2022年中国人形机器人行业概览

头豹行业概览|2022/08 www.leadleo.com 2022年 中国人形机器人行业概览：TESLABOT开启机器人新纪元 2022ChinaHumanoidRobotIndustry中国人型ロボット業界の概要 （摘要版） 报告标签：机器人、减速器、特斯拉、人形机器人撰写人：张诗悦 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件 （在报告中另行标明�处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 头豹行业概览|2022/08 2021年8月特斯拉AI日发布会上，马斯克发布了名叫TeslaBot的机器人，使人形机器人话题重回大众视野，中国近几年的老龄化与劳动力短缺现象，以及产业自动化、智能化趋势带动机器人需求的增长，人形机器人作为一种全场景通用机器人，其发展状况与前景成为了热点问题，本篇报告主要回答人形机器人领域近期关注的问题，主要涉及： 1）人形机器人的驱动因素是什么？ 2）人形机器人的核心零部件及其竞争格局如何？ 3）人形机器人的发展前景如何？ 报告要点速览 观点提炼 人形机器人的驱动因素是什么？ 老龄化与劳动力短缺拉动人形机器人需求的增长。中国老龄化程度进一步加深，机器人可替代老龄化程度较深的工种，同时康复、家庭服务的机器人将需求旺盛；劳动力短缺现象导致人力成本提升，机器人可替代人力进行部分工作，提高社会工作效率 政府对人形机器人的发展起到推动作用。中国政府重视机器人的发展，先后�台多项政策从低碳转型、5G融合、技术研发、应用推广等方面促进机器人的智能化提升与研发应用 人形机器人的核心零部件及其竞争格局如何？ 人形机器人三大核心零部件为减速器、伺服系统和控制器。伺服系统主要由伺服驱动、伺服电机和编码器组成，中国机器人伺服系统的市场份额在提升，已占比超四成，汇川市场份额首次超日系企业，市场国产化趋势明显。目前用于机器人的减速器主要为精密减速器，包括谐波减速器和RV减速器，由于人形机器人关节数量较多，因此谐波减速器的数量将大幅增加，减速器市场国产份额持续提升。控制器主要有PLC、PC-Based和嵌入式三种技术路线，PC-Based更加适合运动复杂的人形机器人，将迎来广阔发展；中国机器人控制器市场以国际企业为主导 人形机器人的发展前景如何？ TeslaBot的�现将推动人形机器人产业的发展，人形机器人核心能力提升的关键是自动驾驶系统的加入，但其发展还需提升AI技术的感知能力，预计先落地于高端场景 •中国老龄化程度进一步加深，机器人可替代老龄化程度较深的工种，同时康复、家庭服务的机器人将需求旺盛；劳动力短缺现象导致人力成本提升，机器人可替代人力进行部分工作，提高社会工作效率 驱动因素——老龄化与劳动力短缺 机器人的应用场景及老龄化、人力短缺现象 机器人应用场景 中国60岁、65岁及以上的人口数量与占总人口比例，2016-2021年 18.9% 14.2% 2.7 2.3 2.4 2.5 2.5 2.6 1.9 2.0 1.5 1.6 1.7 1.8 机械加工 接待 搬运 专业清洁 物流运输 娱乐休闲 助老助残 家政服务 单位：亿人3.0 65岁及以上人口60岁及以上人口 65岁及以上人口占比60岁及以上人口占比 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 2016 2017 2018 2019 2020 2021 中国16-59岁劳动年龄人口数量与占总人口比例，2016-2021年 65.6% 劳动人口 占比 64.9% 64.3% 64.0% 62.5% 9.1 62.3% 9.0 8.8 8.8 9.0 9.0 单位：亿人9.15 9.1 9.05 9 8.95 8.9 8.85 8.8 8.75 8.7 8.65 201620172018201920202021 老龄化与人力短缺催生机器人需求 老龄化程度加剧，机器人可替代老龄化程度较深的工种，同时康复、家庭服务的机器人将需求旺盛。据国家统计局公布的数据，中国老年人口持续攀升，2021年60岁以上人口突破2.7亿人，占比高达18.9%，中国已处于老龄化社会，且在向高龄化社会发展。在家政服务、清洁等行业中存在人力年龄偏高的情况，而机器人可替代这些行业的人力，提高生产效率；同时陪伴、康复领域的机器人能够提升老年人生活质量，其需求将有所提升 劳动力短缺导致人力成本提升，2016-2020年中国16-59岁的劳动人口数量逐年递减，从9.1亿减少到 8.8亿，2021年劳动年龄人口略有增加主要是由于 1961年�生人口较少，整体来看劳动人口数量呈下降趋势，劳动力体量的缩减引起人工成本持续增长，而机器人可替代人力进行部分工作，且机器人具备更高的精确性和安全性，能够提高社会工作效率 来源：统计局、国家卫健委、头豹研究院 •伺服系统主要由伺服驱动、伺服电机和编码器组成，中国机器人伺服系统的市场份额在提升，已占比超四成，汇川市场份额首次超日系企业，市场国产化趋势明显 上游分析——伺服系统 伺服系统的组成与市场情况 伺服系统组成及运作流程 中国机器人伺服系统市场份额变化，2019-2021年 指令装置 中国欧美日韩 伺服驱动 反馈 编码器 伺服电机 2021年，42.4% 2020年，39.3% 2019年，31.2% 中国机器人伺服系统市占率，2020年 中国机器人伺服系统市占率，2021年 安川 三菱松下汇川台达西门子 禾川科技埃斯顿欧姆龙 其他 11.2% 汇川 16.1% 34.7% 10.6% 29.1% 11.4% 10.1% 2.1% 2.4% 3.3% 9.8% 9.7% 2.5% 2.6% 安川 松下三菱西门子台达 禾川科技无锡信捷埃斯顿 其他 6.2% 9.3% 8.1% 9.4% 3.1% 8.3% 伺服系统国产化趋势明显 伺服系统是人形机器人的驱动力，精准控制机器人的运动方位、姿态和轨迹。伺服系统主要由伺服驱动、伺服电机和编码器组成，控制器下达指令给伺服驱动，驱动电机运动，编码器测量运动参数并反馈至伺服驱动 中国机器人伺服系统的市场份额在提升，从2019年的31.2%提升至2021年的42.4%，已超过日韩的市场份额 中国伺服电机市场国产化趋势明显，2021年汇川市占率跃居第一，占比16.1%，而2020年市占率排名第四，仅占9.7%，增长迅速，台达、禾川等其他中国厂商的市场份额也有所增长，市占率的提升一方面加快国产化进程，另一方面促进伺服系统的迭代更新 来源：汇川官网、头豹研究院 •目前用于机器人的减速器主要为精密减速器，包括谐波减速器和RV减速器，由于人形机器人关节数量较多，因此谐波减速器的数量将大幅增加，减速器市场国产份额持续提升 上游分析——减速器 减速器的两种类型 中国机器人谐波减速器市占率，2021年中国机器人RV减速器市占率，2021年 哈默纳科绿的谐波来福 新宝同川大族福德其他 Nab环动住友 2.6% 3.0% 3.8% 10.1% 2% 4.5% 51.8% 15.1% 珠海飞马4.中大力德南通振康智同 秦川其他 10.3% 4.5%4.2% 35.5% 5.7% 7.4% 7.7% 24.7% 盈利能力 盈利能力 中国机器人谐波减速器代表企业竞争格局中国机器人RV减速器代表企业竞争格局 绿的谐波 哈默纳科 日本新宝 纳博特斯克 日本住友 双环传动 注：气泡大小代表市占率大小 盈利能力主要由企业毛利率大小确定 研发投入程度由研发费用率决定，费用率越高，投入程度越高 减速器市场国产份额持续提升 研发投入程度 注：气泡大小代表市占率大小 盈利能力主要由企业毛利率大小确定 营业收入（亿元） 谐波减速器的中国品牌市场份额在提升。绿的谐波市占率排名第二，为24.7%，相较于2020年21.4%的市占率有所增长，而市占率第一的哈默纳科市场份额在缩减，其龙头地位受到挑战，此外，其他中国厂商如来福、同川、大族等的市场份额也在提升。将绿的谐波与日系企业哈默纳科、新宝对比，可看�竞争力较强，其在产品研发方面较为重视，盈利能力也为三者最高 中国RV减速器市场中过半的份额由纳博特斯克所占据，中国企业双环传动市占率排名第二，为15.1%，较2020年9.4%的市占率有较大提升，同时珠海飞马、中大力德等中国厂商也在市场中占据部分份额，龙头纳博特斯克的份额受到挤压。对比TOP3企业双环传动、纳博特斯克和日本住友，双环传动缺乏竞争力，其营收规模与盈利能力均不如另两家企业，但在中国厂商中处于第一梯队，其产品已获得市场的广泛认可 •控制器主要有PLC、PC-Based和嵌入式三种技术路线，PC-Based更加适合运动复杂的人形机器人，将迎来广阔发展；中国机器人控制器市场以国际企业为主导 上游分析——控制器 信息层 被控对象 运动控制系统构成及控制器的技术路线 驱动层 电机 驱动器 PLC控制器 PC-Based 嵌入式 控制器 控制层 运动控制系统 用于机械、机器人、机床等领域，可进行圆周或直线运动的控制，体积小、环境适应能力强、系统简单、可靠性强，但不支持复杂算法 主要用于电子、工业机器人等领域，系统通用性强、可拓展性强、支持复杂算法，可进行二次开发和编程 广泛用于激光、切割等设备制造行业，具有定制性，可实现简单和复杂应用，同时成本低，维护简单，稳定性强 盈利能力 中国机器人控制器市占率，2021年中国机器人RV减速器代表企业竞争格局 18.1% 32.4% 14.4% 1.12.%4% 1.9% 2.5% 3.1% 12.8% 12.2% 日本发那科德国库卡瑞士ABB日本安川启帆 埃夫特 新松机器人埃斯顿 广州数控其他 中国控制器市场以国际厂商为主导 注：气泡大小代表市占率大小 盈利能力主要由企业毛利率大小决定，营收水平主要由企业营业收入大小决定 日本发那科 日本安川 瑞士ABB 德国库卡 营收水平 运动控制系统由控制器与驱动层组成，控制层的主要部件是控制器，驱动层则主要为伺服系统，传感器将接收到的信息发送至控制层，控制层对驱动层下达指令，由驱动层驱动机器人进行运动。控制器主要有三种技术路线，PLC、PC-Based和嵌入式，其中PLC系统简单，可靠性强，嵌入式支持定制化，PC-Based可支持复杂算法，拓展性强，更加适合运动复杂的人形机器人，将迎来广阔发展 中国机器人控制器市场以国际四巨头发那科、库卡、ABB和安川为主，CR4>50%，中国企业市场份额占比较少，不足20%，尚不具备竞争力。将四巨头进行对比可看�发那科和ABB的盈利能力和营收水平较高，具备较强的竞争力 •TeslaBot的�现将推动人形机器人产业的发展，人形机器人核心能力提升的关键是自动驾驶系统的加入，但其发展还需提升AI技术的感知能力，预计先落地于高端场景 人形机器人的发展前景 从TeslaBot看人形机器人的前景展望 1 产业前景 2 应用前景 •应用场景需求大 •替代人类工作 •推动产业发展 TeslaBot前景展望 •面临的场景更加复杂 •受限于AI技术的感知能力 4 落地前景 •受限于技术和成本问题，高端市场先行落地 3 技术前景 •与电动汽车相似的技术路线 •自动驾驶系统带来核心提升 TeslaBot将引领人形机器人产业发展 TeslaBot虽尚未发布原型机，但其概念的�现将引领一波人形机器人潮流，其前景展望可从产业、应用、技术和落地四方面来看 产业前景方面，如今机器人下游的工业和服务场景的需求是巨大的，且随着中国产业自动化和人口老龄化的趋势，该需求将进一