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      工業機器人,開啟“智能制造”新篇章

      http://www.propaniacs.com 2023-11-17 13:47 來源:潮新聞

      2023年初,工信部發布《“機器人+”應用行動實施方案》,其明確表示在制造業領域,“推進智能制造示范工廠建設,打造工業機器人典型應用場景。發展基于工業機器人的智能制造系統,助力制造業數字化轉型、智能化變革”。

      從“制造”到“智造”的關鍵基礎設施

      在新一輪技術革命和產業變革的時代背景下,全球各主要經濟體積極圍繞以工業機器人為主的智能制造業展開激烈競爭。作為打造從“制造”到“智造”的關鍵基礎設施,工業機器人扮演者愈加重要的角色。

      工業機器人是廣泛用于工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,具有一定的自動性,可依靠自身的動力能源和控制能力實現各種工業加工制造功能。工業機器人被廣泛應用于電子、物流、化工等各個工業領域之中。一般來說,工業機器人由三大部分六個子系統組成。三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。六個子系統可分為機械結構系統、驅動系統、感知系統、機器人-環境交互系統、人機交互系統和控制系統。

      隨著機器人技術的不斷發展,以數字化、網絡化、智能化為核心特征的智能制造模式,正在成為產業發展和變革的重要方向。相比于傳統的工業設備,工業機器人有眾多的優勢,比如機器人具有易用性、智能化水平高、生產效率及安全性高、易于管理且經濟效益顯著等特點,使得它們可以在高危環境下進行作業。發展工業機器人,不僅可提高產品的質量與數量,而且對保障人身安全、改善勞動環境、減輕勞動強度、提高勞動生產率、節約材料消耗以及降低生產成本都有著十分重要的意義。

      天眼查數據顯示,現存工業機器人相關企業23.1萬余家,其中2023年1-10月新增注冊相關企業2.2萬余家;

      從地域分布來看,江蘇以4.2萬余家相關企業在各省份中“領跑”,廣東以及山東緊隨其后,分別擁有3.8萬余家、2.3萬余家相關企業。

      從成立時間來看,52.8%的工業機器人相關企業成立于1-5年內,成立在1年以內的占比約為27.2%。

      工業機器人產業鏈環節:核心零部件占比較高技術壁壘更高

      工業機器人產業鏈主要由原材料、零部件(上游)、機器人本體(中游)、系統集成(下游)以及行業應用等幾個環節組成。工業機器人的生產成本結構中,上游核心零部件占比較高,伺服系統、控制器與減速器成本占比超70%,這其中減速器則占到一半,而本體制造僅占15%。究其原因,工業機器人的驅動與控制功能均來自核心零部件,與本體制造相比,核心零部件的技術壁壘更高,因此生產成本占比高。

      上游:核心零部件占比較高,生產成本較高

      上游零部件環節主要包括:控制器、伺服電機、減速器以及執行系統等。其中,控制器、伺服電機和減速器是生產工業機器人的關鍵零部件,也是國內外工業機器人著力打造的核心競爭力之所在。就開發的難易程度而言,控制器是工業機器人開發的配套設備,開發難度中等;伺服電機是工業機器人的核心驅動機構,開發難度中上;減速器是封閉在工業機器人剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動所組成的獨立部件,開發難度最高。

      中游:機器人本體

      工業機器人本體生產商主要負責組裝和集成工業機器人本體。目前內資品牌機器人銷售占比不斷上升。根據機經網數據,2015年到2020年中國機器人本體市場的內資占比由18.6%提升至28.6%,2021年內資占比進一步升高,為33.7%。目前內資工業機器人本體生廠商主要集中于中低端市場,高端應用市場仍被發那科、庫卡、ABB、安川四家外資企業占據。高端市場被“四大家族”壟斷,國產品牌埃斯頓向龍頭靠攏。根據MIR Databank統計的中國工業機器人出貨量數據,2021年“四大家族”合計共占據市場份額的41.5%,分別為發那科(13%)、ABB(12.3%)、安川(8.8%)、庫卡(7.4%)。國產龍頭埃斯頓市場份額為2.4%,排名第十一位,匯川與新時達等內資品牌也排名靠前。

      下游:機器人集成系統

      工業機器人系統集成商處于產業鏈的下游應用端,根據不同的場景與用途,負責對工業機器人本體進行針對性的系統集成和軟件二次開發,使其擁有特定的工作能力。

      工業機器人應用領域:自動化生產、汽車制造、物流等領域廣泛應用

      機器人市場應用加速拓展,2022年工業機器人裝機量占全球比重超過50%,穩居全球第一大市場,制造業機器人密度達到每萬名工人392臺。工業機器人被廣泛應用在自動化生產、汽車制造、物流、醫療、3c電子等領域。

      自動化生產。在自動化生產領域中,工業機器人是一種非常重要的設備。它可以進行重復、繁瑣、危險或高精度的工作,讓傳統的勞動力解放出手來學習更具有創新性的工作。在生產線上,工業機器人可以自主地進行零件裝配、檢測和包裝等任務,增加了企業的生產效率。此外,工業機器人的可編程性和高精度控制技術,還能夠快速適應不斷變化的生產需求,實現批量或小批量生產的快速轉換。

      汽車制造。在汽車制造行業,工業機器人在汽車制造業中有著廣泛的應用。在汽車制造過程中,工業機器人可以承擔焊接、噴漆、裝配和點膠等各種任務,從而提高生產線的效率以及提高產品質量。而且在汽車零部件制造中,工業機器人也可以用于模具鑄造、銑削和鉗制等多種工藝過程中,提高了生產效率和良品率。

      物流。在物流行業中,工業機器人在物流行業中的應用也越來越廣泛。它可以用于處理和分揀貨物、倉儲管理和運輸等多個環節,提高了物流的效率和安全性。工業機器人也可以幫助企業減少人員成本,并降低操作風險。

      3C電子。在3C電子行業中,工業機器人已被廣泛應用于手機等電子產品的制造和包裝。它們以高度靈活的方式移動和操作,可以精確地執行復雜的組裝任務,為生產線的高效自動化提供了關鍵支持。工業機器人可以提高生產效率。它們能夠自動化完成重復性工作,不僅能夠提高制造速度,還能夠減少人工錯誤。此外,機器人系統的高精度執行能力可以確保生產出的產品精度和質量符合要求,從而有效地避免了人工操作錯誤對產品品質帶來的不良影響。

      醫療。在醫療行業中,工業機器人在醫療領域也有著許多的應用,它可以用于進行手術、治療和康復等多種工作,提高了工作的精度和安全性。此外,工業機器人還可以幫助醫院解決醫護人員不足的問題,為病人提供更多樣化的康復治療方案。

      投融資分析:江蘇、上海、廣東三地融資事件數量位居前列

      中國龐大的制造業體量孕育出全球最大的工業機器人市場,自 2013年以來,中國已多年占據著全球最大工業機器人消費市場。工業機器人作為智能制造領域的“明珠”,也是持續受到風險投資機構的關注。

      從融資事件的行業分布來看,機器人本體相關的融資事件數量位居前列,擁有60起;除此之外,智能裝備、物流裝備、倉儲服務等于工業機器人密切相關的下游應用領域也是投融資熱點。

      從融資事件的地域分布來,省/直轄市一級來看,江蘇、上海、廣東三地融資事件數量位居前列,分別有16起(江蘇、上海并列)以及15起;從市一級來看,深圳、南京以及合肥所擁有的融資事件數量靠前,分別有11起、10起以及4起。從融資事件的地域分布可明顯看出工業機器人與制造業強省的關系也是非常緊密,有力支持了制造業升級。

      從融資事件的輪次分布來看,戰略融資、A輪、B輪位居前列,分別有14起、12起以及11起。

      從投融資機構“出手”情況來看,藍馳創投、道生資本以及聯想創投等機構均榜上有名;除機構之外,產業資本諸如:比亞迪、海爾、科沃斯等知名企業也出現了環動科技、天創機器人等企業的投資人名單中。

      專利分析:2023年1月迄今為止,已有1400余項的專利申請

      工業機器人作為技術密集型產業,專利技術的申請數量從側面顯現出產業發展的科技含量與技術水平。

      從工業機器人專利申請總量來看,申請專利數量已超萬項,其中,實用新型以6200余項位列第一,發明專利5100余項位列第二,外觀設計以880余項位居第三。

      從專利申請的年度分布來看,從近三年(2020-2022)專利申請量逐年上升,從1500余項到2100余項,有了大幅的提升。另外,2023年1月迄今為止,已有1400余項的專利申請。

      發展前景:性能提升和價格下降國產替代前景廣闊

      國產機器人性能提升、價格下降,經濟效應顯著。根據國家統計局數據,工業機器人產品的進口均價由2019年的16.23萬/臺逐漸下降至2022年的8.52萬/臺,一般情況下國產機器人的價格低于進口機器人。隨著性能提升和價格下降,工業機器人應用的經濟效應更加顯著,將有助于工業機器人行業拓寬應用場景、擴大下游需求。

      產業升級和國產替代描繪廣闊前景。一方面源于產業升級。我國經濟正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期,迫切要求勞動密集型產業轉型升級。產業升級將帶動大量工業機器人市場需求。另一方面,國家提出了工業機器人的國產化目標?!吨袊圃?025》設定了國產工業機器人發展的目標,對國產機器人和關鍵零部件的國產化率均提出明確要求;《“十四五”機器人產業發展規劃》明確,我國“到2025年,一批機器人核心技術和高端產品取得突破,整機綜合指標達到國際先進水平,關鍵零部件性能和可靠性達到國際同類產品水平。”國產工業機器人憑借迅速突破的產品性能、更具優勢的性價比和服務水平,逐步提升市場份額。

      機器人出海將成為未來發展的重要方向。國內工業機器人的性能短板正在逐漸補齊,隨著國內制造業“走出去”以及全球制造業向東南亞、拉美的轉移,機器人出海將成為未來發展的重要方向。

      天眼查研究院認為,在數字經濟的引領之下,在數實融合的背景之下,大力發展工業機器人產業,有效推進中國制造業結構轉型升級,有助于持續增強和保持中國制造在國際市場的競爭力。

      注:本次所分析工業機器人領域投融資事件是以2023年1月-11月12日為參考

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