2018年我国工业机器人行业市场规模预测、制造业人年平均工资【图】

    自2013年开始，中国成为全球工业机器人第一大市场，制造业“机器换人”需求旺盛，预计未来一段时间内仍将保持快速增长。CRIA和IFR的数据显示，国产工业机器人在一般制造业的销量占比未显著落后于外资，且在个别领域处于绝对优势地位。未来几年内中国将成为工业机器人市场增长的主要驱动力。预计2017~2020年，中国工业机器人年均销量预计为15万台，年均复合增长率为17%。中国工业机器人销量占全球比例预计从2015年的27%提升至2019年的39%。

2009年-2020年中国工业机器人销量及增速

数据来源：公开资料整理

    相关报告：智研咨询发布的《2018-2024年中国工业机器人市场供需预测及投资战略研究报告》

    根据数据，2014年全球平均的工业机器人使用密度（每万工人拥有工业机器人数量）为66台，其中欧洲85台、美洲75台、亚洲54台。分国家来看，韩国近年来大量安装并使用机器人，2014年工业机器人使用密度为478台；日本使用密度为314台；德国使用密度为292台；美国的使用密度164台。与这些国家相比，我国2014年工业机器人使用密度仅为36台，2015年中国的工业机器人使用密度为49台。《机器人产业发展规划（2016-2020年）》指出，到2020年，我国工业机器人使用密度将超过150台/万人。

    从市场规模方面来看，根据数据，2016年中国工业机器人销售额达到34亿美元，增长率达到31.3%，随着工业机器人市场的旺盛，预计2017年中国工业机器人市场规模将超40亿美元，达到42.2亿美元。

中国工业机器人市场规模走势（亿美元）

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    工业机器人行业按产业链分为上游、中游和下游。上游生产核心零部件：包括减速器、伺服系统、控制器；中游是本体生产商；下游是系统集成商，包括单项系统集成商、综合系统集成商。我国工业机器人主要集中在本体和集成端，原因在于核心零部件缺失严重抬高国内工业机器人成本，制约行业发展。

工业机器人产业链

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    从毛利率上来看，工业机器人零部件的毛利率高于本体和系统集成，尤其是减速器的毛利率高达40%。因此我国工业机器人行业的整体的发展未来主要依靠核心零部件地位的提升，也唯有核心零部件的生产能力的真正提升才能使中国在工业机器人行业跻身世界一流地位。

工业机器人产业链上下游毛利率比较

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    根据国家统计局公布的数据，中国劳动年龄人口比例自2002年开始逐年上升，直至2016年65岁人口比例已经高达10.80%。与此同时，14岁以下儿童的占比却日益下滑。因此说中国人口结构老龄化将成为一个一个不可逆转的趋势。伴随着人口老龄化的加剧，劳动力供给的持续减少将日益严重。

2002年-2016年中国人口结构变化

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    此外，伴随着80后、90后逐渐成长为社会主要劳动力，劳动力整体受教育程度提高，劳动力的享乐意识逐渐增强而从事体力劳动的意愿有所下降。他们更追逐自我，对于工作环境、工作场景、待遇等等的要求更加多元，而且稳定性更差。相比于一些较为艰苦、单调、高风险的工作，年轻人更青睐于较为轻松的脑力劳动。高温、高风险和曝露于有毒环境之下的工作岗位来说，想要找到足够多的劳动力将是一件越来越困难的事情。41岁以上农民工占比已经从2008年的30%上升至2015年的45%，农民工群体不断高龄化，实际劳动力供给形势严峻。因此，这些危险、艰苦、单调的岗位将需要由机器人和自动化系统所取代。

    2006年-2016年十年间，中国制造业就业人员年平均翻了三倍有余。中国制造业劳动力平均工资已经超过越南、马来西亚等国家。而与此同时，伴随着技术的提高，工业机器人的成本正在逐渐下降，机器换人的成本优势开始得到体现，这为未来工业机器人的普及奠定了基础。

中国制造业就业人员年平均工资（元）

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    以长三角、珠三角地区城市为首，全国已有36个城市将机器人作为当地产业发展重点，财政补助额度大幅增长。广东、浙江、上海、湖北、黑龙江等地区均已出台支持工业机器人应用的相关财税补贴政策。其中，广东省在省“工业与信息化发展专项资金”中安排机器人发展专题资金，2016年安排金额3.6亿元，给予一定比例的采购价格补贴。浙江省省级财政已累计安排近6亿资金支持“机器换人”技术改造，出台工业机器人购置奖励补贴政策，省与地方1：2配套，购置工业机器人按价格10%补贴。

    工业机器人本体结构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机构。根据预测，2020年我国工业机器人本体的市场规模将达到380亿元，较2016年增长33.33%。

2016—2020年工业机器人本体市场规模及预测（亿元）

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    根据数据，三大核心零部件减速器、伺服系统和控制器成本分别占机器人成本的30-50%、20-30%和10-20%，它们共同决定了产品的性能、质量以及价格。按照每台工业机器人20万元的价格进行估算，2020年工业机器人销量将达到19万台，因此减速器、零部件和控制器的市场规模将分别在2020年达到171亿元、85亿元和57亿元，合计312亿元，占2020年工业机器人本体的总市场规模的82%。

    减速器是工业机器人最重要的零部件，工业机器人运动的核心部件“关节”就是由它构成，每个关节都要用到不同的减速机产品。作为技术壁垒最高的工业机器人关键零部件——减速器按结构不同可以分为五类：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，RV减速器和谐波减速器是工业机器人最主流的精密减速器。RV减速器一般被放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置，而将谐波减速器一般被放置在小臂、腕部或手部。RV减速器产品较谐波减速器具有更高的疲劳度、刚度和寿命，而且回差精度稳定，而谐波减速器随着使用时间的增长运动精度就会显著降低。因此，高精度机器人传动多采用RV减速器。RV减速器在先进机器人传动中已经有逐渐取代谐波减速器的趋势。

    减速器市场规模方面，当前每台工业机器人20万元，按照减速器成本占比约30-50%进行估算（我们按45%进行计算），可测算出每台工业机器人对应9万元的减速器市场需求，可以估算出2020年工业机器人减速器的市场规模将有望达到171亿元。

2016年—2020年工业机器人减速器市场规模及预测（亿元）

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    目前，世界上75%的精密减速器市场被日本的Nabtesco和HarmonicDrive占领，其Nabtesco生产RV减速器，约占60%的份HarmonicDrive生产谐波减速器，约占15%的份额。

    尽管减速器市场被日本品牌垄断，本土国产精密减速器企业仍顽强发展，目前部分企业已经取得不错的成绩，在即将到来的国产减速器时期有望抢得先机。尤为振奋人心的是，2017年3月，由哈工大机器人集团研发的国内首款完全自主知识产权的精密摆线针轮减速器已投产，该产品自主研发的成功将有助于解决国内机器人行业核心零部件依赖进口的最大痛点，突破工业机器人发展瓶颈，大幅降低我国工业机器人的整机成本。本精密摆线针轮减速器具有传动速比大、高精度、高刚度、功率密度高等优势，可广泛应用于医疗设备、跟踪导航、弯管设备、机械臂本体、旋转工作台、自动化设备等领域。

    “伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机。在工业机器人中，伺服电机是工业机器人的动力系统，一般安装在机器人的“关节”处，是机器人运动的“心脏”，其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。

    机器人的关节驱动离不开伺服系统，关节越多，机器人的柔性和精准度越高，所要使用的伺服电机的数量就越多。机器人对伺服系统的要求较高，必须满足快速响应、高起动转矩、动转矩惯量比大、调速范围宽，要适应机器人的形体做到体积小、重量轻、加减速运行等条件，且需要高可靠性和稳定性。伺服电机主要可分为交流伺服系统和直流伺服两大类。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。

    工业机器人的快速增长已经在一定程度上刺激了伺服电机市场的发展。当前每台工业机器人20万元，按照伺服系统成本占比约20%—30%进行估算（我们按25%进行计算），可测算出每台工业机器人对应5万元的伺服系统市场需求。90%的工业机器人使用伺服电机。可以估算出2020年工业机器人伺服系统的市场规模将有望达到85.5亿元。

2016年—2020年工业机器人伺服系统市场规模及预测（亿元）

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    市场格局方面，尽管近年来中国企业在吸取国外先进技术经验的前提下，开始自主研发伺服系统，中国的伺服系统的市场份额有所提高。但是目前，我国依然仅有中低端伺服系统能够实现大规模量产，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主要依赖进口。从市场占有率来看，目前国外伺服企业在我国的市场占有率达75%。其中，日本品牌占比为50%，欧美品牌占比达25%，而国产品牌只占据了20%左右的市场份额。根据智研咨询的预计，未来三年国产伺服产品的市场占有率将分别达到25%、30%和35%。

    工业机器人控制器是机器人控制系统的核心大脑，更是决定机器人功能和性能的主要因素，其主要任务是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。控制器主要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。一般来讲，每台多轴机器人由一套控制系统控制，也意味着控制器性能要求越高。

    控制器也是我国工业机器人产品中与国外产品差距最小的关键零部件。随着技术和应用经验的积累，国产机器人控制器产品已经较为成熟，国内大部分知名机器人本体制造公司均已实现控制器的自主生产，所采用的硬件平台和国外产品相比并没有太大差距，差距主要体现在控制算法和二次开发平台的易用性方面。

    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的发展契机，尤其是在运动控制领域积累多年研究经验的企业。当前每台工业机器人20万元，按照控制器成本占比约15%，可测算出每台工业机器人对应3元的控制器市场需求。因此可以估算出2020年工业机器人控制器的市场规模将有望达到57亿元。

2016—2020年工业机器人控制器市场规模预测（亿元）

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    只有机器人裸机是不能完成任何工作的，机器人裸机需要通过系统集成之后才能为终端客户所用。机器人集成是指在机器人本体上加装夹具及其他配套系统完成特定功能。系统集成方案解决商处于机器人产业链的下游应用端，为终端客户提供应用解决方案，其负责工业机器人软件系统开发和集成。相较于机器人本体供应商，机器人系统集成供应商还要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解、相关项目经验等，提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。如果说机器人本体是机器人产业发展的基础，那么下游系统集成就是机器人商业化、大规模普及的关键。应用集成系统的研发也是机器人产业链上利润最高也是技术门槛最高的环节，近年来，随着工业机器人产业的火速升温，机器人系统集成行业也逐年升温，备受追捧。

    从国内系统集成商的竞争市场来看，目前我国工业机器人企业多为系统集成商，低端应用的竞争尤其激烈。大部分系统集成商的净利润在10%左右，甚至不足10%，竞相降价造成的恶性竞争日益激烈。相比于机器人本体，系统集成的壁垒相对较低，与上下游议价能力较弱，毛利水平不高，但其市场规模要远远大于本体市场。一般来讲，系统集成市场规模一般可达机器人本体市场规模的两到三倍。根据预计，2020年中国工业机器人市场销量有望超越19万台，按均价20万测算，2020年机器人本体市场规模可达380亿左右，则系统集成市场规模则有望达到1000亿元左右，市场空间巨大。

2016—2020年工业机器人系统集成市场规模及预测（亿元）

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    AGV（AutomatedGuidedVehicle）又称移动机器人，是指通过特殊地标导航自动将物品运输至指定地点的机器设备。AGV具有感知、规划、决策和移动等功能，是一种具有安全保护以及各类移载功能的运输车，能够实现按照规定导引线路行驶，具有较强的抗干扰能力和目标识别能力。随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术逐步发展、以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，AGV作为联系和调节离散型物流管理系统使其作业连续化的必要自动化搬运装卸手段，其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。目前国产激光导引AGV（单轮驱动型）的价格：配镉镍电池约在45万元左右，配铅酸电池约在40万元左右，磁带导引、电磁导引的AGV则相对便宜一些。

    说到AGV，不得不提到就是AGC。AGC（AutomatedGuidedCart）属于AGV的一类，但由于具有独特的功能与用途，我们将它单独来讲。AGC是以日本为代表的简易型AGV技术，该技术追求的是简单实用。AGV的控制比较复杂，从行走姿态到多车的调度管理都有特殊的算法，而AGC从驱动方式、精度到速度控制方式、与上层系统的连接等诸多方面都相对简单。但是相较于智能化程度较高的AGV机器人而言，AGC的价格显然更为低廉，一台仅用于搬运拖拽而不需上位调度的AGC的价格约为5-10万元。因此，一些路线相对固定、对于导引及定位精度要求不高的工业场景也倾向于选择AGC机器人，在最短的时间内收回投资成本。

    中国国内市场2014年AGV市场（含AGC）新增量为1.2万台，根据智研咨询的预计，2018年我国AGV（含AGC）保有量将达到4万台以上，2018年AGV（含AGC）销量既往为14000台左右，按照AGV平均价格8万元/台进行计算，预计2018年AGV市场规模将达到11.2亿元。目前，智能化水平较高的高端AGV年产量为1000台左右，按每台50万元进行计算，2018年高端AGV市场规模将达到5亿元左右。因此，2018年AGV市场规模将共达到16亿元左右。

我国AGV保有量及同比增速

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我国AGV销量及同比增长

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    目前，AGV机器人在汽车、烟草等传统制造业企业中已经有较为成熟的应用，但对于电商、印钞造币、制药、能源乃至各行各业，AGV的应用还有待于进一步开辟和发掘。未来AGV将会进一步深入至各行各业，呈现出爆发式的增长态势。

AGV下游行业分布

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    AGV市场与其他种类的工业机器人外资品牌占据主要市场的情况不同的是，我国在AGV机器人领域具有相当的实力，移动机器人(AGV)产品不仅成为国内市场主流产品（国内公司产品占据80%国内市场），而且产品更具成熟度和稳定性。某些国产AGV品牌甚至远销海外，具有国际知名度。诸如新松、昆船、嘉腾等工业机器人专业生产商都已经开发出自动化程度高、安全、稳定的AGV。

    协作机器人，顾名思义，就是一种可以在一定区域内安全的与人类进行直接交互的机器人，简单来说就是“人”直接用“手”来操作机器人，把人的智能和机器人的高效率结合在一起，共同完成作业。一般来说，协作机器人的操作相对较为简单，是工业机器人的一个分系，在价格上也相比于传统工业机器人更为低廉。

    2015年至2020年期间，协作机器人部门有望增长10倍，从2015年的接近9500万美元升值2020年的超过10亿美元。

    TransparencyMarketResearch甚至大胆预计，2018年，协作机器人将在机器人市场上占据30%的份额，它们将以3倍于当前机器人的工作效率服务各行各业，并能给予人类员工安全保障；2024年底，全球协作机器人的市值有望达到950亿美元，年均复合增长率30%。

    总之，工业机器人的智能程度将迅猛提升，协作机器人将在工业机器人中越来越普遍。甚至随着技术的发展，最终协作机器人将变成一个过渡概念，所有的机器人都应该具备与人类一起安全的协同工作的特性。

    根据数据，汽车制造业是国内产机器人的主要市场，占比达到38%。随后是3C、金属制造、塑料及化学制品、食品烟草饮料，占比分别约21%、15%、8%、1%。

    国产机器人在不同行业的占比情况中，汽车制造业用工业机器人的国产占有率最低不足10%。主要原因在于汽车制造业用工业机器人具有极高的技术和商务层面的进入壁垒，中短期内国产工业机器人本体厂商难以撼动现有竞争格局。而相比之下，一般制造业则有相当一部分工序并不需要6轴工业机器人即可实现，技术层面的进入壁垒相对较低，且价格因素在客户购买时更为关注，商务层面的供应链先入优势并不能形成有效壁垒，因此国产品牌占有率相对较高，其中国产占有率最高的行业则为3C行业。

国产机器人在不同行业的占比情况

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国产工业机器人不同行业的销量占比

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    未来，随着工业机器人向着更深更远的方向发展以及智能化水平的提高，工业机器人的应用将从传统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、建筑、农业等各种非制造行业。在低端产能行业工业机器人的应用也会加速扩张，如陶瓷卫浴、家具制造、食品饮料、快消品、服饰鞋帽等；并逐渐进入到货币银行、仪器仪表、生物制药等新兴领域。

    市场规模方面，3C机器人市场发展潜力大。截至2015年，国内3C产品销售总额达到12.32万亿元，环比增长8.7%，巨大的3C市场是3C机器人市场发展的基础；数据显示，2016年，3C家电行业工业机器人销量达2.07万台，同比增长47.9%。

我国3C行业销售产值及增速（万亿元，%）

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    汽车工业机器人的市场已是一片红海，市场被“四大家族”占据，国产机器人竞争能力弱，而在3C、家电、金属、塑料化工、食品等行业，国外品牌的行业经验和客户基础优势并不明显，下游行业客户更加注重机器人产品的性价比和本土化服务优势，这给国产机器人在3C领域的发展创造了巨大的机会，因此3C机器人有望带领国产机器人弯道超车。