中國工業機器人,已經吹響「戰略進攻」的號角

中國工業機器人,已經吹響「戰略進攻」的號角

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前言

「這個項目並不是想做什麼顛覆行業的東西。」

在知乎因「半年自制機械臂」爆火後,就職於華為的彭稚輝感到受寵若驚。儘管彭稚輝本人十分謙虛,但是這種含蓄的表達,無法掩蓋他強大的執行力。

半年時間內,他就將圖紙迭代了151個版本。作為一款小型機械臂,他的作品末端重複精度達到了0.02mm。在軟件層面,機械臂的算法設計以及後續的軟件開發,也都由他一人搞定。

製作完成的機械臂正在縫合葡萄皮(Bilibili截圖)

這份自動化的浪漫,不光屬於天才少年,同樣適合中國企業。為一汽提供解決方案的國產機器人企業新松,早在2007年就成為美國通用汽車的全球合作供應商。在移動機器人領域,新松AGV在汽車領域數量也已超過12000台。

除了新松,以新時達、埃斯頓、託斯達為代表的一眾國產機器人企業迅速崛起,2021年第一季度營收均達到兩位數。中國工業機器人,即將進入「國產替代」的窗口期。

市場厚積 企業薄發

中國工業機器人近些年的發展,可以用「厚積薄發」來形容。「薄發」,自然指的是機器人企業。「薄發」的基礎是「厚積」,深厚積澱的來源,則是中國工業機器人市場。

國際機器人聯合會(IFR)2019年數據顯示,按照機器人密度計算,中國機器人密度已經達到了187。也就是說,每一萬名製造業員工,就擁有187個機器人。

這個數字的概念是什麼?如果要衡量一個國家的自動化水平,機器人密度的「及格線」是100,全球平均水平為113,亞洲平均水平為118。2016年,中國機器人密度僅有71。

只過了3年,中國機器人密度不但及格,而且超過亞洲平均水平,成為了「優等生」。這一趨勢,說明中國工業自動化程度顯著提高,對應的工業機器人銷售量更是大幅上升。

機器人如此吃香,離不開中國製造業的升級轉向。中國市場的工業機器人,過去針對汽車製造和電子產品等傳統領域。近些年來,光伏、電池等領域生產需求激增。今年前8月,中國新能源汽車產銷量按年增長1.9倍。製造業的自我革新,給機器人行業打開了市場。

除了這些老客户,工業機器人其他領域也有新需求。據行業人士透露,為了迎接假期物流需求,某白酒企業就跟德企合作開發了自動運輸線。今年5月,寧夏英力特化工的電石出爐機器人也已正式上崗。智慧製造的大趨勢下,工業機器人在操作周期更短的行業,也有了長足發展。

從數據上看,2019年中國工業機器人裝機量為14.1萬台。儘管不及2018年15.4萬台,但全球市場份額卻從36.5%漲到37.7%。2020年,工業機器人市場因新冠疫情出現波動,然而中國機器人裝機量卻達到了16.7萬台,全球佔比44%。

毫不誇張的說,中國市場,決定了全球工業機器人產業的走向。

市場驅動之下,工業機器人產業開始了自主發展之路。工信部數據顯示,去年中國工業機器人產量達到23.7萬台,按年增長19.1%。國家統計局數據顯示,今年8月國內工業機器人產量按年增長57.4%;1至8月產量按年增長63.9%。

深厚的市場基礎加上多樣的行業需求,讓中國工業機器人的崛起,成為了一種必然。

基層主導 蠶食對手

國產企業崛起前,中國工業機器人是「四大家族」的天下。

「四大家族」中,最為高調的是來自瑞士的ABB。他們的產品強調機器人的整體性,操作細節非常精妙。ABB的產品有全面的運動控制系統,可以實現複雜的運動軌跡。精密的操作水準,讓ABB在3C數碼領域很受歡迎。

然而精密是要付出代價的,ABB的機器人不但價格高,交貨周期也很長。

與ABB相比,來自德國的庫卡(KUKA)就顯得像個「大老粗」。這家被美的收購的德國企業,工業機器人產品相對保守,主要是傳統的物料搬運和焊接工作。庫卡採用開發式操作系統,意味着客户可以按照需求進行自定義。因此在400kg以上的重載機器人市場中,庫卡具有很大的影響力。

能幹重活能折騰,讓庫卡拿下了包括特斯拉上海工廠在內的不少中國汽車產線。

如果要用做工幹活來比喻,德國庫卡是「苦力」,日本發那科(FANUC)則是「小工」。發那科上世紀70年代轉型數控系統。機器人安裝底座更小,工藝操作更便捷,精度更高。有了數控加持,發那科的小型機器人十分暢銷。

同樣是日本企業,安川電機(YASKAWA)與發那科相比,規模更大,資歷更老。因此在機器人電機和變頻器等核心部件上表現更穩定,甚至能夠過載運行。靠關鍵部件吃飯的安川,市場定位自然是「穩定便宜」,只需要十幾萬的價格,就能連機器帶部件都給打包。

「四大家族」各有所長,不過中國機器人並非毫無希望。IFR 2019年數據顯示,國內機器人的主要市場中,43.06%是搬運和上下料,23.61%是焊接和釺焊。

這兩類需求,意味着國內傳統工業機器人需求依舊強勁,中國企業可以在行業中低端的小負載焊接機器人,以及大量使用的物流機器人領域打開市場,進而向上發展。

以小負載焊接領域為例,在重複定位精度上,國內機器人數據為0.05-0.08mm,「四大家族」則為0.02mm-0.08mm。臂展距離也在1600mm上下,基本操作指標相對接近。

產品性能相近的基礎上,以埃夫特、埃斯頓為代表的國產廠商,能把產品價位壓到15萬-20萬的區間,甚至還會有15萬以下的產品出現。這就為國產機器人的翻身帶來了可能。

傳統領域,國產機器人競爭還要靠「物美價廉」。物流領域,國產機器人依靠的就是「技術積澱」。在AGV領域,新松機器人依靠的就是自主研發技術。倉儲物流領域,Geek+和海康威視等企業則依靠已有的智能算法,加強機器人的自主定位導航功能,攻佔了大量AGV市場。

企查查數據顯示,中國目前現存機器人相關企業30.80萬家。2020年中國新增機器人相關企業6.98萬家,按年增長77.36%,創十年以來新高。

危中尋機 戰略進攻

儘管國內工業機器人行業迎來了大發展,但是相關產品「國產替代」的任務,依舊十分艱鉅。

數據顯示,2020年中國工業機器人市場中,國外機器人大廠依舊佔據了47%的份額,其中「四大家族」佔據了28%的市場,剩餘則被愛普生、三菱、雅馬哈等瓜分。與之相比,國產工業機器人總銷量佔據市場超30%。與國外機器人大廠平分秋色還有一段距離。

除此之外,國內工業機器人的發展,依舊是藉助市場、自下而上的發展模式,核心技術壁壘短時間難以打破。新松機器人創始人曲道奎就指出,國內機器人「核心技術空心化」,缺乏有市場說服力的高精度控制系統和核心零部件。

以核心部件為例,國內工業機器人市場約85%減速器、70%伺服電機、超過80%控制器等部件的市場份額在「四大家族」手中。這些部件對應的往往是幾千台機器人,成本高昂,市場狹窄。國產部件廠商能力有限,很難依靠規模降價。

國外產商2萬出頭的減速機,國內廠商要8萬起步。如何在上游研發「熬出頭」,將是國產機器人的核心問題。

就算依託行業趨勢做參考,國內自動化市場2021上半年的增長也將進入平台期。以晶片為代表的上游精密部件短缺,有可能壓制下游製造業的擴產。地方針對能耗的管控政策,也會讓機器人行業客户重新考慮訂單需求。國產機器人需要考慮出海拓展市場。

面對工業機器人可能遭遇的市場瓶頸,國內機器人企業正在考慮戰略轉型。在2021年世界機器人大會上,曲道奎就指出,2020年中國服務機器人市場規模約283億元,按年增長約37%。2021年市場規模有望接近319億元,並將保持增長態勢。醫療機器人、清潔機器人和維護機器人將在國內打開市場。

立足倉儲機器人的海康威視,2021年半年報中,公司機器人業務營收12.20億元,按年增長124.83%。箱式倉儲機器人海柔創新也在近期宣佈,公司已經連續完成兩輪共超2億美元融資。

隨着帶有上游算法技術的企業進軍機器人,泰合資本副總裁馬曄贇表示,未來的頭部機器人公司,應當從「設備供應商」轉型為「解決方案與服務提供商」。

面對中國機器人發展的窗口期,曲道奎表示,機器人行業中國可以做得比國外更好。未來龍頭企業要更多聚焦平台性技術,隱形冠軍要細分市場,核心部件要跟上全球的發展趨勢,形成全面支撐。

「中國機器人要從過去的『戰略跟隨』到未來的『戰略進攻』,未來很多產品技術要實現『並跑』甚至『超跑』。」

本文由《香港01》提供

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