工业机器人专题系列之一贸易战打不退的制造升级5页1_W

1、证券研究报告 | 行业专题报告 工业| 机械 推荐（维持）工业机器人专题系列之一贸易战打不退的制造升级2018 年05 月02 日股票家数（只） 3319.5总市值（亿元） 302185.470-90 年代日本工业机器人崛起的一一梳理，分析了劳动力短缺、下游产业庞大需中国工业机器人市场已经连续四年成为全球最大市场，2011-2016 年工业机器人销量复合增速高达 31%，中国已经成为名副其实的机器人第一大国。然而，中国机器人市场的潜力究竟还有多大？国产机器人公司是否能够匹敌“四大”充分享受机器换人红利？这是广大产业从业人员和投资者最为关心的两个问题。本篇报告通过对 求、政策扶持等促进机器人产业

2、发展的因素，并与中国现状进行对比， 发现何其相似，日美贸易战的经验也告诉我们，美国无法阻挡日本的制造升级， 更阻挡不了中国。 上证指数3208行业规模占比%流通市值（亿元） 210534.8行业指数%1m6m绝对表现1.3-9.8相对表现5.5-10.712m-18.8-30.7 (%)3020100-10Apr/17-20-30-40 机械沪深300Aug/17Nov/17Mar/18资料来源：贝格数据、招商证券 相关报告1、机械行业 2017 年报及 2018 年一季度财报分析行业稳步复苏 经营质量改善2018-05-012、船舶行业点评：行业触底，中国将加快整合和去产能2018-04-0

3、13、机械行业 2018 年 4 月报一季度销售好于预期 推荐逻辑延续2018-03-284、 贸易战对机械行业影响点评 加快产业结构升级2018-03-25刘荣q 2020 年工业机器人市场空间 1500 亿元。我国工业机器人产业自 2010 年后， 便走上了快车道，20112016 年工业机器人销量复合增速达 31%。2016 年， 我国工业机器人的销量 87000 台，接近世界销量的三分之一，虽然是世界工业机器人第一大市场，但中国在渗透率与普及程度和制造业发达国家还有较 大差距。在自动化程度较高的汽车制造领域，机器人密度仅为韩国的四分之 一，电子等其他行业存在着大量的机器换人需求。通过测

4、算得到，2020 年我国工业机器人本体+系统集成的空间将达 1500 亿元。 q 客观需求环境叠加政策扶持，成就机器人王国。作为机器人王国的日本，当初也是从模仿开始起步，劳动力短缺、汽车产业蓬勃发展、政策大力扶持等因素直接、间接成就了日本机器人的全球霸主地位，而这些因素，在当下的中国，也是尤为突出，劳动力短缺等因素愈发成为制约制造业发展的瓶颈。 q 正视技术差距，奋起直追缩小差距。目前国产工业机器人的技术与以“四大” 为代表的国际先进水平仍有较大差距，特别是在高端六轴领域。而在精密减 速器等核心零部件方面，那博等国外企业几乎垄断市场，想要突围，减速器等核心零部件是首要任务。近几年振康、绿的等减

5、速器公司正快速进步。 q 核心推荐标的：建议重点关注研发创新能力较强，产品高端化，掌握核心技术的公司，强烈推荐研发实力出众的埃斯顿，推荐渠道能力突出的拓斯达。 q 风险提示：核心零部件等技术突破速度低于预期，机器人价格战大幅加剧重点公司主要财务指价17EPS18EPS19EPS18PE19PEPB评级埃斯顿 13.0364396.4强烈推荐-A S1090511040001拓斯达 65.41.061.692.30392812强烈推荐-A 研究助理 机器人 19.90.280.310.3563575.1审慎

6、推荐-A 诸凯博实股份 80.3440333.6- 哈工智能 40.4157345.8- 华昌达 8.0444345.7- 华中数控 90.5858292.5- 诚益通 19.20.490.771.0525182.5- 新时达 8.00.220.270.3229252.2- 资料来源：公司数据、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 行业研究正文目录一、 “制造升级”迎发展61、 工业机器人是什么62、 市场格局9二、 万事俱备，东风正起121、 “机器人王国”日本13（

7、1） 经济腾飞，人力短缺14（2） 汽车行业推动16（3） 政策扶持16（4） 外部因素182、 “后起之秀”中国19（1） 经济快速增长遭遇劳动力短缺19（2） 汽车、电子产业需求旺盛21（3） 政策扶持26（4） 外部因素283、 行业空间测算29三、正视差距，奋起直追301、工业机器人本体向高端化迈进302、核心零部件减速器为重中之重33四、国产机器人核心推荐标的361、埃斯顿(002747)研发引领突破，零部件盼替代362、拓斯达(300607)渠道是核心竞争力，持续高速增长383、机器人(300024)产能逐渐释放，切入半导体领域39五、风险提示40图表目录图 1：智能工厂生产流程图

8、解6图 2：工业机器人组成7图 3：工业机器人成本构成7图 4：工业机器人零部件7 敬请阅读末页的重要说明Page 2 行业研究图 5：工业机器人的使用降低了人力成本9图 6：全球工业机器人销量（单位：台）10图 7：主要地区工业机器人销量（单位：台）10图 8：世界工业机器人保有量10图 9：中国工业机器人销量（单位：台）11图 10：2016 年各国工业机器人销量占比11图 11：工业机器人产量（单位：台，%）11图 12：2016 年各行业工业机器人销售占比11图 13：长盈精密无人工厂12图 14：比亚迪自动化车间12图 15：中国工业机器人密度增长迅速12图 16：纺机生产万锭用工人

9、数不断降低12图 17：日本 GDP 增长、失业率以及人口增长率（单位：%）15图 18：日本制造业平均雇员薪资及增速（单位：日元，%）15图 19：汽车与工业机器人高速发展期高度重合16图 20：石油让生产成本骤升（单位：美元）18图 21：美元/日元汇率变化18图 22：工业机器人订单额（单位：百万日元）19图 23：中国经济高增长遭遇劳动力短缺（单位：万）20图 24：制造业平均工资、从业人数占比（单位：元）20图 25：2011 年工业机器人应用行业分布21图 26：2016 年工业机器人应用行业分布21图 27：中国汽车产量及从业人数（单位：万）22图 28：2016 年汽车工业机器

10、人密度（台/万人）22图 29：各国新能源汽车存量（单位：百万）22图 30：汽车行业总营收与人均营收（单位：亿，万）22图 31：“东风”汽车生产线 23图 32：吉利自动化生产线23图 33：制造业营收对比（单位：亿）23图 34：2016 年工业机器人密度（单位：台/万人）23图 35：长盈精密生产线改造效率对比24Page 6敬请阅读末页的重要说明 图 36：智能手机出货量（单位：万台）26图 37：智能手机产量（单位：万台）26图 38：富士康工业机器人26图 39：长盈精密工业机器人26图 40：工业机器人上市公司政府补助占净利润比重较高28图 41：我国工业机器人出口情况28图

11、42：工业机器人出口国分布28图 43：国内外厂商工业机器人营收规模对比（单位：百万美元）31图 44：国内工业机器人各品牌市场份额32图 45：外国巨头垄断高端应用领域32图 46：减速器市场份额34图 47：公司业务发展历程36图 48：公司营业状况（单位：百万）37图 49：公司业务分布情况37图 50：公司重大投资收购一览37图 51：机器人相关公司研发费用（百万）38图 52：研发投入占营收比例38图 53：公司历史概况38图 54：公司营业收入及净利润（单位：百万）39图 55：公司业务结构分布39图 56：公司营业状况（单位：百万）40图 57：公司业务分布情况40表 1、工业机

12、器人分类8表 2、各大厂商扩产计划13表 3、工业机器人关键技术领域专利来源国结构14表 4、日本工业机器人发展历程14表 5、日本出台的机器人扶持政策17表 6、日本补贴政策对投资回收周期的影响测算17表 7、 机器人替换人工敏感性分析18表 8、美日贸易冲突内容19表 9、工业机器人应用领域21表 10、国内面板行业生产线建设统计25表 11、中央出台的机器人相关政策26表 12、国家提供的融资支持27表 13、中国工业机器人投资回收周期测算29表 14、国内工业机器人空间测算29表 15、国内工业机器人零部件市场规模测算29表 16、工业机器人本体市场参与者30表 17、国产机器人公司主

13、要技术进展32表 18、国内外生产成本差距33表 19、两种工业机器人常用减速器介绍34表 20、国内减速器生产厂商介绍35表 21、国内外减速器性能指标对比35 行业研究一、“制造升级”迎发展工业 4.0 源于 2011 年德国汉诺威工业博览会，其初衷是通过物联网等新技术提高德国制造业水平，是对工业 1.0，2.0 以及 3.0 的延伸。通过深度应用信息通信技术（ICT） 和网络物理系统等手段，以智能工厂和智能生产为重点，进行工业技术领域新一代关键技术的研发和创新。工业 4.0 可以使生产成本下降，生产效率大幅提高，促进产品功能性、个性化提升。 工业机器人是实现工业 4.0 的基础。中国制造

14、 2025是中国的工业 4.0，定下了我国未来 10 年制造升级的基调。目前中国制造业还远没有达到以高度自动化为特征的工业 3.0 时代，而高度的自动化是实现工业 4.0 的必备基础，想要到达 4.0 的状态，3.0 是必经之路。在工业 4.0 下，生产线中的“脏活累活”被机器人所承担，人不再是“出力”， 而是“用脑”，通过对设备的维修与监控和数据的分析和记录等工作参与到生产中。工业机器人作为实现自动化生产的终端设备，在制造升级中扮演着至关重要的角色，可以说， 没有工业机器人，就谈不上工业自动化。资料来源：互联网，招商证券 图 1：智能工厂生产流程图解1、 工业机器人是什么工业机器人是面向工业

15、领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作， 是靠自身动力和控制能力实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照 预先编排的程序运行。一般来说，工业机器人由三大部分、六个子系统组成。三大部分 是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统包括机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。 敬请阅读末页的重要说明Page 40图 2：工业机器人组成资料来源：工业机器人技术及其典型应用分析，招商证券 控制器、伺服电机以及减速器是构成工业机器人的三大核心零部件。三大核心零部件的性能、稳定性很大程度上决定了工业机器人的性能与稳定性。由于核心零部件的

16、生产技 术壁垒较高，大多关键技术被少数公司垄断，使得机器人生产商在采购时议价能力不足， 采购价格较高。一般来说，三大核心零部件占到工业机器人生产成本的 66%左右。 控制器是工业机器人的“大脑”。控制器负责将动作指令发布和传递给执行机构。由硬件和软件两部分构成：硬件就是工业控制板卡，包括一些主控单元、信号处理部分等电路； 软件主要是控制算法、二次开发等。控制器一般占总成本的 12%左右。 伺服系统是工业机器人的“动力源”。伺服系统通常由伺服电机和伺服驱动器组成，主要负责将接收到的电压信号转变为转矩与转速以驱动控制对象。伺服系统一般占总成本的 22%左右。 减速器是工业机器人的“关节”。减速器是

17、核心零部件中技术壁垒最高的一环，也是工业机器人中成本占比最大的零部件，主要起到匹配转速与传递转矩的作用。减速器分为谐 波齿轮减速器、摆线针轮行星减速器、RV 减速器、精密行星减速器和滤波齿轮减速器， 其中工业机器人主要使用的是谐波减速器与 RV 减速器。减速器一般占总成本的 32%左右。 图 3：工业机器人成本构成图 4：工业机器人零部件9%32%25%12%22%减 速 器伺服系统控 制 器本体 其他 资料来源：Ofweek、招商证券资料来源：Ofweek、招商证券 表 1、工业机器人分类工业机器人可以按机械结构、操作机坐标形式以及程序输入方式等进行分类。较为常见的是根据其坐标形式进行分类，

18、根据坐标形式的不同，工业机器人可以分为圆柱坐标型、球坐标型、多关节型、平面关节型以及直角坐标型。其中，多关节型（六轴工业机器人） 与平面关节型（SCARA 型机器人）最为常见，被广泛的应用在了汽车、3C 行业中。 类型图示优点缺点用途 直角坐标型结构简单，编程容 易，直线运动速度快 控制精度高，控制较 运动范围小，灵活性差，占地面积大 由于结构原因，手臂 搬运；可用于食品、汽车、3C 等行业 圆柱坐标型 简单，结构紧凑 搬运无法达到底部 球坐标型 占地面积小，结构紧凑，位置精度尚可 结构紧凑，占地面积避障性能较差，存在 平衡问题装配运动中存在平衡问题，喷漆、点焊、搬运多关节型 平 面 关 节

19、型 （SCARA 型） 资料来源：Ofweek、招商证券 小，灵活性好，手部达到位置好 垂直平面具有较好的刚度，在水平面具有较好柔顺性，动作灵活、速度快、定位精准 高精确定位有难度 工作半径小，负荷较小 等；在汽车行业中大量使用 装配；在 3C 行业广泛使用于装配印刷电路板和电子零部件，在食品、汽车等行业也有使用 工业机器人的使用将大幅降低制造厂商的人力成本支出。工业机器人作为自动化生产的执行端，在单一、重复的流水线生产与危险、恶劣的工作环境中相较人力优势明显，使 用工业机器人进行生产将大幅降低厂商生产成本的支出。根据 BCG 预测，到 2025 年， 由于工业机器人的普及，世界平均人力成本支

20、出将降低 16%，其中中国的人力成本支出将降低 18%，高于世界平均水平。 资料来源：BCG，招商证券 图 5：工业机器人的使用降低了人力成本2、 市场格局工业机器人诞生于美国，兴盛于日本。1954 年，美国诞生了世界上第一台的工业机器人，但由于失业率高、工会阻挠等原因，工业机器人并未在美国生根发芽。日本由于其各方面的优势，接过了美国的接力棒，成为了工业机器人产业的引领者，目前日本已经 形成了从上游核心零部件到中游本体制造再到下游系统集成的完整产业链。其中，最有名的公司莫过于“工业机器人四大”中的发那科与安川，以及减速器龙头哈默纳科以及纳博特斯克。 近年来，全球工业机器人市场保持稳健增长态势。

21、2016 年，全球工业机器人销量达到了 29.4 万台，同比增长 15.75%，预计 2017 年增速还将维持在 10%以上。2011 年到2016 年间，全球工业机器人的复合增长率达到了 12.1%。 工业机器人市场相对集中。2016 年，韩及美国德国五个国家占据了 74的全球工业机器人销量。其中，中国市场实现销量 8.7 万台，同比增长 26.90%，占全球总销量29.59%；韩国作为全球第二大市场，实现机器人销量 4.14 万台；日本市场实现销量 3.86 万台，同比增长 10.2%，到达了自 2006 年以来的最高点；美国销量 3.1 万台；德国实现销量 2 万台，相比 2015 年只

22、有微小的增长。 图 6：全球工业机器人销量（单位：台）图 7：主要地区工业机器人销量（单位：台）350,000 50% 100,000 300,000 250,000 200,000 150,000 100,000 50,000 40% 30% 20% 10% 0% 80,000 60,000 40,000 20,000 0 2011 2012 2013 2014 2015 2016 -10%0 2011 2012 2013 2014 2015 2016 全球工业机器人销量(台）增速（）中国 日本 美洲 资料来源：IFR、招商证券资料来源：IFR、招商证券 工业机器人市场潜力十足。2016 年

23、，世界工业机器人保有量为 183 万台，同比增长 12%。其中，亚洲澳洲地区共有工业机器人 102.5 万台，欧洲为 46 万台，美洲为 30 万台。据 IFR 测算，2020 年，世界的机器人保有量将达到 300 万台，其中中国的工业机器人保有量将达到 95 万台，占全球近 1/3。 图 8：世界工业机器人保有量 250 200 150 100 50 0 2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017E 机器人保有量（万台）增速（） 14.0% 205.5182.8163.2115.3123.5133.2147.212.0% 10.0% 8.0% 6.0% 4.0% 2

24、.0% 0.0% 资料来源：IFR,招商证券 国内工业机器人起步较晚，技术相对落后。我国的工业机器人发展始于二十世纪七十年代， 当时科技部将工业机器人列入了科技攻关计划。但由于当时市场需求较小等原因， 机器人自主研发和产业化经历了一段时间的停滞。2010 年以后，国内的工业机器人产业开始全面发展。当前，国内的工业机器人仍以本体制造的组装为主，零部件尚需要大量进口，且产品主要定位在中低端市场。 中国工业机器人正处于快速增长期。我国工业机器人产业自 2010 年后，便进入了快车道。根据 IFR 的销量数据，我国 20112016 年工业机器人销量的复合增速达到了 31%。 2016 年，我国工业机

25、器人的销量达到 87000 台，接近世界销量的近三分之一，是世界上最大的工业机器人市场。同时，国内蓬勃发展的工业机器人也带动了世界工业机器人的发展。2016 年，每卖出的 100 台工业机器人中，就有 29 台销往中国。预计 2017 年， 中国工业机器人销量或将突破 12 万台。 图 9：中国工业机器人销量（单位：台）图 10：2016 年各国工业机器人销量占比100,000 90,000 80,000 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0 210% 26%29%7% 11%14%13%180% 150% 120% 90% 60

26、% 30% 0% -30% 销量:工业机器人:中国增速中国 韩国 日本 美国 德国 其他 资料来源：IFR、招商证券资料来源：IFR、招商证券 国产机器人企业业绩靓丽。受益于国内庞大的市场需求，国产机器人产业发展迅猛。 2017 年全年，国产工业机器人产量达到 13.1 万台（国家口径），同比增长 81%。 2018 年也继续延续增长势头，1、2 月份，国产工业机器人产量为 18770 台，累计同比增长 25%。与之对应的是国内工业机器人企业 2017 年亮眼的成绩。埃斯顿营收增长59%，净利润增长 38.77%；拓斯达营收增长 76.5%，净利润增长 78%；华中数控营收增长 21%，净利润

27、增长达 146%。 资料来源：国家、招商证券 20000120 10015000 10000 80 60 40 6%12%35%汽车电子 5000 20 15%橡胶及塑料工业金属制品业 00 其他 32% 工业机器人产量同比增长(%) 图 11：工业机器人产量（单位：台，%）图 12：2016 年各行业工业机器人销售占比资料来源：IFR、招商证券 工业机器人的主要应用领域是汽车、电子等行业。汽车行业生产精密度要求较高，是工 业机器人使用量最多的领域，占比约为 35%。相较于汽车产业发达的日韩德，我国的工业机器人密度还是非常低，仅为他们的三分之一，尚有很大的发展空间。电子电气行业 在近年来自动化

28、率逐步提升，工业机器人应用占比约为 32%。橡胶、塑料行业对搬运、码垛需求较多，人工成本的上升使得机器换人速度加快，占比为 15%。 资料来源：长盈精密官网、招商证券 资料来源：比亚迪官网、招商证券 图 13：长盈精密无人工厂图 14：比亚迪自动化车间制造升级加速“机器换人”。在经历四万亿后的低端产能过剩，企业和政府越来越意识到经济发展重要的是“质量”而非“数量”，化解低端过剩产能，提升高端装备制造实力成为当务之急。中国制造 2025明确了制造升级的发展方向，工业机器人则是其中的重中之重。工信部等部委相继出台多项配套政策鼓励工业机器人的发展，目前来看，已经初见成效。中国工业机器人的密度从201

29、1 年的10 台/万人增长到2016 年的68 台/万人。多个行业正积极进行劳动力“解放”，自动化设备、机器换人的运动。比如，纺纱行业通过近年技术进步大幅减少了劳动力，清梳联、自动络筒、自动换筒、自动运输设备等自动化设备开始推广使用，万锭用工人数也从 190 人下降为 60 人，预计到 2020 年以 前可以下降到 20 人。根据“十三五”规划，我国制造升级才刚刚起步，人力成本上涨、制造业劳动力短缺等问题的涌现，更会加快机器换人的进度。我们认为，工业机器人行业将迎着制造升级的春风，进入快速发展阶段。图 15：中国工业机器人密度增长迅速图 16：纺机生产万锭用工人数不断降低1106020 190

30、 200 150 100 50 0 683649101114150 200 150 100 50 0 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2020E 工业机器人密度（台/万人） 2005201020152020E 万锭用工人数 资料来源：IFR、机器人产业发展规划（2016-2020 年）、招商证券 资料来源：棉纺织行业“十三五”发展规划、纺织工业发展规划（2016 年-2020 年）、招商证券 二、 万事俱备，东风正起国内市场发展前景一片大好。中国虽然是世界工业机器人第一大市场，但在渗透率上， 与制造业发达国家还有较大差距。2016 年，我国的工业机器人密度仅为 68

31、 台/万人， 仅为韩国工业机器人密度的 11%，提升空间巨大。在自动化程度较高的汽车制造领域， 我国的机器人密度也仅为韩国的四分之一。在电子行业，尤其是我国的手机制造行业， 劳动力大量密集，还存在广阔的“机器换人”空间。国内工业机器人市场发展前景大好。 各大厂商纷纷加码布局中国市场。根据 IFR 预测，20172020 年间，国内机器人市场将保持在 20%25%的增长速度。到 2020 年时，国内机器人销量将达到 21 万台，占全 表 2、各大厂商扩产计划球总量的 40%。出于对中国市场的乐观预期，各大机器人厂商纷纷计划在中国区域的扩产。库卡在被美的收购后，在美的的帮助下，开始重点布局国内市场

32、，预计 2024 年库卡工业机器人产能将超过 10 万台。日系发那科与安川也在积极扩充产能，以满足中国市场的需求。新松机器人与埃斯顿等国内龙头企业更是不敢落后，埃斯顿日前投产了国内第一条机器人生产机器人的生产线，新松机器人新投产的两个产业园在 2019 年预计释放产能可达 20 亿元。 公司名称产能布局 在 2018 年 1 月在上海投产第 2 家工厂，将年产能提高至 2.5 万台。在顺德的美的库库卡卡智能制造产业基地 2024 年投产，预计该生产基地产能可达 7.5 万台，总产能将突 破 10 万台。 安川电机计划在该公司生产工业机器人的江苏省常州市的工厂厂区内建设新设施，2019 年之前将

33、中国的月产量增至现在的 2 倍，达到 1200 台以上。 发那科计划投资约 630 亿日元，在日本茨城县筑西市筑波工厂的旁边建设新工厂，最终打算将月产量扩大至 1.1 万台，达到现在近 2 倍的水平。 纳博特斯克 将向位于日本津市的主力工厂和中国江苏省常州市的中国工厂合计投入 70 亿日元， 增产减速器。 埃斯顿2018 年 1 月 19 日，投产国内首条机器人生产机器人产线，达产后产能将达到 9000 台。 新松机器人 沈阳浑南区建设的智慧园及在上海临港建设的产业园陆续正式投入使用，预计到 2019 年产能释放规模达 20 亿元。 资料来源：公司公告、招商证券整理 各大厂商之所以对中国市场寄

34、予众望，主要是基于中国巨大的工业基础和人口基数。而这 些，与 40 年前的日本有诸多相似之处，正是这些相似点，让日本成为了“机器人王国”， 也让中国市场的未来更具备想象力。下文通过对日本工业机器人产业成功原因的 一一梳理，希望能够对国内机器人行业的发展有所启示。 1、“机器人王国”日本日本拥有完整的工业机器人产业链。日本拥有从核心零部件，到本体，到系统集成的完整产业链，并且在每个环节都处于世界领先的地位。拥有多家世界知名的机器人公司， 例如，哈默纳科与纳博特斯克是减速器里的绝对龙头企业，两者分别建立了 RV 和谐波的行业使用标准，在机器人领域，两者合计市占率超 75%，其中纳博特斯克的市占率超

35、过 60%，哈默纳科市占率为 15%左右。发那科是数控系统领域的世界龙头，和伺服电机龙头公司安川电机一起占据工业机器人“四大”中的两席。 掌握着最多的工业机器人技术专利。日本在工业机器人的关键技术上处于绝对领先地位。除了涂装轨迹规划技术等若干小方面，中国可以与日本分庭抗礼外，其他所有技术基本 都被日本牢牢把控，其中谐波减速器、RV 减速器、电焊钳以及焊缝追踪四个领域超过70%的专利都属于日本。 表 3、工业机器人关键技术领域专利来源国结构关键技术 来源国结构 拥有专利最多的企业 谐波减速器 日本：69% 中国：11% 美国：8%哈默纳科 RV 减速器 日本：88% 中国：10% 法国：1%纳博

36、特斯克 电焊钳 日本占有绝对优势 日产汽车 3D 视觉控制 日本:37% 美国:31% 中国:8%发那科 焊缝追踪 日本：超过 70%日立 涂装轨迹规划 中国：32% 日本：31% 德国：21%美国：16%东机工 资料来源：工业机器人发展及其对就业影响、招商证券 日本机器人行业从模仿起步，到逐渐引领。工业机器人诞生于美国，并且在很长一段时间内，美国都在技术上保持着绝对领先。1967 年，川崎重工引入日本第一台 Unimate 工业机器人，并在 1968 年仿制出自己的工业机器人。受益于国内劳动力短缺、下游产业的强大需求、政策扶持等因素，日本工业机器人行业在 30 年内完成了从模仿到引领的蜕变。

37、 表 4、日本工业机器人发展历程时间时期特征 川崎重工业从美国引进机器人及其技术建立起生产车间，并于 1968 年制造出 1967-1970 年摇篮期第一台机器人。20 世纪 60 年代本经济处在高速发展期，年增长率达到11%，经济的快速发展，加剧了日本劳动力严重不足的困难。成本日本引进机器人的现实基础。 1970-1980 年 实用期 工业机器人年产量由 1970 年的 1350 台猛增到 1980 年的 19843 台，年增长 率为 30.8%。 日本政府正式把 1980 年定为机器人的普及元年，开始在各个领域内推广使用机器人。1982 年机器人的产量已经达到 24782 台，高级机器人的

38、数量占世界总数的 56%，是当时美国此类机器人的 5 倍。1986 年，日本的机器人保有量 19801990 年 普及提高期 达到 10 万台。这一阶段为日本工业机器人的内生增长阶段。日本国内制造业劳动力人口供给紧缺，制造业工资大幅上涨。在此期间，日本工业机器人的大量使用解决了日本劳动力不足，提供劳动生产率，改进产品质量以及降低了生产成本。 1990-至今平稳增长期由于市场需求结构变化，日本积极发展机器人出口产业，成为出口大国。2012年，日本机器出口占全年销售总额的 70%。 资料来源：日本机器人产业的发展及对中国的反思、招商证券 我们认为，日本能取代美国，成为工业机器人领域领导者的原因主要

39、有四点：（1）经济快速发展的同时，劳动力出现了短缺；（2）下游应用推动；（3）政策大力扶持；（4）石油等因素。下面我们就这四点原因来一一梳理分析。 （1） 经济腾飞，人力短缺日本在二战后经济开始腾飞。由于国内 ，石油价格低，以及美国的战略扶持等原因，日本的经济迅速恢复，在 1951 年恢复到了战前水平。1960 年到 1980 年间正处于经济飞速发展时期，GDP 增速最高达到 25%。1965 年国民生产总值跃居世界第五位， 1968 年超越西德，成为仅次于美国的经济大国。 劳动力出现短缺。1960 年到 1980 年间，日本名义 GDP 复合增速达到了 14.6%，实际 GDP 复合增速达到

40、 6.7%，而劳动人口的复合增长率仅为 1.1%。快速的经济发展和产业扩张对应着对生产力的需求旺盛，但劳动人口的数量却无法满足庞大的生产需求。这个时期的失业率极低，在 60 年代的很长时间内甚至低于自然失业率（1.5%2.5%）， 并且在 6080 年代之间一直维持着较低的失业率。在当时，日本的招工岗位甚至多于求职人数，劳动力的短缺大大提升了劳动者的议价能力。与此同时，日本的人口增长率70 年代后在一直维持在较低的水平，低人口增长率意味着劳动力的短缺具有持续性， 如果继续保持劳动密集型的生产方式，未来的劳动力供给将会持续不足。 25.0020.00 高速增长期 6.005.0015.004.0

41、010.003.005.002.000.00-5.00-10.001.00 0.00 -1.00图 17：日本 GDP 增长、失业率以及人口增长率（单位：%）196019631966196919721975197819811984198719901993199619992002200520082011人口增长率（右轴）GDP同比增长失业率（右轴） 资料来源：wind,招商证券 劳动力短缺导致用人成本迅速升高，机器人顺势增长。根据经济学原理，市场供不应求 的直接结果就是卖方价格的增加，而日本制造业 19551980 年间平均薪资的大幅增加也从侧面验证了这一原理。值得注意的是，1965 年1975

42、 年间，制造业薪资水平的复合增长率高达 16.55%。正是这段时期，日本工业机器人完成了从摇篮期到实用期的演变。 图 18：日本制造业平均雇员薪资及增速（单位：日元，%） 1400000 1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 1954年1956年1958年1960年1962年1964年1966年1968年1970年1972年1974年1976年1978年1980年1982年1984年1986年1988年1990年1992年1994年1996年1998年0 资料来源：日本财务省,招商证券 制造业平均薪水增速（%） 30% 25% 20% 15%

43、10% 5% 0% -5% 总的来看，快速的经济发展意味着对生产力的需求旺盛，但增长缓慢的劳动人口和老龄化比率越来越大的人口结构无法满足这一需求。劳动力的短缺激励了日本企业向工业机器人的领域迈进。（2） 汽车行业推动汽车行业在日本发展迅速。日本汽车行业在 20 世纪 60 年代进入高速发展时期。1960 年时，日本的汽车年产量仅为 48 万，远低于美国和西欧国家等主要汽车生产国的产量。 1967 时，日本的汽车年产量已经突破了 300 万，一举超越德国成为了第二大汽车生产国。到 1980 年，日本的汽车年产量已经达到了 1000 万，成为了世界第一大汽车生产国。20 年间，汽车的产量增长 20

44、 余倍，复合增长速度达到了 16%。 图 19：汽车与工业机器人高速发展期高度重合 16,000,000 14,000,000 12,000,000 10,000,000 8,000,000 6,000,000 4,000,000 2,000,000 0 汽车产量（台）工业机器人产量（台） 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 195019521954195619581960196219641966196819701972197419761978198019821984198619880 趋势线 资料来源：日本自动车工业协会

45、、日本工业机器人产业崛起之路、招商证券 汽车行业支撑了工业机器人的早期应用。汽车行业是工业机器人应用最早、最广，应用能力最强的行业，机器人密度往往是其他行业的 4 倍以上，时至今日，汽车行业依然是 工业机器人应用最频繁的行业。汽车业对产品尺寸、质量、精度和组装的要求较高，需要高质量、大规模的生产力，同时生产中会涉及到危险、高温等人类难以忍受的工作环境， 工业机器人则可以有效的完成替换。由于汽车生产厂商规模庞大，现金流充足，有足够的经济实力去进行“机器换人”。再加上当时汽车行业竞争激烈，运用工业机器人可 以显著的降低人力成本，提高产品质量，增强竞争力。日本汽车厂商相较于其他厂商， 面临着快速扩张

46、的渴望和劳动力供给不足的矛盾，更有动机去引入工业机器人。日本汽车行业与工业机器人行业相互成就。1970 到 1980 这 10 年间，日本汽车产量的复合增长率为 7.6%，工业机器人产量的复合增长率为 30.8%，两个行业的高速发展时期高度重合。汽车厂商作为财大气粗的“金主”，为工业机器人行业解决了发展初期资 金不足、入不敷出的问题。作为回报，工业机器人也为汽车行业提供了高效的生产力， 解决了汽车行业劳动力短缺的问题。发那科就是通过与美国通用合作，借助其投资，完成了技术的迭代。 （3） 政策扶持日本出台多项扶持政策鼓励工业机器人行业的发展。提到政策扶持，大家就会联想到中国政府，我国经常因为较多

47、的市场扶持政策而被诟病。但事实上，几乎所有政府都会对 国内重要产业采取一定的保护、扶持政策。日本政府就在工业机器人产业发展早期出台了 多项政策进行扶持：政府银行会提供优惠的低息资金，鼓励集资成立机器人长期租赁公司， 公司出资购入机器人后长期租给用户，使用者每月只需付较低廉的租金，大大减轻了企业 购入机器人所需的资金负担；政府把由计算机控制的示教再现型机器人作为特 别折扣优惠产品，企业除享受新设备通常的 40%折扣优惠外，还可再享受 13%的价格补贴。此外，国家还出资对小企业进行机器人知识培训和技术指导等。 表 5、日本出台的机器人扶持政策时间 政策 内容 1971机电法 普及促进政策 1978

48、机情法 企业享受设备购买补贴 财政投融资租赁制度、中小企 政府银行提供优惠的低息资金，鼓励 1980业设备现代化贷款制度和设备借贷制度 1984FMS 机器租赁制度、机电一体化税制 集资成立机器人长期租赁公司 鼓励工业机器人的使用，大幅降低企业使用工业机器人的成本 1985高技术税制研发促进政策 资料来源：浅析日本机器人产业的现状、招商证券 适当的补贴对工业机器人行业意义重大。工业机器人在日本刚刚起步时，其技术还不成 熟，实际应用中还存在较多问题，例如美国通用公司对工业机器人的第一次应用尝试就以失败而告终。因此，在发展的初期，工业机器人行业亟需包容、呵护，适当的补贴可以大幅增强产业的信心。从机

49、器人采购商的角度来看，补贴的存在降低了企业使用工业机器人的成本，缩短了投资回收期，刺激了工业机器人的消费量；从机器人生产商角度来看，补贴为工业机器人带来了较为稳定的收入来源，解决了前期研发投入大的问题， 促进了行业技术的发展与进步。 我们对补贴力度对投资回报周期的影响做了简单的测算。由于缺乏 1980 年时工业机器人的价格，我们使用 1996 年日本进口工业机器人价格的均价代替 1980 年的价格进行 计算，即 1500 万日元/台。按照当时汽车行业的工作效率，每台工业机器人可以替代 6 个劳动力，当时的工人平均薪资为 80 万日元/年。通过计算，我们发现如果没有补贴的存在，工业机器人的投资额

50、是无法在使用年限（8 年）内收回的，即购买工业机器人进行换人是非理性的。通过敏感性分析，我们发现，当人均薪资越高，补贴力度越大时， 投资回收周期越短，购买工业机器人的意愿便越强，当机器人替换劳动力数量达到 6， 政府补贴达 40%时，机器人的投资年限可以缩短到 6 年。补贴的存在直接改变了人们对工业机器人的采购意愿。表 6、日本补贴政策对投资回收周期的影响测算工业机器人价格（万） 15001500使用年限 88补贴力度 040%使用费用（8%） 120120折旧费用（直线折旧法） 187.5112.5替换人工数 66人均薪资（万） 8080投资回报周期 8.76.1资料来源：IFR、日本财务省

51、、招商证券 表 7、 机器人替换人工敏感性分析投资回收周期替换人工数/补贴力度（%）0%30%40%50%60%3-22.2-133.3200.057.133.34120.021.85.65.33.02.9103.02.5资料来源：IFR、日本财务省、招商证券 对于当前的中国来说，机器换人的性价比已经较当年的日本已经大幅提高。一个普通 6 轴焊接机器人的价格在 15 万元左右，加上系统集成配套，也不过 30 万元。而一般焊接机械臂可以替代 3 个成熟焊工劳动力，成熟焊工的工资在 8-10 万元，按照简单测算， 企业投资一个 6 轴机器人，1 年左右的时间便可收回成本，性价比极高。 （4） 外部因素石油的爆发迫使日本制造业在生产效率上追