我国工业规模庞大，种类繁多，工业机器人替代人工空间巨大

1.1 工业机器人在自动化生产线中的核心地位

工业机器人是自动化生产线的重要组成部分。成套装备是由机器人或数控机床为核心，通过信息技术和网络技术连接而成的大型自动化柔性生产线。其中，工业机器人是一种通过编程或示教实现自动化运行的装置，具有多个关节或自由度，具备一定的感知能力，如视觉、力觉和位移检测等，可以自主判断和决策，替代人工完成繁重、单调或危险环境下的体力劳动。成套设备由工业机器人和完成任务所需的外围辅助设备组成，最大程度减少了人工参与，提高了生产效率。

从机械结构上看，工业机器人主要包括垂直多关节机器人、SCARA机器人、协作机器人及DELTA机器人。这些机器人被设计成不同形态主要是为了适应不同的应用场景。根据MIR统计，2020年，我国工业机器人销量中，这四种类型的机器人占比分别为63%、30%、4%、3%。

• 垂直多关节机器人：通常为4～6轴，工作范围广且具有高灵敏度，可用于上下料、质检、拆卸、喷涂、点胶、包装、打磨、焊接等多种复杂操作。
• SCARA机器人：有三个平行的旋转关节，适合平面内的定位和定向，另一个关节是移动关节，用于垂直运动，具有结构紧凑、速度快的优势，适用于零部件搬运、拆卸等工作。
• 协作机器人：结构和功能场景与垂直多关节机器人相似，能够在没有防护栏的情况下与人近距离协同工作。
• DELTA机器人：典型的三自由度并联机构，重复定位精度高，适用于轻质产品的分拣和拆卸。

1.2 我国是全球最大的工业机器人应用市场，2020年下游应用中70%用于汽车以外的一般工业

我国是全球最大的工业机器人应用市场。根据国际机器人联合会（IFR）的数据，全球工业机器人的安装量从2009年的6万台增长到2019年的37.3万台，年均复合增长率达20%。2018年全球工业机器人安装量增速放缓至6%，2019年进一步下滑，主要原因是全球尤其是亚洲地区的汽车、3C等主要购买机器人的行业出现销量增速放缓或下滑，相应地也放缓了固定资产投资。自2013年起，中国成为全球最大的工业机器人应用市场，2018年，我国工业机器人销量达15.4万台，占全球销量的36%。2013年至2018年期间，我国工业机器人年销量复合增速达33%，明显高于同期全球19%的复合增速。全球各大知名机器人品牌如发那科、ABB等纷纷在中国建立生产基地。

工业机器人从汽车工业起步，逐步渗透到一般工业领域。2020年，我国非汽车领域的应用占比超过70%。工业机器人技术最初应用于大规模生产的汽车行业，例如第一台工业机器人Unimate被安装在通用汽车的生产线上，只能根据存储在磁带上预先设定的动作运行。随着机器人技术的进步和经济性的提升，其在电子、金属制造、食品饮料、塑料制品等生命周期较短的一般工业中的应用也日益普及。在我国，工业机器人销量快速增长的同时，下游应用领域的拓展趋势也非常明显：

• 2010年，我国约50%的工业机器人用于汽车领域，2020年这一比例已经降至29%；
• 2010年，电子/电气行业的占比为13.5%，2020年仅电子行业的占比就达到了32.2%；
• 另外，2020年锂电、食品饮料行业的应用占比均超过5%。

2019年9月，时任工信部部长苗圩在国新办新闻发布会上表示，我国已成为全世界唯一拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家，并且在世界500多种主要工业产品中，中国有220多种工业产品的产量居全球第一。我国工业产品种类多样、规模庞大，为工业机器人的广泛应用提供了广阔的市场空间。

1.3 疫情加速行业洗牌，内资品牌集中度提升

疫情加速了工业机器人行业的洗牌，市场份额向头部企业集中。2020年，全球市场经历了疫情的严峻考验，一方面，外资机器人品牌海外市场需求疲软，在中国市场持续采取定向降价策略，例如雅马哈推出了经济型SCARA产品YK-XE系列；另一方面，疫情对供应链、企业管理等方面造成了冲击，加剧了行业洗牌。根据MIR统计，2020年，我国工业机器人Top40的市场份额由2019年的90.5%提升至93.2%，其中Top20的市场份额由77.2%提升至81.2%。在面临外部和内部双重考验的情况下，部分规模小、同质化竞争严重、抗风险能力弱的企业加速退出市场，市场份额向头部企业集中。

内资品牌市场占有率提升，竞争格局逐渐明朗。内资品牌的市场集中度提升更加显著，前五名内资工业机器人品牌在国内市场的占有率从2018年的29%提升至2020年的38%。国产厂商如埃斯顿、汇川技术和卡诺普等均在细分领域取得了不错的进展。其中，埃斯顿工业机器人出货量达到5600台，在全市场中排名第八，成为唯一进入前十的内资品牌；汇川重点开拓电子、锂电行业的应用，其SCARA机器人出货量在全市场中排名第三，且为内资品牌中第一；卡诺普则聚焦于厨具、自行车、五金件等领域的弧焊应用，加速向二三线城市及中小型企业渗透，跻身国产出货量第三名。内资品牌通过瞄准特定行业进行差异化竞争，开拓了新市场。

打破高端应用，拓展细分领域，内资品牌加速替代进口

2.1 工业机器人应用广泛，部分行业需求存在相似性

从全球和我国来看，汽车和电子是应用机器人最多、参与者众多、相关技术成熟的两大行业，两者分别对“重载稳定”和“轻载高速”有更强的倾向性。我国工业机器人下游应用领域广泛，2020年汽车零部件、金属制品（包括金属加工、机械加工、集装箱、轨道交通等）、汽车整车、家用电器四个大行业共占41%，其中超过90%为垂直多关节机器人；电子、锂电、光伏共占38%，其中约70%为SCARA机器人，另外30%为垂直多关节机器人。考虑到机器人有不同的形态是为了适应下游不同应用场景的需求，从这些行业对不同类型机器人的选用中存在的较高相似性来看，某种程度上可以说这些行业制造过程中的需求也存在一定的相似性，可以进行比较分析。

• 垂直多关节机器人：工作范围广、角度大、灵活性高，适用于各种复杂操作。
• SCARA机器人：结构紧凑、速度快，特别适用于平面定位和垂直装配作业。
• 协作机器人：代表了工业机器人标准化、小型化、柔性化的发展趋势。

2.2 垂直多关节机器人：已切入公共汽车整车生产线，下沉至金属制品、家电等领域

垂直多关节机器人市场集中度高，四大家族优势明显，国内以埃斯顿为首，已在公共汽车整车制造领域取得规模性订单。2020年，汽车整车、汽车零部件、金属制品及家用电器四个行业购买的垂直多关节机器人约占该品类的60%。重载（>20kg）：前五名分别为发那科、安川电机、库卡、川崎和ABB，市占率合计达到74%，市场集中度很高，内资品牌中以埃斯顿为首，机器人广泛运用于金属加工、汽车、汽车零部件、家电、木工、压铸、食品、化工、工程机械、煤矿机械、轨道交通等领域。2021年6月3日，埃斯顿发布了与河南骏通车辆有限公司签署机器人销售合同的订单，标志着公司在公共汽车整车制造领域获得规模性订单。轻载（≤20kg）：前五名市占率合计51%，内资品牌中以卡诺普为首，其聚焦于厨具、自行车、五金件等领域的弧焊应用，2020年加速向二三线城市及中小型企业渗透。

汽车工业是垂直多关节机器人最早批量应用的领域，流水线严格的节奏使其对机器人稳定性、重复定位精度和使用寿命的要求严格。工业机器人最早的目标市场是可以进行大批量生产的大型企业，这类企业在产品定型后，生产线在较长的时间内不需要大的调整，在机器人的整个生命周期内基本不需要重新部署，发挥了机器人高重复性、高效率的特点，因此对机器人系统的高昂部署费用相对不敏感。汽车行业是大规模生产的典型代表，以日产轩逸为例，该车型的第一代车于1959年问世，在2019年于中国发行了第14代，六十年里平均每四年更新一代，更迭周期明显比普通消费品如电子产品更长。此外，随着更新换代更快的新能源汽车迅速发展（也会倒逼传统车更新换代提速），汽车生产线对机器人的寿命要求得以延长，国产机器人进入汽车及其配套生产线的可能性增加。

我国汽车工业中的机器人密度明显低于发达国家，但正处于快速提升的过程中。据国际机器人联合会（IFR）统计，2011年，我国汽车工业中工业机器人的密度仅为141台/万人，同期美国、德国、日本均在1100台/万人以上，而从2011年至2016年，我国该指标迅速提升至505台/万人，美、德等国家基本持平，日本甚至有所降低。例如，在公共汽车领域，河南骏通“半挂车数字化车间及智能物流涂装焊接生产线技改项目扩建项目”即采用了焊接机器人。

我国汽车工业的自动化程度迅速提升但仍较国外存在一定差距，我们认为主要原因及其相应的发展趋势具有一定的普遍性。同时，据2020年内资品牌机器人占有率前十的埃夫特的招股书中提到：“从行业分布来说，汽车工业、3C电子工业依旧是自动化程度最高的行业，该等领域的系统集成商技术水平较高。在其他通用工业领域，整体智能化程度较低，国外品牌与国内品牌处于同一水平线，未来需要突破的技术难点是如何降低生产线的操作难度，提升柔性和智能化。国外企业引入视觉检测、云计算等技术解决这些问题”：

• 我国劳动力成本较低，部分在国外采用自动化及机器人的环节，在我国更多采用人工，考虑到汽车主机厂各环节配合紧密、停线损失巨大，我们预计自动化程度较国外更低这一点在汽车零部件生产中会更为明显。相应地，汽车零部件中使用的多为轻载工业机器人，国内品牌有望逐渐打破这一局面。
• 部分难以实现自动化的环节转移到我国。相应的，这是外资品牌同样不熟悉的领域，尽管国外的自动化、机器人等基础技术较我国更早成熟，但在应用技术上没有明显的先发优势，而且应用场景位于我国，内资品牌在各个细分领域深耕、迭代的优势更加明显。

金属制品、家用电器等下沉市场空间广阔，国内品牌已经导入，具有良好的发展前景。据国家统计局统计，2019年，我国汽车制造业、金属制品业、电气机械和器材制造业（包括家电制造等）的企业利润总额分别为5100亿、1786亿、3943亿元，若以汽车行业为基准，则金属制品业、电气机械和器材制造业的利润总额分别为汽车制造业的35%、77%，且这两个行业的用工人数合计值达到902万人，为汽车制造业的两倍。我们认为其中工业机器人的发展空间非常广阔，如2020年在工程机械、集装箱、厨具、家具、自行车、口罩机等金属制品的焊接、冲压、上下料和打磨上，≤20kg的6轴机器人呈高速增长态势；且对于节拍、稳定性的要求较汽车行业相对宽松，国产品牌具有较好的发展机遇。

2.3 SCARA机器人：电子、锂电、光伏购买量占84%，替代进口速度更快

SCARA机器人在出口替代进程中较快，外资品牌可能已经受到较大挑战。2020年，内资SCARA机器人前三名分别为汇川技术、众为兴、台达，三者市占率合计达到19%，较内资6轴机器人前三名的市占率更高，出口替代的进程相对更快。其中，汇川技术凭借“控制器+伺服+机器人”的全套解决方案，在锂电、电子零部件等细分行业加大布局，2020年工业机器人业务实现销售收入同比+61%达1.68亿元。此外，据MIR统计和调查，埃斯顿聚焦锂电、教育、食品、PCB等领域，并借助“核心部件+零件”的优势，2020年SCARA出货量实现翻倍，在SCARA机器人领域的市占率由2019年的2.1%提升至2020年的2.9%。

国产SCARA机器人在电子、锂电、光伏领域挖掘细分应用，并不断向上突破，扩大市场份额。国产SCARA机器人通过提升技术和降低成本，将在两个方向扩大份额：

• 在利润较低的行业/环节实现机器换人；
• 在利润较高的细分行业/环节实现替代进口。

具体来看：

• 电子行业：按照产品主要分为手机、电脑、智能穿戴设备、通信设备等，国产机器人如汇川、台达、众为兴等已能进入利润较低、对价格敏感的电脑行业，也能进入对柔性要求高但利润较低的电子零部件制造；
• 锂电行业：主要分为动力电池和消费电池，汇川、埃斯顿一方面可以在自动化程度要求高的动力电池行业突破一些非关键环节的应用，另一方面可以在速度、精度要求相对低的消费电池中实现更大程度的渗透；
• 光伏行业：在对机器人速度、精度、稳定性要求不高的电池板生产中，以内资机器人为主，有待向上突破电池片生产环节。

内资品牌在SCARA领域具有更好的替代进口基础。从机器人核心零部件的角度分析：在减速器方面，SCARA机器人基本均为小负载机器人，以使用谐波减速器为主，这方面出口替代较为顺利；在伺服和控制器方面，电子、锂电、光伏行业的生产工况较好，一般不会面临高温、振动、油污、粉尘等在汽车生产线中较为常见的恶劣工况，对伺服、控制器等电子产品的挑战相对较小；在算法方面，SCARA仅有4个自由度，控制算法较6自由度机器人的更简单。综合来看，SCARA机器人国产替代的速度会比6轴机器人更快。

2.4 协作机器人：代表标准化、小型化、柔性化趋势，有望加速发展

协作机器人市场仍处于起步阶段，随着更多国内外品牌规划，有望加速发展。目前我国协作机器人市场尚处于起步阶段，呈现以遨博、优傲两家企业为主的格局，2020年二者合计市占率达到63%，其中遨博为内资品牌，其在按摩理疗、教育、新零售等非工业场景取得突破，2020年跻身我国协作机器人出货量第一名；优傲为外资龙头，在电子和汽车零部件行业有较好的表现。另外，四大家族均已完成协作产品的战略部署，内资品牌如节卡、大族电机等厂商也在积极开拓市场渠道，随着更多厂商的进入和拓展，协作机器人市场有望加速发展。

协作机器人具有安装快捷、部署灵活、编程简单等优点，其较低的综合成本更适用于中小企业。据埃夫特招股书，以工业机器人四大家族为代表的欧洲和日本系工业机器人，目前仍主要以汽车工业机器人为主，除3C行业外的通用工业，自动化率普遍不高。原因在于汽车和电子制造行业标准化程度较高，属于单件大批量制造，都属于大型制造企业，具有良好的设备运维团队。而除此之外的其他通用工业，通常是量大面广的中小企业，它们的产品通常以小批量、定制化、短周期为特征，没有太多资金对生产线进行大规模改造，并且对产线的投资回报率更为敏感，传统的工业机器人在中小企业中的渗透率很低，协作机器人的优势有望解决这些痛点。

对内资工业机器人品牌发展的进一步思考

3.1 2020年工业机器人国产化率达到29%，坚定看好国产替代持续推进

全球知名机器人企业历史悠久、积淀深厚。从2020年我国工业机器人销量前十名来看，七家为日本企业，其他三家分别为瑞士、德国和中国的企业，其中，除我国的埃斯顿外，其他企业均在上世纪80年代前后推出或正式开始研发工业机器人。以发那科为例，据《电焊机》杂志2009年对发那科机器人研发鼻祖之一鸟居信利先生的采访来看，“发那科当时CNC的产量达到200万台，产品占全球份额的60%，其中在日本占75%，在中国占55%，在全球安装使用的机器人数量达到20万台”。而且，据鸟居信利先生所说，发那科在数控系统和伺服技术方面的技术积累和相对优势，是其开发机器人的基础，我们认为这也是奠定发那科机器人全球第一地位的核心优势。

中国企业追赶的脚步并不慢，且在格局优化后有望进一步加快。据MIR统计，2020年我国工业机器人市场中内资占有率为29%，从相对值来看，市占率较2019年小幅下降1个百分点，主要由于抗风险能力弱的内资品牌在疫情冲击下加速退出市场所致，而龙头企业的市占率提升，我国国产工业机器人领军企业保持快速发展；从相对值来看，与国外机器人企业有几十年甚至上百年的技术积累相比，我国数控系统及工业机器人商业化起步较晚，领军企业如埃斯顿2012年才推出首款机器人，2020年就获得了我国工业机器人市场销量第八名的好成绩，迅速追赶外资步伐。另外，内资品牌如汇川技术、卡诺普、众为兴的销量也超过三千台，分别位列第十一名、第十四名、第十五名，从这个角度来看，我国工业机器人处于快速替代进口产品的阶段，经历疫情洗牌后市场竞争环境优化，国内龙头优势有望进一步扩大。

国内机器人产业链日趋完善，为内资品牌加速崛起奠定基础。减速器、伺服电机与控制器被认为是机器人三大核心零部件，在工业机器人的总成本中，这三大核心零部件占比超过70%，其中减速器、伺服系统和控制器占比分别为36%、24%和12%。

• 减速器：机器人用减速器主要包括适用于重载的RV减速器和适用于轻载的谐波减速器，其中国产机器人用谐波减速器已经基本完成国产化，改变了以前日企垄断时国内机器人企业采购周期长以及部分型号买不到的局面。
• 控制器及伺服系统：各家工业机器人企业基本都使用自主研发的控制器，也有相当一部分比例的企业从控制器或伺服领域起家。

我国已形成完整的工业机器人产业链，具备从下游核心零部件到中游本体制造再到下游系统集成与应用的全产业链自主生产和配套能力，且核心技术自主能力和技术水平在不断提升，国产工业机器人的认可度逐渐提高，有望加速崛起。

3.2 各行业用工短缺日益凸显，带来应用场景拓宽，内资品牌享天时地利人和

劳动力成本上升，机器换人经济效益不断提升。据国家统计局数据显示，中国15-64岁劳动年龄人口比重自2011年末开始下降，相对数量也自2014年末开始出现负增长，分农业、采矿、制造业、建筑业等行业来看，其中制造业就业人数（含城镇非私营单位与私营企业和个体户）2018、2019年分别为9954万、9739万人，同比下降幅度分别为3.3%、2.2%，较劳动年龄人口数量下降的速度更快。这种人口转变趋势在劳动力市场上表现为劳动力短缺现象。随着劳动年龄人口的逐渐减少，国内制造业职工平均工资也迅速提升，2019年制造业城镇非私营单位就业人员平均工资达到7.8万元，2016-2019年复合增速为9.5%，在所有行业中处于较高水平，制造业企业用工成本处于快速提升阶段，而机器人随着技术进步成本会逐渐下降，经济效益不断提升有望不断渗透。

部分岗位用工短缺问题日益凸显，机器换人由“可选”逐渐变为“必选”。我们可以从更具体的人口结构来看劳动力短缺问题。根据国家统计局每年的抽样调查结果显示，2004、2014、2019年我国20-29、30-39、40-49、50-59岁的人口数量，我们根据出生时间将这些人大致划分为“70后”“80后”“90后”等类别，我们的假设是随着社会发展，相反年龄段的人选择从事体力劳动要求较高且较为辛苦的工作意愿会逐渐下降，这一点在“90后”中尤为明显。从2004年到2014年，劳动力数量增加可以抵消人们在体力劳动岗位就业意愿下降的影响，而目前已经处于劳动力数量和该类就业意愿同时下降的阶段，许多类似焊接工的岗位用工短缺的问题将日益凸显，我国市场对机器人的需求已不仅限于传统的“精度”“速度”范畴。

国内工业机器人产业链头部企业将充分受益

4.1 埃斯顿：国内工业机器人龙头，打通全产业链进入加速迭代阶段

从金属成形机床拓宽至下游更广泛的工业机器人领域，具有“核心零部件+本体+集成”全产业链优势。埃斯顿2002年从金属成形机床领域起家，陆续推出作为机床核心控制和功能部件的数控系统和电液伺服系统，规划交流伺服系统拓展至纺织、包装、印刷等智能装备制造行业。基于在数控、伺服等领域的技术研发和实际积累，公司2012年推出工业机器人及成套设备，并围绕工业机器人所需的核心技术及下游应用工艺，先后收购了英国TRIO（高精度及高可靠性运动控制器）、美国BARRETT（微型伺服驱动器）、德国Cloos（百年焊接机器人品牌）等公司，打造了“核心零部件+本体+集成”的完整产业链。2020年，公司被评为中国“2020年中国最具创新力企业榜TOP50”，为唯一一家国产工业机器人企业，是我国国产机器人领军企业。

采取“通用+细分”战略，多方位提升公司工业机器人及智能制造系统市场份额。通用方面，公司2020年发布了多款运动控制及机器人新产品，如60公斤码垛、130公斤六轴、第二代自主控制器的运动学和动力学全面升级，速度、精度、抖动及碰撞检测灵敏度提升30%，发布了折弯离线编程、弧焊、光伏排版、搬运及码垛等新一代应用软件，据公司2020年年报披露，公司明显缩短了公司机器人、运动控制与国际竞争对手的差距，通用机器人抢占市场份额效果显著。细分方面，埃斯顿充分利用自主核心部件、成本、质量和定制的竞争优势拓展机器人细分市场，在钣金折弯、光伏排版、压铸等领域处于行业领先地位。

4.2 汇川技术：国内工控龙头，战略规划机器人与原优势业务协同作用强

国内工控龙头积累深厚，战略规划机器人有望充分发挥协同作用。公司前身汇川有限于2003年成立，初期专注于开发高性能矢量变频器，聚焦服务于中高端设备制造商及终端客户，结合不同行业特殊要求，以行业一体化及专机产品的方式，积累了在电梯、起重等细分行业的优势，并在技术层面上向上、向下拓展，掌握了“信息层、控制层、驱动层、执行层、传感层”核心技术。公司业务分为五大板块，其中，工业机器人业务属于公司战略型业务，与通用自动化业务（产品包括通用伺服系统、PLC&HMI、工业电源等机器人及成套系统所需部件）具有较强的协同作用，有望成为公司新的增长点。

2020年，汇川技术为我国SCARA机器人市场销量排名第三，内资品牌中位居第一。公司围绕“核心部件+零件+工艺”的运营策略，积极推进机器人业务，已经完成了20公斤（含）以下全系列六关节机器人、SCARA机器人等产品的开发。在市场开拓方面，公司聚焦3C制造和新能源市场，重点拓展3C、锂电等行业，订单明显增长，同时持续深挖行业应用工艺，凭借行业专机、工艺技术，实现行业部分应用的领先。2020全年，公司机器人销量超过4000台，工业机器人业务（含上海莱恩）实现销售收入1.68亿元，同比增长约61%，业务实现了快速增长。

（本文仅供参考，不代表任何投资建议。如需使用相关信息，请参考原文。）

精选报告来源：【未来智库官网】。