2024年工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈分析及河南省產(chǎn)業(yè)概況

2024年工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈分析及河南省產(chǎn)業(yè)概況1.工業(yè)機器人及產(chǎn)業(yè)鏈簡介1.1.工業(yè)機器人簡介根據(jù)國際標準ISO8373:2012的定義，工業(yè)機器人是自動控制的、可重復(fù)編程、多用途、移動或固定式的操作機，可對三個或三個以上軸進行編程，應(yīng)用于工業(yè)自動化。1.2.工業(yè)機器人分類根據(jù)中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟《2018中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)市場報告》的分類標準：1）按功能及應(yīng)用領(lǐng)域劃分。按照功能劃分，工業(yè)機器人可分為包裝、上下料、噴涂、物料搬運、焊接、潔凈室、碼垛、裝配等機器人。物料搬運、焊接、裝配機器人是機器人前三的應(yīng)用領(lǐng)域，2022年物料搬運、焊接、裝配機器人等三大機器人應(yīng)用領(lǐng)域加起來占有約75%的市場份額。2）按機械結(jié)構(gòu)劃分。按照按機械結(jié)構(gòu)類型，可分為多關(guān)節(jié)機器人、平面多關(guān)節(jié)機器人、坐標機器人、圓柱坐標機器人、并聯(lián)機器人、工廠用物流機器人（AGV）等。從機械結(jié)構(gòu)上來說，多關(guān)節(jié)型機器人在全球市場和中國市場均占60%以上，多關(guān)節(jié)機器人幾乎可以應(yīng)用于所有領(lǐng)域，但以焊接、裝配和物料搬運領(lǐng)域應(yīng)用最多，其中汽車制造業(yè)是多關(guān)節(jié)工業(yè)機器人增長的主要驅(qū)動力。3）國產(chǎn)化率及技術(shù)水平差異。多關(guān)節(jié)機器人的國產(chǎn)化率不足50%，20KG以上多關(guān)節(jié)機器人國產(chǎn)化率僅僅只有30%。多關(guān)節(jié)機器人技術(shù)水平要高于其他機械結(jié)構(gòu)機器人，目前國內(nèi)企業(yè)在多關(guān)節(jié)機器人技術(shù)水平上與外資存在差異。在汽車制造業(yè)、3C電子制造業(yè)中應(yīng)用的焊接、裝配機器人對一致性、可靠性的要求較高，技術(shù)水平要高于其他功能的機器人，機器人國產(chǎn)化率相對較低。1.3.工業(yè)機器人應(yīng)用行業(yè)及場景發(fā)展至今，工業(yè)機器人已應(yīng)用于各大核心制造行業(yè)，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用情況豐富多彩。由于汽車工業(yè)的工藝標準化程度較高、工件一致性情況較好，單件大批量生產(chǎn)適合工業(yè)機器人的編程應(yīng)用，因此工業(yè)機器人較早服務(wù)于汽車工業(yè)。經(jīng)歷時間的積累，汽車工業(yè)目前是工業(yè)機器人應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用標準最高、應(yīng)用成熟度最高的領(lǐng)域。隨著信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機器人逐步拓展至通用工業(yè)領(lǐng)域，其中以3C電子自動化應(yīng)用較為成熟。金屬加工、化工、食品制造等領(lǐng)域，工業(yè)機器人的使用密度逐漸提升。依托其汽車工業(yè)、3C電子行業(yè)的發(fā)展，以“工業(yè)機器人四大家族”為代表的歐、日工業(yè)機器人企業(yè)及系統(tǒng)集成商企業(yè)發(fā)展壯大。該等企業(yè)的產(chǎn)品也主要服務(wù)于汽車工業(yè)、3C電子行業(yè)。但在其他的通用工業(yè)領(lǐng)域，該等企業(yè)處于起步階段。1.4.工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)可分為上游機器人核心零部件、中游機器人整機制造和下游機器人系統(tǒng)集成應(yīng)用等三大產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。（1）產(chǎn)業(yè)鏈上游：主要是構(gòu)成機器人的主要核心零部件，包括伺服系統(tǒng)、減速器、控制器等核心零部件及本體結(jié)構(gòu)、傳感器等。減速器、伺服系統(tǒng)（包括伺服電機和伺服驅(qū)動）及控制器是工業(yè)機器人的三大核心零部件，直接決定工業(yè)機器人的性能、可靠性和負荷能力，對機器人整機起至關(guān)重要的作用。機器人產(chǎn)業(yè)鏈上游核心零部件環(huán)節(jié)是產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)，也是下一階段中國機器人產(chǎn)業(yè)要重點突破的環(huán)節(jié)。（2）產(chǎn)業(yè)鏈中游：是工業(yè)機器人整機制造，工業(yè)機器人整機制造的技術(shù)主要體現(xiàn)于：①整機結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝，重點解決機械防護、精度補償、機械剛度優(yōu)化等機械問題；②結(jié)合機械本體開發(fā)機器人專用運動學，動力學控制算法，實現(xiàn)機器人整機的各項性能指標；③針對行業(yè)和應(yīng)用場景，開發(fā)機器人編程環(huán)境和工藝包，以滿足機器人相關(guān)功能需求。機器人整機制造環(huán)節(jié)長期被國外機器人四大家族掌控市場，隨著國產(chǎn)機器人本體企業(yè)的崛起，國產(chǎn)逐步在機器人整機制造環(huán)節(jié)形成了有梯隊有競爭力的公司，并逐步突破。（3）產(chǎn)業(yè)鏈下游主要面向終端用戶及市場應(yīng)用，包括系統(tǒng)集成、銷售代理、本地合作、工業(yè)機器人租賃、工業(yè)機器人培訓等第三方服務(wù)。機器人系統(tǒng)集成應(yīng)用是我國最早突破的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，為我國工業(yè)機器人應(yīng)用國產(chǎn)化立下汗馬功勞，也為機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了先導貢獻。我國機器人系統(tǒng)集成應(yīng)用早先從汽車行業(yè)入手，逐步延伸到電子、機械加工等行業(yè)，并形成了一批有市場競爭力的國產(chǎn)機器人系統(tǒng)集成應(yīng)用商。比如新松機器人、華昌達、三豐智能、埃斯頓等。2.我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)政策機器人被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。當前機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，正極大改變著人類生產(chǎn)和生活方式，為經(jīng)濟社會發(fā)展注入強勁動能。我國早在“十五”的規(guī)劃中提出對機器人技術(shù)進行攻堅，2013年以來針對機器人領(lǐng)域的政策越來越密集，“十四五”對于工業(yè)機器人的規(guī)劃更加明確，提出要建立一批先進的制造業(yè)集群，包括產(chǎn)業(yè)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)集群等，對于機器人核心技術(shù)進行重點突破。機器人的綜合性戰(zhàn)略規(guī)劃目的上具有一致性，都明確提出要把機器人作為重點科技項目推進，在頂層設(shè)計層面上制定機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的階段性目標。在我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的早期，機器人產(chǎn)業(yè)政策是確定工業(yè)機器人在制造領(lǐng)域的應(yīng)用。中央對于機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持政策最早可追溯到2006年國務(wù)院發(fā)布的《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》明確將機器人技術(shù)納入前沿制造業(yè)的先進技術(shù)，并提出要解決機器人應(yīng)用到制造業(yè)在智能控制、應(yīng)用系統(tǒng)集成等共性基礎(chǔ)性問題?，F(xiàn)階段的我國的機器人產(chǎn)業(yè)政策是重視扶持發(fā)展機器人關(guān)鍵零部件等核心技術(shù)，圍繞智能化技術(shù)向整機研發(fā)創(chuàng)新為主的機器人政策。各省市地方政府積極相應(yīng)國家政策，圍繞機器人產(chǎn)業(yè)紛紛出臺關(guān)于促進工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展的地方建設(shè)規(guī)劃。地方上制定的機器人產(chǎn)業(yè)政策結(jié)合了本地區(qū)域產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，在落實國家機器人戰(zhàn)略規(guī)劃的同時，因地制宜提出了區(qū)域化建設(shè)規(guī)劃。3.我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀3.1.工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我們正處于全球前所未有的變革期內(nèi)，全球經(jīng)濟、技術(shù)的變革持續(xù)推動了制造業(yè)和物流領(lǐng)域?qū)C器人和自動化技術(shù)的長期需求，并對自動化的智能程度、速度和效率提出了更高的要求。人工智能的引入為機器人行業(yè)提供了巨大的機遇。機器人在許多人類難以勝任的任務(wù)，比如繁重、重復(fù)、枯燥、骯臟或危險的任務(wù)上都表現(xiàn)出色。人工智能使得機器人在完成這些任務(wù)時更加游刃有余，賦予了機器人更多潛力和無限的可能性。根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）《2023世界機器人報告》研究表明，由于人口老齡化，日本可能在2040年面臨超過1100萬的勞動力缺口。在美國也有類似的預(yù)測表明，到2030年，美國將有210多萬個制造業(yè)崗位無人填補。而2023年早些時候，超過一半的德國公司表示，由于缺乏熟練工人，他們無法填補那些工作崗位的空缺。在缺少具備關(guān)鍵技能的員工的同時，即使具備這些關(guān)鍵工作能力的人員，也越來越不愿意從事繁重的體力勞動。因此，許多公司迫切需要利用智能機器人來填補這些勞動力缺口，而越來越多的人工智能解決方案可以勝任這一任務(wù)。機器人未來中長期空間將持續(xù)打開。根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）《2023世界機器人報告》公布的數(shù)據(jù)，2013-2018全球工業(yè)機器人市場規(guī)模一直處于穩(wěn)步上升趨勢，2018年已經(jīng)達到155億美元，但是在2020年這一趨勢下降到了136億美元。2021年再度迎來反彈，增至145億美元。IFR預(yù)測2022年全球工業(yè)機器人市場規(guī)模達到216億美元。根據(jù)《節(jié)卡股份招股說明書》披露，2022年中國工業(yè)機器人市場規(guī)模預(yù)計為87億美元。中國電子學會預(yù)計2024年國內(nèi)工業(yè)機器人市場規(guī)模有望達115億美元，2020年至2024年國內(nèi)工業(yè)機器人銷量復(fù)合增長率約為15%。根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）《2023世界機器人報告》數(shù)據(jù)顯示：2022年全球工廠工業(yè)機器人裝機量為553,052臺，同比增長5%。行業(yè)在2021年高速增長34.87%后進入穩(wěn)定期。2022年全球主要國家中，中國工業(yè)機器人裝機量達到29.03萬臺，同比增長5%，占全球比例為52.5%，超過全球其他所有國家的總和，其中排名第2-5名的國家裝機量明顯超過其他國家，處在全球第二梯隊。2022年工業(yè)機器人裝機量第二的是日本，裝機量5.04萬臺，第三是美國，裝機量3.96萬臺，第4是韓國，裝機量3.17萬臺，第5是德國，裝機量2.56萬臺。全球前5的國家工業(yè)機器人裝機量市場份額達到79.13%。2022年全球工業(yè)機器人保有量為3,903,633臺，同比增長12%。中國保有量突破150萬臺大關(guān)，占比達到38.48%，遙遙領(lǐng)先其他國家。全球范圍內(nèi)，工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域主要還是電子、汽車、金屬/機械加工、塑料化工、食品加工等行業(yè)。2022年，電子領(lǐng)域工業(yè)機器人使用15.7萬臺，占比達到28.39%，汽車領(lǐng)域工業(yè)機器人使用13.6萬臺，占比24.59%，金屬機械加工使用6.6萬臺，占比11.93%。電子、汽車、金屬機械加工三大應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)機器人應(yīng)用占比達到64.92%。2022年全球工業(yè)機器人分類中，物料搬運機器人26.6萬臺，占比48%是最大的工業(yè)機器人分類。前五大類工業(yè)機器人分別為物料搬運機器、焊接機器人、裝配機器人、掃地機器人、分揀機器人，其中焊接機器人、裝配機器人分別為8.7萬、6.1萬臺，占比分別為15.73%、11.04%。前五大工業(yè)機器人分類市場份額為86.26%。2022年，全球制造業(yè)中的工業(yè)機器人密度為151臺（每萬名制造業(yè)員工所擁有的工業(yè)機器人數(shù)量），2021年這一數(shù)字為141臺。中國自2019年進入前10名，并在2021年升至第五名，密度達322臺，并在2022年保持了這一排名，密度達392臺。中國是迄今為止世界上最大的工業(yè)機器人市場。2022年，中國市場裝機量達到290,258臺，同比增長5%。中國工業(yè)機器人裝機量過去5年(2017-2022年)復(fù)合增速達到13%的速度。從中國工業(yè)機器人過去15年增速來看，工業(yè)機器人整體上呈現(xiàn)高速增長的趨勢，但隨著下游需求波動存在大小年的情況，平均行業(yè)周期在3-4年。2023年中國工業(yè)機器人累計產(chǎn)量達到42.95萬臺，同比增長-2.2%，這是2021年達到行業(yè)增速巔峰之后連續(xù)兩年出現(xiàn)負增長。2022年中國工業(yè)機器人應(yīng)用行業(yè)仍然是以電子、汽車、金屬機械加工為主。電子電氣行業(yè)是中國工業(yè)機器人的主要客戶，占總安裝量的35%。2022年達到100,320臺，比上一年增長7%。2022年，中國電子行業(yè)的安裝量占全球該行業(yè)安裝量的64%，中國生產(chǎn)商提供了其中41%的機器人。汽車行業(yè)是第二大客戶行業(yè)。安裝量增長強勁，2021年達到新的峰值，2022年繼續(xù)保持這一增長勢頭（73363臺；+26%）。全球汽車行業(yè)54%的安裝量在中國。中國制造商提供的機器人占中國汽車工業(yè)的17%。2022年金屬和機械行業(yè)的機器人安裝量減少了16%，為30,932臺,占中國總安裝量的11%。中國機器人供應(yīng)商在這一領(lǐng)域的市場份額為77%。3.2.工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢國際機器人聯(lián)合會同樣對2023-2026年全球工業(yè)機器人裝機量進行了預(yù)測，預(yù)測到2026年全球工業(yè)機器人裝機量達到71.8萬臺，未來4年復(fù)合增速7%。國際機器人聯(lián)合會預(yù)測到2026年，亞洲加澳洲工業(yè)機器人市場將達到53.9萬臺，未來4年復(fù)合增速7%；歐洲市場將達到9.6萬臺，未來4年復(fù)合增長3%；北美市場將達到7.2萬臺，未來4年復(fù)合增長6%。亞洲地區(qū)仍然是工業(yè)機器人最大市場，也是增速最快的市場。3.3.工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)競爭格局工業(yè)機器人誕生于美國，興盛于日本。1959年，發(fā)明家德沃爾與約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人，它結(jié)構(gòu)和功能都十分簡單，只能進行簡單的重物搬運。但由于失業(yè)率高、工會阻撓等原因，工業(yè)機器人并未在美國生根發(fā)芽。日本由于其各方面的優(yōu)勢，接過了美國的接力棒，成為了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者，目前日本已經(jīng)形成了從上游核心零部件到中游本體制造再到下游系統(tǒng)集成的完整產(chǎn)業(yè)鏈?！肮I(yè)機器人四大家族”中的發(fā)那科與安川，以及減速器龍頭哈默納科以及納博特斯克都是來自日本。中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)起步較晚。早在20世紀70年代，科技部就將工業(yè)機器人列入了科技攻關(guān)計劃，原機械工業(yè)部也牽頭組織了點焊、弧焊、搬運等工業(yè)機器人相關(guān)領(lǐng)域的攻關(guān)，但由于當時國內(nèi)人口紅利正盛，市場需求不足，工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了較長時間的停滯。等到2010年以后，市場重新將目光投向該領(lǐng)域時，日德等制造強國已經(jīng)建立起了完善的產(chǎn)業(yè)鏈，在市場競爭中占據(jù)了先發(fā)優(yōu)勢。國內(nèi)工業(yè)機器人無論是本體還是核心零部件，都與國外巨頭存在著巨大的差距。2010年以后，國內(nèi)的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)開始全面發(fā)展，逐步在系統(tǒng)集成、機器人本體等領(lǐng)域逐步拓展，近年來機器人核心零部件國產(chǎn)化已經(jīng)逐步展開。中國的機器人產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)重新在世界范圍具有話語權(quán)了。全球機器人行業(yè)競爭格局比較集中。全球工業(yè)機器人主要由四大家族即日本發(fā)那科（FANUC）、日本安川電機（Yaskawa）、德國庫卡（被美的收購）、瑞士ABB主導，全球市場占有率達到50%。在中國市場上，近年來隨著國產(chǎn)品牌興起，四大家族的占有率有所下滑，從最高70%下滑至40%左右?！八拇蠹易濉背幸u原有機床、伺服系統(tǒng)、焊接設(shè)備技術(shù)優(yōu)勢，機器人領(lǐng)域繼續(xù)占據(jù)鰲頭。國內(nèi)品牌埃斯頓、匯川技術(shù)快速成長，在2021年銷量均突破1萬臺，進入中國工業(yè)機器人銷量前十，2023年埃斯頓工業(yè)機器人銷量突破2萬臺，進入行業(yè)第二。埃斯頓以六關(guān)節(jié)機器人為主、匯川技術(shù)以SCARA機器人為主，現(xiàn)均向多種負載、全產(chǎn)品系列方向邁進，有望成為真正替代“四大家族”的國產(chǎn)機器人品牌。2023全年中國工業(yè)機器人市場份額前十名雖然大部分仍舊是外資廠商，國產(chǎn)廠商勢不可擋，埃斯頓、匯川技術(shù)、埃夫特等企業(yè)排名持續(xù)上升。其中埃斯頓在2023年銷量破兩萬，市場份額8.5%，位居第二，出貨量僅次于發(fā)那科（13.3%）；匯川技術(shù)市場份額6.5%，躋身行業(yè)第4,；埃夫特2023年銷量破萬，排名第8，成為TOP10新晉玩家。另外，值得注意的是，2023年國產(chǎn)第二梯隊的銷量整體有較明顯增長，STEP、CRP、JAKA、AUBO、ROKAE已邁入或即將邁入年銷量5000臺的陣營。國產(chǎn)品牌工業(yè)機器人市場份額從2022年35.5%提升到2023年45.1%，國產(chǎn)品牌工業(yè)機器人銷量增長28%。外資品牌市場份額從2022年64.5%下降到2023年54.9%，銷量下滑15%。工業(yè)機器人已有較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，大致可分為原材料、核心零部件、本體制造、系統(tǒng)集成服等環(huán)節(jié)。最上游原材料：主要包括鋼材、鑄鐵、鋁合金及少量塑料制品和各種電子元器件。核心零部件：包括控制系統(tǒng)、伺服電機、精密減速器及傳感器等。工業(yè)機器人本體制造：機器人的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計及實現(xiàn)。系統(tǒng)集成：按照客戶需求，進行產(chǎn)線的設(shè)計和組裝。工業(yè)機器人的核心零部件包括控制器、伺服系統(tǒng)、減速器，決定了工業(yè)機器人的精度、穩(wěn)定性、負荷能力等重要性能指標。核心零部件是產(chǎn)業(yè)鏈中壁壘最高的環(huán)節(jié)，占機器人成本的70%。控制器是工業(yè)機器人的“大腦”，一般占總成本的15%左右；伺服系統(tǒng)是工業(yè)機器人的“動力源”，一般占總成本的20%左右。減速器是工業(yè)機器人的“關(guān)節(jié)”，減速器一般占總成本的35%左右。由于核心零部件的生產(chǎn)技術(shù)壁壘較高，大多關(guān)鍵技術(shù)被少數(shù)公司壟斷，使得機器人生產(chǎn)商在采購時議價能力不足，采購價格較高?？刂破魇枪I(yè)機器人的“大腦”，決定機器人性能的關(guān)鍵要素，接收來自其他各組元的信號、根據(jù)已編程的系統(tǒng)進行處理后，向各組元發(fā)出指令，從而控制各組元的運行，它是工業(yè)機器人實現(xiàn)特定功能的中樞單元。由硬件和軟件兩部分構(gòu)成：硬件就是工業(yè)控制板卡，包括一些主控單元、信號處理部分等電路；軟件主要是控制算法、二次開發(fā)等。歐美廠商、日韓廠商等憑借著在機器人核心技術(shù)領(lǐng)域的深厚積淀，牢牢把控著中國工業(yè)機器人市場的大部分份額。隨著國內(nèi)廠商技術(shù)的逐步積累進步，目前控制系統(tǒng)與國外產(chǎn)品的差距在逐步縮小。國內(nèi)知名的工業(yè)機器人生廠商均自主研發(fā)了自家的控制系統(tǒng)，包括埃斯頓、華中數(shù)控、新時達、廣州數(shù)控、匯川技術(shù)等公司，也誕生了一批專業(yè)的控制系統(tǒng)服務(wù)商如固高科技、英威騰、卡諾普等。伺服系統(tǒng)是工業(yè)機器人的“動力源”。伺服系統(tǒng)是工業(yè)機器人主要的動力來源，主要由伺服電機、伺服驅(qū)動器、編碼器三部分組成。伺服含義為“跟隨”，指按照指令信號做出位置、速度或轉(zhuǎn)矩的跟隨控制。2022年我國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模約181億元，處于快速發(fā)展狀態(tài)。根據(jù)匯川技術(shù)2023年報披露，2023年匯川技術(shù)伺服系統(tǒng)在中國市場份額約28.2%，位居第一名（排名第二、三、四位的廠商及市占率分別：西門子，10.