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机器人行业分析

发表时间:2023/06/26 阅读量:393 来源: 深圳市安捷视讯电子科技有限公司

第一章 行业概况

据国际标准化组织(ISO)最新资料,将机器人定义为:具有一定程度的自主能力,可在其环境内运动以执行预期任务的可编程执行机构。据国际机器人联盟(IFR)划分标准,可将机器人分为工业机器人和服务机器人。其中,工业机器人是指应用于生产过程与环境的机器人;服务机器人是指除工业机器人以外,用于非制造业并服务于人类的各种机器人,分为个人/家用服务机器人及专业服务机器人。中国电子学会结合中国机器人产业发展特性,将机器人分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。


机器人产业链结构图

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2019年,全球机器人市场规模持续增长,达294.0亿美元,中国产业规模为达588.7亿元。汽车及零部件在中国工业机器人市场的行业应用占比为35.8%,电子电气占比为28.7%,金属加工占比8.2%,食品医药占比3.1%,仓储物流占比2.9%,塑料加工占比 2.8%,其它领域占比18.5%。家用机器人在中国服务机器人市场的占比为35.6%,特种机器人占比为25.4%,医疗机器人占比21.0%,公共服务机器人占比18.0%。


第二章 商业模式和技术发展

2.1 产业链价值链商业模式

2.1.1 产业链

工业机器人产业链上游是核心零部件,包括控制器、伺服系统和减速器三大部分,这三种部件是工业机器人中核心技术之所在。产业链中游是机器人本体制造,发那科、 ABB、库卡、安川四大家族具有明显优势,占据了全球工业机器人市场份额的40%,而国产厂商因为起步较晚,还处在追赶阶段。下游是系统集成,目前主要集中在汽车制造和 3C 电子行业,二者几乎占据了整个工业机器人下游应用的半壁江山,但在食品饮料、物流、光伏、锂电等长尾市场增速较快。


服务机器人:

整体来看,我国服务机器人行业的产业链较为成熟,这一方面依赖于我国成熟的电子制造业为机器人行业提供了供应链基础;另一方面,人工智能等新兴机器人交互技术在国内的发展渐趋成熟,受技术商业化需求的驱动,越来越多的企业加入到商用服务机器人行业,成为重要技术和解决方案提供商。随着产业的精细化发展,行业分工愈发精细,产业链也愈发复杂,在本篇报告中,服务机器人产业大致分为核心硬件供应商、软件或方案集成商、整机厂商以及销售渠道等几个环节。


服务机器人指在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的先进机器人,主要包括家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人。其中,公共服务机器人指在农业、金融、物流等除医学领域外的公共场合为人类提供一般服务的机器人。

服务机器人应用场景及主要分类图

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2.1.2 商业模式

机器人商业模式: 全产业链模式是当下机器人企业发展趋势,也是当前具备较高盈利水平的商业模式。目前国内外较为成功的企业都采用了“重要零部件生产+本体生产+系统集成” 的全产业链模式,或是正在向上下游逐步渗透,实现全产业链模式的转型。 具体模式有:(1) 单一本体制造和销售模式;(2) 系统集成模式;(3) 核心零部件生产和销售模式;(4) 本体生产+系统集成模式;(5) 全产业链模式。其中采用前三种商业模式的企业主要从事单一的业务,采用后两种模式的企业则从事两种或多种业务。

2.2 技术发展

机器人是衡量一个国家科技创新能力和高端制造水平的重要标志之一,被誉为是“制造业皇冠顶端的明珠”。


服务机器人的主要功能包括导航定位、运动控制和人机交互,涉及的主要技术分别为 SLAM (定位和地图创建)、液压控制/电机控制、人工智能技术。

服务机器人涉及的主要技术图 

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导航定位技术使服务机器人能够感知周围环境,并自主规划路径进行移动,目前的扫地机器人、送餐机器人、配送机器人等的核心就是导航定位技术。

运动控制技术则赋予了服务机器人按需求进行运动的能力,核心技术包括控制传感器、伺服舵机、减速器等,舵机机器人就是以运动控制技术为核心的服务机器人。

人工智能技术大幅提高了服务机器人的智能化程度,不仅使机器人具备了基本的语言沟通能力、图像识别能力,甚至赋予了机器人情感交流和强大的逻辑计算能力。


2.3 政策监管

机器人行业的主管部门为国家发改委和工信部。主管部门主要职能为负责行业发展规划的研究、产业政策的制定,指导行业结构调整、行业体制改革、技术进步和技术改造以及拟定产业发展战略、方针政策和总体规划,拟定行业技术标准等工作。一些机器人协会作为自律组织存在。


2017年10月25日,人类历史上首位机器人公民诞生——“女性”机器人索菲娅被授予沙特公民身份。索菲娅在发布会上说了一句耐人寻味的话:“如果你对我好,我就会对你好。”作为一种社会活动的产物,机器人权利有别于人类的“自然权利”,它具有法律拟制性、利他性以及功能性等权利属性。由此也形成了数据共享权、个体数据专有权、基于功能约束的自由权以及获得法律救济权四项基本权利类型。在应对机器人权利所带来的社会风险上,应明确机器人权利的边界及法律保留事项、加强法律与机器人伦理规范的衔接、建立机器人监管机制,从而引领人机关系走向正常化、法治化。未来对机器人进行全方位的监管,更多机构和组织参与监管中来。


第三章 行业估值、定价机制和全球龙头企业


行业表现及历史估值图 

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机器人行业估值方法可以选择市盈率估值法、PEG估值法、市净率估值法、市现率、P/S市销率估值法、EV/Sales市售率估值法、RNAV重估净资产估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF现金流折现估值法、NAV净资产价值估值法等。

 

3.2 行业发展和驱动机制及风险管理

2019年全球服务机器人市场规模为135.0亿美元,占整体机器人市场规模的45.9%,所占比例不断提高,全球工业机器人市场规模为159.0亿美元,占比为54.1%。从全球地区发展来看,亚太地区是机器人最活跃的市场,占全球份额为60.2%,其次是欧洲地区和北美地区,分别占比19.9%和17.4%。

中国机器人市场规模持续增长,达588.7亿元,增长率为9.8%,中国服务机器人市场规模为206.5亿元,占整体机器人市场规模的35.1%,所占比例进一步提高,工业机器人市场规模为382.2亿元,占比为64.9%。华东、中南、华北地区是中国机器人发展较好的区域市场,市场份额分别达到31.8%、26.9%和15.8%。

3.2.1 行业发展和驱动因子

当前,全球机器人行业已经进入了飞速发展阶段。据IFR和中国电子学会数据,我国工业机器人已进入产业化阶段,并成为了全球最大工业机器人应用市场。我国机器人销售额总体呈逐年增长态势,2019年我国机器人销售额近608亿元,主要以工业机器人为主,工业机器人比重达66%。2019年我国工业机器人市场规模近401亿元。2019年我国机器人市场主要以工业机器人为主,工业机器人比重达66%,远高于服务机器人和特种机器人。其中服务机器人比重为25%,特种机器人比重为9%。中国作为全球最大的机器人市场之一,在国内政策、技术、市场需求等多重刺激下快速发展。

 

工业机器人:

根据国家统计局数据显示,我国工业机器人产量增速从 2017 年年底开始逐渐放缓,自 2018 年 9 月起我国工业机器人产量进入负增长,行业持续低迷,这主要是因为工业机器人作为典型的通用设备,具有一定的周期性,受下游诸如汽车、 3C 等行业景气度的影响较大。但从 2019 年 10 月开始,我国工业机器人产量增速首次转正,并保持上涨趋势至今,增幅屡创新高,2020 年年初虽然受到新冠疫情影响但并没有改变行业上行的趋势。


工业机器人成本占比

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服务机器人:
全球服务机器人市场规模及其增速图

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中国服务机器人市场规模及其增速图

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驱动因素

行业应用广泛,应用需求增长推动行业发展;工业机器人在制造业的应用相当广泛,在汽车、3C 电子、金属加工、塑料及化学制品、食品饮料、生物制药等行业日常生产制造过程中皆得到了不同程度的应用。工业机器人可代替人从事重复性、常规性、高危性工作,从而提高工作效率。

“智能制造”倒逼下游转型升级,拉动市场需求;当前全球新一轮制造产业变革正在兴起,为制造业发展与分工格局带来深刻影响:发达国家实施“再工业化”战略,发展中国家积极参与全球产业再分工,智能制造在全球范围内已成为制造业重要发展趋势,推动了新生产方式的形成。

减速器国产化需求强烈;中国减速器行业市场化程度较高,随着近年来中国减速器生产商对外资企业先进技术的引进、消化、吸收以及再创新,一般传动减速器产品已逐渐实现了进口替代,中国减速器生产商在该领域已占据了主要地位。

政策红利推动工业机器人发展;自 2012 年以来,国家部委制定了一系列政策促进机器人产业发展。

劳动力成本上升,机器人发展空间广阔;在劳动力人口逐渐减少和老龄化趋势下,传统制造业劳动力成本持续上涨。随着工业机器人成本逐渐下降到人工成本平均水平,制造型企业用机器代人的意愿持续增长,将推动工业机器人的需求释放,日常流水线工作将逐渐由工业机器人完成。


3.2.2 行业风险分析和风险管理

1/ 机器人产品或服务的价格以及供需变化带来的风险。随着机器人市场的爆发增长,越来越多企业进入这个市场,同时机器人产品需求受到宏观经济和行业周期变化的影响,这些因素都有可能引发机器人产品价格的变化。

2/ 机器人原材料,关键元器件等供应的充足性稳定性和价格的变化带来的风险。机器人关键元器件制造商比较集中,且大部分掌握在国外公司手中,具有较大的定价权,这些都有可能构成市场风险。

3/ 要客户和主要供应商的信用风险,由于大部分机器人企业会允许客户赊账,赊账会产生不予支付的风险,同时企业的生产经营需要各种生产要素,如果供应商无法及时按照合同的要求提供这些生产要素,就有可能产生供应商的信用风险,导致企业生产经营无法正常进行。

4/ 税收政策和利率汇率变化带来的风险,机器人产业易受到国家产业政策的影响。

5/ 潜在进入者、竞争者与替代品的竞争带来的风险。潜在进入者进入威胁、现有企业竞争威胁、替代品的替代威胁这些都会引发市场风险

6/ 技术创新风险,技术创新风险是一种动态风险,有其复杂性。即由技术创新系统的外部因素或内部因素的变动,如经济、社会、技术、政策、市场等因素的变动,研究开发、市场调研、市场营销等方面的管理不到位,均可能导致风险的发生。

3.3 竞争分析

2019 年全球机器人市场结构(按种类划分)图 

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工业机器人:

当前,工业机器人在汽车、3C 电子、金属制品、塑料及化工产品等行业已经得到了广泛的应用,并且随着性能不断提升,以及各种应用场景的不断明晰,我国工业机器人产业呈现出不断深化、不断扩大应用的态势,目前我国工业机器人市场约占全球市场份额的三分之一,是全球第一大工业机器人应用市场。2019 年全年,全球共新增工业机器人 36.5 万套,亚洲地区的安装量占到了全球总安装量的三分之二,其中中国以 14.05 万台的安装量遥遥领先,几乎是第二名日本的三倍。

美国是工业机器人的诞生地,采用集成应用的发展模式,在全球范围采购工业机器人主机及成套设计的配套设备,由工程公司进口、进行集成生产线的设计、外围设备的研发与集成调试应用。日本工业机器人技术源于美国,目前以“工业机器人王国”著称。日本的工业机器人产业链最齐全,产业规模与实力位居全球之首,具有发那科、安川电机、川崎重工、Durr、Stiubli、等具有国际影响力的工业机器人供应商,核心零部件供应商如纳博特斯克更是在全球处于垄断地位。

欧洲是全球工业机器人的主角之一,已实现传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。德国KUKA,瑞士ABB,意大利COMAU,英国AutoTech Robotics、西门子等公司都是世界顶级工业机器人制造公司。以ABB机器人业务为例,它们认为主要竞争对手包括:发那科、Kuka、安川、川崎、Durr、Stiubli、通用机器人、罗克韦尔自动化和西门子等公司。

全球工业机器人主要国家装机量历史占比变化

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美国工业机器人市场近年的发展也是在稳步上升。随着机器人创新研究、人机协作发展等技术的逐渐应用,2018 年美国国内工业机器人销量达到 4.03万台,同比增长 21.6%;2019 年美国国内工业机器人销量达到 3.33 万台,同比下降 17.5%,十年期间的CAGR 达到17.16%。

全球工业机器人市占率(2018年)图 

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中国工业机器人密度变化图 

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服务机器人:

服务机器人行业起步较晚,尚处于发展的早期阶段,我国与国外处于相近的发展水平,并且已经涌现出一批优秀的企业,如扫地机器人企业科沃斯和石头科技、无人机企业大疆、巡检机器人企业亿嘉和、人形机器人企业优必选等。


国内外机器人合作向多领域合作发展图 

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 以发那科为例分析主营结构

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中国企业排名
A股相关上市企业图
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▷ 埃斯顿[002747.SZ]:公司业务覆盖了从自动化核心部件及运动控制系统、工业机器人到机器人集成应用的全产业链,构建了从技术、成本到服务的全方位竞争优势。公司业务主要分为两个核心业务模块:一是自动化核心部件及运动控制系统,二是工业机器人及智能制造系统。公司作为中国运动控制领域具有影响力的企业之一,自动化核心部件产品线已完成从交流伺服系统到运动控制系统解决方案的战略转型,业务模式正在实现从单轴—单机—单元的全面升华;工业机器人产品线在公司自主核心部件的支撑下得到超高速发展,奠定公司作为国产机器人行业的龙头地位,通过推进机器人产品线“ALL Made By ESTUN”的战略,形成核心部件—工业机器人—机器人智能系统工程的全产业链竞争力,构建了从技术、成本到服务的全方位竞争优势。

 

▷ 机器人[300024.SZ]:公司是一家以机器人独有技术为核心,致力于数字化智能高端装备制造的高科技上市企业。公司的机器人产品线涵盖工业机器人、洁净(真空)机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人五大系列。公司在高端智能装备方面已形成智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备产业群组化发展。公司是国际上机器人产品线最全厂商之一,也是国内机器人产业的领导企业。公司现已形成以自主核心技术、关键零部件、领先产品及行业系统解决方案为一体的完整产业链,并将产业战略提升到涵盖产品全生命周期的数字化、智能化制造全过程。

 

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▷ 科沃斯[603486.SH]:公司主营业务是各类家庭服务机器人,清洁类小家电等智能家用设备及相关零部件的研发,设计,生产与销售,为全球知名的家庭服务机器人制造商之一。经过多年的发展,公司已形成了包括扫地机器人,擦窗机器人,空气净化机器人,管家机器人在内的较为完整的家庭服务机器人产品线以及品类丰富的清洁类小家电产品线。

 

全球重要竞争者


除了以上公司以外,比如微软、英特尔、英伟达等也榜上有名,中国极智嘉(Geek+)多次榜上有名。

图 国外上市公司

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▷ 发那科[6954.T]:该公司是一家日本制造公司,主要从事提供工厂自动化(FA)机械。公司经营三个业务部门。FA部门从事FA产品的开发、制造、销售和维护,例如计算机数字控制(CNC)系统和激光产品。机器人部门从事机器人产品的开发、制造、销售和维护。机器人机器部门从事开发、制造、销售和维护robodrill、roboshot、robocut和robonano产品。

 

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▷ 库卡[KU2.DF]:KUKA是一家国际活跃的自动化集团,销售额约32亿欧元,员工约14200人。作为世界领先的集成自动化解决方案提供商之一,KUKA为客户提供所有服务:从机器人到电池,到全自动系统,以及汽车、电子、一般工业、消费品、电子商务/零售和医疗保健等市场的网络。公司总部位于奥格斯堡。

 

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▷ ABB Robotics:ABB是全球技术领导企业,致力于推动社会与行业转型,实现更高效、可持续的未来。ABB 通过软件将智能技术集成到电气、机器人、自动化、运动控制产品及解决方案,业务遍布全球100多个国家和地区,员工人数达11万。机器人部门主要包括主要产品包括电机、发电机、变频器、机械动力传动装置、机器人、风电和牵引变流器等。

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第四章 未来展望

全球机器人基础与前沿技术正在迅猛发展,涉及工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等各个方面,大量学科在相互交融促进中快速发展,技术创新趋势主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构三个重点展开。

▷ 工业机器人:智能化及柔性化是工业机器人发展趋势;近年来机器人相关技术发展迅速,主要涉及的方面包括工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机等。在技术创新方面,主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构三个重点展开。综合来看,智能化、柔性化是当前工业机器人技术的主要发展方向。


▷ 服务机器人:以人工智能、云计算、物联网等为代表的技术将带动服务机器人产业向智能化、创新化、数字化方向迅速迈进。机器人未来有望成为场景数据的入口和连接者,成为实现全场景数字化和云边端协同一体化的重要环节。随着国家战略的推进和产业链的发展,越来越多的组织及个人将参与到服务机器人产业,“政、产、学、研、用、资”多方共建的发展格局将逐步形成,为机器人生态化发展奠定良好基础。服务机器人的产业链将逐渐完善,技术创新成果逐步积累,产业会变得更加规模化、体系化。用户需求的多样化和新技术的日益发展将给服务机器人市场将带来重大发展机遇。


▷ 特种机器人:结合感知技术与仿生等新型材料,智能性和适应性不断增强;灾后救援机器人研制成热点,采矿机器人开始向深海空间拓展。


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