【行業洞察】創新融合 智繪未來：2024機器人行業研究報告（五） 時間： 2024-12-19 13:30:55
二、中國工業機器人產業分析（一）行業發展概況
1、市場規模及預測
近年來，受益于物聯網、大數據、人工智能等技術的快速發展，我國智能制造加速進階，工業機器人總體市場規模快速提升。我國2022年中國工業機器人市場規模達到585.2億元，2023年市場規模約為665.9億元。預計，2024年中國工業機器人市場規模將增至726.4億元。
根據國家統計局數據，工業機器人產量從2015年的3萬余臺增長至2023年的42.95萬套，8年增長近12倍，年均復合增長率接近38%。2023年我國工業機器人增速放緩，呈現存量市場爭奪與細分增量市場卡位并存的狀態。得益于下游終端應用的需求帶動作用，2024年1-6月工業機器人累計產量達到28.32萬臺，同比增長9.6%。我國已連續11年成為全球最大工業機器人市場。中國工業機器人市場銷量由2015年的7.0萬套增長至2023年的31.6萬臺，年均復合增長率高達20.7%，占2023年全球總銷量的53.6%。
2、應用場景分析
近年來，我國“機器人+行業應用”不斷深化。特別是工業機器人方面，現已覆蓋了國民經濟的60個大類和168個行業中類，廣泛應用在自動化生產線、精密加工、物流倉儲、醫療等領域。IFR《2024年世界機器人報告》顯示，2023年中國的工業機器人密度為每萬名員工470臺，已經超過德國和日本，躍居全球第三，僅次于韓國和新加坡。
受益于國家智能制造政策的引導和支持，以及制造業轉型升級的需求，中國工業機器人的應用場景主要集中在電子和半導體制造、汽車制造、鋰電/光伏制造等行業。IFR《2024世界機器人報告》顯示，2023年我國工業機器人行業安裝量最多的是電子產品，其次是汽車制造。
（二）行業發展趨勢
1、市場競爭格局
工業機器人行業競爭格局比較集中。全球工業機器人主要由四大家族即日本發那科（FANUC）、日本安川電機（Yaskawa）、德國庫卡（被美的收購）、瑞士ABB主導，占有率達到50%。
在中國市場上，近年來隨著國產品牌興起，國產廠商市場占有率不斷提升。IFR數據顯示，2023年我國工業機器人國產廠商份額增至47%。
國內品牌埃斯頓、匯川技術、埃夫特快速成長，進入中國工業機器人銷量前十。2023年埃斯頓工業機器人銷量突破2萬臺，進入行業第二。僅次于發那科；匯川技術2023年年躋身TOP5；埃夫特2023年銷量破萬，成為TOP10新晉玩家。埃斯頓以六關節機器人為主、匯川技術以SCARA機器人為主，現均向多種負載、全產品系列方向邁進，有望成為真正替代“四大家族”的國產機器人品牌。此外，2023年新時達、成都卡諾普、上海節卡、遨博等銷量達到5000臺左右。
截至2024年上半年，工業機器人整機上市公司中排行前六的分別是：匯川技術（161.83億元）、埃斯頓（21.69億元）、新松機器人（16.61億元）、新時達（15.16億元）、愛仕達（12.9億元）及埃夫特（6.8億元）。
2、產業發展方向
（1）“機器人+”多場景發展。2023年《“機器人+”應用行動實施方案》，提出我國機器人發展的近期目標：到2025年，制造業機器人密度較2020年實現翻番，服務機器人、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升，突破100種以上機器人創新應用技術及解決方案，推廣200個以上具有較高技術水平、創新應用模式和顯著應用成效的機器人典型應用場景等。同時，提出深化十大重點領域“機器人+”應用，包括制造業、農業、建筑、能源、商貿物流、醫療健康、養老服務、教育、商業社區服務、安全應急和極限環境應用領域。我國機器人產業的發展在經歷過“速度與激情”之后，更高質量則成為現在以及未來的核心，以應用行業的智能化深度和廣度的不斷融合，實現由“機器人+行業應用”，到“機器人賦能行業”。
（2）扶持工業機器人核心零部件產業，國產化提速。工業機器人對人才、技術與資本的投入要求高，是智能制造領域最具代表性的產品。建議加大對工業機器人核心零部件產業扶持力度，推進產業朝中高端方向發展，提升國產機器人研發與制造水平。
（3）“大負載”協作機器人。協作機器人作為一種可以與人類協作、共同完成工作任務的智能機器人，擁有成本低、易于部署、靈活性高等優勢，在生產制造和商業環境的智能化趨勢下應用日益廣泛。汽車制造、航空制造、電子制造、物流倉儲等應用場景需求，讓協作機器人向更大的負載邁進。
（三）產業鏈圖譜
工業機器人產業鏈上游為減速器、伺服系統、控制器、傳感器與末端執行器等核心零部件供應，中游為工業機器人本體生產及基于終端行業特定需求的工業機器人系統集成，下游應用主要包括汽車制造、3C電子、物流倉儲等對自動化、智能化需求高的終端行業。
1、上游：核心零部件
工業機器人最核心的三大零部件分別是減速器、伺服系統、控制器，共占據工業機器人整體生產成本的70%以上（成本占比分別為30%、20%、17%）。除三大核心零部件之外，工業機器人主要零部件還包括傳感器與末端執行器。
（1）減速器：是一種精密的動力傳達機構，作用在于降低轉速、傳遞更大的扭矩，滿足工業機器人在重復執行相同的動作時的定位精度和重復定位精度，確保機器人平穩精確運行。由于減速器決定工業機器人的精度和負載，工業機器人對減速器性能的要求很高，所使用的減速器都是高精密減速器，其中RV減速器和諧波減速器是工業機器人主流使用的減速器。
（2）伺服系統：伺服系統是用來精確地跟隨或復現某個過程的反饋控制系統，常被視為“工業神經系統”。在工業機器人中，伺服系統通過接受并精確執行控制器發出的運動指令，完成工業機器人的多軸運動控制。在構成方面，伺服系統由伺服電機、伺服驅動器、伺服編碼器三部分組成。其中，伺服電機是執行機構，用于驅動機器人的關節從而實現運動。為與機器人體型相匹配并滿足機器人的運行性能需求，工業機器人伺服電機須具備小體積集成和大功率的應用的技術能力。伺服驅動器是接收控制器發出的指令，并驅動電機工作的裝置。伺服編碼器是伺服系統的反饋裝置，用來反饋伺服電機的信號并依此精確調速，控制伺服電機達到最佳工作狀態，從而提升伺服系統精度。
（3）控制器：控制器被稱為“工業機器人的大腦”，由控制柜、示教柜等硬件坨和控制算法、編程程序等軟件構成。控制器主要任務是接受并處理工業機器人工作過程的全部信息，根據操作任務的要求驅動機械臂中的各個伺服電機，引導機器人按照要求的每個動作的位置、姿態和軌跡實現其運動。
（4）傳感器：工業機器人使用各式各樣傳感器來理解和測量周圍環境中物體的幾何和物理特性。傳感技術的應用能幫助機器人能夠精準感知、敏捷運動、自主決策，實現更大的操作靈活性，更好的勝任各種任務。工業機器人常見的傳感器可分為內部傳感器和外部傳感器，內部傳感器用于獲取機器人自身狀態信息，然后為控制單元反饋信息，例如視覺傳感器、位移傳感器、角度傳感器、速度傳感器、位置傳感器等；外部傳感器主要獲取機器人所外部環境信息以及自身與環境之間的相互信息，常見的外部傳感器有距離傳感器、接近傳感器、視覺傳感器等。
（5）末端執行器：工業機器人末端執行器又被稱為機械手，是裝在工業機器人手腕上直接抓握工件或執行作業的部件，是機器人與環境相互作用的最后環節，被稱為機械臂的“業務端”。常用的專用末端執行器根據工業機器人的應用領域來定制設計成特定的構成形狀，實現對對圓盤類、長軸類、不規則形狀、金屬板類等不同形狀、大小和重量的各類工件的抓取、搬運、上下料等工作。
2、中游：本體生產商及系統集成
工業機器人本體包括機座和執行機構，主要由傳動部件、機身及行走機構、臂部、手部五部分構成。根據機械結構的不同，本體可分為多關節機器人、水平多關節機器人（SCARA）、并聯機器人、協作機器人、直角坐標型機器人。
工業機器人本體一般不能直接使用，需要系統集成廠商根據不同應有場景和用途進行二次開發才能投入到最終的工業生產中去。系統集成商負責將標準機器人（本體）變為應用機器人，應用于焊接、噴涂、上下料 、搬運、機械加工等工業自動化領域。系統集成廠商也需要根據終端客戶面對復雜工業場景的具體需求，進行針對性的產品設計和定制化開發，為客戶提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套裝備。
3、下游：應用行業，如汽車制造、電子電氣、金屬加工、食品飲料、倉儲物流等
