泓域咨询/贵阳机器人项目可行性分析报告
一、机器人项目背景分析
工业机器人的产业链主要包括四个核心环节:核心零部件、本体制造、系统集成和行业应用。服务机器人的产业链主要包括上游核心零部件、中游组装、下游行业应用三个环节。整体来看,机器人行业的产业链较短,行业壁垒较高,每个环节都至关重要
1、机器人行业上游情况分析
机器人上游核心零部件有控制器、伺服电机、减速器。从成本上看,核心零部件占工业机器人成本72%左右,是机器人行业利润主要来源,但目前国内仅少数机器人企业技术较先进,可自主生产核心零部件,大部分机器人企业核心零部件依赖进口(以伺服电机为例,国外品牌占据中国伺服市场近80%市场份额)。因此一直以来国内工业机器人成本较高。但随着国产品牌技术研发与外资企业不断缩小差距,国产品牌竞争力渐显,未来核心零部件国产化趋势已露端倪(国内小型伺服电机市场占有率已上升至20%左右)。
1)、控制器——与国外差距最小的零部件
控制器是机器人的大脑,决定机器人性能的优劣,其市场份额依赖于本体的份额。控制器的技术门槛相对较低,从整体上来看,控制器通常由成熟厂商自给自足。2015年中国控制器市场规模达23.1亿元,同比增长18%,其中工业机器人控制器占比15%,约3.5亿元。据预测到2020年我国工业机器人控制器市场规模有望达到12亿元,未来五年复合增速约为27%。
经过多年的沉淀,国内企业机器人控制器产品已经较为成熟,是机器人产品中与国外产品差距最小的关键零部件。部分企业向市场提供机器人专用控制器,以固高科技、卡
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诺普、众为兴等为代表;还有部分数控设备厂家进行了机器人专用运动控制产品的开发和行业应用的推广,并逐渐走向成熟和产业化,这类企业以广州数控、广泰数控、埃斯顿等为代表,他们不只开发出机器人专用的控制系统,还借此切入机器人产业链,并成为国产机器人企业中的代表。未来几年,中国国产机器人将得到快速发展,国产机器人控制器应用市场面临较好的发展契机,尤其是在运动控制领域深耕多年的企业。
2)、伺服系统——国产有所突破,但仍存在差距
伺服系统是机器人的心脏,机器人的关节驱动离不开伺服系统,关节越多,机器人的柔性和精准度越高,所要使用的伺服电机的数量就越多。伺服电机可分为交流伺服系统和直流伺服两大类。交流伺服电动机驱动器因其具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点,在工业机器人中得到广泛应用。
中国伺服电机技术上与国外先进水平存在差距,市场规模逐年增长,但由于技术原因产量无法满足需求。2016年,中国伺服电机市场规模达102.6亿元,与2015年相比增长了10%。自2007年以来,我国伺服电机市场规模逐年增长,产量与需求量也不断提升。2016年中国伺服电机需求量达747万台,同比增长18.95%,当年产量为374万台,远不能满足需求。而且我国国产伺服电机体积大、输出功率小,与日、欧等企业的水平有差距,很大一部分伺服电机仍然依赖进口。近年来中国企业不断突破技术瓶颈,加强产品研发和产业化项目的建设,包括埃斯顿、汇川技术等公司。
3)、减速器进口情况分析
减速器是机器人的关键零部件,成本约占整台机器人生产成本的
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三分之一。目前应用于机器人领域的减速机主要有两种,一种是RV减速器,另一种是谐波减速器。在关节型机器人中,由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度,一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置,而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。对于高精度机器人减速器,日本具备绝对领先优势,目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的Nabtesco和HarmonicDrive两家垄断,包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。其中HarmonicDrive在工业机器人关节领域拥有15%的市场占有率。
中国的工业机器人用精密减速器研发开始较晚,技术不成熟,形成了精密减速器不能自给自足的局面,严重依赖进口。国内有部分公司在技术水平上取得了突破,目前也未形成较大的销售规模。如南通振康在减速器方面率先取得突破,2016年的年产量是200多台,产品已被多家机器人厂商试用。可以说减速器是制约我国机器人产业发展的关键因素,攻克减速器技术是国内机器人企业产业化的必然选择。
2、机器人中游发展情况分析
机器人本体也称为机器人裸机,本体企业具有有效整合上游零部件和下游系统集成商的入口能力。按照机械结构分,可以分为直角坐标机器人、SCARA机器人、关节型机器人、圆柱坐标机器人等。从产业发展前景来看,国外工业机器人本体发展成熟,国内仍处于初步发展阶段。2016年,全球本体市场规模为285.4亿元,根据预测,2018年全球本体市场将达到328.8亿元。
经济型本体是国产机器人本体的发展方向。国外机器人行业伴随着汽车行业的发展而成长,而
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且汽车行业对机器人精度、效率和稳定性要求都非常高。在汽车领域,国内机器人企业和国外企业相比缺乏竞争力。开发应用于汽车领域之外的一般制造业的经济型机器人是国产机器人本体现阶段的发展方向。经济型本体包括低成本的六轴通用机器人和三、四轴专用机器人。
经济型本体分为两类:(1)国产核心零部件可以突破,国内机器人企业可以批量化生产降低成本的通用六轴关节机器人;(2)应用于某一领域的专用机器人,如用于电子行业的SCARA机器人、桌面机器人就属于经济型本体的专机,这类专用机器人通常为三、四轴。在电子、家电制造、金属制造、塑料化工等行业,外资机器人企业行业经验和客户基础优势并不明显,客户更加注重机器人产品的性价比,这是国产机器人的超车机会。
国际上的工业机器人本体制造商包括库卡、ABB、发那科、安川电机等。国内包括新松机器人、广州数控、锐奇股份、埃斯顿、埃夫特、佳士科技、亚威股份等。国内大多数机器人本体公司以采购集成为主
3、机器人下游发展情况分析的
系统集成是国内工业机器人企业发展的重点。系统集成在机器人本体的基础上,根据机器人的不同类型(焊接、喷涂、装配等)为其安装不同的执行装置,将机器人本体和附属设备进行系统集成。与核心零部件和本体相比,系统集成的壁垒相对较低,与上下游议价能力较弱,毛利水平较低。2016年初我国工业机器人的系统集成应用企业约为600多家,占国内工业机器人行业企业数量的70%以上。
汽车产业集成国内企业难以进入,3C行业系统集成是机会。机器人下游最终用户按照行业可分为:汽车工业
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行业和一般工业行业。汽车产业格局稳定,面临商务关系、技术和资金三重壁垒,国内企业难以进入。但在其他行业,尤其是3C行业,国内系统集成企业具有优势:中国是全球最大的3C制造基地,自动化升级需求强劲,有望超过汽车行业成为第一大机器人市场;3C行业机器人应用多样,外资品牌难以复制在汽车产业的经验。因此在3C领域国内系统集成企业已实现部分反超,3C行业的发展将成为国内系统集成企业率先获益的关键增长点。
二、机器人项目建设必要性分析
加快实施《中国制造2025》,紧密围绕我国经济转型和社会发展的重大需求,坚持“市场主导、创新驱动、强化基础、质量为先”原则,“十三五”期间聚焦“两突破”、“三提升”,即实现机器人关键零部件和高端产品的重大突破,实现机器人质量可靠性、市场占有率和龙头企业竞争力的大幅提升,以企业为主体,产学研用协同创新,打造机器人全产业链竞争能力,形成具有中国特色的机器人产业体系,为制造强国建设打下坚实基础。
市场主导就是坚持以市场需求为导向,以企业为主体,充分发挥市场对机器人研发方向、路线选择、各类要素配置的决定作用。创新驱动就是加强机器人创新体系建设,加快形成有利于机器人创新发展的新机制,优化商业和服务模式,打造公共创新平台。强化基础就是加强机器人共性关键技术研究,建立完善机器人标准体系及检测认证平台,夯实产业发展基础。质量为先就是提高机器人关键零部件及高端产品的质量可靠性,提升自主品牌核心竞争力。
经过五年的努力,形成较为完善的机器人产