項,有了大(dà)幅的提升。另外(wài),2023年1月迄今爲止,已有1400餘項的專利申請。
六、發展前景:性能提升和價格下(xià)降 國産替代前景廣闊
國産機器人性能提升、價格下(xià)降,經濟效應顯著。根據國家統計局數據,工(gōng)業機器人産品的進口均價由2019年的16.23萬/台逐漸下(xià)降至2022年的8.52萬/台,一(yī)般情況下(xià)國産機器人的價格低于進口機器人。随着性能提升和價格下(xià)降,工(gōng)業機器人應用的經濟效應更加顯著,将有助于工(gōng)業機器人行業拓寬應用場景、擴大(dà)下(xià)遊需求。
産業升級和國産替代描繪廣闊前景。一(yī)方面源于産業升級。我(wǒ)國經濟正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期,迫切要求勞動密集型産業轉型升級。産業升級将帶動大(dà)量工(gōng)業機器人市場需求。另一(yī)方面,國家提出了工(gōng)業機器人的國産化目标。《中(zhōng)國制造2025》設定了國産工(gōng)業機器人發展的目标,對國産機器人和關鍵零部件的國産化率均提出明确要求;《“十四五”機器人産業發展規劃》明确,我(wǒ)國“到2025年,一(yī)批機器人核心技術和高端産品取得突破,整機綜合指标達到國際先進水平,關鍵零部件性能和可靠性達到國際同類産品水平。”國産工(gōng)業機器人憑借迅速突破的産品性能、更具優勢的性價比和服務水平,逐步提升市場份額。
機器人出海将成爲未來發展的重要方向。國内工(gōng)業機器人的性能短闆正在逐漸補齊,随着國内制造業“走出去(qù)”以及全球制造業向東南(nán)亞、拉美的轉移,機器人出海将成爲未來發展的重要方向。
天眼查研究院認爲,在數字經濟的引領之下(xià),在數實融合的背景之下(xià),大(dà)力發展工(gōng)業機器人産業,有效推進中(zhōng)國制造業結構轉型升級,有助于持續增強和保持中(zhōng)國制造在國際市場的競争力。