工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)初步投資

工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)初步研究

與投資建議馬洪波二O一四年六月工業(yè)機(jī)器人基本概念定義：具有通用性、能代替人工作、能直接對外界工作組成：機(jī)械本體、傳感檢測、交互控制、驅(qū)動執(zhí)行作用：部分代替人的體力、腦力勞動優(yōu)點(diǎn)：精確度高、生產(chǎn)效率高、一致性好、安全可靠…….用途：軍事、生產(chǎn)、服務(wù)需求：宏觀層面經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變：高耗能、高污染、產(chǎn)能過剩，經(jīng)濟(jì)放緩，粗放式發(fā)展不可持續(xù)，產(chǎn)業(yè)升級?，F(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展階段：制造業(yè)產(chǎn)出增速下行階段，對于標(biāo)準(zhǔn)化流水生產(chǎn)線的要求（柔性制造），國家政策大力支持。勞動力結(jié)構(gòu)變化：勞動力增速放緩、勞動力價格上升及老齡化加速，同時大學(xué)生就業(yè)困難，提供高素質(zhì)研發(fā)與操控人員。 需求：微觀層面1、招工困難：一些制造環(huán)境、疲勞強(qiáng)度對工人健康存在傷害，即使給出高工資也招不到足夠的工人。2、經(jīng)濟(jì)性：目前一臺日本品牌的點(diǎn)焊機(jī)器人價格在20萬左右，加上焊槍大致在30余萬，而目前一名焊接工一年的花費(fèi)也要有10萬，而機(jī)器人壽命一般在8到10年左右，投資回收期3年左右。3、產(chǎn)品質(zhì)量：對于焊接而言，機(jī)器人的重復(fù)性和定位精度好于一般工人，這是其最大的優(yōu)點(diǎn)。4、完成不可能的操作：有些工序人工無法操作，必須由機(jī)器人完成。行業(yè)發(fā)展規(guī)律－日本中國現(xiàn)階段的情況與日本的1980-1981年間在經(jīng)濟(jì)、人口、國家政策、國際環(huán)境和市場都較為相似，同處于工業(yè)化中后期，80年代工業(yè)機(jī)器人在日本增速為31.5%?？梢灶A(yù)見中國工業(yè)機(jī)器人市場的快速成長。行業(yè)發(fā)展規(guī)律－韓國韓國自上世紀(jì)80年代開始大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，大致用了十多年形成了自己的工業(yè)機(jī)器人體系，1987年韓國僅有機(jī)器人978臺，到了1991年已達(dá)4090臺，增長近4倍。當(dāng)下的中國無論是從經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)以及城市化速度來看，都與上世紀(jì)80年代的韓國極為類似。另外，韓國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程是經(jīng)歷了先學(xué)習(xí)再趕超的過程，對于我國具有一定的參照意義。 假設(shè)中國到2020年機(jī)器人裝備率接近韓國1994年的水平，則2013-2020年機(jī)器人行業(yè)銷量CAGR>+25%；發(fā)展規(guī)律與趨勢日本慶應(yīng)義塾大學(xué)教授YasuhikoTorii在1989年發(fā)表的文章中，對當(dāng)時韓國的機(jī)器人使用情況進(jìn)行了詳盡的調(diào)查，同時對其他10個國家的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)。他認(rèn)為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在不同國家的發(fā)展符合資本品增長的“雁行理論”：一個國家的機(jī)器人保有量由兩個主要因素決定，一是經(jīng)濟(jì)或工業(yè)化水平，二是本國制造業(yè)的出口。這一理論很好的解釋了10個國家以及韓國歷史上機(jī)器人保有量增長的過程。將中國的歷史數(shù)據(jù)代入，擬合結(jié)果也非常符合市場普及率2012年日本和韓國機(jī)器人裝備密度分別達(dá)到每萬人306臺和287臺，而中國僅為30我國自動化設(shè)備普及率提高仍有巨大空間。汽車是全球機(jī)器人應(yīng)用最多的行業(yè)（2012年占比約為36%），伴隨著合資車企高標(biāo)準(zhǔn)工廠的建設(shè)熱潮的中國汽車行業(yè)的機(jī)器人裝備遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般制造業(yè)，但目前每萬人裝備的機(jī)器人臺量也僅有100臺左右，距離日韓1500和900臺差距很大。市場容量在低端勞動力供給缺口、制造業(yè)升級雙重壓力下，國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)過去5年平均增速高達(dá)34%，最近幾年我國制造業(yè)中主要行業(yè)的從業(yè)人員總數(shù)先增后減，到2012年時降低到4984萬人。假設(shè)到2017年我國制造業(yè)從業(yè)人員繼續(xù)下降到4500萬人，工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的密度達(dá)到日本1985年的水平，屆時我國保有量約為45萬臺。2012年我國工業(yè)機(jī)器保有量約為10萬臺，至2017年國內(nèi)新增需求量約35萬臺。根據(jù)IFR的數(shù)據(jù)2012年國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的銷量為2.69萬臺，銷售規(guī)模約82億元，平均單價30萬元，預(yù)計未來5年行業(yè)銷量的復(fù)合增速達(dá)到33.8%，市場規(guī)模約1000億元。種類與變化觀察日本從2004年到2012年間不同種類工業(yè)機(jī)器人的占比變化可以發(fā)現(xiàn)，組裝機(jī)器人占比明顯減少，機(jī)加工、焊接機(jī)器人比例保持穩(wěn)定，而清潔機(jī)器人和物料輸送機(jī)器人占比明顯增加，顯示食品飲料、生物醫(yī)藥和3C等成為了增長迅速的機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域。 類型與應(yīng)用趨勢起初機(jī)器人需求主要驅(qū)動力是汽車、電力電子等高附加值行業(yè)，應(yīng)用類型主要是定價較為昂貴的關(guān)節(jié)型機(jī)器人（一般在6軸以上），隨著工業(yè)化程度加深、人力成本逐步上升，倒逼低食品、附加值制造業(yè)也開始使用機(jī)器人，經(jīng)濟(jì)型機(jī)器人占比增高，需求由高端、復(fù)雜型向直角坐標(biāo)等中低端、經(jīng)濟(jì)型擴(kuò)展。未來中國機(jī)器人需求的主要驅(qū)動力將逐漸向“替代人工”切換，中低端、經(jīng)濟(jì)型機(jī)器人有望崛起、成為最大增長點(diǎn)。產(chǎn)業(yè)鏈特點(diǎn)分析技術(shù)難度：核心技術(shù)主要集中零部件，技術(shù)難度最大。其中零部件制造環(huán)節(jié)各零部件的技術(shù)難度從高到低排序是減速機(jī)〉伺服電機(jī)〉控制器。生產(chǎn)規(guī)模：零部件和機(jī)器人單體生產(chǎn)具有較高開放性、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可批量生產(chǎn)；系統(tǒng)集成商則根據(jù)下游客戶的需求，將單元產(chǎn)品組成可實現(xiàn)的生產(chǎn)系統(tǒng)，一般不同的訂單都具有其特殊性，而單筆訂單數(shù)量有限，很難形成規(guī)模化生產(chǎn)。廠商分布：零部件和單體生產(chǎn)市場幾乎被國外廠商占據(jù)；國內(nèi)廠商主要集中在系統(tǒng)集成市場。市場集中度：零部件市場的集中度較高，其中，減速機(jī)市場集中度〉伺服電機(jī)市場〉控制器市場；機(jī)器人單體市場的一半以上被四大機(jī)器人廠商占據(jù)，市場集中度很高；系統(tǒng)集成廠商眾多，市場集中度較低。利潤水平：零部件制造的毛利非常高，僅減速機(jī)一項就占據(jù)了國內(nèi)機(jī)器人本體制造成本的約三分之一；機(jī)器人單體的毛利水平主要受制于零部件的成本，具有較大生產(chǎn)規(guī)模和議價能力或是擁有零部件生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)擁有較低的生產(chǎn)成本和較大的利潤空間；而系統(tǒng)集成由于行業(yè)門檻較低，與上下游的議價能力較弱，毛利水平不高。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的利潤水平從高到低排序是零部件制造〉機(jī)器人本體制造〉系統(tǒng)集成。零部件生產(chǎn)單體制造系統(tǒng)集成零部件國產(chǎn)單體機(jī)器人核心零部件依賴進(jìn)口，占總成本的70-80%，采購價遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國外同行，不具備顯著成本優(yōu)勢。因此，解決零部件國產(chǎn)化問題是本土品牌突破重圍的必由之路，尤其對于突破價格敏度度更高的經(jīng)濟(jì)型機(jī)器人用戶意義重大。技術(shù)差距最大的是高精度減速機(jī)和機(jī)器人專用伺服電機(jī)。全球市場約75%的高精度減速機(jī)由日本Nabtesco（RV減速機(jī)）和HarmonicDrive（諧波減速機(jī)）壟斷，而RV減速機(jī)國內(nèi)尚未有成熟產(chǎn)品，諧波減速機(jī)國內(nèi)雖然有蘇州綠的、中技克美等廠家生產(chǎn)，但在輸入轉(zhuǎn)速、傳動精度等方面仍與進(jìn)口產(chǎn)品有較大差距。機(jī)器人專用伺服電機(jī)也基本被安川、ABB等日本和歐美品牌壟斷，匯川、埃斯頓等國內(nèi)運(yùn)動控制廠商尚處于小批量試用階段。全球沒有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人操作系統(tǒng)，其中，F(xiàn)ANUC為數(shù)控系統(tǒng)的最大生產(chǎn)廠商，美國推動的ROS操作系統(tǒng)應(yīng)用日漸廣泛，DeltaTau公司的PMAC運(yùn)動控制卡和Beckhoff公司的TwinCAT系統(tǒng)應(yīng)用也較多。單體制造2012年國內(nèi)機(jī)器人銷量中約92%為外資或合資品牌，其中全球四巨頭（ABB、安川、發(fā)那科和庫卡）占據(jù)近50%份額。本土品牌中市場份額最大的新松公司僅占約4.4%，大約1200臺。谷歌自動駕駛汽車項目取得重大進(jìn)展，并在2013年收購了8家機(jī)器人公司，覆蓋機(jī)器狗、攝像視頻、動力加速、控制算法等技術(shù)，總體提升了谷歌在機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)水平。由于應(yīng)用場合復(fù)雜，通用機(jī)器人廠家并不掌握針對某個細(xì)分行業(yè)的核心技術(shù)和工藝，因此需要與系統(tǒng)集成商結(jié)合，涵蓋行業(yè)需求。也只有總產(chǎn)量達(dá)到一定規(guī)模后，機(jī)器人企業(yè)分散研發(fā)成本，才能實現(xiàn)盈利。行業(yè)分析顯示年銷量達(dá)到1000臺以上才能實現(xiàn)盈利。系統(tǒng)集成在機(jī)器人工作的生產(chǎn)線中，機(jī)器人本體只是造價中的一小部分，大致為20%到25%左右，其余為周邊配套設(shè)施，如焊槍、流水線、變位機(jī)、移動滑臺、自動工具轉(zhuǎn)換裝置等。據(jù)估計，目前我國機(jī)器人及配套設(shè)備總共有400億左右的市場。另外，安裝調(diào)試機(jī)器人的人工費(fèi)用也能達(dá)到機(jī)器人本體的1到2倍。從國外經(jīng)驗來看，一家通用機(jī)器人廠商，至少要有80家以上系統(tǒng)集成商配套，才能夠存活下來。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈總結(jié)預(yù)計2017年，機(jī)器人上游核心零部件市場容量為100億元。其中，伺服電機(jī)及驅(qū)動市場容量52億元，控制器市場容量8.8億元，減速機(jī)市場容量46億元。產(chǎn)業(yè)鏈中游，機(jī)器人本體市場容量195億元。產(chǎn)業(yè)鏈下游，系統(tǒng)集成市場容量612億元。目前國內(nèi)零部件的發(fā)展現(xiàn)狀是控制器研究狀況好于伺服電機(jī)，伺服電機(jī)好于減速機(jī)。國內(nèi)廠商不掌握核心技術(shù)和定價權(quán)，國外競爭對手采取價格競爭的時候，國內(nèi)企業(yè)很難招架。由于精度和可靠性等指標(biāo)與進(jìn)口產(chǎn)品比還存在較大距離，很多國內(nèi)廠商面臨信任危機(jī)，機(jī)器人生產(chǎn)廠商不敢輕易使用國內(nèi)生產(chǎn)的核心零部件。投資建議機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場巨大、需求旺盛，將長期持續(xù)保持較快發(fā)展，且符合社會發(fā)展規(guī)律和國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，建議積極研究投資。

考慮到制造業(yè)微笑曲線和四大巨頭的發(fā)展歷史，作為新進(jìn)入者的投資方向、步驟與策略如下：1、系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)進(jìn)入門檻相對較低、市場容量最大，可借助本土工程師優(yōu)勢，且投資規(guī)模較小，可以首先選擇投資軍用、汽車、電子等中高端行業(yè)領(lǐng)域有相關(guān)技術(shù)積累、市場經(jīng)驗和客戶資源的企業(yè)，積蓄力量后，再逐步向化工、物流、食品等中低端行業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈中上游發(fā)展。2、核心零部件需要長期多方面積累，進(jìn)入門檻較高，且投資巨大、周期較長，投資須謹(jǐn)慎。可以從投資較小、競爭不太激烈的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件企業(yè)入手，通過行業(yè)經(jīng)驗（軍用）引導(dǎo)開發(fā)自己的專