机械行业专题研究：工业机器人产业链分析及河南省产业概况

分析师：刘智 登记编码：S0730520110001 liuzhi@ccnew.com021-50586775 工业机器人产业链分析及河南省产业概 况 ——机械行业专题研究 证券研究报告-行业专题研究同步大市(维持) 机械相对沪深300指数表现 11% 5% 0% -5% -11% -16% -21% -27%2023.04 2023.08 2023.12 2024.04 机械沪深300 投资要点： 一、我国工业机器人产业概况 发布日期：2024年04月25日 资料来源：中原证券，聚源 相关报告 《机械行业月报：关注大规模设备更新受益设备板块龙头》2024-03-28 《机械行业月报：人形机器人渐入佳境，船舶行业景气持续向上》2024-02-29 《机械行业专题研究：机械行业专题报告：盘点机械行业央企、国企上市公司价值重估》2024-01-31 联系人：马嶔琦 电话：021-50586973 地址：上海浦东新区世纪大道1788号16楼 邮编：200122 我国高度重视机器人产业，推行了一系列政策推动机器人产业发展。十四五规划提出到2025年制造业机器人密度翻番。机器人产业链主要由上游核心零部件、中游机器人整机制造、下游机器人系统集成应用构成。我国已经成为全球最大的工业机器人市场，2022年工业机器人装机量29.03万台，占全球比例为52.5%，主要应用在汽车、电子、金属机械加工等行业。 二、我国工业机器人产业竞争格局及国产重点企业 我国机器人产业经过多年的发展已经逐步开始发力。2023年我国有三家企业进入中国机器人整机出货量前10企业名单，其中埃斯顿以8.5%市场份额排名第二，仅次于发那科（13.3%），汇川技术（6.5%）、埃夫特分别排名第四、第七跻身中国市场前10。在机器人核心零部件领域，国产企业也取得长足的进步，2023年伺服电机领域汇川技术以28.2%市场份额排名第一，减速器领域双环传动、绿的谐波分别排名各自细分行业第2，距离行业龙头差距不断缩小。中国机器人企业在逐步从下游系统集成向中上游拓展，不断增强中国机器人产业的核心竞争力。 三、河南省工业机器人产业发展情况及重点企业 河南工业门类齐全，拥有41个工业行业大类中的40个，207个中类中的 197个，河南制造业基础雄厚，机器人应用有广阔的市场前景。 近年河南省高度重视机器人行业发展，出台了一系列政策扶持本土机器人产业发展。经过多年发展，河南省已有机器人相关企业总数超过12000家，在全国排名前列，主要分布在郑州、洛阳、南阳等地市。目前河南省形成了以郑州高新技术开发区为核心的郑州基地、以洛阳高新技术产业集聚区、洛阳国家大学科技园为核心的洛阳基地和以中原电气谷、长葛产业集聚区为核心的许昌基地的机器人产业基地。 河南机器人产业重点企业包括特种机器人领军企业中信重工、水下机器人重点科研机构中国船舶第七一三研究所、焊接机器人系统集成企业郑州科慧科技、聚焦机械基础技术研究的郑州机械研究所、康复医疗养老机器人重点企业翔宇医疗、以及聚焦汽车焊接、涂装、切割自动化的越达科技、河南勤工机器人。 风险提示：1）宏观经济下行，制造业投资下行的风险；2）国家机器人产业政策波动风险；3）河南省机器人产业研发、应用不及预期的风险；4）机器人产业竞争加剧的风险；5）其他不可预测的风险。 内容目录 1.工业机器人及产业链简介4 1.1.工业机器人简介4 1.2.工业机器人分类4 1.3.工业机器人应用行业及场景6 1.4.工业机器人产业链构成7 2.我国工业机器人产业政策9 3.我国工业机器人产业发展现状11 3.1.工业机器人产业发展现状11 3.2.工业机器人产业发展趋势17 3.3.工业机器人产业竞争格局18 4.我国工业机器人产业链重点公司22 4.1.上游：机器人核心零部件22 4.2.中游：机器人本体27 4.3.下游：系统集成应用28 5.河南省机器人产业发展情况30 5.1.河南省机器人产业政策30 5.2.河南省机器人产业发展现状31 5.3.河南省机器人行业重点公司31 5.4.河南省机器人产业发展建议38 6.风险提示39 图表目录 图1：工业机器人结构4 图2：工业机器人工作原理简图4 图3：2022年工业机器人按功能和应用领域分类（千台）5 图4：2023年工业机器人国产化率5 图5：工业机器人在各行业的应用6 图6：2022年全球工业机器人应用行业分布（千台）6 图7：不同类型工业机器人的主要应用场景等情况7 图8：工业机器人产业链8 图9：中国本土品牌需要突破的核心技术8 图10：我国工业机器人市场规模（亿美元）12 图11：全球工业机器人装机量（千台）13 图12：2022年全球主要国家工业机器人装机量（千台）13 图13：全球工业机器人保有量（千台）14 图14：全球工业机器人应用行业及变化情况（千台）14 图15：全球工业机器人分类及变化情况（千台）15 图16：全球国家制造业工业机器人密度（台/万人）15 图17：中国工业机器人装机量（千台）16 图18：中国工业机器人产量累计值、累计同比（台、%）16 图19：中国工业机器人应用行业及变化情况（千台）17 图20：国际机器人联合会预测全球2023-2026年工业机器人装机量（千台）17 图21：IFR预测2023-2026年各地区工业机器人装机量（千台）18 图22：全球工业机器人本体核心企业19 图23：2023年中国工业机器人市场份额19 图24：2023年工业机器人市场内外资厂商占比情况20 图25：工业机器人成本构成20 图26：2023年中国伺服系统市场份额21 图27：2022年我国编码器行业市场份额22 图28：伺服系统工作示意图23 图29：RV减速器结构图24 图30：谐波减速器结构图24 图31：光电编码器产品图26 图31：中信重工历年融资情况33 图32：中信重工重要股东质押情况33 图33：中船713所海为号水下作业机器人34 图34：科慧科技汽车焊装自动化生产线35 图35：科慧科技历年融资情况35 图36：越达科技机器人产品36 图37：翔宇医疗康复医疗智能机器人产品37 图38：勤工机器人激光切管机产品图38 表1：历年国家对机器人产业的政策规划及重点内容9 表2：各省市地方政府对机器人产业的政策规划及重点内容11 1.工业机器人及产业链简介 1.1.工业机器人简介 根据国际标准ISO8373:2012的定义，工业机器人是自动控制的、可重复编程、多用途、移动或固定式的操作机，可对三个或三个以上轴进行编程，应用于工业自动化。工业机器人的构成如下图所示： 图1：工业机器人结构 资料来源：《埃夫特上市招股说明书》，中原证券 图2：工业机器人工作原理简图 资料来源：《机器人学》（第二版）、中原证券 1.2.工业机器人分类 根据中国机器人产业联盟《2018中国工业机器人产业市场报告》的分类标准： 1）按功能及应用领域划分。按照功能划分，工业机器人可分为包装、上下料、喷涂、物 料搬运、焊接、洁净室、码垛、装配等机器人。物料搬运、焊接、装配机器人是机器人前三的应用领域，2022年物料搬运、焊接、装配机器人等三大机器人应用领域加起来占有约75%的市场份额。 图3：2022年工业机器人按功能和应用领域分类（千台） 资料来源：IFR、CRIA、中原证券 2）按机械结构划分。按照按机械结构类型，可分为多关节机器人、平面多关节机器人、坐标机器人、圆柱坐标机器人、并联机器人、工厂用物流机器人（AGV）等。 从机械结构上来说，多关节型机器人在全球市场和中国市场均占60%以上，多关节机器人几乎可以应用于所有领域，但以焊接、装配和物料搬运领域应用最多，其中汽车制造业是多关节工业机器人增长的主要驱动力。 3）国产化率及技术水平差异。从机械结构角度分析，中国工业机器人的国产化率如下： 图4：2023年工业机器人国产化率 资料来源：MIR睿工业、中原证券 多关节机器人的国产化率不足50%，20KG以上多关节机器人国产化率仅仅只有30%。多 关节机器人技术水平要高于其他机械结构机器人，目前国内企业在多关节机器人技术水平上与外资存在差异。在汽车制造业、3C电子制造业中应用的焊接、装配机器人对一致性、可靠性的要求较高，技术水平要高于其他功能的机器人，机器人国产化率相对较低。 1.3.工业机器人应用行业及场景 发展至今，工业机器人已应用于各大核心制造行业，在工业生产中的应用情况丰富多彩。 图5：工业机器人在各行业的应用 资料来源：《埃夫特上市招股说明书》、中原证券 由于汽车工业的工艺标准化程度较高、工件一致性情况较好，单件大批量生产适合工业机器人的编程应用，因此工业机器人较早服务于汽车工业。经历时间的积累，汽车工业目前是工业机器人应用范围最广、应用标准最高、应用成熟度最高的领域。 随着信息技术、人工智能技术的发展，工业机器人逐步拓展至通用工业领域，其中以3C电子自动化应用较为成熟。金属加工、化工、食品制造等领域，工业机器人的使用密度逐渐提升。 依托其汽车工业、3C电子行业的发展，以“工业机器人四大家族”为代表的欧、日工业机器人企业及系统集成商企业发展壮大。该等企业的产品也主要服务于汽车工业、3C电子行业。但在其他的通用工业领域，该等企业处于起步阶段。 图6：2022年全球工业机器人应用行业分布（千台） 资料来源：IFR、CRIA、中原证券 轻型桌面型机器人、中小型负载机器人和大型负载机器人的主要应用场景、下游行业、主要客户群体、技术水平及难度、国产率情况如下。 图7：不同类型工业机器人的主要应用场景等情况 资料来源：IFR、《埃夫特上市招股说明书》、中原证券 1.4.工业机器人产业链构成 工业机器人产业可分为上游机器人核心零部件、中游机器人整机制造和下游机器人系统集成应用等三大产业链环节。 （1）产业链上游：主要是构成机器人的主要核心零部件，包括伺服系统、减速器、控制器等核心零部件及本体结构、传感器等。减速器、伺服系统（包括伺服电机和伺服驱动）及控制器是工业机器人的三大核心零部件，直接决定工业机器人的性能、可靠性和负荷能力，对机器人整机起至关重要的作用。机器人产业链上游核心零部件环节是产业链技术壁垒最高的环节，也是下一阶段中国机器人产业要重点突破的环节。 （2）产业链中游：是工业机器人整机制造，工业机器人整机制造的技术主要体现于：①整机结构设计和加工工艺，重点解决机械防护、精度补偿、机械刚度优化等机械问题；②结合机械本体开发机器人专用运动学，动力学控制算法，实现机器人整机的各项性能指标；③针对行业和应用场景，开发机器人编程环境和工艺包，以满足机器人相关功能需求。机器人整机制造环节长期被国外机器人四大家族掌控市场，随着国产机器人本体企业的崛起，国产逐步在机器人整机制造环节形成了有梯队有竞争力的公司，并逐步突破。 （3）产业链下游主要面向终端用户及市场应用，包括系统集成、销售代理、本地合作、工业机器人租赁、工业机器人培训等第三方服务。机器人系统集成应用是我国最早突破的产业链环节，为我国工业机器人应用国产化立下汗马功劳，也为机器人产业的发展做出了先导贡献。我国机器人系统集成应用早先从汽车行业入手，逐步延伸到电子、机械加工等行业，并形成了一批有市场竞争力的国产机器人系统集成应用商。比如新松机器人、华昌达、三丰智能、埃斯顿等。 图8：工业机器人产业链 资料来源：埃斯顿、埃夫特、节卡股份招股说明书等资料整理、中原证券 从工业机器人产业链环节角度，中国本土品牌需要突破的核心技术如下： 图9：中国本土品牌需要突破的核心技术 资料来源：《产业专利分析报告（第60册）-关节机器人》、《节卡股份招股说明书》、中原证券 2.我国工业机器人产业政策 机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。当前机器人产业蓬勃发展，正极大改变着人类生产和生活方式，为经济社会发展注入强劲动能