智能制造是中國制造2025的核心，工業機器人是智能制造騰飛的重要基礎。制造業是國民經濟的主體，是科技創新的主戰場，是立國之本和強國之基。在全球產業競爭格局發生重大調整，我國經濟發展進入新常態的背景下，我國頒布了制造強國戰略第一個十年綱領《中國制造2025》。智能制造是中國制造2025的核心，從《中國制造2025》重點突破領域可以看到智能制造的核心地位。智能制造是從端到網的層層遞進發展，可以細分著力發展智能裝備和智能產品、推進生產過程智能化和深化互聯網在制造領域的應用三個方向。智能裝備和產品是智能制造的端，工業機器人則是智能制造的重要基礎。
■中國是最具發展潛力的工業機器人國家，但競爭也更激烈。工業機器人在發達國家已經取得了較快的發展，日本和德國憑借先發優勢和技術積淀在工業機器人領域具備領先優勢，四大家族占據了工業機器人約50%的市場份額。我國工業機器人的需求增速近5年一直處在較高水平，2014年一舉成為全球最大工業機器人消費市場。我們認為我國人力成本上升、工業機器人成本回收期的縮短、工業機器人密度的差距都將維持我國工業機器人的景氣度，中國還是最有發展潛力的工業機器人國家。預計未來幾年中國機器人產能將成倍上升，但競爭將進一步加劇。
■工業機器人產業鏈中，上游核心零部件的受限于進口嚴重限制了我國工業機器人的發展，突破核心零部件生產的本土企業具備大規模產業化基礎，在競爭中具備優勢。工業機器人的產業鏈上中下游分別為零部件、本體和集成，我國企業大多集中在集成端，承擔系統二次開發、定制部件和售后服務等附加值低的工作。這是由于核心零部件尤其是RV減速器的進口抬高了我國工業機器人的成本，嚴重制約了我國工業機器人產業的發展。工業機器人零部件亟需國產化突破，并且是規模化量產的突破，否則沒有意義。國內具有機器人零部件研制、本體制造和系統集成能力的機器人企業才具備大規模產業化基礎，能在接下來的競爭中占據優勢。
■風險提示：機器人下游應用領域需求不景氣的風險，核心零部件不能得到量產的風險
報告內容
1.談智能制造，離不開工業機器人
1.1. 中國制造2025，締造“制造強國”戰略
《中國制造 2025》，是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。為推進我國從制造大國向制造強國邁進，國務院組織編制并于2015年5月8日正式發布了《中國制造2025》，對我國制造業轉型升級和跨越發展作了整體部署。《中國制造2025》提出通過“三步走”實現制造強國的戰略目標：第一步，到 2025 年邁入制造強國行列;第二步，到 2035 年我國制造業整體達到世界制造強國陣營中等水平;第三步，到新中國成立一百年時，我制造業大國地位更加鞏固，綜合實力進入世界制造強國前列。
1.2. 智能制造是中國制造2025的靈魂
1.2.1. “智能制造”愿景描述
智能制造是指在生產過程中，將智能裝備通過通信技術有機連接起來，實現生產過程自動化;并通過各類感知技術收集生產過程中的各種數據，通過工業以太網等通信手段，上傳至工業服務器，在工業軟件系統的管理下進行數據處理分析，并與企業資源管理軟件相結合，提供最優化的生產方案或者定制化生產，最終實現智能化生產。
智能制造不是空穴來風，它與德國提出的“工業 4.0”方向趨同，是我國乃至世界制造業的發展方向。智能制造的提出遠早于《中國制造2025》，最早是以“改造和提升制造業”的形式提出。
1.2.2. 智能制造是中國制造2025的核心
《中國制造2025》要推動的是智能化升級。自動化是我們所處的工業3.0版本，《中國制造2025》更強調的是推動信息化升級，達到智能化。在智能制造中，“端”——智能裝備通過通信技術有機連接起來，實現生產過程自動化，通過各類感知技術收集生產過程中的各種數據，通過“網”——工業以太網等通信手段，上傳至“云”——工業服務器，在工業軟件系統MES的管理下進行數據處理分析，并與企業資源管理軟件ERP相結合，優化生產方案、實現定制化生產，形成“設計-開發-質量管理-服務”的閉環。
從《中國制造2025》重點突破領域可以看到智能制造的核心地位。制造業覆蓋很廣，必須堅持整體推進、重點突破。《中國制造2025》圍繞經濟社會發展和國家安全重大需求，選擇 10 大優勢和戰略產業作為突破點，力爭到 2025 年達到國際領先地位或國際先進水平。它們是：新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農業裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械。我們對著十大領域的發展重點/應用示范工程，七大領域對智能制造有著明確相關要求。
1.3. 智能制造，工業機器人領舞
1.3.1. 智能制造是從端到網的智能連接
根據我們對行業的實際訪談，得知：智能制造發展不是一蹴而就的，而是“自動信息化”、“互聯化”到“智能化”層層遞進、演變發展的。產業鏈涵蓋智能裝備、工業互聯網、工業軟件及將上述環節有機結合的自動化系統集成及生產線集成等。
1.3.2. 工業機器人是智能制造的重要基礎
智能裝備和產品是智能制造的實現端，工業機器人是智能裝備的重要基礎。智能制造實際是信息技術與制造技術的融合發展，可以細分著力發展智能裝備和智能產品、推進生產過程智能化和深化互聯網在制造領域的應用三個方向。三個方向中，智能裝備和產品是智能制造的實現端，智能裝備和產品中，最為重要的體現則是工業機器人。機器人替代人工生產是未來制造業重要的發展趨勢，是實現智能制造的基礎，也是未來實現工業自動化、數字化、智能化的保障。圍繞汽車、機械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等應用需求，工業機器人將為智能制造中智能裝備的普及代表。
2.中國是最具潛能的工業機器人發展國家
2.1. 工業機器人在發達國家已經獲得快速發展
機器代人熱潮使工業機器產業得到快速發展。工業機器人誕生于上世紀40年代的實驗室里，20多年后才在日本開始產業化。 21 世紀以來，隨著勞動力成本的不斷提高，技術的不斷進步，各國陸續進行制造業的轉型與升級，出現了機器人替代人的熱潮，工業機器人自動化裝備備得到了快速發展。據國際機器人工業聯合會統計， 2014年全球工業機器人銷量達到22.92萬臺，同比增長28.7%。2008年至2014 年，工業機器人期間復合增長率達到30.7%，正處在快速發展期。工業機器人已廣泛應用于汽車、電子電氣、金屬和機械等領域，在機器人替代人工生產是未來制造業重要的發展趨勢，是實現智能制造的基礎，是未來實現工業自動化、數字化、智能化的保障。
日本、德國的工業機器人水平全球領先，四大家族為全球主要的工業機器人供應商，這主要因為他們具備先發優勢和技術沉淀。日本在工業機器人關鍵零部件(減速機、伺服電機等)的研發方面具備較強的技術壁壘。德國工業機器人在原材料、本體零部件和系統集成方面有一定優勢。從全球來看，日本和歐洲是工業機器人的主要產地，ABB、發那科(FANUC)、庫卡(KUKA)和安川電機(YASKAWA)這四家企業是工業機器人的四大家族，成為全球主要的工業機器人供貨商，2013 年四大家族工業機器人收入合計約為50 億美元，占據全球約50%的市場份額。
2.2. 工業機器人在中國還有很高發展潛能
2.2.1. 我國已成為工業機器人最大的消費市場，景氣度仍在提升
對比工業發達的日本、德國和美國，我國工業機器人需求增速的走向與他們大致相同，但增速一直較高。在2013年以前，日本一直是全球最大的工業機器人市場，但自2011年以來日本工業機器人的增速較為平緩。2013年，我國工業機器人銷量一舉成為全球最高， 2014年我國工業機器人銷量達到57096臺，同比增長56.7%，銷量第一的市場位置繼續保持。
2.2.2. 未來這種趨勢會保持嗎?
從機器人保有密度上看，會。取每萬人擁有的機器人數量為機器人保有密度指標，我國2014年為36臺/萬人，日本為314臺/萬人，德國為292臺/萬人，韓國為478臺/萬人，中國臺灣為138臺/萬人，全球平均為66臺/萬人。我國的機器人保有密度不僅與先進工業國家有差距有十倍之多，與全球平均水平相比都有翻番空間，這種差距也間接的顯示了未來工業機器人的需求空間。
從機器人的成本回收期看，會。根據國家統計局的數據，我國制造業城鎮單位就業人員的年平均工資從2010年都 30943萬元增長到2014年的51369萬元，年均增速達到13%。根據中國產業信息網的資料，工業機器人的成本逐年遞減4%。以435KG 的六軸機器人為例，其回收周期將由2010年4.96年下降到2043年1.22年。隨著人力成本的上升、老齡化的加劇，我國數量龐大、低成本勞動力優勢在逐漸喪失，基礎性工作招人越來越難。工業機器人成本的下降，機器人的投資回收期還將進一步縮短，將有助于機器人逐步實現勞動力替代。
機器人換人的節奏仍然沒有結束，隨著人工成本進一步提升，機器人價格進一步下滑，機器人在下游應用的領域逐步拓寬，機器人需求仍然保持景氣向上。
2.2.3. 國產機器人迎來巨大替代空間
工業機器人的市場目前被日本四大家壟斷，國產化的替代空間還很大。我國工業機器人產業發展較晚，受零部件供應、相關技術和加工工藝等因素影響，中國市場上工業機器人基本被以ABB、庫卡、發那科和安川四大巨頭為主的國外機器人品牌占據著，國產機器人品牌僅占約8%的市場份額。中國處于工業機器人生產的產業鏈下游，多數廠商承擔系統二次開發、定制部件和售后服務等附加值低的工作。隨著我國工業機器人市場需求的迅速擴大，國內企業的自主研發投入的不斷加大，研發能力不斷提升，未來幾年將拉近與國際廠商的差距，國產機器人將填補巨大的替代空間。
3.工業機器人產業鏈分析
3.1. 工業機器人產業鏈
工業機器人具備在高危環境下生產、生產效率高、穩定性強、精度高等特點，它是通過編程或示教方式實現自動化，同時具備擬人形態及功能的裝置，主要由本體、伺服電機、減速機、控制器、傳感器等核心零部件構成，操作系統包括伺服系統、控制系統、視覺系統等。
機器人自動化行業按產業鏈分為上游、中游和下游。上游生產核心零部件：包括減速器、伺服系統、控制器;中游是本體生產商，包括工業機器人本體、服務機器人本體。下游是系統集成商，包括單項系統集成商、綜合系統集成商。
工業機器人優于傳統的機械設備的原因主要在于上游的關鍵基礎部件。從結構上來看，工業機器人由控制系統、驅動系統和執行機構組成，分別對應控制器、伺服電機和減速器等核心零部件。從成本上來看，核心零部件占工業機器人成本大頭，約72%左右。多軸工業機器人的成本構成中，機械本體約占22%;伺服系統約占24%;減速器系統約占36%;控制系統約占12%;其他外設約占6%。
我國工業機器人主要集中在本體和集成端，原因在于核心零部件缺失嚴重抬高國內工業機器人成本，制約行業發展。多數廠商承擔系統二次開發、定制部件和售后服務等附加值低的工作。關鍵基礎部件中，減速器控制器在國內大部分知名機器人本體制造企業均已實現自主生產，但和國際水平仍有差距;而另兩個關鍵基礎部件——伺服電機和減速器，仍大量依賴進口。全球減速器行業集中度很高，兩家日本公司納博特斯(Nabtesco)和哈默納科(HarmoNIc Drive)控制的全球機器人減速器市場超過75%(工業機器人用減速器軸承的開發與應用，《機械工程師》2015年第5期)，包括ABB、FANUC、KUKA、MOTOMAN在內的國際主流機器人廠商的減速器均由以上兩家公司提供。國內機器人市場主要采購以上兩家企業的減速器，但采購成本往往較高，這成為了制約國產機器人發展的主要瓶頸之一。
國產機器人比進口機器人貴，原因在零部件上。根據產業信息網發布的《2014-2019年中國釹鐵硼永磁材料產業市場分析及投資前景預測報告》，目前一臺435kg焊接機器人成本國內約為29.9萬元，而國外大約為43.86萬元。零部件成本差異是造成國內外機器人成本差距的最大因素，其中減速器是成本差異最大部分，國內和國外和成本比達到4.4，控制器的國內外成本比,達2.6，伺服電機(驅動)的國內外成本比為1.68(1.95)。國內的材料消耗也更大，如在永磁同步伺服電機中釹鐵硼材料成本，國內單體用量比國外高接近1倍。
3.2. 核心零部件——市場需求廣闊，亟需國產化突破
國內減速器、伺服電機市場需求廣闊。一般而言，一套工業機器人的一個手臂需要配備一個減速器和伺服電機，那一套工業機器人需要配備4-6個減速器/伺服電機和1套控制系統。根據世界機器人協會的預測， 2015-2017年我國工業機器人銷量將保持12%的年增長率，分別達到6.395萬臺、7.432萬臺和8.022萬臺。假設平均一臺工業機器人平均配備5個減速器/伺服電機，工業機器人精密減速器/伺服電機的2015-2017年的需求量將達到31.98萬套、35.8萬套和40.1萬套。
