中国机器人行业发展前景分析

我国机器人行业发展前景分析 四大巨头主宰全球工业机器人行业。目前，全球机器人四大巨头为瑞典ABB、德国库卡（KUKA）、日本发那科（FANUC）、日本安川（YASKAWA），这四家公司的市场占有率达60%，而在中国，这一比率更高。

图1：多关节机器人全球市场占有率（2012）

图2：工业机器人企业中国市场占有率（2012）

国内工业机器人企业竞争力较弱，国内市场份额很低。2012年，日本发那科、德国库

卡等公司在中国的机器人销量上涨均超过100％，多家尚未在中国设工厂的国际领先机器人厂家也正酝酿在中国布局。而国内的工业机器人制造企业则相对处在弱势，市场占有率不高。其中，沈阳新松等老牌企业发展相对较好，具有一定的比较优势。

国内企业中，拥有百台以上制造能力的企业也仅有沈阳新松、广州数控、安徽埃夫特、上海沃迪、东莞启帆(台资)等几家，与外资企业上万台的销售规模差距明显。

表1

：全球与国内主要机器人生产厂商在中国市场的发展状况

我国企业跟这四大企业相比，差距主要体现在技术指标、大型高端工程应用、产值规模等几个方面。

技术指标：工业机器人的技术比较参数主要包括无故障运行时间、定位精度、定位速度以及精度保持度等。造成我国与国外在这些技术指标上差距的原因主要在于核心零部件技术不达标和加工工艺两个方面。国内机器人的关键零部件如减速机、伺服电机、控制器等制造技术不达标，大都要靠国外进口，这样就增加了成本，削弱了价格竞争力。加工工艺方面的差距主要在于国内厂商的热处理技术不过关，不仅使得零部件在短时间内就生锈报废，而且会直接影响工业机器人的控制精度。

大型高端工程应用：这些技术差距在大型高端项目应用上则体现为国内企业承担大项目或高端项目的经验比较少。

产值规模：2011年四大巨头中ABB销售规模达到近380亿美元（含电力及其他自动化产品），其中在我国销售收入超过50亿美元，而同期我国工业自动化领域龙头企业产值规模仅8亿元人民币，差距非常大。拓宽产业链成为国内工业机器人企业发展的关键。从企业角度看，国外企业由于起步早，产业已形成规模化优势，在研发设计、核心零部件等领域已形成标准化流程，具有较强的领先优势，而国内企业则在系统集成、售后维护保养等个性定制化领域具有一定的优势。因此未来拓宽产业链成为国内工业机器人企业发展的关键。

图3：国内外企业优势比较

工业机器人主要由四大部件构成。目前我们所说的工业机器人，是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科技术于一体的自动化装备，由精密减速器、伺服电机、控制系统与本体几大部分构成。

图4：工业机器人构成

图5：单体机器人的成本占比

由于起步较晚，当前国内机器人研究亟须提升的技术包括电机、减速器、控制器、传感器等。这些关键部件的研发与制作既包含硬件加工方面的技术提升，又包含软件方面的升级创新，这些缺陷也是未来市场的增长点之一。

在机器人专用高精度交流伺服电机方面，国外品牌占85%市场份额。目前欧系机器人的驱动部分主要由伦茨，博世力士乐等公司提供，欧系电机及驱动部件过载能力和动态响应好，驱动器开放性强，且具有总线接口，但价格昂贵。而日系品牌工业机器人关键部件主要由安川、松下、三菱等公司提供，其价格相对降低，但动态响应能力较差，开放性较差，且大部分只具备模拟量和脉冲控制方式。2012年，安川、ABB等日本品牌占45%份额，欧美品牌占30%份额，台湾和韩国占10%份额。

图

6：中国机器人伺服电机市场分布（2012）

高精度交流伺服电机自主品牌仍处起步阶段。国内近年来也开展了大功率交流永磁同步电机及驱动部分基础研究和产业化，且具备了一点的生产能力，但其动态性能、开放性和可靠性还需要更多的实际机器人项目应用进行验证。国产品牌包括华中数控、兰州电机、和时利电机、广州数控、南京苏强电机、深圳雷赛电机等。汇川技术、埃斯顿等国内运动控制厂商尚处于小批量试用阶段。

国内控制系统的项目应用经验较为缺乏。控制器、软件与本体一样，一般由机器人厂家自主设计研发。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发。通用的多轴控制器平台主要分为以嵌入式处理器为核心的运动控制卡和以工控机加实时系统为核心的软PLC系统，其代表分别是DeltaTau的PMAC卡和Beckhoff的TwinCAT系统。国内的在运动控制卡方面，固高公司已开发出相应成熟产品，但在机器人上的应用还相对较少。

全球75%的精密减速机市场由两家日本厂商垄断（日本Nabtesco的RV减速机和HarmonicDrive的谐波减速机），国际上主流机器人厂家均选用这两家产品。

国内在高精度摆线针轮减速机方面研究起步较晚，仅在部分院校，研究所有过相关研究,目前尚无成熟产品应用于工业机器人。近年来国内部分厂商和院校开始致力高精度摆线

针轮减速机的国产化和产业化研究，如新松、南通振康、浙江恒丰泰，重庆大学机械传动国家重点实验室、天津减速机厂、秦川机床厂、大连铁道学院等。其中，新松正与天津天星百利合作开发RV减速机，并已完成了实验平台的搭建。在谐波减速机方面，市占率最高之HarmonicDrive专利有效年限已于2008年到期成为了公开性技术，国内外厂商也陆续投入减速机之产品开发。目前国内已有可替代产品，如北京中技克美、北京谐波传动所、苏州绿的，但是相应产品在输入转速，扭转高度，传动精度和效率方面与日本产品还存在不小的差距，在工业机器人上的成熟应用还刚刚起步。

表

2：机器人用精密减速器三大类型

从目前来看，我国机器人相关企业已在核心零部件的研发生产上取得了一定的成果，但和日欧等国的领先品牌之间还存在一定差距，且市场占有率布不高。此外，工业机器人的上游行业零部件产业并不直接享受机器人产业政策的利好，但下游涉及到众多应用领域，随着市场需求的持续增加，将会刺激上游产业规模的爆发。