工业机器人：国产替代加速爆发核心环节龙头梳理

  工业机器人是人机一体化智能系统皇冠上的“明珠”，叠加新一轮AI浪潮爆发以及各行业“机器换人”进程加速，工业机器人迎来高速爆发机遇。

  我国慢慢的变成了全球工业机器人最大市场，随机器人核心零部件国产化率慢慢地提高，叠加政策、区域 及国内产业链等优势，国产工业机器人份额有望进一步提升。

  2023年1-5月，中国工业机器人产量合计18.2万台，同比增长5.3%。根据睿工业预预测，2023-2025 年国内工业机器人出货量将维 持 7%的复合增速。

  中国电子工业学会根据用途将机器人划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。

  从应用场景来看，工业机器人能达到更快速度、更高精准度，以及更大范围的大小型号和负载，实现在大型工件搬运生产、物流运输、餐饮、生物制药、汽车制造等更广泛和智能的场景应用。

  工业机器人是大范围的使用在工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。

  普通工业机器人的关节数量通常为6个，即工业六轴机器人。中国工业机器人销量分布中，六轴机器人占比最大，为66.8%，其次是SCARA机器人，占比23%。大六轴下游主要使用在在汽车行业，并且装配、焊接、装卸等对于机器人载重、精度、稳定性要求较高。

  其中，协作机器人出货量增速亮眼。协作机器人是在SCARA机器人以及垂直多关节机器人等机械结构基础上衍生出的新类型。

  协作机器人除在外观形态上与传统工业机器人有些差别外，在产品特性上也有别于传统工业机器人追求的“刚度”，协作机器人更多追求轻量化、柔性和安全协作性。

  行行查 行业研究数据库 资料显示，工业机器人产业链包括上游核心零部件、中游机器人本体及软件以及下游系统集成及应用三个环节。

  上游核心零部件包括传感器、控制器、减速器、伺服系统；中游包括机器人本体制造及配套软件产品；下游主要是系统集成及应用。

  根据OFweek 数据，核心零部件占比工业机器人成本约70%，其中减速器、伺服电机、控制器占比分别约为35%/20%/15%。

  减速器是一种精密的动力传动机构，其利用齿轮的速度转换器，使伺服电机在一个合适的速度下运转，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩，常用减速器包括谐波、RV、行星齿轮、摆线针轮减速器。

  在RV减速器市场，日企纳博特斯克占据国内市场51.80%的份额；谐波减速器市场之间的竞争格局中，日企哈默纳科占据国内市场35.50%的份额，位列行业第一。

  国内RV减速器头部厂商包括双环传动，中大力德、南通振康、秦川机床等；谐波减速器方面，绿的谐波、来福谐波、大族激光、福德等占据市场占有率前列。

  控制器接收传感信息并据此生成对应的控制指令，控制机器人完成动作任务。根据雷赛智能招股说，通用运动控制器可大致分为PLC控制器、嵌入式控制器和PC-Based控制卡三大类。

  2011年至今，随着互联智能化的发展，智能控制器行业进入智能化升级的关键时期，正在慢慢地实现由传统机械操作向电子化和智能化操作升级的转变。

  大中型PLC以外资厂商为主，国产替代空间大。目前国内中大型PLC需求主要以外资厂商占据，包括西门子、欧姆龙和罗克韦尔；其中西门子2022年占比超过50%。大型PLC国产占比低于10%，国产化需求迫切。

  2022年三季度，小型PLC国产化率约20.2%，中大型PLC国产化率低于10%，大型PLC系统的国产化率约为1%。

  目前，我国PLC市场中本土品牌以汇川、台达、科远智慧、中控、和利时为主。PLC尚处于国产化初期，仍有较大的国产化替代空间。

  控制器和伺服系统业务的重合度很高，其技术底层逻辑都是针对“控制”提供服务，故企业基本上都会覆盖伺服系统和控制器相关的业务。

  伺服电机市场集中度较高，高端以国外品牌为主，国内品牌大多分布在在中高端与中低端。2022年国内厂商汇川技术市场占有率占比第一，达15.9%，其余为日本品牌安川、松下、三菱和台湾品牌台达份额较大。

  稀土磁材是伺服电机制作的完整过程中的重要原材料，供应厂商包括中科三环、金立永磁、正海磁材、宁波韵升、英洛华。

  传感器是连接数字世界和现实世界的桥梁，机器人传感器能分为内部传感器和外部传感器，其中大部分为视觉（光学）传感器。

  从工业机器人本体的竞争格局来看，以2022年的数据作参考，第一梯队仍然被发那科、安川、ABB和库卡所占据。

  目前机器人本体市场仍然被国外厂商垄断，尽管近期美的集团全资收购了库卡，但库卡的主要生产基地都在国外，如果将库卡算作外资的话，本体领域外资中国市场占有率达65%以上，

  在第二竞争梯队中，主要由中国头部厂商组成，汇川技术、埃斯顿、新时达、埃夫特、机器人（新松）、广州启帆等市占率较高，这些厂商在工业机器人产业链垂直延伸领域拥有先发优势。

  2023年一季度埃斯顿、汇川技术、埃夫特进入 TOP10 行列，其中，埃斯顿位居第二，市场占有率达到 8.2%，仅次于发那科，其中埃斯顿产业链布局最广。

  整体行业格局来看，在工业机器人产业链中，控制和执行系统也是国产替代率相比来说较高的环节，一些细致划分领域（CNC、伺服、传感/仪表和机器人本体）的国产替代化率正迅速上升，工业机器人各环节国产替代进程加速，行业空间广阔。