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被壟斷80%市場份額,這個產業中國比日本更著急

文|苑晶銘

“其實我們等待這一天已經很(hen)久了(le)。”研(yan)發人員(yuan)陳宇,參與(yu)了(le)中(zhong)國(guo)首批具有完(wan)全自主知識(shi)產權焊接(jie)機(ji)器人,曾如此表示。

近年來,我國(guo)工業(ye)(ye)機器(qi)人(ren)產(chan)(chan)量和銷量出現雙增(zeng),制(zhi)造業(ye)(ye)市場從未(wei)像今天這(zhe)般(ban)迫切需要工業(ye)(ye)機器(qi)人(ren)。據(ju)(ju)國(guo)家統計局數據(ju)(ju),2021年中(zhong)國(guo)工業(ye)(ye)機器(qi)人(ren)產(chan)(chan)量達36.6萬臺,同(tong)比增(zeng)長54.4%;銷量為(wei)(wei)25.6萬臺,同(tong)比增(zeng)長48.8%。據(ju)(ju)《“十四五”機器(qi)人(ren)產(chan)(chan)業(ye)(ye)發(fa)展規劃》,我國(guo)已經連續8年成為(wei)(wei)全球最大(da)的工業(ye)(ye)機器(qi)人(ren)消費國(guo)。

然(ran)而,在國(guo)內工業機器人市場趨(qu)勢向好的(de)情(qing)況下,工業機器人廠商也面臨許多(duo)問題,其中(zhong)成本問題尤為(wei)緊要(yao)。

成(cheng)本(ben),成(cheng)本(ben),還是成(cheng)本(ben)

對于企業而言(yan),降低成本永(yong)遠是真命題,工(gong)業機器(qi)人(ren)廠商也不(bu)例外。

如果(guo)將一臺工業機(ji)(ji)器人分拆(chai)開來(lai),其組件(jian)包括上游(you)(you)(you)(you)核心(xin)零部件(jian)、中游(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)器人本(ben)(ben)體(ti)、下游(you)(you)(you)(you)系統集(ji)(ji)成三大部分。其中上游(you)(you)(you)(you)核心(xin)零部件(jian)技術(shu)難(nan)度(du)最(zui)大,成本(ben)(ben)占比高達7成;中游(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)器人本(ben)(ben)體(ti)技術(shu)難(nan)度(du)跟隨上游(you)(you)(you)(you)核心(xin)零部件(jian),成本(ben)(ben)占比約20%;下游(you)(you)(you)(you)系統集(ji)(ji)成技術(shu)難(nan)度(du)較低(di),主要取決于落地場景。

值得注(zhu)意的(de)是,一臺完整的(de)工業機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)零(ling)部件(jian)遠不止上(shang)述三類。以(yi)(yi)協作機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)為例(li),除(chu)了減速器(qi)(qi)(qi)、控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)和(he)伺服系(xi)統(tong),協作機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)還使用直驅電機(ji)、模塊化的(de)編碼器(qi)(qi)(qi)、關節力矩傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)和(he)安全控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)等(deng)特殊的(de)零(ling)部件(jian)。且若(ruo)上(shang)游零(ling)部件(jian)成(cheng)(cheng)本(ben)價(jia)格居高不下(xia),中游機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)本(ben)體和(he)下(xia)游集成(cheng)(cheng)系(xi)統(tong)的(de)成(cheng)(cheng)本(ben)和(he)價(jia)格也(ye)將難以(yi)(yi)下(xia)降。

從成本占比最高的工業機器人上游核心零部件來看,上游核心零部件主要分為減速器、控制器和伺服系統。據億歐智庫《2022中國工(gong)業機器人市場(chang)研(yan)究報告》,該(gai)三大核心零(ling)部件的成(cheng)本(ben)占(zhan)工業機(ji)器人總體成(cheng)本(ben)的60%,其(qi)(qi)中減速器成(cheng)本(ben)占(zhan)比(bi)最高,達30%,其(qi)(qi)次是伺服系(xi)統(20%)和控制器(10%)。

此外(wai),就(jiu)毛利率(lv)來(lai)看,上游核(he)心零部件(jian)的(de)毛利率(lv)也(ye)更(geng)高,其中成本占比最高的(de)減速器(qi)的(de)毛利率(lv)也(ye)最高,達(da)40%,其次(ci)是伺服(fu)系統(35%)和控制器(qi)(25%)。

減速器于(yu)機器人,就像動力電池于(yu)智(zhi)能汽車(che),其重要(yao)性(xing)和(he)成本(ben)占比(bi)都最高。所(suo)以,這里我們重點關注工業(ye)機器人上游核心零部(bu)件中(zhong)成本(ben)占比(bi)最高的減速器。

減(jian)速(su)器作(zuo)為(wei)伺服系統的(de)搭檔,相(xiang)當于安裝(zhuang)在(zai)伺服電機和執(zhi)行機構之間的(de)“剎(cha)車”。減(jian)速(su)器的(de)核(he)心難點(dian)主要(yao)在(zai)于精(jing)密加(jia)工(gong)、齒面熱處理、裝(zhuang)配精(jing)度、大(da)規模生(sheng)產(chan)與檢測等工(gong)藝環節上,這恰恰是我(wo)國(guo)制造業基礎配套體(ti)系中最薄弱的(de)部(bu)分,需要(yao)長期的(de)經驗積累(lei)。

目(mu)前(qian)(qian),市面上加速(su)(su)器(qi)(qi)包括RV減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)器(qi)(qi)和諧波減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)器(qi)(qi)兩款主流減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)器(qi)(qi)及Spinea特用(yong)(yong)減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)器(qi)(qi),三(san)者(zhe)占比分別為4:4:2。其中RV減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)器(qi)(qi)與諧波減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)器(qi)(qi)在應用(yong)(yong)上呈互補關系,前(qian)(qian)者(zhe)主要應用(yong)(yong)于20KG以上的(de)(de)機(ji)器(qi)(qi)人關節,后者(zhe)則在20KG以內的(de)(de)機(ji)器(qi)(qi)人關節。

不同類型的(de)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人以其結構的(de)區別(bie)對減速(su)器(qi)的(de)需(xu)(xu)求也有所區別(bie),相關調(diao)研數據(ju)顯示,在目前投入應用的(de)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人中(zhong),通常來說,多(duo)關節(jie)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人所需(xu)(xu)減速(su)器(qi)最(zui)多(duo),平均一臺(tai)多(duo)關節(jie)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人需(xu)(xu)要3.5臺(tai)諧波減速(su)機(ji)(ji)(ji)和(he)4臺(tai)RV減速(su)機(ji)(ji)(ji);坐標機(ji)(ji)(ji)器(qi)人平均需(xu)(xu)要1臺(tai)諧波減速(su)機(ji)(ji)(ji)和(he)3臺(tai)RV減速(su)機(ji)(ji)(ji);SCARA機(ji)(ji)(ji)器(qi)人和(he)并聯機(ji)(ji)(ji)器(qi)人則(ze)分別(bie)需(xu)(xu)要3臺(tai)和(he)1臺(tai)諧波減速(su)機(ji)(ji)(ji)。

據(ju)IFR統計,2020年以來(lai),全球工業機(ji)器(qi)人銷量總體呈現上升趨勢(shi),且受(shou)此帶動,作(zuo)為工業機(ji)器(qi)人的核心(xin)零(ling)部件(jian),機(ji)器(qi)人減速器(qi)市(shi)場也迎來(lai)高速發展。

在減(jian)速器供給方(fang)面,據中(zhong)國(guo)通用(yong)機(ji)械工業協會(hui)、中(zhong)國(guo)機(ji)械工業聯合會(hui)機(ji)經網數據,近年來中(zhong)國(guo)減(jian)速器產(chan)(chan)量(liang)波動較大。2019年我國(guo)減(jian)速器產(chan)(chan)量(liang)增(zeng)(zeng)長較快,達到(dao)852萬臺(tai),同(tong)比增(zeng)(zeng)長51.3%;2020年,中(zhong)國(guo)減(jian)速器生產(chan)(chan)穩(wen)定(ding)增(zeng)(zeng)長,產(chan)(chan)量(liang)為917萬臺(tai),同(tong)比增(zeng)(zeng)長7.6%;2021年我國(guo)減(jian)速器產(chan)(chan)量(liang)有(you)望突破1000萬臺(tai)。

減速器國產替代“進行時”

據(ju)Business Research Company數據(ju),2015-2019年,全球減(jian)速器市場由(you)2849億元(yuan)增(zeng)長至4053億元(yuan),年均(jun)復合增(zeng)長率達到9.2%。

減(jian)(jian)速(su)器市場是一塊大(da)蛋糕(gao),不過遺憾的(de)是,目前國內機器人公司在包括“控制(zhi)器”“伺服系統”“減(jian)(jian)速(su)器”的(de)工業(ye)機器人三大(da)核心零部件話語(yu)權均不高。

總體來看,國內機(ji)器(qi)人(ren)企業主(zhu)要集(ji)中(zhong)(zhong)在機(ji)器(qi)人(ren)中(zhong)(zhong)游本(ben)(ben)體制造和下游集(ji)成環節,在核心零(ling)部件領域同國外廠(chang)商仍有一定差距。其中(zhong)(zhong),減速器(qi)具有較高的技術壁壘,該領域基本(ben)(ben)被(bei)日本(ben)(ben)企業壟斷。

據2021年3月哈工大機器(qi)人(ren)(合肥)國際(ji)創新(xin)研究院發(fa)布的《中國機器(qi)人(ren)產業(ye)發(fa)展報告(2020~2021)》統計數據,截至2020年,日本機器(qi)人(ren)減速器(qi)企業(ye)占(zhan)據了全球80%以上的市(shi)場(chang)(chang)份額(e)。其(qi)中,日本納(na)博(bo)特(te)斯克市(shi)場(chang)(chang)占(zhan)有(you)率達到60%,排名(ming)第一;日本哈默(mo)納(na)科(ke)(諧波傳動系統有(you)限公司(si))的市(shi)場(chang)(chang)占(zhan)有(you)率達到15%,排名(ming)第二。其(qi)他減速器(qi)市(shi)場(chang)(chang)參與(yu)者還包括日本新(xin)寶、住友(you)電工等。

實際上,減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)器(qi)在(zai)我國(guo)的(de)發(fa)展(zhan)已有近40年(nian)的(de)歷史(shi),廣泛應用(yong)于國(guo)民經濟及國(guo)防工業(ye)的(de)各個領域。數十年(nian)間,減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)器(qi)產品(pin)已從最初(chu)單一的(de)擺線(xian)減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)機(ji),發(fa)展(zhan)到現在(zai)的(de)多品(pin)類,即擺線(xian)減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)機(ji)、無級(ji)變(bian)速(su)(su)器(qi)、齒輪減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)機(ji)、蝸輪蝸桿減(jian)(jian)(jian)速(su)(su)器(qi)、電動(dong)滾筒等。

“十二五(wu)”期間(jian),節能減(jian)(jian)(jian)排環(huan)(huan)保型減(jian)(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi)逐漸取代高(gao)能耗、高(gao)污染、低效率(lv)減(jian)(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi),減(jian)(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi)行業(ye)進(jin)入(ru)大改革(ge),慢慢擺脫對囯外技(ji)(ji)術(shu)(shu)的依(yi)賴(lai),減(jian)(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi)廠(chang)商(shang)開始自(zi)主研發節能環(huan)(huan)保型產品。2015年以(yi)來,《中國制(zhi)造(zao)2025》要求(qiu)突破突破機器(qi)(qi)人減(jian)(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi)等高(gao)端產品的技(ji)(ji)術(shu)(shu),國內(nei)減(jian)(jian)(jian)速(su)機技(ji)(ji)術(shu)(shu)逐漸開始進(jin)入(ru)追趕(gan)期,隨著國內(nei)RV減(jian)(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi)和諧波減(jian)(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi)的部分量產,國內(nei)精密(mi)減(jian)(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi)行業(ye)進(jin)入(ru)國產替代階(jie)段。

以諧波減速器為例,該減速器技術壁壘高,向上突破難度大,但一旦實現大規模國產替代,廠商也能夠享受更多技術紅利。國內諧波減速器廠商綠的(de)諧波(193.000,?7.00,?3.76%)曾(ceng)測算(suan),2020年國內工業(ye)機器(qi)(qi)人用諧波減(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi)國產化(hua)(hua)率約27%,假設2025年國產化(hua)(hua)率提升至40%,將對(dui)應19億元市場(chang)空間。諧波減(jian)(jian)速(su)器(qi)(qi)實現(xian)國產替(ti)代、自主(zhu)可控是核心零部件發展的必(bi)經之路。

綠(lv)的諧波(bo)2021年(nian)報(bao)(bao)顯示,該公司報(bao)(bao)告(gao)期內主營(ying)收(shou)入4.43億元(yuan),同(tong)(tong)(tong)比上(shang)(shang)(shang)升(sheng)(sheng)104.77%;歸(gui)(gui)母凈利潤(run)(run)1.89億元(yuan),同(tong)(tong)(tong)比上(shang)(shang)(shang)升(sheng)(sheng)130.56%;扣非(fei)凈利潤(run)(run)1.47億元(yuan),同(tong)(tong)(tong)比上(shang)(shang)(shang)升(sheng)(sheng)214.47%。其中2021年(nian)第四(si)季度單季度主營(ying)收(shou)入1.24億元(yuan),同(tong)(tong)(tong)比上(shang)(shang)(shang)升(sheng)(sheng)82.95%;單季度歸(gui)(gui)母凈利潤(run)(run)4724.28萬元(yuan),同(tong)(tong)(tong)比上(shang)(shang)(shang)升(sheng)(sheng)154.36%;單季度扣非(fei)凈利潤(run)(run)3775.94萬元(yuan),同(tong)(tong)(tong)比上(shang)(shang)(shang)升(sheng)(sheng)203.97%;毛利率52.52%。

綠(lv)的諧波在財(cai)報中表示(shi),該公司實現(xian)營收(shou)和凈利的雙增長,主要是(shi)下游機器人廠商采用國產減速器實現(xian)進口替代。

華福(fu)證券表(biao)示,借鑒日本工業(ye)機器人(ren)崛起之路,核(he)心零(ling)部件的自主可控是中國工業(ye)機器人(ren)崛起的前提。

日本從歐美引進工業機器人技術,并逐步發展為全球機器人產業最強大的國家。究其原因,除了勞動力缺乏倒逼、政策支持、下游汽車和3C產業的培育之外,全產業鏈協同發展是主要驅動力(3.740,?0.01,?0.27%)。完整(zheng)的(de)產業(ye)鏈使(shi)日系(xi)機器人廠商(shang)具有(you)成(cheng)本低、周期短的(de)零部(bu)件供應優勢,更具行業(ye)競爭力。

核心零(ling)部件是(shi)工業機器(qi)(qi)(qi)人獲(huo)勝的制高點。目前來看,諧波減速(su)器(qi)(qi)(qi)已實(shi)現(xian)技(ji)術突破,可實(shi)現(xian)進口(kou)替代,但RV減速(su)器(qi)(qi)(qi)由于傳(chuan)動精度(du)、扭轉剛度(du)、穩(wen)定性等性能問題,仍然依賴(lai)進口(kou)。這是(shi)掣(che)肘國內機器(qi)(qi)(qi)人廠(chang)商(shang)發展(zhan)的“癥結”,同時也是(shi)國產RV減速(su)器(qi)(qi)(qi)廠(chang)商(shang)的突破機會。

尾聲(sheng)

任(ren)何事物都是不(bu)斷向前發展的,減速器的技(ji)術變革也在時刻發生。

如今,將減速器、電(dian)(dian)機、電(dian)(dian)子設(she)備等部件模(mo)塊化集成于單一機電(dian)(dian)驅動系統(tong)的(de)機電(dian)(dian)一體化產品(pin),正在成為減速器企業品(pin)類發展新(xin)趨(qu)勢(shi)。

機電一體化產品通(tong)過集成(cheng)動力傳動及(ji)控制(zhi)功(gong)能,簡化設計、節省空(kong)間,極大提(ti)高了電機和減(jian)速器的契合度、可靠性和自動化程度,提(ti)升機械(xie)設備的運行效(xiao)率。

國外(wai)減(jian)速器(qi)廠(chang)商哈(ha)默(mo)納科(ke)率先提(ti)出“整體運動控(kong)制(zhi)”概念,將諧(xie)波(bo)減(jian)速器(qi)與電機、傳感(gan)器(qi)等組合,提(ti)供高附加值模塊化(hua)產(chan)品,該公司如今已(yi)形(xing)成諧(xie)波(bo)減(jian)速器(qi)、機電一(yi)體化(hua)兩(liang)大業務。

無(wu)獨有偶,國內減速(su)器(qi)廠(chang)商(shang)也正在發力,力求迎(ying)頭趕(gan)上新(xin)趨勢。比如綠的諧波(bo)也已經形成以諧波(bo)減速(su)器(qi)、機電一體化(hua)產(chan)(chan)品、精密零部件為主的產(chan)(chan)品布(bu)局(ju),覆蓋多(duo)個下游領域。