国内外机器人发展现状及发展动向.docx
《国内外机器人发展现状及发展动向.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国内外机器人发展现状及发展动向.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
国内外机器人发展现状及发展动向
国外机器人发展现状及发展动向
一、全球机器人行业现状
（一）全球机器人行业现状
1、行业发展：
增长态势延续
（1）预计2017年全球工业机器人销售量25万台
从2008年第四季度起，全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。
2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。
2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达16.6万台。
2012年全球工业机器人销量为15.9万台，略有回落，主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑，但汽车工业机器人销量延续增长态势。
随着全球制造业产能自动化水平提升，特别是中国制造业升级，我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台，年复合增长率9.5%.
（2）预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿
2012年全球机器人本体市场容量为530亿元，本体加集成市场容量按本体大约三倍算，估计1600亿元。
估计2013年至2017年，包含本体和集成在的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%。
预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。
（3）预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿
根据IFR数据，2012年全球个人（或家庭）用服务机器人市场容量为73亿元，公共服务机器人市场容量为208亿元。
目前看公共服务机器人产业化走在前面，市场容量更大。
预计2013-2017年个人（或家庭）用服务机器人市场容量增长率为7%，公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。
到2017年，全球服务机器人市场容量将接近500亿元。
如果智能家居算是广义的服务机器人，服务机器人市场容量会大很多。
2、全球机器人行业布局：
日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大
（1）工业机器人市场销量与存量
全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。
日、美、德、、中五国存量占全球比例达71.24%，销量达69.92%。
截至2012年底，全球机器人累计销量达到247万台。
机器人平均使用寿命为12年，最长15年。
估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。
分区域看，亚洲/澳洲增幅达到9%。
亚洲增幅主要由中国需求拉动，因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。
分生产地和消费地看，日本是唯一的工业机器人净出口国，拥有全球最大的机器人产能，占据全球机器人产量的66%。
机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区，占比约34%，而且是以中国市场为主。
（2）全球工业机器人与机床行业销量的对比
工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。
这个比例的上升在一定程度上代表着这个机器人普及水平的提升。
我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比，从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。
美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间（15%-25%），表明这三国的机器人销量趋势与机床销量趋势基本一致，也表明机器人行业发展较为稳定。
中国机器人销量占机床销量比在2006-2011年间虽然有所提升，但仍然处于一个较低水平，5%不到。
因此，中国机器人行业发展潜力还很大。
（3）主要/地区机器人技术优势领域比较
美日欧在机器人行业发展处于世界领先地位，但它们的优势领域各不相同。
日本在工业机器人、家用机器人面优势明显，欧洲在工业机器人和医疗机器人领域居于领先地位，美国主要优势在系统集成领域，医疗机器人和国防军工机器人。
3、全球机器人市场格局
在全球工业机器人本体市场，机器人四大龙头企业2012年收入占比超过50%，是这一领域的绝对强者。
在机器人系统集成面，除了机器人本体企业的集成业务，知名独立系统集成商还包括杜尔、徕斯和柯马等。
近年来，随着服务机器人产业化趋势显现，在服务机器人领域也有一系列企业涌现出来。
这些企业包括研制达芬奇机器人的直觉外科机器人公司和生产吸尘器机器人的IROBOT等。
4、应用领域：
以汽车为主，向其他领域蔓延
从全球围来看，汽车工业是机器人应用最广泛的领域，加上汽车零部件，约占机器人装机总量的40%。
其他领域的工业机器人应用量不断增长，2011-2012年，应用于交流通讯的机器人增幅居前，为14%。
（二）机器人行业发展阶段
1、机器人行业发展五阶段
结合发达机器人行业发展经验，我们将机器人行业发展划分为五个阶段：
技术准备期、产业孕育期、产业形成期、产业发展期和智能化时期五个阶段。
美日欧机器人产业已完成前四个阶段，目前处于智能化时期，而中国机器人产业还处于孕育期。
美日欧工业机器人产业发展已经完成了前四个阶段并形成了各自的产业模式，美国优势在系统集成，日本强调产业链分工，欧洲强调本体加集成的整体案。
中国现阶段机器人产业模式更接近美国模式，原因是机器人本体不能大规模国产化，估计未来的发展趋势是类似于日本的产业链分工模式，前提是真正突破机器人本体。
回顾全球机器人发展简史，工业机器人早在1960年代就进入工厂。
进入2000年，美国、日本等机器人大国已致力于研发更尖端的技术，机器人技术进入快速发展期，正向智能化阶段行进。
2、以美日为例，看机器人行业发展
美国是工业机器人的诞生国，但是随着制造业产能转移到亚洲，其工业机器人本体产业发展缓慢。
日本机器人产业在80年代实现了对美国的反超，成为“机器人国”。
在这一部分，我们系统的梳理了美日工业机器人发展历程，并回答了诸如“为美国工业机器人本体产业没有发展起来”、“日本机器人产业与其社会经济环境的关系”等重要问题。
（1）美国是工业机器人的诞生地，但本体发展缓慢早在1959年，美国的UNIMATION公司就生产出了世界上第一台工业机器人UNIMATE。
因为当时大家都想象着这个产业的前景非常好，有200多家公司开始做机器人（很像现在的中国）。
然而，到上世纪七八十年代，进入机器人行业的很多公司机器人业务开始出现亏损。
我们通过考察美国机器人行业80年代左右的发展情况，发现美国机器人产业在1979年-1982年经历了损失。
在那5年中，美国机器人公司的总损失超过税前总利润。
每一年有净损失的生产者数量都要超过有净利润的生产者数量。
如今，美国更重视集成业务与机器人前沿技术的研发，代表企业有AdeptTechnology、AmericanRobot、IntuitiveSurgical、RethinkRobotics等。
（2）美国没有发展好机器人本体的原因我们总结出下列几点：
•第一，由于美国工业机器人发展的早，当时技术不成熟，机器人在通用汽车试用的效果很不好，产品推不出去。
后来美国经济不景气，工人失业也多。
面对失业率，美国人有着机器人会抢夺人类工作的担忧。
•第二，二战以来，美国的经济形态发生了重大转变，典型特征就是传统制造业在整个经济中日益相对萎缩。
美国的制造业从70-80年代开始转移至日本、东南亚和亚洲四小龙。
美国制造业丧失领导力的领域，不仅局限于低技术产业中的低工资岗位，也开始向高端领域延伸。
表现为不仅仅一般制造业产品贸易逆差大，先进制造业产品也有贸易逆差。
•第三，美国人在机器人面更重视应用，也就是系统集成。
因为发现机器人本体净利率很低，安川电机、KUKA等只有2-3个点净利率。
近几年由于行业竞争激烈，机器人本体价格下降比较快，美国企业看到本体利润空间太薄，就不重视工业机器人本体。
•第四，日本从20世纪80年代起逐步成为机器人主要生产地。
日本第一台工业机器人是1969年川崎重工与UNIMATION合作开发的，在1980年前后日本机器人产量已经远超美国。
自此，日本在机器人产业面迅速实现了对工业机器人诞生地美国的反超，成为“机器人国”。
（3）日本社会经济环境与机器人产业发展的关系
二战以后，日本经济高速发展，是靠制造业拉动起来的，从50年代起的20年高速增长期，日本GDP有30%来自制造业，从业人数也不断增多。
•80年代后，日本人口增速放缓，制造业从业人数也趋于下降，这时，机器人的普及使日本保持了制造业总产值的持续增长。
•1980年是日本机器人的普及元年，日本机器人产业不断发展，日本国是其机器人产业的主要市场。
•1990年起日本经济进入低迷期，国机器人销量停滞不前，但是出现了出口扩大趋势。
•2000年以后，出口逐渐占了大头，特别是对中国的出口大幅增加。
3、机器人行业发展与全球制造业转移息息相关
机器人行业发展，特别是工业机器人的发展，与全球制造业转移息息相关，机器人替代人将是全球制造业未来的发展向。
这一部分将详细阐述这一过程。
（1）全球制造业的三次转移大潮
全球围出现过三次较大规模的产业转移事件：
•第一次在50年代，美国将钢铁、纺织等传统产业向日本、德国这些战败转移。
•第二次在60至70年代，日本、德国向亚洲“四小龙”和部分拉美转移轻工、纺织等劳动密集型加工产业。
•第三次在80年代初，欧美日等发达和亚洲“四小龙”等新兴工业化把劳动密集型产业和低技术型产业向发展中转移，于是自90年代开始，中国逐渐成为第三次世界产业转移的最大承接地和受益者。
这三次转移潮的转移路径为从发达转移向发展中，从技术领先的，向技术相对落后扩散。
总的趋势为从劳动力成本高的地区转移向劳动力成本低的地区。
从产业角度来看，劳动密集型产业优先从劳动力成本高的地区转移向劳动力成本低的地区。
但随着发展中（如中国）人口红利渐渐消失，人力成本不断上升，机器人替代是未来全球制造业的发展向。
当使用机器人的成本降低，以机器人替代人力更为划算时，这条轨迹也会逆转，制造业将部分回归美国本土。
然而，由于很多制造业产业链都在中国，因此很难全部转移出去。
这些巨大产能未来转型升级的主要向之一，就是实现自动化。
伴随国自动化市场需求快速增长，中国有望崛起几家本体机器人企业。
（2）制造业转移是一个追求低劳动成本的过程
从以上转移路径中可以看出，制造业的转移是一个追求低劳动成本的过程。
随着劳动力成本的上升，相对而言机器人是更加廉价的劳动力。
以日本为例，机器人行业发展是伴随人工成本增加的过程。
日本大规模使用机器人带来两个直接好处：
一是减缓劳动力成本上升对制造业的冲击，保持制造业的竞争力;二是弥补劳动力短缺。
（3）机器人成本与人工费用简单比较
根据我们调研国重点工程机械企业机器人使用情况，可知只要产能利用率足够高，机器人更划算。
一般一台大型焊接机器人，初始购置成本200万，10年折旧的话，一年20万，一个月1.67万。
如果三班倒生产，相当于5-6个工人的工作量。
一个工人淡季工资是3000-4000，旺季工资是5000-6000，即使淡季5-6个工人工资，也要最少需要将近1.2万到1.5万，旺季可能要3万到3.6万，全年合计要30万，远高于当年机器人折旧总额20万。
而其它焊丝、焊枪和电费基本差不多。
机器人的使用成本也不高，90%的电费是用在焊接，和手工焊接差不多。
机器人手臂的移动，耗电量和风扇差不多。
而且机器人维护保养费用也很低，比激光切割机床的维护费用低很多。
另外，目前市场上不少人谈到发展机器人就认为是取代劳动力，解决劳动力成本过高的问题，看法多少存在片面性。
替代劳动力只是发展机器人产业的一个面（日本在高速成长期引入机器人对解决劳动力短缺，对其重化工业发展起到极大推动作用）。
更为重要的是，机器人能够完成多人不能完成的任务，如精度、洁净度等面，机器人做得更好。
上世纪90年代，日本将机器人引入到电子行业，等带动其电子产业竞争优势大幅提升。
（4）第四次工业革命仍以机器人为基础
第一次工业革命是水力和蒸汽驱动的机械制造设备。
第二次工业革命是基于劳动分工的大规模电气化生产。
第三次工业革命是伴随电气和IT技术提升的制造业自动化水平提升。
全球正在经历第四次工业革命。
工业4.0以信息地理系统为基础，80%的创新由信息通信技术（ICT）推动。
自动化、信息化是先进制造业的关键，机器人作为自动化技术的集大成者，仍然是工业4.0的最主要的基础设施之一。
二、国外重点机器人企业及集成企业
在这一部分中，我们重点分析了国外典型的机器人企业，目的是通过剖析这些公司的特征寻找中国未来机器人的龙头企业。
（一）国外重点机器人企业的起源
国外重点机器人企业最初起源于机器人产业链上下游相关企业，如下游应用的焊接设备、上游的数控系统生产等。
最终上规模的机器人企业大都是以本体业务为核心，同时还有集成业务，甚至也做核心零部件业务的综合型机器人企业。
这些机器人企业大都在上世纪70年代进入机器人领域，经过40年的发展，有些成为纯粹的机器人企业，有些是集团公司的业务之一。
从业务角度看，四大机器人企业不但有机器人本体业务，同时也涉及集成，也有关键零部件业务，更关键的是都有底层软件设计能力。
当然也有专注于集成业务的企业壮大，这些企业一般都与大的汽车厂商有深度合作。
（二）国外重点机器人本体企业
这部分重点介绍了几个机器人本体公司，包括德国的库卡，日本的安川和美国的ADEPT。
1、库卡：
“最纯粹”的机器人
企业库卡是德国机器人公司，世界领先的机器人制造商之一。
2012年，库卡总营收为145亿元，其中，机器人本体业务营收为60亿元，机器人系统集成营收为85亿元。
库卡在2007年进行了业务重组，重组后库卡的业务部分为机器人部和系统集成部，是“最纯粹”的机器人企业。
库卡的经营理念是“专注于高增长与高利润的业务，以达到世界领先水平”。
因此在2007年完成其业务重组，专注于其优势领域——机器人业务。
库卡的机器人本体业务和集成业务水平均为全球领先。
近年来库卡本体业务增速高于集成业务，本体业务营业利润近年来也高于集成业务，主要原因是中国等新兴市场集成业务外包比较多。
这点也反应为库卡机器人本体利润好于系统集成利润。
2、日本机器人企业的经典案例：
安川电机
安川电机是日本着名的电子机械工程公司，主要业务包括：
机器人（Robotics）、运动控制（MotionControl）、系统工程（SystemEngineering）与信息技术（InformationTechnology）。
安川电机的业务特点是各个业务部门之间可以相互配合。
安川电机是典型的综合型机器人企业，拥有包括上游零部件生产的运动控制部门在的机器人产业链上的各主要部门。
安川电机的MOTOMAN工业机器人是世界上使用最广泛的工业机器人之一;运动控制部提供各式运动控制、驱动装置等，以实现高效率与高生产力的生产系统;系统工程为不同类型的工厂提供合适的机器人外围设备构建，使得安川电机各个业务相互配合紧密。
2012年安川电机机器人本体部门收入占总收入的36%，仅次于运动控制部的47%。
与库卡类似，安川各业务变化趋势显示公司在不断整合资源投入主要的运动控制和机器人部，其他业务比例不断缩小。
3、Adept：
硕果仅存的美国工业机器人本体企业
Adept成立于1983年，产品主要包括AGV小车、SCARA机器人和DELTA并联机器人。
前文讲美国机器人行业发展历程时提到，美国工业机器人本体企业发展的并不好。
ADEPT是美国硕果仅存的机器人本体企业，其主要产品AGV小车和DELTA并联机器人技术非常先进，但是六轴关节机器人很少。
Adept的SCARA机器人是日本企业帮忙贴牌生产的，但是Adept的AGV技术非常先进，可以不需要任巡线;另外，Adept的并联机器人有个专利，四根连杆（一般并联机器人三个连杆）加四个电机，加速度大，非常快，但是价格很贵，一般要30万，发那科和ABB的并联机器人27万以，国的AGV大概是Adept价格的一半。
Adept收入主要来源于本体业务销售。
2012年，超过80%的收入来自于本体业务。
这与其产品主要为自动化移动设备或小型机器人有关。
（三）国外重点机器人集成企业
国外做机器人集成业务的企业包括综合型的机器人企业（如四大家族），也包括专门做机器人集成的企业（如杜尔、徕斯、柯马等）。
1、杜尔：
涂装生产线集成业务领先者
杜尔是做机器人系统集成的为数不多的一家上市公司。
杜尔是专业的系统集成企业，机器人本体数量很少，在涂装生产线集成面具有明显的优势。
2012年总营收达到200亿元，其中系统集成业务收入达到90亿元以上。
金融危机之后，由于中国等新兴市场汽车产能迅速扩，杜尔涂装生产线系统集成业务进展迅速，表现为订单持续超预期，且新订单销售价格也显着攀升，再加上新业务并入，导致股价持续上涨，5年间上涨了12倍。
2、国外机器人系统集成总结
在国外综合型机器人企业（包括本体、集成），以及纯粹的系统集成商当中，系统集成业务规模最大的约100亿元。
而且这些大的系统集成商主要以汽车行业系统集成为主，通常与多家大型汽车企业绑定，承接其全球汽车产能的集成业务，而且通常专注于焊接、涂装和总装生产线的集成业务中的一种。
（四）国外重点机器人企业主要财务指标对比
首先，毛利率与净利率对比。
根据公开财务数据，国外机器人企业毛利率能达到20%以上，但净利率很低。
除了发那科超过20%的净利率之外，其它几家通常只有2-3个点净利率。
净利率低与这几年机器人本体价格下降有关，也可能与关联交易有关。
发那科毛利率和净利率比较高的原因包括两个：
•一是发那科机器人的伺服系统和控制系统自制，且可以享受与机床业务带来的零部件协同带来的规模效应;
•二是发那科还有大量的高毛利率的软件业务，比如机床CNC系统。
其次，ROE对比。
在几大机器人企业中，杜尔2012年ROE为27.39%，股本回报率最高，其他三家ROE也均在8%-21%之间。
日本机器人企业ROE相对比较低的原因是零部件自制比例大，资产相对比较重。
第三，市值规模与估值对比。
在机器人四大家族中，ABB和发那科市值规模进入千亿俱乐部，最新市值分别达到3766亿元和2039亿元。
ABB业务涉及领域多，主要为电力技术和自动化，不仅限于机器人。
库卡、安川市值规模达百亿级，其中库卡专注于机器人行业，安川还有自动控制业务。
机器人集成企业杜尔市值规模也达百亿级。
美国机器人公司ADEPT市值规模相对较小，只有10个亿。
国外企业经历了成长期，估值均在20倍到30倍，主要是因为在国外机器人产业相对成熟。
但是不可低估未来几年由于机器人技术突破，带来估值大幅提升的机会。
三、机器人技术革命
（一）工业机器人技术革命
1、现阶段机器人仍是生产线辅助设备，核心设备仍是机床
现阶段工业机器人技术发展仍然很不成熟。
在现有的生产模式下，机床仍然是最核心、最基础的设备，是工作母机;机器人用于人工替代，只是生产线上面的辅助设备。
无论是中国还是全球，相对于机床，机器人占生产线总成本的比例还比较低。
考虑到这点，也机器人本体的产值只能无限接近机床产值。
2012年，全球机床产值5590亿元，机器人本体产值有530亿元，加上集成约1600亿元，约占机床产值的29%。
在中国，这一比例更低，只有11%，未来有很大提升空间。
随着自动化大趋势的发展，机器人将取代机床成为新一代工业生产的基础。
但这发生的前提是工业机器人技术得到突破，克服现有的问题。
2、工业机器人技术仍有很大提升空间
工业机器人技术未来的发展向：
•智能化，智能化就是机器人的操控将越来越简单，很多东西机器人就能自主判断，不需要人示教，不需要高级的技术人员操作。
智能化也就是傻瓜化。
•柔性化，现在的机器人是一个单臂的机器人，就不能像人手那样灵活。
如果双臂机器手技术得到突破。
这种机器用在工厂里，基本可以代替人做所有的工作。
像现在单臂的机器人在装配线上就没法用，协调性达不到要求。
•安全性，现在的机器人，由于技术还没有发展到一定的程度，很容易对人造成伤害。
跟人交互的一些安全措施还没有做到位。
现在想做到位需要装一些很贵的传感器。
•低成本，工业机器人由于现在成本还很高，如果想打造很智能化的东西，成本很高就卖不出去，需要通过上规模降低成本。
•技术融合，机器人技术将类似于80年代的手机、90年代的互联网、2000年代的移动设备，经历一个技术融合的过程。
未来的机器人技术将在通信、感知、处理、移动、意识、操作这六个面突破。
随着工业机器人技术突破，应用将更加广泛，未来工业机器人的市场容量将有望十倍或数十倍扩。
未来的机器人会变得很柔性，很智能化，很安全，成本也很低。
但这需要一个发展的过程。
库卡和尤傲已经研制一些安全性机器人的代表。
现在要想做到安全性，对人没有伤害，机器人的速度就会比较低。
这样子的机器人可以应用在一些特定的场合。
有的场合对效率的要求不高就可以用，但是不能普遍的应用。
3、BAXTER机器人与双臂机器人
Baxter机器人：
Baxter与其它工业机器人的不同之处在于它的精度和速度降低，但是适应性和安全性增强。
它的另一个重要特征是成本低。
此外，Baxter还被认为类似于PC机，能根据用户的需求进行软件升级。
但整体而言，Baxter机器人还处于试验阶段。
双臂机器人：
ABB和安川等机器人企业正在研制双臂机器人。
双臂机器人可以从事传统机器人无法做到的事，如精细的组装等。
符合机器人往更智能化、灵活化向发展。
由于大量使用高端传感器，成本很高，尚未大面积使用。
（二）服务机器人未来爆发式增长
1、谷歌的大动作
谷歌近期收购了在人工智能、机器人、机械手臂、设计等领域有所专长的八家机器人公司。
谷歌此次收购更注重机器人的软件面，因为谷歌认为机器人项目还需要在软件和传感器等地取得突破，而硬件层面的问题，比如机动性、手和脚的动作，都已经解决。
根据谷歌的发展战略，机器人技术将在谷歌下个十年的发展中扮演重要的角色，它们将在空间探索、地图数据收集、制造业等多个面发挥巨大的作用。
在完成对一系列机器人公司的收购后，谷歌又斥资32亿美元收购NEST.NestLabs是世界领先的智能家居生产商，由iPod之父TonyFadell创立。
Nest有两款智能家居产品，智能温控器和智能烟感器。
Nest的核心技术包括算法、传感器等，用户体验运行于云网络。
谷歌斥资32亿美元收购Nest，是其历史上规模第二的收购，标志其正式进入家庭自动化市场。
据估计，到2019年美庭自动化市场将达到164亿美元，市场潜力巨大。
另外，近期谷歌还斥资约4亿美元收购了人工智能公司DeepMind。
Nest制造的连网恒温控制器配置了传感器和软件，这些传感器和软件能够检测到房子是空的，并调低温度。
在这样的情况下，恒温控制器就会产生大量的数据，谷歌收购Nest的目的是为了获取数据。
大数据在智能家居领域应用至关重要。
GOOGLE新时代的“通用电气”，收购Nest让谷歌涉足家用电器市场，而这正是美国工业巨头通用电气的起家业务。
通用电气早期产品拥有一个共同特点：
均为电气化产品。
在当时这还属于一个新兴领域，类似于今天的智能家居。
而谷歌拓展硬件业务也有一个共性：
数据。
包括数据收集和数据分析，以此来提高设备的智能化。
随着物联网和4G网络技术越来越成熟，加上谷歌的智能手机系统Android得到更多的广泛应用，谷歌必将在机器人领域大展拳脚，谷歌主导的安卓系统本身就是以机器人作为logo。
未来谷歌计划在家庭自动化、制造业自动化以及商业物流自动化等面，都实现较大突破。
2、服务机器人仍处于产业化前期
在机器人领域，工业机器人已经实现产业
升级会员 