智能制造之机器人篇

　　风险不能够消除，风险只能控制；而控制风险的关键在于你是否全面掌握了信息。

　　中国是全球第一大工业机器人的应用市场，机器人换人是长期确定性趋势。核心逻辑为劳动力替代+高端制造升级+进口替代。

　　日本是工业机器人产业的引领者，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。同时掌握着最多的工业机器人技术专利，在关键技术上处于绝对领先地位。拥有“工业机器人四大家族”发那科、安川、库卡、abb，以及减速器龙头哈默纳科以及纳博特斯克。

　　国内的工业机器人仍以本体制造的组装为主，核心零部件尚需要大量进口，且产品主要定位在中低端市场。

　　根据应用领域不同可划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人。汽车及零部件，电子行业是机器人下游应用占比最高的两大行业。

　　机器人产业链：

　　上游零部件：主要为零部件供应商，核心零部件包含伺服系统、减速器、控制系统。

　　中游制造：为机器人本体制造商与集成供应商，主要负责机器人本体的生产，并根据不同的应有场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发。

　　下游应用：包括工业应用与服务应用，工业应用主要为汽车、电子、金属加工等产业，服务应用范围较广，主要从事维护保养、修理、运输、清洁、保安、救援、监护等工作。

　　机器人产业链中，核心零部件及全套的解决方案为核心竞争力。

　　工业机器人核心零部件由控制器、伺服系统、减速器三部分构成，决定了工业机器人的精度、稳定性、负荷能力等重要性能指标，共占总成本的70%。

　　控制器是工业机器人的“大脑”，一般占总成本的15%左右；伺服系统是工业机器人的“动力来源”，一般占总成本的20%左右。减速器是工业机器人的“关节”，减速器一般占总成本的35%左右。

　　一：减速器

　　减速器是工业机器人的“关节”，是核心零部件中技术壁垒最高的一环。目前应用于机器人领域的减速器主要有两种：RV减速器和谐波减速器。谐波减速器适合小臂，RV减速器适合大臂。中游的机器人制造商以外购为主。

　　全球超过85%的减速器市场份额被日本厂商占据。日本纳博特斯克在RV减速器领域处垄断地位，日本哈默纳科则在谐波减速器领域处垄断地位。由于其极高的技术壁垒，机器人产业链中游的本体制造商对减速器的议价能力很弱。

　　RV减速器：传动比范围大、精度较稳定、疲劳强度较高，且具有更高的刚性和扭矩承载力，一般用于机器人机座、大臂、肩部等重负载的位置。RV减速器结构复杂，进入壁垒较高，市场格局高度集中，纳博特斯克占全球70%以上的市场份额。

　　代表性厂商：日本纳博特斯克、国内双环传动，中大力德。

　　谐波减速器：单极传动比大、体积小、质量小、运动精度高并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作，使其应用在机器人小臂、腕部、手部等部位具有较大优势。谐波减速器所需技术较RV偏低，国内厂商更易于突破。从技术上看，减速比、输出转速、传动精度等指标和国外差距已经明显减小，2020年绿的谐波国内市占率超过20%。

　　代表性厂商：日本哈默纳科、国内绿的谐波（打破海外垄断，国内首家谐波减速器企业）

　　二：控制器

　　控制器是工业机器人的“大脑”，是决定机器人性能的关键要素，通过硬软件结合来控制机器人的运动位置、姿态和轨迹；今后机器人产品的差异化主要体现在控制系统的智能化程度上。

　　控制系统的表现是一家工业机器人厂商设计理念的集中体现，是机器人制造环节的核心技术之一。成熟的机器人制造厂商一般自行开发控制器和伺服系统，从而保证机器人的稳定性和技术体系。

　　我国控制器市场也是外资占主导。美日韩厂商凭借在机器人核心技术领域的深厚积淀，占据了控制器市场的大部分份额。全球控制器龙头发那科在国内的市场份额为18%。国内企业控制器尚未形成市场竞争力，工业机器人控制器国产率不足20%。

　　国内知名的工业机器人生厂商均自主研发了自家的控制系统，如埃斯顿、机器人、华中数控、新时达、广州数控、汇川技术等公司，也诞生了一批专业的控制系统服务商如固高科技、英威腾、卡诺普等。

　　三：伺服系统

　　伺服系统是机器人的“动力来源“，根据控制器发出的命令输出力矩，动态控制机器人的速度和位置；主要由伺服电机、伺服驱动器、编码器三部分组成。

　　我国伺服系统市场一直为外资品牌主导，主要有日韩厂商、欧美厂商和国产厂商，外资厂商约占70%的份额。

　　我国伺服电机与日系和欧美品牌仍然存在差距，主要表现为：大功率产品缺乏、小型化不够、信号接插件不稳定、缺乏高精度的编码器，这些也是国内伺服系统未来要攻克的主要方向。

　　国内许多企业的伺服电机产品仍主打中低端市场，随着伺服电机相关核心技术的进一步突破，国内厂商在未来有望上攻高端市场加速国产化替代进程。汇川、禾川、埃斯顿合计共占18.5%。

　　汇川技术：工控领域龙头，伺服国内第一。

　　禾川科技：国内工业自动化控制设备领军企业，伺服系统国产品牌位列第二。