在最近兩、三年新冠疫情的肆虐下，中國制造業(yè)對于自動化改造、人力部署替代的需求日漸增加，加速刺激自動化升級和“機(jī)器換人”的浪潮，工業(yè)機(jī)器人行業(yè)市場得以快速恢復(fù)。2022年，三月中旬從上海擴(kuò)散的疫情對長三角地區(qū)的經(jīng)濟(jì)帶來了嚴(yán)重的沖擊，廠商在供應(yīng)鏈和銷售交付上都受到了一定的影響，在地化機(jī)器人零部件供應(yīng)鏈的建設(shè)越發(fā)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　工業(yè)機(jī)器人市場快速恢復(fù)

　　根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(IFR)發(fā)布的《世界機(jī)器人 2021 工業(yè)機(jī)器人》顯示， 2021 年全球機(jī)器人安裝量強(qiáng)勁反彈，全年安裝量增長約13%，達(dá)到43.5萬臺，其中美洲實(shí)現(xiàn)同比增長18%，亞洲實(shí)現(xiàn)同比增長15%，歐洲實(shí)現(xiàn)同比增長7.4%，預(yù)計全球工業(yè)機(jī)器人行業(yè)將在 2024 年有望實(shí)現(xiàn)全年新裝機(jī)量突破 51 萬臺(如圖1所示)。

　　首先來看看全球機(jī)器人行業(yè)第一梯隊(duì)的最新表現(xiàn)——“四大家族”：據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)2月份的消息，F(xiàn)ANUC發(fā)那科計劃在2022年底之前，將協(xié)作機(jī)器人最新機(jī)型(CRX系列)的產(chǎn)能增加至2021年底的3倍以上，公司2021財年業(yè)績(2021年4月-2022年3月)全年凈銷售額為7330億日元，比上年同期增長約33%。安川電機(jī)會長兼社長小笠原浩在4月8日舉行的新聞發(fā)布會上表示，目前訂單處于歷史新高水平，由半導(dǎo)體、汽車電動化以及5G相關(guān)設(shè)備所帶來的工廠自動化市場需求正在擴(kuò)大，公司業(yè)務(wù)以馬達(dá)和機(jī)器人為中心維持增長，預(yù)計2022財年(截至2023年2月)的合并凈利潤同比增長37%，增至525億日元，將時隔3年創(chuàng)出利潤新高。

　　另外，去年7月ABB收購了歐洲最大的自主移動機(jī)器人(AMR)提供商ASTI，并于年底再與初創(chuàng)公司Sevensense達(dá)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，利用人工智能和3D視覺繪圖技術(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)ABB在自主移動機(jī)器人(AMR)領(lǐng)域的實(shí)力，同時，公司宣布將在其位于上海浦東的新機(jī)器人“超級工廠”內(nèi)建立一個亞洲AMR中心，覆蓋完整價值鏈和制造，ABB“超級工廠”將于2022年內(nèi)投入運(yùn)營。近期，美的集團(tuán)發(fā)布公告稱，全資收購德國庫卡已獲庫卡股東大會審議通過，這也意味著，在近7年后，美的終于將德國庫卡收入囊中;2021年，美的機(jī)器人與自動化事業(yè)部的營業(yè)收入達(dá)到253 億元，同比增長 23%，而據(jù)庫卡2021年的財報顯示，全年訂單量增長至36 億歐元，是公司歷史上第二高的訂單量，全年銷售額增長27.7%，增長至 33 億歐元。

　　在整體行業(yè)保持高速成長的同時，2022年，對行業(yè)發(fā)展影響最大的因素莫過于突如其來的新冠疫情，以及供應(yīng)鏈的價格普漲，特別是4月份開始由于上海疫情爆發(fā)所引發(fā)的較長一段時間的城市封控。上海，是中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)最大的集聚地之一,全球機(jī)器人1/3產(chǎn)量在中國，中國機(jī)器人1/3產(chǎn)量在上海，發(fā)那科、ABB、安川、庫卡均在上海設(shè)立了中國總部或機(jī)器人總部，國內(nèi)機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)新時達(dá)、新松、科大智能等也在上海設(shè)有投資布局，盡管部分企業(yè)表示，國內(nèi)動態(tài)清零防疫政策對第一季度的客戶交付沒有造成實(shí)質(zhì)影響，但四、五月份全國嚴(yán)格的疫情防控措施對于整體物流供應(yīng)鏈造成了嚴(yán)重的壓力，隨著六月份之后各地復(fù)工復(fù)產(chǎn)潮的掀起，業(yè)內(nèi)廠商們正在加緊產(chǎn)能恢復(fù)、加快產(chǎn)品的制造交付節(jié)奏。

　　https://www.163.com/dy/article/GRM29M3R0552BFRO.html

　　圖1 2015-2024年全球工業(yè)機(jī)器人年新裝機(jī)量統(tǒng)計及預(yù)測(資料來源：IFR)

　　汽車制造、鋰電池生產(chǎn)成重點(diǎn)細(xì)分市場

　　據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)顯示，2021年中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量達(dá)36.6萬臺，同比增長54.4%，但由于2021年的高基數(shù)和2022年國內(nèi)疫情反復(fù)無常，2022年上半年國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量的增速在3月份之后出現(xiàn)大幅回落(如圖2所示);另據(jù)有關(guān)市調(diào)機(jī)構(gòu)的預(yù)測，今年全年工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)量增速可能僅為8%，銷量增速僅為10%左右。

　　從應(yīng)用市場來看，目前存在行業(yè)結(jié)構(gòu)性增長機(jī)會，其中包括：被普遍看好的光伏、鋰電等新能源行業(yè)，以及新能源汽車及零部件制造領(lǐng)域;另外，在當(dāng)前國家新一輪加大基礎(chǔ)設(shè)施投資的前提下，工程機(jī)械及重工業(yè)行業(yè)也是頗具成長潛力的細(xì)分市場。

　　根據(jù)睿工業(yè)對今年一季度機(jī)器人企業(yè)運(yùn)營數(shù)據(jù)的監(jiān)測顯示，2022年，在國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢的共同作用下，>20kg 6軸機(jī)器人在一季度的出貨量同比增長超30%，這主要系新能源汽車、動力電池等領(lǐng)域應(yīng)用的增多所致;SCARA主要受鋰電等行業(yè)的需求拉動，與去年同期相比，出貨量同樣大幅增加;Cobots協(xié)作機(jī)器人在汽車零部件及汽車電子、半導(dǎo)體、化學(xué)制品等工業(yè)領(lǐng)域的表現(xiàn)也尤為亮眼。其中，>20kg6-axis機(jī)器人主要用于碼垛作業(yè)，目前很多行業(yè)包括食品生產(chǎn)行業(yè)普遍應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行碼垛，其速度快，效率高，且可以搬運(yùn)較重的物品，有效節(jié)約人力成本。

　　此外，在移動機(jī)器人(AGV/AMR)的應(yīng)用上，與物流、服裝、電子制造等行業(yè)使用的AGV/AMR輕型機(jī)器人產(chǎn)品不同(通常只需一臺48V的電機(jī)就可提供動力)，在汽車制造、工程機(jī)械、軌道交通等重載型市場中，用戶一般對AGV/AMR的載重和功率要求要高得多。

　　也有部分業(yè)內(nèi)廠商表示，預(yù)計今年工業(yè)機(jī)器人業(yè)務(wù)仍會取得較快增長，產(chǎn)品仍以 SCARA 為主，同時六關(guān)節(jié)機(jī)器人占比會逐漸提升。

　　圖2 2021年7月-2022年上半年規(guī)模以上工業(yè)機(jī)器人企業(yè)產(chǎn)量統(tǒng)計(資料來源：國家統(tǒng)計局)

　　加緊在地化供應(yīng)鏈建設(shè)

　　中國一直是世界上最大的機(jī)器人市場，尤其是在今年突如其來的新冠疫情背景下，中國制造業(yè)對于自動化改造、人力部署替代的需求日漸增加，加速刺激上海及華東地區(qū)對自動化升級和“機(jī)器換人”的強(qiáng)烈需求;同時由于近一兩年上游元器件供應(yīng)緊缺的影響，甚至許多國際品牌機(jī)器人廠商也出現(xiàn)了交貨困難的情況。為了提升機(jī)器人系統(tǒng)的市場競爭力，保障對市場的穩(wěn)定供貨，強(qiáng)化在中國本地的供應(yīng)鏈體系建設(shè)，已成為了業(yè)內(nèi)企業(yè)所達(dá)成的一項(xiàng)共識。

　　并且，國內(nèi)本土機(jī)器人本體制造廠商以及系統(tǒng)集成商在近幾年的崛起，不容小覷，他們憑借著服務(wù)響應(yīng)速度和成本控制等方面的明顯優(yōu)勢，迅速獲得了市場人士的普遍認(rèn)可。針對在地化供應(yīng)鏈的建設(shè)，這類廠商不但是積極的推動者之一，同時他們也在大力促進(jìn)機(jī)器人核心零部件國產(chǎn)化替代的進(jìn)程，以降低本體的制造成本，逐步提升零部件自制率，增加供應(yīng)鏈體系的安全自主可控——因?yàn)楹诵牧悴考菦Q定本體性能和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的重要部分，它可以幫助廠商形成較強(qiáng)的進(jìn)入“壁壘”，增加客戶粘性，提高產(chǎn)品的議價權(quán)和市場的服務(wù)質(zhì)量。

　　總體而言，工業(yè)機(jī)器人的上游核心零部件主要包括減速機(jī)、伺服系統(tǒng)和控制器，這三大核心零部件的成本占工業(yè)機(jī)器人總體成本的60%左右。

　　在減速機(jī)部分，隨著近幾年國內(nèi)以中大力德、綠的諧波等為代表的一批減速機(jī)廠商的快速崛起，在諧波減速機(jī)產(chǎn)品線已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，基本上可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，機(jī)器人企業(yè)一般通過規(guī)模化采購及優(yōu)化供應(yīng)鏈等措施進(jìn)行降本;而國內(nèi)RV減速機(jī)在傳動精度、扭轉(zhuǎn)剛度、穩(wěn)定性等性能上還有一定的差距，一些機(jī)器人企業(yè)主要通過對國產(chǎn)減速機(jī)的使用驗(yàn)證，來逐步提高國產(chǎn)RV減速機(jī)的使用量。

　　控制器的任務(wù)是下達(dá)指令以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的工作順序、位置、運(yùn)動速度、時間間隔的動作控制。工業(yè)機(jī)器人的控制方式包括運(yùn)動控制和力控制。運(yùn)動控制主要控制機(jī)器人動作的位置、軌跡;力控制則控制機(jī)器人末端執(zhí)行器的作用力與力矩，由于控制器成本較高，多數(shù)工業(yè)機(jī)器人廠商都會選擇自研控制器，尤其是一些大型廠商。本土專業(yè)控制器開發(fā)廠商包括華成工控、朗宇芯、固高、眾為興等等，近年來這些廠商積極在底層軟件架構(gòu)和核心控制算法層面做進(jìn)一步的提升，力爭在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、易用性等性能指標(biāo)上拉近與國際品牌之間的距離。

　　近幾年，中國伺服行業(yè)的迅猛發(fā)展，有目共睹，匯川、新時達(dá)、禾川、清能德創(chuàng)、英威騰等是國內(nèi)伺服行業(yè)的優(yōu)秀企業(yè)代表;與此同時，松下、安川、博世力士樂、科爾摩根等一批國際廠商在中國的產(chǎn)能也在逐年提升。工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)需要大力矩、高剛性、高精度、高穩(wěn)定、強(qiáng)抗干擾性的伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動，這些都是伺服系統(tǒng)廠商目前重要的技術(shù)開發(fā)趨勢。

　　圖3 工業(yè)機(jī)器人的模塊組成分析(資料來源：億歐智庫)

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　　運(yùn)控核心零部件最新開發(fā)動向

　　新時達(dá)上海機(jī)器人工廠是全球第二座國產(chǎn)機(jī)器人制造機(jī)器人工廠，公司完整掌握機(jī)器人控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，并提供工業(yè)機(jī)器人及系統(tǒng)集成方案。據(jù)悉，新時達(dá)松山湖(生態(tài)園)眾為興控制器產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目已完成了主體建設(shè)，該基地建設(shè)完成后主要從事研發(fā)及生產(chǎn)專業(yè)控制器、工業(yè)機(jī)器 人及數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等。

　　新時達(dá)持續(xù)不斷地深化工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動控制相關(guān)技術(shù)，升級在線自適應(yīng)軌跡規(guī)劃技術(shù)，基于機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型實(shí)現(xiàn)效率最優(yōu)或能量最優(yōu)的軌跡規(guī)劃，在關(guān)節(jié)最大受力、最大扭矩的約束條件下充分發(fā)揮機(jī)器人的加減速設(shè)備特性，提升機(jī)器人加工節(jié)拍。新時達(dá)全新研發(fā)的 V 型抑振控制算法可消除 0.5Hz-10kHz 頻率段的振動，保證機(jī)器人在高節(jié)拍運(yùn)動過程中，機(jī)械的低頻振動得到有效抑制，從而確保了機(jī)器人系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。同時，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，新時達(dá)搭建起了工業(yè)機(jī)器人云平臺，采用云計算和邊緣計算相結(jié)合方式，充分發(fā)揮云計算平臺的算力優(yōu)勢和本地邊緣設(shè)備機(jī)器人控制器實(shí)時數(shù)據(jù)獲取的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵零部件的壽命預(yù)測，提高了機(jī)器人的可靠性;并針對不同的行業(yè)應(yīng)用，結(jié)合機(jī)器視覺技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同應(yīng)用場景下的機(jī)器人的自主作業(yè)，提高了機(jī)器人的柔性應(yīng)用性能。

　　進(jìn)入第二季度，和大多數(shù)機(jī)器人廠商一樣，埃斯頓正加緊調(diào)整生產(chǎn)流程，爭取在六月份能夠加快制造交付。在國產(chǎn)替代加快和國內(nèi)自主品牌競爭力大幅提升的趨勢下，埃斯頓從自動化核心部件及運(yùn)動控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人及機(jī)器人集成應(yīng)用的智能制造系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建起從技術(shù)、質(zhì)量、成本、服務(wù)到品牌的全方位競爭優(yōu)勢。埃斯頓充分發(fā)揮具備 Trio 運(yùn)動控制器、交流伺服系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人及機(jī)器視覺等全線產(chǎn)品和技術(shù)的優(yōu)勢，為新能源行業(yè)頭部客戶提供基于公司工業(yè)機(jī)器人和運(yùn)動控制系統(tǒng)的高速、高精度模組及Pack生產(chǎn)線。這種高度集成的、核心技術(shù)高度自主的自動化生產(chǎn)線可以降低成本、提升效率，為公司工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品全面進(jìn)入新能源行業(yè)起到了能力證明和性能標(biāo)桿的作用，目前已交付的鋰電池模組裝配生產(chǎn)線得到了頭部客戶的高度認(rèn)可。

　　驅(qū)控一體化機(jī)器人控制系統(tǒng)將伺服驅(qū)動與運(yùn)動控制集于一身，兩者之間可以在內(nèi)部進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信，用戶在使用時可以節(jié)省大量電纜、空間，擁有著體積小、成本低、效率高等諸多優(yōu)勢。最近幾年，國內(nèi)驅(qū)控一體化系統(tǒng)進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化落地階段，市場接受度大幅提高。在驅(qū)控一體化系統(tǒng)的開發(fā)上，今年，華成工控針對水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人和小型的6軸機(jī)器人(7公斤內(nèi))，推出了SCARA驅(qū)控一體控制系統(tǒng)QCR4G和6軸驅(qū)控一體控制系統(tǒng)QCR6G，適用于搬運(yùn)、上下料、噴涂、打螺絲、沖壓等應(yīng)用場景。

　　此外，朗宇芯在2021年底也推出了JAS高集成度驅(qū)控一體機(jī)，它針對桁架機(jī)械手行業(yè)應(yīng)用而設(shè)計，三軸、五軸一體(可擴(kuò)展至七軸)，使用緊湊型共母線設(shè)計，體積小巧;采用芯片直連內(nèi)部高速總線通信，無需外部通訊控制總線，抗干擾性能強(qiáng)，高效可靠;電流環(huán)控制周期最快可達(dá)62.5us，速度環(huán)與位置環(huán)的周期最快可達(dá)125us，以實(shí)現(xiàn)高精度、高響應(yīng)控制;豐富的應(yīng)用功能，電機(jī)設(shè)置向?qū)Чδ?，自動剛度控制算法，并帶有慣量參數(shù)辨識功能，內(nèi)置應(yīng)用邏輯與驅(qū)動參數(shù)一站式設(shè)置，簡單易用，大幅提高了調(diào)試效率。另外，朗宇芯的顯控一體化平臺將顯示與控制功能集成在一起，只需一條總線，即可通過示教器界面控制高性能機(jī)器人系統(tǒng)。

　　在國際廠商部分，博世力士樂瞄準(zhǔn)重載AGV/AMR這一新興市場，推出的經(jīng)濟(jì)型AM drives伺服系統(tǒng)使用的是380V電壓等級，可滿足重載市場的應(yīng)用需求。安川電機(jī)定位于高速定位、高頻率的SGD7S-Y3502伺服驅(qū)動器，進(jìn)一步提升了模型追蹤控制的控制算法，適用于半導(dǎo)體固晶機(jī)應(yīng)用場景;另一款帶有碰撞感知功能的SGD7S-Y3503伺服可在沒有外部傳感器的情況下，檢測出設(shè)備和工件發(fā)生碰撞時產(chǎn)生的異常扭矩，從而使馬達(dá)停止動作，適用于半導(dǎo)體(固晶、分選)、機(jī)械手、激光加工等領(lǐng)域。

　　根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會IFR的最新數(shù)據(jù)顯示，從工業(yè)機(jī)器人密度(平均每萬名工人所擁有的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量)來看，韓國機(jī)器人密度已達(dá)到 932，躋身全球首位，而中國機(jī)器人密度從 2015 年的 49 增長至 246，近兩倍于同期全球平均水平(126)，位列全球第九，著眼于中國制造業(yè)正在邁入的高質(zhì)量發(fā)展階段，可以確定的是，中國工業(yè)機(jī)器人市場仍然具有較大的成長空間與發(fā)展前景。

　　圖4 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用分類(資料來源：億歐智庫)

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