1、工業(yè)機器人的普及應用有哪些規(guī)律，哪些行業(yè)在用、用來做什么、怎么用；2、工業(yè)機器人在中國制造業(yè)的中長期發(fā)展中承擔了什么角色，短期的應用切入點在哪些環(huán)節(jié)；3、國內的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)如何突破國外壟斷，從哪些行業(yè)、哪些環(huán)節(jié)、以什么方式實現(xiàn)突破；4、國內的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的投資機會在哪些方面。

 

　　我們希望借此拋磚引玉，能夠與同行和創(chuàng)業(yè)者共同探討行業(yè)未來。凱泰資本將對本行業(yè)保持關注和研究，文末附作者聯(lián)系方式，歡迎進一步溝通與交流！

　　備注：動圖來源于網(wǎng)絡，汽車領域的工業(yè)機器人。

 

 

 

　　工業(yè)機器人在世界各國的定義不完全相同，但是含義基本一致：即擁有多個可編程軸，能夠實現(xiàn)自動控制、再編程、多功能用途的操作機，可廣泛應用于搬運、裝卸、焊接、噴涂等現(xiàn)代制造業(yè)。制造業(yè)的細分行業(yè)眾多，所用到的自動化設備種類繁多，工業(yè)機器人只是其中一類，除此以外還包括大量的專機設備等。相比專機設備，工業(yè)機器人具備較好的柔性、通用性等特征，尤其適用于空間移動工序較多的制造行業(yè)，目前規(guī)?；瘧玫闹饕瞧?、3C電子、家電等制造行業(yè)的裝配組裝、焊接噴涂、搬運裝卸等局部環(huán)節(jié)。

 

 

　　從整個制造業(yè)系統(tǒng)來看，工業(yè)機器人僅是其構成的一部分，且具備顯著的區(qū)域性、階段性特征。制造業(yè)是個泛稱的概念，不同國家和地區(qū)、不同發(fā)展時期的制造業(yè)內涵也不同：當前階段對于美國，制造業(yè)更多是指汽車、飛機、醫(yī)藥、軟件、計算機與電子、軍工航天等行業(yè)；對于日本，制造業(yè)更多是指汽車、化工醫(yī)藥、高端材料、精密機械、電子產(chǎn)品等行業(yè)；對于韓國，制造業(yè)更多是指智能電子產(chǎn)品、集成電路、液晶屏幕、存儲器、半導體、汽車、造船等行業(yè)；對于臺灣，制造業(yè)更多是指集成電路、液晶屏、電子產(chǎn)品、機電產(chǎn)品等行業(yè)。對于當前階段的中國，制造業(yè)更多是指汽車、家電、3C電子、造船、機械等；向前10-20年的發(fā)展階段，中國的制造業(yè)更多是指機械、家電、冶金、建材、鋼鐵、煤炭、紡織服裝等。由于規(guī)?；瘧霉I(yè)機器人的制造行業(yè)相對固定，因此研究工業(yè)機器人行業(yè)需要特別關注制造業(yè)在不同國家地區(qū)、不同發(fā)展階段的特征，尤其需要關注中國制造業(yè)的發(fā)展趨勢。

 

　　從全球的角度來看，傳統(tǒng)的制造升級更多的是指產(chǎn)業(yè)轉移的過程，是比較優(yōu)勢理論的具體實現(xiàn)過程，即引進高附加值、高技術含量的高端制造業(yè)，同時將低技術含量、高能耗污染的低附加值制造業(yè)轉移出去。目前階段的國內制造業(yè)以汽車、家電、3C電子、機械、造船等制造業(yè)為主，制造升級即向上突破芯片、集成電路、半導體、液晶屏、存儲器、生物醫(yī)藥、材料化工、精密機械、航空航天等高端制造業(yè)，這是中國制造升級的主題之一。這類高端制造業(yè)更多的處于制造產(chǎn)業(yè)鏈的上游，其構成以高附加值的專機設備和生產(chǎn)工藝為主，市場空間巨大，對比其中的工業(yè)機器人市場規(guī)模相對小、機會不多。

 

　　經(jīng)濟的持續(xù)成長、城市化的推進，尤其是國內互聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展深度激活了終端消費商業(yè)生態(tài)，消費者對于商品的功能、品質、差異化、多樣化和個性化的要求越來越高，這對中間的商品制造環(huán)節(jié)提出了較高的要求，小批量、多批次的定制化生產(chǎn)趨勢已日趨明顯。因此以定制化生產(chǎn)為目標的智能制造是中國制造升級的另一主題，這種制造端與消費端的協(xié)同聯(lián)動將會創(chuàng)造更大的商業(yè)價值，并且極大拓展了制造業(yè)的概念邊界。商品的定制化制造要求生產(chǎn)線首先實現(xiàn)自動化、柔性化和智能化，能夠做到針對需求快速調整生產(chǎn)工藝工序，工業(yè)機器人的柔性、通用性等優(yōu)勢特征明顯。因此當前階段研究國內的工業(yè)機器人行業(yè)需要重點關注汽車、家電、3C電子等消費商品的制造業(yè)。

 

 

　　長期來看，定制化的智能制造實現(xiàn)還相對較遠；短期來看，制造業(yè)的自動化才是切入點，但需明確自動化不是最終目的，自動化是為未來實現(xiàn)定制化打下基礎。對于制造企業(yè)來說，成本壓力是其自動化普及的充分條件，但是僅由成本驅動的自動化所承載的價值空間受限： 1、歐美日韓等國家的發(fā)展歷程表明，全球比較優(yōu)勢理論下總有部分地區(qū)的生產(chǎn)成本要低于本國的人力成本和自動化成本，對于以成本優(yōu)先的普通消費商品制造來說，自動化是無法全面阻擋產(chǎn)業(yè)轉移趨勢的，緊貼消費市場需求的定制化制造才有可能；2、本土區(qū)域內低端的傳統(tǒng)制造業(yè)附加值較低，自動化升級僅是人工替代或局部效率的提升，可挖掘的價值空間受限。

 

　　以智能手機為例，傳統(tǒng)功能機時代手機更新?lián)Q代慢、功能差異小、結構功能相對簡單，制造產(chǎn)業(yè)依比較理論優(yōu)勢轉移，自動化的需求相對弱；目前國內的智能手機更新?lián)Q代周期已縮短至1-1.5年，市場的功能需求頻繁多變，少批量、多批次的定制化趨勢一方面要求制造端貼近消費市場；另一方面要求制造端實現(xiàn)自動化、柔性化和智能化。因此當前階段需要以智能制造的角度來看待工業(yè)機器人在制造業(yè)自動化中的普及。

 

 

 

　　工業(yè)機器人的發(fā)展起于1970年代，至今已有近50年的歷史，隨著計算機控制、電子、材料等技術的迭代進步，工業(yè)機器人的性能已達到較高的水平。但從應用來看，全球范圍內工業(yè)機器人并未全面滲透所有行業(yè)所有環(huán)節(jié)，即使發(fā)達國家也是如此。

 

　　美國目前約有23.3萬臺工業(yè)機器人正在使用，其中超過一半集中在中西部、南部的10個州。在這些州當中，密西根州、俄亥俄州和印地安納州是應用工業(yè)型機器人最多的地區(qū)，其中密西根州有約 2.8 萬臺，占了近全美總數(shù)的 12%；相較之下，美國西部所有州的加總也只有13%。若從城市來看，汽車制造中心的底特律是所有大城市應用最多的地區(qū)，共有約 1.5 萬臺機器人在此工作，幾乎是其他城市地區(qū)的 3 倍以上。這充分反映了工業(yè)機器人在全美國的分布情況就像過去許多經(jīng)濟趨勢一樣，自動化并不會以完全相同的方式襲擊所有地區(qū)，而是會在全球價值鏈的運作下，依照經(jīng)濟學規(guī)律在不同行業(yè)、環(huán)節(jié)和區(qū)域內發(fā)展。

 

　　成本永遠是制造企業(yè)自動化升級的充分條件，這里成本更多的是綜合成本，既包括人工成本、原料成本、管理成本、品控成本等，也包括產(chǎn)線效率成本、安全成本等。1、從市場角度看，大規(guī)模的自動化滲透往往首先集中在產(chǎn)品附加值高、市場集中度高、產(chǎn)線規(guī)模化標準化程度高的行業(yè)；2、從技術角度看，工業(yè)機器人作為自動化設備的一種，其更側重于空間移動較多的工序，如裝配組裝、焊接噴涂、搬運裝卸等環(huán)節(jié)。

 

　　根據(jù) IFR （國際機器人聯(lián)合會）的數(shù)據(jù)， 2015年全球工業(yè)機器人銷量 24.76 萬臺，同比增長8%；其中中國工業(yè)機器人銷量6.6萬臺，占比約27%。國內制造業(yè)的自動化處于快速成長階段，因此工業(yè)機器人市場規(guī)模維持年均20%以上的高速增長率，遠高于歐美等國家。全球 75 %的工業(yè)機器人被銷往五個國家 ：中、韓、日、美、德，中國是全球最大的工業(yè)機器人市場。汽車行業(yè)是工業(yè)機器人應用最早、應用數(shù)量最多、應用能力最強的行業(yè)。全世界有超過50%的工業(yè)機器人應用在汽車行業(yè)；其次應用于電子制造業(yè)，占比達到30%；其他如金屬加工、橡膠塑料、食品醫(yī)藥等制造業(yè)等，但這類更多作為輔助環(huán)節(jié)，并未形成規(guī)模需求。

 

　　工業(yè)機器人最早應用于汽車制造行業(yè)，以整車制造過程中的焊接、噴涂、組裝環(huán)節(jié)為主，以六軸串聯(lián)重載工業(yè)機械臂為主；電子制造業(yè)中裝配檢測、包裝分揀等環(huán)節(jié)應用較多，包括輕載串聯(lián)機械臂、直角坐標機器人、圓柱坐標機器人、并聯(lián)機器人等；金屬加工、食品醫(yī)藥等工業(yè)機器人一般多用于物料搬運等輔助環(huán)節(jié)。對于汽車、電子等規(guī)?；瘧玫闹圃煨袠I(yè)，工業(yè)機器人不是直接需求，基于工業(yè)機器人實現(xiàn)的自動化生產(chǎn)線解決方案才是。工業(yè)機器人的應用需要供應商在充分理解垂直制造行業(yè)工序工藝的基礎上，進行自動化生產(chǎn)線的集成。這類似于食材與做菜的關系，好食材以外，具備工藝集成能力的“廚師”才是重點。

 

 

 

　　全球范圍內的工業(yè)機器人以六軸串聯(lián)機械臂為主，其次包括四軸串聯(lián)機械臂、圓柱坐標機器人（SCARA）、直角坐標機器人、并聯(lián)機器人等。不同工業(yè)器人在性能（負載能力、精度、速度、壽命、穩(wěn)定性等）、技術難度、成本等方面各不相同，適用的行業(yè)和場景也各不相同。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看，工業(yè)機器人分為核心零部件、本體設備和集成應用三大環(huán)節(jié)，其中核心零部件包括電機、驅動器、控制器、減速器等。

 

　　國內的工業(yè)機器人從上游市場到下游市場均處于國外廠商壟斷的局面：1、本體設備和應用層面，發(fā)那科、庫卡、ABB、安川四大巨頭占據(jù)國內50%以上的份額，外資品牌總計占據(jù)近70%。國產(chǎn)的本體設備在負載能力、精度、壽命、穩(wěn)定性等方面存在顯著差距，應用層面自然也差距更大；2、核心零部件層面，國產(chǎn)機器人所用減速器進口比例75%、伺服電機進口比例80%、控制器進口比例80%。本土的工業(yè)機器人廠商多數(shù)不具備核心技術環(huán)節(jié)，更多的是設備集成的角色，產(chǎn)品應用場合低端、分散，利潤率水平較低。

 

 

　　當前部分主流觀點認為：國內工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的上游核心環(huán)節(jié)技術不足，導致本體設備性能差、成本高，進而導致國內工業(yè)機器人市場應用的競爭力不足，因此國內工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展首先需要突破上游的核心技術環(huán)節(jié)。從技術產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，這種觀點某種程度上是對的，但其更多的是產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今而形成的現(xiàn)象，而非本質原因。國內工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)先突破核心環(huán)節(jié)還是先做集成應用是一個先有蛋還是先有雞的問題。從全球工業(yè)機器人的發(fā)展歷程和其他行業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗來看，我們認為國內工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的突破應該是逆向的，即先從應用集成開始。

 

　　沒有本土化的應用產(chǎn)業(yè)生態(tài)支撐，工業(yè)機器人的發(fā)展無從談起。汽車行業(yè)是工業(yè)機器人應用最早、應用數(shù)量最多、應用能力最強的行業(yè)，全球工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與汽車制造行業(yè)密不可分。國內汽車制造現(xiàn)代工業(yè)的建立始于改革開放，采取了以技術換市場的合資模式，直至現(xiàn)在合資車企及合資車型仍舊是國內汽車制造業(yè)和汽車消費市場的絕對主體。國內的合資汽車制造企業(yè)自動化率已高達90%，汽車制造體系由國外整體導入，因此對應的制造標準、工藝工序、裝備產(chǎn)線等也來自國外。以四大巨頭為首的外資工業(yè)機器人品牌已經(jīng)形成了從核心零部件到本體設備再到集成系統(tǒng)的成熟產(chǎn)線方案，建立了較高的技術壁壘并且在規(guī)?；杀旧暇邆涿黠@優(yōu)勢，本土廠商突破困難。嚴格意義上來說，過去的數(shù)十年間國內的汽車制造業(yè)僅僅做到了產(chǎn)能的本土化，而非產(chǎn)業(yè)的本土化，這對國內包括工業(yè)機器人行業(yè)在內的眾多汽車制造配套行業(yè)極為不利，本土工業(yè)機器人未來要在汽車行業(yè)突破需要著重關注本土的自主車型、新能源汽車、零部件制造等方向。

 

　　應用集成是工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)中利潤率最高、市場空間最大的環(huán)節(jié)，核心零部件的利潤率高但細分專業(yè)技術壁壘高、市場規(guī)模受限。從工業(yè)機器人核心構成的毛利率來看：減速器最高達到 40%、伺服系統(tǒng)35%、控制器25%、本體設備15%；從市場規(guī)模看：工業(yè)機器人的應用市場規(guī)模中本體設備僅占30%-40%左右；在本體設備中核心零部件占比在70%，其中減速器最大達到35%、伺服電機25%、控制器15%。2016年全球工業(yè)機器人應用的市場規(guī)模1000億元左右，其中機器人設備的規(guī)模在400億元左右；對應中國工業(yè)機器人應用的市場規(guī)模在340億元左右，其中機器人設備的規(guī)模在150億左右。本土機器人品牌滲透率30%左右，根據(jù)市場數(shù)據(jù)測算2016年國內的減速器市場規(guī)模16億、伺服電機市場規(guī)模11.4億、控制器市場規(guī)模6.8億?？偨Y來說，只有應用產(chǎn)業(yè)生態(tài)實現(xiàn)本土化才能培育上游配套零部件及設備環(huán)節(jié)，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期做系統(tǒng)集成必然無法避免外購本體設備及核心零部件。

 

 

　　全球汽車制造業(yè)發(fā)展較早，且國內汽車制造業(yè)發(fā)展初期差距較大，因此形成了外資占據(jù)主導地位的產(chǎn)業(yè)格局；相比之下3C電子制造國內外的發(fā)展差距不大，且相關產(chǎn)業(yè)已全面實現(xiàn)了本土化。全球3C電子制造產(chǎn)能的70%集中在國內，這為配套的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)提供了龐大的應用生態(tài)和市場空間。

 

　　與汽車制造的工業(yè)機器人自動化產(chǎn)線不同，3C電子制造的自動化產(chǎn)線中工業(yè)機器人僅是其中的一小部分，還需要整合集成大量的功能模組、專機設備等，這對工業(yè)機器人的集成應用提出了更高的要求。不同于互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，本土區(qū)域內的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)乃至整個制造業(yè)的發(fā)展過程中，各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)不是共振的，產(chǎn)業(yè)發(fā)展逐步由應用端向上游環(huán)節(jié)傳遞，且這種傳遞是存在滯后周期的，這與互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下的產(chǎn)業(yè)鏈投資邏輯存在較大差別。