全球工业机器人发展现状分析

全球工业机器人发展现状分析一.全球机器人行业现状与机器人行业发展阶段（一）全球机器人行业现状1、行业发展：増长态势延续⑴预计2017年全球工业机器人销售量25从2008年第四季度起DI人市场逐渐由2009年的谷底恢复。2011年是全球工业机器人市场自1961年球工业机器人销量为15.9万台，略有主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑,但汽车工业机器人随着全球制造业产能自动化水平提升，特别是中国制造业升级,我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台,年复合增长率9.5%.(2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2012年全球机器人本体市场容量为530亿元，本体加集成市场容量按本体大约三倍算，估计估计2013年至2017年，包含本体和集成在内的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%o预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。(3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿服务机器人市场容量为73亿元，公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面,市场容量更大。预计20132017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量増长率为7%f公共服务机器人市场容量年均复合増长率为17%。到2017年全球服f务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人,服务机器人市场容量会大很2.全球机器人行业布局：日欧产业优势明显,中国市场潜力巨大(1)工业机器人市场销量与存量全球工业机器人日.美.德.韩.中五国存量占全球比例达71.24%f销量达69.92%。截至2012年底,全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年，最长分区域看，亚洲/澳洲增幅达到9%o亚洲増幅主要由中国需求拉动，因为中国2012年工业机器人销量増幅达到30%。分生产地和消费地看，日本是唯一的工业机器人人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以(2)全球工业机器人与机床行业销量的对比工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比，从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间内(15%-25%),表明这三国的机器人销量趋势与机床销量趋势基本一致，也表明机器人行业中国机器人销量占机床销量比在2006-2011到。因此，中国机器人行业发展潜力还很大。(3)主要国家/地区机器人技术优势领域比较日本在工业机器人、家用机器人方面优势明显，欧洲在工业机器人和医疗机器人领域居于领先地位，美国主要优势在系统集成领域,医疗机器人和国3、全球机器人市场格局在全球工业机器人本体市场,机器人四大龙头企业2012年收入占比超过50%,是这一领域的绝对强在机器人系统集成方面,除了机器人本体企业的集成业务，知名独立系统集成商还包括杜尔.棵近年来■随着服务机器人产业化趋势显现,在服务机器人领域也有一系列企业涌现岀来。这些企业包括研制达芬奇机器人的直觉外科机器人公司和生产吸尘器机器人的IROBOT从全球范围来看,汽车工业是机器人应用最2011-2012年，应用于交流通讯的机器人増幅居0前,为14%0（二）机器人行业发展阶段1、机器人行业发展五阶段结合发达国家机器人行业发展经验，我们将机器产业形成期、产业发展期和智能化时期五个阶段。美时期,而中国机器人产业美日欧工业机器人产业发展已经完成了前四个阶段并形成了各自的产业模式，美国优势在系统中国现阶段机器人产业模式更接近美国模式，原因是机器人本体不能大规模国产化，估计未来的发展趋势是类似于日本的产业链分工模式,前提是顾全球机器人发展简史,工业机器人早在1960年代就进入工厂。进入2000年,美国.人技术进入快速发展期>正向智能化阶段行2.以美日为例,看机器人行业发展美国是工业机器人的诞生国，但是随着制造业产能转移到亚洲,其工业机器人本体产业发展缓慢。日本机器人产业在80年代实现了对美国的反超,成为"机器人王国々在这一部分,我们系统的梳理了美日工业机器人发展历程，并回答了诸如"为何美国工业机器人本体产业没有发展起来7"日本机器人产业与其社会经济环境的关系”等(1)美国是工业机器人的诞生地，但本体发展缓慢早在1959年，美国的UNIMATION公司就生产出了世界上第一吕工业机器人UNIMATEe因为当时大家都想象着这个产业的前景非常好,有200多家公司开始做机器人(很像现在的中国)。然而，到上世纪七八十年代进入机器人行业的f很多公司机器人业务开始岀现亏损。我们通过考察美国机器人行业80年代左右的发展情历了损失。在那5年中美国机器人公司的总损失超f过税前总利润。每一年有净损失的生产者数量都要超如今，美国更重视集成业务与机器人前沿技术AdeptTechnology,AmericanRobot、IntuitiveSurgical.RethinkRobotics等。(2)美国没有发展好机器人本体的原因我们总结出下列几点:第一，由于美国工业机器人发展的早，当时技术不成熟，机器人在通用汽车试用的效果很不好,产品推不出去。后来美国经济不景气，工人失业也多。面对失业率，美国人有着机器人会抢夺人类工作•第二,二战以来美国的经济形态发生了f重大转变，典型特征就是传统制造业在整个经济中日益相对萎缩。美国的制造业从70-80年代开始转移至日本.东南亚和亚洲四小龙。美国制造业丧失领导力的领域，不仅局限于低技术产业中的低工资岗位,也开始向高端领域延伸。表现为不仅仅一般制造业产品贸易逆差大,先进制造业产品也有贸易逆•第三，美国人在机器人方面更重视应用,行业竞争激烈，机器人本体价格下降比较快，美国企业看到本体利润空间太薄，就不重视为机器人主要生产地。日本第一台工业机器人是1969年川崎重工与UNIMATION合作开发的自机器人诞生地美国的反超,成为〃机器人王国”。f拉动起来的,从50年代起的20年高速増长期日本GDP有30%来自制造业，从业人数也不断多。f数也趋于下降,这时,机器人的普及使日本保持1980年是日本机器人的普及元年，日本机1990年起日本经济进入低迷期,国内机器人销量停滞不前,但是岀现了岀口扩大趋势。2000年以后,出口逐渐占了大头特别r3、机器人行业发展与全球制造业转移息息机器人行业发展f特别是工业机器人的发展,与全球制造业转移息息相关，机器人替代人将是全球制造业未来的发展方向。这一部分将详细阐述这(1)全球制造业的三次转移大潮全球范围内出现过三次较大规模的产业转f传统产业向日本.德国这些战败国家转移。f亚洲"四小龙"和部分拉美国家转移轻工.纺织等劳动f和亚洲"四小龙”等新兴工业化国家把劳动密集型产代开始f中国逐渐成为第三次世界产业转移的最大承这三次转移潮的转移路径为从发达国家转移向发展中国家，从技术领先的国家,向技术相对落后国家扩散。总的趋势为从劳动力成本高的地区转移从产业角度来看,劳动密集型产业优先从劳动力上升，机器人替代是未来全球制造业的发展方向。当使用机器人的成本降低，以机器人替代人力更为划算时,这条轨迹也许会逆转制造业将部分回归美国本f然而,由于很多制造业产业链都在中国,因此很难全部转移岀去。这些巨大产能未来转型升级的主要求快速増长，中国有望崛起几家本体机器人企业。(2)制造业转移是一个追求低劳动成本的过从以上转移路径中可以看岀，制造业的转移是一个追求低劳动成本的过程。随着劳动力成本的上升,相对而言机器人是更加廉价的劳动力。以日本为例，机器人行业发展是伴随人工成本增加的日本大规模使用机器人带来两个直接好处:一是减缓劳动力成本上升对制造业的冲击，保持制造⑶机器人成本与人工费用简单比较根据我们调研国内重点工程机械企业机器>可知只要产能利用率足够高,一般一台大型焊接机器人,初始购置成本f1.67万。如果三班倒生产相当于5-6个工人f旺季工资是5000-6000f即使淡季5-6个工人工资，也要最少需要将近1.2万到1.5万,旺季可能要3万到3.6万,全年合计要30万，远高于当年机器人折旧机器人的使用成本也不高,90%的电费是用在焊接,和差不多。而且机器人维护保养费用也很低，比激光切另外，目前市场上不少人谈到发展机器人就多少存在片面性。替代劳动力只是发展机器人产业的一个方面（H本在高速成长期引入机器人对解决劳动力短缺,对其重化工业发展起到极大推f动其电子产业竞争优势大幅提升。(4)第四次工业革命仍以机器人为基础第一次工业革命是水力和蒸汽驱动的机械规模电气化生产。第三次工业革命是伴随电气和全球正在经历第四次工业革命。工业4.0以信息地理系统为基础,80%的创新由信息通信技术(ICT)推动。自动化.信息化是先进制造业的,机器人作为自动化技术的集大成者,是工业4.0的最主要的基础设施之一。二.国外重点机器人企业及集成企业在这一部分中，我们重点分析了国外典型的机器人企业，目的是通过剖析这些公司的特征寻找中企业最初起源于机器人产业链上下游相关企业,如下游应用的焊接设备.最终上规模的机器人企业大都是以本体业务为核心,同时还有集成业务,甚至也做核心零部件业这些机器人企业大都在上世纪70年代进入机器人领域,经过40年的发展,有些成为纯粹的机器人企业，有些是集团公司的业务之一。从业务角度看,四大机器人企业不但有机器人本体业务,同时也涉软件设计能力。当然也有专注于集成业务的企业壮（二）国外重点机器人本体企业这部分重点介绍了几个机器人本体公司，包括德国的库卡，日本的安川和美国的ADEPT。1、库卡:"最纯粹"的机器人企业库卡是德国机器人公司,器人制造商之一。2012年，库卡总营收为145亿系统集成营收为85亿元。库卡在2007年进行了业务重组,重组后库卡的业务部分为机器人部和系统集成部，是"最纯粹"的机库卡的经营理念是"专注于高増长与高利润的业务,以达到世界领先水平"。因此在2007年完成其业务重组，专注于具优势领域——机器人业务。库卡的机器人本体业务和集成业务水平均为全球领先。近年来库卡本体业务増速高于集成业务,本体业务营业利润近年来也高于集成业务，主要原因是中国等新兴市场集成业务外包比较多。这点也反应为库卡机器人本体利润好于系统集成利润。机器人(Robotics)、运动控制(MotionControl)、(SystemEngineering)与信息技术(InformationTechnology)o安川电机的业务特点是各个业务部门之间可以相互配合。安川电机是典型的综合型机器人企业，拥有包括上游零部件生产的运动控制部门在内的机器人安川电机的MOTOMAN工业机器人是世界上使用最广泛的工业机器人之一;运动控制部提供各式运动控制.驱动装置等,以实现高效率与高生产力的生产系统;系统工程为不同类型的工厂提供合适的机器人外围设备构建，使得安川电机各个业务相互配2012年安川电机机器人本体部门收入占总收入的36%，仅次于运动控制部的47%。与库卡类似安)11各业务变化趋势显示公司在f不断整合资源投入主要的运动控制和机器人3、Adept:硕果仅存的美国工业机器人本体企业Ackpt成立于1983年产品主要包括AGV小车.SCARA机器人和DELTA并联机器人。前文讲美国机器人行业发展历程时提到，美国硕果仅存的机器人本体企业，其主要产品AGV小车和DELTA并联机器人技术非常先进fAdept的SCARA机器人是日本企业帮忙贴牌生产的,但是Adept的AGV技术非常先进，可机器人有个专利，四根连杆（一般并联机器人三个连杆）加四个电机,加速度大,非常快，但是价格很贵,—般要30万发那科和A的并f联机器人27万以内,国内的AGV大概是Ackpt价Adept收入主要来源于本体业务销售。2012年超过80%的收入来自于本体业务。这f与其产品主要为自动化移动设备或小型机器人有关。（三）国外重点机器人集成企业国外做机器人集成业务的企业包括综合型成的企业（如杜尔、棵斯、柯马等）。机器人系统集成的为数不多的一家上市公司。杜尔是专业的系统集成企业，机器人本体数量很少,在涂装生产线集成方面具有明显的优势。收入达到90亿元以上。其中系统集成业务f金融危机之后,由于中国等新兴市场国家汽车产表现为订单持续超预期，且新订单销售价格也显着攀在国外综合型机器人企业（包括本体.集成），以及纯粹的系统集成商当中<系统集成业务规模最大的约100亿元。而且这些大的系统集成商主要以汽车行业系统集成为主,通常与多家大型汽车企业绑走,承接其全球汽车产能的集成业务,而且通常专注于焊接.涂装和总装生产线的集成（四）国外重点机器人企业主要财务指标对比首先，毛利率与净利率对比。根据公开财务数据,国外机器人企业毛利率能达到20%以上但净r利率很低。除了发那科超过20%的净利率之夕卜,其它几家通常只有2-3个点净利率。净利率低与这r几年机器人本体价格下降有关，也可能与关联交易发那科毛利率和净利率比较高的原因包括•一是发那科机器人的伺服系统和控制系统自制，且可以享受与机床业务带来的零部件协机器人企业ROE相对比较低的原因是零部件自在机器人四大家族中,A和发那科市值规模进入千亿俱乐部,最新市值分别达到3766ABB业务涉及领域多，主要为电力技术和自动化，不仅限于机器人。库卡.安川市值规模达百亿级，其中库卡专注于机器人国外企业经历了成长期，估值均在20倍到30倍，主要是因为在国外机器人产业相对成熟。但是不可低估未来几年由于机器人技术突三.机器人技术革命㈠工业机器人技术革命:U现阶段机器人仍是生产线辅助设备，核心设备仍是机床现阶段工业机器人技术发展仍然很不成熟。在现有的生产模式下，机床仍然是最核心.最基只是生产线上面的辅助设备。无论是中国还是全球,相对于机床,机器人占生产线总成本的比例还比较低。考虑到这点，也许机器人本体的产值只能无限2012年全球机床产值5590亿元机器人本体产值有530亿元,加上集成约1600亿元,约占机床产值的29%。在中国这一比例更低只有随着自动化大趋势的发展,床成为新一代工业生产的基础。但这发生的前提是工业机器人技术得到突破,克服现有的问题。2.工业机器人技术仍有很大提升空间•智能化，智能化就是机器人的操控将越来,很多东西机器人就能自主判断，不人示教，不需要高级的技术人员操作。智能化也就•柔性化，现在的机器人是一个单臂的机器人，就不能像人手那样灵活。如果双臂机器手技术得到突破。这种机器用在工厂里，基本可以代替人做所有的工作。像现在单臂的机器人在装配交互的一些安全措施还没有做到位。现在想做到•低成本<工业机器人由于现在成本还彳高>如果想打造很智能化的东西，成本很高就卖不•技术融合,机器人技术将类似于80年代的手机.90年代的互联网.2000年代的移动设备,经历一个技术融合的过程。未来的机器人技术将在通信.感知、处理、移动.意识.操作这随着工业机器人技术突破，应用将更加广泛,未来工业机器人的市场容量将有望十倍或数十倍未来的机器人会变得很柔性，很智能化，很安全,成本也很低。但这需要一个发展的过程。库卡和尤傲已经研制一些安全性机器人的代表。现在要想做到安全性,对人没有伤害,机器人的速度就会比较低。这样子的机器人可以应用在一些特定的场合。有的3、BAXTER机器人与双臂机器人的不同之处在于它的精度和速度降低，但是适应性和安全性增强。它的另一个重要特征是成本用户的需求进行软件升级。但整体而言,axter机器人还处于试验阶段。双臂机器人:ABB和安川等机器人企业正在研制双臂机器人。双臂机器人可以从事传统机器人无法做到的事，如精细的组装等。符合机器人往更智能化.灵活化方向发展。由于大量使用高端传感器,成本很高,尚未大面积使用。（二）服务机器人未来爆发式增长谷歌近期收购了在人工智能.机器人.机械此次收购更注重机器人的软件方面,因为谷歌认为机器人项目还需要在软件和传感器等地方取得突破,而硬件层面的问题，比如机动性.根据谷歌的发展战略，机器人技术将在谷歌下个十年的发展中扮演重要的角色尼们将在空间探索资32亿美元收购NEST.NestLabs是世界领先的智能家居生产商，由iPod之父TonyFadell创立。Nest有两款智能家居产品f法.传感器等，用户体验运行于云网络。谷歌斥资32亿美元收购Nestf是其历史据估计,到2019年美国家庭自动化市场将达到164美元收购了人工智能公司DeepMindo近期谷歌还斥资约4亿fNest制造的连网恒温控制器配置和软件，这些传感器和软件能够检测到房子是空的,并调低温度。在这样的情况下，恒:戢空制器就会产生大量的数据,谷歌收购Nest的目的是为了获取数据。大数据在智能家居领域应用至关重要。GOOGLE新时代的"通用电气”收购Nestr让谷歌涉足家用电器市场,而这正是美国工业巨头通用电宅的起家业务。通用电气早期产品拥有一个共同特点:均为电气化产品。在当时这还属于一个新兴领域类似于今天的智能家居。而谷歌拓展硬件业务也f包括数据收集和数据分析，以此来提高设备的智随着物联网和4G网络技术越来越成熟加f上谷歌的智能手机系统Android得到更多的广泛应用■谷歌必将在机器人领域大展拳脚,谷歌主导的安卓系统本身就是以机器人作为logo未来谷歌计划在o家庭自动化.制造业自动化以及商业物流自动化等方2.服务机器人仍处于产业化前期在机器人领域，工业机器人已经实现产业化,服务机器人处于产业化前期。服务机器人包括公共服务机器人和家庭服务机器人。现在看公共服务机器人会率先产业化，特别是医疗机器人,军事机器人和物流机器人。另外,功能简单的家庭服务机器人结合IFR的估计我们预测未来3-5年注重技术融合以及贴近需求的服务机器人会逐渐形可能实现重大突破,如仿人型机器人等。医疗机器人的经典案例是研制达芬奇机器人的达芬奇手术机器人是直觉外科公司IBM.%麻省理工学院和Heartport公司联手开发的外科手术机器人。最早实际上是个美国军方的项达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制截止2013年9月30日，全球范围共安装2871台达芬奇手术机器人系统，其中，美国2042台，占71%,欧洲455台，亚洲261台,其它地区直觉外科公司过去十年的财务表现也十分f高,毛利率处于上升趋势当中,从2008年开始毛利率超过70%.直觉外科公司1995年成立,2000年上市,2004年开始盈利。股价也从上市时的10美元,涨至2012年5月最高价588美元，涨幅高达58截至2014年1月17H,直觉外科公司股价为430.14美元，总股本为3970.99万，市值规模达到170.81亿美元，折合人民币1033.74亿。4.IROBOT引领家庭机器人随着老龄化程度的加剧和家政成本的上升,家庭对于家用机器人的需求不断扩大。在家庭服务机器人中,首先进入人们生活的是扫地机器人。IROBOT公司的扫地机器人Roomba，代表计及制造军用机器人■商用机器人及家用机器人,并以家用自动吸尘机器人-Roomba最令人熟悉。其他知名产品包括Scooba家用自动洗地机器人和PackBot军用机器人。由于iRobot国防与安全部门的营收稳定性差,2007年与美国军方的合同夭折大创其股价。不过,随着家用机器人需求激增fIROBOT家用机器人销量逐步上升,股价也逐步回升。截至2014年1月17HfIROBOT公司股价为36.59美元总股本为2880.74万,市值规模达fff机器人业务不稳定JROBOT市值波动较大。f5、未来服务机器人市场容量估算PC与现阶段工业机器人和服务机器人的关系类似上世纪80年代工业计算机与PC机的关系,正如同当时计算机市场从工业计算机向PC市场向PR（PersonalRobotf即家庭服务机器人或个人服务机器人）市场转变。若未来PR市场的发展类似PG每家每户都有服务机器人未来将会f2012年四倍未来五年行业年复合増长率超f过30%其中，本体市场容量195亿，本体加集成市场容量807亿。服务机器人当中的手术机器人市场容量有望达到15个亿,家庭服务机器人市场容量