2018年中国机器人产业链上中下游发展分析报告
机器人主要分为工业机器人和服务机器人。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。服务机器人是除从事工业生产以外的，为人类健康或设备良好状态提供有帮助服务的一种机器人。国际机器人联盟（IFR）根据服务机器人应用场景的不同，将服务机器人分为专业领域服务机器人和个人/家庭服务机器人。
工业机器人的产业链主要包括四个核心环节：核心零部件、本体制造、系统集成和行业应用。服务机器人的产业链主要包括上游核心零部件、中游组装、下游行业应用三个环节。整体来看，机器人行业的产业链较短，行业壁垒较高，每个环节都至关重要。
1、机器人行业上游情况分析
机器人上游核心零部件有控制器、伺服电机、减速器。从成本上看，核心零部件占工业机器人成本72%左右，是机器人行业利润主要来源，但目前国内仅少数机器人企业技术较先进，可自主生产核心零部件，大部分机器人企业核心零部件依赖进口（以伺服电机为例，国外品牌占据中国伺服市场近80%市场份额）。因此一直以来国内工业机器人成本较高。但随着国产品牌技术研发与外资企业不断缩小差距，国产品牌竞争力渐显，未来核心零部件国产化趋势已露端倪（国内小型伺服电机市场占有率已上升至20%左右）。
2017年控制器、伺服电机、减速器三大零部件占成本大头
1）控制器——与国外差距最小的零部件
控制器是机器人的大脑，决定机器人性能的优劣，其市场份额依赖于本体的份额。控制器的技术门槛相对较低，从整体上来看，控制器通常由成熟厂商自给自足。2015年中国控制器市场规模达23.1亿元，同比增长18%，其中工业机器人控制器占比15%，约3.5亿元。据预测到2020年我国工业机器人控制器市场规模有望达到12亿元，未来五年复合增速约为27%。
经过多年的沉淀，国内企业机器人控制器产品已经较为成熟，是机器人产品中与国外产品差距最小的关键零部件。部分企业向市场提供机器人专用控制器，以固高科技、卡诺普、众为兴等为代表；还有部分数控设备厂家进行了机器人专用运动控制产品的开发和行业应用的推广，并逐渐走向成熟和产业化，这类企业以广州数控、广泰数控、埃斯顿等为代表，他们不只开发出机器人专用的控制系统，还借此切入机器人产业链，并成为国产机器人企业中的代表。未来几年，中国国产机器人将得到快速发展，国产机器人控制器应用市场面临较好的发展契机，尤其是在运动控制领域深耕多年的企业。
2）伺服系统——国产有所突破，但仍存在差距
伺服系统是机器人的心脏，机器人的关节驱动离不开伺服系统，关节越多，机器人的柔性和精准度越高，所要使用的伺服电机的数量就越多。伺服电机可分为交流伺服系统和直流伺服两大类。交流伺服电动机驱动器因其具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点，在工业机器人中得到广泛应用。
中国伺服电机技术上与国外先进水平存在差距，市场规模逐年增长，但由于技术原因产量无法满足需求。2016年，中国伺服电机市场规模达102.6亿元，与2015年相比增长了10%。自2007年以来，我国伺服电机市场规模逐年增长，产量与需求量也不断提升。2016年中国伺服电机需求量达747万台，同比增长18.95%，当年产量为374万台，远不能满足需求。而且我国国产伺服电机体积大、输出功率小，与日、欧等企业的水平有差距，很大一部分伺服电机仍然依赖进口。近年来中国企业不断突破技术瓶颈，加强产品研发和产业化项目的建设，包括埃斯顿、汇川技术等公司。
3）减速器进口情况分析
减速器是机器人的关键零部件，成本约占整台机器人生产成本的三分之一。目前应用于机器人领域的减速机主要有两种，一种是RV减速器，另一种是谐波减速器。在关节型机器人中，由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度，一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置，而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。对于高精度机器人减速器，日本具备绝对领先优势，目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的Nabtesco和HarmonicDrive两家垄断，包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。其中HarmonicDrive在工业机器人关节领域拥有15%的市场占有率。
中国的工业机器人用精密减速器研发开始较晚，技术不成熟，形成了精密减速器不能自给自足的局面，严重依赖进口。国内有部分公司在技术水平上取得了突破，目前也未形成较大的销售规模。如南通振康在减速器方面率先取得突破，2016年的年产量是200多台，产品已被多家机器人厂商试用。可以说减速器是制约我国机器人产业发展的关键因素，攻克减速器技术是国内机器人企业产业化的必然选择。
2、机器人中游发展情况分析
机器人本体也称为机器人裸机，本体企业具有有效整合上游零部件和下游系统集成商的入口能力。按照机械结构分，可以分为直角坐标机器人、SCARA机器人、关节型机器人、圆柱坐标机器人等。从产业发展前景来看，国外工业机器人本体发展成熟，国内仍处于初步发展阶段。2016年，全球本体市场规模为285.4亿元，根据预测，2018年全球本体市场将达到328.8亿元。
预测全球性本体市场规模2018年将达到328.8亿元
经济型本体是国产机器人本体的发展方向。国外机器人行业伴随着汽车行业的发展而成长，而且汽车行业对机器人精度、效率和稳定性要求都非常高。在汽车领域，国内机器人企业和国外企业相比缺乏竞争力。开发应用于汽车领域之外的一般制造业的经济型机器人是国产机器人本体现阶段的发展方向。经济型本体包括低成本的六轴通用机器人和三、四轴专用机器人。
经济型本体分为两类：（1）国产核心零部件可以突破，国内机器人企业可以批量化生产降低成本的通用六轴关节机器人；（2）应用于某一领域的专用机器人，如用于电子行业的SCARA机器人、桌面机器人就属于经济型本体的专机，这类专用机器人通常为三、四轴。在电子、家电制造、金属制造、塑料化工等行业，外资机器人企业行业经验和客户基础优势并不明显，客户更加注重机器人产品的性价比，这是国产机器人的超车机会。
国际上的工业机器人本体制造商包括库卡、ABB、发那科、安川电机等。国内包括新松机器人、广州数控、锐奇股份、埃斯顿、埃夫特、佳士科技、亚威股份等。国内大多数机器人本体公司以采购集成为主
3、机器人下游发展情况分析
系统集成是国内工业机器人企业发展的重点。系统集成在机器人本体的基础上，根据机器人的不同类型（焊接、喷涂、装配等）为其安装不同的执行装置，将机器人本体和附属设备进行系统集成。与核心零部件和本体相比，系统集成的壁垒相对较低，与上下游议价能力较弱，毛利水平较低。2016年初我国工业机器人的系统集成应用企业约为600多家，占国内工业机器人行业企业数量的70%以上。
汽车产业集成国内企业难以进入，3C行业系统集成是机会。机器人下游最终用户按照行业可分为：汽车工业行业和一般工业行业。汽车产业格局稳定，面临商务关系、技术和资金三重壁垒，国内企业难以进入。但在其他行业，尤其是3C行业，国内系统集成企业具有优势：中国是全球最大的3C制造基地，自动化升级需求强劲，有望超过汽车行业成为第一大机器人市场；3C行业机器人应用多样，外资品牌难以复制在汽车产业的经验。因此在3C领域国内系统集成企业已实现部分反超，3C行业的发展将成为国内系统集成企业率先获益的关键增长点
4、工业机器人应用领域分析
经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用，比重超过30%。随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范围不断扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业。其中汽车行业和电子行业是最重要的两个行业。
1）汽车行业
全球汽车行业是工业机器人自动化率最高的领域。2016年全球汽车行业工业机器人销量为10.3万台，占全部机器人销量的42%。在国内也是汽车行业上的机器人销量占比最大，2016年占比为33%，其中汽车整车占15%，汽车零部件占比18%。但是我国汽车行业机器人自动化率较低，我国汽车行业工业机器人密度虽然逐年增长，但仍然处于较低水平，2016年我国汽车行业工业机器人密度为505台/万人，而日本、德国、美国分别为1240、1131、1261台/万人，说明我国与世界先进水平存在较大差距，我国汽车行业的工业机器人仍有增长空间，发展潜力很大。
在我国，汽车工业是经济支柱产业之一，在国民经济中占据十分重要的地位。2009年我国汽车产销量跃居全球第一，并持续保持全球最大的汽车市场地位，2016年我国汽车销量占全球市场比重已增长至29.77%。2017年，中国汽车产销量分别达到2,907.33万辆和2,894.14万辆，同比分别增长3.39%和3.59%。汽车行业产销量增长，将驱动汽车行业工业机器人的需求增长。
2）3C行业
3C市场巨大，我国成为全球最大3C制造基地。近年来3C产品销量、出货量持续增长。以智能手机为例，自2010年智能手机迎来爆发式增长以来，全球智能手机销量持续上升。2017年全球智能手机出货量为14.72亿部。我国智能手机出货量为4.6亿部，占全球智能手机出货量的31.34%，已经成为全球最大的手机生产市场。
国内3C机器人发展潜力大。3C行业是劳动密集型产业，人工成本不断上升推进了“机器换人”的趋势，3C机器人市场正在爆发。中国集中了全球70%的3C产品产能，但是2016年国内3C行业目前机器人密度仅为11台/万人，而日韩两国3C行业的机器人密度早已超过1200台/万人，相比之下，我国3C领域自动化水平仍存在较大差距。2016年我国3C行业工业机器人销量达2.07万台，同比增长47.9%；GGII认为，目前3C行业自动化率远远低于国外，随着3C行业需求持续释放，3C行业工业机器人的需求仍能保持25%左右的速度增长。
5、服务机器人的发展分析
服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类的服务性工作，它所面临的工作环境绝大多数是未知的。服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，服务机器人的应用范围很广，可用于家庭娱乐、清洁打扫、医疗、运输、救援、监护、军事用途等。个人/家庭服务机器人——家庭化发展将成重头戏
1）个人/家庭服务机器人——家庭化发展将成重头戏
从全球来看，个人/家庭服务机器人增速持续高于专业服务机器人。2014年，全球个人/家庭服务机器人增速为29%，专业服务机器人增速为6%。对比我国服务机器人的市场规模增速，个人/家庭服务机器人销售额2016年同比增长29%，而专业服务机器人同比增长6.3%。
我国服务机器人的家庭化发展原因有以下两点。一方面，信息高速发展和生活、工作节奏的加快，需要人们从繁杂的家庭劳动中解脱出来；另一方面随着中国老龄化越来越严重，更多的老人需要照顾，社会保障和服务的需求也更加紧迫，而中国多年的计划生育政策之后，已经形成了人口倒金字塔结构，老龄化家庭结构必然使更多的年轻家庭压力增大，随之酝酿而生的将是更大的家庭服务机器人市场，例如家庭护理机器人、玩具机器人、安控机器人、清洁机器人的需求都将增长。
2016年全球个人/家用服务机器人销量约为680台，其中家庭作业机器人（主要包括吸尘机器人、除草机器人、泳池清理机器人、窗户清洗机器人等）的销量约为460万台，销售额约为16亿美元。娱乐休闲机器人（主要包括玩具机器人、教育训练机器人、娱乐用途机器人等）销量约为210万台；销售额约为9.8亿美元。按销量来看，家庭作业机器人占全部个人/家用机器人销量的67.65%，娱乐休闲机器人占30.88%。
未来清洁机器人会首先打入家庭市场，2018-2020年各类家用机器人销量累计可以达到3240万台；各类娱乐和休闲机器人累计销量可以达到1050万台。
2）专业服务机器人——医疗机器人或成下一风口
国防应用机器人的销量最大，占比最高。从全球各类专业服务机器人的销量上看，2014年，国防应用专业服务机器人销量为11000台，占专业服务机器人总销量的53%。场地机器人、医疗机器人、物流机器人销量分别为5700台、1224台、2644台。
医疗专业服务机器人销售额最大，价格水平最高。从销售额来看，医疗专业服务机器人的销售额最大，2014年达1317百万美元。2014年，国防应用专业服务机器人、场地专业服务机器人、医疗服务机器人和物流系统服务机器人的销售额分别为1023、989、1317、261百万美元。从价格看，医疗服务机器人是专业服务机器人中平均价格最高的一类，2014年平均价格为107.6万美元，国防应用专业服务机器人、场地专业服务机器人、医疗服务机器人和物流系统服务机器人的平均价格分别为9.3、17.4、49.8、21.3万美元。
预计，未来手术机器人市场规模将由2014年的32亿美元增至2021年的200亿美元，年均复合增速达29.9%；康复机器人市场规模由2014年的2.2亿美元增长至2021年的32亿美元，年均复合增速达46.6%。可见医疗机器人潜力之大，医疗机器人有望成为下一个风口。
