2022年机器人行业深度研究报告 核心零部件技术突破是关键,国产替代空间广阔

  • 来源:国海证券
  • 发布时间:2022/12/09
  • 浏览次数:1283
  • 举报

核心观点:

工业机器人:机器人产业目前最大子赛道,细分应用场景下专用性强、规模化程度较高。从何而来?通过复盘中日韩三国工业机器人产业的发展历程,我们发现“产业环境+人才培养+需求催化”是市场的核心发展驱动力,日本市场以产 业环境成熟、支持政策力度较大、人才培养完善为特点,是工业机器人行业执牛耳者,韩国市场从需求端的角度来看已进入了成熟市场,但整体市 场呈现应用>自产的特点,在核心技术、产业环境上仍较为薄弱,中国市场作为最大的工业机器人市场,整体还处于成长阶段,上游零部件的核心 技术突破将成为行业发展的重要方向。

走向何方?未来国内市场发展方向上,我们判断工业机器人渗透率将有进一步提升,要密切跟踪下游行业汽车、电子等制造工厂智能化发展情况与 机器人产业链完善程度,结合日本工业机器人两大巨头发那科与安川电机的发展路径,我们认为工业机器人企业未来发展的关键在于自身的产业链 布局与关键零部件的技术突破,中短期来看,工业机器人也将往智能化、载荷提高、小型化与专业化的方向不断进化;长期来看,工业机器人将实 现完全的智能化与功能一体化,单个机器人有望实现产品制造流程的全覆盖。

服务机器人:现有技术下,服务机器人应用场景高度细分,通用化或为盈利重要突破方向 。如何服务?运输机器人:不同配送需求下商业化应用程度不一,技术要求最低的送餐机器人因紧贴需求、实现降本增效,发展成熟;对负重能力等 有更高要求的物流配送机器人,则因伺服电机技术不成熟+使用场景探索待深入,发展曲线滞后;清洁机器人:商用、民用需求不同,龙头民用品 牌多次探索商用技术,未来可期;交互性机器人:运用人工智能技术,可不断重复相同信息的讲解、全天候关注使用者情绪等功能,在教育、科研、 医疗等领域应用丰富。技术进一步发展后,交互性机器人表现值得期待。

医疗机器人:高速成长赛道,需求、技术、政策驱动发展,手术机器人潜力大。为何兴起?①需求端:新发肿瘤患者数攀升带来腔镜手术需求增加,老龄化带来骨科、心脑血管手术需求增加,庞大的患者群体释放外科手术高需 求,为手术机器人市场孕育了增长空间。②供给端:技术及政策共同孕育行业发展,优良的人工智能技术土壤孕育医疗机器人成长,同时政策鼓励 发展医疗机器人,推进规范应用。

谁具看点?中国医疗机器人正处高速成长期,手术机器人潜力大。据亿欧智库披露,中国医疗机器人市场规模预计由2021年72亿元增长至2025年 250亿元,属于技术及资本密集型行业。具体可分为医疗服务机器人、康复机器人及手术机器人,其中手术机器人毫米级精度及多自由度运动技术, 决定其用于高于人类能力的微创手术领域或实现对手术器械的精准控制,技术壁垒高且潜在市场规模大。

一、工业机器人:核心零部件技术突破是关键,国产替代空间广阔

1.1、机器人市场结构:按应用场景,主要分为工业、服务与特种机器人三大类

国际机器人联盟(IFR)根据应用环境将机器人分为工业机器人与服务机器人两大类。其中工业机器人是指应用于生产过程与环境的机器人;服 务机器人是指除工业机器人以外,用于非制造业并服务于人类的各种机器人,可分为个人/家用服务机器人和专业服务机器人。根据我国机器人 市场现状,中国电子学会则进一步将机器人分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。本报告立足于国内机器人产业发展现状,故采用 中国电子学会对机器人的分类。

1.2、行业现状:智能制造加速升级助力工业机器人快速发展

以工业机器人为核心的智能制造已成为制造业数字化转型的主要路径。工业机器人可以自动执行工作,通过自身的力量和控制能力实现各种功 能。现阶段我国制造企业数字化、智能化转型建设步伐日益加快,有力推动了工业机器人市场的快速发展,预计2016-2023年我国工业机器人销 售额CAGR为11.7%。

1.3、工业机器人:机械结构层面——垂直多关节机器人销量占比最大

垂直多关节机器人占销量比重最大。工业机器人按照机械结构主要可以分为垂直多关节机器人、平面多关节机器人(SCARA机器人)、协作机器 人、DELTA机器人四类。据MIR统计,2020年我国工业机器人销量分布中,垂直多关节机器人占比最大,为63%,其次是SCARA机器人,占比 30%。

工业机器人的下游应用行业中,汽车及零部件、电子行业是工业机器人应用的两 大行业,在2020年占比分别为34.7%、23.6%。疫情之下行业表现差异显著,新能源汽车、锂电、光伏、医疗、半导体等新兴行 业需求旺盛,拉动市场,但3C及一般工业投资呈现进一步萎缩态势。在非工业 市场中新零售、健康理疗、餐饮、教育等领域受疫情影响较大,机器人应用减少。 不过也有行业表现较好,如电力巡检、机车巡检、生命科学等细分市场。

1.4、搬运机器人:多用于物流行业,仓储系统,AGV搬运机器人最为常见

搬运机器人是指将物体由一个加工单元搬运至另一个指定的加工单元的机器人。世界上最早的搬运机器人是由美国发明的,目前国内的搬运机器 人大多被应用于仓储系统,物流行业应用较多,例如阿里和京东的仓储搬运机器人。目前最常见的搬运机器人是AGV搬运机器人。

1.5、装配机器人:运动及定位精度更高,柔性更好

装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备,常用装配机器人由操作机(结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等)、 末端执行装置、控制系统和感觉系统组成。由于装配作业种类繁多,特点各不相同,从装配作业的统计数字来看,2019年,与插装作业相关的 作业占装配作业的85%,例如销、轴、电子元件脚等插入相应的孔,螺钉拧入螺孔等,因此要求装配机器人比其他工业机器人具有更高的运动 精度、定位精度和更好的柔顺性。

1.6、喷涂机器人:易操作、易维护、利用率高

喷涂机器人又叫喷漆机器人,是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人,1969年由挪威Trallfa公司(后并入ABB集团)发明。喷漆机器人 主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成,液压驱动的喷漆机器人还包括油泵、油箱和电机等,多采用5或6自由度关节式结构,手臂有 较大的运动空间,并可做复杂的轨迹运动,其腕部一般有2~3个自由度,可灵活运动。

1.7、洁净机器人:避免污染,提高效率,主要用于电子器件与医院制造

微型化生产使得洁净室的存在成为必要。现代工业产品和现在科学实验活动越来越要求微型化、精密化、高纯度、高质量和高可靠性,而产品的微型化生产,意味着需要一个“洁净的生产环境”——洁净室(clean room)。洁净室是指空气中的微粒、有害气体、微生物受控的房间,以满足产品生产的需要。鉴于环境的洁净度会对产品的性能、安全性及成品率产生重大影响,尤其是微电子产品的设计制造,因此洁净度的高低直接影响产品的合格率。

洁净机器人有效避免工作人员这一污染源。鉴于洁净室中最主要的污染源便是在其中工作的人员,因此洁净机器人的功能便是在洁净环境下代替人类进行产品生产。洁 净机器人是指在洁净室使用的,在电子器件制造、医药制造、食品制造等行业执行搬运等任务的工业机器人,可以完成物料的自动搬运,在减少由于人工搬运造成的污 染的同时,提高生产效率。按照使用环境划分,可分为大气机器人与真空机器人。

1.8、埃斯顿自动化:国产智能工业机器人企业

埃斯顿自动化专注于自动化完整生态链布局,长期进行产品研发投入。在国际化发展构建的全球资源平台的大力支持下,公司目前已经成功培育三大核 心业务:工业自动化系列产品、工业机器人系列产品以及工业数字化系列产品。作为中国最早自主研发交流伺服系统的公司,工业自动化系列产品线包 括全系列交流伺服系统、变频器、PLC、触摸屏、视觉产品和运动控制系统以及以Trio控制系统为核心的运动控制和机器人一体化的智能单元产品,为 客户提供从单轴—单机—单元的个性自动化解决方案。

二、服务机器人:现有应用场景高度细分,未来需发力技术和商用

2.1、送餐机器人发展:进入智能化阶段,龙头企业加速抢占市场

送餐机器人可为餐饮服务业提升效率,降低人工成本,打造智慧餐厅,让科技感成为品牌餐厅的加分项。送餐机器人通常在完成跑堂传菜、运 送酒水,在等位区智能推荐、为等位顾客巡航配送小吃、回首餐具等基本任务的同时,还起到了营销引流的作用。疫情期间,智能送餐机器人 无接触配送的普及解决了众多商家在招工、配送、消杀等方面的烦恼。

2.2、擎朗智能:技术不断突破,产品矩阵丰富,匹配各类细分餐饮场景

上海擎朗智能科技有限公司是国内最早一批开始探索配送机器人应用场景的企业之一,而餐饮是其智能机器人产品迭代最多的领域。擎朗先 后推出过T1、T2、T5、T6、飞鱼五款餐饮配送机器人。最新产品飞鱼主打窄道通行。其新一代智能避障方案和多模态取餐提示等功能正在重 新定义休闲餐饮场景下的高效送餐。根据IDC发布的报告显示,擎朗在2021年占据48.6%的市场份额,增长率高达153.4%,稳坐行业龙头。

2.3、自动送货机器人:应用场景多元化,聚焦短距离配送

自动送货机器人是智慧物流行业的主要应用之一,以自动驾驶技术为核心,旨在应对“最后一公里”的短距离配送需求,同时可实现室内、路 边等多场景售货等功能。自动送货机器人受场景限制较大,多为企业针对降低员工工作量的福利手段,普及度 配送、送餐机器人:聚焦不同需求 逊色于送餐机器人,有较大的B、C端客户购买动力增长空间;突破场景限制为市场 使用率增长要素。

2.4、养老助残机器人:功能上护理+交互相辅相成,满足老人生理+心理需求

养老助残机器人是智慧养老的一个分支,根据老年人需求类型可主要分为康复机器人、护理机器人和陪伴机器人,其中后两种类型被广泛应用 于养老机构和家庭环境中,主要用于辅助老年人日常起居和满足老年人的心理、娱乐需求。公共代步机器人是将智能汽车设计理念引入传统代步车领域的智能代步车。通过安全性升级、设计优化、操作简化,智能代步车旨在提升老年 人和特殊群体的生活质量,并不断拓宽应用场景和人群,从传统轮椅市场逐渐拓展到普通人的短距离出行。

2.5、机器人商业化发展阶段:深入实用性探索+针对性技术研发

人形机器人目前在全球范围内还没有真正成熟落地的产品。在2022世界机器人大会上,高工机器人产业研究所所长卢瀚宸表示,包括日本的 阿西莫,波士顿动力等,都曾推出过人形机器人,但从落地应用角度看,都不成功。在本田总部, Asimo(阿西莫)于2022年4月正式宣布 退役,结束了长达 22 年的表演服务生涯;波士顿动力在技术上拥有绝对优势,但其11亿美元的估值较6年前,下降了66%;作为世界上应 用最广泛的人型机器人之一的NAO,销量仅万台左右,更多卖到高校,用于科研教学、比赛。

阻碍人形机器人商业化量产主要原因有三: 大规模应用刚需场景不足。应用场景直接影响机器人需求的刚性程度,目前人形机器人应用场景仍有待挖掘。 诸多技术问题亟待解决。目前人形机器人尚处于功能相对简单、初步智能的形态。 机器人成本高企。人形机器人机构复杂,制造成本高昂,成本控制有赖于大规模生产的基础及多方位的技术。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

相关报告
评论
  • 相关文档
  • 相关文章
  • 全部热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 全部热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 最新文档
  • 最新精读
分享至