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瞻仰与不惑:中国工业机械人四十年-香港期货开

4月中旬,绿的谐波(SH:688017)通告与三花智控(SZ:002050)签署《战略相助框架协议》,双方将在三花墨西哥工业园确立合资公司,主营营业为谐波减速器相关产物的研发、生产制造及销售。通告一出,再次为机械人添了一把火。

就在去年9月尾,特斯拉人形机械人“Optimus”完玉成球首秀,将人形机械人市场推向新高度,引来无数粉丝为马斯克摇旗呐喊。

现实上,绿的谐波的产物主要用于工业机械人,而工业机械人和人形机械人是两个观点。

在形状上看,工业机械人不是我们在影戏里看到的“终结者”形象,而是以机械臂为主;再就是应用场景,工业机械人强调精度和承载力,用于高强度、高精度要求的事情场景。

更要害的,相比商业化前期的人形机械人,工业机械人正是看得见的星辰大海。

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开局:落伍二十年,从无到有

1、从零起步

1959年,美国Unimation公司推出天下*台工业机械人,那时的功效还十分简朴,只能用于定点搬运器械。不外,这并不影响工业机械人观点迅速席卷日韩、欧洲多国。

1967年,日本从美国引进*台工业机械人,开启自主研发和产业化之路。在那之后的二十年,日本的工业机械人泛起发作式增进,并孕育了工业机械人“四人人族”的两巨头:发那科和安川电机。

德国库卡在1973年研发出天下上*台接纳机电六轴驱动的机械人——FAMULUS。次年,日本ABB研发了全球*台全电控式工业机械人——IRB6。紧随厥后的安川电机也在1977年开发出日本*台全电动的工业用机械人——莫托曼1号。

但在我国,工业机械人尚属新生物种。

图1:工业机械人四人人族:发那科、ABB、库卡、安川电机,资料泉源:百度

那么我国*台工业机械人是降生在什么时刻?谜底是1982年。这一年,中科院沈阳自动化所研制出海内*台工业机械人,拉开了中国机械人产业化的序幕。

也就是说,中国的工业机械人起步整整晚了二十年。而彼时,外洋蓬勃国家的工业机械人正在快速升级,并逐渐成为一种知识趣械装备被制造业普遍使用。

2、进入十年试探期

在研制海内*台工业机械人的历程中,时任沈阳自动化所所长的蒋新松主持制订了《中国科学院沈阳自动化研究所1981-1990十年科研生长计划》。然则国产工业机械人的起步期并不顺遂。

十年下来,海内工业机械人没有泛起厚积薄发的一幕,仍然局限在产业化试探和科研阶段。

归根结底,在上世纪八十年月,中国的制造业基础还异常微弱,好比汽车制造业、电子电器等工业机械人最常见的应用领域仍然是星星点点。相比之下,西欧、日韩等国的汽车、电子等行业已经十分蓬勃。

从人才角度,工业机械人是集机械、电子、控制、传感器等跨多学科手艺的能手艺壁垒行业,需要大批专业人才。而那时海内高端人才供应严重不足,难以知足工业机械人的科研需求,甚至连入口装备的调试、维修也受制于人。

由于产业化条件的限制,也没有实现规模化应用的基础,海内工业机械人研究难以取得实质性突破。在1993年终,全天下的工业机械人约有61万台,其中日本占60%,欧洲占17%,美国占8%,而中国的工业机械人数目还远远排不上号。

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出击:以日德为师,追求突破

1、顺势而为,从低端领域最先

进入21世纪,中国经济生长进入高速轨道,制造业迎来黄金时期,工业机械人在海内获得普遍关注。2006年2月,国务院公布《国家中耐久科学和手艺生长计划纲要(2006-2020年)》,首次将机械人列入耐久生长计划。

海内工业机械人企业如雨后春笋般降生。同时,中国作为制造大国和人口大国,伟大生长潜力无时无刻不在吸引外洋工业机械人巨头。以四人人族为代表的外洋品牌相继进入海内市场,很快便依附手艺和规模优势独占鳌头。

由于起步晚,海内机械人企业无法直面外洋巨头的竞争,施展拳脚的空间也异常有限,只能从低端市场钻营突破。虽然海内相继研制出了点焊、喷漆、切割、搬运等用途的工业机械人。然则受限于手艺水平和研发能力,这个阶段海内的工业机械人主要目的是为了知足低端应用需求。低价、高性价比成为国产工业机械人的标签。

图2:2008年外洋品牌主导海内工业机械人市场,资料泉源:CRR,国金证券

2、“新势力”与“老霸主”的正面较量

工业机械人的产业链上中下游划分为零部件、机械人本体和集成系统。其中控制器、伺服电机、减速器等要害部件的焦点手艺都被外洋企业垄断着,以控制器为例,外洋巨头耐久控制着海内跨越80%的市场份额。

更艰难的是,工业机械人“四人人族”长时间占有海内机械人产业70%以上的市场份额,而且险些垄断了汽车焊接等高端应用领域。

由于焦点手艺的缺失,海内许多企业只能集中在下游集成端,肩负系统二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的事情。也就是说,海内企业只能施展“组装”优势,将已靠近制品的各部门模块组合到一起。

图3:工业机械人产业链,资料泉源:华经产业研究院,招商证券

相比入口工业机械人,没有自身焦点手艺的国产组装产物自然而然成为市场的诟病工具。

然则,组装并不是意味着妥协,中国工业机械人落伍外洋20年的差距,成为无数企业的追赶动力——大量年轻企业前仆后继地加入国产化突围战队,挑战外洋老牌企业。

在模拟和组装的历程中,国产工业机械人手艺水平不停向外洋一流水平靠拢。随着手艺突破,海内企业一次次地在要害零部件打破外洋垄断。凭证MIR数据,从2017-2021年,中国工业机械人国产化率由24.2%提升至32.8%,而且还在不停提升。

与此同时,海内企业最先从低端市场杀向中高端市场,已经泛起埃斯顿、汇川手艺、绿的谐波等一批领军企业。他们在焦点零部件具备了和外洋品牌硬碰硬的底气,同时在价钱和售后等方面具备显著优势。好比埃斯顿和汇川手艺的市场份额从2019年的2%提升至2022年的5%左右。

面临“四人人族”和外洋二线品牌的夹击之势,中国企业正在用自主创新予以回手。尤其是埃斯顿、汇川手艺、绿的谐波等头部企业释放的“头雁”效应,让国产工业机械人保持着延续稳固的创新节奏。

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图4:海内头部企业最先崭露头角,资料泉源:MIR,申万宏源

3、三驾马车配合着力

复盘日本、德国工业机械人巨头的乐成生长路径,着实是在科研投入、人才培育、产业配套和政策支持等多方面促进下生长的。也就是说,从手艺到市场、从人才到资源,工业机械人产业并不是单一要素的较量。

作为厥后者,国产工业机械人若何追赶?人工替换需求、智能制造升级、国家政策成为拉动国产工业机械产业不停前行的三驾马车。

2010年前后,人工成本急剧上升的大靠山下,中国作为天下工厂的成本优势将不复以往,同时人口盈利逐步消逝加剧了工业机械人替换人工的迫切需求。在汽车制造、电子装配、仓储物流以及家装建材等行业,工业型机械人替换人工的需求更为强烈。

再谈智能制造,更是离不开工业机械人。工业机械人是实现智能制造的基础,也是未来实现工业自动化、数字化和智能化的有力保障。可以说,弧焊机械人、焊接机械人、搬运机械人等已经成为工厂的标配。

最后,政策导向工业机械人的趋向也愈加显著。2016年,机械人产业生长被写入“十三五”计划,中央及地方麋集出台工业机械人产业的支持政策,从激励突破焦点手艺壁垒角度出发,寄期提高国产工业机械人在国际市场的占有率与话语权。

2021年,工信部等15部门团结印发《“十四五”机械人产业生长计划》,明确提出到2025年,我国成为全球机械人手艺创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地,机械人产业营业收入年均增进跨越20%,制造业机械人密度实现翻番。

为了给工业机械人产业运送更多高端人才,自从2015年教育部首次东南大学确立*“机械人工程”本科专业以来,生长到今天已有跨越300所本科院校开设机械人相关专业。

在供需两头的双重促进下,海内工业机械人的销量快速增进。凭证IFR数据,从2012到2021年,中国工业机械人的销量从2.3万台增进至26.8万台,10年增进跨越10倍。

图5:全球和中国工业机械人销售量(万台),资料泉源:IFR,中信证券

4、走出国门,融合外洋一流手艺

国产工业机械人生长的另一典型路径是努力融合外洋一流手艺。现实上,这也一直贯串国产工业机械人的生长委屈。

早在1985年,沈阳自动化所就引进美国有缆中型考察用水下机械人生产手艺,在消化、吸收的基础上研制出具有水下作业功效的有缆遥控中型水下机械人RICON-IV-300-SIA。

在1991年,为实现潜深6000米的目的,沈阳自动化所与俄罗斯远东海洋手艺问题研究所相助开发CR-01型水下机械人。最终,耗时仅用3年、不到2000万元人民币,沈阳自动化所就研制出外洋用10年、3000万美元才气完成的深海潜水器。

除此之外,类似的乐成案例在民营企业中不在少数。他们的启发效应为行业生长做出了努力孝顺。

好比埃斯顿在2019年收购焊接机械人百年品牌德国Cloos之后,成为焊接机械人领域的头部企业。通过吸收Cloos的手艺,埃斯顿顺遂推出三档焊接机械人,获得1 1>2的效应。

再好比美的团体收购德国库卡的案例。从2016年年头最先,美的最先向库卡提议收购要约,并在2017年最终完成收购。现在库卡已经周全属于美的,美的正在快速消化吸收库卡的手艺,加速实现国产化替换,有望促进中国的工业机械人制造手艺再上一个台阶。

从2014年以来,我国已延续9年成为全球*的工业机械人消费国,工业机械人的身影遍布各行各业。但相比西欧等蓬勃国家,海内工业机械人使用密度仍然较低,仍有久远的生长空间。

凭证申万宏源的市场测算,预计2026年中国工业机械人出货量划分约为60.6万台,市场规模约1212亿元。

图6:2026年工业机械人市场规模测算,资料泉源:IFR,申万宏源

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冲刺:手艺照样商业?

四十年不懈追赶,中国已经成为全球第三个具备工业机械人完整产业链的国家,从焦点零部件到机械人本体,再到系统集成,都有不少卓越的企业代表。可以说,我国的工业机械人产业已从昔时仰慕外洋品牌蜕变到现在自强自信的“不惑”阶段。

从竞争名目来看,我国工业机械人大片市场仍被外资品牌占有,从数据上看,2021年,工业机械人“四人人族”共占有41.5%市场。

信托有人会叹息,这么多年已往了,为什么外资品牌还在牌桌上面?海内一些领域的机械人已经做到完天下产化,早已可以“上天入海”,好比“潜龙”系列深海自主水下机械人和“嫦娥三号”月球车。国产工业机械人何时到达冲刺阶段?

外洋的工业化起步早,工业机械人有产业化基础,具备耐久先发优势和深挚手艺沉淀。究竟工业机械人“四人人族”已经在行业内深耕数十年。

工业机械人是典型B2B的行业,稳固可靠性是要害指标,需要经由耐久的验证才气逐步获得市场和客户的认可。

讲完手艺,成本也同样主要。科考项目可以不用太思量成本,但对于工业化的产物,一旦工业机械人成本过高,企业的装备摊销成本就高得吓人,替换人工的价值被大打折扣。以是,国产工业机械人亟需国产化突破,而且是规模化量产的突破,才气在接下来的竞争中占有优势。

更要害的,工业机械人的手艺升级和优越的商业环境是相辅相成的。

工业机械人应用领域极为普遍,然则汽车及汽车零部件行业占有40%以上的工业机械人需求。换句话说,工业机械人的生长与汽车行业休戚相关。

外洋工业机械人巨头与日本和欧洲的汽车整车厂早已形生长期相助关系,并相互成就。以日本为例,作为汽车制造大国,早在2008年,丰田汽车的工业机械人普及率到达了85%。在美国汽车行业的壮盛时期,有跨越60%的工业机械人是用于汽车制造。

图7:2008年新安装的工业机械人应用领域漫衍,资料泉源:IFR,国金证券

言归正传,我们需要正视当前所面临的短板与手艺差距。同时,我们更想强调一下,国产工业机械人的赶超之路不能操之过急,远景是可期的。

一方面,海内传统制造业已经泛起越来越多领军企业;另一方面,我国新能源产业的生长释放了国产工业机械人的大量需求,工业机械人的应用局限正在不停延伸到光伏、锂电、风电等新兴制造业。一句话形容就是,国产工业机械人的商业环境越来相宜。

从手艺上看,工业机械人手艺正在向智能化、模块化和系统化的偏向生长。海内在人工智能、3D视觉、图像识别等前沿手艺领域的结构,势必成为我国工业机械人智能化生长的有力支持。面向智能工业机械人的新时代,中国队已经率先拿到了入场券。

从零起步到以日德为师,再到现在越来越多的企业实现入口替换,未来工业机械人的天下名目有望被重塑。中国工业机械人的精彩篇章正在誊写。

未来,手艺秘闻深挚、产业链结构完善的头部企业,能够继续抢占外资品牌的份额,延续壮大。同时,在我国从制造大国向制造强国的历程中,他们还将肩负更多历史义务。