近日，人民日報一篇《加緊謀劃布局機器人產業》的指導性文章在朋友圈引發關注，傳遞出了看好新時期工業機器人發展的明確信號。
由于宏觀經濟增速放緩，制造業下游終端領域需求受新冠疫情、原材料漲價以及出口海運受阻等因素影響較大，在2021年第三、四季度，工業機器人行業增速一度放緩。但從2021年11月國常會提出要加強跨周期調節，中國制造業PMI 開始止跌回暖以來，已經連續4個月維持了合理區間，2022年1-2月制造業PMI新訂單指數分別為49.3、50.7，景氣度已經出現明顯的回升。
受益于下游制造業景氣度提升，固定資產投資不斷上漲，2022年前2個月，工業機器人在去年歷史新高的基數累計上，同比增長29.6%產量達76381臺，增速雖然相較去年有所放緩，但向好態勢依舊明顯。
縱觀全球制造產業隨著智能化技術的發展，工業化進程持續加快，各行各業也逼近需要重新整合變革的關口。因此，機器人作為高端制造業中有具備較高技術含量的行業，也作為一個更加有競爭力、能帶來更大的附加值的產業，必然是一個國家的核心發展趨勢，是提高一個國家國際競爭力的重要途徑。
當前，隨著新產業的需求爆發，機器人行業的增長率仍然在不斷提升，可以判斷，隨著疫情影響逐漸消散、制造業投資的不斷復蘇，未來工業機器人產銷數據有望持續改善，工業機器人產業鏈將迎來國產替代的黃金時期。同時，這樣的背景對中國機器人產業來說，其實也是一個能孕育新產業、新模式、新業態的更好機遇期。
制造業景氣度持續提升
作為一個融合了信息化與自動化的新興產業，宏觀而言機器人產業發展離不開四大驅動，即需求驅動、政府驅動、競爭驅動、技術驅動。其中需求驅動會是未來5-10年保持機器人行業增速的核心。
從需求層面而言，滲透率是反映行業發展情況的重要指標。摩根士丹利2021年的一份報告顯示，目前全球機器人滲透率為0.9%，機器人占勞動力市場比例約為1%，2040年機器人滲透率將達到7%-18%，機器人占勞動力市場比例預計將達到8%-21%。
中國作為全球最大制造業生產國，是近十年工業機器人裝機量榜首，但與其他制造行業滲透率相比，工業機器人在國內下游制造業滲透率相對低，尤其在傳統汽車產業這一主要應用行業，國內的滲透率與發達國家水平相比還有較大差距。雖然汽車行業的集成商仍然偏向采用更具品牌優勢的國外產線，但就整體市場容量而言，可以預見工業機器人銷量仍有較大上升空間。
不僅是傳統汽車產業，全球汽車行業正朝著新能源板塊邁進，新造車勢力崛起，汽車行業的轉型升級需求在催生機器人換機和新購熱潮，已經為國產機器人帶來趕超機遇。
根據中汽協的數據，2021年全年我國新能源汽車銷量達352.1萬臺，同比增長約160%。而根據EVTank發布的《中國新能源汽車行業發展白皮書(2021年)》數據預測，2025年全球新能源汽車的銷量將達1640萬輛，整體滲透率有望超過20%。
雖然新能源汽車需求不斷提升，中美兩個汽車銷量大國將迎來新一輪持續增長，但目前的滲透率仍不足10%，行業整體仍處于推廣期。中信證券研究部新能源汽車組測算，未來5年中國和海外電動汽車產量CAGR分別為57%和40%，中國增速顯著高于全球，這為本土機器人勢力提供了更大可能。
受到新能源整車賽道加持，機器人行業長期成長空間將持續打開。對此，渤海證券的研報數據也表明，工業機器人方面，2月制造業固定資產投資累計同比增長20.9%，其中下游主要應用場景中，2022年前2月，汽車制造業固定資產投資累計同比增長11.3%，而這一數據在2021年則是同比下降3.7%，增速有了明顯提升。
新能源車也帶動了其上下游產業鏈的快速發展，新能源市場的景氣和可見的自動化技術升級優勢為機器人行業帶來訂單持續增長。例如新能源車產業發展將大幅增加動力電池需求，動力電池是新能源汽車的核心部件。隨著新能源汽車滲透率提升，全球動力電池產能擴產也加速在即，動力電池制造規模化、自動化、智能化也成為趨勢。
中信證券就預計2025年全球動力電池需求有望達到1400GWh，同時產能利用率將會逐年提高，這對于機器人產線提出了全面要求。中信證券也指出，近年來車企自建PACK產線已經成為重要趨勢，這會更需要完善生產鏈，對機器人設備廠商形成重大利好。
除了產線實現自動化更加智能化之外，作為智慧生產重要組成部分——智慧物流更成為動力電池現代化智能工廠的標志性配置之一，受到各大電池廠商歡迎，這又對于工業板塊的移動機器人提出了高需求。
不單單是汽車行業，今年1-2月，作為主要增長點之一的3C行業固定資產投資累計增速也較去年增長12.8個百分點達到35.1%。而在此之前，電氣電子設備和器材制造業連續第五年都是中國工業機器人的第一大應用行業，2020 年銷量接近6.4萬臺，同比增長50.2%，占中國市場總銷量的37%。
根據2021年IFR 的數據，國產工業機器人在汽車領域的滲透率很低，但在金屬、機械、橡膠和塑料等領域的占有率超過進口工業機器人，在電子、食品等行業領域的占有率也較高。從具體下游領域來看，2021年新能源、電商、醫療、半導體等先進制造下游已經成為國產機器人行業新的沃土，2021年出貨量增速均超過70%。
中長期來看，高自動化生產線才能夠適配更多不同的需求，線價值量緊密相關。從整體需求層面而言，自動化、信息化的多元化需求推動了機器人行業快速增長，也是工業集成的大勢所趨。
從社會層面來說，人口紅利消失帶動機器換人需求激增，而工業機器人可以提升工藝穩定性和產品可靠性，也真切幫助傳統制造業解決了用工成本高、生產環境危險、提高產品效率等難題。工業機器人作為我國智能制造2025 的核心抓手，一直以來是我國機器換人、制造業產業升級的核心環節。
就需求層面綜合而言，我國工業機器人產業發展中長期推動力仍然是我國制造業分批次地升級，自動化、智能化、網絡化、數字化作為我國制造業發展的努力方向，中長期看仍具有較大的增長空間。
機器人產業鏈整體向好
中國機器人產銷量的成績也與我國的機器人產業鏈整體升級息息相關。
企業數量是反映行業熱度的最好證明，根據天眼查最新發布數據顯示，我國目前工業機器人相關企業超11.4萬家，其中，2021年新增注冊工業機器人相關企業超4.6萬家，增速達到72.97%。這意味著國內的機器人企業對產業鏈的掌控能力和話語權正不斷提升。
雖然國內機器人產業起步較晚，但自“十三五”以來，企業收入盈利兩增速明顯。營收利潤增長的同時，研發投入也在逐年遞增。在飽和式研發和龐大的資金投入下，中國機器人產業鏈上下游尤其是數字化技術水平已經顯著提升。“十三五”期間，我國機器人產業年均復合增長率約15%，工業機器人應用領域已經覆蓋52個行業大類，機器人產業營業收入突破1000億元。
不僅如此，工信部裝備工業一司王衛明司長就曾提到，國內的精密減速器、高性能伺服驅動系統、智能控制器、智能一體化關節等關鍵技術和部件正加快突破，創新成果不斷涌現。在原先國內高精尖機器人市場長期靠外購國外主機和零部件，如今國產替代進口已經成為大趨勢。
但也要看到的是，當前完全實現核心零件的國產化以及高質量的產業化，仍需要一定時間的摸索。王衛明表示，與世界先進水平相比，我國機器人產業還存在一定差距。這表現為技術積累不足，原創性研究、理論研究、正向設計能力欠缺，產業基礎薄弱，關鍵零部件質量穩定性、可靠性還不能滿足高性能整機的需求等多個方面。
去年底，《“十四五”機器人產業發展規劃》印發，提出到2025年成為全球機器人技術創新策源地、高端制造集聚地和集成應用新高地的新目標。具體到各省市，也有例如山東省的《工業技改提級2022年行動計劃》，浙江省的《機器人產業鏈標準體系建設指南》等政策出臺，不斷推進智能化、高端化技改提級。可見工業機器人作為制造業高質量升級的核心抓手，已經得到從國家到地方高度重視和各方面的戰略配置，中國“十四五”時期機器人產業發展正在擁抱新機遇。
這一機遇具體而言則是產業鏈開始體現出有序性以及可持續增長韌性，國產替代力度和邏輯加強。十四五計劃中具體要求，一批機器人核心技術和高端產品取得突破，整機綜合指標達到國際先進水平，關鍵零部件性能和可靠性達到國際同類產品水平。
同時，《“十四五”機器人產業發展規劃》中也提及，要求機器人產業營業收入年均增速超過20%，形成一批具有國際競爭力的領軍企業及一大批創新能力強、成長性好的專精特新“小巨人”企業，還要建成3—5個有國際影響力的產業集群，實現制造業機器人密度翻番。由此可見，國產工業機器人必然將目光投向國際競爭的同時，也意味著整體產業鏈將同步進入發展“快車道”。
國開證券分析師表示，未來政策層面將加大對制造業企業的市場化和普惠式幫扶力度，相關措施逐步顯效，有助于制造業企業業績的提升，進而進一步加大固定資產投資力度。在政策支持下，中國工業機器人企業可借助優惠產業政策加大研發投入力度、加快科研人員和技術引進，協同行業內企業或公共研發平臺，布局前瞻性技術和下一代機器人技術，進一步增強核心競爭力。機器人作為制造業向高端化轉型升級的關鍵載體，中長期市場潛力較大。
被外資壟斷的機器人市場
在我國對工業機器人高需求的背后，卻潛藏巨大的危機，因為，我國工業機器人市場被三家外資企業所掌控。
根據國際機器人聯合會公布的數據顯示，在2021年，中國工業機器人市場主要被外資企業所主導，其中發那科、愛普生以及ABB位居中國工業機器人市場前三。
去年全球工業界經歷了零部件供應難和招工難，掌控了機器人和自動化裝備市場的日本企業的價值正在受到重新評估。日本的工廠自動化企業是將從汽車工廠的生產設備到半導體工藝所需的傳感器、檢驗設備等綜合在一起的全球工業機器人市場的核心。據國際機器人聯合會披露，在過去的10年里，工業機器人增加了3倍，每年新增需求的45%由日本供貨，中國和韓國的市場占有率分別只有12%和7%。
雖然最近全球技術企業的股價下跌，但日本4大機器人和自動化企業——基恩士、發那科、SMC和雷傣光的總市值比5年前增長了2.5倍。世界上唯一一家生產超微半導體工藝所必需的極紫外光(EUV)檢測設備的雷傣光，2018年的公司總市值僅為10億美元，但截至2021年2月18日暴增至168億美元。4大企業的銷售額也在經歷新冠疫情后迅速增長。發那科去年的銷售額為58億美元，比2019年(45億美元)上漲了28.9%。同期SMC從46億美元增至57億美元，增長了24%。
日本四大工業機器人企業的特點是營業利潤率高。作為中小企業的基恩士總市值相對較高，原因是該公司的營業利潤率超過50%。但其余3家企業的營業利潤率也都高于20%。基恩士和雷傣光通過委托外部生產的方式節省了成本。發那科則使用公司的機器人運營工廠，降低了生產成本。據悉，該公司最大的工廠可以在1個月里不動用任何人力進行運營。
國產工業機器人如何突圍?
就目前來看，我國工業機器人產業的發展勢頭良好，創新成果不斷涌現，而在精密的減速器、高性能的伺服電機以及控制器等關鍵零部件，已經實現技術突破，但與國際水平相比，國產工業機器人還是存在一定的技術差距，尤其是關鍵零部件的穩定性和性能，都存在一定的缺陷。
所以，針對工業機器人核心零部件的研究，我國相關企業需要不斷進行技術迭代，進一步縮短與國際巨頭之間的差距。
不僅如此，國內工業機器人企業需要洞察制造業的需求，進一步突破工業機器人相關技術的開發。
與此同時，相關部門要積極鼓勵頭部科技企業開展工業機器人核心技術的研發，推出相關產品的系統標準化，進一步提升研發效率。
目前，這兩條路都有了一定的成果。
1. 拓展增量：測溫機器人成功了，更多服務機器人正在蓄力。
新冠疫情出現后不過兩三個月，機器人行業已經回過味來，消殺機器人、測溫機器人迎來爆發。單單中智衛安一家公司，去年測溫門崗機器人的銷量就達到了1萬臺。已經有越來越多的服務機器人，開始與我們直接接觸了。
2. 國產替代：有突破，但與國際水準依然差距明顯
目前，核心的零部件都能找到國產替代，只是性能上與國際廠商存在差距。北京工業大學張躍明教授帶領其團隊經過四年的努力，成功攻克了減速器齒輪磨損的問題，研制出齒輪修行技術模型。同時，張躍明教授團隊研發的RV減速器已經在精度保持性、剛性、使用壽命等指標方面均達到檢測標準。除了教授團隊之外，武漢精工、巨輪智能、中大力德等中國企業都已經實現RV減速器量產。這意味著，我國的RV減速器在源頭上取得突破性進展，中國減速機從此踏上追趕日本的快車道。
創新能力成為最大助推力
隨著人工智能、大數據、云計算、物聯網等新一代信息技術的快速發展，機器人智能化也在多維升級。
據中國機器人產業聯盟執行理事長兼秘書長宋曉剛介紹，當前國際領先的機器人技術呈現諸多新特點。
比如，從單一感知向全域感知提升。六維力傳感器、激光雷達、三維視覺傳感器等機器人專用傳感器的大量應用，讓機器人對周邊環境的感知更加全面。再有，從感知智能向認知智能升級。例如基于深度學習系統，能夠訓練機器人適應不同的運行環境，并實時作出應變決策。此外，還有從單機智能向集群智能演進、從圍欄操作向人機協作躍遷等特征。“波士頓動力公司的仿人機器人、機器狗匯聚在一起，可以演出一套協調優美的舞蹈。發那科公司推出10公斤負載新型協作機器人，能與工人共享工作空間，針對小型部件的搬運、裝配等應用需求，提供精準、靈活、安全的人機協作方案。”宋曉剛舉例稱。
技術更迭日新月異，在這樣的背景下，國產工業機器人必須加緊提升產業創新能力。
《“十四五”機器人產業發展規劃》部署的主要任務中，首要一項就是“提高產業創新能力”。其中指出，要加強核心技術攻關，突破機器人系統開發、操作系統等共性技術，研發仿生感知與認知、生機電融合等前沿技術，推進人工智能、5G、大數據、云計算等新技術與機器人技術的融合應用。建立健全創新體系，推動重點研發機構加強技術研究和成果轉化，鼓勵骨干企業協同推動軟硬件系統標準化和模塊化，支持企業加強技術中心建設。
不同的企業在自主創新道路上正積極探索合適的路徑。
據韓峰濤介紹，珞石機器人自主研發的軟件控制系統xCore是目前國產控制系統中的佼佼者。“這是一個底層系統。機器人怎么工作、如何感知，今后怎樣增加視覺、觸覺以及進行不同的任務學習，這所有的控制都可以集成在軟件當中。”
借助xCore系統，珞石機器人實現了對工業機器人和柔性協作機器人的同時控制，這在業界還是首創。“一般的工業機器人是在封閉的車間進行自動作業。協作機器人是能和人協同作業，在共同的工作空間中有近距離直接接觸。柔性協作機器人又在協作機器人的基礎上，增加了豐富的力與視覺傳感器。”韓峰濤表示，由珞石機器人生產的柔性協作機器人，每個關節處都配置了高精度扭矩傳感器，最大程度復現了人類手臂般的靈活運動，能夠完成更多復雜的、高精度的工作。
過去，工業機器人核心零部件持續依賴進口，只有扭轉這一局面才能真正提升國產機器人的研發能力。為此，多年來，埃斯頓致力于將自主創新深入至工業機器人制造全產業鏈。
“公司基于高度自主的核心部件技術積累了優勢，實現機器人關鍵零部件的自主研發，如控制器、伺服電機及驅動器和部分減速機等。”采訪中，錢巍向記者介紹了該公司多項代表性成果，如高性能串聯六關節機器人控制系統，機器人智能化功能實現等。“埃斯頓已經把工業機器人最核心的控制器及控制算法，提升到一定的高度，使國產工業機器人在節拍、精度等方面達到了國際領先水平。”
“埃斯頓堅持走自主創新的技術道路，研發投入占比保持在營收的10%左右。”錢巍表示，現在公司機器人核心部件自主化率已達到80%以上。
針對更多國內機器人企業的創新研發，宋曉剛提出建議，一方面要聚焦產業發展需求，突破機器人系統開發、操作系統等共性技術;另一方面要鼓勵骨干企業聯合開展機器人協同研發，推動軟硬件系統標準化和模塊化，提高新產品研發效率。
