中國工業(yè)機器人需求將在2014年進入爆發(fā)期

文:劉滿柏2013年第五期

中國工業(yè)機器人需求 將在2014年進入爆發(fā)期

    核心提示:中國工業(yè)機器人市場需求將在2014年進入爆發(fā)期。在工業(yè)機器人領(lǐng)域,國內(nèi)已涌現(xiàn)一批市場熟悉的上市公司,在工業(yè)自動化領(lǐng)域具備基礎(chǔ)的公司有可能成為未來機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推動力。機器人相關(guān)核心器件——減速器,2014和2015年市場規(guī)模預(yù)估為26和30億元。

全球概況
    機器人在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的春天正到來。

  目前,全球機器人銷量70%集中在5個國家:日本、中國、美國、韓國和德國,而這5個國家普遍在這次世界經(jīng)濟衰退中抗跌能力較強。

  在中國市場,現(xiàn)有5萬臺左右工業(yè)機器人在服役。中國工業(yè)機器人密度即制造業(yè)中每萬名生產(chǎn)工人占有的機器人數(shù)量只有21個,距離全球55個的平均水平還有很大差距。

  工業(yè)機器人就是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。除了目前應(yīng)用較多的汽車制造行業(yè),未來它將廣泛應(yīng)用于毛坯制造、機械加工、焊接、裝配、檢測等作業(yè)中。

  根據(jù)國際機器人聯(lián)合會(IFR)的統(tǒng)計,全球?qū)I(yè)機器人需求最多的是汽車產(chǎn)業(yè),占比為27.27%;電子制造行業(yè)的占比達到22.82%,這與近年來消費電子領(lǐng)域的技術(shù)突破有很大的相關(guān)性;其次是橡膠塑料工業(yè)和金屬制品,占比分別為8.71%和3.62%。

中國的爆發(fā)式增長
    在中國,人工替代和產(chǎn)業(yè)升級被認為是推動中國工業(yè)機器人市場快速發(fā)展的驅(qū)動因素。與此同時,中國目前的機器人密度相對較低,也給未來市場的開拓提供了余地。

  據(jù)統(tǒng)計,2012年中國工業(yè)機器人銷量為2.7萬臺,同比增長17%。世界工業(yè)機器人市場前景看好,而中國工業(yè)機器人的市場需求會在2014年開始爆發(fā)。目前,國外幾大機器人公司都瞄準了中國市場,紛紛在中國設(shè)立機器人制造工廠和研發(fā)機構(gòu),試圖搶占中國市場。

  從絕對數(shù)量上看,中國的機器人數(shù)量僅為日本的18%、德國的35%;在汽車產(chǎn)業(yè),每萬名工人中機器人數(shù)量只有90臺,而日本有1600多臺,美國有800多臺。

  “十二五”是中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點,市場需求也將呈現(xiàn)井噴式發(fā)展,工業(yè)機器人的需求量將以每年15%~20%的速度增長。目前,中國正在服役的機器人已占全球總量的8%左右,中國市場的機器人需求總量有望在未來幾年翻一倍。

  據(jù)專業(yè)機構(gòu)預(yù)測,預(yù)計2013- 2015年間,我國工業(yè)機器人的銷量分別為3.35萬臺、4.18萬臺和5.24萬臺;而保有量依次為12.1萬臺、15.1萬臺和18.9萬臺。2015年工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望超過萬億,智能制造及智能化設(shè)備的行業(yè)前景樂觀。以深圳為例,數(shù)據(jù)顯示,與機器人技術(shù)相關(guān)的信息、家電、通訊等裝備制造業(yè)的產(chǎn)品規(guī)模已達3000多億元,居全國前列。2012年深圳的機器人企業(yè)產(chǎn)值平均增長速度超過了30%,個別企業(yè)的增速甚至達200%。

  盡管中國未來的機器人市場潛在空間巨大,但這個市場卻是長期被國外產(chǎn)品把持。近年來,國外幾大機器人公司更是紛紛在中國設(shè)立機器人制造工廠和研發(fā)機構(gòu),試圖進一步加大對中國市場的占有率。

  據(jù)統(tǒng)計,本土龍頭企業(yè)2012年的規(guī)模只有10億元。國內(nèi)企業(yè)使用的5萬- 6萬臺機器人中,國產(chǎn)產(chǎn)品所占的比重不足10%。

  國產(chǎn)化程度低的原因除了品牌知名度不如國外以外,國內(nèi)企業(yè)在主機成本和可靠性品質(zhì)上也不如國外品牌。以平均無故障時間為例,國內(nèi)產(chǎn)品平均在8000小時,而國外同類產(chǎn)品可達數(shù)萬小時。

  相關(guān)人士介紹,由于起步較晚,國內(nèi)機器人研究亟須提升的技術(shù)包括電機、減速器、控制器、傳感器等。這些關(guān)鍵部件的研發(fā)與制作既包含硬件加工方面的技術(shù)提升,又包含軟件方面的升級創(chuàng)新,這些缺陷也是未來市場的增長點。

  從產(chǎn)業(yè)鏈上看,工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈由零部件企業(yè)、本體企業(yè)、代理商、系統(tǒng)集成商、終端客戶構(gòu)成。本體企業(yè)設(shè)計本體、編寫軟件、采購零部件,以組裝的生產(chǎn)方式生產(chǎn)本體,通過代理商銷售給系統(tǒng)集成商,系統(tǒng)集成商直接面向終端客戶。有的本體企業(yè)和代理商也會兼做系統(tǒng)集成商。本體是機器人產(chǎn)業(yè)鏈的核心。

  據(jù)數(shù)據(jù),本土生產(chǎn)的工業(yè)機器人原材料成本構(gòu)成中,減速機占據(jù)40%,伺服電機占據(jù)30%,控制器占據(jù)15%,其他占據(jù)15%。這些都屬于機器人產(chǎn)業(yè)鏈中的上游機器人單元產(chǎn)品供應(yīng)領(lǐng)域。

  據(jù)估計,現(xiàn)在全球工業(yè)機器人均價30多萬元,即使未來均價降到25萬元,那么中國制造業(yè)對應(yīng)的工業(yè)機器人本體市場規(guī)模接近380億元,再加上系統(tǒng),對應(yīng)的工業(yè)機器人市場規(guī)模將達1140億元。

中國工業(yè)機器人需求 將在2014年進入爆發(fā)期

關(guān)鍵器件——減速器
    自由度是衡量機器人技術(shù)水平的主要指標之一。所謂自由度是指運動件相對于固定坐標所具有的獨立運動,通常每個自由度需要一個伺服電機驅(qū)動,也需要一個配套的減速器來傳動,以完成精確驅(qū)動的要求。工業(yè)機器人的自由度根據(jù)其用途與功能要求,可能小于6個自由度,也可能大于6個自由度。一般情況下通用工業(yè)機器人有4- 6個自由度,也就是說一臺通用機器人需要的減速器個數(shù)為4- 6個,其中所需RV減速器占比約為50%- 80%。

  預(yù)計2013-2015年新安裝的工業(yè)機器人對精密減速器的需求依次約為14.24萬套、17.76萬套和22.27萬套。2013- 2015年存量工業(yè)機器人對精密減速器的需求約為5.17萬套、6.20萬套和7.74萬套。結(jié)合新增需求和存量需求,未來3年工業(yè)機器人對精密減速器的總需求依次為19.41萬套、23.97萬套和30萬套。

  從歷史數(shù)據(jù)來看,我國應(yīng)用中的工業(yè)機器人按類型主要為焊接機器人和搬運/上下料機器人。據(jù)資料統(tǒng)計,歷年這兩類工業(yè)機器人合計占總銷量均保持在80%左右,2010年國內(nèi)工業(yè)機器人的銷量為2.25萬臺,其中焊接機器人占50%,搬運/上下料機器人占27%。焊接和上下料機器是典型的“6軸關(guān)節(jié)型機器人”,它們對于工作的精度要求極高;而搬運機器人的關(guān)節(jié)數(shù)量在5- 6個,需要較大的負載能力和良好的機構(gòu)剛性。因此,這類工業(yè)機器人的多數(shù)關(guān)節(jié)連接處都需要RV減速器,根據(jù)負載的不同部分手部、腕部或使用諧波減速器。

  預(yù)計現(xiàn)在與未來焊接機器人依然是工業(yè)機器人中最主要的成員,搬運/上下料工業(yè)機器人的絕對量仍將繼續(xù)提高,但隨著工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域及行業(yè)的擴大,這兩類最主要的工業(yè)機器人占總量的比例會相對下降,預(yù)計2013- 2015年占總量的比例為75%、73%和70%。假設(shè)這兩類工業(yè)機器人使用的減速器中80%為RV減速器,其他工業(yè)機器人中使用的減速器中40%為RV減速器,那么2013- 2015年國內(nèi)工業(yè)機器人對精密減速器的需求中RV減速器的占比依次為70%、69%和68%。

  在國內(nèi)精密減速器的價格不僅與類型及型號有關(guān),最主要的還是與品牌和采購量有關(guān)。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù),2013年RV減速器的均價約1.2萬元,諧波減速器的均價約為0.9萬元。結(jié)合之前對精密減速器銷量規(guī)模的預(yù)計,2013年國內(nèi)工業(yè)機器人用精密減速器的市場規(guī)模約為23億元。考慮到未來減速器價格的下降,2014和2015年市場的規(guī)模估計為26億元和30億元。

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