当前位置:主页 > 探索 > 正文

紧扣工业4.0时代脉博 机器人行业延续高景气

未知 2019-07-27 10:53

  继上一个电子信息化3.0之后,全球正日益融入网络化的时代,其中网络互联在工业制造领域的渗透,正加速新一代以智能制造为引领的工业自动化技术的革新。工业4.0即是德国政府于2011年提出的一项高科技战略工程,旨在提升制造业的计算机化水平。美国的制造业复兴计划也与此类似,其核心驱动是工业自动化水平的进一步提升;同时,CPS(cyber-physical systems,网络物理系统)与物联网技术的深度应用,带来的工业机器人+物理互联网的数字化生产方式,将构建出更富弹性、更趋扁平、信息指令双向流动的智能化制造时代。

  国内机器化率水平提升空间广阔,正驶入成长快车道:据统计,2013年中国万名工人的机器人拥有量是23台,全球平均水平是58台,不及全球平均水平的40%。近10年来机器人成本以每年5%的速度下降,而劳动力成本以每年10%的速度增长,前者的比价优势愈发突出。随着人口红利逐步消失,近年来我国工业机器人每年新增装机数量超30%,全球同期在10%。2013年中国成为全球最大的工业机器人市场,实现销售额109亿元,同比增长31.3%,销量约37000台,其中国产份额占比1/4。在机器替代人工与国产替代进口的时代背景下,国内工业机器人产业的发展将紧扣中国工业4.0时代的崭新脉动。

  中国制造迎来机器人时代

  工业机器人的发展为中国制造业转型的关键:中国经济面临新挑战,增速几乎降至24年以来最低,投资减少,信贷收缩,工业减产;劳动力市场上,中国人口结构呈现倒金字塔,劳动力成本上升,自动化成本下降,机器人成本和劳动力成本趋于一致;同时,中国的自动化水平只有发达国家平均水平的67%,提高生产力和效率、提高产品品质和生产环境的安全性、并帮助解决环境问题的挑战,是中国需要采取的应对措施。研究表明,机器人密度与工业生产率正相关;中国制造业环境尚处于婴儿期,机器人时代还未真正到来。而工业机器人有望解决中国制造业的现实困境,生产周期方面,柔性生产技术使制造商有能力及时应对市场变化,缩短生产周期,提高竞争力;生产效率方面,机器人可以提高产能,改善产品稳定性,节省空间,减少招工困难;能源效率方面,机器人可以降低单位产品能耗及成本。

  机器人应用范围将持续扩大:一方面,工业机器人将从高大上的汽车、装备等应用行业延伸到传统制造业;另一方面,传统服务行业机器人市场目前几乎尚未被开发。2014年中国机器人市场中,按照应用行业分类,工业机器人仍主要由汽车行业的需求驱动,汽车及零配件行业市场份额占据半壁江山,食品加工等服务类机器人虽有加快增长,但国内真正运用机器人的服务型企业数量不足1%,机器人向服务领域的延伸发展前景广阔,市场潜力巨大。类似的应用可能是铁路旅客的餐饮、大型连锁酒店的大型会议餐饮制作等,此类大规模的、普及化的、标准化的工作,都存在服务机器人的替代可能。

  工业机器人的高速增长将延续:预计中国工业机器人在2015~2018年的销量分别为75000台、95000台、120000台、150000台,年均增长率25%左右。机器换人的优先领域包括危险、恶劣、有害的作业环境(炸药、核辐射、焊接、抛光打磨),劳动密集的工序(装配、手工作业),劳动强度大的工种(锻造、搬运),高精密、高清洁的作业(半导体、平板显示器制造),自动化生产线上下料(机加工、热加工),超常态制造(极高温、极低温、极高压)。

  中国制造2025需要实施并型战略:全球制造业处于重大变革之中,我国已经成为制造业大国,但是仍然存在各种问题,亟待转型升级;我国处于工业化的中后 期、还是一个发展中国家,制造业产品大部分属于劳动密集、附加值较低的产品,我国制造业的整体生产力水平处于工业2.0走向工业3.0的阶段;中国制造2025的并行战略包括,工业2.0补课,工业3.0普及,工业4.0示范;以智能制造的方向和技术,融入工业2.0补课和工业3.0普及中,加快向工业4.0迈进,并在工业4.0示范中,发挥引领、移植的双重作用。

  服务机器人有望成为新蓝海:服务机器人可以分为个人/家庭服务机器人和专业服务机器人;专业服务机器人包括医疗、农牧、国防、检修、物流、救援、公共;其本质在于服务,有别于工业机器人的生产。未来服务机器人的行业规模或将超过工业机器人,成为新蓝海。

  我国服务机器人发展的机遇与挑战:机遇主要包括市场广阔、政策支持、产业基础。市场方面,人口老龄化趋势严重、残疾人群体数量巨大催生助残机器人需求、机器人进入家庭成为必然趋势。政策支持方面,国家中长期科学和技术发展规划纲要、智能制造科技发展十二五规划专题、发改委及地方政府的政策及基金支持。产业基础方面,互联网及物联网产业发展全球领先、智能产品的研发制造销售形成体系、大众创业万众创新形成的投资创业环境。挑战主要包括核心技术欠缺,创新不足,产业发展初期的技术、价格、人才瓶颈。服务机器人的核心技术包括人机交互、导航及路径规划、多机器人协调、人工智能、云计算等,具体涉及语音、语义、处理器、算法、通讯、大数据、互联网等,以实现服务机器人的自主性、适应性、智能型。

  医疗护理机器人即将爆发:医疗护理领域对机器人的需求包括健身、急性期康复、恢复期康复、步行训练、移乘移动辅助等多个阶段。老龄化社会,医护人员急剧减少,催生大量医疗机器人的需求,到2025年,老龄化将成为全球共同的社会问题。护理行业现状:护理人员的时间及体力上负担较重,为了护理而辞职的人数增加,对于未来护理人员不足的担忧(机器人护理设备目前几乎没有实际使用的产品,机器人与非机器人护理设备的界限模糊)。

  康复机器人的发展路径及特征:康复机器人的一般发展路径为装具-电刺激-电动马达辅助-康复机器人;康复机器人的特征是拥有传动器等能动机构,应用机器人技术,能对动作进行编程的康复机器;能根据状况进行灵活修正;利用人工智能技术等ICT,能够实时与人沟通。其实现需要的核心难点在于:高扭矩小型伺服马达、轻便小巧的穿着型设备、实现人体动作柔和、适用医疗器械的安全性、可靠性。

  机器人在工业4.0中的作用:工业4.0要解决的问题是产品批量的减少、产品更新换代的快速响应、成本控制等;中国智能制造四部曲是生产制造自动化、流程管理数字化、企业信息网络化、智能制造云端化;工业自动化技术的变革是实现工业4.0的必要条件,而工业智能化机器人是实现自动化的重要一环。工业4.0的实现需要分三步走,第一步中机器人是实现生产制造自动化的关键工具,为产品质量和生产速度的提高起关键作用;第二步中机器人必须有标准的通信接口,使得机器人的所有运行状况和工艺情况及时送入管理层;第三步中机器人建立CPS,实现机器与机器的通信。

  四大因素支撑机器人行业延续高景气

  我国机器人行业正处在高速发展初期,四大因素支持其在未来五年继续延续高景气:(1)近年来由于环境污染、能源枯竭、人口红利逐步消失等原因,由投资和出口为主导的经济发展模式向消费为主导的发展模式转变是经济向后工业化发展的必然趋势,因此投资领域将发生重大改变,国家将重点扶持包括机器人在内的战略性新兴产业;(2)政策和市场双重驱动人力成本不断上升。从政策上看,人均最低工资标准不断上升,从人口结构和市场供求看,劳动力供给结构性短缺导致劳动力成本提高;(3)规模效益和进口替代驱动自动化设备采购成本趋势下降;(4)企业提高生产效率和产品质量的内生需求。

  从美日机器人发展历史看,全球机器人市场已进入平稳增长期。

  根据IFR数据显示,2013年全球工业机器人销售量17.9万台,同比增长12.33%,行业总产值约为275亿美元,创历史高峰。汽车和电子是工业机器人应用最多的领域,合计占比高达59%。四大工业机器人巨头占全球市场份额约50%,两家日本公司垄断机器人减速器70%以上的全球市场份额。

  美国虽是世界首个工业机器人的诞生地,但由于美国当时失业率高而导致政府没有采取有力的机器人引导和扶持政策而错过了机器人的黄金发展期。日本由于战后劳动力短期政府积极支持机器人产业发展,并恰逢日本经济繁荣期,固定资产投资加速使得日本成为世界公认的机器人王国。发达国家的历史经验显示:(1)劳动力短缺及成本上升是机器人产业初期发展的最主要内生因素;(2)政府扶持在机器人产业发展初期同样扮演重要的角色;(3)工业机器人行业作为价格昂贵的投资设备,其快速发展与制造业投资密切相关;(4)发达国家机器人行业发展后期主要依赖于全球扩张。

  国内将形成千亿级工业机器人市场

  2013 年中国已超越日本成为全球最大的工业机器人市场,估计 2020 年中国的机器人市场规模将达到 2000 亿,大部分需求将来自于汽车以外的一般制造业。 而国内一般制造业的自动化需求分为三个阶段: 2008 年以前主要是具有国际视野的大企业有需求;2008 年以后是国内大企业逐渐在推动自动化改造,直接原因是人工短缺和人力成本飙升;估计 2-3 年以后会进入第三个阶段,广大中小型制造企业大规模使用机器人,届时国内工业机器人市场将走向成熟。

  今年是工业机器人国产化元年。一方面,关键零部件有所突破,例如,苏州绿的的谐波减速机已经实现量产。另外一方面,埃夫特等国产机器人本体销量今年有望同比实现高增长,正在逐步逐步接近盈亏平衡点。参照富士康机器人的发展经验,估计未来几年可能出现本体年销量超万台的国产机器人企业。

  长期来看,估计国内工业机器人领域,有望出现百亿级的龙头企业。目前国内工业机器人企业,如新松机器人、埃夫特、博实股份等,目前体量相对较小,仍有很大的增量空间。

  参考 PC 和工业计算机的市场容量对比,未来服务机器人有望达到千亿美元级的市场。目前服务机器人还处于产业化前期,扫地机器人和无人机等单功能服务机器人已经产业化。另外,人口老龄化正在推动医疗及护理机器人快速产业化。美国已经有手术机器人上市公司直觉外科,以及外骨骼机器人上市公司 REWALK,预计国内未来 3-5 年内会出现成规模的医疗或护理机器人企业。

  我们认为未来服务机器人的终极目标是人形机器人,将随着人工智能的成熟而产业化。由于服务机器人兼具标准品和消费品的属性,成长爆发程度远高于工业机器人,这点从近几年科沃斯扫地机器人和大疆无人机增速可以得到验证。而且市场空间更大,因此未来服务机器人将给相关上市公司带来巨大的估值空间。

标签