推薦：2017-2018年工業機器人發展趨勢分析
工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,它能自動執行工作,是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。工業機器人是打造自動化工廠的重要組成,可有效提高效率生產、降低成本和控制質量。工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。
2017年我國機器人市場規模達到62.8億美元,2012-2017年的平均增長率達到28%。其中,工業機器人42.2億美元,服務機器人13.2億美元,特種機器人7.4億美元。
2017年我國機器人市場結構
資料來源:前瞻產業研究院整理
機器人國產化率還有很大提升空間
2016年中國品牌機器人產量達到29144台,國產化率從2011年的5%提升至2016年的34%,表明國產機器人近幾年來進步巨大。除去汽車製造外,大部分的工業領域都可以看到國產品牌機器人。在系統集成和本地化優勢上,國內企業優勢明顯,相比於快速增長市場,國產工業機器人還有很大的提升空間。
工業機器人國產化率快速提升
數據來源:公開資料整理
根據前瞻產業研究院發布的《中國工業機器人行業產銷需求預測與轉型升級分析報告》數據顯示,2016 年中國機器人銷量約達9萬台,佔全球銷售量的比例約30%,中國已成為全球工業機器人行業的銷量冠軍。2017 年,國內工業機器人銷量增速繼續大增,1-10 月份累計實現10.48 萬台,同比增長68.90%,單月平均銷量超過 1 萬台。
近幾年國內工業機器人銷量快速增長
數據來源:公開資料整理
工業機器人四大家族仍佔據國內主要市場
總體來看外資品牌在國內的市場佔有率約為七成。其中,「四大家族」發那科、ABB、安川、庫卡在國內的總市佔率約為40%。同時,從工業機器人使用密度角度,目前,中國工業機器人使用密度僅為49台/萬人,同期全球平均水平為69台/萬人。該指標排名靠前的國家分別為韓國、新加坡、日本、德國以及瑞典,密度分別達到531台/萬人、398台/萬人、305台/萬人、301台/萬人以及212台/萬人。我國雖已成長為全球工業機器人大國,距離強國尚有距離,國產品牌崛起之路空間廣闊。
工業機器人國產化有望超預期
2017年國產本體的迅速起量,國產工業機器人產 業鏈已經初步形成,國產核心零部件體系已經基本構建完畢。我們預計國產機器人的 突破就在未來2-3年將會完成,國產化進程將會超出預期。 國產工業機器人當中,埃夫特、埃斯頓、錢江機器人和新松等有望憑藉著紮實的 基礎,成為行業的龍頭,還有拓斯達、上海歡顏、珞石機器人、敖博機器人和伯朗特 等新興勢力值得重點關注。2017年國產機器人實現爆髮式增長,埃夫特銷量接近3000 台,埃斯頓超過2000台,均實現翻倍。
考慮到未來幾年,國內工業機器人市場有望達到50-60萬台,國產本體的銷量將有 可能佔據整個市場的80%。估計國產機器人銷量有超過10萬台的企業,營收規模達到百億級水平,而且擁有很強的盈利能力。
2017年國產機器人企業銷量增速
數據來源:公開資料整理
國產工業機器人正逐步獲得市場認可
目前,我國已將突破機器人關鍵核心技術作為科技發展重要戰略,國內廠商攻克了減速機、伺服控制、伺服電機等關鍵核心零部件領域的部分難題,核心零部件國產化的趨勢逐漸顯現。與此同時,國產工業機器人在市場總銷量中的比重穩步提高。國產控制器等核心零部件在國產工業機器人中的使用也進一步增加,智能控制和應用系統的自主研發水平持續進步,製造工藝的自主設計能力不斷提升。
工業機器人是智能製造業最具代表性的裝備。日本、美國、德國和韓國是工業機器人強國。日本號稱「機器人王國」，在工業機器人的生產、出口和使用方面都居世界榜首；日本工業機器人的裝備量約佔世界工業機器人裝備量的60%。
2017年全球工業機器人發展現狀
工業機器人是智能製造業最具代表性的裝備。日本、美國、德國和韓國是工業機器人強國。日本號稱「機器人王國」，在工業機器人的生產、出口和使用方面都居世界榜首；日本工業機器人的裝備量約佔世界工業機器人裝備量的60%。
美國是機器人的發源地，早在1962年就研製出世界上第一台工業機器人，儘管美國在機器人發展史上走過一條重視理論研究、忽視應用開發研究的曲折道路，但是美國的機器人技術在國際上仍一直處於領先地位，其技術全面、先進，適應性也很強。
德國工業機器人的總數佔世界第三位，僅次於日本和美國；德國工業機器人的研究和應用在世界上處於領先地位。
韓國是工業機器人的後起之秀，於20世紀80年代末開始大力發展工業機器人技術，在政府的資助和引導下，韓國近幾年來已躋身機器人強國之列。
與此同時，工業機器人領域的全球知名生產廠商也主要集中在以日、美、德等為代表的發達國家，如瑞典ABB，日本的發那科（FANUC）、安川電機（YASKAWA），德國的庫卡（KUKA）、美國American Robot和義大利柯馬（COMAU）等，這些廠商生產的工業機器人已成為一種工業標準在全球得到廣泛應用。
圖表1：全球機器人發展現狀
資料來源：前瞻產業研究院整理
根據國際機器人聯合會（IFR）統計，國際工業機器人市場於2010年開始恢復性增長。從全球範圍來講，由於金融危機的影響，2009年運行中的工業機器人比2008年下降了0.5%。2010年，全世界新安裝的工業機器人數量逐步接近2005-2008年的高峰期，共供應了12.1萬台工業機器人，這就意味著工業機器人的全球銷售量與不景氣的2009年相比幾乎翻倍。
最新數據顯示，2016年全球工業機器人銷量約29.4萬台，同比增長16%，預計2017年在34.6萬台左右；2016年全球工業機器人銷售額首次突破132億美元，預計2017年可達147億美元。
圖表2：2010-2017年全球工業機器人發展規模（單位：萬台，億美元）
資料來源：前瞻產業研究院整理
未來全球工業機器人趨勢前景預測
前瞻產業研究院分析認為，工業大國提出機器人產業政策，如德國工業4.0、日本機器人新戰略、美國先進位造夥伴計劃、中國大陸十三五規劃與《中國製造2025》等國家級政策，皆納入機器人產業發展為重要內涵，將促使工業機器人市場持續增長，IFR預計到2025年全球工業機器人銷量將達到85萬台。
圖表3：2017-2025年全球工業機器人銷量預測（單位：台，%）
資料來源：前瞻產業研究院整理
前瞻產業研究院發布的《2018-2023年中國工業機器人行業戰略規劃和企業戰略諮詢報告》認為，未來全球工業機器人主要有以下四大趨勢：
1）機器人與信息技術深入融合
大數據和雲存儲技術使得機器人逐步成為物聯網的終端和節點。信息技術的快速發展將工業機器人與網路融合，組成複雜性強的生產系統，各種演算法如蟻群演算法、免疫演算法等可以逐步應用於機器人應用中，使其具有類人的學習能力，多台機器人協同技術使一套生產解決方案成為可能。
2）機器人產品易用性與穩定性提升
隨著機器人標準化結構、集成一體化關節、自組裝與自修復等技術的改善，機器人的易用性與穩定性不斷被提高。
一是機器人的應用領域已經從較為成熟的汽車、電子產業延展至食品、醫療、化工等更廣泛的製造領域，服務領域和服務對象不斷增加，機器人本體向體積小、應用廣的特點發展。
二是機器人成本快速下降。機器人技術和工藝日趨成熟，機器人初期投資相較於傳統專用設備的價格差距縮小，在個性化程度高、工藝和流程繁瑣的產品製造中替代傳統專用設備具有更高的經濟效率。
三是人機關係發生深刻改變。例如，工人和機器人共同完成目標時，機器人能夠通過簡易的感應方式理解人類語言、圖形、身體指令，利用其模塊化的插頭和生產組件，免除工人複雜的操作。現有階段的人機協作存在較大的安全問題，儘管具有視覺和先進感測器的輕型工業機器人已經被開發出來，但是目前仍然缺乏可靠安全的工業機器人協作的技術規範。
3）機器人向模塊化、智能化和系統化方向發展
目前全球推出的機器人產品向模塊化、智能化和系統化方向發展。
第一，模塊化改變了傳統機器人的構型僅能適用有限範圍的問題，工業機器人的研發更趨向採用組合式、模塊化的產品設計思路，重構模塊化幫助用戶解決產品品種、規格與設計製造周期和生產成本之間的矛盾。例如，關節模塊中伺服電機、減速機和檢測系統的三位一體化，由關節、連桿模塊重組的方式構造機器人整機。
第二，機器人產品向智能化發展的過程中，工業機器人控制系統向開放性控制系統集成方向發展，伺服驅動技術向非結構化、多移動機器人系統改變，機器人協作已經不僅是控制的協調，而是機器人系統的組織與控制方式的協調。
第三，工業機器人技術不斷延伸，目前的機器人產品正在嵌入工程機械、食品機械、實驗設備、醫療器械等傳統裝備之中。
4）新型智能機器人市場需求增加
新型智能機器人，尤其是具有智能性、靈活性、合作性和適應性的機器人需求持續增長。
第一，下一代智能機器人的精細作業能力被進一步提升，對外界的適應感知能力不斷增強。在機器人精細作業能力方面，波士頓諮詢集團調查顯示，最近進入工廠和實驗室的機器人具有明顯不同的特質，它們能夠完成精細化的工作內容，如組裝微小的零部件，預先設定程序的機器人不再需要專家的監控。
第二，市場對機器人靈活性方面的需求不斷提高。雷諾使用了一批29公斤的擰螺絲機器人，它們在僅有的1.3米長機械臂中嵌入6個旋轉接頭的機器臂均能靈活操作。
第三，機器人與人協作能力的要求不斷增強。未來機器人能夠靠近工人執行任務，新一代智能機器人採用聲吶、攝像頭或者其他技術感知工作環境是否有人，如有碰撞可能它們會減慢速度或者停止運作。
騰訊對外公布了其2018年在AI領域的三大核心戰略，其中包括成立機器人實驗室"Robotics X"。當然，騰訊並不是唯一一家展開行動的互聯網巨頭，"三巨頭"中的另外兩家--百度和阿里，早前已開始對機器人領域進行布局。隨著巨頭們資本和技術力量的聚集，未來機器人開發應用的將會迎來行業發展的黃金期。
BAT開啟機器人競速模式
2015年我國進入人工智慧元年，自此以後，BAT等互聯網公司紛紛踏足機器人領域。截至目前，BAT已相繼建立與機器人基礎科學和技術有關的研發機構。
2016年，騰訊成立AI Lab，肩負騰訊在人工智慧領域的基礎研究及應用探索。目前，騰訊AI Lab擁有70多位科學家和300多位應用工程師，研發成果已應用在微信、QQ及天天快報等上百個產品。而此次機器人實驗室"Robotics X"的誕生，則意味著騰訊要在人工智慧領域開闢一塊新的戰場。
2017年10月，阿里巴巴宣布成立"達摩院"，來進行基礎科學和顛覆式技術創新研究。據悉，達摩院將包括亞洲達摩院、美洲達摩院、歐洲達摩院，並在北京、杭州、新加坡、以色列、聖馬特奧、貝爾維尤、莫斯科等地設立不同研究方向的實驗室。
就在2018年1月份，百度研究院宣布設立"商業智能實驗室"和"機器人與自動駕駛實驗室"，同時，三位世界級人工智慧領域科學家Kenneth Ward Church、浣軍、熊輝也加盟百度研究院。目前，百度研究院擁有超過2000名科學家及工程師，並建立起包括七位世界級科學家、五大實驗室的陣容。
圖表1:BAT在機器人領域布局情況
近年來市場高速增長 發展潛力巨大，當前，我國機器人市場進入高速發展期，2017年市場規模約62.8億美元，2012-2017年平均增長率達到28%。
圖表2:2012-2017年我國機器人市場規模增長情況(單位:億美元，%)
其中，工業機器人連續五年成為全球第一大應用市場，服務機器人需求潛力巨大，特種機器人應用場景顯著擴展，核心零部件國產化進程不斷加快，創新型企業大量湧現，部分技術已可形成規模化產品，並在某些領域具有明顯優勢。2017年，工業機器人是機器人市場主要產品，所佔整體比重高達67.2%，市場規模為42.2億美元。此外，得益於互聯網巨頭對機器人在服務場景應用的投入，服務機器人所佔比重也超過20%，市場規模達到13.2億美元。
圖表3:2017年我國機器人市場結構(單位:億美元，%)
(一)工業機器人
我國工業機器人市場發展較快，約佔全球市場份額三分之一，是全球第一大工業機器人應用市場。2016年，我國工業機器人保持高速增長，銷量同比增長31.3%。按照應用類型分，目前國內市場的搬運上下料機器人佔比最高，達到61%;其次是裝配機器人，佔比15%，高於焊接機器人佔比6個百分點。當前，我國生產製造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業機器人的市場需求依然旺盛，據估算2017年我國工業機器人銷量首次超過11萬台，市場規模達到42.2億美元。
圖表4:2012-2017年我國工業機器人銷售額及增長率(單位:億美元，%)
圖表5:我國工業機器人市場應用結構(單位:億美元，%)
在需求端，未來隨著我國勞動力成本快速上漲，人口紅利逐漸消失，生產方式向柔性、智能、精細轉變，構建以智能製造為根本特徵的新型製造體系迫在眉睫，對工業機器人的需求將呈現大幅增長。根據前瞻產業研究院發布的《2018-2023年中國工業機器人行業產銷需求預測與轉型升級分析報告》預測，到2023年，國內市場規模將翻一番，進一步擴大到接近80億美元。
圖表6:2018-2023年我國工業機器人銷售額及增長率預測(單位:億美元，%)
另外，在供給端，根據三部委發布的《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》，到2020年，我國自主品牌工業機器人年產量達到10萬台，六軸及以上工業機器人年產量達到5萬台以上。工業機器人速度、載荷、精度、自重比等主要技術指標達到國外同類產品水平，平均無故障時間(MTBF)達到8萬小時。
(二)服務機器人
我國服務機器人的市場規模快速擴大，成為機器人市場應用中頗具亮點的領域。2016年，我國服務機器人市場規模達到10.3億美元;據估算2017年我國服務機器人市場規模將達到13.2億美元，同比增長約28%，高於全球服務機器人市場年均增速。其中，我國家用服務機器人、醫療服務機器人和公共服務機器人市場規模分別為5.3億美元、4.1億美元和3.8億美元，家用服務機器人市場增速相對領先。
圖表7:我國服務機器人市場應用結構(單位:億美元，%)
截至2017年底，我國60歲以上人口已達2.41億人，佔總人口的17.3%。老齡化社會服務、醫療康復、救災救援、公共安全、教育娛樂、重大科學研究等領域對服務機器人的需求也呈現出快速發展的趨勢。根據《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》，到2020年我國服務機器人年銷售收入將超過300億元，在助老助殘、醫療康復等領域實現小批量生產及應用。因此，根據前瞻產業研究院發布的《2018-2023年中國服務機器人行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》預測，我國服務機器人市場規模將增長至66億美元。
圖表8:2012-2023年我國服務機器人銷售額及增長率(單位:億美元，%)
(三)特種機器人
當前，我國特種機器人市場保持較快發展，各種類型不斷出現，在應對地震、洪澇和極端天氣，以及礦難、火災、安防等公共安全事件中，對特種機器人有著突出的需求。2016年，我國特種機器人市場規模達到6.3億美元，增速達到16.7%，略高於全球特種機器人增速。其中，軍事應用機器人、極限作業機器人和應急救援機器人市場規模分別為4.8億美元、1.1億美元和0.4億美元，其中極限作業機器人是增速最快的領域。
2017年，據估算，我國特種機器人市場規模為7.4億美元。隨著我國企業對安全生產意識的進一步提升，將逐步使用特種機器人替代人在高危場所和複雜環境中進行作業。到2023年，特種機器人的國內市場需求有望達到18.7億美元。
圖表10:2012-2023年我國特種機器人銷售額及增長率(單位:億美元，%)
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