工业自动化回顾2019，展望2020.pdf

1 leadleo 工业自动化回顾2019，展望2020 概览标签 ：数控机床、伺服驱动、控制器、工业机器人 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系 头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。 未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造 、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行 为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头 豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标 ，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其 他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 报告作者：文晗、庄林楠 2019/122 2019.12 LeadLeo leadleo 头豹研究院简介 头豹研究院是中国大陆地区首家B2B模式人工智能技术的互联网商业咨询平台，已形成集行业研究、政企咨询、产业规划、会展会 议行业服务等业务为一体的一站式行业服务体系，整合多方资源，致力于为用户提供最专业、最完整、最省时的行业和企业数据库服务，帮助 用户实现知识共建，产权共享 公司致力于以优质商业资源共享为基础，利用大数据、区块链和人工智能等技术，围绕产业焦点、热点问题，基于丰富案例和海量数据， 通过开放合作的研究平台，汇集各界智慧，推动产业健康、有序、可持续发展 300+ 50万+ 行业专家库 1万+ 注册机构用户 公司目标客户群体覆盖 率高，PE/VC、投行覆 盖率达80% 资深分析师和 研究员 2,500+ 细分行业进行 深入研究 25万+ 数据元素 企业服务 为企业提供定制化报告服务、管理 咨询、战略调整等服务 提供行业分析师外派驻场服务，平台数据库、 报告库及内部研究团队提供技术支持服务 地方产业规划，园区企业孵化服务 行业峰会策划、奖项评选、行业 白皮书等服务 云研究院服务 行业排名、展会宣传 园区规划、产业规划 四大核心服务：3 2019.12 LeadLeo leadleo 报告阅读渠道 头豹科技创新网 leadleo PC端阅读全行业、千本研报 头豹小程序 微信小程序搜索“头豹”、手机扫上方二维码阅读研报 图说 表说 专家说 数说 详情请咨询 添加右侧头豹研究院分析师微信，邀您进入行研报告分享交流微信群4 2019.12 LeadLeo leadleo 工业自动化是指将自动化技术运用在机械工业制造环节中，实现自动加工和连续生产，提高机械生产效率和质量，释放生产力的作业手段。工业自 动化的发展依赖于信息技术、计算机技术和通信技术的深度融合，自动化技术在很大程度上扭转了传统作业模式，加速了传统工业技术改造。工业 自动化技术现已广泛应用于工业企业的生产、控制、管理环节，有效提高了工业企业日常运作效率以及工业生产科学性。 本土品牌发力，国产替代持续推进 本土品牌因贴近下游用户，能够快速响应客户需求，而且产品相较于外资品牌具有价格优势，近年来中国本土品牌持续发力，通过提升 技术水平、并购海外领先企业、拓展产品线、加强产业链布局等方式提升市场竞争力，加速国产替代，预计2019市场占有率已达36.2%， 相较于2010年已有较大提高。未来在以汇川技术、埃斯顿、信捷电气为代表的优质本土品牌的带领下，国产替代趋势将进一步加深。 重点领域技术瓶颈得到缓解 在智能制造深入推进过程中，中国制造业面临着两大问题：（1）机械化、电气化、自动化、数字化水平低；（2）各地区、行业、企业 发展不平衡。基于全球制造业格局的重大调整，中国制造业转型升级迫在眉睫，为应对巨大的发展挑战，中国国务院于2018年发布中 国制造2025战略规划，指出要不断激发制造业发展活力和创造力，建设制造强国，并且将数控机床和机器人列入十大重点发展领域。 智能化水平加深 当下中国制造业企业多数仍处于自动化的早期阶段，以粗放型发展模式为主，自主创新能力弱，产品附加值低，产品稳定性也有较大的 待改进空间，低端制造业产能过剩与高端产品供不应求现象并存。在中国制造业产业升级的大背景下，制造业企业还将持续提升自动化 程度，朝着集约化、智能化的方向进行产业升级，重点领域包括数控机床、伺服系统、工业机器人等。 重点企业： 汇川技术、英威腾、埃斯顿 概览摘要5 2019.12 LeadLeo leadleo 目录 名词解释 - 06 工业自动化定义、涵盖领域概述 - 07 中国工业自动化核心细分领域2019年现状 运动控制器 - 08 DCS系统 - 11 伺服系统 - 14 工业机器人 - 17 中国工业自动化2019年重大事件回顾 制造业 - 20 进出口业务 - 21 机床工具 - 22 电子设备制造 - 23 中国工业自动化2020年展望 风险分析 - 24 本土品牌发力，国产替代持续推进 - 25 重点领域技术瓶颈得到缓解 - 26 智能化水平加深 - 27 中国工业自动化核心参与企业分析 - 28 方法论 - 34 法律声明 - 356 2019.12 LeadLeo leadleo PMI：采购经理指数，是通过对采购经理的月度调查汇总出的，能够反映经济变化趋势的指标。 荣枯线：PMI为50%用于标定经济发展状况的分水线，一般情况下，如果PMI大于50%，表示经济上升；反之，则表示经济衰退。 PLC： Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术 操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 PC-Based控制器：基于PC技术的控制系统，最早的PC-based控制系统是以工控机为核心，通过扩展带PCI接口的专用板卡组成。 3C电子行业：结合电脑、通讯、和消费性电子三大科技产品整合应用的行业。 工业以太网：在以太网技术和TCP/IP技术的基础上开发出来的一种工业网络。 上位机：可以直接发出操控命令的计算机。 数控机床：数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。 工业互联网：本质和核心是通过工业互联网平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来。可以帮助制造业拉长产业链，形成跨设备、 跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通，从而提高效率，推动整个制造服务体系智能化。还有利于推动制造业融通发展，实现制造业和服务业之间的跨越发展， 使工业经济各种要素资源能够高效共享。 定子：电机静止不动的部分。 转子：电机内由轴承支撑的旋转体。 永磁材料：一经磁化即能保持恒定磁性的材料。 钕铁硼磁铁：由钕、铁、硼（Nd2Fe14B）形成的四方晶系晶体，是现今磁性仅次于绝对零度钬磁铁的永久磁铁，也是最常使用的稀土磁铁。 RFID： Radio Frequency Identification，射频识别，其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。 名词解释7 2019.12 LeadLeo leadleo 工业自动化定义 工业自动化是指将自动化技术运用在机械工业制造环节中，实现自动加工和连续生产，提高机械生产效率和质量，释放生产力的作业手段。工业 自动化的发展依赖于信息技术、计算机技术和通信技术的深度融合，自动化技术在很大程度上扭转了传统作业模式，加速了传统工业技术改造。 工业自动化技术现已广泛应用于工业企业的生产、控制、管理环节，有效提高了工业企业日常运作效率以及工业生产科学性。 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化定义、涵盖领域概述 工业自动化涵盖领域 为满足客户的多样化需求，工业自动化产品种类一直保持多元化发展态势。工业自动化产品主要涵盖了控制、驱动、执行、反馈及网络五个层面， 典型产品包括PLC、DCS系统、运动控制和机器人技术、伺服电机、传感器、工业以太网等。 网络层面 反馈层面 执行层面 驱动层面 控制层面 传感器、RFID系统、测量和仪器仪表、安全开关 伺服电机、直驱电机、永磁同步电机、DDR电机、 调节阀、接触器 低压变频器、高压变频器、软起动器、伺服驱动器、 行业一体化专机 PLC、HMI人机界面、DCS系统、工控机、运动控 制和机器人技术、数控系统、工业软件 工业以太网、交换机、光纤模块、工业无线路由器8 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域运动控制器 50.5 56.0 62.4 70.1 76.4 81.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2014 2015 2016 2017 2018 2019预测 亿元 中国运动控制器行业市场规模 （按销售额统计） 年复合增长率 2014-2018年 10.9% 中国运动控制器行业市场规模（按销售额统计），2014-2019年预测 运动控制器的任务是根据软件算法给出运动指令，实现机械运动位置、速度、加速度、转矩或力的控制。运动控制器可直接用于数控机床、电子机械设备、印刷设备、机 器人、医疗设备等设备上。伴随机床、纺织、印刷、包装、电子、制药等行业的快速发展，有效带动了对运动控制器的市场需求。数据显示，中国运动控制器行业市场规 模（按销售额统计）由2014年的50.5亿元增至2018年的76.4亿元，年复合增长率为10.9%。在中国制造2025政策推动下，智能制造装备和产品的发展受到重点关注， 尤其是以高档数控机床、工业机器人、增材制造装备为代表的智能制造装备，预计2019年，中国运动控制器行业市场规模（按销售额统计）将达到81.5亿元。 中国运动控制器行业市场规模9 2019.12 LeadLeo leadleo 进口控制器 80% 国产控制器 20% 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域运动控制器 中国运动控制器行业发展现状 专用控制器 39% PC-Based运 动控制器 32% PLC系统 29% 各类型运动控制器占比，2019年 （1）专用控制器占比最大 控制器有三种控制方式：专用控制、PC-Based控制和PLC控制。在三类运动控制 器中，专用控制器用于运动控制的比例最高。数据显示，2019年，用于运动控 制的专用控制器比例已达到39%，其次是PC-Based运动控制器与PLC系统，比重 分别为32%、29%。专用控制器在机床、高端工业机器人中发展较快，PC-Based 控制器在雕刻机、半导体、物流、激光加工机等领域增长较快。汽车、电子、制 药等行业对工业机器人的需求直接刺激了运动控制器在机器人领域的快速发展。 （2）国产控制器软件控制算法成熟度不足 控制器包括硬件和软件两部分，硬件部分国产品牌已经基本掌握，但在软件控制 算法的成熟度方面，国产品牌与国际品牌如贝加莱、倍福、西门子还有较大差距。 进口控制器的设计方案明显优于国产控制器，单价也较高，数据显示，进口控制 器单价大多在1万元以上，国产控制器价格则在5,000-8,000元之间。据统计，由 于工业机器人对运动技能要求较高，尤其是控制器可靠性、安全性要求标准较高 的多关节机器人领域，中国80%的工业机器人采用进口控制器。但对于轴数少、 运动范围小、运动速度要求不高的SCARA机器人而言，国产运动控制器已可满足 日常工作的要求，因此SCARA机器人控制器一般由机器人本体制造商自行开发， 不考虑使用进口控制器。大部分中国控制器企业只生产通用控制器，专注于在工 业机器人控制器领域的企业数量较少，如众为兴、埃斯顿、台达等。由于进入该 领域的时间较晚，且控制器功能开发遵循从简单到复杂的步骤，中国控制器品牌 正处于不断加强软件开发能力的阶段。 中国控制器市场消费占比（工业机器人领域），2019年10 2020 LeadLeo leadleo11 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域运动控制器 中国运动控制器行业竞争格局 代表企业 产品名称 企业介绍 西门子 SIMOTION运动控制系统 全球运动控制器领域领军企业，在中国运 动控制器领域市场占有率排名第一 台湾新代 6系列、11系列、21系列 等 成立于1995年，是一家专业的PC-based数 字控制器厂商，长期深耕于机床控制器的 软件及硬件技术研发，产品涵盖车铣床控 制器与产业机械控制器 台湾宝元 APAC控制平台等 产品线包含各式高速高精车铣床控制器、 磨床控制器、塑胶机控制器及滑轨/关节机 器人控制器、自动化控制系统、可二次开 发平台与伺服电机等 研华科技 WISE-5000系列、可编程 自动化控制器PAC等 研华WISE-5000控制器，可实现多轴控制 及多点数字量、模拟量控制，满足下游特 定行业需求 北京凯恩帝 K2000TFi、K2000MFi、 K1100C等 成立于1993年，迄今已先后研制出多个系 列、数十款数控系统，并相应推出各种专 机控制器、驱动器，电机等配套产品 雷赛 BASIC系列运动控制器、 IEC系列运动控制器等 目前雷赛已拥有五个系列的运动控制卡、 三个系列运动控制器和多款通用I/O卡等数 十款产品 固高科技 GSN系列、GEM系列、 GHN系列等 专注于运动控制技术、伺服驱动技术、机 器视觉技术和机械优化设计四个方向的核 心技术研究 目前，中国运动控制器领域主要由外资品牌主导，国际工业自动 化巨头发展历史悠久，具备雄厚的技术研发实力，控制器产品经 过市场长期认证，已形成良好的市场口碑。国产运动控制器凭借 着良好的产品性价比与使用性能，已逐步实现进口替代。工业机 器人控制器领域80%的市场份额由外资企业占据，本土企业话语权 较弱。 （1）外资企业以西门子为代表，在运动控制算法开发方面具备技 术优势，控制器产品的可靠性、稳定性、安全性强，且拥有良好 的市场口碑，竞争优势明显； （2）本土企业近年来在产业利好政策的引领下，加大研发投入， 并通过学习、吸收、消化国际先进控制技术，已逐步掌握核心控 制技术。随着下游机器人、半导体、包装机械、EMS等行业的快 速发展，刺激了对PC-Based控制器的需求。近年来，PC-Based控 制器厂商市场表现突出，主要以研华科技、雷赛、固高科技、维 宏、众为兴等企业为代表。12 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域DCS系统 中国DCS系统行业市场规模 83.4 75.1 71.3 77.9 81.7 86.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2014 2015 2016 2017 2018 2019预测 亿元 中国DCS行业市场规模 （按项目总额统计） 年复合增长率 2014-2018年 -0.5% 数据显示，中国DCS行业市场规模（按项目总额统计）由2014年的83.4亿元降至2018年的81.7亿元，年复合增长率为-0.5%。伴随中国经济的快速发展，钢铁、水泥等行 业的产能过剩矛盾逐步突显。为此，2013年10月，国务院发布了关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见，用于指导产能过剩行业的产业结构调整工作。2014年，中 国经济转型的重点放在了减少产能过剩，以及全面推动产业结构转型升级层面。2015至2017年期间，钢铁、化工等重工业行业暴露出严重的产能过剩问题，下游需求疲 软，产品价格不断下滑，业内企业成本高位运行。受产业结构调整影响，中国DCS行业发展进入震荡调整期，市场规模持续萎缩。2017至2018年期间，中国产业结构调整 步伐加快，重工业项目虽有所减少，但环保类项目如电力、水泥、冶金等行业的新建项目数量开始增多，成为中国DCS市场新的增长点。随着中国产业结构调整目标完成 ，2019年，中国DCS市场将进入存量改造周期，市场规模有望达到86.2亿元。 中国DCS行业市场规模（按项目总额统计），2014-2019年预测13 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域DCS系统 中国DCS系统行业发展现状 （1）进入存量改造周期，售后服务逐步成为新的利润增长点 随着传统重工业新建项目数量减少，中国DCS市场已进入存量竞争阶段,最早使用DCS 系统的火电、化工、冶金等行业，对点检服务、维保服务、利旧服务、扩容服务等一 系列售后服务需求尤为旺盛，更新需求占据市场发展主导力量，刺激DCS系统厂商推 出增值服务业务。随着下游行业的数字化、信息化水平要求提升对DCS系统的产品质 量和售后服务要求也随之提高。目前行业内的DCS系统产品逐渐标准化，功能模块、 系统开放程度、兼容性得到明显提升，价格较为稳定。数据显示，行业领先厂商的项 目利润率介于30%-40%之间，利润率低于15%的厂商很难维持生存，因此，愈多的DCS 系统集成商逐渐将工作重点转向DCS系统增值服务，以此提高自身利润率。 增值服务 点检服务 维保服务 利旧服务 备件服务 对DCS系统进行全面、 深入的检测、保养和维 护 由维保服务工程师常 驻于用户现场，提供 7x24小时不间断的设 备巡检、日常维护保 养、故障处理、备件 管理、设备报表与分 析等服务 对将旧的DCS系统进行 综合资产评估利用、 系统安全防护、搬迁 保养更新 为客户提供备件咨询、备件库 支持、备件检测保养、备件销 售、备件配置及备件相关现场 服务 扩容服务 在原系统规模基础上， 帮助用户增加（新上项 目）控制系统的服务产 品 对老旧、超期服役或 者处于产品生命周期 末端的现场控制系统 进行整体的全面更换、 升级 升级服务 （2）嵌入式技术开始在DCS系统中得到逐步应用 现场总线是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络，它能将分散在 现场的智能仪表、执行器和控制器等设备与自动化系统连接起来，被广泛应用于 DCS控制系统。现场总线以其较强的开放性、分散性和数字通信能力，将DCS系统 转变为全分布式结构，实现了现场的全过程控制。但现场总线技术并不能完全解决 生产过程发生的实际问题，一旦网络通信数据包传输延迟、通信系统瞬时错误和数 据包丢失、命令发送与到达次序不一致等问题出现会破坏控制系统的稳定性、可靠 性及安全性，由此为新一代嵌入式控制技术提供了发展机遇。 嵌入式技术将芯片、模块以及小型的控制系统嵌入产品内部，进而实现控制一体化。 嵌入式工业控制机包括STD总线工业控制机、ISA总线工业PC机及PLC等。STD总线 工业控制机采用了组合式、模块化、小型化、标准化的开放式结构体系，能够适应 传统工业技术改造和工业过程控制，在中小企业的低成本的过程控制及大型企业的 专用设备上具有较大的发展空间。ISA总线PC机采用嵌入式模板结构，使用方便， 调节便捷，容易维护和升级，适用于小型的集中式过程控制。PLC是嵌入式的工业 控制机，可通过模块嵌入到公共母板上构成整机，具有使用性高、体积小、价格低、 功能完善等特点，其发展并不受FCS升级影响。 系统特点： 人机界面与软控制器集成，易于对设备进行 组态与编程 PC模块简化了自动化技术与PC环境之间的 交互作用 可预装WinAC RTX 2008软件和可视化操作 软件，使用STEP 7编程，支持SIMATIC通信 体系和诊断功能 西门子SIMATIC 嵌入式套装包14 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域DCS系统 中国DCS系统行业竞争格局 代表企业 产品名称 优势行业 外资品牌 艾默生（美国） Delta V、 OVATION 石化、化工、电力 霍尼韦尔（美国） PKS 石化、化工、造纸、电力 西门子（德国） PCS7、APACS、 T-XP 石化、化工、造纸、电力、水泥、 冶金 因维斯（英国） I/A Series、A 电力 横河（日本） CS1000、 CS3000 石化、化工、造纸 ABB（瑞士） AC800F、 AC800M、 Industrial IT System 800xA 石化、化工、造纸、电力、水泥、 冶金 国产品牌 浙江中控 WebField ECS、 WebField JX、 WebField GCS 石化、化工、造纸、水泥 杭州和利时 HOLLiAS、 MACS 石化、化工、造纸、电力、水泥、 冶金、汽轮机电液调节 国电智深 EDPF-NT 电力 上海新华 XDPS-400+、 DEH-IIIA 热电、汽轮机电液调节 （1）外资品牌占据主导地位 中国DCS行业已拥有三十余年的发展历史，截至2018年底，中国DCS行业已高度 市场化。从市场份额来看，外资品牌与国产品牌市场占比为6：4，外资品牌在中 国DCS市场仍占据主导地位，但国产品牌已形成一定的替代效应。 （2）外资品牌近年来业绩下滑明显 石油化工行业是最早引入外资品牌的行业，外资品牌在此领域具备先发优势和市 场优势，石油化工工业大型生产装置大多采用外资品牌的自动化控制产品。但 2016年起，中国石油天然气、煤化工等项目停工，对优势为石油化工行业的霍尼 韦尔、ABB等外资品牌的影响较大，此类外资品牌业绩均出现下滑。 （3）国产品牌在特定行业的市场份额已处于领先 从市场表现来看，随着下游行业的项目改造需求超过新建项目需求，市场竞争集 中在改造项目上，外资品牌仍具备较强的竞争力。近年来，中国国产品牌频频发 力，已逐渐显露在特定行业的竞争优势。在政策的扶植作用下，电力行业的DCS 系统基本被国产品牌垄断，国有大型发电集团的自动化产品基本由下属的自动化 企业提供，如国电集团下属的国电智深。在核电、食品饮料、制药、市政等领域， 国产品牌具有商业灵活度与市场贴合度高，维护服务响应迅速等方面的优势，已 渐渐占据自动化产品市场。其中，浙江中控、杭州和利时两家企业发展时间较早， 在积累了大量的项目经验后，依靠产品性价比优势和更加便捷的售后服务，不断 抢占外资品牌的市场份额，2018年，在中国DCS市场的占有率进入前三名。15 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域伺服系统 中国伺服系统行业市场规模 工业4.0时代的到来不仅为中国制造业的转型升级提供助力，也为中国伺服系统行业创造了巨大发展空间。在工业机器人、高端医疗器械、新能源等多个领域需求的推动下 ，伺服系统的应用场景不断拓展。数据显示，中国伺服系统市场规模由2014年的59.3亿元快速上升至2018年的119.3亿元，年复合增长率为19.1%。随着中国人口老龄化进 程加快，人口红利逐渐消退，人力成本逐年上升，传统工业尤其是制造业对自动化产线设备的需求将持续保持增长态势。预计2019年，中国伺服系统市场规模将达到 143.5亿元。 59.3 64.2 73.4 96.6 119.3 143.5 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2014 2015 2016 2017 2018 2019预测 亿元 中国伺服系统行业市场规模 （按销售额统计） 年复合增长率 2014-2018年 19.1% 中国伺服系统行业市场规模（按销售额统计），2014-2019年预测16 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域伺服系统 中国伺服系统行业发展现状 （1）中低端领域已实现进口替代，高端领域仍由外资品牌主导 伺服系统是决定数控机床加工精度和生产效率的主要因素之一，由于中国伺服系统 技术起步较晚，前沿的系统算法以及一体化集成技术都掌握在欧美日厂商手中。 日系品牌主要为松下、安川、三菱等老牌的日本自动化设备生产商，产业布局全面， 产品性能与控制系统算法位于世界前沿水平，参数记忆功能与闭环系统参数自动调 整功能全面领先内资品牌。以德国西门子、施耐德、美国罗克韦尔等自动化公司为 代表的欧美品牌，约占中国伺服系统市场份额的20%左右。与日资企业相比，欧美的 伺服系统在致力于通过机电一体化实现性能提高设备精简，同时还在模块化集成化 领域不断拓展，引领着未来伺服系统技术发展的趋势。 在高端伺服领域，国产品牌无论是在市场份额还是产品质量上处于相对弱势的局面。 本土企业的伺服产品主要集中在中低端市场，产品调速范围通常已经高于1:1,000， 一般在1:5,000至1:10,000左右，只有少数产品能达到1:10,000以上的调速范围。而同 类别国外高端伺服产品已经可以达到1:100,000以上的调速水平，且低速下的稳速精 度也远远领先于国内产品。 （2）永磁材料工艺技术不断提高 伺服系统的上游产业涉及零部件（永磁材料、定子、转子、轴承等）以及上位机的 生产商。其中，零部件生产商中，永磁材料生产商议价能力最强。目前永磁材料已 经完成了从第一代稀土永磁材料到第三代稀土永磁材料的更新。钕铁硼永磁材料平 均最高工作温度可以到150，可轻松满足伺服电机对高耐温、大去磁电流的要求。 永磁体材料的使用可以进一步简化电机的结构，通过消除转子的滑环与电刷直接减 少转子的体积，使无刷结构得以实现。在降损和散热的双重需求下，目前大部分的 中小功率电动机已经采用了永磁式结构，永磁材料生产商成为产业链上游的关键构 成。随着永磁材料性能的大幅提高，其在工业自动化领域的应用愈发广泛，高性能 的商用伺服系统大多采用永磁同步交流伺服电动机，此类电机已成为现今制造业伺 服系统的主流。 在永磁材料工艺技术的发展推动作用下，商用伺服产品在效率、精度、性能、集成 度、通用度、智能化以及网络化和模块化上进行了大量改进。国际厂商的伺服产品 平均每五年就会更新换代，新的功率器件或模块每2-2.5年便会更新一次，控制系 统的软件算法更是逐年有稳固的水平提升，伺服产品更迭周期不断缩短。 伺服驱动器 伺服电机 伺服系统组成 永磁材料种类 最大磁能积 （BH）max 内禀矫顽力 Hcj （kOe） 剩磁 Br （kGs） 最高使用温 度 Tm（） 居里温度 Tc （） SmCo5（第一 代 稀土永磁） 15-24 15-30 8.5-10.5 250 740 Sm2Co17（第 二 代稀土永磁） 22-32 6.9-21 10-11.4 550 926 烧结钕铁硼（第 三代稀土永磁） 26-55 11-40 11-15.2 230 310 烧结钕铁硼是当代综合性能最优的磁性材料17 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域伺服系统 中国伺服系统行业竞争格局 参与中国伺服系统行业的外资品牌包括：安川、松下、三菱、西门子、 施耐德等，在脉冲频率、分辨率、响应速度和精度等方面处于世界一 流水平；中国大陆品牌包括汇川、埃斯顿以及台系品牌台达、东元。 （1）市场长期被外资品牌占据主导地位 由于中国伺服技术起步晚，科研水平相对落后，因此中国伺服系统市 场长期以来被外资品牌占据主导地位。数据显示，目前日系品牌在中 国伺服市场占有率高达45%，欧美系品牌占有率为20%，中国本土品牌 进口替代发展空间巨大。 （2）国产品牌价格优势明显 通过多年的技术开发，中国自主开发的伺服系统产品已完全覆盖中低 端应用场景，在高端伺服产品市场已接近日系、德系企业的水平。同 时相较于国外产品，中国国产品牌拥有价格优势，产品价格平均低 15%-30%。目前本土企业的市占率正逐年稳步提高，本土企业积极与行 业下游企业合作开发定制化、一站式的解决方案，如医疗、食品包装 等细分市场，从提供产品向提供行业解决方案转变，向附加值更高的 领域纵深发展。 企业 企业图标 国家 伺服系统相关情况介绍 博世力士乐 德国 2018年与埃斯顿工件的机器人智能工厂项目正式投产，预计建成后 将实现产能提升8倍，交货周期缩短6成 伦茨 德国 1997年在中国北京设立办事处，正式进入中国市场 2007年，在中国上海设立了全资子公司，伦茨（上海）传动系统有 限公司 在上海临港新城重装备区建成了生产基地和物流中心，并在中国全 国12个地方设立销售办事处 发那科 日本 2019年4月发布在日本投资新厂房计划，新厂房将用于进行机器人 的伺服马达零件加工与伺服马达组装，预计可将生产效率提升20% 三菱 日本 2018年4月投入最先进设备，实现产能170%提升，伺服系统月产增 至48万台 西门子 德国 2018年面向中高端应用推出全新伺服驱动系统 罗克韦尔 美国 2017年推出最新一代伺服电机，可实现长时间提供高速连续扭矩 松下 日本 推出的小型交流伺服电动机和驱动器颇受市场欢迎，其中大惯量系 列适用于数控机床，中惯量系列适用于机器人 安川 日本 2017年启动第三期工厂建设，增设了伺服驱动器产线 台达 中国 2018年集团总营收达90.8亿美元 2019年8月推出高性能伺服驱动系统ASDA-B3系列 汇川 中国 中国国内最大的伺服系统供应商 高性能伺服系统现有产能为5万套/年18 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：国家统计局，头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域工业机器人 中国工业机器人行业市场规模 2013年，中国正式超越日本成为全球最大的工业机器人市场。随着中国工业转型升级步伐的加快，中国经济发展的内在动力得到进一步增强，为顺利实现产业结构调整， 推进智能化生产，制造业企业纷纷加快自动化生产的步伐，中国工业机器人的下游应用领域不断扩大，从汽车制造业、精密设备制造业逐渐延伸至食品加工、3C电子生产 等领域。在工业化水平不断提高的背景下，中国制造业“机器换人”需求旺盛，中国工业机器人产量持续增长。根据国家统计局数据，中国工业机器人产量由2014年12,050 套增长快速增长至2018年147,682套，复合增长率达到了87.1%。截止至2019年10月，中国工业机器人产量为151,080套，相比2017-2018年期间，增长速度明显放缓。自 2018年3月起，中美贸易摩擦持续升级，影响波及范围相当广泛，对工业机器人需求量最大的两个应用领域汽车、3C电子行业景气度下滑，导致工业机器人产量增长动力 不足。 12,050 32,996 72,426 131,079 147,682 151,080 0 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000 140,000 160,000 2014 2015 2016 2017 2018 2019.01-10 套 中国工业机器人产量 年复合增长率 2014-2018年 87.1% 中国工业机器人产量，2014-2019.1019 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：国家统计局，头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分领域工业机器人 中国工业机器人行业发展现状 34.4 35.4 35.1 7.2 6.3 9 -16.4 -3.3 -7 -12.1 -14 -7.3 -9.3 -11 -7.1 -19.3 -14.6 1.7 (30.0) (20.0) (10.0) 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 2018-03-31 2018-06-30 2018-09-30 2018-12-31 2019-05-31 2019-08-31 工业机器人产量当月同比 中国工业机器人产量当月同比，2018.03.31-2019.10.31 % 中国工业机器人产量从2018年下半年至2019年10月底整 体处于下滑状态。2018年9月份，工业机器人产量增速为- 16.4%，首次出现负增长，此后工业机器人产量连续11个月 维持负增长。尤其在2019年，工业机器人产量表现低迷， 然而这一颓势得以扭转，10月增速首次转正，同比增长 1.7%。工业机器人产量跌落主要受需求端的影响，中美贸 易摩擦、宏观经济下行压力增大，致使汽车、3C电子、食 品、制药等行业景气度下滑，工业机器人需求减少，市场 观望情绪较浓。 从工业机器人上市企业已披露的营收报告看，2019年上半 年，中国工业机器人企业整体为亏损状态，盈利能力受到 严重打击，2019年上半年，新时达营业收入同比下降9.2%， 埃斯顿营业收入同比下降6%，华中数控与上年同期相比亏 损约4,897.0万元。与此同时，国际机器人四大家族机器人 业务收入与订单量纷纷出现下滑，2019年第二季度， KUKA中国区订单量相较上年同期下滑50%；ABB营业利润 同比下滑83%；安川电机中国区收入下滑29.9%；发那科业 务收入与营业利润分别同比下滑26.4%、47.5%，机器人业 务收入同比下滑19.5%。20 2019.12 LeadLeo leadleo 来源：头豹研究院编辑整理 工业自动化核心细分