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　　在最近兩、三年新冠疫情的肆虐下，中國制造業(yè)對于自動化改造、人力部署替代的需求日漸增加，加速刺激自動化升級和“機器換人”的浪潮，工業(yè)機器人行業(yè)市場得以快速恢復。2022年，三月中旬從上海擴散的疫情對長三角地區(qū)的經(jīng)濟帶來了嚴重的沖擊，廠商在供應鏈和銷售交付上都受到了一定的影響，在地化機器人零部件供應鏈的建設越發(fā)成為人們關注的焦點。

　　工業(yè)機器人市場快速恢復

　　根據(jù)國際機器人聯(lián)合會(IFR)發(fā)布的《世界機器人 2021 工業(yè)機器人》顯示， 2021 年全球機器人安裝量強勁反彈，全年安裝量增長約13%，達到43.5萬臺，其中美洲實現(xiàn)同比增長18%，亞洲實現(xiàn)同比增長15%，歐洲實現(xiàn)同比增長7.4%，預計全球工業(yè)機器人行業(yè)將在 2024 年有望實現(xiàn)全年新裝機量突破 51 萬臺(如圖1所示)。

　　首先來看看全球機器人行業(yè)第一梯隊的最新表現(xiàn)——“四大家族”：據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)2月份的消息，F(xiàn)ANUC發(fā)那科計劃在2022年底之前，將協(xié)作機器人最新機型(CRX系列)的產(chǎn)能增加至2021年底的3倍以上，公司2021財年業(yè)績(2021年4月-2022年3月)全年凈銷售額為7330億日元，比上年同期增長約33%。安川電機會長兼社長小笠原浩在4月8日舉行的新聞發(fā)布會上表示，目前訂單處于歷史新高水平，由半導體、汽車電動化以及5G相關設備所帶來的工廠自動化市場需求正在擴大，公司業(yè)務以馬達和機器人為中心維持增長，預計2022財年(截至2023年2月)的合并凈利潤同比增長37%，增至525億日元，將時隔3年創(chuàng)出利潤新高。

　　另外，去年7月ABB收購了歐洲最大的自主移動機器人(AMR)提供商ASTI，并于年底再與初創(chuàng)公司Sevensense達成戰(zhàn)略合作伙伴關系，利用人工智能和3D視覺繪圖技術，進一步增強ABB在自主移動機器人(AMR)領域的實力，同時，公司宣布將在其位于上海浦東的新機器人“超級工廠”內(nèi)建立一個亞洲AMR中心，覆蓋完整價值鏈和制造，ABB“超級工廠”將于2022年內(nèi)投入運營。近期，美的集團發(fā)布公告稱，全資收購德國庫卡已獲庫卡股東大會審議通過，這也意味著，在近7年后，美的終于將德國庫卡收入囊中;2021年，美的機器人與自動化事業(yè)部的營業(yè)收入達到253 億元，同比增長 23%，而據(jù)庫卡2021年的財報顯示，全年訂單量增長至36 億歐元，是公司歷史上第二高的訂單量，全年銷售額增長27.7%，增長至 33 億歐元。

　　在整體行業(yè)保持高速成長的同時，2022年，對行業(yè)發(fā)展影響最大的因素莫過于突如其來的新冠疫情，以及供應鏈的價格普漲，特別是4月份開始由于上海疫情爆發(fā)所引發(fā)的較長一段時間的城市封控。上海，是中國機器人產(chǎn)業(yè)最大的集聚地之一,全球機器人1/3產(chǎn)量在中國，中國機器人1/3產(chǎn)量在上海，發(fā)那科、ABB、安川、庫卡均在上海設立了中國總部或機器人總部，國內(nèi)機器人領軍企業(yè)新時達、新松、科大智能等也在上海設有投資布局，盡管部分企業(yè)表示，國內(nèi)動態(tài)清零防疫政策對第一季度的客戶交付沒有造成實質(zhì)影響，但四、五月份全國嚴格的疫情防控措施對于整體物流供應鏈造成了嚴重的壓力，隨著六月份之后各地復工復產(chǎn)潮的掀起，業(yè)內(nèi)廠商們正在加緊產(chǎn)能恢復、加快產(chǎn)品的制造交付節(jié)奏。

　　https://www.163.com/dy/article/GRM29M3R0552BFRO.html

　　圖1 2015-2024年全球工業(yè)機器人年新裝機量統(tǒng)計及預測(資料來源：IFR)

　　汽車制造、鋰電池生產(chǎn)成重點細分市場

　　據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)顯示，2021年中國工業(yè)機器人產(chǎn)量達36.6萬臺，同比增長54.4%，但由于2021年的高基數(shù)和2022年國內(nèi)疫情反復無常，2022年上半年國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)量的增速在3月份之后出現(xiàn)大幅回落(如圖2所示);另據(jù)有關市調(diào)機構(gòu)的預測，今年全年工業(yè)機器人的產(chǎn)量增速可能僅為8%，銷量增速僅為10%左右。

　　從應用市場來看，目前存在行業(yè)結(jié)構(gòu)性增長機會，其中包括：被普遍看好的光伏、鋰電等新能源行業(yè)，以及新能源汽車及零部件制造領域;另外，在當前國家新一輪加大基礎設施投資的前提下，工程機械及重工業(yè)行業(yè)也是頗具成長潛力的細分市場。

　　根據(jù)睿工業(yè)對今年一季度機器人企業(yè)運營數(shù)據(jù)的監(jiān)測顯示，2022年，在國內(nèi)外經(jīng)濟形勢的共同作用下，>20kg 6軸機器人在一季度的出貨量同比增長超30%，這主要系新能源汽車、動力電池等領域應用的增多所致;SCARA主要受鋰電等行業(yè)的需求拉動，與去年同期相比，出貨量同樣大幅增加;Cobots協(xié)作機器人在汽車零部件及汽車電子、半導體、化學制品等工業(yè)領域的表現(xiàn)也尤為亮眼。其中，>20kg6-axis機器人主要用于碼垛作業(yè)，目前很多行業(yè)包括食品生產(chǎn)行業(yè)普遍應用工業(yè)機器人進行碼垛，其速度快，效率高，且可以搬運較重的物品，有效節(jié)約人力成本。

　　此外，在移動機器人(AGV/AMR)的應用上，與物流、服裝、電子制造等行業(yè)使用的AGV/AMR輕型機器人產(chǎn)品不同(通常只需一臺48V的電機就可提供動力)，在汽車制造、工程機械、軌道交通等重載型市場中，用戶一般對AGV/AMR的載重和功率要求要高得多。

　　也有部分業(yè)內(nèi)廠商表示，預計今年工業(yè)機器人業(yè)務仍會取得較快增長，產(chǎn)品仍以 SCARA 為主，同時六關節(jié)機器人占比會逐漸提升。

　　圖2 2021年7月-2022年上半年規(guī)模以上工業(yè)機器人企業(yè)產(chǎn)量統(tǒng)計(資料來源：國家統(tǒng)計局)

　　加緊在地化供應鏈建設

　　中國一直是世界上最大的機器人市場，尤其是在今年突如其來的新冠疫情背景下，中國制造業(yè)對于自動化改造、人力部署替代的需求日漸增加，加速刺激上海及華東地區(qū)對自動化升級和“機器換人”的強烈需求;同時由于近一兩年上游元器件供應緊缺的影響，甚至許多國際品牌機器人廠商也出現(xiàn)了交貨困難的情況。為了提升機器人系統(tǒng)的市場競爭力，保障對市場的穩(wěn)定供貨，強化在中國本地的供應鏈體系建設，已成為了業(yè)內(nèi)企業(yè)所達成的一項共識。

　　并且，國內(nèi)本土機器人本體制造廠商以及系統(tǒng)集成商在近幾年的崛起，不容小覷，他們憑借著服務響應速度和成本控制等方面的明顯優(yōu)勢，迅速獲得了市場人士的普遍認可。針對在地化供應鏈的建設，這類廠商不但是積極的推動者之一，同時他們也在大力促進機器人核心零部件國產(chǎn)化替代的進程，以降低本體的制造成本，逐步提升零部件自制率，增加供應鏈體系的安全自主可控——因為核心零部件是決定本體性能和產(chǎn)品標準的重要部分，它可以幫助廠商形成較強的進入“壁壘”，增加客戶粘性，提高產(chǎn)品的議價權和市場的服務質(zhì)量。

　　總體而言，工業(yè)機器人的上游核心零部件主要包括減速機、伺服系統(tǒng)和控制器，這三大核心零部件的成本占工業(yè)機器人總體成本的60%左右。

　　在減速機部分，隨著近幾年國內(nèi)以中大力德、綠的諧波等為代表的一批減速機廠商的快速崛起，在諧波減速機產(chǎn)品線已實現(xiàn)技術突破，基本上可實現(xiàn)進口替代，機器人企業(yè)一般通過規(guī)模化采購及優(yōu)化供應鏈等措施進行降本;而國內(nèi)RV減速機在傳動精度、扭轉(zhuǎn)剛度、穩(wěn)定性等性能上還有一定的差距，一些機器人企業(yè)主要通過對國產(chǎn)減速機的使用驗證，來逐步提高國產(chǎn)RV減速機的使用量。

　　控制器的任務是下達指令以實現(xiàn)對機器人的工作順序、位置、運動速度、時間間隔的動作控制。工業(yè)機器人的控制方式包括運動控制和力控制。運動控制主要控制機器人動作的位置、軌跡;力控制則控制機器人末端執(zhí)行器的作用力與力矩，由于控制器成本較高，多數(shù)工業(yè)機器人廠商都會選擇自研控制器，尤其是一些大型廠商。本土專業(yè)控制器開發(fā)廠商包括華成工控、朗宇芯、固高、眾為興等等，近年來這些廠商積極在底層軟件架構(gòu)和核心控制算法層面做進一步的提升，力爭在穩(wěn)定性、響應速度、易用性等性能指標上拉近與國際品牌之間的距離。

　　近幾年，中國伺服行業(yè)的迅猛發(fā)展，有目共睹，匯川、新時達、禾川、清能德創(chuàng)、英威騰等是國內(nèi)伺服行業(yè)的優(yōu)秀企業(yè)代表;與此同時，松下、安川、博世力士樂、科爾摩根等一批國際廠商在中國的產(chǎn)能也在逐年提升。工業(yè)機器人系統(tǒng)需要大力矩、高剛性、高精度、高穩(wěn)定、強抗干擾性的伺服電機和伺服驅(qū)動，這些都是伺服系統(tǒng)廠商目前重要的技術開發(fā)趨勢。

　　圖3 工業(yè)機器人的模塊組成分析(資料來源：億歐智庫)

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　　運控核心零部件最新開發(fā)動向

　　新時達上海機器人工廠是全球第二座國產(chǎn)機器人制造機器人工廠，公司完整掌握機器人控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)等關鍵技術，并提供工業(yè)機器人及系統(tǒng)集成方案。據(jù)悉，新時達松山湖(生態(tài)園)眾為興控制器產(chǎn)業(yè)化項目已完成了主體建設，該基地建設完成后主要從事研發(fā)及生產(chǎn)專業(yè)控制器、工業(yè)機器 人及數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等。

　　新時達持續(xù)不斷地深化工業(yè)機器人運動控制相關技術，升級在線自適應軌跡規(guī)劃技術，基于機器人執(zhí)行機構(gòu)的動力學模型實現(xiàn)效率最優(yōu)或能量最優(yōu)的軌跡規(guī)劃，在關節(jié)最大受力、最大扭矩的約束條件下充分發(fā)揮機器人的加減速設備特性，提升機器人加工節(jié)拍。新時達全新研發(fā)的 V 型抑振控制算法可消除 0.5Hz-10kHz 頻率段的振動，保證機器人在高節(jié)拍運動過程中，機械的低頻振動得到有效抑制，從而確保了機器人系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。同時，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，新時達搭建起了工業(yè)機器人云平臺，采用云計算和邊緣計算相結(jié)合方式，充分發(fā)揮云計算平臺的算力優(yōu)勢和本地邊緣設備機器人控制器實時數(shù)據(jù)獲取的優(yōu)勢，實現(xiàn)了關鍵零部件的壽命預測，提高了機器人的可靠性;并針對不同的行業(yè)應用，結(jié)合機器視覺技術，實現(xiàn)了不同應用場景下的機器人的自主作業(yè)，提高了機器人的柔性應用性能。

　　進入第二季度，和大多數(shù)機器人廠商一樣，埃斯頓正加緊調(diào)整生產(chǎn)流程，爭取在六月份能夠加快制造交付。在國產(chǎn)替代加快和國內(nèi)自主品牌競爭力大幅提升的趨勢下，埃斯頓從自動化核心部件及運動控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人及機器人集成應用的智能制造系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建起從技術、質(zhì)量、成本、服務到品牌的全方位競爭優(yōu)勢。埃斯頓充分發(fā)揮具備 Trio 運動控制器、交流伺服系統(tǒng)、工業(yè)機器人及機器視覺等全線產(chǎn)品和技術的優(yōu)勢，為新能源行業(yè)頭部客戶提供基于公司工業(yè)機器人和運動控制系統(tǒng)的高速、高精度模組及Pack生產(chǎn)線。這種高度集成的、核心技術高度自主的自動化生產(chǎn)線可以降低成本、提升效率，為公司工業(yè)機器人產(chǎn)品全面進入新能源行業(yè)起到了能力證明和性能標桿的作用，目前已交付的鋰電池模組裝配生產(chǎn)線得到了頭部客戶的高度認可。

　　驅(qū)控一體化機器人控制系統(tǒng)將伺服驅(qū)動與運動控制集于一身，兩者之間可以在內(nèi)部進行高速數(shù)據(jù)通信，用戶在使用時可以節(jié)省大量電纜、空間，擁有著體積小、成本低、效率高等諸多優(yōu)勢。最近幾年，國內(nèi)驅(qū)控一體化系統(tǒng)進入到產(chǎn)業(yè)化落地階段，市場接受度大幅提高。在驅(qū)控一體化系統(tǒng)的開發(fā)上，今年，華成工控針對水平多關節(jié)機器人和小型的6軸機器人(7公斤內(nèi))，推出了SCARA驅(qū)控一體控制系統(tǒng)QCR4G和6軸驅(qū)控一體控制系統(tǒng)QCR6G，適用于搬運、上下料、噴涂、打螺絲、沖壓等應用場景。

　　此外，朗宇芯在2021年底也推出了JAS高集成度驅(qū)控一體機，它針對桁架機械手行業(yè)應用而設計，三軸、五軸一體(可擴展至七軸)，使用緊湊型共母線設計，體積小巧;采用芯片直連內(nèi)部高速總線通信，無需外部通訊控制總線，抗干擾性能強，高效可靠;電流環(huán)控制周期最快可達62.5us，速度環(huán)與位置環(huán)的周期最快可達125us，以實現(xiàn)高精度、高響應控制;豐富的應用功能，電機設置向?qū)Чδ埽詣觿偠瓤刂扑惴ǎв袘T量參數(shù)辨識功能，內(nèi)置應用邏輯與驅(qū)動參數(shù)一站式設置，簡單易用，大幅提高了調(diào)試效率。另外，朗宇芯的顯控一體化平臺將顯示與控制功能集成在一起，只需一條總線，即可通過示教器界面控制高性能機器人系統(tǒng)。

　　在國際廠商部分，博世力士樂瞄準重載AGV/AMR這一新興市場，推出的經(jīng)濟型AM drives伺服系統(tǒng)使用的是380V電壓等級，可滿足重載市場的應用需求。安川電機定位于高速定位、高頻率的SGD7S-Y3502伺服驅(qū)動器，進一步提升了模型追蹤控制的控制算法，適用于半導體固晶機應用場景;另一款帶有碰撞感知功能的SGD7S-Y3503伺服可在沒有外部傳感器的情況下，檢測出設備和工件發(fā)生碰撞時產(chǎn)生的異常扭矩，從而使馬達停止動作，適用于半導體(固晶、分選)、機械手、激光加工等領域。

　　根據(jù)國際機器人聯(lián)合會IFR的最新數(shù)據(jù)顯示，從工業(yè)機器人密度(平均每萬名工人所擁有的工業(yè)機器人數(shù)量)來看，韓國機器人密度已達到 932，躋身全球首位，而中國機器人密度從 2015 年的 49 增長至 246，近兩倍于同期全球平均水平(126)，位列全球第九，著眼于中國制造業(yè)正在邁入的高質(zhì)量發(fā)展階段，可以確定的是，中國工業(yè)機器人市場仍然具有較大的成長空間與發(fā)展前景。

　　圖4 工業(yè)機器人應用分類(資料來源：億歐智庫)

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