聚焦丨智能制造产业升级,工业机器人需求旺盛

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2019年工业机器人行业增速触底,2020年疫情后,工业基本盘投资的陆续回升,二季度开始机器人需求迎来高增长;从整体来看,2020年工业机器人销量16.97万台(不含直角坐标机器人),同比增长10.84%GGII认为,短期内工业机器人整体市场将呈稳健增长态势,部分细分领域有望迎来高增长。


工业机器人行业现状

2013-2020年中国工业机器人销量情况

(单位:万台,%

数据来源:高工机器人产业研究所(GGII


2020年工业机器人市场实现超预期增长,细分本体产品呈现差异化的表现:


  • 多关节机器人主要以小六轴为主要拉动力,众多厂商均在小六轴产品上发力,主要聚焦3C、新能源等行业应用,汽车行业需求趋于稳健,只有少数厂商有大额的新建投资,整体带动效应有限;中大负载产品需求增长有限。


数据来源:高工机器人产业研究所(GGII



  • SCARA机器人受益于3C行业需求带动,增长明显,2020年市场增速在50%以上,部分头部厂商增速超过50%,如EPSONYAMAHA、台达、汇川等厂商均实现超预期增长。
  • 经历了2019价格战,曾经的低价玩家渐渐褪去锋芒,曾经蛰伏的厂商开始崭露头角,曾经以为牢不可破的市场格局开始显现出一丝裂缝,国际SCARA头部厂商“YES”不可避免将面临新的挑战,该挑战既有来自以发那科为代表的国际巨头厂商,亦有来自以台达、汇川为代表的国产厂商。
  • 新入局者的持续增加,尤其是六轴机器人玩家的入局,无疑增加了SCARA机器人领域的热度,在成本日趋透明的当下,过去单纯的产品销售策略会渐渐失效,系统解决方案的能力将是各厂商都需要长期补足和提升的能力要素。



数据来源:高工机器人产业研究所(GGII



  • 并联机器人上半年受食品医药领域的带动,市场增速在20%左右,主要代表厂商业绩均呈不同程度的增长,全年增速在20%以上。
  • 曾经的小众市场逐渐走向潮流,虽然各玩家彼此的差距尚小,但以勃肯特为代表的国产厂商已经在产品创新上取得较大进步,如针对芯片、珠宝、手表等精密部件的理料分拣,推出微米级直线驱动机器人,可以满足更多高精度、高速度、高刚度的应用要求;此外还有协作并联机器人,可以满足多机协作的要求。



数据来源:高工机器人产业研究所(GGII



  • 协作机器人市场整体增速有所放缓,受到疫情影响,外资厂商增长放缓,国产厂商增速明显高于外资厂商,服务领域受关注度提升,不少厂商在服务领域加大布局力度。总体来看,协作机器人逐渐褪去昔日明星光环,开始真正回归到落地应用与价值创造,市场洗牌或将加速,自我造血能力待提升,资金缺乏还将是难题之一;
  • 相比于前几年的高增长,协作机器人逐渐回归理性,各厂商将更多的精力集中在产品打磨与迭代上,同时亦在下游应用场景开发上不遗余力。需要承认的是,当前的协作机器人市场基数依然偏小,尚未看到在某个场景上协作机器人的大批量应用,人们的认知里依然认为协作机器人只适合单工位的简单替代,而当前的应用现状往往会成为我们对未来想象的阻碍,尤其是在商业服务上的应用,很显然是被低估的,同时在众多的工业场景中,协作机器人的高柔性尚未真正发挥价值。



数据来源:高工机器人产业研究所(GGII


工业机器人产业链


工业机器人产业经过30余年的发展,形成了一条完整的产业链。


上游是三大主要零部件:减速器、控制系统和伺服系统。中游是机器人本体,即机座和执行机构,包括手臂、腕部等,按照结构形式,本体可以划分为直角坐标、球坐标、圆柱坐标、关节坐标等类型。下游是系统集成商,以自动化设备生产商(即系统集成商)为主,涵盖焊接、机械加工、装配、搬运、分拣、喷涂等生产领域。


终端客户包括汽车、电子、金属、塑料、食品、生化等行业。


上游  三大主要零部件

上游核心零部件是工业机器人的关键环节,占据了工业机器人整机大部分的成本和利润,也是技术上的核心和难点,是影响机器人性能很重要的部分。


控制器、伺服电机、减速器这三大核心零部件的成本占工业机器人总成本约70%,其中减速器占整机成本约35%,伺服占整机成本约20%,控制器占整机约15%,而本体和其他部分仅占整机分别为15%15%


中游  机器人本体-国产替代有望加速

工业机器人本体按照坐标形式可分为直角坐标型、SCARA型、多关节型、并联型等。


在各种类型工业机器人中,多关节型与SCARA型用量较大,应用领域较为广泛。


从市场结构看,多关节机器人和SCARA机器人占工业机器人销量的主要份额,其中多关节机器人的销量占比为59.64%SCARA机器人的销量占比为21.48%


从本体市场格局来看,现阶段我国的工业机器人市场尚处于快速成长阶段,高端市场仍被基本外资企业所垄断。发那科、ABB、安川、库卡全球机器人四大家族市场份额合计占比超过50%


我国大部分本体都是集中码垛、上下料以及搬运等相对低端的领域。根据MIR DATABANK对于中国机器人销量的监测,国内本体销量较好的企业包括埃夫特、埃斯顿、众为兴、广州启帆、新时达、新松机器人、李群自动化、欢颜等,国内企业一方面不断在扩产能,另一方面产能利用率不断在爬坡。


下游  系统集成-格局较为分散

工业机器人系统集成负责根据不同的应用场景和用途,对机器人本体进行有针对性地二次开发,并配套周边设备,实现工业化应用。


与上游核心零部件和中游本体相比,下游系统集成的技术壁垒低,且具备本土化服务竞争优势,该环节本土集成商数量众多、竞争激烈。


2021年工业机器人六大发展趋势


工业机器人在制造和工业设施领域的应用变革势头仍旧迅猛。以下是2021年,将对制造业、工业领域带来重大影响的工业机器人六大趋势。


01  协作机器人

协作机器人也称合作机器人Cobot),可在无需安全护栏的情况下,与人类工人共同实行安全作业。利用先进的传感设备、软件和末端工具,它们可以迅速发现作业范围内的任何变动并做出安全的应对。Reportlinker称,协作机器人将是2025年之前增长较快的机器人种类,原因之一是其软件使用便捷、易于编程。


02  商用无人机

商用无人机技术的发展包括开发能在视线之外导航的自动化系统,以及更优化的传感器、电池、轻型机体材料和有效载荷。例如,3D机器人领域已经开发出一款配备高级传感器和自动化技术的自监控式智能无人机,能够很好地应用于物流、运输、军事等场景。


03  AI机器人

AI机器人几乎可以一边工作一边学习。有了机械抓手、传感器、视觉系统和先进的软件,它们可以在工作的同时收集并分析周围数据,再做出实时回应和改进。随着机器人执行任务、收集更多信息,AI/机器学习所用的算法效率也会提高。目前,装备AI设备的机器人已经用于车间内的材料运送、设备清洁、库存管理等作业。


04  自愈机器人

得益于自愈技术的发展,机器人也能对自身进行简单的修理。欧洲的一支科研团队开发了一款用软塑料制成的机器人,其中内嵌的传感光纤能够检测自身的结构损伤并刺激机器人进行自我修理,无需人类维修人员的帮助。根据RoboticsTomorrow.com的报道,这款机器人能在损伤部位建立新的结合机构,并且无论损伤位置和范围如何,都能在几分钟到一周之间完成修理。


05  定制机器人

越来越多的制造商正在推出定制型工业机器人,以此满足具体的作业需求。六轴机器人颇受人们青睐,因为其作业空间更大,定制后可满足各种不同的制造应用场景。加装具有机器人控制功能的机身搭载型或固定式摄影系统后,更可实现特殊作业所需的高效精确动作。


06  云机器人

云计算和云存储技术为机器人服务提供了平台。机器人连接至云端后,便可使用数据中心的各种功能,包括数据分析、存储、软件即服务等。


“将来会有更多云软件允许多台机器人参与协作,来自网络媒体今日创新与科技(Innovation and Tech TodayTom Brett在报道中说道,所有信息汇总到一个平台后,机器人的工作效率和效果都将得到提高。


未来工业自动化需求将向低渗透率行业扩散,如锂电、食品加工、家电等,这些行业的资本扩张有望成为驱动因素。当前中国经济成长属性依然突出,在新兴产业资本扩张的小周期波动下,我国工业机器人的需求将呈现出周期和成长结合的趋势。


上述内容来源:

高工机器人、乐晴智库精选、中国机械工程学会


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