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全球工業(yè)機器人詳細產業(yè)鏈梳理!
發(fā)表時間:2019/7/30 14:36:39
工業(yè)機器人產業(yè)鏈可以分為上中下游:
上游
關鍵零部件生產廠商,主要是減速器、控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng);
中游
機器人本體,即機座和執(zhí)行機構,包括手臂、腕部等,部分機器人本體還包括行走結構,是機器人的機械傳統(tǒng)和支撐基礎。按照結構形式,本體可以劃分為直角坐標、球坐標、圓柱坐標、關節(jié)坐標等類型;
下游
系統(tǒng)集成商,根據不同的應用場景和用途進行有針對性地系統(tǒng)集成和軟件二次開發(fā),國內企業(yè)都集中在這個環(huán)節(jié)上。生產出來的機器人只有通過系統(tǒng)集成之后,才能投入到下游的汽車、電子、金屬加工等產業(yè),為終端客戶所用。
整體來看,工業(yè)機器人的總成本中,核心零部件的比例接近70%,其中減速器、伺服電機和控制器占比分別為32%、22%和12%。
▲工業(yè)機器人核心零部件及本體成本占比
▲中國工業(yè)機器人減速器市場格局
▲中國工業(yè)機器人伺服系統(tǒng)市場格局
▲中國工業(yè)機器人控制系統(tǒng)市場格局
▲2017 年中國工業(yè)機器人市場格局
核心零部件技術是機器人本體企業(yè)的核心競爭力
2016年中國機器人銷量已接近全球市場份額的30%,連續(xù)四年成為全球最大的工業(yè)機器人市場。根據國際機器人產業(yè)協會IFR的預測,未來幾年中國機器人行業(yè)銷量有望維持25%-30%左右的增速。我們以IFR預測下限25%的增速,以2017年14萬臺為基數進行測算。到2020年,中國工作機器人銷量有望達到27萬臺。
另外,根據MIR公布的2017年中國工業(yè)機器人市場份額,按類型來劃分,六軸多關節(jié)機器人、SCARA機器人、關節(jié)型手臂、協作機器人和DELTA機器人的占比分別為67.8%、21.2%、6.05%、2.89%、2.05%。我們按照各種類型工業(yè)機器人所需減速器類型和數量進行劃分。一般情況下,六軸多關節(jié)機器人需要4套RV減速器和2套諧波減速器;SCARA機器人包含4個諧波減速器;關節(jié)型手臂和協作機器人類型較多,我們按照4軸多關節(jié)機器人計算,大約每套需要3個RV減速器和1個諧波減速器;而DELTA機器人的電機安裝在固定基座上,我們按照其需要1個諧波減速器計算。
根據我們的測算結果,到2020年RV減速器市場需求81.5萬臺,諧波減速器需求63.3萬臺,總體市場需求量有望達到144.8萬臺。當前,一臺RV減速器的售價約5000-6000元左右,而諧波減速器價格約2000元;而在2015年,RV減速器和諧波減速器的平均價格分別為8000元、3000元。減速器的國產化進程,促成了過去三年國外品牌的降價,當前價格雖然還存在下降空間,但已經接近其生產成本,未來價格壓縮的空間相對較小,因此我們估計未來RV和諧波減速器的價格分別在4000元和1500元左右。根據上述計算過程,2018-2020年間,國內減速器市場空間分別有望達到31.71、36.76、42.63億元。
▲2017年中國工業(yè)機器人市場份額(按機型)
▲國內工業(yè)機器人用減速器需求測算(萬臺)
伺服電機與控制器是相輔相成的核心零部件
伺服系統(tǒng)下游應用領域眾多。在20世紀70年代,隨著微處理器技術、大功率高性能半導體功率器件技術和電機永磁材料制造工藝的發(fā)展和性價比不斷提高,交流伺服系統(tǒng)逐漸取代直流伺服系統(tǒng)成為主流產品。而國產交流伺服系統(tǒng)在核心技術方面已取得突破,國內外差距已明顯縮小。目前伺服系統(tǒng)的應用領域主要集中于機床,但近幾年電子制造業(yè)和機器人行業(yè)的崛起,催生了大量行業(yè)需求。2016年,機器人占伺服系統(tǒng)下游應用的9%。隨著未來機器人零部件實現突破,中國工業(yè)機器人行業(yè)將迎來快速發(fā)展期,伺服系統(tǒng)的應用領域也將由機床向機器人傾斜。
▲2016年伺服系統(tǒng)的下游應用
控制器:與國際差距最小的零部件
競爭格局:硬件差距較小,難點集中于軟件。控制器本質上就是一個數據處理器,隨著半導體技術的成熟,半導體芯片的性價比越來越高,因此控制器在硬件上并無太高門檻。在機器人的核心零部件中,控制器的技術難度是最低的,國內企業(yè)開發(fā)的控制器產品已經可以滿足大部分功能要求。但控制器的核心在于算法要與機器人本體相匹配。目前,國外主流機器人廠商的控制器均是基于運動控制平臺進行自主研發(fā),以保證匹配性,導致國內企業(yè)控制器尚未形成競爭優(yōu)勢。可以說,國產控制機在硬件上與國外差距不大,差距主要是算法和兼容性方面。
▲2015年國內機器人控制器銷量市場份額
系統(tǒng)集成商的核心優(yōu)勢在于人才及行業(yè)積累
相較于機器人本體供應商,機器人系統(tǒng)集成供應商還要具有產品設計能力、對終端客戶應用需求的工藝理解、相關項目經驗等,提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套裝備。
系統(tǒng)集成商處于機器人產業(yè)鏈的下游應用端,為用戶提供設計方案,要具有產品設計能力、對終端客戶應用需求的工藝理解、相關項目經驗等,提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套設備。與單元產品的供應商相比,系統(tǒng)集成商還要具有產品設計能力、項目經驗,并在對用戶行業(yè)深刻理解的基礎之上,提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套裝備。
系統(tǒng)集成商具有市場渠道優(yōu)勢,可快速加入機器人研發(fā)及生產行列。與國內本體廠商面對國外企業(yè)強大的競爭不同,國內系統(tǒng)集成商擁有本土的許多優(yōu)勢,包括渠道優(yōu)勢、價格優(yōu)勢、工程師紅利等。系統(tǒng)集成商以往是從國外或者少部分從國內購臵機器人整機,根據不同行業(yè)或客戶的需求,制定解決方案。
非標項目,不能批量復制。系統(tǒng)集成項目是非標準化的,每個項目都不一樣,不能100%復制,因此比較難上規(guī)模。能上規(guī)模的一般都是可以復制的,比如研發(fā)一個產品,定型之后就很少改了,每個型號產品都一樣,通過生產和銷售就能大量復制上規(guī)模。而且由于需要墊資,集成商通常要考慮同時實施項目的數量及規(guī)模。
要熟悉相關行業(yè)工藝。由于機器人集成是二次開發(fā)產品,需要熟悉下游行業(yè)的工藝,要完成重新編程、布放等工作。國內系統(tǒng)集成商,如果聚焦于某個領域,通??梢垣@得較高行業(yè)壁壘,生存沒問題。但是同樣由于行業(yè)壁壘,很難實現跨行業(yè)拓展業(yè)務,通過并購也行不通,因此規(guī)模做大很難。機器人系統(tǒng)集成商本來就該是小的,起碼現階段國內集成商規(guī)模都不大。
系統(tǒng)集成商的核心競爭力是人才,其中,最為核心的是銷售人員、項目工程師和現場安裝調試人員,銷售人員負責拿訂單,項目工程師根據訂單要求進行方案設計,安裝調試人員到客戶現場進行安裝調試,并最終交付客戶使用。幾乎每個項目都是非標的,不能簡單復制上量。
因此系統(tǒng)集成商實際是輕資產的訂單型工程服務商,核心資產是銷售人員、項目工程師和安裝調試人員,因此,系統(tǒng)集成商很難通過并購的方式擴張規(guī)模。
產業(yè)鏈布局完善才能做大做強
四大家族在工業(yè)機器人行業(yè)從上游零部件、中游本體到下游系統(tǒng)集成均有布局。像KUKA機器人業(yè)務分為本體和系統(tǒng)集成兩大塊,發(fā)那科通過外延并購布局系統(tǒng)集成業(yè)務。工業(yè)機器人是載體,具體行業(yè)應用是焦點,兩者兼具的話,本體和系統(tǒng)集成形成聯動,渠道相互促進,有望提升產品在行業(yè)的影響力,分到更大的市場份額。
國內本體企業(yè)在產業(yè)鏈上布局是做大做強的唯一途徑。2017年國產品牌機器人銷量為3.78萬臺,按平均單價10萬計算,市場規(guī)模僅37.8億。排名靠前的埃夫特、埃斯頓等機器人銷量才2000多臺,銷售額遠低于四大家族企業(yè),即使未來幾年銷量翻番,銷售額也較難做到很大。同時具體行業(yè)自動化解決方案是機器人的落腳點,是當前各家搶奪的焦點。系統(tǒng)集成注重售后服務,本土企業(yè)響應快,服務強度大,競爭優(yōu)勢比較明顯。根據我們前面的測算,系統(tǒng)集成是本體市場規(guī)模的3倍左右,因此系統(tǒng)集成業(yè)務有助于快速提升銷售額,打開下游市場,提升品牌影響力。2018年工業(yè)機器人本體和系統(tǒng)集成市場總和將突破千億規(guī)模。國內上市公司如埃斯頓、新松、快克股份等注重產業(yè)鏈布局,有望在競爭中突圍。
系統(tǒng)集成商向本體或零部件延伸能夠提升行業(yè)競爭力,有效改善利潤率。四大因素決定集成商規(guī)模小。系統(tǒng)集成項目是非標準化的,每個項目都不一樣,不能100%復制,所以比較難上規(guī)模,能上規(guī)模的都是可以復制的,比如研發(fā)一個產品,定型后就很少改了,每個型號產品都一樣,通過生產和銷售就能大量復制上規(guī)模。而且由于需要墊資,集成商通常要考慮同時實施項目的數量及規(guī)模。
但近年來系統(tǒng)集成商也走到了一個“分水嶺”,由于硬件產品價格逐年下降、利潤也越來越薄,僅靠項目帶動硬件產品的銷售模式已經成為過去時。同時,進入系統(tǒng)集成這個領域的門檻越來越低,競爭隨之就更為激烈,利潤逐年下降。大部分系統(tǒng)集成商自身只是設計、組裝生產線,而生產線上所需機器人本體、傳感器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等90%以上的原材料均是外購,這樣整體產線價格相比同行很難有競爭力。因此部分核心部件自制能夠有效的降低成本,提升自身競爭力,打造行業(yè)的護城河。
因此國內公司要想做大做強,可以選擇自上而下或者自下而上的發(fā)展模式,產業(yè)鏈布局完善的企業(yè)有望享有更多的行業(yè)紅利,分到更大的蛋糕。