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工业机器人行业研究前言：新一代通信技术与制造业的融合是智能制造的重要特征互联网、物联网、云计算、人工智能等新技术，驱动着产品智能化、生产过程智能化、管理智能化、服务职能化在制造业的实现，并支持制造业构建开放、共享、合作的智能制造产业生态，大规模个性化定制、网络协同制造、网络精准营销、产品生命周期管理成为可能。实现制造业智能制造生态的云-网-端基本发展架构云：“云”包含工业软件、工业云平台、工业大数据、人工智能等平台设施，为企业提供大数据与经营决策等支持；网：“网”包含各类工业通信网络，如工业以太网等，它贯穿整个生产服务环节，提供实时高效的信息互联；端“端”是集成化的智能应用终端，以及各类智能化的传感器，它们是数据的来源、也是服务提供的界面。中国制造2025为工业机器人行业发展进行了明确部署各地加大对工业机器人资金投入，纷纷成立机器人相关产业基金一、机器人产业可划分为上游核心零部件、中游本体和下游系统集成应用工业机器人在全球机器人市场中需求较大，并保持较快增长二、“四大家族”机器人占据中国工业机器人市场主导地位虽然我国已经成为全球最大的工业机器人消费市场，但从全球角度看，目前欧洲和日本是工业机器人主要供应商，ABB、库卡（KUKA）、发那科（FANUC）、安川电机（YASKAWA）四家公司占据着工业机器人53%的市场份额。四巨头合计占据中国工业机器人市场份额近60%，六轴以上多关节机器人市场份额近90%，垄断优势显著。1、ABB年代事件2016.4.28ABB与拓斯达签订战略合作伙伴协议，强化在3C行业应用领域深度战略合作2016.5.10ABB收购瑞典系统集成公司SVIA，将为包括汽车、塑料和3C在内的不同行业提供更多先进的应用解决方案2016.6.12ABB退出SafeMove2，扩大协作产品系列2016.6.21ABB机器人退出互联服务，提高正常运行时间并改善性能2016.6.22在慕尼黑国际机器人研讨会上，ABB的YuMi获得了“机器人与自动化发明与创业奖”2016.8.16四川长虹与ABB签订战略合作协议，宣布在成都设立中国西部首个机器人应用联合实验室。2016.8.31华为与ABB签订合作备忘录，将4GLTE的华为OneAir产品和技术应用到ABB的机器人和工业自动化解决方案中，实现机器人的远程无线监控管理、配置、运维、大数据应用和可视化智能生产。2016.12.17ABB机器人应用中心落户重庆2017.2.23ABB收购西班牙3D扫描公司NUB3D，3D测量被认为是未来柔性制造和工业数字化的关键因素2017.4.26ABB、IBM宣布联合开发高端工业人工智能2017.9.26ABB宣布以26亿美元收购GE全球解决方案业务（包括制造与销售变速驱动器、断路器、继电器和其他工业电气设备的业务）ABB于1988年由瑞典的ASEA公司和瑞士的BBCBrownBoveri公司合并而成，总部坐落于瑞士苏黎世。ABB的业务涵盖电力产品、离散自动化、运动控制、过程自动化、低压产品五大领域，以电力和自动化技术最为著名。ABB拥有当今最多种类的机器人产品、技术和服务，是全球装机量最大的工业机器人供货商。ABB在机器人领域核心技术是运动控制系统，这使得ABB可以轻易实现循径精度、运动速度、周期时间、可程序设计等机器人的性能，大幅度提高生产的质量、效率以及可靠性。2、库卡年代事件2015.10库卡集团总裁访渝，并与两江新区、长安工业签订了三方合作备忘录2016.3华为与库卡宣布战略合作，以加速创造在智能制造领域的新机遇2016.7KUKA和重庆长安工业（集团）有限责任公司在两江新区水土园区正式成立机器人合资公司——长安莱斯（重庆）机器人智能装备有限公司，致力于开展机器人系统集成、机器人单元工程设计与装配、2016.9KUKA参加HUAWEICONNET2016全联接大会，在工业4.0柔性生产线展示未来智能工厂的崭新图景2016.10.11KUKA与中电熊猫举行合作伙伴签约仪式，推广KUKA在中电集团下属的各个电子制造公司的机器人应用，推动国有液晶玻璃行业的自动化2016.12.29KUKA与宁波海麦克达成战略合作协议，将在塑料、机械加工和压铸等行业展开合作，进一步推广工业机器人的自动化应用2017.1.6美的完成要约收购KUKA集团94.55%股份交割工作库卡机器人定位偏中高端，主要应用于契合整车和汽配行业，收入占到50%。涉足领域：物料搬运、加工、点焊和弧焊，涉及到自动化、金属加工、食品和塑料等产业。使用库卡机器人的重要客户包括：通用汽车、克赖斯勒、福特、保时捷、BMW、奥迪、奔驰、福斯、法拉利、哈雷、波音、西门子、宜家、施华洛世奇、沃尔玛、百威啤酒、BSNMedical、可口可乐等著名企业。3、发那科、安川电机年代事件2016.1.25思科联手发那科，用物联网技术打造无人工厂2016.6.17发那科投资1亿元落子重庆，建中国西部生产基地2016.7.1发那科联手科勒集团引领卫浴行业智能制造2016.7.6发那科将在茨城县新设机器人工厂，计划投资约500亿日元，使焊接和装箱用工业机器人的产能翻一番2016.8.24发那科新兴协作机器人CR-7Ia亮相第十二届上海国际汽车制造技术与装备及材料展览会发那科从数控系统起家，涉足伺服电机制造，以此为基础，研发机器人。作为全球最大的数控系统生产厂，FANUC工业机器人与其他企业相比独特之处在于：①采用独有的铝合金外壳，机器人重量轻，日常保养方便；②同类型机器人底座尺寸更小；③独有的手臂设计。安川电机主要生产的伺服和运动控制器都是制造机器人的关键零件。其核心的工业机器人产品包括：点焊和弧焊机器人、油漆和处理机器人、LCD玻璃板传输机器人和半导体芯片传输机器人等，除了将工业机器人应用在汽车行业外，安川电机也是将工业机器人应用到半导体生产领域最早的厂商之一。启示：1）强大的工业背景给机器人企业提供重要的产业发展支撑。2）垂直延伸模式。四大家族绝大部分都在数控、运动控制、伺服系统等领域具有强有力的基础，这为其本体的设计、生产质量，产品的运动控制精度、重复性、一致性等提供了强有力的保障。缺乏核心技术和高成本致使国内自主品牌机器人本体盈利不容乐观根据中国电子信息产业发展研究院发布的《中国机器人产业发展白皮书（2016版）》数据，国产自主品牌机器人的精密减速机约75%采购自日本产品，超过80%的伺服电机和驱动依赖进口。国内企业要以高出近4倍的价格购买减速机，以近2倍的价格购买伺服驱动器，过高的成本直接导致70%以上的企业的本体业务处于亏损状态。目前绝大部分的国产工业机器人本体业务都无法达到盈亏平衡点，很多都是通过做系统集成项目搭售自己的工业机器人，企业的账面盈利主要通过系统集成业务获得。六轴工业机器人年出货量2000~3000台的公司已经是目前国产自主品牌中出货量较大的企业，而且现在行业有一种趋势，随着外资、合资品牌工业机器人逐渐降价，国产自主品牌工业机器人的盈亏平衡点被不断抬高。国产自主品牌机器人大部分只是简单的组装，很少像“四大家族”一样在关键零部件拥有自己的核心技术。三、国内工业机器人企业与国外企业基本情况对比产业链环节国外国内知名企业关键零部件控制系统目前国外主流机器人厂商的控制器均为通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发，各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配。总体差距相对较小，但缺乏拳头产品，品牌效应欠佳。沈阳新松、广州数控、南京埃斯顿、慈星股份、新时达、深圳固高等伺服电机欧美产品：过载能力高、动态响应好、驱动器开放性好，有总线接口，但价格昂贵；日本产品：质量较可靠，价格相对较低，但动态响应能力差，开放性差国内已经具备一定的研发实力，但产品的体积较大，输出功率偏小，运动精度较低；动态性能、可靠性能尚需验证。广州数控、南京埃斯顿、新时达、汇川科技、华中数控、英腾达等。减速器50年以上的研发应用实践，已开始重点攻克产品微小化和降低成本的技术难题，RV减速器：日本纳博公司占60%；谐波减速器：哈默纳科占15%。RV减速器：精度、寿命、质量稳定性等方面有差距，较难批量生产；谐波减速器：输入转速、扭矩高度、传动精度、效率、使用寿命等方面有一定差距。南通振康、苏州绿的、浙江恒丰泰、上海机电、浙江双环、秦川等机器人本体龙头企业年销量：万台龙头企业年销量：千台技术差距：可靠性、一致性相对较差沈阳新松、广州数控、安徽埃夫特、南京埃斯顿、新时达、美的、苏州铂电、上海沃迪、广州启帆、博实股份、新时达、华中数控、常州铭赛、唐山开元、长沙长泰、广州瑞松、华恒焊接、巨一自动化等系统集成在汽车等机器人高端应用领域占有优势多在汽车以外的行业寻找机会，在工艺特点、相应速度等方面上有一定的本土比较优势1、减速器--国产谐波减速机实现突破，RV减速机短时间内难以逾越我国工业机器人所用精密减速机，尤其是RV减速机，主要仍依靠进口。日本制造商如纳博特斯克、哈默纳科、住友等是其中的主要代表厂商。其中，日本纳博特斯,近20年产品全球市场占有率稳居60%,持续保持世界第一，其RV减速器市场占有率高达90%。国产RV减速机当前市场占有率则相对很低，其中非上市公司南通振康所产RV减速机已应用于部分国产机器人。国内减速器企业现状序号企业名称减速机研发生产现状1上海机电2013年与纳博特斯克合资，处于中期生产阶段，目前设计产能20万台/年2双环传动2015年11月发布减速机产品，计划2018年实现年产能6万台减速机3秦川发展2013年7月与博士力士合作，2015年11月发布减速机产品，计划在投资1.94亿元进行9万套工业机器人关节减速器技术改造项目4南通振康2010年研制开发用于工业机器人传动核心部件RV减速装置，已面向市场投放近3000台RV减速机，拥有超过100加机器人制造商客户5绿的谐波生产的谐波减速机，特别是在对减速机有高精度、低转速、大扭矩等特殊要求的工业机器人尽显技术优势，在谐波传动领域拥有12项国家发明专利和19项国家实用新型专利。6中技美克我国第一个专业从事谐波传动技术设计开发生产销售服务的高技术事业公司，是国家科技部批准的“国家谐波传动技术研究推广中心”和“谐波传动国家重点工业性试验基地”。7中大力德自2006年8月设立以来，公司一直从事减速器、减速电机的生产和销售，并不断结合市场需求，借鉴国内外先进经验，加大研发投入，相继推出微型无刷直流减速电机、精密行星减速器、滚筒电机、RV减速器等新产品，实现产品结构升级。8浙江恒丰泰目前公司开发生产的RV减速器规格已有13种，能基本满足20～300KG工业机器人各关节的使用要求，各项技术性能指标已达到或接近国外同类产品水平，根据每月出厂测试结果，技术指标回差在1~2弧分以内、传动效率80%以上的产品合格率达到80%9巨轮股份现阶段巨轮股份的RV减速器已经成功进行了产品验证，而与此同时，其工业机器人产品也开始逐步进入小批量生产测试阶段,未来随着募投项目的投产以及前期技术储备逐步完善,将为公司的转型成功奠定基础。10百利天星2015年，百利天星开始加快机器人精密减速器的布局脚步，公司成立了有28名研发人员参与的各部门协同攻关的研发部，并设立机器人配套减速机专用装配车间，为其提供技术、生产、质量等各方面的保障。2、伺服电机--中小功率伺服电机逐渐开始进口替代伺服电机和驱动器不仅要具有较高的瞬时过载性能、跟踪精度以及快速的动态响应能力，而且要有良好的通用性和扩展性。日系、欧美系、台韩是主导高精度伺服电机市场的三大系品牌，国内自主品牌占比较低。日系的安川、三菱和松下占据了国内整个伺服电机45%的市场空间，主要由于可靠性和稳定性强，性价比高；西门子、伦茨、博世力士乐等欧系品牌价格较贵，凭借优异的性能占据了30%的市场；台韩的伺服电机目前市场占有率逐渐呈现下降趋势。国内自主品牌目前在中小功率伺服电机逐渐开始进口替代，但是整体上看，我国伺服电机与日系和欧美品牌仌然存在差距，主要表现为：大功率产品缺乏、小型化不够、信号接插件不稳定、缺乏高精度的编码器，这些也是国内伺服系统未来要攻克的主要方向。