2019年中国工业机器人行业产业链研究报告.pdf

1 报告编码19RI0796 头豹研究院 | 机械设备系列深度研究 400-072-5588 2019年 中国工业机器人行业产业链研究报告 报告摘要 TMT团队 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，能自动执行工作，靠自身动力和控制能力实现各种功能。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人产业链上游核心零部件主要包括减速器、控制器和伺服系统等，其成本占机器人本体成本的60%以上。当前减速器中谐波减速器和RV减速器应用较广，日本的纳博特斯克和哈默纳科占据工业机器人减速器领域70%以上的市场。控制器方面，日本、德国和美国的企业占据了主导地位。伺服系统由日韩欧美企业为主导。 热点一：关键核心部件研发亟待突破 热点二：境外企业对中国国产减速器的接受度大幅提高 热点三：中国伺服电机市场主要被外资品牌占据 虽然目前中国国内机器人技术基本具备，但机器人产业涉及到整体工业水平、科研体制、配套产业等多个方面，中国国内品牌和海外品牌仍有较大差距。在关键核心部件上，中国企业需攻克长期依赖进口、一直受制于人的伺服电机、精密减速器、伺服驱动器、控制器等关键核心部件的技术难题。 纳博特斯克减速器全球市场份额在60%以上，由于订单量增长速度快于产能扩张速度，其交货期越来越长，2018年纳博特斯克交货期已经延长到6个月以上，而且其减速器产品优先供应”四大家族”，中国国内本体商订购的产品交货期更长。 中国国产伺服电机大多是仿制日系伺服电机设计，功率多在3kw以内，以中小功率为多，5.5-15kw的中大功率伺服电机比较少。中国国产品牌中，汇川技术、埃斯顿、广州数控、英威腾、新时达、华中数控等企业伺服技术领先，但与外资品牌相比，仍然存在一定差距。 詹欣琪 邮箱：csleadleo 分析师 行业走势图 相关热点报告 机械设备系列深度研究工业互联网行业研究报告 机械设备系列深度研究2019年中国建筑机器人行业精品报告 机械设备系列深度研究 2019年中国消防机器人行业概览 报告编号19RI0022 目录 1 方法论 . 4 1.1 方法论 . 4 1.2 名词解释 . 4 2 中国工业机器人行业市场概览 . 8 3 中国工业机器人行业产业链概述 . 11 4 中国工业机器人行业产业链上游分析 . 13 4.1 减速器 . 14 4.1.1 减速器简介 . 14 4.1.2 减速器市场现状 . 16 4.2 伺服系统 . 18 4.2.1 伺服系统简介 . 18 4.2.2 伺服系统市场现状 . 18 4.3 控制器 . 19 4.3.1 控制器简介 . 19 4.3.2 控制器市场现状 . 19 5 中国工业机器人行业产业链中游分析 . 21 5.1 工业机器人本体简介 . 21 5.2 工业机器人本体市场现状 . 21 报告编号19RI0022 6 中国工业机器人行业产业链下游分析 . 24 6.1 系统集成市场概览 . 24 6.2 下游行业应用领域概览 . 25 报告编号19RI0022 图表目录 图 2-1 工业机器人分类 . 9 图 2-2 工业机器人三大部分及六大系统 . 9 图 2-3 工业机器人行业商业模式（按产业链划分） . 10 图 3-1 中国工业机器人产业链 . 12 图 4-1 工业机器人三大核心零部件毛利率及知名厂商 . 13 图 4-2 工业机器人平均生产成本占比，2017年 . 14 图 4-3 谐波减速器构造图 . 15 图 4-4 RV减速器构造图 . 16 图 4-5中国机器人伺服电机市场份额，2017年 . 19 图 4-6 中国机器人控制器市场份额，2017年 . 20 图 5-1 工业机器人主要技术参数 . 21 图 5-2 中国机器人本体市场集中度，2017年 . 22 图 5-3 中国机器人本体市场国产品牌市场份额，2017年 . 23 图 6-1 工业机器人主要集成模式 . 24 图 6-2 中国工业机器人系统集成商占比，2017年 . 25 图 6-3 中国工业机器人应用领域分布，2017年 . 26 图 6-4 中国国产品牌机器人应用领域分布，2017年 . 26 报告编号19RI0022 1 方法论 1.1 方法论 沙利文研究院布局中国市场，深入研究10大行业，54个垂直行业的市场变化，已经积累了近50万行业研究样本，完成近10,000多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从工业机器人、系统集成、减速器等领域着手，研究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业走向上市及上市后的成熟期，研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法，采用自主研发的算法，结合行业交叉的大数据，以多元化的调研方法，挖掘定量数据背后的逻辑，分析定性内容背后的观点，客观和真实地阐述行业的现状，前瞻性地预测行业未来的发展趋势，在研究院的每一份研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院秉承匠心研究，砥砺前行的宗旨，从战略的角度分析行业，从执行的层面阅读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 弗若斯特沙利文本次研究于2019年01月完成。 1.2 名词解释 SCARASelective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配机器手臂，是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。SCARA机器人有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在报告编号19RI0022 垂直于平面的运动。 DELTADelta机器人属于高速、轻载的并联机器人，通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的伺服轴确定抓具中心（TCP）的空间位置，实现目标物体的运输、加工等操作。 抓具是一种可以自动化操作的机械手，主要应用于搬运，抓具由框架型材、型材连接件和执行单元组成。 夹具指机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。 示教再现机器人可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人。 中国制造2025中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。 机器换人是以“现代化、自动化”的装备提升传统产业的一项措施，即利用机器手、自动化控制设备或流水线自动化对企业进行智能技术改造，从而实现“减员、增效、提质、保安全”的目的。 减速器传动比也称减速比，减速器传动比=电机输出转数减速器输出转数。 减速器传动比范围减速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。 AGVAutomated Guided Vehicle，自动导引运输车，是装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。 3C计算机（Computer）、通讯（Communication）和消费电子产品（Consumer Electronics）三类电子产品的简称。 纳博特斯克Nabtesco，日本纳博特斯克是世界上最大的精密摆线针轮减速器制造商，目前有精密设备、运输设备、飞机和液压设备与工业设备四大业务部门，其生产的精密设备具有高扭矩、高刚性、高耐过载冲击荷载能力，兼有高精密和超低的回程间隙。 报告编号19RI0022 哈默纳科Harmonic Drive，日本哈默纳科设立于1970年，其生产的Harmonic Drive安装于机床、工业机器人、半导体制造装置、FPD制造装置、石油挖掘操控系统等设备中。 住友重机Sumitomo Drive，日本住友是世界500强之一的住友集团旗下的建设机械厂家。 SPINEA斯洛伐克Spinea公司是一家现代化的机械工程公司，致力于高精密轴承减速器的研发，生产和销售。 四大家族全球工业机器人”四大家族”为行业龙头企业，包括德国库卡KUKA、瑞士ABB、日本发那科 FANUC以及日本安川电机Yaskawa。 发那科FANUC Corporation，日本发那科株式会社成立于1956年，公司主要经营三大板块业务：工业自动化（FA）、机器人和数控机床。发那科机器人产品系列众多，应用范围广泛，包括点焊、弧焊、装配、材料加工、物流搬运、码垛、喷涂及涂装和电动注塑机。 安川电机Yaskawa Electric Corporation，日本的安川电机株式会社成立于1915年，产品及解决方案主要有机电一体化、伺服系统和控制器、逆变器、机器人、系统工程、环境和能源设备，和医疗福利设备。 库卡KUKA Aktiengesellschaft，库卡股份公司是一家跨国公司，1898年成立于德国，库卡工业机器人系列品种众多，包括不同负载能力和工作范围的六轴机器人、人机协作型轻型机器人、极端环境下的耐热/耐脏型机器人、冲压连线机器人、卸码垛机器人、高精度和高灵活度的焊接机器人和各款架装式机器人。 ABBAsea Brown Boveri, Ltd，集团总部位于瑞士苏黎世，公司在工业机器人领域的主要产品为控制系统。 报告编号19RI0022 新松机器人沈阳新松机器人自动化股份有限公司隶属中科院，研制出了具有完全自主知识产权的工业机器人、移动机器人、特种机器人、服务机器人四大系列的百类产品。 埃斯顿南京埃斯顿自动化股份有限公司具有自主技术的控制器、伺服系统、减速器等工业机器人核心零部件。 埃夫特埃夫特智能装备股份有限公司是中国国内最大的工业机器人本体厂商之一，可提供全系列工业机器人产品及跨行业智能制造解决方案。 新时达上海新时达机器人有限公司是中国国内机器人产业布局度高度完备的企业，其工业机器人方面主要产品有包括焊接机器人、码垛机器人、桌面机器人和通用机器人在内的多关节工业机器人和SCARA机器人。 报告编号19RI0022 2 中国工业机器人行业市场概览 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，能自动执行工作，靠自身动力和控制能力实现各种功能。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。 工业机器人可以按照操作极坐标、功能、机械结构、驱动方式和程序输入方式等维度进行分类： （1） 按操作极坐标主要分为直角坐标机器人、圆柱坐标机器人（SCARA机器人）、球坐标机器人和关节型机器人。直角坐标机器人可沿三个直角坐标移动，圆柱坐标机器人可作升降、回转和伸缩动作，球坐标机器人可回转、俯仰和伸缩，关节型机器人有多个转动关节。 （2） 按功能主要分为焊接机器人、搬运机器人、装配机器人、处理机器人和喷涂机器人，焊接可分为点焊和弧焊，搬运机器人包括移动小车（AGV）、码垛机器人等，装配功能可完成包装和拆卸，处理功能可分为切割、研磨、抛光等。 （3） 按机械结构分，可以为串联型机器人和并联型机器人。串联机器人一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点，比如六关节机器人；并联机器人一个轴运动不影响另一个轴的坐标原点，比如蜘蛛机器人。 （4） 按程序输入信号方式可以分为示教输入型和编程输入型两类。 （5） 按驱动方式可以分为液压驱动、气压驱动和电气驱动等。 报告编号19RI0022 图 2-1 工业机器人分类 来源：沙利文研究院绘制 工业机器人包含三大部分：机械部分、传感部分和控制部分；以及六大系统：驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。 图 2-2 工业机器人三大部分及六大系统 来源：沙利文研究院绘制 从产业链角度来看，工业机器人的商业模式可以分为五种：（1）单一本体制造和销售模式；（2）系统集成模式；（3）核心零部件生产和销售模式；（4）本体生产+系统集成模式；（5）全产业链模式。其中采用前三种商业模式的企业主要从事单一的业务，采用后两种模式的企业则从事两种或多种业务。目前中国和全球范围内较为成功的企业都采用了“核心零