機器換人是大勢所趨
根據國家統計局數據顯示，我國工業機器人產量自2019年10月走出 2018 年9月以來的低迷負增長階段，期間雖在 2020年初受到新冠疫情影響，但不改行業整體復蘇態勢，行業自 2019年10月以來，產量同比增速屢創新高，2021年3月工業機器人產量為3.3萬臺，同比增長80.8%。
我國工業機器人產量持續提升
全球銷量方面，2018 年四季度以來，工業機器人行業受下游汽車和 3C 行業不景氣影響較大，對 2019 年工業機器人產銷量造成一定的影響，銷量同比下滑 11.61%，但隨著持續的自動化趨勢及技術改進，2020-2022 年均增長率能夠保持在 11.97%，2022 年全球工業機器人銷量有望達到 59.3 萬臺。
預計2022年全球工業機器人銷量達到59.3萬臺
利好政策頻出，國家大力支持工業機器人發展。我國已連續多年成為全球工業機器人最大市場，工業機器人作為實現自動化生產的終端設備，在制造升級中扮演著至關重要的角色。政府多次出臺政策大力支持我國工業機器人行業發展，國務院提出的《中國制造2025》明確了制造升級的發展方向，工業機器人是重中之重。
我國制造業人口紅利優勢逐步消退。中國制造業過去的成長方式主要依靠從業人口基數大帶來的低成本優勢，而從 1994 年開始到 2019 年，中國人口出生率從 17.8‰跌至 10.48‰。而出生率的下降直接導致制造業從業人員工資的增長，我國制造業城鎮單位就業人員平均工資從 2010 年的 30916元上漲到 2019 年的 78147元，年均復合增速達到 10.85%。
我國制造業城鎮單位就業人員平均工資不斷上漲（元）
15-64歲人口占總人口比例不斷下降
價格差距逐漸縮小，機器換人具有較高性價比。從工業機器人價格方面來看，1996 年到 2019 年間，我國工業機器人進口均價已經由 4.76 萬美元/臺下降到 1.63 萬美元/臺，考慮到工業機器人代替人工所帶來的效率和安全性等方面的提升，目前機器換人已經具有了較高性價比。
工業機器人價格與制造業就業人員平均工資差距逐漸縮小（萬美元）
疫情推動制造業自動化升級需求。我國首部機器人產業藍皮書《中國機器人產業發展報告（2019）》主編石勝君先生近期接受采訪時談到，疫情過后，更多行業也將加速推向“少人化、無人化、智能化”；而在人民網“金臺圓桌”人民戰 疫·企業對策共商會上，萬博新經濟研究院院長滕泰先生同樣也表示，疫情結束后，企業會越來越多的采用自動化、機器人、人工智能等現代的管理方法。整體而言，機器換人長期趨勢不會改變。
目前工業機器人可分為多關節機器人、協作機器人、Delta 機器人和 SCARA 機器人四大類。
從國內工業機器市場銷量來看，2020 年銷量占比最高的是 6 軸多關節機器人，市場銷量約為 10.78 萬臺，占比約為 62.88%，其次分別為 SCARA 機器人、協作機器人和 Delta 機器人，分別占比 29.49%、4.38%和 3.24%。
多關節機器人
受限于傳統汽車需求見頂，多關節機器人增長放緩。從 6 軸多關節機器人出貨量來看，由于多關節機器人多應用于汽車制造業，近年來隨著汽車制造業固定資產投資逐漸放緩，行業對上游多關節機器人需求也逐漸放緩。未來新能源汽車占比 的不斷提升有望重新帶動多關節機器人市場需求的提升。
>20kg 多關節機器人由外資品牌主導，小負載競爭格局較為激烈。2020 年我國 20 公斤以上 6 軸機器人市場份額為 44421 臺，其中份額前五位的發那科、安川、庫卡、川崎、ABB 均為外資品牌， 合計占據市場份額約 70%，該領域中，國產龍頭埃斯頓僅占據 6.9%的市場份額。而在小負載（≤20kg）領域，競爭格局相對分散，競爭較為激烈，行業 CR5 為 50.8%，該領域中，內資品牌能夠占據一定的市場份額。
2020年我國≤20kg6-axis 機器人市場結構
2020年我國>20kg6-axis 機器人市場結構
協作機器人
協作機器人出貨量快速增長，遨博、優傲占據市場 2/3。協作機器人市場規模從2016 年的 1714 臺快速增長到 2020 年的 7514 臺，年復合增速達到 44.70%，預計到 2022 年，我國協作機器人市場規模有望增長到 9426 臺。從市場結構來看， 行業內兩大領導者遨博和優傲分別占據 33.3%和 30%，合計占據我國協作機器人市場份額的 2/3。
2020年我國協作機器人市場結構
并聯機器人體量小，常被用于分揀包裝。2020年 Delta 機器人市場規模為 5563 臺，僅占 2020 年全國工業機器人市場規模的 3.24%。體量較小主要由于并聯機器人造價過高，以應用最多的 Delta 機器人為例，其造價普遍在 10 萬元左右，而進口水平關節機器人單價在 5 萬元左右。未來并聯機器人還需要進一步降低生產成本，憑借較為接近的性價比刺激下游需求。
2020年我國 Deta 機器人市場結構
SCARA 機器人屬于平面關節型工業機器人，結構包括 3 個相互平行的旋轉關節和 1 個垂直于平面的移動關節，分別用于對平面上物體的定位和工業機器人垂直平面內的運動。
市場規模快速增長，3C 行業 SCARA 機器人需求大。SCARA 機器人具有負載小、 速度快的產品特點，主要被應用在 3C 行業、食品行業、半導體行業和醫療行業等，其中 3C 行業一條電子生產線上所需機器人數量往往達上百臺以上，其對 SCARA 機器人需求量最大，占比約為 60%。
從市場規模來看，2016 年以來我國 SCARA 機器人市場規模從 18779 臺增長到 50574 臺。預計到 2022 年，我國 SCARA 市場份額有望達到 58278 臺。
愛普生、雅馬哈占據市場半壁江山，匯川為國產龍頭。目前我國 SCARA 機器人市場已基本形成由愛普生、雅馬哈兩家外資企業主導的格局，2020 年兩家企業合 計占據中國市場份額的 50%。國內企業由于起步較晚，從出貨量上來看國內企業市場規模較小，其中匯川技術是內資龍頭企業，2020 年出貨量達到 3535 臺，占比約為 7%。
2020 年我國 SCARA 機器人市場結構
細分領域龍頭初現，國產替換確定性強
自2013 年起，中國已經成為全球最大的工業機器人市場。2015 年至2018年中國的工業機器人安裝量分別為6.85萬臺、9.65萬臺、15.62和15.40 萬臺。工業機器人本體方面，2019 年國內市場中國內外的機器人本體市場份額（以臺數計算）為 29.7%，較 2015 年的 18.6%有明顯提升。
國內市場國內外企業機器人本體市場份額
工業機器人成本占比情況
目前應用于機器人領域的減速機主要分為諧波減速器、RV 減速器兩種。在關節型機器人中，由于 RV 減速器具有更高的剛度和回轉精度，一般被放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置，而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部。
全球減速器市場中諧波減速器行業龍頭為哈默納科，RV 減速器的行業龍頭為納博特斯克，目前在精密機器人減速器市場中，上述兩家公司憑借雄厚的資本實力和長期的技術積累，占據了全球工業機器人減速器市場 75%左右的份額。
國產減速器龍頭為綠的諧波，雖然其較早地完成了工業機器人諧波減速器技術研發并實 現規模化生產，實現了對進口產品的替代。
2018年減速器市占率情況
2018 年交流伺服系統市場規模 69.42 億元，同比增速 3.93%；其中，用于工業機器人領域的交流伺服系統市場規模為 21.50 億元，占比 30.97%。隨著伺服系統將在交流伺服市場規模比重中逐漸上升，到 2023年，機器人用伺服系統市場占比有望提升至40%以上，市場規模達到 41 億元。
工業機器人用伺服系統市場規模及占比情況
國產工業機器人用伺服系統市場占比為 22.34%，絕大部分市場份額仍由外資占據。2018 年以日本松下、安川、三菱等為代表的日系品牌占據國內伺服系統全部市場份額的 47%左右，西門子、博世力士樂、貝加萊（B&R）等歐美系品牌主要把握高端市場。
國產品牌在技術儲備、產品性能、質量上與國外品牌存在較大差 距。但近年來伺服系統的本土化生產速度不斷加快，匯川技術、埃斯頓、雷賽智 能等國產品牌快速發展，市場份額占比穩步提升。
2018年中國伺服系統市場份額
控制器主要有 PLC 控制、PC-Based 控制和專用控制，分別占比約 30%、32%和 38%，工業機器人主要使用 PC-Based 控制器和專用控制兩種。其中 PC-Based 控制器可提供地城函數路進行靈活的二次開發和編程，可以實現更為復雜的運動控制。
目前國產控制器已經可以滿足基本要求，但在控制系統的研發方面仍與國外企業有一定的差距，國產控制系統憑借較高性價比在低端領域占有一定優勢。未來隨著工業機器人智能化和柔性化發展的要求，控制器逐漸向標準化和開放化發展， 國產控制系統將迎來發展機會。
中國工業機器人控制器占比情況
工業機器人本體生產商負責工業機器人本體的組裝和集成，即機座和執行機構，包括手臂、腕部等，部分機器人本體還包括行走結構。
內資品牌機器人銷售占比不斷上升。2015 年到 2019 年國產機器人本體的內資市 場份額由18.6%提升至30.3%，2020年內資占比略有下降為28.6%。目前內資工業 機器人本體制造仍主要集中在中低端市場，高端應用市場仍然被發那科、庫卡、 ABB、安川四家企業占據。
高端市場被“四大家族”壟斷，埃斯頓進入全球前十。2020 年“四大家族”合計共占據市場份額的 36%，分別為發那科（14%）、ABB（8%）、安川（8%）、庫卡（6%）。國產龍頭埃斯頓市場份額為 3%，排名第八位，是前十名中唯一一家內資品牌。
2020年中國工業機器人出落量占比
工業機器人企業主要集中在系統集成領域。系統集成和應用，該階段主要根據不同的應用場景和用途對工業機器人本體的基礎上進行有針對性地系統集成和軟 件二次開發，將機器人本體和附屬設備進行系統集成，使其擁有特定的工作能力。
根據 MIR Databank 的數據顯示，2019 年中國工業機器人系統集成市場規模為 1857億元，其中80%的市場份額被本土工業機器人系統集成商占據。隨著 5G 技術帶動 3C 行業的再次提速，系統集成需求也有望持續提升，到 2022年工業機器人系統集成市場規模有望突破 2000 億元。
2016-2022 年中國工業機器人系統集成市場規模及預測
截至 2020 年 6 月，MIRDATABANK 數據庫共收錄 9456 家工業機器人系統集成商。其中長三角地區、珠三角地區為兩大集聚區域，兩地區廠商合計占比超過 70%。
2019 年工業機器人系統集成商地區分布情況
國內系統集成商數量多、規模小，且集中在中低端領域。目前我國工業機器人系統集成商主要以內資為主，2019 年內資品牌共占據國內約 80%的市場份額，企業規模普遍較小，主要服務于中低端市場，外資工業機器人系統集成商主要集中在高端工藝段和中端工藝段，如焊接、裝配、鉚接和檢測等系統集成領域。
各工藝段內外資系統集成商競爭格局
在當前的機器人應用中，手工示教仍然主宰著整個機器人焊接領域，示教器是進行機器人手動操縱、程序編寫、參數配置及監控用的手持裝置，也是最常見的機器人控制裝置。但傳統手工示教缺乏外部信息傳感，靈活性較差，需要操作人員花費大量時間進行，而且編程過程中需要機器人停止工作，因此編程效率較差。與示教編程相比，離線編程可以減少機器人工作時間，結合 CAD 技術達到簡化編程的效果。
近年來我國先后出臺了多項政策，為智能制造發展提供了有力的政策保障，作為我中長期全面提升制造業競爭實力的核心引擎，發改委等部門自 2015 年起啟動智能制造試點示范項目，旨在鼓勵智能制造單元、智能產線及智能工廠建設。從示范項目成果來看，智能制造行業發展對工業機器人、變頻、伺服、PLC、DCS 等行業具有直接拉動效應。
傳統的工業機器人在作業時需與人類保持安全距離，以免人類受到傷害。目前人機協作的安全控制方案基本可分為基于外部 監控的外部控制系統方案和給予機器人本體設計的內部控制系統方案兩種，包括安裝激光距離傳感器和機器人本體輕量化等具體方法，未來隨著機器人穩定性和智能水平的不斷提高，人機協作可以將人類的認知判斷與機器人的高效結合在一起，是工業機器人的重要發展方向。
