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全球工業(yè)機器人詳細產(chǎn)業(yè)鏈梳理!
發(fā)表時間:2019/7/30 14:36:39
工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上中下游:
上游
關(guān)鍵零部件生產(chǎn)廠商,主要是減速器、控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng);
中游
機器人本體,即機座和執(zhí)行機構(gòu),包括手臂、腕部等,部分機器人本體還包括行走結(jié)構(gòu),是機器人的機械傳統(tǒng)和支撐基礎(chǔ)。按照結(jié)構(gòu)形式,本體可以劃分為直角坐標、球坐標、圓柱坐標、關(guān)節(jié)坐標等類型;
下游
系統(tǒng)集成商,根據(jù)不同的應(yīng)用場景和用途進行有針對性地系統(tǒng)集成和軟件二次開發(fā),國內(nèi)企業(yè)都集中在這個環(huán)節(jié)上。生產(chǎn)出來的機器人只有通過系統(tǒng)集成之后,才能投入到下游的汽車、電子、金屬加工等產(chǎn)業(yè),為終端客戶所用。
整體來看,工業(yè)機器人的總成本中,核心零部件的比例接近70%,其中減速器、伺服電機和控制器占比分別為32%、22%和12%。
▲工業(yè)機器人核心零部件及本體成本占比
▲中國工業(yè)機器人減速器市場格局
▲中國工業(yè)機器人伺服系統(tǒng)市場格局
▲中國工業(yè)機器人控制系統(tǒng)市場格局
▲2017 年中國工業(yè)機器人市場格局
核心零部件技術(shù)是機器人本體企業(yè)的核心競爭力
2016年中國機器人銷量已接近全球市場份額的30%,連續(xù)四年成為全球最大的工業(yè)機器人市場。根據(jù)國際機器人產(chǎn)業(yè)協(xié)會IFR的預(yù)測,未來幾年中國機器人行業(yè)銷量有望維持25%-30%左右的增速。我們以IFR預(yù)測下限25%的增速,以2017年14萬臺為基數(shù)進行測算。到2020年,中國工作機器人銷量有望達到27萬臺。
另外,根據(jù)MIR公布的2017年中國工業(yè)機器人市場份額,按類型來劃分,六軸多關(guān)節(jié)機器人、SCARA機器人、關(guān)節(jié)型手臂、協(xié)作機器人和DELTA機器人的占比分別為67.8%、21.2%、6.05%、2.89%、2.05%。我們按照各種類型工業(yè)機器人所需減速器類型和數(shù)量進行劃分。一般情況下,六軸多關(guān)節(jié)機器人需要4套RV減速器和2套諧波減速器;SCARA機器人包含4個諧波減速器;關(guān)節(jié)型手臂和協(xié)作機器人類型較多,我們按照4軸多關(guān)節(jié)機器人計算,大約每套需要3個RV減速器和1個諧波減速器;而DELTA機器人的電機安裝在固定基座上,我們按照其需要1個諧波減速器計算。
根據(jù)我們的測算結(jié)果,到2020年RV減速器市場需求81.5萬臺,諧波減速器需求63.3萬臺,總體市場需求量有望達到144.8萬臺。當前,一臺RV減速器的售價約5000-6000元左右,而諧波減速器價格約2000元;而在2015年,RV減速器和諧波減速器的平均價格分別為8000元、3000元。減速器的國產(chǎn)化進程,促成了過去三年國外品牌的降價,當前價格雖然還存在下降空間,但已經(jīng)接近其生產(chǎn)成本,未來價格壓縮的空間相對較小,因此我們估計未來RV和諧波減速器的價格分別在4000元和1500元左右。根據(jù)上述計算過程,2018-2020年間,國內(nèi)減速器市場空間分別有望達到31.71、36.76、42.63億元。
▲2017年中國工業(yè)機器人市場份額(按機型)
▲國內(nèi)工業(yè)機器人用減速器需求測算(萬臺)
伺服電機與控制器是相輔相成的核心零部件
伺服系統(tǒng)下游應(yīng)用領(lǐng)域眾多。在20世紀70年代,隨著微處理器技術(shù)、大功率高性能半導體功率器件技術(shù)和電機永磁材料制造工藝的發(fā)展和性價比不斷提高,交流伺服系統(tǒng)逐漸取代直流伺服系統(tǒng)成為主流產(chǎn)品。而國產(chǎn)交流伺服系統(tǒng)在核心技術(shù)方面已取得突破,國內(nèi)外差距已明顯縮小。目前伺服系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中于機床,但近幾年電子制造業(yè)和機器人行業(yè)的崛起,催生了大量行業(yè)需求。2016年,機器人占伺服系統(tǒng)下游應(yīng)用的9%。隨著未來機器人零部件實現(xiàn)突破,中國工業(yè)機器人行業(yè)將迎來快速發(fā)展期,伺服系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也將由機床向機器人傾斜。
▲2016年伺服系統(tǒng)的下游應(yīng)用
控制器:與國際差距最小的零部件
競爭格局:硬件差距較小,難點集中于軟件。控制器本質(zhì)上就是一個數(shù)據(jù)處理器,隨著半導體技術(shù)的成熟,半導體芯片的性價比越來越高,因此控制器在硬件上并無太高門檻。在機器人的核心零部件中,控制器的技術(shù)難度是最低的,國內(nèi)企業(yè)開發(fā)的控制器產(chǎn)品已經(jīng)可以滿足大部分功能要求。但控制器的核心在于算法要與機器人本體相匹配。目前,國外主流機器人廠商的控制器均是基于運動控制平臺進行自主研發(fā),以保證匹配性,導致國內(nèi)企業(yè)控制器尚未形成競爭優(yōu)勢。可以說,國產(chǎn)控制機在硬件上與國外差距不大,差距主要是算法和兼容性方面。
▲2015年國內(nèi)機器人控制器銷量市場份額
系統(tǒng)集成商的核心優(yōu)勢在于人才及行業(yè)積累
相較于機器人本體供應(yīng)商,機器人系統(tǒng)集成供應(yīng)商還要具有產(chǎn)品設(shè)計能力、對終端客戶應(yīng)用需求的工藝理解、相關(guān)項目經(jīng)驗等,提供可適應(yīng)各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的標準化、個性化成套裝備。
系統(tǒng)集成商處于機器人產(chǎn)業(yè)鏈的下游應(yīng)用端,為用戶提供設(shè)計方案,要具有產(chǎn)品設(shè)計能力、對終端客戶應(yīng)用需求的工藝理解、相關(guān)項目經(jīng)驗等,提供可適應(yīng)各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的標準化、個性化成套設(shè)備。與單元產(chǎn)品的供應(yīng)商相比,系統(tǒng)集成商還要具有產(chǎn)品設(shè)計能力、項目經(jīng)驗,并在對用戶行業(yè)深刻理解的基礎(chǔ)之上,提供可適應(yīng)各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的標準化、個性化成套裝備。
系統(tǒng)集成商具有市場渠道優(yōu)勢,可快速加入機器人研發(fā)及生產(chǎn)行列。與國內(nèi)本體廠商面對國外企業(yè)強大的競爭不同,國內(nèi)系統(tǒng)集成商擁有本土的許多優(yōu)勢,包括渠道優(yōu)勢、價格優(yōu)勢、工程師紅利等。系統(tǒng)集成商以往是從國外或者少部分從國內(nèi)購臵機器人整機,根據(jù)不同行業(yè)或客戶的需求,制定解決方案。
非標項目,不能批量復(fù)制。系統(tǒng)集成項目是非標準化的,每個項目都不一樣,不能100%復(fù)制,因此比較難上規(guī)模。能上規(guī)模的一般都是可以復(fù)制的,比如研發(fā)一個產(chǎn)品,定型之后就很少改了,每個型號產(chǎn)品都一樣,通過生產(chǎn)和銷售就能大量復(fù)制上規(guī)模。而且由于需要墊資,集成商通常要考慮同時實施項目的數(shù)量及規(guī)模。
要熟悉相關(guān)行業(yè)工藝。由于機器人集成是二次開發(fā)產(chǎn)品,需要熟悉下游行業(yè)的工藝,要完成重新編程、布放等工作。國內(nèi)系統(tǒng)集成商,如果聚焦于某個領(lǐng)域,通常可以獲得較高行業(yè)壁壘,生存沒問題。但是同樣由于行業(yè)壁壘,很難實現(xiàn)跨行業(yè)拓展業(yè)務(wù),通過并購也行不通,因此規(guī)模做大很難。機器人系統(tǒng)集成商本來就該是小的,起碼現(xiàn)階段國內(nèi)集成商規(guī)模都不大。
系統(tǒng)集成商的核心競爭力是人才,其中,最為核心的是銷售人員、項目工程師和現(xiàn)場安裝調(diào)試人員,銷售人員負責拿訂單,項目工程師根據(jù)訂單要求進行方案設(shè)計,安裝調(diào)試人員到客戶現(xiàn)場進行安裝調(diào)試,并最終交付客戶使用。幾乎每個項目都是非標的,不能簡單復(fù)制上量。
因此系統(tǒng)集成商實際是輕資產(chǎn)的訂單型工程服務(wù)商,核心資產(chǎn)是銷售人員、項目工程師和安裝調(diào)試人員,因此,系統(tǒng)集成商很難通過并購的方式擴張規(guī)模。
產(chǎn)業(yè)鏈布局完善才能做大做強
四大家族在工業(yè)機器人行業(yè)從上游零部件、中游本體到下游系統(tǒng)集成均有布局。像KUKA機器人業(yè)務(wù)分為本體和系統(tǒng)集成兩大塊,發(fā)那科通過外延并購布局系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)。工業(yè)機器人是載體,具體行業(yè)應(yīng)用是焦點,兩者兼具的話,本體和系統(tǒng)集成形成聯(lián)動,渠道相互促進,有望提升產(chǎn)品在行業(yè)的影響力,分到更大的市場份額。
國內(nèi)本體企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈上布局是做大做強的唯一途徑。2017年國產(chǎn)品牌機器人銷量為3.78萬臺,按平均單價10萬計算,市場規(guī)模僅37.8億。排名靠前的埃夫特、埃斯頓等機器人銷量才2000多臺,銷售額遠低于四大家族企業(yè),即使未來幾年銷量翻番,銷售額也較難做到很大。同時具體行業(yè)自動化解決方案是機器人的落腳點,是當前各家搶奪的焦點。系統(tǒng)集成注重售后服務(wù),本土企業(yè)響應(yīng)快,服務(wù)強度大,競爭優(yōu)勢比較明顯。根據(jù)我們前面的測算,系統(tǒng)集成是本體市場規(guī)模的3倍左右,因此系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)有助于快速提升銷售額,打開下游市場,提升品牌影響力。2018年工業(yè)機器人本體和系統(tǒng)集成市場總和將突破千億規(guī)模。國內(nèi)上市公司如埃斯頓、新松、快克股份等注重產(chǎn)業(yè)鏈布局,有望在競爭中突圍。
系統(tǒng)集成商向本體或零部件延伸能夠提升行業(yè)競爭力,有效改善利潤率。四大因素決定集成商規(guī)模小。系統(tǒng)集成項目是非標準化的,每個項目都不一樣,不能100%復(fù)制,所以比較難上規(guī)模,能上規(guī)模的都是可以復(fù)制的,比如研發(fā)一個產(chǎn)品,定型后就很少改了,每個型號產(chǎn)品都一樣,通過生產(chǎn)和銷售就能大量復(fù)制上規(guī)模。而且由于需要墊資,集成商通常要考慮同時實施項目的數(shù)量及規(guī)模。
但近年來系統(tǒng)集成商也走到了一個“分水嶺”,由于硬件產(chǎn)品價格逐年下降、利潤也越來越薄,僅靠項目帶動硬件產(chǎn)品的銷售模式已經(jīng)成為過去時。同時,進入系統(tǒng)集成這個領(lǐng)域的門檻越來越低,競爭隨之就更為激烈,利潤逐年下降。大部分系統(tǒng)集成商自身只是設(shè)計、組裝生產(chǎn)線,而生產(chǎn)線上所需機器人本體、傳感器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等90%以上的原材料均是外購,這樣整體產(chǎn)線價格相比同行很難有競爭力。因此部分核心部件自制能夠有效的降低成本,提升自身競爭力,打造行業(yè)的護城河。
因此國內(nèi)公司要想做大做強,可以選擇自上而下或者自下而上的發(fā)展模式,產(chǎn)業(yè)鏈布局完善的企業(yè)有望享有更多的行業(yè)紅利,分到更大的蛋糕。