2024年工業機器人產業鏈分析及河南省產業概況1.工業機器人及產業鏈簡介1.1.工業機器人簡介根據國際標準ISO8373:2012的定義，工業機器人是自動控制的、可重復編程、多用途、移動或固定式的操作機，可對三個或三個以上軸進行編程，應用于工業自動化。1.2.工業機器人分類根據中國機器人產業聯盟《2018中國工業機器人產業市場報告》的分類標準：1）按功能及應用領域劃分。按照功能劃分，工業機器人可分為包裝、上下料、噴涂、物料搬運、焊接、潔凈室、碼垛、裝配等機器人。物料搬運、焊接、裝配機器人是機器人前三的應用領域，2022年物料搬運、焊接、裝配機器人等三大機器人應用領域加起來占有約75%的市場份額。2）按機械結構劃分。按照按機械結構類型，可分為多關節機器人、平面多關節機器人、坐標機器人、圓柱坐標機器人、并聯機器人、工廠用物流機器人（AGV）等。從機械結構上來說，多關節型機器人在全球市場和中國市場均占60%以上，多關節機器人幾乎可以應用于所有領域，但以焊接、裝配和物料搬運領域應用最多，其中汽車制造業是多關節工業機器人增長的主要驅動力。3）國產化率及技術水平差異。多關節機器人的國產化率不足50%，20KG以上多關節機器人國產化率僅僅只有30%。多關節機器人技術水平要高于其他機械結構機器人，目前國內企業在多關節機器人技術水平上與外資存在差異。在汽車制造業、3C電子制造業中應用的焊接、裝配機器人對一致性、可靠性的要求較高，技術水平要高于其他功能的機器人，機器人國產化率相對較低。1.3.工業機器人應用行業及場景發展至今，工業機器人已應用于各大核心制造行業，在工業生產中的應用情況豐富多彩。由于汽車工業的工藝標準化程度較高、工件一致性情況較好，單件大批量生產適合工業機器人的編程應用，因此工業機器人較早服務于汽車工業。經歷時間的積累，汽車工業目前是工業機器人應用范圍最廣、應用標準最高、應用成熟度最高的領域。隨著信息技術、人工智能技術的發展，工業機器人逐步拓展至通用工業領域，其中以3C電子自動化應用較為成熟。金屬加工、化工、食品制造等領域，工業機器人的使用密度逐漸提升。依托其汽車工業、3C電子行業的發展，以“工業機器人四大家族”為代表的歐、日工業機器人企業及系統集成商企業發展壯大。該等企業的產品也主要服務于汽車工業、3C電子行業。但在其他的通用工業領域，該等企業處于起步階段。1.4.工業機器人產業鏈構成工業機器人產業可分為上游機器人核心零部件、中游機器人整機制造和下游機器人系統集成應用等三大產業鏈環節。（1）產業鏈上游：主要是構成機器人的主要核心零部件，包括伺服系統、減速器、控制器等核心零部件及本體結構、傳感器等。減速器、伺服系統（包括伺服電機和伺服驅動）及控制器是工業機器人的三大核心零部件，直接決定工業機器人的性能、可靠性和負荷能力，對機器人整機起至關重要的作用。機器人產業鏈上游核心零部件環節是產業鏈技術壁壘最高的環節，也是下一階段中國機器人產業要重點突破的環節。（2）產業鏈中游：是工業機器人整機制造，工業機器人整機制造的技術主要體現于：①整機結構設計和加工工藝，重點解決機械防護、精度補償、機械剛度優化等機械問題；②結合機械本體開發機器人專用運動學，動力學控制算法，實現機器人整機的各項性能指標；③針對行業和應用場景，開發機器人編程環境和工藝包，以滿足機器人相關功能需求。機器人整機制造環節長期被國外機器人四大家族掌控市場，隨著國產機器人本體企業的崛起，國產逐步在機器人整機制造環節形成了有梯隊有競爭力的公司，并逐步突破。（3）產業鏈下游主要面向終端用戶及市場應用，包括系統集成、銷售代理、本地合作、工業機器人租賃、工業機器人培訓等第三方服務。機器人系統集成應用是我國最早突破的產業鏈環節，為我國工業機器人應用國產化立下汗馬功勞，也為機器人產業的發展做出了先導貢獻。我國機器人系統集成應用早先從汽車行業入手，逐步延伸到電子、機械加工等行業，并形成了一批有市場競爭力的國產機器人系統集成應用商。比如新松機器人、華昌達、三豐智能、埃斯頓等。2.我國工業機器人產業政策機器人被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”，其研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。當前機器人產業蓬勃發展，正極大改變著人類生產和生活方式，為經濟社會發展注入強勁動能。我國早在“十五”的規劃中提出對機器人技術進行攻堅，2013年以來針對機器人領域的政策越來越密集，“十四五”對于工業機器人的規劃更加明確，提出要建立一批先進的制造業集群，包括產業園區、產業集群等，對于機器人核心技術進行重點突破。機器人的綜合性戰略規劃目的上具有一致性，都明確提出要把機器人作為重點科技項目推進，在頂層設計層面上制定機器人產業發展的階段性目標。在我國機器人產業發展的早期，機器人產業政策是確定工業機器人在制造領域的應用。中央對于機器人產業發展的扶持政策最早可追溯到2006年國務院發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》明確將機器人技術納入前沿制造業的先進技術，并提出要解決機器人應用到制造業在智能控制、應用系統集成等共性基礎性問題。現階段的我國的機器人產業政策是重視扶持發展機器人關鍵零部件等核心技術，圍繞智能化技術向整機研發創新為主的機器人政策。各省市地方政府積極相應國家政策，圍繞機器人產業紛紛出臺關于促進工業機器人行業發展的地方建設規劃。地方上制定的機器人產業政策結合了本地區域產業優勢，在落實國家機器人戰略規劃的同時，因地制宜提出了區域化建設規劃。3.我國工業機器人產業發展現狀3.1.工業機器人產業發展現狀我們正處于全球前所未有的變革期內，全球經濟、技術的變革持續推動了制造業和物流領域對機器人和自動化技術的長期需求，并對自動化的智能程度、速度和效率提出了更高的要求。人工智能的引入為機器人行業提供了巨大的機遇。機器人在許多人類難以勝任的任務，比如繁重、重復、枯燥、骯臟或危險的任務上都表現出色。人工智能使得機器人在完成這些任務時更加游刃有余，賦予了機器人更多潛力和無限的可能性。根據國際機器人聯合會（IFR）《2023世界機器人報告》研究表明，由于人口老齡化，日本可能在2040年面臨超過1100萬的勞動力缺口。在美國也有類似的預測表明，到2030年，美國將有210多萬個制造業崗位無人填補。而2023年早些時候，超過一半的德國公司表示，由于缺乏熟練工人，他們無法填補那些工作崗位的空缺。在缺少具備關鍵技能的員工的同時，即使具備這些關鍵工作能力的人員，也越來越不愿意從事繁重的體力勞動。因此，許多公司迫切需要利用智能機器人來填補這些勞動力缺口，而越來越多的人工智能解決方案可以勝任這一任務。機器人未來中長期空間將持續打開。根據國際機器人聯合會（IFR）《2023世界機器人報告》公布的數據，2013-2018全球工業機器人市場規模一直處于穩步上升趨勢，2018年已經達到155億美元，但是在2020年這一趨勢下降到了136億美元。2021年再度迎來反彈，增至145億美元。IFR預測2022年全球工業機器人市場規模達到216億美元。根據《節卡股份招股說明書》披露，2022年中國工業機器人市場規模預計為87億美元。中國電子學會預計2024年國內工業機器人市場規模有望達115億美元，2020年至2024年國內工業機器人銷量復合增長率約為15%。根據國際機器人聯合會（IFR）《2023世界機器人報告》數據顯示：2022年全球工廠工業機器人裝機量為553,052臺，同比增長5%。行業在2021年高速增長34.87%后進入穩定期。2022年全球主要國家中，中國工業機器人裝機量達到29.03萬臺，同比增長5%，占全球比例為52.5%，超過全球其他所有國家的總和，其中排名第2-5名的國家裝機量明顯超過其他國家，處在全球第二梯隊。2022年工業機器人裝機量第二的是日本，裝機量5.04萬臺，第三是美國，裝機量3.96萬臺，第4是韓國，裝機量3.17萬臺，第5是德國，裝機量2.56萬臺。全球前5的國家工業機器人裝機量市場份額達到79.13%。2022年全球工業機器人保有量為3,903,633臺，同比增長12%。中國保有量突破150萬臺大關，占比達到38.48%，遙遙領先其他國家。全球范圍內，工業機器人應用領域主要還是電子、汽車、金屬/機械加工、塑料化工、食品加工等行業。2022年，電子領域工業機器人使用15.7萬臺，占比達到28.39%，汽車領域工業機器人使用13.6萬臺，占比24.59%，金屬機械加工使用6.6萬臺，占比11.93%。電子、汽車、金屬機械加工三大應用領域工業機器人應用占比達到64.92%。2022年全球工業機器人分類中，物料搬運機器人26.6萬臺，占比48%是最大的工業機器人分類。前五大類工業機器人分別為物料搬運機器、焊接機器人、裝配機器人、掃地機器人、分揀機器人，其中焊接機器人、裝配機器人分別為8.7萬、6.1萬臺，占比分別為15.73%、11.04%。前五大工業機器人分類市場份額為86.26%。2022年，全球制造業中的工業機器人密度為151臺（每萬名制造業員工所擁有的工業機器人數量），2021年這一數字為141臺。中國自2019年進入前10名，并在2021年升至第五名，密度達322臺，并在2022年保持了這一排名，密度達392臺。中國是迄今為止世界上最大的工業機器人市場。2022年，中國市場裝機量達到290,258臺，同比增長5%。中國工業機器人裝機量過去5年(2017-2022年)復合增速達到13%的速度。從中國工業機器人過去15年增速來看，工業機器人整體上呈現高速增長的趨勢，但隨著下游需求波動存在大小年的情況，平均行業周期在3-4年。2023年中國工業機器人累計產量達到42.95萬臺，同比增長-2.2%，這是2021年達到行業增速巔峰之后連續兩年出現負增長。2022年中國工業機器人應用行業仍然是以電子、汽車、金屬機械加工為主。電子電氣行業是中國工業機器人的主要客戶，占總安裝量的35%。2022年達到100,320臺，比上一年增長7%。2022年，中國電子行業的安裝量占全球該行業安裝量的64%，中國生產商提供了其中41%的機器人。汽車行業是第二大客戶行業。安裝量增長強勁，2021年達到新的峰值，2022年繼續保持這一增長勢頭（73363臺；+26%）。全球汽車行業54%的安裝量在中國。中國制造商提供的機器人占中國汽車工業的17%。2022年金屬和機械行業的機器人安裝量減少了16%，為30,932臺,占中國總安裝量的11%。中國機器人供應商在這一領域的市場份額為77%。3.2.工業機器人產業發展趨勢國際機器人聯合會同樣對2023-2026年全球工業機器人裝機量進行了預測，預測到2026年全球工業機器人裝機量達到71.8萬臺，未來4年復合增速7%。國際機器人聯合會預測到2026年，亞洲加澳洲工業機器人市場將達到53.9萬臺，未來4年復合增速7%；歐洲市場將達到9.6萬臺，未來4年復合增長3%；北美市場將達到7.2萬臺，未來4年復合增長6%。亞洲地區仍然是工業機器人最大市場，也是增速最快的市場。3.3.工業機器人產業競爭格局工業機器人誕生于美國，興盛于日本。1959年，發明家德沃爾與約瑟夫·英格伯格聯手制造出第一臺工業機器人，它結構和功能都十分簡單，只能進行簡單的重物搬運。但由于失業率高、工會阻撓等原因，工業機器人并未在美國生根發芽。日本由于其各方面的優勢，接過了美國的接力棒，成為了工業機器人產業的引領者，目前日本已經形成了從上游核心零部件到中游本體制造再到下游系統集成的完整產業鏈。“工業機器人四大家族”中的發那科與安川，以及減速器龍頭哈默納科以及納博特斯克都是來自日本。中國工業機器人產業起步較晚。早在20世紀70年代，科技部就將工業機器人列入了科技攻關計劃，原機械工業部也牽頭組織了點焊、弧焊、搬運等工業機器人相關領域的攻關，但由于當時國內人口紅利正盛，市場需求不足，工業機器人產業的發展出現了較長時間的停滯。等到2010年以后，市場重新將目光投向該領域時，日德等制造強國已經建立起了完善的產業鏈，在市場競爭中占據了先發優勢。國內工業機器人無論是本體還是核心零部件，都與國外巨頭存在著巨大的差距。2010年以后，國內的工業機器人產業開始全面發展，逐步在系統集成、機器人本體等領域逐步拓展，近年來機器人核心零部件國產化已經逐步展開。中國的機器人產業鏈已經重新在世界范圍具有話語權了。全球機器人行業競爭格局比較集中。全球工業機器人主要由四大家族即日本發那科（FANUC）、日本安川電機（Yaskawa）、德國庫卡（被美的收購）、瑞士ABB主導，全球市場占有率達到50%。在中國市場上，近年來隨著國產品牌興起，四大家族的占有率有所下滑，從最高70%下滑至40%左右。“四大家族”承襲原有機床、伺服系統、焊接設備技術優勢，機器人領域繼續占據鰲頭。國內品牌埃斯頓、匯川技術快速成長，在2021年銷量均突破1萬臺，進入中國工業機器人銷量前十，2023年埃斯頓工業機器人銷量突破2萬臺，進入行業第二。埃斯頓以六關節機器人為主、匯川技術以SCARA機器人為主，現均向多種負載、全產品系列方向邁進，有望成為真正替代“四大家族”的國產機器人品牌。2023全年中國工業機器人市場份額前十名雖然大部分仍舊是外資廠商，國產廠商勢不可擋，埃斯頓、匯川技術、埃夫特等企業排名持續上升。其中埃斯頓在2023年銷量破兩萬，市場份額8.5%，位居第二，出貨量僅次于發那科（13.3%）；匯川技術市場份額6.5%，躋身行業第4,；埃夫特2023年銷量破萬，排名第8，成為TOP10新晉玩家。另外，值得注意的是，2023年國產第二梯隊的銷量整體有較明顯增長，STEP、CRP、JAKA、AUBO、ROKAE已邁入或即將邁入年銷量5000臺的陣營。國產品牌工業機器人市場份額從2022年35.5%提升到2023年45.1%，國產品牌工業機器人銷量增長28%。外資品牌市場份額從2022年64.5%下降到2023年54.9%，銷量下滑15%。工業機器人已有較完整的產業鏈，大致可分為原材料、核心零部件、本體制造、系統集成服等環節。最上游原材料：主要包括鋼材、鑄鐵、鋁合金及少量塑料制品和各種電子元器件。核心零部件：包括控制系統、伺服電機、精密減速器及傳感器等。工業機器人本體制造：機器人的結構和功能設計及實現。系統集成：按照客戶需求，進行產線的設計和組裝。工業機器人的核心零部件包括控制器、伺服系統、減速器，決定了工業機器人的精度、穩定性、負荷能力等重要性能指標。核心零部件是產業鏈中壁壘最高的環節，占機器人成本的70%。控制器是工業機器人的“大腦”，一般占總成本的15%左右；伺服系統是工業機器人的“動力源”，一般占總成本的20%左右。減速器是工業機器人的“關節”，減速器一般占總成本的35%左右。由于核心零部件的生產技術壁壘較高，大多關鍵技術被少數公司壟斷，使得機器人生產商在采購時議價能力不足，采購價格較高。控制器是工業機器人的“大腦”，決定機器人性能的關鍵要素，接收來自其他各組元的信號、根據已編程的系統進行處理后，向各組元發出指令，從而控制各組元的運行，它是工業機器人實現特定功能的中樞單元。由硬件和軟件兩部分構成：硬件就是工業控制板卡，包括一些主控單元、信號處理部分等電路；軟件主要是控制算法、二次開發等。歐美廠商、日韓廠商等憑借著在機器人核心技術領域的深厚積淀，牢牢把控著中國工業機器人市場的大部分份額。隨著國內廠商技術的逐步積累進步，目前控制系統與國外產品的差距在逐步縮小。國內知名的工業機器人生廠商均自主研發了自家的控制系統，包括埃斯頓、華中數控、新時達、廣州數控、匯川技術等公司，也誕生了一批專業的控制系統服務商如固高科技、英威騰、卡諾普等。伺服系統是工業機器人的“動力源”。伺服系統是工業機器人主要的動力來源，主要由伺服電機、伺服驅動器、編碼器三部分組成。伺服含義為“跟隨”，指按照指令信號做出位置、速度或轉矩的跟隨控制。2022年我國伺服系統市場規模約181億元，處于快速發展狀態。根據匯川技術2023年報披露，2023年匯川技術伺服系統在中國市場份額約28.2%，位居第一名（排名第二、三、四位的廠商及市占率分別：西門子，10.