中国工业机器人研究报告

中国工业机器人行业研究报告

第一章工业机器人行业的概况

1.1我国工业机器人行业发展

我国工业机器人起步于上世纪1970年初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。

从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。

虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，当前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。

随着人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人正逐步走进公众的视野。人口红利的持续消退，给机器人产业带来了重大的发展机遇；在国家政策支持下，产业有望迎来爆发期。基于中国的人口基数和经济的稳定持续增长，2015年我国以6.7万台的用量，成为工业机器人的第一大市场。

1.2 工业机器人的基本组成结构

1.机械部分

机械部分是机器人的血肉组成部分，也就是我们常说的机器人本体部分。这部分主要可以分为两个系统：

（1）驱动系统

要使机器人运行起来，需要各个关节安装传感装置和传动专治，这就是驱动系统。它的作用是提供机器人各部分、各关节动作的原动力。驱动系统传动部分可以是液压传动系统、电动传动系统、气动传动系统，或者是几种系统结合起来的综合传动系统。

（2）机械结构系统

工业机器人机械结构主要由四大部分构成：机身、臂部、腕部和手部，每一个部分具有若干的自由度，构成一个多自由的机械系统。末端操作器是直接安装在手腕上的一个重要部件，它可以是多手指的手爪，也可以是喷漆枪或者焊具等作业工具。

2.感受部分

感受部分就好比人类的五官，为机器人工作提供感觉，帮助机器人工作过程更加精确。这部分主要可以分为两个系统：

（1）感受系统

感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用于获取内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器可以提高机器人的机动性、适应性和智能化的水准。对于一些特殊的信息，传感器的灵敏度甚至可以超越人类的感觉系统。

（2）机器人-环境交互系统

机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。也可以是多台机器人、多台机床设备或者多个零件存储装置集成为一个能执行复杂任务的功能单元。

3.控制部分

控制部分相当于机器人的大脑部分，可以直接或者通过人工对机器人的动作进行控制，控制部分也可以分为两个系统：

（1）人机交互系统

人机交互系统是使操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置，例如，计算机的标准终端、指令控制台、信息显示板、危险信号警报器、示教盒等。简单来说该系统可以分为两大部分：指令给定系统和信息显示装置。

（2）控制系统

控制系统主要是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配的执行机构去完成规定的运动和功能。根据控制原理，控制系统可以分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统三种。根据运动形式，控制系统可以分为点为控制系统和轨迹控制系统两大类。

通过这三大部分六大系统的协调作业，使工业机器人成为一台高精密度的机械设备，具备工作精度高、稳定性强、工作速度快等特点，为企业提高生产效率和产品质量奠定了基础。

1.3 中国工业机器人的应用行业及领域

国产品牌在搬运、喷涂等对精度要求不高的领域已经有所渗透。焊接应用由于外资品牌的强势地位渗透较慢。而装配、打磨等则由于对工艺要求较高而渗透较慢。对比国产机器人及外资机器人在不同应用中的机器人销量，可以看到国产机器人在搬运应用中的占比奇高。这主要是由于国产机器人以中低端机器人为主，而中低端机器人又以搬运应用为主。

从应用领域看，在中国，搬运与上下料是工业机器人应用的首要市场，2016年上半年国产坐标机器人销售加速，销量超过8100台，占国产工业机器人总销量的42.1%，比上年提高4.7个百分点。是推动中国工业机器人市场快速增长的重要力量；其中国产搬运与上下料机器人销售13529台，同比增长38.7%。焊接与钎焊机器人销售20880台，销量同比仅增1.2%；其中国产品牌销售3751台，同比增长13.0%，所占市场比重为18.0%。此外，

涂层与胶封机器人和加工机器人销量实现同比增长，装配及拆卸机器人和洁净室机器人销量同比下降。

从应用行业看，汽车行业依旧是中国工业机器人市场最大的消费行业，中国市场上36.8%的机器人销往汽车行业；电气机械和器材制造业位居第二位，占比23.3%；金属制造行业位居第三位，占比15.2%。国产工业机器人应用范围更为广泛，已服务于国民经济35个行业中类，88个行业小类，与上年相比拓展了6个行业中类、21个行业小类，应用行业拓展对市场需求增长的带动效应更为显著。2015年国产工业机器人应用行业具体涉及农副食品加工业，酒、饮料和精制茶制造业，医药制造业，餐饮业，有色金属冶炼和压延工业，食品制造业，非金属矿物制品业，化学原料和化学制品制造业，专用设备制造业，电气机械和器材制造业，金属制品业，汽车制造业，橡胶和塑料制品业等。其中金属制造业行业和以家用电器制造、电子元器件、计算机和外部设备制造等为代表的电器机械和器材制造行业，在国产工业机器人销售总量中的占比最高，分别占30.9%和22.7%。

第二章中国工业机器人行业发展分析

随着新一轮科技革命和产业变革的孕育兴起，以信息技术与制造技术融合为核心的智能制造、数字制造、网络制造等新型制造模式正在加快发展，发达工业国家和地区均高度重视机器人产业发展，将机器人产业上升为国家战略，以上因素使得全球机器人产业保持快速发展，其中亚洲市场反应尤为活跃。据国际机器人联合会统计，2014年全球工业机器人销量为22.5万台，比2013年增长27%，其中亚洲销量约占2/3，中国、韩国、日本、美国和德国五大市场的销量占全球工业机器人总销量的75%左右。2005-2014近10年间，全球新装工业机器人年均增速约为14%。2015年国产工业机器人销量继续增长，全年累计销售22257台，按可比口径计算较上年增长7.8%，考虑到前期研发企业实现投产、新企业进入等因素，实际销量比上年增长31.3%。虽然两项增速均较前两年明显回落，但在宏观经济增长总体趋缓的背景下，国产工业机器人的发展仍不失为制造业转型升级的一大亮点。

2016年，发达国家经济复苏动力增强，新兴经济体发展前景改善，全球机器人需求继续保持较快增长。其中工业机器人同比增长预计约为15%，美洲和欧洲增长约6%，亚洲/澳大利亚增长约16%。专用服务机器人销量前两位预计依然是国防机器人和挤牛奶机器人，这两种机器人约占服务机器人销量的一半。用于个人/家用的服务机器人预计会售出800万台，且以吸尘、割草、擦窗等家政机器人以及娱乐休闲机器人为主。今后十年我国高端装备制造业的销售产值将占全部装备制造业销售产值的30%以上。工业机器人行业作为高端装备制造产业的重要组成部分，必将在此期间得到更多的政策扶持，实现进一步增长。

2.1行业存量情况

工业机器人需求和销售的增加，促使我国近年工业机器人保有量逐年累积。2001年，我国的工业机器人保有量只有1630台，截止到2014年，我国的工业机器人保有量增长至18.9万台，平均增速达45%。我国未来工业机器人的行业需求将会持续增加，工业机器人保有量规模将进一步扩大。如下图1所示

图1

2.2 行业销售情况分析

2001年，我国的工业机器人销量只有700台，到2015年，我国工业机器人销量飞速增长至6.6万台，比2014年的5.71万台增长了56%，年均增速达50%。2013年，我国的工业机器人销量首次超过日本，成为世界第一大工业机器人产销国。2015年，全球工业机器人总销量为24.7万台，我国的工业机器人销量占全球总销量的26.7%，超过了全球总量的四分之一。如下图2所示

图2

第三章中国工业机器人市场驱动因素分析

3.1 经济结构的变化

我国处于工业化的中后期阶段，前一阶段高速发展的经济对资源的过度消耗，在劳动力增长又受到约束的情况下，投资很难驱动经济健康的增长。如下图3所示GDP增长速度

图3 数据来源：新华社网

我们可以看出，如今经济总量在增长，但是增长速度在放缓。中国的经济需要一个转型期，根据索洛模型维持经济增长如今最重要的是创新的驱动，中国工业机器人市场就在这一重要的历史时刻。中国制造业是“大而不行”，工业机器人的出现能够帮助经济转型，提高制造业效率，提高产品质量，降低整体成本。所以，工业机器人是经济结构的推力和助手。

3.2人工的替代

2016年年末全国大陆总人口138271万人，比上年末增加809万人，其中城镇常住人口79298万人，占总人口比重（常住人口城镇化率）为57.35%，比上年末提高1.25个百分点。户籍人口城镇化率为41.2%，比上年末提高1.3个百分点。全年出生人口1786万人，出生率为12.95‰；死亡人口977万人，死亡率为7.09‰；自然增长率为5.86‰。全国人户分离的人口2.92亿人，其中流动人口2.45亿人。如下图4所示

图4 数据来源：中国统计局

从年龄构成看，2016年中国16周岁以上至60周岁以下（不含60周岁）的劳动年龄人口90747万人，占总人口的比重为65.6%；60周岁及以上人口23086万人，占总人口的16.7%；65周岁及以上人口15003万人，占总人口的10.8%。如下图5

图5 数据来源：中国统计局

我国面临人口老龄化问题和青年劳动力不足双面夹击，未来劳动力匮乏，而国内制造业需要大量劳动力，此时重复性的需要大量劳动力的工作就需要工业机器人来代替我们。

3.3 政策的扶持

从2012年的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》到2015年的《中国制造2025》规划落地，明确将工业机器人列入大力推动突破发展十大重点领域之一，促进机器人标准化、模块化发展，扩大市场应用。根据《工信部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，到2020年，要建立完善的智能制造装备产业体系，产业销售收入超过3万亿元，实现装备的智能化及制造过程的自动化。

2015年11月23日，由中国科协、工信部和北京市政府共同主办，中国电子学会等承办的2015世界机器人大会在京开幕。据新华社报道，国家副主席李源潮出席开幕式，并宣读了习近平主席致大会的贺信和李克强总理的批示，表达了对机器人产业的高度关注。

《机器人产业“十三五”发展规划》的出台，将和“中国制造2025”重点领域技术路线图一起，构成中国机器人产业的发展蓝图，进而掀开“十三五”千亿产值的面纱。鉴于政策红包密集、市场潜力巨大，上市公司在机器人领域布局异常活跃。

“十三五”政策目标希望到2020年做到产业规模持续增长。自主品牌工业机器人年产量达到10万台，六轴及以上工业机器人年产量达到5万台以上。服务机器人年销售收入超过300亿元，在助老助残、医疗康复等领域实现小批量生产及应用。培育3家以上具有国际竞争力的龙头企业，打造5个以上机器人配套产业集群。随着机器人应用范围持续扩大，工业机器人高速增长态势将延续。

可见国家政策对工业机器人的发展起了很好的推进作用。除政策以外，企业与高校合作，搭建产业交流平台，有助于快速推进我国机器人的产、学、研、用，加速机器人技术与产品在各行业中的普及。如下表1所示

第四章中国工业机器人产业存在的问题

4.1 国内产品以低端为主

2015年受益于政府政策的扶持和传统产业转型升级的拉动，国产工业机器人市场实现了稳定的增长，2015年我国工业机器人销量达6.6万台，全球占比26.66%，连续三年稳居全球销售国第一，截至2015年底，与机器人相关企业已超过4000家。据IFR统计和预测，2015年-2017年，中国工业机器人年均增长率将达25%，2017年销量将达10万台；到2017年末，中国机器人保有量将超过40万台。

中国已经成为全球机器人增长速度最快的国家。但是高速增长并不代表高质增长。机器人行业按照产业链进行划分，分为上中下游。

从产业链的角度对工业机器人领域进行梳理。上游生产核心零部件：包括减速器、伺服电机以及控制器；中游是设备集成：主要包括机器人本体与集成系统；下游应用端：主要是指工业机器人与服务机器人。

从整个产业链来看，新三板所涉及的64家机器人企业当中，主要集中在中游--设备集成领域，而核心零部件制造的企业和下游纯应用端的企业数量较少，这在一定程度上也反映出我国工业机器人行业缺乏核心零部件制造的能力，整个产业缺乏竞争力。

通过梳理，新三板机器人相关企业已挂牌共64家。在这64家企业中，50家属于协议转让，占比78.13%，剩余14家为做市转让，占比21.87%。

进入2016年，我国机器人产业仍然存在总体技术与国外先进水平差距较大的问题。国产工业机器人以低端产品为主的局面仍然难以扭转，主要生产搬运和上下料机器人，大多为三轴和四轴机器人，应用于汽车制造、焊接等高端行业领域的六轴或以上高端工业机器人市场主要被日本和欧美企业占据，国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%。

4.2 自主品牌认可度还有待提升

中国机器人产业联盟（CRIA）数据显示：2013-2015年我国自主品牌工业机器人销量分别为9600台、17000台和22000台，全国总销量占比分别为26%、30%和34%，国产品牌已逐步打开市场。相较于国内工业机器人市场的整体增速，我国自主品牌工业机器人销量的增速更为强劲。2014-2015年我国工业机器人市场整体增速分别为56%、16%，国产品牌工业机器人销量增速分别为78%、31%，增长势头明显优于整体增速，且有进一步扩大趋势。虽然增速明显，但是相比国外品牌，国内品牌市场占有率还有比较少。2015年，外资品牌工业机器人的市场表现远好于国产品牌，外资品牌销售量占比70.4%，国产品牌销售量占比29.6%。

国产品牌工业机器人以Cartesian3D/2D、Articulatedarm和Delta3D/2D为主，价格较低，相较外资品牌而言，国产品牌机器人在销售量、销售额以及产品品质等方面，都有很大提升空间。如下图6所示，外资品牌的市场占有率还有有很大的优势。

图6 国产与外资品牌机器人在市场的占有率

进入2017年，我国机器人市场由外企主导的局面仍将继续，自主品牌亟需发展壮大。由于用户企业已经习惯使用国外品牌，特别是使用量最大、对设备品质要求最高的汽车和电子工业，导致自主品牌的本体和零部件产品不能尽快投入市场，甚至有成功应用经验的产品也难以实现推广应用。其次，我国工业机器人生产企业规模普遍偏小。其中，九成企业规模在1亿元以下，即使龙头企业沈阳新松2014年销售收入达到了15.2亿元，但与安川、发那科、库卡等销售收入均超过百亿元人民币的外企来比，仍然偏小。再次，来自国外产品的竞争激烈。2014年国产工业机器人在我国销量为1.7万台，在市场总额中占比不到30%。外资企业积极扩产，并且从整机组装深入到关键部件生产。比如，abb、安川等均已在我国建立了生产基地；2015年日本纳博特斯克株式会社与上海机电联合投资，落户武进高新区，2016年底投产，年产20万台精密减速机。

4.3 中国工业机器人产业发展模式尚未成熟

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，目前在我国应用的机器人主要分日系、欧系和国产三种。

日系中主要有安川、OTC、松下、发那科、那智不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国KUKA、德国CLOOS、瑞典ABB、意大利COMAU及奥地利IGM公司，这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。

在国内，工业机器人产业起步较晚，但增长的势头非常强劲。国产机器人主要是广州启帆、沈阳新松、安徽埃夫特、广州数控、上海新时达等公司产品。

国内机器人企业多为系统集成商，国内机器人的产业发展模式向美国靠拢。中国机器人的市场基础低，市场大，比较合适的模式为集成起步到成熟的分工模式。从美国模式的起步逐渐发展到日本的分工模式。如下表2所示：

表2 不同国家机器人产业模式

第五章中国机器人的未来发展前景及策略

5.1 中国工业机器人的保有量预测

2014年，我国工业机器人保有量为18.6万台左右；2015年，我国工业机器人保有量为25.6万台。综合以上因素，我们预计，2017年我国工业机器人保有量将达到46万台，未来五年（2017-2021）年均复合增长率约为22.15%，2021年保有量将达到102万台。如下图7所示

图7 2017-2021年中国工业机器人保有量预测

5.2 中国工业机器人的销售量预测

2013年，中国工业机器人销量为3.69万台；2014年达到5.7万台，同比增长了55%；2015年达到6.6万台。综合以上因素，我们预计，2017年中国工业机器人销量将达到9.4万台，未来五年（2017-2021）行业年均复合增长率约为20.25%，2021年中国工业机器人销量将达到19.7万台。图下图8所示：

图8 2017-2021年中国工业机器人销量预测

5.3机器人的普及为系统集成企业带来的发展机遇

产业链角度看，位于工业机器人产业链上的企业一次是机器人单元产品制造商。机器人系统集成商和工业自动化集成商。现在，欧美、日本等国际工业机器人公司，在中国不直接提供机器人自动化系统集成服务，而是将机器人单体销售给系统集成商，有系统集成商再对终端用户。工业机器人的大规模普及将为国内相关集成商带来发展机遇，如下图9所示。

图9 系统集成商分类

5.4 工业机器人的应用领域延伸

国内汽车工业自动化水平距离发达国家仍有较大差距，所以未来汽车行业对机器人的需求增长空间巨大。若我国汽车工业机器人使用密度要达到美国、韩国的水平，国内汽车工业的机器人保有量还有待提升。根据国外的发展经验来看，除了汽车行业，电子行业是继汽车之后的第二大机器人应用领域。目前数据显示，国内电器电子行业机器人普及率才百分之三十多，未来需求很大。

2015年以来，一方面国家层面出台的《工业和信息化部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》、《原材料工业两化深度融合推进计划(2015-2018)》、《民爆安全生产少(无)人化专项工程实施方案》等相关政策不断推进落实，另一方面地方政府也出台相关推进举措。例如广东提出以智能制造为抓手推动信息化与工业化融合，积极实施“设备换人”和“生产线与生产系统”改造工程，并在全省培育十大智能制造示范基地，大力发展机器人产业。佛

山推动工业机器人在汽车制造、陶瓷家电、机械装备以及金属材料加工等行业领域的应用。安徽省推广工业机器人在汽车、家电、工程机械、船舶制造等行业的应用。工业机器人的应用领域从目前的汽车、电子、金属制品、橡胶塑料等行业，逐渐延伸到纺织、物流、国防军工、民爆、制药、半导体、食品、原材料等行业。

2016年，随着关键岗位机器人替代工程、安全生产(无)人化专项工程和新的应用示范政策的不断落实，工业机器人的应用领域将有望延伸到劳动强度大的纺织、物流行业，危险程度高的国防军工、民爆行业，对产品生产环境洁净度要求高的制药、半导体、食品等行业，和危害人类健康的陶瓷、制砖等行业。

除此之外，电商物流的快速发展，物流仓储行业的自动化成套设施的需求非常值得关注。2015年中国网络购物市场交易规模为3.8万亿元，较去年同期增长36.2%；根据国家统计局社会消费品零售总额数据，2015年网络购物交易规模大致占社会消费品零售总额的

12.6%，线上渗透率增长2个百分点。从网络购物市场结构来看，B2C占比达到51.9%，年度占比首次超过C2C；从网络购物市场份额来看，B2C市场中天猫继续领跑B2C市场，京东、苏宁易购、唯品会、国美在线增长迅速，几家企业的总规模超过三成。

最新数据显示，2016年Q3中国网络购物市场交易规模为1.15万亿元，较去年同期同比增长23.6%，环比上升2.6%；从网络购物市场结构来看，B2C占比达到55.1%，相较上一季度有所上升；从网络购物市场份额来看，B2C市场中天猫继续领跑B2C市场，京东、唯品会、苏宁易购增长迅速。

2016-2021年中国网络购物行业市场供需前景预测深度研究报告数据显示：2016年Q3中国网络购物市场交易规模1.15万亿元，在社会消费品零售总额中占比达到13.9%。

如下图10所示。

数据来源：中国统计局

图10 2015年到2016年中国网络购物市场交易规模

如此巨大的网络交易规模，物流供应室很大的问题，所以电商行业也将是未来工业机器人需求极大的一个行业。

5.5 工业机器人区域领域扩展

2016年以来，由于工业基础、企业意愿等因素，工业机器人应用区域主要集中在广东、江苏、上海、北京等地，其工业机器人的拥有量占全国的一半以上。

2017年，随着我国西部开发、东北振兴、中部崛起、东部率先的区域发展总体战略的加快落实，中、西部工业机器人使用量也将不断增长，长三角、珠三角等高端制造业集中区域也将会更多地使用工业机器人。

5.6 对工业机器人产业的建议

中国制造业面临着向高端转变，承接国际先进制造、参与国际分工的巨大挑战。加快工业机器人技术的研究开发与生产是中国抓住这个历史机遇的主要途径。因此我国工业机器人产业发展要进一步落实：第一，工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段和途径，政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持，参考国外先进经验，加大技术投入与改造；第二，在国家的科技发展计划中，应该继续对智能机器人研究开发与应用给予大力支持，形成产品和自动化制造装备同步协调的新局面；第三，部分国产工业机器人质量已经与国外相当，企业采购工业机器人时不要盲目进口，应该综合评估，立足国产。

汇报人：崔杨梦珂