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机器人行业深度研究报告【核心观点】●当前全球机器人市场主要以工业机器人为主,占市场份额的80%。未来服务机器人的行业规模或将超过工业机器人,成为新蓝海。●预计2014~2017年全球服务机器人市场规模累计将达2000亿元,复合增速将达到22%,中国市场增速远高于全球增速。以清洁机器人为例,“双十一”期间,国内扫地机器人公司科沃斯实现全网销售3.15亿元,其中在天猫商城销售达2.76亿元。这让我们看到了服务机器人在终端消费需求的爆发力。●中国的机器人密度仅为30,远低于世界平均水平的62,而世界最高的韩国达到437。工信部工业装备司副司长王卫明曾透露,国家的相关产业规划到2020年中国工业机器人的产业体系要具备3至5家具有国际竞争力的企业,8至10个产业配套集群,机器人密度达到100以上。从30到100对应的是3倍以上市场规模的增长。●机器人将迎来政策密集落地期,制造强国战略对机器人产业是长期利好。●机器人板块选股思路包括关键零部件国产化——$上海机电(SH600835$$双环传动(SZ002472$;工业机器人本体放量,尤其是经济型本体——$巨星科技(SZ002444$;有技术含量的系统集成商——$机器人(SZ300024$$埃斯顿(SZ002747$;新兴的服务机器人——$博实股份(SZ002698$$慈星股份(SZ300307$。【导读】机器人的诞生或许并不是20世纪产业界最伟大的成就,但却可能是21世纪最伟大的变革!机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统(FMS、自动化工厂(FA、计算机集成制造系统(CIMS的自动化工具。广泛采用机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。机器人能干的工作也已经从搬运、码垛、焊接等生产活动,到读报、陪护、弱交流等生活活动,再到排雷、战斗等军事活动,渗透到了人类的方方面面。随着需求范围的扩大,机器人结构和形态的发展呈现多样化。高端机器人具有明显的仿生和智能特征,其性能不断提高,功能不断扩展和完善,各种机器人系统逐步向具有更高智能方向演进。目前机器人主要分为:工业机器人和服务机器人两大类。工业机器人细分为焊接机器人、搬运机器人、装配机器人、处理机器人、喷涂机器人五大类,服务机器人细分为个人、家用机器人、专业服务机器人。查看原图查看原图【工业机器人概述及发展趋势】1.1工业机器人发展概述工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE和国际机器人联合会(IFR的统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代,机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右。2004年增长率达到创记录的20%。其中,亚洲机器人增长幅度最为突出,高达43%。1.2国外工业机器人发展趋势1.2.1工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修。1.2.2机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。1.2.3工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化结构;**提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。1.2.4机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。1.2.5虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制,如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。1.3中国工业机器人发展现状中国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站上获得规模应用,弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看,中国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,如:可靠性低于国外产品;机器人应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外比有差距。1.4工业机器人应用领域发展趋势经过四十多年的发展,工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中,尤其是在汽车产业中,工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中,机器人都已逐步取代了人工作业。随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高,机器人的应用范周还在不断地扩大,已从汽车制造业推广到其他制造业,进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。在国外,工业机器人技术日趋成熟,已经成为一种标准设备被工业界广泛应用。从而,相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司,它们包括:瑞典的abbRobotics,日本的fanuc、Yaskawa,德国的kukaRoboter,美国的AdeptTechnology、AmericanRobot、EmersonIndustrialAutomation、S-TRobotics,意大利comau,英国的AutoTechRobotics,加拿大的JcdInternationalRobotics,以色列的RobogroupTek公司,这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。在国内,工业机器人产业刚刚起步,但增长的势头非常强劲。如中国科学院沈阳自动化所投资组建的新松机器人公司,年利润增长在40%左右。1.5工业机器人四大家族1.5.1日本发那科(FanucFANUC是日本一家专门研究数控系统的公司,成立于1956年。是世界上最大的专业数控系统生产厂家,占据了全球70%的市场份额。FANUC于1959年首先推出了电液步进电机,在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。进入70年代,微电子技术、功率电子技术,尤其是计算技术得到了飞速发展,FANUC公司毅然舍弃了使其发家的电液步进电机数控产品,一方面从GETTES公司引进直流伺服电机制造技术。1976年FANUC公司研制成功数控系统5,随后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7,从这时起,FANUC公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家。自1974年,FANUC首台机器人问世以来,FANUC致力于机器人技术上的领先与创新,是世界上唯一一家由机器人来做机器人的公司,是世界上唯一提供集成视觉系统的机器人企业,是世界上唯一一家既提供智能机器人又提供智能机器的公司。FANUC机器人产品系列多达240种,负重从0.5公斤到1.35吨,广泛应用在装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节,满足客户的不同需求。2008年6月,FANUC成为世界上第一个装机量突破20万台机器人的厂家;2011年,FANUC全球机器人装机量已超25万台,市场份额稳居第一。FANUC发布史上最“给力”机器人查看原图2015年,FANUC向大众展示了M-2000iA系列的机器人。M-2000iA系列是世界上最大、最强壮的可搬运超重物体的机器人,有两种型号,一个是可举起900公斤重物的M-2000iA/900(动作半径4680mm和能举起1200公斤的M-2000iA/1200(动作半径3730mm,能够做到更快、更稳、更精确地移动大型部件,用于物流搬运、机床上下料、装配、码垛、材料加工、拾取及包装及举重表演等。当需要处理超重部件,如机床组装、车身定位时,M-2000iA机器人可实现安全快捷的安置,能代替起重机、运输班车、龙门吊工作。1.5.2ABB(AseaBrownBoveri查看原图ABB是一家瑞士-瑞典的跨国公司,集团总部位于瑞士苏黎世。1988年创立于欧洲,1994年进入中国,1995年成立ABB中国有限公司。2005年起,ABB机器人的生产、研发、工程中心都开始转移到中国,目前,中国已经成为ABB全球第一大市场。ABB集团业务遍布全球100多个国家,拥有14.5万名员工,2014年全球销售收入约400亿美元,在华销售收入约58亿美元。ABB在中国拥有研发、制造、销售和工程服务等全方位的业务活动,员工1.9万名。在中国大陆设有38个子公司和100多个办事处。ABB机器人产品和解决方案已广泛应用于汽车制造、食品饮料、计算机和消费电子等众多行业的焊接、装配、搬运、喷涂、精加工、包装和码垛等不同作业环节。机器人业务属于ABB五大业务部门中的离散自动化与运动控制部。该部门在中国拥有以下生产基地:西安ABB大功率整流器有限公司、ABB高压电机有限公司、北京ABB电气传动系统有限公司、上海ABB工程有限公司、上海ABB电机有限公司、上海ABB动力传动有限公司、广州ABB微联牵引设备有限公司、南昌ABB发电机有限公司。其中上海ABB工程有限公司是ABB机器人业务全球总部,也是ABB集团重要的机器人研发和生产基地,拥有最先进的机器人生产线。ABB发布全球首款双臂人形协作机器人查看原图ABB2015年发布了全球首款真正实现人机协作的双臂机器人YuMi,YuMi具有协同式双臂,配有突破性功能,将小件装配等自动化带入一个全新时代,其灵活的双臂以软性材料包裹,并配备创新的力传感技术及最先进的软件控制系统。YuMi从机械手表的精密部件到手机、平板电脑以及台式电脑零件的处理,都能以其精确性轻松应对,甚至连穿针引线都不在话下。YuMi将人与机器人并肩合作变为现实,并宣告一个人机协作新时代的来临。1.5.3日本安川电机机查看原图安川电机创立于1915年,总部位于日本福冈县北九州市。1999年4月,安川电机(中国有限公司在上海注册成立,注册资金3110万美金,公司位于上海市黄河路21号鸿祥大厦12楼。截至2011年3月,安川的机器人累计出售台数已突破23万台,活跃在从日本国内到世界各国的焊接、搬运、装配、喷涂以及放置在无尘室内的液晶显示器、等离子显示器和半导体制造的搬运搬送等各种各样的产业领域中。2012年7月,安川电机海外首个机器人生产基地落户常州武进高新区,该基地将用最新的设备生产用于汽车相关制造的溶解用机器人。项目总投资约3亿元,设计产能12000台套机器人/年(含控制系统,年销售6亿元人民币。基地已于2013年6月投入生产。安川重磅推出机械外骨骼ReWalk查看原图安川电机2015年重磅推出了“辅助脊髄损伤患者步行的机器人”ReWalk,为脊髄损伤患者带来了福音。ReWalk作为外骨骼状机器人,不采用力传感器和肌电传感器,而是采用通过可以定位穿戴者的身体重心进行步行的独创性计算程序算法,从而实现步行自然化和穿戴简便化,在欧美已实现商品化,可帮助因为脊髄损伤造成的下肢麻痹患者实现站立和步行。患者在指定医院接受使用训练(基础训练20小时,应用训练最低20小时后,便可在日常生活中使用。1.5.4德国库卡(kuka查看原图库卡(KUKA是世界工业机器人和自动控制系统领域的顶尖制造商,总部位于德国奥格