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2023中國工業機器人應用與趨勢研究報告

機械設備2023-10-03TE智庫小***
2023中國工業機器人應用與趨勢研究報告

TE智庫?2023.092023中國工業機器人 TE智庫前言核心觀點p減速器、伺服電機與控制器被認為是機器人三大核心零部件,整體來看,工業機器人的總體成本中,核心零部件成本占比接近70%,其中減速器(RV減速器和諧波減速器)占比最大約35%,國產化程度最低,是制約我國機器人產業發展的核心關鍵。p行業整理向好,短期:庫存周期底部,制造業投資回升;2023年需求恢復,主動補庫存。中期:滲透率提升、國產替代、產業調整,機器人應用落地加快。長遠:勞動力供給不足,機器人逐步貢獻產能。p企業在考慮采用工業機器人時需權衡成本、生產需求靈活性等因素,工業機器人適用于重復性高、高精度要求、危險環境和高產能要求等場景,與傳統機器人相比,更適用于柔性生產場景。p中國工業機器人現狀面臨幾大痛點:關鍵技術原創性不足;投入資金壓力大;各類人才短缺;國際化競爭加劇,無序競爭凸顯。p工業機器人是工業AIGC落地的最佳出發點,未來應用空間極大。 TE智庫中國工業機器人產業迎來新的階段Part 1 市場現狀 TE智庫短期:庫存周期見底,制造業投資有望復蘇source:國家統計局92.627.296.7139172.132.7107.451.9-63.1308.7100.1-2.12018201920202021202220232018-2023年產成品和營業收入累計值同比合計產成品存貨營業收入工業機器人的庫存水平已降至低位,這預示著產業產品更新的新機遇即將來臨。政府的制造業刺激政策已經啟動,行業復蘇的預期持續增強。此外,貸款需求指數也呈現出制造業復蘇的跡象。0204060802018-122019-032019-062019-092019-122020-032020-062020-092020-122021-032021-062021-092021-122022-032022-062022-092022-122023-032023-062018年12月-2023年6月中國貸款需求指數貸款需求指數“十四五”規劃及2035年遠景目標綱要明確提出要“深入實施制造強國戰略”,“保持制造業比重穩定”source:中國人民銀行?從短期的角度看,制造業投資主要受到庫存周期的影響。一個完整的庫存周期通常在2-4 年左右。?貸款需求指數顯示制造業景氣度復蘇。制造業貸款需求的增長表明制造業投資可能即將進入繁榮期,從而拉動了對工業機器人的需求。上一輪行業負增長周期大約持續了13個月,而本輪自2022年4月開始進入負增長階段,至2023年4月已經持續了12個月。從時間順序上判斷,行業可能在2023年下半年開始恢復正增長。 TE智庫中期:滲透率提升,國產替代加速預計2020-2025年工業機器人的滲透率CAGR為14.9%。長遠來看,中國制造業機器人即便到2025年預測值,密度較韓國2021年滲透率水平仍有較大差距,市場發展潛力巨大。滲透率增速可觀,機器人國產替代加速政策推動,中國工業機器人從崛起到進擊初興2003年加入WTO后,大量境外資本在華投資辦廠,對外貿易猛增,現代化的工廠和大量生產訂單催生出工業機器人的需求鞏固2010年,我國制造業從勞動密集型向技術密集型轉型,汽車、3C行業的高景氣度提振工業機器人發展崛起?2013-2018年我國工業機器人以37.3% 的CAGR飛速發展進擊?機器人國產替代加速,進一步推動機器人深耕應用行業,研制核心零部件《“十四五”機器人產業發展規劃》中提到的“拓展機器人應用深度廣度”的一項重要舉措。加快拓展新的應用領域,引導機器人產品創新,加速機器人產品推廣2016年12月《關于促進機器人產業健康發展通知》2017年11月《國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》2017年9月《國務院辦公廳關于進一一步激發民間有效投資活力促進經濟持續健康發展的指導意見》source:長城國瑞證券研究所2464921000中國2020中國2025 E韓國2021CAGR=14.9%GAP:103%中國工業機器人滲透率(臺/萬人)預測及預韓國2021年對比 TE智庫長期:支持制造業可持續發展伴隨著產業結構變遷,制造業勞動力成本上升、供給不足2022年部分工業產品產量及其增長速度產品名稱單位產量比上年增長汽車萬輛2017.73.50%新能源汽車萬輛700.390.50%工業機器人萬套44.321%太陽能電池(光伏電池)萬千瓦34264.246.80%充電樁萬個191.580.30%集成電路億塊3241.9-9.80%移動通信手持機萬臺156080-6.10%3,000.003,500.004,000.004,500.005,000.0035,00045,00055,00065,0002016201720182019202020212016-2021年制造業人員平均工資與人數對比制造業就業人員平均工資(元)制造業就業人員數(萬人)通過工業機器人補充下游新興產業缺口?2022年工業機器人產量增長超過20%,同時其下游主要應用領域也實現了大幅度增長,尤其是光伏和新能源汽車領域。這些領域的迅速增長為工業機器人銷量的增長帶來了直接的推動作用。2022年2021年2020年2019年2018年2017年2016年2015年2014年2013年第三產業第二產業第一產業2013-2022年三大產業就業人員數(億人)?2014-2021年我國城鎮制造業就業人數從5,243萬人下降至3,828萬人,同時制造業人均薪酬從5.15萬元/年增長至9.20萬元/年,制造業勞動力供給不足。?產業結構變遷直接影響著勞動力的資源配置,第三產業近年來吸納了大量第一二產業的勞動力。source:國家統計局source:國家統計局 TE智庫成本降低、降本明顯,工業機器人價值還將進一步擴大隨著國內核心零部件技術的持續突破,中游整機廠與其的協同效應將進一步提高毛利率,同時縮短下游設備改造投資的回收周期,推動中國工業機器人在制造業的應用程度增強。這將進一步向上游和下游傳遞,形成規模效應,推動全產業鏈的降本和技術與質量的雙重提升。供給側:國產核心零部件成本降低,機器人本體和上游廠商共贏需求側:工業機器人已被證明可有效幫助企業減低成本25.4%41.6%39.9%控制器伺服電機減速器工業機器人核心零部件毛利率0510152025303540201420152016201720182019202020212014-2021年人工及協作機器人單位時間成本對比人工單位時間成本(元/小時)協作機器人單位時間成本(元/小時)近年來,越來越多的企業開始嘗試使用工業機器人來優化生產流程,提高生產效率,工業機器人經過多年實踐,已經被證明可以很好的幫助企業降低成本。JAKA招股書中顯示,工業機器人的投資回報周期小于6個月。source:億歐TE智庫測算source:節卡機器人招股書 TE智庫工業機器視覺賦能機器人促進柔性生產落地,進而實現產銷協同工業機器人智能化、柔性生產的實施需要考慮設備標準化和自動化程度、模塊化方案的選擇和應用。設備標準化和自動化程度越高,智能化、柔性化的生產方式就越容易實現。高精度引領制造質量需求1:精準操作的能力高精度定位和檢測需求2:數據獲取的能力自動地捕獲和處理真實物體的圖像。大規模數據采集,準確地了解生產環境,從而作出更有針對性的決策。機器視覺擴展創新發展技術迭代:機器人與視覺結合:2020 年2 月ABB 與Covariant 合作推出智能分選機器人,通過機器視覺算法提升識別效率和準確率。機器視覺助力工業機器人發展。智能化升級內外部雙創驅動智能化升級:外部:外置設備實現多維度、多場景的數據采集和分析。內部:核心零部件的智能化對工業機器人自身運行狀態的全面監測和精細控制。5G賦能:5G網絡的低延遲和高帶寬特性使其能夠更好地支持工業機器視覺的應用。推動整個工業互聯網的搭建,實現生產的智能化和自動化。柔性智能化實現產銷協同工業機器視覺賦能機器人:使工業機器人能夠感知環境、作出智能決策,從而更好地適應不同的生產任務。這種模式進一步促進了產銷協同。3D工業視覺應用類產品逐漸成熟:特別是3D引導定位類產品。這種技術在技術先進性和服務能力方面的優勢,使其在未來需求中將扮演更重要的角色。 TE智庫工業機器人市場在未來幾年內有望繼續保持較快的增長勢頭處于“陣痛期”的國產工業機器人行業今年將開啟波動性復蘇,這也讓相關機器人本體制造商來到了決定性的突圍之戰。319 349 384 456 524 606 692 804 9%10%18%15%16%14%16%2017201820192020202120222023E2024E中國工業機器人市場規模及增速中國工業機器人市場規模(億元)yoy(%)source:開源證券研究所 TE智庫關鍵環節核心技術原創性不足,制約中國工業機器人產業健康快速發展25%42%40%15%20%35%35%22%30%2022年工業機器人上游毛利率與成本整理?控制機器人的運動軌跡、速度和姿態,是機器人的大腦。?大部分的本體廠商還不具備核心控制器自研自給的能力,主要依靠對外采購。?執行控制器的指令,將電能轉化為機械能,實現機器人的運動。?國內伺服電機自主支撐能力已經形成,規模有望進一步擴大。?降低伺服電機的轉速和轉矩,提高機器人的精度和負載能力。?工業機器人主要使用RV減速器,但市場仍被國外品牌占據。精度、編程方式、用戶界面散熱性能、重量、尺寸傳動效率、精度、可靠性毛利率成本國產化率毛利率成本國產化率毛利率成本國產化率控制器伺服電機減速器source:開源證券研究所、公開資料整理?非國產零部件制約著整機制造的利潤,性能水平,導致大部分國產整機企業處于虧損狀態,爭奪中低端市場?技術壁壘制約廠商滲透高精度應用場景,使得高端市場難以進入雖然國內企業已基本掌握了工業機器人的設計制造技術,并且在工業機器人精密傳動技術、機器人高性能控制和驅動技術、傳感技術等領域的研究也有所突破。然而,在核心和關鍵技術的原創性研究、高可靠性關鍵零部件、系統工藝應用解決方案以及主機批量生產等方面仍存在一些不足。此外,工業機器人所需精密減速器、伺服電動機及驅動器等關鍵部件仍依賴進口,尚未全面實現國產化。核心零部件國產化是中國工業機器人產業走向高端市場的必由之路 TE智庫050100150200250ABB發那科埃斯頓埃夫特新時達拓斯達華中數控凱爾達無序競爭顯現,影響行業健康發展中國工業機器人廠商整體營收規模不高,且存在著如下特點:?企業之間的合作較少,競爭激烈。?新興企業較多,欲以低成本進入市場,打亂市場價格。?一些企業主要注重銷售策略,而不注重產品研發與質量把控。?為了進一步搶占市場,外資企業發起了“價格戰”,并向制造業領域大量滲透,導致國內工業機器人生產企業的市場空間受到擠壓,成長機會受到削弱。長時間以來,市場格局一直保持著“外七國三”的局面。國內外為3:7,國內競爭高度分散中國工業機器人產業尚未形成良好的行業生態國產廠商營收規模小,尚未形成規模效應201720182019202020212022工業機器人國內外供應商競爭格局國產外資工業機器人典型企業營收規模(億元)source:公開數據整理source:IFR, 中國機器人產業聯盟 TE智庫究其本源,中國的工業機器人產業起步晚,國產化任重道遠我國工業機器人產業升級速度慢,面臨投資資金不足、生存空間受限等問題,同時智能制造裝備產業存在核心技術缺失的問題。錯失關鍵核心技術最佳發展期早期缺錢中期缺人機器人產業是技術密集型和資金密集型產業,投資大、投資周期長。不具備早期發展的土壤世界代工廠通過低人力成本擴大產能國產市占率下降核心零部件依賴進口制造質量和一致性低難以積累資金和技術能力跨專業研發人才、系統集成人才短缺,人才供不應求難以支撐工業機器人從研發到落地整個流程世界制造中心從勞動密集型轉向技術密集型跨專業研發人才短缺系統集成人才缺失操作性高技能人才缺失競爭分散,國產機器人認可度低智能制造裝備主要依賴進口,削弱了核心技術的創造能力,產業鏈每一個環節都需

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