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文 | 君临团队（公众号：junlin_1980）
本文的观点和数据来自东兴证券的研报《工业机器人行业深度报告：乘风破浪会有时》。感谢东兴证券杨若木团队的研究成果。
我国工业机器人销量连续三年全球第一，仍有望保持较高增速。
国际机器人联合会（IFR）数据显示， 2013 年我国工业机器人销量 36,560 台，全球占比 20.52%，首次超越日本成为全球第一大工业机器人销售国；2014-2015 年我国工业机器人销量分别为 57,096 台、66,000 台，全球占比持续提升至 24.90%、26.66%，连续三年稳居全球销售国第一。
据 IFR 预测，到 2017 年我国工业机器人销量将达 10 万台，对应 2015-2017 年的年均增长率为 23%，我国工业机器人市场在问鼎全球第一后仍将保持较好的发展势头。
我国工业机器人保有量快速增长，全球占比持续提升。
IFR 数据显示， 2014 年全球工业机器人保有量达 148 万台，我国保有量为 18.9 万台，全球占比 12.8%， 首次超越韩、德，仅次于日本和美国。工业机器人的使用寿命为 10-12 年，据此可估算 2015 年全球工业机器人保有量在 170 万台左右，我国保有量约为 25 万台，全球占比约 15%， 全球占比进一步提升。
我国工业机器人密度仍位于底部，未来需求潜力巨大。
2014 年全球平均工业机器人密度（每万名工人使用的工业机器人数量）为 66，其中工业发达国家机器人密度普遍超过 200。 尽管经过近几年的爆发式增长，我国工业机器人密度已由 5 年前的 11 增加到 2014 年的 36，但与工业发达国家相比仍然差距甚远， 仅达到全球平均水平的一半左右。
我们认为， 差距就是机会，对标工业发达国家的工业机器人密度普遍水平 200，我国工业机器人存量仍然存在较当前近 5 倍的增量空间，预计未来我国工业机器人市场仍将呈现较为强劲的增长势头。
我国自主品牌工业机器人销量增速强劲
。中国机器人产业联盟（CRIA）数据显示：2013-2015 年我国自主品牌工业机器人销量分别为 9600 台、 17000 台和 22000 台，全国总销量占比分别为 26%、 30%和 34%，国产品牌已逐步打开市场。
相较于国内工业机器人市场的整体增速，我国自主品牌工业机器人销量的增速更为强劲。
2014-2015 年我国工业机器人市场整体增速分别为 56%、 16%，国产品牌工业机器人销量增速分别为 78%、 31%， 增长势头明显优于整体增速，且有进一步扩大趋势。
政策加持，我国机器人产业正处黄金发展期。机器人产业作为布局智能制造的重点领域，国家不断推出各种红利政策推动产业快速发展，当前正是机器人产业的黄金发展期。
2013 年 12 月，工信部发布《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，指出推进工业机器人的应用对促进我国产业结构调整和工业转型升级具有重要意义。
2015 年 5 月， 国务院印发《中国制造 2025》规划， 明确我国机器人产业的发展路径和技术路线图。
2016 年 3 月，工信部发布《机器人产业发展规划（2016-2020）》，指出产业发展的五年总体目标为形成较为完善的机器人产业体系。
根据最新的《机器人产业发展规划（2016-2020）》，到 2020 年我国自主品牌工业机器人年产将达 10 万台，对应 2016-2020 年我国国产工业机器人的年复合增速 28%。
当前我国工业机器人市场仍以外资/合资品牌占据绝对主导地位，我们认为， 随着我国产业转型升级的推进和国家产业政策的不断加持，本土品牌工业机器人企业已迎来良好发展契机，未来 5-10 年将继续保持高增长态势。
人口结构变化、技术进步等驱动“机器换人”的快速发展
2014 年被视为我国工业机器人元年，此后进入爆发性增长阶段， 主要受人口结构变化和技术进步等因素驱动。
人口结构方面
， 我国在 2010 年发生人口结构性拐点变化，从此劳动人口供给量不断减少，社会老龄化现象日趋凸显，导致企业用工成本不断上涨，同时随着年轻一代观念意识的变化，农民工逐渐呈现“高龄化”特点，实际的劳动人口供给形势要更为严峻，这些变化都将极大地推动机器换人的快速发展。
人口拐点已现，劳动力供给进入下降通道。
2010 年我国 15-64 岁劳动人口占比达到峰值 74.5%，随后进入下降通道，至 2014 年已下降一个百分点，对应减少 299万劳动力人口供给量。
农民工呈现“高龄化”，实际劳力供给更为严峻。
随着年轻一代观念意识的转变，愿意从事重复性、基础性密集劳动的青年人群越来越少， 41 岁以上农民工占比从2008 年的 30%已迅速攀升至 2015 年的 45%，年轻人群占比却在不断缩减，农民工群体“高龄化”趋势明显，实际劳动力供给形势要更为严峻。
劳动力成本不断上涨。
2015年我国农民工月均收入超3000元，较 5年前近乎翻倍，对应企业用工成本的水涨船高，而随着劳动人口供给的进一步减少，未来企业用工成本将继续上升。
技术进步方面， 随着科技水平的不断提升，机器人的技术和工艺日益成熟，生产成本和使用成本快速下降， 性价比则不断提高，尤其在精细化、智能化和信息化方面较人工有着显著的优势，这种优势未来还将进一步扩大化，机器换人将成为主流趋势。
公开资料显示，工业机器人产品按 10 年使用寿命折旧（含维护费用）每年成本约 5万元， 可承担 3~5 个工人的工作量， 而一个熟练技术工人的平均工资约 5~7 万元每年，同样的工作量则需要付出 20 万元/年左右的人工成本， 远远超过工业机器人的使用成本。
我们认为， 随着人口结构的进一步老龄化，我国劳动力供给量仍将面临下行压力，劳动力成本将继续上升，同时随着技术水平的不断提高，工业机器人的应用成本将不断走低，将以其高性价比优势逐渐取代人工操作， 逐步实现机器换人的产业升级。
按照国际机器人联盟（IFR）的分类，机器人主要可以分为工业机器人和服务机器人。工业机器人是通过编程或示教方式实现自动化，同时具备拟人形态及功能，在企业生产加工过程中通过自动控制执行操作作业的机械装臵。
工业机器人按照应用场景的不同，主要可分为：搬运机器人、焊接机器人、喷涂机器人、处理机器人和装配机器人等； 按照运动方式和机械结构的不同， 主要可分为：直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、极坐标机器人和多关节机器人等。
多关节机器人是目前应用最为广泛的机器人， 自由度多在六轴或六轴以上， 具备高精度、 高效率和高灵活性等优势，应用于汽车制造、焊接等高端行业领域。
工业机器人主要由本体、伺服电机、 减速机、控制器、传感器等构成，操作系统包括伺服系统、控制系统、视觉系统等，具备在高危环境下生产、生产效率高、稳定性强、精度高等特点。
工业机器人的本体是指机体结构和机械传动系统，也是机器人的支承基础和执行结构。
机体结构即机身或机械手臂，机械传动系统由核心零部件减速机、伺服电机和控制器等组成。
通过将机器人本体、 机器人控制软件、机器人应用软件、机器人周边配套设备等有机结合起来，应用于喷涂、搬运、焊接、上下料等具体的实际工作， 可形成具有对应功能的喷涂机器人、搬运机器人、焊接机器人等。
核心零部件是工业机器人产业关键， 成本占比超 70%。
从工业机器人的产业链来看，上游为核心零部件，中游为机器人本体制造，下游为系统集成，终端应用于各行业领域的自动化生产线。其中，三大核心零部件减速机、伺服系统和控制器是工业机器人的关键部分，也是产业链的核心所在，成本占比超 70%。
我们认为， 从工业机器人的产业链角度来看，掌握核心零部件技术的厂商具有较强的议价能力，同样也是产业链布局的关键。
四大家族是全球工业机器人的主要供应商。
从全球来看，日本和欧洲是工业机器人的主要产地， 发那科（FANUC）、安川电机（YASKAWA）、 库卡（KUKA） 和 ABB 四家企业是工业机器人的主要供货商。 2013 年四大家族工业机器人收入合计约为 50亿美元，占据着全球约 50%~60%的市场份额。 Wind 数据显示， 2012 年四大家族在我国的工业机器人市场中同样占据绝对主导地位，市场份额合计超 50%。
发那科
： 成立于 1956 年，以机器人控制系统和驱动系统为切入点，是当今世界上CNC 数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业之一。机器人产品系列多达 240 种，负重从 0.5 公斤到 1.35 吨，广泛应用在装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节。目前，发那科全球机器人装机量已达40 万台，市场份额稳居第一。 截至 2015 年末，机器人业务实现销售收入 15.17 亿美元，同比增长 23.9%。
安川电机
： 成立于 1915 年， 是有近百年的历史专业电气厂商，其 AC 伺服和变频器市场份额位居全球第一。安川电机是典型的综合型机器人企业，目前主要包括驱动控制、运动控制、系统控制、机器人四个事业部。其主要产品 Motoman 是世界上使用最为广泛的机器人之一，目前已在世界各地生产并安装使用 25 万台，广泛应用于弧焊、电焊、涂胶、切割、搬运、码垛、喷漆、科研及教学。 截至 2015 年末，机器人业务网实现销售收入 13.57 亿美元，同比增长 10.6%，实现利润 1.43 亿美元，同比增长 53.4%。
库卡
： 成立于 1898 年， 从最初的焊接系统提供商延伸至机器人领域，是世界领先的制造商和解决方案供应商之一。 2007 年重组后的业务分为机器人部和系统集成部。目前已有超过 10 万台工业机器人在世界各地安装并投入使用。截至 2015 年末，公司机器人业务实现销售收入 10.2 亿欧元，同比增长 9%； 机器人系统集成领域实现销售收入 16.46 亿欧元，同比增长 14.5%。
ABB
： 成立于 1988 年，是电力和自动化技术的领导企业，拥有当今最多种类、最全面的机器人产品、技术、服务。目前已有超过 25 万台 ABB 机器人在世界各地安装并投入使用。
工业机器人四大巨头的发展路径总体表现为由从事机器人产业链相关的业务起步，如ABB 和安川电机从事电力设备、电机业务，发那科从事数控系统业务，库卡则从事焊接设备业务，最终通过掌握机器人本体和机器人某种核心零部件的技术，成为全球领先综合型工业自动化企业。
尽管经过近年的快速发展，我国工业机器人产业已取得较大进步，但相较于工业发达国家仍然存在较大差距，主要表现在：
产业链关键环节技术能力缺失，核心零部件主要依赖进口；
核心技术创新能力薄弱，集中在中低端产品，高端产品质量可靠性低；
精密减速机主要依赖进口，短期国产化替代进口难度最大。
减速机是用来控制机器人动作的定位精度和重复定位精度，位于动力源和执行机构之间， 是一种精密的动力传达机构， 利用齿轮的速度转换器， 降低转速、 增加转矩。 减速机是机器人的“关节”，是运动控制的核心，成本比重高达 36%，位列第一。
目前广泛应用于工业机器人的减速机主要有： RV 减速机和谐波减速机两类。 RV 减速机具有更高的刚度和回转精度，一般放臵在机器人的机座、大臂、肩部等重负载位臵；谐波减速机则一般放臵在小臂、腕部或手部。 现阶段工业关节机器人需求仍以大负载为主，因此 RV 减速机占据大部分机器人制造市场。
日本供应全球 75%的工业机器人减速机，垄断性地位难以撼动。
在工业机器人领域，日本的 Nabtesco（纳博特斯克） 供应全球市场约 90%的 RV 减速机， 约占全球减速机市场的 60%，居于绝对龙头地位；同属日本的 Harmonic（哈默纳科） 的全球市场占有率约 15%，主要产品是谐波减速机。 这两家企业在全球的工业机器人减速机市场几乎形成垄断之势，地位难以撼动。
2015 年约 75%精密减速机从日本进口，成本压力大。
目前我国只有浙江恒丰泰和南通振康已实现RV 减速机的小批量生产和少量销售； 在谐波减速机方面已有可替代产品，但在输入转速、 扭转强度、 传动精度和效率方面与日本产品还存在不小差距， 大规模的国产化和进口替代仍然任重道远。 2015 年仍然大量依赖进口，比之于外企，国内企业要以高出近 4 倍价格购买减速机，成本压力巨大。
2016 年我国工业机器人的减速机市场将超 60 亿元，国有品牌份额将受限。 一般情况下，一台工业机器人所需的减速机数量与所需控制的轴数相同。
据 IFR 预测，2016-2017 年我国工业机器人销量将达 8.1 万台、 10 万台，按主流 4-6 轴工业机器人测算，将产生约 40.5 万台、 50 万台减速机的需求， 减速机价格按 1.5 万元/台、 单价逐年下降 10%测算，将分别对应约 60.75 亿元、 67.5 亿元市场空间。
由于精密减速机的核心技术壁垒在于基础工业技术和工艺精度，而我国在这两方面都相对薄弱，短期内本土企业难以突破核心技术难点，因此我们认为，
未来 1-3 年内我国精密减速机达到规模化生产进行进口替代的难度大，国有品牌份额仍将受限。
伺服系统自主配套能力初具， 短期全面进口替代难度较大
伺服系统是为机器人提供动力源的核心部件，相当于机器人的“心脏”， 利用电机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。
伺服系统通常由伺服电机和驱动器组成，在我国工业机器人的成本结构中占比达 24%，仅次于精密减速机。 交流伺服电动机驱动器因其具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点，在工业机器人中得到广泛应用。
外资厂商先发性价比优势显著，依然主导国内市场。 现阶段国内市场，日系品牌凭借良好的性价比优势占据中国伺服系统市场的半壁江山，而我国伺服系统相关技术发展较晚难以与其竞争。2015 年，日系松下、安川和三菱的国内总份额达到 42.4%， 欧美系约占 25%-30%的份额， 国有企业份额在 20%左右， 外资占据绝对优势地位。
自主配套能力初具，进口替代率将逐步提升。
当前国产中低端伺服系统已经能够实现大规模量产，但高端伺服系统产业化方面仍然比较滞后，高端伺服系统尚未形成商品化和批量生产能力，国内对精密伺服电机控制系统的需求还主要依赖进口。
随着技术水平的提升，未来国内厂商生产的伺服产品将进一步替代国外产品， 2015年国产伺服产品市场占有率约为 20%，根据中国产业信息网的预计， 未来三来国产伺服产品市场占有率将达到 25%、 30%、 35%。
当前工业机器人单价 20 万/台左右，按照伺服系统成本占比约 24%，可测算单台工业机器人对应 4.8 万元的伺服系统市场需求， 2016-2017 年我国工业机器人销量将达8.1 万台、 10 万台， 假设伺服系统价格因国产化进程推进每年下降 10%， 可预计 2016年~2017 年我国新增工业机器人的伺服系统市场规模约为 35 亿元和 39 亿元，对应国产伺服产品市场规模为 10.5 亿元和 13.6 亿元。
我们认为，
在国家政策红利的支撑下，我国工业机器人的伺服系统自主配套能力也将逐步从中低端向精密高端型迈进，提升自有品牌的市场占有率，而短期内实现全面进口替代依然难度较大。
控制器是机器人的“ 大脑”， 它的主要任务是控制机器人在工作空间中的位臵、速度、加速度等。在工业机器人成本结构中，控制器占比 10%-15%。 控制器包括硬件和软件两部分：硬件部分是工业控制板卡，包括主控单元和部分信号处理电路；软件部分主要是控制算法、二次扩展开发等。
国产控制器尚未形成竞争优势，深耕运动控制领域的企业将迎良好发展契机。
控制器、软件与本体一样，一般由机器人厂家自主设计研发。 目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发，各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配。因此，控制器的市场份额基本和机器人保持一致，国内企业控制器尚未形成市场竞争优势。
据 IFR 预测， 2016-2017 年我国工业机器人市场销量将达 8.1 万台、 10 万台，控制器数量与之相一致，按当前 4-6 轴工业机器人控制器价格约 2 万元/台、受益国产化每年降价 10%进行测算， 2016-2017 年我国工业机器人控制器市场预计新增需求规模为 14.6 亿元、 16.2 亿元。
近年来国内逐步成长了一批专业的运动控制企业， 并开始逐步向市场提供机器人专用控制器。 这些控制器的硬件平台和国外产品没有太大差别，差距主要体现在控制算法和二次开发的简易性方面，技术已较为成熟，是工业机器人与国外产品差距最小的核心零部件。随着国产机器人的快速发展，未来几年机器人控制器将迎来良好发展契机，尤其是在运动控制领域积累多年研究经验的企业。
本体制造扎堆中低端产能，高端产品依赖进口。
在国家对机器人产业的政策红利刺激下，近两年我国市场机器人企业已达近千家， OFweek 行业研究中心统计数据显示，2015 年上半年， 80%以上厂商本体业务出现同比增长， 70%以上的企业的本体业务处于亏损状态，盈利能力普遍较差。
国内本体制造企业扎堆于中低端工业机器人领域，主要集中在四轴以下的中低端机器人，高端机器人主要依赖进口。 2014 年国内销售 5.7 万台工业机器人，国产工业机器人占比约 30%， 其中多关节高端机器人依然为外资垄断，国产品牌占比仅 10%。
企业发展分化明显，产品结构正在逐步优化。 2015 年超六成国产工业机器人制造企业销量较上年增长，部分龙头销量增速超 20%，同时也有部分企业在激烈的市场竞争中被逐步淘汰。
数据显示，三轴四轴等中低端机器人在国产工业机器人中比重下降，而技术附加值较高类型产品的比重在提升，产品结构正在逐步优化。 2015 年国产多关节机器人销量超过 6000 台，同比增长 71.7%， 比上年提高 6.4 个百分点；坐标机器人销售约 10600台，总体占比 47.6%，较上年下降 4 个百分点； 平面多关节机器人销售 2179 台，销量同比下降 20.8%，占总销量的比重回落 6.4 个百分点。
2020 年我国本体市场规模将轻松突破 200 亿元。
2015 年工业机器人本体单价为 20万左右， 假设未来五年工业机器人本体价格平均每年下降 10%左右， 由此推算，2016-2017年我国工业机器人本体的市场规模将分别为 146亿元和 162亿元，到 2020年时将轻松突破 200 亿元。
本体制造属于机器人产业链上附加值较低的一个环节，进入壁垒不高，导致政策红利刺激下国内企业扎堆进入，中低端产能同质化竞争激烈，成本受限于上游核心零部件技术缺失而居高难下，盈利能力较差。我们认为，
随着我国机器人上游企业对三大关键零部件技术的突破，国产化进口替代将分步实现，利好国内本体制造的发展，届时具备向产业链上游延伸的本体制造企业的爆发力值得期待。
