今天分享的是机器人行业系列深度研究报告：《机器人行业产业深度研究报告：机器人行业展望四大逻辑利好机器人产业链发展》。（报告出品方：华宝证券）

报告共计：53页

我国是工业机器人消费大国，日本是机器人制造强国

自年起，我国已成为全球最大的工业机器人消费国。从每年新增工业机器人安装数量上看，自年起，中国新增数量已超过其他主要国家、达到3.7万台，成为全球最大的工业机器人消费市场，且近几年新增安装数量的增速高于其他主要国家。从占比上看，年中国机器人市场规模占全球比例已达33%，新增工业机器人数量占全球比例已达52%。根据中国电子学会、IFR预测，由于中国对机器人科技和产业发展高度重视，中国机器人行业将进一步发展壮大，-年中国机器人市场规模将分别达到亿美元、亿美元、亿美元，-年中国机器人市场规模CAGR预计为20%，超过全球预计增速（13%）。

尽管我国是工业机器人消费大国，但从供给端上看，日本是全球机器人（尤其是工业机器人）市场的主角。从供给视角来看，尽管我国已经形成学科齐全的机器人研发体系、从零部件生产到机器人应用的完整产业链，但仍处于产业化的初期阶段，而日本与欧洲已经实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化，美国在AI大模型的开发和应用上已走在世界前列。例如在工业机器人销量上，瑞士的ABB、德国的库卡（KUKA）、日本的发那科（FANUC）和安川电机（YASKAWA）4家生产商（被称为“四大家族”）占据着工业机器人58%的市场份额，且在机器人本体制造、相关技术和服务、核心零部件等多方面拥有显著优势。根据IFR《全球机器人报告》，日本是全世界排名第一的工业机器人制造国，年生产的机器人数量占全球总量的45%。

我国工业机器人以六轴多关节机器人、SCARA机器人为主，主要应用于搬运、焊接和装配

根据前文分析，按照机器人的用途和功能，三大类型机器人可以继续向下细分，工业机器人包括加工、装配、包装机器人等，服务机器人包括个人/家用服务机器人和公共服务机器人（商业服务机器人），特种机器人包括军事机器人、场地机器人等。按照机械结构，工业机器人又可被分为垂直关节型、平面关节型、并联机器人、直角坐标型等，前三种属于多关节机器人，其中垂直关节型、平面关节型一般为串联机器人，协作机器人也属于串联机器人的一种。不同应用场景应用的机器人的机械结构略有差异，同时不同机械结构的机器人主要应用领域也会有所差异。

我国工业机器人以六轴多关节机器人、SCARA机器人为主，应用场景主要为搬运、焊接和装配。从结构上看，中国工业机器人市场需求主要以六轴多关节机器人、SCARA机器人为主，年合计占比约为90%，其中小六轴、大六轴、SCARA机器人占比分别为37%、26%、27%。从功能上看，尽管工业机器人运用场景广泛，但我国工业机器人主要用于搬运、焊接和装配等应用环节，此类应用的机器人占比约为82%。

我国服务机器人以家用服务机器人为主，商用服务机器人以商用清洁机和终端配送为主

我国服务机器人市场以家用服务机器人为主。根据中商情报网数据，年我国家用服务机器人市场规模约为商用(公共)服务机器人市场规模的2倍，因此我国服务机器人市场以家用服务机器人为主，而家用服务机器人又主要以扫地机器人和其他用于室内家庭地板清洁的机器人数量最多，其他类型如园艺机器人、割草机器人在海外更受欢迎。

商用服务机器人相比家用服务机器人增速更快，类型以商用清洁机和终端配送为主，主要应用在餐厅、酒店场景。不论是全球还是中国，近几年商用服务机器人市场规模增速均较快，下游应用领域主要包括餐饮、酒店、医疗、养老、家政、消防、物流等。根据IFR数据，年全球专业(商用)服务机器人的销售额增长了37%，远高于消费(家用)服务机器人增速9%。根据亿欧智库统计数据(仅统计市场规模较大的商用清洁、终端配送和讲解引导机器人市场规模),中国-年商用服务机器人CAGR为95%,远高于服务机器人整体增速(34%前文IFR数据)。商用服务机器人领域，全球主要以运输和物流、餐饮服务领域的商用服务机器人为主，且以上两个领域的商用服务机器人增速较快。国内市场则以商用清洁机器人为主，其次是终端配送机器人，商用清洁机器人、讲解引导机器人近几年增速较快:主要应用领域为餐厅和酒店。

我国拥有较为完整的机器人产业链，上游核心零部件是产业链中技术壁垒高、成本占比较大的环节

我国机器人行业在经历数十年发展后形成完整的行业产业链，工业机器人行业按产业链分为上游、中游、下游和终端应用。上游为控制器、伺服电机、减速器、智能芯片、传感器等核心零部件生产；中游为工业机器人本体生产；下游是基于终端行业特定需求的机器人系统集成商，主要用于实现焊接、装配、检测、搬运、喷涂等工艺或功能。终端应用主要由不同领域的企业客户和个人消费者组成，形成巨大的机器人应用市场。

从工业机器人成本构成来看，上游的三大零部件是产业链中技术壁垒高、成本占比较大的环节。上游三大零部件控制器、伺服系统和减速器，成本占比分别为12%、22%、32%，合计成本占比为66%。从盈利水平看，上游零部件的毛利率相对较高，其中减速器毛利率为40%，伺服系统为35%，控制器为25%；中游机器人本体毛利率最低、为15%；下游系统集成毛利率为35%。

机器人主要使用RV减速器和谐波减速器，市场均由日本厂商主导，国产化进程不断推进

减速器类似“肌腱”，属于机器人机械结构系统中的传动装置的一部分，是支撑机器人关节的回转运动的关键部件。机器人的传动装置包括齿轮传动（圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、齿轮链传动、齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动等）、丝杠传动、行星齿轮传动、RV（RotaryVector）减速器传动、用柔性元件传动（谐波齿轮传动、绳传动和同步齿形带传动等）。不同的装置或组合装置所支撑的运动形式，例如直线运动（伸缩、升降、直线移动）、旋转运动（回转运动、俯仰运动）有所不同。其中，减速器是机器人关节回转运动都必须使用的关键部件。它是一种精密的动力传达装置，具有匹配转速和专递转矩的作用，其利用齿轮的速度转换器，使伺服电机在一个合适的速度下运转，并精确地将转速降到机器人各部位需要的速度，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。

谐波减速器主要用于机器人的手腕驱动，RV减速器主要用于机器人的机身驱动。谐波减速器是谐波齿轮传动装置的简称，这种减速器的传动精度高、结构简单、使用方便，但其结构刚性不及RV减速器，故多用于机器人的手腕驱动。RV减速器是旋转矢量减速器的简称，是由行星齿轮减速和摆线针轮减速组合而成的减速装置，结构刚性好、输出转矩大，但其内部结构比谐波减速器复杂、制造成本高、传动精度略低于谐波减速器，故多用于机器人的机身驱动。一般而言，中等负载的六轴工业机器人第一关节至第三关节更可能使用RV减速器，即基座、大臂、肩部等重负载位置搭载RV减速器，其余部位更可能使用谐波减速器，负载更高的机器人更多地使用RV减速器，反之则更多地使用谐波减速器。

我国RV减速器市场体量约在40亿元左右，谐波减速器市场体量约在20亿元左右，在工业机器人领域，整体来看谐波减速器的应用量更高，但总体价值量上差别不大。根据中商产业研究院数据，年我国RV减速器市场规模为42.9亿元，预计年市场规模达60亿元，-年间CAGR为8.75%；年我国谐波减速器市场规模约21亿元，预计年市场规模有望超过30亿元，-年CAGR为16.49%。高工机器人产业研究所（GGII）数据显示，年中国工业机器人RV减速器与谐波减速器使用量分别为45.94万台与63.96万台，假设减速器价格变化较小且忽略不同型号减速器价格的差异，按照RV减速器每台元的价格（表8案例中的RV减速器平均价格，年数据）、谐波减速器每台.95元/台（表8案例中的谐波减速器价格，年数据），可简单估算出年工业机器人领域RV减速器、谐波减速器市场规模分别为10.80亿元、10.44亿元，两者大致相当。

无论是在RV减速器还是谐波减速器领域，日本厂商市场份额均为第一，市场集中度很高。日本纳博特斯克公司（NabtescoCorporation）既是RV减速器的发明者，又是目前全球最大、技术最领先的RV减速器生产企业，世界著名的工业机器人几乎都使用其生产的RV减速器。RV减速器的国产厂商主要有双环传动、珠海飞马、中大力德、南通振康、秦川机床等。日本哈默纳科（HarmonicDriveSystem）公司是全球最早研发生产谐波减速器的企业，同时也是目前全球最大、最著名的谐波减速器生产企业。谐波减速器的国产厂商主要有绿的谐波、来福谐波、同川科技（汉宇集团）、大族传动等。由于减速器在设计、材料、设备、工艺、装配人员等方面存在技术壁垒，因此国产的减速器在产品规格、性能、使用寿命等方面与日本这两家顶级公司的产品存在一定差距，同时叠加品牌壁垒、销售渠道壁垒等原因，通常只能用于要求不高的机器人领域。

整体来看减速器行业国产化率不断提升，其中谐波减速器国产化率略高于RV减速器。根据GGII数据显示，减速器行业国产化程度不断提升，年国产化率近42%。从不同类型上看，国产谐波减速器替代趋势相对明显，国产RV减速器接受度正在提高。根据上文年两个减速器市场份额估算，RV减速器国产化率约32%，谐波减速器国产化率为44%。之所以有区别，简单来说，是由于谐波减速器相对于RV减速器更容易做到及格水平，RV减速器零部件多、结构更为复杂，对设计、加工工艺、装配的要求更为苛刻，中间的一点小误差累积到最终产品上会被放大，而关键的材料、工艺、技术和经验主要被国外厂商掌握，产线设备投资相比谐波更高，国内厂商量产难度较高。目前，国内谐波减速器已接近国外龙头，在加工技术方面难点已基本攻克，满足常规使用，但在批量生产品控、极端使用下的产品、柔轮材料、制造设备等方面仍存在攻克难点；RV减速器现阶段相比日本产品的精度、耐磨性仍有差距。

伺服系统中伺服驱动器、伺服电机成本占比较高，国产化率不断提升

整个伺服系统发挥了“心脏”与“肌肉”等功能，是机器人驱动系统的重要组成部分，是经由闭环控制的方式达到对一个机械系统的位置、速度和加速度的控制。伺服系统又被称为随动系统，其主要任务是按照上级控制命令的要求，对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制灵活方便，一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。因此对于机器人来说，其需要灵活改变位姿，绝大多数运动轴都需要有任意位置定位功能，因此需要使用伺服驱动系统。按使用道用性程度，伺服系统分为通用和专用两类。通用与专用伺服系统下游略有差异。其中通用伺服系统可以在不同行业广泛应用，其下游应用广泛。专用伺服系统一般是根据不同行业需求定制化开发，提供专业化产品，主要为交流电伺服以外的其他品类伺服，下游应用领域包括风力发电、矿山机械、缆车索道、电梯等。按照功率大小，目前可以分为小型伺服、中型伺服和大型伺服系统。按驱动方式分，有电气、液压和气压等伺服驱动形式，伺服系统的发展经历了由液压、气动到电气驱动的过程。

伺服系统主要由伺服驱动器、伺服电机和编码要组成，伺服驱动器、伺服电机成本占比较高。伺服系统的主要性能指标包括编码器分辨率、电机过载能力、电机最高转速、频率响应速度，这些指标反映了伺服产品的定位精准度、性能、稳定性。其中，定位精准度跟编码器的选择有关，性能跟驱动硬件的运算能力和程序源价值有关，稳定性跟电机材质及零部件有关。

伺服驱动器作用类似于变频器之于交流马达，一般是通过速度环、位置环、电流环分别对伺服电机的转速、位置、转矩进行相应控制，实现高精度的传动系统定位，通常被安装在控制柜内。驱动器的形式取决于驱动电机的类型，例如机器人电机多使用直流伺服电机以及交流伺服电机，因此常用的机器人驱动器就是直流伺服电动机驱动器以及同步式交流伺服电动机驱动器。直流伺服电动机驱动器调速范围宽、低速特性好、响应快、效率高、过载能力强；同步式交流伺服电动机驱动器则有着转矩转动惯量比高等优势。在过去，一个电动机就需要一个驱动器，但随着驱动技术的发展，驱动器由单轴控制向多轴控制发展，一个驱动器可同时控制多个电动机。伺服驱动器核心构成主要包括主控制器和电力电子板、信号处理和通信板，即控制模块+通信模块。就驱动器而言，主要看芯片性能。

伺服电机是伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机作为执行元件，作用是将伺服控制器的脉冲信号转化为电机转动的角位移和角速度，其主要由定子和转子构成。机器人的关节驱动离不开伺服电机，关节越多，其柔性和精度的要求就越高，所需的伺服电机数量就越多。机器人对伺服电机的要求较高，必须满足快速响应、高启动转矩、大动转矩惯量比、宽调速范围，同时又要适应机器人的形体做到体积小、重量轻、加减速运动等要求。机器人以使用无刷直流电机（BLDC）为主流。如今一般伺服电机都追求高精度、高可靠性、高热容量、高刚度、轻量化和高响应性等性能，例如空心杯电机、伺服电缸、无槽无刷电机等或将成为未来机器人领域伺服电机的发展趋势。就电机而言，主要看转速、功率、扭矩、震动、噪音、加/减速度、尺寸、寿命、响应时间等。

工业机器人领域伺服系统产品逐渐向模块化、高性能化、智能化和网络化方向发展。模块化（集成化）即用一体化集成的思路实现结构的简化以及效率的提高，包括“多轴合一”“控制+驱动”“驱动+传动关节”等一体化形式，例如当前较多企业（如汇川技术、绿的谐波）已推出机电一体化、驱控一体化模组，可以降低厂商部件采购种类，减少安装环节、提高集成效率、减少成本，以及实现缩小体积、减轻重量和提高性能等。高性能化体现在伺服系统的可靠性、高动态响应能力、快速精准定位，具体方向包括芯片运算能力的提升、电机控制算法的优化、编码器技术的升级。智能化则指伺服产品在控制、编程功能上的集成性，让其能够独立完成位置、速度控制，自动增益调整等功能。网络化则主要指构建总线型伺服，现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备和控制装置之间实行双向、串形、多结点的数字通信技术。随着国内对大规模分布式控制装置的需求增加，伺服系统网络化成为未来发展的必然趋势。

中游：大小六轴、SCARA等机型以及汽车、电子等行业机器人国产化率提升空间较大

国内工业机器人市场集中度较高，年CR5超过50%，但年上半年集中度略有下滑，竞争格局有重塑趋势。我国工业机器人市场仍以外资品牌为主，市场集中度较高，年前五企业市场份额占比为51%。机器人四大家族FANUC、ABB、安川和KUKA合计占比超四成，国产龙头以埃斯顿、汇川技术等为代表，年市场份额占比分别为3%、2%，分别在六轴机器人、SCARA机器人领域具备一定规模和技术实力。但在年上半年，竞争格局有变化趋势，根据MIR统计，由于年上半年下游需求端的萎靡，近半数工业机器人企业销量呈同比下滑态势，CR5占比低于50%，国产机器人埃斯顿进入TOP5的第二位，汇川则超越安川登上第六位，埃斯顿则挤入前十，本体市场销量正在向头部品牌靠拢，市场格局迎来重塑，行业加速洗牌。

我国服务机器人行业的市场集中度极高，国产化率也较高。我国服务机器人虽然起步较晚，但在技术和产业化水平方面与国外公司差距较小，部分产品（家用清洁机器人，送餐机器人等）市场化应用已经领先于全球，具备先发优势。扫地机器人、陪伴机器人、清洁机器人、仓储物流机器人、导览机器人、送餐机器人、酒店机器人、医疗机器人等已在多领域落地应用。在服务机器人领域，市场集中度很高，从家用服务机器人——扫地机器人，商用服务机器人——餐饮机器人、商用清洁机器人为代表产品来看，年扫地机器人、餐饮机器人CR1均超过45%，市场CR4均超过80%，商业清洁机器人CR1甚至高达70%。此外从市场份额结构来看，以上三个细分市场基本被国产厂商所占据。

本体厂商倾向于自研控制器，其次是自研伺服，减速器一般外采。之所以外采减速器，由上文分析可知，不论是RV还是谐波减速器，行业壁垒均较高，初期投入大，本体厂商一般不会选择自研。而大部分厂商自研控制器主要是因为：首先，在工业机器人发展初期，销量较少，没有供应商愿意为工业机器人行业研发控制器，故本体厂商各自为营，形成了封闭垂直模式——自己研发控制系统，借助非开放式的通讯协议控制其它核心部件；其次，机器人控制器及其带来的周边生态圈是各大机器人厂商的核心竞争力，只有底层核心平台是自主研发的，才能不断的去完善行业所需要的各种工艺包。因此本体厂商倾向于自研控制器，但这也导致各家控制器的编程语言互不兼容，工艺文件没有办法做到通用，每家机器人本体商只为特定的大客户提供深度服务甚至自己包揽集成业务。

未来工业机器人将向轻型化、柔性化方向发展，服务机器人的认知智能水平将进一步提升。随着智能制造的发展未来工业领域将对机器人的体积、重量、灵活度提出更高要求，工业机器人将向小型化、轻型化、柔性化方向发展，例如协作机器人、人形机器人等。随着深度学习、抗干扰感知识别、自然语言理解等人工智能关键技术取得突破性进步，服务机器人的认知智能水平将大幅提升，服务领域和服务对象将进一步拓展，可进一步

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkgx/6497.html