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【灵猴机器人 头条】工业机器人职业研究报告:景气周期敞开智能制作前锋
原标题:【灵猴机器人 头条】工业机器人职业研究报告:景气周期敞开,智能制作前锋
短期看下流需求复苏。受下流比如轿车、3C 等职业影响,自 18 年 9 月起我国工 业机器人产值进入负增加,职业继续低迷,但从 19 年 10 月开端,增速初次转正 并坚持上涨趋势至今,20年头虽遭到新冠疫情影响但并没有改动这种趋势。国家计算局最新数据显现 2020 年 12 月,我国工业机器人出售 29706 套。1-12月,我国工业机器人出售 237068 套同比增加 19.1 %!职业现已根本脱节低谷,进入新一轮的景气周期。
长时刻看机器换人加速。依据 IFR 数据计算,2019 年我国每万名工业工人所具有的 工业机器人数量仅为 187 台,远低于日本、德国等传统制作业强国的水平。近年 来,一方面人口盈余的逐步消失使我国人工本钱的快速上升,另一方面工业机器人 工业链上国产化率的不断前进又下降了企业进行主动化改造的资金门槛,二者将共 同推动机器换人的进程,带动工业机器人职业的开展。
人机协作是职业的开展趋势。当时,工业机器人的运用场景愈加广泛,严苛的出产 环境对机器人的体积、分量、灵敏度等提出了更高的要求,工业机器人正向着小型 化、轻型化、柔性化的方向开展,类人精细化操作才能不断增强。跟着机器人易用 性、稳定性以及智能水平的不断前进,机器人的运用范畴逐步由转移、焊接、设备 等操作型使命向加工型使命拓宽,人机协作成为工业机器人研制的重要方向。
依据国家计算局数据显现,我国工业机器人产值增速从 2017 年年末开端逐步放缓,自 2018 年 9 月起我国工业机器人产值进入负增加,职业继续低迷,这首要是由于工业机器人作为典型的通用设备,具有必定的周期性,受下流比如轿车、 3C 等职业景气量的影响较大。但从 2019 年 10 月开端,我国工业机器人产值增 速初次转正,并坚持上涨趋势至今,增幅屡创新高,2020 年年头尽管遭到新冠疫 情影响但并没有改动职业上行的趋势。
最新数据显现,12 月,我国工业机器人出售 29706 套,同比增加32.4%。1-12月,我国工业机器人出售 237068 套,同比增加 19.1 %, 长时刻来看,整个工业机器人职业现已脱节了前两年的低谷,进入新一轮的景气周期。
从短期看,咱们以为本次工业机器人职业的迸发首要是获益于两点:一是国内疫情完毕后下流制作业的快速复苏,二是疫情后各出产企业主动化晋级需求的进一步增强。
首要,在其他各国因疫情影响罢工停产时,我国作为现在疫情操控最为妥当的国家,许多接受了来自世界各地的出产制作需求,这部分由于国外疫情而接受的订单促进国内制作业构成了一个小顶峰,直接带动了工业机器人职业的增加。凭仗着对新冠疫情采纳的有用应对手法,国内全体经济得以快速康复,使得我国 成为现在世界首要经济体中仅有坚持 GDP 正增加的国家。
此外,经过本次疫情,各个出产企业在复工复产的过程中逐步认识到主动化出产、减小人员依靠的重要性,开端测验前进自己的主动化率,一起国家出台的各类免税方针也让这些企业有了充裕资金去购买相关设备,这也是疫情以来工业机器人下流需求继续增加的重要原因之一。
我国疫情后制作业 PMI 的改变状况也有所表现。11 月份,我国制作业 PMI 为 52.1%,比上月上升 0.7 个百分点,接连 9 个月坐落隆替线以上,且仍在继续上升 中,标明我国制作业的康复性增加有所加速,整个工业机器人职业也有望跟从下 游制作业的景气同步增加。
自德国首要于 2011 年提出以智能制作为中心的“工业 4.0”战略之后,各国纷繁开端拟定相关方针大力开展制作业,以智能化为标志的第四代工业革新正在全球规划内繁荣打开。其间,工业机器人作为工业化和信息化的完美结合,以其天然的数字化特性,打通了单个出产设备到整个出产网络的衔接,然后支撑起第四次工业革新五光十色的运用场景。假如说,曩昔二十年互联网的开展联通了咱们每一个人,那么未来二十年工业互联网的开展将会联通每一台工业机器人,然后带来出产功率甚至出产方法的全面改造。
工业机器人在国内的开展最早可追溯到科技部的 863 项目,对机器人相关技能研制给予扶持。2006 年 2 月,国务院印发了《国家中长时刻科学和技能开展规划大纲(2006-2020 年)》,智能机器人初次被归入前沿技能中的先进制作技能,之后跟着 2015 年《我国制作 2025》战略出台并施行,各级地方政府活跃推动区域规 划方针履行,我国工业机器人工业也迎来了迅速开展。
当时,工业机器人在轿车、3C 电子、金属制品、塑料及化工产品等职业现已得到了广泛的运用,而且跟着功用不断前进,以及各种运用场景的不断清楚,我国工业机器人工业呈现出不断深化、不断扩展运用的态势,现在我国工业机器人商场约占全球商场比例的三分之一,是全球榜首大工业机器人运用商场。2019 年全年,全球共新增工业机器人 36.5 万套,亚洲区域的设备量占到了全球总设备量的三分之二,其间我国以 14.05 万台的设备量遥遥领先,简直是第二名日本的三 倍。
依据我国电子学会及 IFR 数据计算,在 2014 年到 2017 年的 4 年间,我国工 业机器人商场规划简直完成了翻倍增加,年均复合增速挨近 30%,2018 年尽管遭到微观环境的影响增速放缓至 5.9%,但依然高于全球增速 5.3 个百分点。此外,与发达国家比较,我国制作业主动化水平依然比较低,我国出产制作智能化改造 晋级的需求日益凸显,工业机器人需求依然旺盛,估量到 2023 年,我国工业机器 人商场规划将打破 100 亿美元。
改革开放以来,许多劳动力涌入城市,以低价的劳动力本钱为特征的劳动密集型工业推动我国逐步成为世界工厂,拉动曩昔我国经济高速增加。可是近年来,人口盈余的逐步消失与人工本钱的快速上升对制作业未来的开展带来了极大的挑 战。
依据国家计算局数据显现,我国人口结构中 15-64 岁所占的比例自 2010 年以来就呈现出逐步下降的趋势,2019 年占比为 70.7%,较 2018 年下降 0.5 个百分点,而且降幅还有进一步扩展的趋势。
一起,企业的用人本钱也在不断攀升,2019 年制作业出产工人均匀年薪到达了 58356 元,同比增加 8.21%。劳动力人口的不断下降与人工本钱的不断上升倒逼企业进行主动化改造,“机器换人”将会成为未来十年我国制作业转型晋级的主 旋律。
另一方面,我国工业机器人的密度比较发达国家仍有较大距离。依据 IFR 数据计算,2019 年我国每万名工业工人所具有的工业机器人数量仅为 187 台,而韩 国、日本、德国、美国、意大利等传统制作业强国的数据别离为 855 台、364 台、 346 台、228 台和 212 台,从浸透率的视点来看,比较我国世界工厂的方位,我国主动化水平还有极大的前进空间。
从增加率来看,2019年我国每万名工业工人所具有的工业机器人数量较2018 年有 33.6%的前进,大幅超越韩国、日本约 10%左右的增速,而德好心等国同期 的增速仅为 5%左右。达观估量,未来 3-5 年,跟着工业转型晋级与主动化进程的不断推动,我国工业机器人密度有望逐步追平日本、德国的水平。
工业机器人工业经过 30 余年的开展,现已构成了一条完好的工业链。工业机器人工业链上游是中心零部件,包含操控器、伺服系统和减速器三大部分,这三种部件是工业机器人中中心技能之地址。工业链中游是机器人本体制作,发那科、 ABB、库卡、安川四大宗族具有显着优势,占有了全球工业机器人商场比例的 40%, 而国产厂商由于起步较晚,还处在追逐阶段。下流是系统集成,现在首要会集在 轿车制作和 3c 电子职业,二者简直占有了整个工业机器人下流运用的半壁河山,但在食物饮料、物流、光伏、锂电等长尾商场增速较快。
从整个工业链来看,上游中心零部件是一台工业机器人本钱中占比最高的部分,约为 70%左右,系统集成硬件本钱较低,比较倾向服务,供给解决方案,而中游机器人本体厂商或收购中心零部件或运用自家的中心零部件,因而本钱相差较大,二三线品牌由于不把握中心零部件盈余水平较低。
从盈余才能来看,工业链上游中心零部件、中游本体和下流集成的毛利率水平根本契合“浅笑曲线”,上游、下流毛利较高,中游本体毛利最低。上游中心零部件的高毛利首要来源于技能壁垒,下流集成高毛利首要来自于品牌溢价及客户资源壁垒。
操控器相当于工业机器人的大脑,担任操控整台机器人的运动,中心技能会集于软件算法。操控器最能表现各个厂商的水平与风格,一般由机器人厂家自主规划研制,是各个机器人厂商的“软实力”。
工业机器人操控器的首要使命是接纳来自视觉、力觉等传感器的检测信号,依据操作使命的要求驱动机械臂中的各个伺服电机,然后操控机器人在作业空间中的运动方位、运动姿势、速度、轨道、操作次序及动作的时刻等,一起操控器也具有各类输入输出接口、人机交互界面等,具有编程简略、在线操作提示、运用软件菜单操作和运用方便等特色。
操控器与机器人本体相同,一般由机器人厂家自主规划研制。现在干流机器人厂商的操控器均为在通用的多轴运动操控器渠道根底上进行自主研制,各品牌机器人均有自己的操控系统与之匹配,因而操控器的商场比例根本和机器人商场比例坚持一致,发那科、库卡、ABB、安川别离占有前四名,国内企业操控器没有构成商场竞赛优势,占比仅为 16%左右。
近年来,国内运动操控技能也有了较快的开展,一些传统 CNC 设备的出产厂家凭仗着已有的数控技能根底开端研制具有运动操控特征的产品,使得通用运动操控产品开端扩打开来。其间机器人专用运动操控产品的开发和职业运用的推行也逐步走向老练和工业化,这类企业以广州数控、埃斯顿等为代表,他们不只开宣布机器人专用的操控系统,还借此进入机器人职业,并成为国产机器人企业中的代表。
此外,国内也诞生了一批专心于运动操控产品的企业,为无力研制自主操控器的小型工业机器人厂家供给解决方案,这类企业以固高科技为代表,固高科技是国内较早完成六轴机器人操控系统工业化的企业之一,现在首要向工业机器人集成商供给操控系统渠道。
现在国产操控器与世界先进水平比较还存在较大距离,首要表现在中心底层算法上,例如参数自整定,抑震算法,转矩动摇补偿等等,导致国产工业机器人准确性、稳定性、故障率和易用性等要害方针不如发那科、ABB、安川、库卡“四大 宗族”的产品,这也和国内厂家重硬件、轻软件有关。当时工业机器人需求完成的 动作愈加杂乱,想要在高速的运动中完成精准的操控,其背面需求的长时刻的多 轴联动操控技能堆集,操控器有必要满意“聪明”,而先进中心算法的缺失使国产控 制器要想从“能用”到“好用”还有很长的路要走。
当操控器宣布运动指令后,需求相应的组织部件去准确履行,这便是伺服系统的首要作用。伺服系统能够看作是工业机器人的小脑,依据操控器的指令为机器人关节的运动供给精准的位移、速度与力矩,一个典型的伺服系统包含有伺服驱动器和伺服电机两部分。
伺服驱动器中首要包含整流部、逆变部、操控部等部分,伺服电机一般包含电机和编码器两个部分,编码器能够将准确丈量的转子方位与电机转速反应至驱动器,然后构成一个完好操控回路。商用电经过整流、逆变,接纳操控部得到的指令信号与编码器的反应信号,终究输出适宜的 SPWM 波形驱动伺服电机作业。当时沟通伺服驱动器规划中遍及选用依据矢量操控的电流、速度、方位 3 闭环操控算法,对闭环系统的规划、调试要求都很高,这也是伺服系统中中心难点地址。
伺服系统的下业运用首要会集在电子及半导体制作设备、机床、工业机器人、锂电制作设备等范畴,其间在工业机器人上的运用大约占有全体运用的 9.4%,由于对位移、速度等的精度要求较高,运用在工业机器人上的多为伺服系统中的高端产品。
从市占率来看,外资品牌占有了国内伺服系统商场的大部分比例。以三菱、安川、松下为代表的日系伺服系统占有了商场的前三名,占比算计超越 30%,紧随其后的是台系伺服的台达和欧系伺服的西门子,占比别离为 9.9%和 6.5%,而以汇川技能和禾川科技为代表的国产伺服厂商尽管近年来开展十分迅速,但市占率依然较小,别离为 6.2%和 1.5%,还有很大的前进空间。
现在国产伺服系统与世界先进水平在动力输出功率方面大体相同,没有显着距离,距离首要表现在呼应速度、巨细和稳定性等方面。在运动操控功用方面,西 门子的产品具有 2kHz 的速度环频率呼应才能,安川为 1.5kHz,多摩川和汇川则都为 1.2kHz,欧系产品优势更为显着,尤其在要求高速度和精度的范畴。日系伺服产品的稳定性较好,能够满意大部分运用范畴的需求,尤其是小功率电机,优势显着。在伺服系统巨细方面,为了合作机器人的体形,伺服系统有必要体积小、质量小、轴向尺寸短,比较国产伺服系统,日系、欧系产品愈加紧凑。
尽管有了操控器宣布的指令、有了伺服系统去履行,可是这样输出到终端仍是不行。以安川的小型伺服系统为例,最高转速为 3000r/min,力矩为 0.016~ 0.16N.m,而机器人上各个轴的作业转速每分钟不过一百转左右,所需转矩却远远超出伺服电机的作业规划,这时就需求调配减速器使机器人每个轴的输出参数达 到所需求求。
假如工业机器人运用伺服电机直接驱动,在低频作业下简略呈现发热和低频振荡,不利于其准确、可靠地作业。而减速器能够使伺服电机在一个适宜的速度下作业,并准确地将转速降到工业机器人各部位需求的参数,前进机械体刚性的一起输出更大的力矩。例如,运用一个减速比为 50:1 的减速器就能轻松将额外扭矩为 0.1Nm 的电机扭矩前进到 5Nm,使其能够接受更高的负载,而且恰当减小输出转速,前进操控分辨率和闭环精度。
在工业机器人范畴运用的减速器首要有 RV 减速器和谐波减速机两类。其间 RV 减速机具有更高的精度和承载才能,但体积分量较大而且结构杂乱,一般放置在机座、大臂、肩部等重负载的方位;而谐波减速器结构简略紧凑,但承载才能不 高,多用在小型机器人和大型机器人的小臂、腕部、手部等低载荷的部位。两种减 速器运用场景不同,是互补的联络,并不存在彼此代替的竞赛。
减速器的中心难点首要在于精细加工、齿面热处理、设备精度、大规划出产与检测等工艺环节上,恰恰是我国制作业根底配套系统中最单薄的部分,需求长时刻的经历堆集。与国外产品比较,国产减速器首要在运用寿命及稳定性上有较大距离,刚刚投入运用时各项功用挨近国外产品,但跟着一段时刻的运用后磨损加重,呈现漏油,精度、刚度等方针有所下降,这种不稳定性使得国产减速器大多只能运用于中低端商场,很难进入世界一线工业机器人品牌的供应链。
减速器作为朴实的机械零件,中心技能与工业机器人并不相关,因而包含 ABB、 发那科、安川、库卡在内的工业机器人巨子也均不自研减速器,悉数向外收购。目 前 RV 减速器和谐波减速器商场根本由日系厂商独占,以纳博特斯克、住友、哈 默纳科、新宝为代表,占有了全球机器人减速器商场的大部分比例,其间纳博特 斯克与哈默纳科别离在 RV 减速器范畴和谐波减速器范畴处于独占方位。
国产减速器厂商近年来有必定的前进,首要以谐波减速器范畴的绿的谐波为代表,产品功用现已和哈默纳科到达同一水平,近年来逐步开端进入世界干流机器人厂商进行测验,有望在未来 1-2 年内完成快速放量。而在 RV 减速器范畴,由于其杂乱且精细的机械结构,加工难度较大,国产 RV 减速器厂商与日系品牌还有很大距离。
工业机器人自诞生以来,演变出越来越多样的机械结构,运用场景越来越广泛,当时,工业机器人能够分为多关节机器人、SCARA(水平多关节)机器人、坐标机器人、协作机器人、Delta(并联)机器人、AGV(工厂物流仓储机器人) 等。
2019 年,多关节机器人在国内工业机器人商场销量约为 10 万台,是运用最为广泛的工业机器人,占比到达 69%,SCARA 机器人销量约为 3.5 万台,占比 23%,协作机器人销量约为 0.6 万台,占比 4%左右,并联机器人销量约为 0.5 万 台,占比约为 3.4%。
从品牌结构来看,2019 年国内工业机器人商场前四名依然被发那科、ABB、库卡、安川所占有,占比别离为 12%、11%、8%、7.6%,“四大宗族”依然是工 业机器人范畴的榜首队伍,爱普生、雅马哈、那智等二线品牌凭仗着 SCARA 以 及小六轴等技能水平要求不高的机器人也抢占了必定的商场。而国产厂商尽管近 年来前进显着,但市占率依然较低,埃斯顿作为出货量最高的国产工业机器人厂 商市占率仅为 2.4%,汇川、众为兴和埃夫特等市占率均不到 2%。
多关节机器人一般指六轴机器人,具有 6 个能够自在旋转的关节,供给的 6 自在度能够使其在三维空间中自在活动,能够模仿一切人手能完成的动作,通用性极高,运用也最为广泛,但一起操控难度也最高,价格最为贵重。
调配不同的结尾履行器,多关节机器人能够完成不同的功用,较高的自在度使得多关节机器人能够灵敏的绕开方针进行作业,适用于包含转移、设备、焊接、打磨抛光、喷涂、点胶等简直一切的制作工艺。
2019 年,国内多关节机器人商场前四名别离是发那科、ABB、库卡和安川,市占率算计超越 50%,与其他二线品牌拉开了较大距离。国产品牌尽管也有必定的商场比例,但除埃斯顿外产品首要会集在 20kg 以下的中小负载多关节机器人商场,高于 20kg 的大负载多关节机器人商场仍是外资品牌的全国。
从出货量上来看,由于多关节机器人凭仗其强壮的功用,多运用于轿车工业,而跟着传统轿车职业近年来需求逐步触顶,固定资产出资的下滑对多关节机器人的出货量也形成了必定影响,18 年后增速逐步放缓。但跟着未来新动力轿车需求的鼓起与小六轴机器人在一般制作业运用的不断扩展,多关节机器人的出货量增速有望回升至 8%左右。
SCARA 机器人,即水平多关节机器人,与多关节机器人不同的是 SCARA 机器人一般只要 4 个能够自在活动的关节,前 3 个关节使得 SCARA 机器人只能在二维平面内自在活动,第 4 个关节衔接结尾履行器,只能沿 Z 轴上下移动,供给了受限的三维活动才能。但与此一起,较少的自在度意味着需求更少的伺服电机和减速器,操控算法也会愈加简略,体积也能够做的愈加细巧,比较多关节机器人本钱得以大幅下降。
SCARA 机器人能够看作是只能处理部分约束作业的特化型机器人,比如在平面上的挑拣、设备、点胶、锁附、贴标等,而且较小的体积也减小了出产线空间的占用,十分合适 3C 电子等产品体积不大的职业。
从商场结构来看,2019 年国内 SCARA 机器人商场首要由爱普生和雅马哈占 据,算计占比约 45%,三菱、众为兴、汇川、台达紧随其后,市占率均为 7%-8% 左右。由于 SCARA 机器人技能门槛不高,各厂商之间价格战较为剧烈,毛利率 显着低于多关节机器人,因而包含 ABB、发那科、库卡和安川在内的“四大宗族” 均不把 SCARA 机器人作为要点产品,商场首要由各二线机器人品牌占有。
从出货量上来看,SCARA 机器人除 2019 年遭到微观环境影响呈现时刻短负增 长,其他时刻均坚持着较快增加,而且获益于近年来 3C 职业可穿戴设备、TWS 耳机等产品的火爆,SCARA 机器人未来仍有望坚持较高的增速。
并联机器人,能够界说为动渠道和定渠道经过至少两个独立的运动链相衔接,组织具有两个或两个以上自在度,且以并联方法驱动的一种闭环组织,一般以 3 轴最为常见。并联机器人的特色为无累积差错、精度较高,驱动设备可置于定渠道上或挨近定渠道的方位,这样运动部分分量轻,速度高,动态呼应好。并联机器人在出产线上一般用于对轻小物件的分拣、转移、装箱、贴标、检测等作业,广泛运用于食物、制药、电子、日化等职业。
并联机器人面世之初的运用 目标首要是大型乳企以及液体袋装药和药片的出产药企,大多负载都在 3kg 以下, 后续的增加首要来源于乳制品职业之外的食物职业,如糖块、巧克力、月饼等生 产企业,以及医药、3C 电子、印刷以及其他轻工职业。
2013 年及曾经,国内并联机器人商场首要由 ABB、发那科等少量几个品牌开 拓,但跟着 2012 年 ABB 公司 Delta 并联机器人专利解禁,国内商场上涌现出 了一大批并联机器人企业,根本都直接开拓商场,而且触及许多运用职业,较大 程度拓宽了商场运用规划。从商场结构来看,2019 年国内并联机器人商场首要由 ABB、天津晨星、上海勃肯特和发那科占有,占比别离为 16.8%、11%、10%和 9%,国产并联机器人厂商市占率较高。
从出货量上来看,相对于多关节型工业机器人,国内并联机器人当时商场需求显着偏小,占整个工业机器人商场的出货量缺乏 5%。估量 2020 年并联机器人全年出货量能够到达五千余台,跟着下流运用细分职业的进一步扩展以及运用场景的进一步丰厚,未来两年并联机器人职业年均增速估量可达 10%左右。
AGV (Automated Guided Vehicle) 机器人,一般称为 AGV 转移机器人或 AGV 小车,是以电池为动力源的一种主动操作行进的工业车辆。差异于固定设备 在流水线旁的传统工业机器人,AGV 机器人首要功用会集在主动物流搬转运,通 过特别地标导航主动将物品运送至指定地址,因而要完成自主移动,导航系统是 AGV 机器人的要害,常见的引导方法为磁条引导,激光引导,磁钉导航、惯性导 航等。
AGV 机器人的运用能够完成高柔性和可拓宽性的主动化物流,然后到达下降本钱、前进功率、缩短产品出产周期的作用。AGV 机器人无需人的参加,就能够完成 24 小时接连作业,大大前进产品物料等的转移功率,而且 AGV 系统可与工厂内部现有 MES、ERP 等系统对接,完成全数字化办理,有用躲避人为要素,前进出产质量水平。
跟着工厂主动化、计算机集成制作系统技能逐步开展、以及柔性制作系统、主动化立体仓库的广泛运用,AGV 作为联络和调理离散型物流办理系统使其作业接连化的必要主动化转移装卸手法,其运用规划和技能水平得到了迅猛的开展。
从下业运用散布来看,跟着近年来智能仓储物流的鼓起,京东、亚马逊、阿里巴巴、申通、顺丰等电商巨子和快递业龙头对分拣机器人、AGV、无人仓等大幅度加码,才智物流已成为物流职业的大势所趋。电商快递是 AGV 机器人的榜首大运用职业,占比 34.5%,轿车、家电职业排列二、三名,占比别离为 21.2% 和 18.5%。
近年来,AGV 机器人正处于商场繁荣期,其职业的快速开展带来了与之相关的整个工业链的竞相涌入,传统叉车厂商、物流系统集成商、其他类别的工业机器人企业甚至运用企业都进入了 AGV 职业。
2019 年,国内 AGV 机器人商场会集度较低,北京极智嘉、上海快仓、华晓精细、杭州海康、沈阳新松等出货量排在商场前列,而且由于 AGV 机器人中心技 术与传统工业机器人并不相同,技能门槛不高,国内外技能水品无显着距离,因 此国内 AGV 机器人商场大多都被国产品牌所占有。
从出货量上来看,近年来国内 AGV 机器人增加速度较快,15 年到 19 年的 4 年间的年均复合增速达 57.7%,即使是 19 年整个工业机器人职业遇冷 AGV 机器 人也坚持了 16.7%的增速。在我国制作 2025、才智物流等各项方针的保驾护航, 以及电商快递、新动力、医疗等新式职业商场需求的继续释放下,未来两年我国 AGV 机器人出售量估量仍将坚持挨近 20%的增加速度。
按运用职业分,轿车职业依然是工业机器人下流运用占比最高的职业,约占整个工业机器人商场出货量的 35%,其间在轿车零部件和轿车整车中的运用别离占比 23%和 12%。3C 电子职业紧随其后,占比 23%,排在第二位。金属加工职业排在第三位,占整个商场出货量的 12.2%。工业机器人在食物饮料职业、锂电 职业、家电职业、光伏职业等长尾商场的占比依然较小,别离只要 5.9%、5.6%、 5%和 3.1%,但他们的增速远高于轿车、3C 电子这些较为老练的商场,跟着下流 职业运用场景的进一步丰厚,这些长尾商场未来将有更大的增加空间。
从职业占比改变来看,2019 年工业机器人在轿车职业的运用占比同比下滑 0.8%,这首要是由于轿车职业近年来商场需求逐步触顶,形成职业固定资产出资 下降,然后影响了工业机器人在轿车职业的出货量,尽管轿车职业现在依然是工 业机器人的榜首大运用职业,但其现已趋于一个存量商场,不再见像曩昔十年一 样成为工业机器人职业的增加点。
2019 年工业机器人在 3C 电子职业的运用占比同比稍微上升约 0.4%,与轿车职业类似,3C 电子职业的下流需求也呈现了饱满的趋势。以职业界最首要的产品智能手机为例,跟跟着移动互联浪潮不断遍及,智能手机高速增加的阶段现已曩昔,近年来国内商场智能手机的出货量也呈现出下滑的趋势,工业机器人在 3C 职业中的运用增速也逐步放缓。
2019 年我国工业机器人下业运用中占比增加较快的职业别离是食物饮料、光伏和锂电,同比增速别离为 127%、55%和 24%。对食物饮料职业来说,跟着近年来图像识别和抓取等技能有了进一步的开展,使得机器人逐步具有了处理精美而多样化产品的才能,在食物职业中运用机器人进行挑拣、包装和检测越来越常见。此外,跟着食物安全的要求越来越严厉,运用机器人代替人工,下降出产过程中的人为搅扰也能够下降污染的危险。
跟着近年来国家新动力战略的逐步推动,光伏和锂电职业逐步获益,估量十四五期间我国将以更大的决计、力度和行动推动动力革新,加速构建清洁低碳、 安全高效的动力系统。2020 年我国光伏发电累计装机估量将达 2.4 亿千瓦,保存估量未来五年年均光伏新增装机规划也将在 0.7 亿千瓦左右。2020 年前 11 个月, 我国新动力轿车产值仅占轿车总产值的 5.1%,而依据规划,到 2025 年新动力汽 车新车出售量将到达轿车新车出售总量的 20%。光伏和锂电职业的继续景气将释 放更多的主动化需求,带动未来工业机器人的进一步增加。
当时,工业机器人的运用场景愈加广泛,严苛的出产环境对机器人的体积、 分量、灵敏度等提出了更高的要求,工业机器人正向着小型化、轻型化、柔性化的 方向开展,类人精细化操作才能不断增强。此外,跟着机器人易用性、稳定性以及 智能水平的不断前进,机器人的运用范畴逐步由转移、焊接、设备等操作型使命 向加工型使命拓宽,人机协作也成为工业机器人研制的重要方向。
传统的工业机器人有必要远离人类,一般在维护围栏或许其他屏障之后设备布置,以防止人类遭到损伤,这极大的约束了工业机器人的运用作用,在许多需求人类介入的作业中就无法选用机器人来完成较高程度的主动化。人机协作将人的认知才能与机器人的功率结合在一起,然后使人能够安全、简洁的与工业机器人进行合作,到达 1+12 的作用。
协作机器人是近年来鼓起的一种新式工业机器人,从多关节机器人的根底上开展而来,最早的协作机器人仅仅是在传统多关节机器人外部包裹一圈柔软资料,以减小对人体的损伤。跟着技能的开展和相关标准的完善,协作机器人渐渐转向了差异于传统机器人的外形规划,而且凭仗外表力感知器、关节力矩传感器、电流预算力反应模型等方法调配特别的安全算法,协作机器人能够在碰到人体后主动中止,大幅增强了工业机器人的安全性,使人机协作变为或许。
从商场结构来看,2019 年国内协作机器人商场首要由优傲(Universal Robots) 和傲博占有,市占率别离为 32%和 23%,算计占比超越 50%。其间 Universal Robots 是全球规划内的协作机器人霸主,08 年推出全球首款协作型机器人,全球 累计出售达 5 万台,傲博作为国产厂商,是我国首家完成全国产化的协作机器人 研制企业,是国产协作机器人龙头。
从出货量上来看,近年来国内协作机器人完成了迸发性的增加,16 年到 18 年的两年间年均复合增速高达 93%。不同于其他工业机器人的是,协作机器人由于要与人进行合作,2020 年受疫情影响较其他工业机器人更为严重,呈现了较大的负增加,但跟着全球疫情逐步遭到操控,出产逐步康复,协作机器人依然有望凭仗人机协作的进一步加深完成快速增加。
当时,工业机器人的运用场景愈加广泛,严苛的出产环境对机器人的体积、 分量、灵敏度等提出了更高的要求。除了人机协作以外,工业机器人正朝着更小、 更轻、更灵敏的方向开展。
以六轴机器人为例,六轴机器人最开端是大规划运用在轿车职业,多以负载大于 20kg 的重负载类型为主,而跟着近年来六轴机器人逐步向 3C 电子、金属加 工、食物饮料、新动力等职业扩展,负载小于 20kg 的小六轴越来越遭到商场的偏心。
2016 年至今,小六轴机器人的增速一向高于大六轴机器人,尤其是近两年在大六轴机器人负增加的状况下,这种距离还有进一步扩展的趋势。能够看到,小六轴在六轴机器人中的占比一路上升,估量 2020 年小六轴机器人出货量的占比将挨近 60%,而小六轴机器人技能门槛低于大六轴机器人,这也将利好国产机器人厂商,削弱外资工业机器人厂商的优势。
工业机器人所在职业与制作业的开展和国家微观经济作业趋势的相关较为严密,因而,工业机器人职业景气量将遭到微观经济动摇以及下业周期性改变的影响。2017 年至 2019 年,我国国内出产总值(GDP)增加率别离为 6.9%、 6.6%及 6.1%,微观经济增速有所放缓,制作业的固定资产出资遭到必定影响。假如未来轿车、3C 电子等职业景气量下降,将会对工业机器人职业形成较大影响。
跟着整个工业机器人工业链的国产化进程推动,国内外工业机器人中心零部件距离逐步缩小,技能门槛进一步下降,越来越多的国产工业机器人厂商加入到商场竞赛中来,我国工业机器人商场会集度或将愈加涣散,无序竞赛现象或许会愈加显着,职业全体面对竞赛加重的危险,价格战等要素或将对整个工业机器人职业的赢利形成必定的负面影响。
从上一年年头开端的新冠疫情在全球规划内仍在继续,将会对全球经济带来怎样的连锁反应依然难以估量,假如未来全球疫情操控依然得不到操控、国内外微观经济呈现较大的动摇或下业的复苏不及预期,将会对工业机器人商场需求形成必定的影响,导致工业机器人职业景气量呈现下滑的危险。
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