優(yōu)化勞動力配置需求和智能制造的雙重機(jī)遇下，機(jī)器人市場成為了近年來最為熱門的賽道，中國也正在孕育著全球最大的機(jī)器人市場。 工業(yè)機(jī)器人是智能制造落地層面不可或缺的組成部分，是提升制造工藝和串聯(lián)生產(chǎn)工序的關(guān)鍵。恰逢國內(nèi)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大環(huán)境下，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將會不斷豐富細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用場景。

　　《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年，中國將成為全球機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應(yīng)用新高地，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入年均增長超過20%，服務(wù)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略部署高度。

　　1、深耕十年，機(jī)器人行業(yè)的變遷

　　在10年前，機(jī)器人并不火，也還是一個小眾的行業(yè)。

　　彼時中國機(jī)器人公司并不多，絕大部分是由產(chǎn)業(yè)出發(fā)，依據(jù)固有的工業(yè)產(chǎn)業(yè)背景進(jìn)入機(jī)器人領(lǐng)域。伴隨著優(yōu)化勞動力配置需求的增加以及智能制造2025相關(guān)政策的提出，2014年-2015年機(jī)器人行業(yè)迎來第一次高潮。

　　起初，大家認(rèn)為機(jī)器人沒有大規(guī)模使用是因?yàn)槌杀?，于是開始嘗試國產(chǎn)替代，通過集中團(tuán)購等模式降低核心零部件采購成本，進(jìn)而降低本體成本。但是很快，行業(yè)里又發(fā)現(xiàn)這樣穿的模式行不通，一方面零部件無法快速跟上，另一方面國產(chǎn)成本雖然更低，但銷量仍不夠大。

　　于是，行業(yè)開始關(guān)注應(yīng)用場景落地。

　　到了2017年，大量的創(chuàng)業(yè)公司進(jìn)入機(jī)器人領(lǐng)域，投資人也開始活躍。

　　但是，優(yōu)化勞動力配置剛提出的時候，對于很多制造業(yè)的老板而言，機(jī)器人的需求并不剛需，大家也沒想好機(jī)器人到底能夠幫助做什么事情。

　　2018年至2019年，機(jī)器人賽道進(jìn)入低潮。

　　一方面投資人的資金不足，另一方面機(jī)器人市場也不旺盛，整個行業(yè)衰退、收縮得比較厲害。

　　但是疫情為機(jī)器人行業(yè)帶來了第二個高潮。

　　疫情之下，制造業(yè)的不確定性、中國人口紅利的消失、作業(yè)人口的變少以及人工成本的增高，使得傳統(tǒng)用工方式引發(fā)了不確定性和損耗。

　　在經(jīng)過五六年的發(fā)展，大家逐漸對輕量領(lǐng)域的國產(chǎn)機(jī)器人建立了信心。疫情激發(fā)了機(jī)器人消費(fèi)需求，將機(jī)器人從增值性投資變成必須性消費(fèi)。

　　從2020年開始，中國國產(chǎn)機(jī)器人的黃金10年到來了。

　　縱觀人類的發(fā)展史，我們會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)社會經(jīng)濟(jì)、文明發(fā)展到一定程度后，人口的老齡化和就業(yè)人口逐漸轉(zhuǎn)向服務(wù)業(yè)已成為必然趨勢。

　　伴隨著產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善并形成規(guī)模效應(yīng)，機(jī)器人公司整體的制造成本在穩(wěn)步降低，國產(chǎn)機(jī)器人在國際市場上價格優(yōu)勢逐漸凸顯。成本和效率成為中國服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的一大優(yōu)勢。

　　2、我國機(jī)器人在全球發(fā)展情況如何

　　一句話，“大市場，弱產(chǎn)品”。所謂“大市場”，是指中國連續(xù)多年成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)國。根據(jù)國際機(jī)器人技術(shù)聯(lián)合會IFR2021年底統(tǒng)計，世界各國和地區(qū)，每1萬名工人使用126臺機(jī)器人，比2015年提升了兩倍。中國的情況要大大高過這數(shù)值。中國機(jī)器人密度，2020年為246臺每萬工人，幾乎是2015年的49臺每萬名工人的5倍。

　　IFR主席Milton Guerry表示，機(jī)器人密度是跟蹤全球制造業(yè)自動化采用程度的晴雨表。從數(shù)據(jù)上來看，中國乃至亞洲制造業(yè)發(fā)展蓄勢待發(fā)。

　　然而，樂觀背后卻藏著隱憂。這里有一個值得注意的消息，據(jù)《近十年機(jī)器人行業(yè)融資分析報告》統(tǒng)計，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從2011年起至今，累計融資事件2661件，總?cè)谫Y金額超1385億元。從2016年，融資達(dá)到最高峰519起后，熱度逐漸減退，2020年下降至242起。并且分輪次來看，我國機(jī)器人行業(yè)融資目前仍主要聚集于A輪及其相關(guān)(Pre-A輪/A輪/A+輪)階段。

　　3、資本市場為何減少對國產(chǎn)機(jī)器人的關(guān)注

　　資本市場對國產(chǎn)機(jī)器人關(guān)注減少的原因主要是產(chǎn)品實(shí)力較弱?！叭醍a(chǎn)品”造成了我國市場份額多被為日本企業(yè)占據(jù)，反映了核心零部件仍依賴進(jìn)口的尷尬現(xiàn)實(shí)。

　　打個比方，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈可分成上中下3個層次：上游是核心零部件，主要是減速機(jī)和控制系統(tǒng)，這相當(dāng)于機(jī)器人的“大腦”;中游是機(jī)器人本體，即機(jī)器人的“身體”;下游則是系統(tǒng)集成商，依賴上游和中游的核心設(shè)備做集成品。

　　雖然國產(chǎn)品牌占領(lǐng)了一定市場份額，但有一點(diǎn)無法否認(rèn)，由于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)屬于高技術(shù)壁壘產(chǎn)業(yè)，行業(yè)門檻高，因此大部分國內(nèi)企業(yè)不得不選擇技術(shù)要求相對較低的中下游發(fā)展。

　　反過來看，以發(fā)那科、ABB、安川電機(jī)為代表的日本品牌，占領(lǐng)了中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)56%以上的市場份額，并以提前入局的先發(fā)優(yōu)勢和領(lǐng)先的科研水平，占據(jù)著利潤較高的高端市場，持續(xù)享受著我國“大市場”快速發(fā)展的行業(yè)紅利。

　　不僅如此，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)全球重要專利申請人中也不見中國本土企業(yè)的身影。

　　據(jù)了解，日本的安川電機(jī)公司和發(fā)那科公司分別以5823項(xiàng)4512項(xiàng)專利申請位居全球前兩位，ABB有2231項(xiàng)、三星2016項(xiàng)、日立1907項(xiàng)。這也進(jìn)一步驗(yàn)證了中國工業(yè)機(jī)器人目前技術(shù)積累薄弱，產(chǎn)能相對偏中低端。對中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)而言，還需在技術(shù)和產(chǎn)品上優(yōu)化升級。若想要進(jìn)軍產(chǎn)業(yè)上游，那必須從本質(zhì)上獲得突破，需要付出更多的耐心和投入。

　　另根據(jù)MIRDATA統(tǒng)計，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人品牌在國內(nèi)的出貨量市占率從2020年29%提升至2021第一季度到第三季度的31%，已經(jīng)達(dá)到國產(chǎn)替代的臨界點(diǎn)。臨界點(diǎn)產(chǎn)業(yè)生命周期線上的一個拐點(diǎn)，發(fā)展條件具備了可以超越上行，反之則原地徘徊。

　　4、需要具備什么條件才能突破臨界點(diǎn)上行

　　發(fā)展工業(yè)機(jī)器人當(dāng)務(wù)之急是翻越“三座大山”，這“三座大山”是工業(yè)機(jī)器人的核心零部件，分別是減速器，伺服電機(jī)和控制器。

　　從機(jī)器人成本構(gòu)成來看，這三部件成本占70%左右，即減速器占成本構(gòu)成35%左右，伺服電機(jī)占23%左右，控制器占12%左右，而機(jī)械加工本體約占20%左右，其他10%則是應(yīng)用。如前文提及，三大核心零部件被國外品牌所控制。國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市占率已經(jīng)達(dá)到了31%的臨界點(diǎn)，但其中約85%的減速器、70%的伺服電機(jī)、超過80%的控制器，仍然需要依賴進(jìn)口。

　　第一，伺服電機(jī)競爭激烈，國外品牌掌握話語權(quán)。伺服電機(jī)在機(jī)器人中用作執(zhí)行單元，是影響機(jī)器人工作性能的主要因素。伺服電機(jī)主要分為步進(jìn)、交流和直流，機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用最多的是交流伺服，約占65%伺服電機(jī)與控制器關(guān)聯(lián)緊密。目前國產(chǎn)伺服系統(tǒng)與國際先進(jìn)水平在動力輸出功率方面大體相同，沒有明顯差距，差距主要體現(xiàn)在響應(yīng)速度、大小和穩(wěn)定性等方面。

　　目前國內(nèi)伺服電機(jī)市場仍然是以國外品牌為主，主要是來自日本、德國和美國品牌，日本品牌在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優(yōu)勢;歐美品牌在高端設(shè)備和生產(chǎn)線比較有競爭力。在運(yùn)動控制性能方面，歐系產(chǎn)品優(yōu)勢更為明顯，尤其在要求高速度和精度的領(lǐng)域。日系伺服產(chǎn)品的穩(wěn)定性較好，可以滿足大部分應(yīng)用領(lǐng)域的需求，尤其是小功率電機(jī)，優(yōu)勢明顯。

　　我國伺服系統(tǒng)自主配套能力已現(xiàn)雛形，較大規(guī)模的伺服品牌有20余家。國產(chǎn)產(chǎn)品功率范圍多在22kW以內(nèi)，技術(shù)路線上與日系產(chǎn)品接近。相比之下，國產(chǎn)伺服品牌起步較晚，多是以原步進(jìn)產(chǎn)品的供應(yīng)商及數(shù)控產(chǎn)品提供商發(fā)展而來，以低端市場為主要競爭格局，近幾年國產(chǎn)伺服產(chǎn)品銷售業(yè)績也是處在逐步上升的態(tài)勢。

　　第二，減速機(jī)市場壟斷程度較高，國產(chǎn)減速機(jī)無法實(shí)現(xiàn)全面進(jìn)口替代。減速機(jī)用來精確控制機(jī)器人動作，傳輸更大的力矩。分為兩種，安裝在機(jī)座、大臂、肩膀等重負(fù)載位置的RV減速機(jī)和安裝在小臂、腕部或手部等輕負(fù)載位置的諧波減速機(jī)。

　　減速機(jī)在三大核心部件中的制造難度最高，核心難點(diǎn)主要在于精密加工、齒面熱處理、裝配精度、大規(guī)模生產(chǎn)與檢測等工藝環(huán)節(jié)上，這恰恰是我國制造業(yè)基礎(chǔ)配套體系中最薄弱的部分，需要長期的經(jīng)驗(yàn)積累。

　　與國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn)減速器尤其是大中型減速器，在使用壽命及穩(wěn)定性上有較大差距，剛剛投入使用時各項(xiàng)性能接近國外產(chǎn)品，但隨著一段時間的使用后磨損加劇，出現(xiàn)漏油，以及精度、剛度等指標(biāo)有所下降，這種不穩(wěn)定性使得國產(chǎn)減速器大多只能應(yīng)用于中低端市場，很難進(jìn)入國際一線工業(yè)機(jī)器人品牌的供應(yīng)鏈。

　　減速器作為純粹的機(jī)械零件，核心技術(shù)與工業(yè)機(jī)器人并不相關(guān)，因此包括ABB、發(fā)那科、安川、庫卡在內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人巨頭均不自研減速器，全面依賴對外采購。目前市場常見的兩大類RV減速器和諧波減速器市場，主要由日系廠商供貨，其中納博特斯克與哈默納科兩家日本公司分別在RV減速器領(lǐng)域和諧波減速器領(lǐng)域處于高度壟斷地位。

　　國產(chǎn)減速器廠商近年來有一定的進(jìn)步，近年來逐步開始進(jìn)入國際主流機(jī)器人廠商進(jìn)行測試，有望在未來1-2年內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速放量。而在RV減速器領(lǐng)域，由于其復(fù)雜且精密的機(jī)械結(jié)構(gòu)，加工難度較大，國產(chǎn)RV減速器廠商與日系品牌還有很大差距。

　　第三，控制器國內(nèi)外差距相對較小?？刂破魇菣C(jī)器人的大腦，負(fù)責(zé)控制整臺機(jī)器人的運(yùn)動，核心技術(shù)集中于軟件算法。控制器最能體現(xiàn)各個廠商的調(diào)教水平與風(fēng)格，一般由機(jī)器人廠家自主設(shè)計研發(fā)，是各個機(jī)器人廠商的“軟實(shí)力”。

　　對于硬件和軟件兩部分：硬件就是工業(yè)控制板卡，包括一些主控單元、信號處理部分等電路，國產(chǎn)品牌已經(jīng)掌握;軟件部分主要是控制算法、二次開發(fā)等，國產(chǎn)品牌在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、易用性等還有差距。

　　控制器的問題在于，由于其“神經(jīng)中樞”的地位和門檻相對較低，成熟機(jī)器人廠商一般自行開發(fā)控制器，以保證穩(wěn)定性和維護(hù)技術(shù)體系。因此控制器的市場份額基本跟機(jī)器人本體一致。

　　國內(nèi)部分知名的機(jī)器人制造企業(yè)均已實(shí)現(xiàn)了控制器的自主生產(chǎn)。與國際先進(jìn)水平相比，國產(chǎn)控制器還存在較大差距，主要體現(xiàn)在核心底層算法上，例如參數(shù)自整定，抑震算法，轉(zhuǎn)矩波動補(bǔ)償?shù)?，?dǎo)致國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人精確性、穩(wěn)定性、故障率和易用性等關(guān)鍵指標(biāo)不如國外產(chǎn)品。

　　當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人需要實(shí)現(xiàn)的動作愈加復(fù)雜，想要在高速的運(yùn)動中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的控制，其背后需要的是長期的多軸聯(lián)動控制技術(shù)積累，控制器必須足夠“聰明”，而先進(jìn)核心算法的缺失使國產(chǎn)控制器要想從“能用”到“好用”還有很長的路要走。

　　形象地講，如果工業(yè)機(jī)器人是一片連綿的山脈，“三座大山”僅僅是其中幾個山頭，此外還有材料、工藝、軟件、算法等諸多“險峰”。如果我們看得更長遠(yuǎn)些，還有核心部件的核心部件、關(guān)鍵制造設(shè)備、以及使用關(guān)鍵設(shè)備的工藝與技術(shù)等一系列難題均需攻克。

　　主要來源：中國機(jī)器人峰會，中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，36氪廣東