我国自主品牌工业机器人应用范围更深更广，如何提升国产机器人核心竞争力

在工业和信息化部日前举行的“大力发展高端装备制造业”主题新闻发布会上，工信部装备工业一司副司长郭守刚表示，我国机器人产业规模快速增长，2021年机器人全行业营业收入超过1300亿元。其中，工业机器人产量达36.6万台，比2015年增长了10倍，稳居全球第一大工业机器人市场。


机器人产业蓬勃发展，极大改变着人们的生产和生活方式，为经济社会发展注入强劲动能。


应用范围更深更广


机器狗劲歌热舞，仿真人形机器人一展歌喉，配送机器人送货，机器人“医生”远程做手术……近年来，随着人工智能、5G、新材料等多种技术和机器人技术加快融合，机器人在越来越多的领域大显身手，不断孕育出新产业新模式新业态。


在日前召开的中国机器人产业发展大会上，中关村智友研究院院长、北航机器人研究所名誉所长王田苗表示，劳动力短缺和成本增加，拉动机器人高速增长，是市场长期刚性需求。而在这种增长中，机器人呈现出应用范围更广泛、应用程度更深的趋势。


机器人应用场景日益丰富。据工信部装备工业一司司长王卫明介绍，我国工业机器人的应用已覆盖国民经济的60个行业大类168个行业中类。2021年我国服务机器人的产量达921.4万台，同比增长48.9%。特种机器人市场在稳步增长的同时，太空机器人、深海机器人、手术机器人等高复杂度的产品实现了重要突破。


“过去是手机或者汽车行业用机器人多，现在新能源、服务业以及农业领域都开始应用机器人。”王田苗说，过去是大企业用机器人，现在中小企业甚至只有几十人规模的企业也在应用。统计显示，2021年我国制造业机器人密度达到每万人超300台，比2012年增长约13倍。



服务机器人在餐饮、教育、医疗、物流等领域广泛应用。比如，刚刚闭幕的2022年中国国际服务贸易交易会上，美团展示了自动配送车和配送无人机，通过智能化调度实现自动化配送，进一步提升效率。天眼查数据显示，截至目前，我国有服务机器人相关企业43.9万余家，其中，今年1月至8月新增注册企业7.9万余家。


特种机器人上天下海已成现实。空间站里大小机械臂在太空可协同开展舱外操作任务，自供电软体机器人实现了万米海底深潜和驱动，还有机器人能够在石化、船舶等高危行业场景下智能、高效地完成任务。


国产替代速度加快


在我国机器人市场规模高速发展的同时，受益于政策引导与市场需求驱动，国内机器人产业快速发展，销量增速和市场占比持续提高。


据中国机械工业联合会机器人分会（中国机器人产业联盟）与国际机器人联合会统计，2021年我国工业机器人市场累计销售工业机器人27.1万台，同比增长50.1%，增速较上年加快30.1个百分点。其中，外资品牌机器人销售18.4万台，同比增长49.7%，增速较上年加快26个百分点；自主品牌工业机器人销售8.7万台，同比增长50.8%，增速较上年加快38个百分点。2021年自主品牌机器人在市场总销量中的比重为32%，比上年提高。


从市场占有率看，2021年自主品牌机器人在电气电子设备及器材制造、汽车制造、金属加工行业的市场份额上升，在食品制造、塑料及化工用品制造行业的市场份额下降。


机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。对于我国机器人产业的发展水平，中国机械工业联合会秘书长，机器人分会执行副理事长、秘书长宋晓刚认为，我国工业机器人产业已经初步形成了一个完整的产业链。从关键零部件到整机再到集成应用，每个环节以及相关的零部件都有了相关企业。


自主品牌工业机器人应用领域覆盖面也逐年扩大。宋晓刚介绍说，目前自主品牌机器人的覆盖面有一定的深度，特别是在一些细分领域的优势明显，比如冶金行业炉前机器人，还有家具、陶瓷卫浴和光伏行业的机器人，这些行业不大，但直接关系到传统制造业转型升级、提质增效、改善环境能否顺利完成。未来，在应用范围上仍有很大的拓展空间。


作为机器人行业的领军企业，新松机器人成立20多年来，已经成功研制了具有自主知识产权的工业机器人、移动机器人、特种机器人、协作机器人、医疗服务机器人五大系列产品。产品累计出口40多个国家和地区，为全球4000余家国际企业提供产业升级服务。公开资料显示，新松机器人是多家知名汽车生产企业的设备供应商，随着高端制造产业升级，机器人国产替代加速，新松机器人也将迎来广阔的发展空间。


协同创新至关重要


尽管进步巨大，国内机器人产业仍任重道远。哈工大机器人研究所所长赵杰直言不讳：“国内机器人产业除了专用芯片以外，基本都有了，但行业发展需要解决精和好的问题。”


赵杰认为，未来机器人的硬件部分可能会逐渐走向标准化、模块化甚至单元化。和国际领先水平的差距主要体现在机器人的设计、结构、运动控制、可靠性等关键技术上。特别要注意，机器人是一个机电强耦合的产品，单项技术的突破对整机性能的提升贡献是有限的。


如何提升国内机器人的核心竞争力？赵杰认为，要利用好创新中心、工程技术中心和国家重点实验室，用制度的优势实现系统性突破。


宋晓刚也表示，国内机器人产业确实存在市场占有率低、高端产品供给不足的问题。这些问题不仅表现在机器人成品上，也包括零部件、软件等环节。主要是研发创新不够，包括创新能力不够、投入不够以及市场应用不够。


如何解决制约创新的这些矛盾，是宋晓刚反复思考的问题。“产业链的协同创新对我国机器人产业发展至关重要。”他表示，国内的机器人企业相比国际大型机器人企业体量小，创新研发投入有限。通过与产业链上的其他企业协同创新，在获得更多研发投入的同时，也能根据不同企业的具体生产需求，研发相匹配的机器人设备。以应用拉动机器人整机产业的发展，整机又带动零部件领域技术进步，最终实现全链条共同提升。


这一思路得到了相关部门政策的支持。郭守刚表示，下一步工信部将积极拓展行业应用，实施“机器人+”应用行动，组织产需精准对接，加快成熟场景普及推广，加大新兴领域产品创新，做强细分领域特色应用，助力各行业数字化智能化转型升级。同时，鼓励行业骨干企业发挥引领作用，在整机、零部件和系统集成等领域，构建大中小企业融通发展生态。


在广阔的市场需求带动下，预计国内机器人赛道的火热将会持续。根据高工产业研究院预测，下半年国内工业机器人市场增速有望超20%，全年销量30.3万台，同比增长15%至20%。根据《中国机器人产业发展报告（2022年）》预测，2022年我国机器人市场规模将达174亿美元，其中，工业机器人87亿美元，服务机器人65亿美元，特种机器人22亿美元，5年年均增长率达22%。


国产机器人圆梦新能源


国产机器人从没有像今天这么受追捧。尽管特斯拉人形机器人和外资爆买机器人龙头埃斯顿（QFII/RQFII/深股通投资者对埃斯顿持股比例已突破28%的“红线”）的热度已经过去，但机构的调研热情却没有丝毫减弱。


在埃斯顿7月20日发布的调研报告中，本月埃斯顿已经接待20次调研，其中7月12日有6场调研会议，参与机构不乏明星私募、公募、外资机构等。


过去，因为起步晚、高端制造能力弱，我国机器人产业步履蹒跚。



上游被精密减速器、控制器、伺服系统三大关键零部件卡到喉咙，成本高不说，向高端的前进步伐也频频受阻；


下游难以进入汽车为代表的高附加值应用领域，只能在搬运、码垛等相对低端的领域徘徊。


经验的缺乏更是阻挡了国产机器人的升级，迟迟不能追赶四大家族。国产机器人似乎被困在一个怪圈，无法跳出。


不过最近两年情况有明显改变，其中的关键就是新能源。


新能源带来一场革命


“双碳”目标的提出，就像扣响了发令枪，枪响后新能源各路狂飙突进。尤其是光伏和新能源车，不仅仅在重塑能源和汽车产业，庞大的产业链更是带来无法忽视的需求。


以新能源车为例，一台车需要锂电池、结构件、驾驶舱、电机电控、汽车装饰、轮胎等诸多部件，横跨机械、化工、电子、软件等多个行业。


在生产环节，仅锂电池就包括前段、中段、后段工序，其中前段的电极制造包含搅拌、涂布、辊压、分切、制片等环节，中段电芯合成涉及卷绕、叠片、入壳、注液、封口等工序，后段的封装又包括化成、分容环节。


根据前瞻产业研究院数据，2019年全球锂电池产业规模就已达450亿美元，按容量计算市场规模为225GWh。


随着全球对低碳发展形成共识，近两年新能源车和锂电池产业更是发展迅猛，无论从资本市场、各大品牌的发展状况还是周围人群的购车情况，都能切身体会。


新能源车的发展带动锂电池出货量大幅增长。GGII数据显示，2021年仅中国锂电池出货量就达到327GWh，同比增长130%；


预计2022年，中国锂电池出货量有望超600GWh，同比增速有望超80%；


预计2025年中国锂电池市场出货量将超1450GWh，未来四年复合增长率超过43%。


高基数、高增速，这样的产业很难不引起各路产业资本重视，机器人也不例外。


2021年，埃斯顿自动化就基于高端运动控制及自动化核心部件、工业机器人产品，为消费电池及动力电池生产线提供完整解决方案。


同时，埃斯顿为锂电池行业规划打造3-50kg全系列负载Scara机器人，满足锂电池生产各个环节的工艺需求。


除了能源驱动不同，新能源车尤其是造车新势力，对于自动化技术、国产供应链的接纳意愿也高于传统车企。上游供应链企业在本土车企供应链的权重，也不是海外主机厂所能提供的。


而市场规模的飞速增长也意味着产能的极速扩张，随着人口红利逐渐消失，自动化、工业机器人的应用就越来越成为必须。此外，海外厂商的产能缺口也给本土厂商带来不错机会。


具体应用上，工业机器人目前主要用于锂电池注塑、焊接、搬运、贴标（or贴辅料）、码垛等工艺段。


其中贴标可使用SCARA机器人；产线后端的搬运和装箱、以及PACK模组装配线中，可以用到六轴机器人。


对于外企主导的汽车工艺的喷涂、视觉监测等工艺，也有本土厂商在逐步突破。


总体来说，本土自动化和机器人企业所面临的利好是前所未有的。


关键零部件国产化提供支撑


打铁还需自身硬。不管新能源提供多好的机会，如果关键零部件不能突破，那么本土机器人产业的发展依然会受制于人，无论是盈利还是前景都将大打折扣。


以精密减速器为例，被视为精密制造巅峰的精密减速器具有极高的准入壁垒，是我国工业机器人成本占比最大的一环，约为30%左右，高于伺服系统和控制器。这样的成本占比与国产替代程度不无关系。


RV减速器和谐波减速器长期被外资垄断，日本纳博特斯克和哈默纳科分别在谐波减速器和RV减速器占有主导地位，并且与机器人四大家族合作历史悠久。


不过，近几年本土零部件厂商逐渐打破国外垄断，与国内机器人集成厂商达成紧密合作。还拿减速器来说，绿的谐波在国内谐波减速器市场份额已经高达6成，双环传动、中大力德也加大布局RV减速器，此外还有大族激光、秦川机床等企业在精密减速器取得突破。


其他关键零部件领域，汇川技术、禾川科技、伟创电气在伺服系统也已打开局面，控制器领域还有雷赛智能。主机厂中，埃斯顿、埃夫特也都在加大零部件的布局。在调研中，埃斯顿也直言，其谐波减速器基本实现了国产替代。



对于零部件厂商来说，新能源带来的机会不仅仅是机器人，还有数控机床。当前我国机床产业也正处于更新周期，并且向数控机床等高端产品突破，对于精密减速器等零部件的需求也在增长。


零部件厂商的突破以及在主机厂中的应用打通之后，企业获得远胜于以往的经验积累，行业发展就此进入良性循环。从而支撑机器人产业获得更进一步的发展，这就是新能源发展的重要意义。


据《中国证券报》，申万宏源研究机械首席分析师王珂认为，机器人是未来五年营收将有翻倍空间的细分领域。


过去二十年，我国机器人的发展已经取得了长足的进步，目前我国机器人整机端和核心零部件领域有部分公司崭露头角。


预计后续发展潜力仍然较大，尤其是在新能源、新材料、自动化物流等高景气新需求出现的背景下，可能体现出全行业快速发展、细分领域爆发式发展的特征。


麦肯锡报告也曾预测，到2030年全球约4亿人的岗位将被自动化机器人替代，按单体价格30万元计算，长期来看全球机器人市场空间可达120万亿元，是一个崭新且空前庞大的蓝海市场。


毫无疑问，未来机器人行业的竞争将愈加激烈。新能源的台子已经搭好，戏怎么唱，就看各个机器人产业链公司如何把握了。