摘要:隨著科技的進步,工業制造業的技術水平也進一步得到提高,特別是高精尖制造業和大型制造業,已經廣泛采用工業機器人進行生產活動。而減速器作為工業機器人的重要組成部分,隨著工業機器人需求量增長,減速機需求也將被快速拉動。數據顯示,2021-2022年,中國工業機器人RV減速器需求量從37.86萬臺增長至45.94萬臺;中國工業機器人諧波減速器需求量從55.25萬臺增長至63.96萬臺。估計2023年中國工業機器人RV減速器需求量達到55.49萬臺左右;諧波減速器達到75.92萬臺左右。
一、定義及分類
工業機器人減速器是一種動力傳動裝置,用于降低電機的轉速,同時增加輸出扭矩,以滿足機器人運動系統的特定要求。RV減速器和諧波減速器是工業機器人最主流的精密減速器。諧波減速器主要由柔性齒輪、剛性齒輪和波發生器3個核心零部件組成;RV減速器是由行星齒輪減速器的前級和擺線針輪減速器的后級組成。
二、行業政策
1、主管部門和監管體制
工業機器人減速器的主管部門為國家發展改革委員會與工業和信息化部。國家發改委主要負責研究和制定產業政策,推進可持續發展戰略,推進經濟體制改革等。工信部主要負責擬訂工業行業規劃和產業政策并組織實施,指導工業行業技術法規和行業標準的擬訂,推進高技術產業中涉及高端制造等的運行和工業日常監測。
行業內部自律性管理組織主要包括中國機械通用零部件工業協會及中國機器人產業聯盟(簡稱“CRIA”)。其中,中國機械通用零部件工業協會主要職責包括對行業改革和發展情況進行調研,為政府制定政策提出建議;組織市場及技術發展調研,為行業內企業開拓市場服務;組織修訂、制定標準、組織質量監督和推薦優秀新產品等。中國機器人產業聯盟主要職能為貫徹國家的產業政策和要求,促進成員在技術、市場、知識產權等領域的合作交流,推進產學研用合作,開展行業自律,搭建機器人產業信息交流、應用推廣等。
2、行業相關政策
工業機器人減速器與高端制造產業發展息息相關,為更好地推動中國現代化產業升級,國家及相關主管部門制定了一系列的支持、指導類政策,進而推動工業機器人減速器朝著高精密、高性能、進一步提高能效、實現國產化替代等方向發展。2023年6月,工業和信息化部等五部門發布《制造業可靠性提升實施意見》,其中提出要提高工業機器人用精密減速器、智能控制器,儀器儀表用控制部件、傳感器、源部件、探測器、樣品前處理器等關鍵專用基礎零部件和高端軸承、精密齒輪、高強度緊固件、高性能密封件等通用基礎零部件的可靠性水平。在政策的推動下,我國工業機器人減速器行業將迎來高速發展時期。
三、發展歷程
從發展歷程來看,中國工業機器人減速器行業可分為三個階段,分別是萌芽期、初創期和成長期。1960-1990年,這一時期諧波傳動技術引入中國,我國開始逐步推進機器人減速器技術研發,行業進入萌芽期。1990-2010年,工業需求的快速增長以及機器人應用在我國的落地催生我國市場對機器人減速器的需求增長,但由于國內技術落后,我國機器人減速器主要依靠海外進口,這一時期行業屬于初創期。2010年以來,隨著我國自主創新能力的不斷提升,我國正處在轉型升級和新舊動能轉換的關鍵階段。國產品牌綠的諧波、雙環傳動相繼突破機器人減速器技術壁壘,逐步實現機器人減速器量產,在國內品牌的不斷發展和日益增長的下游機器人需求的雙重因素推動下,我國機器人減速器行業進入快速成長時期。
四、行業壁壘
1、技術壁壘
工業機器人減速器行業屬于多學科領域交叉的行業,其發展涉及到金屬材料、熱處理、小模數齒輪硬齒面加工、集成及檢測等諸多技術。工業機器人減速器行業的技術特點要求生產廠商擁有長期的技術積累,掌握核心技術,具備較強的產品設計和研究開發能力,新進入者的技術壁壘主要體現在兩個方面:一是設計能力壁壘,包括模塊化、結構、強度、精度等方面的設計能力;二是工藝技術能力壁壘,新進入者的專職工藝技術人員經驗不足、人員欠缺。
2、資金壁壘
工業機器人減速器行業是典型的資金密集型行業,行業新進入者在發展初期就需要較大規模的固定資產投入,而隨著工業機器人減速器在新興和傳統領域的應用不斷拓展,下游客戶對于工業機器人減速器產品的質量、精度、穩定性、可靠性要求越來越高,減速器廠商要保持核心競爭力,必須引進更加先進的高端加工設備和檢測設備,對企業的資金實力要求較高,目前行業內領先企業多采用進口精密齒輪加工及機加工設備,憑借規模化生產能力具備明顯的成本優勢;同時,由于高端領域技術含量高,技術的不斷進步和產品的更新換代也需要企業持續的研發投入。
3、銷售渠道壁壘
完善的銷售網絡、有效的銷售渠道和穩定優質的客戶群體是工業機器人減速器生產企業重要的競爭要素之一。工業機器人減速器行業的下游應用領域多樣化,銷售區域分布廣,因此許多廠商傾向于選擇直銷與經銷相結合的銷售模式,經過多年不斷的市場開拓,行業內優勢企業已建立了覆蓋全國的營銷網絡體系,并與下游各個行業的知名客戶形成了長期穩定的合作關系。對于新進入企業來講,一方面,優質的客戶群體難以在短時間形成,另一方面,經銷渠道的開發和管控需要一定的前期成本,新企業對渠道的管控能力也較弱。
五、產業鏈
1、行業產業鏈分析
從工業機器人減速器行業產業鏈來看,上游主要包括原材料、核心零部件以及主要設備;中游是指工業機器人減速器的生產制造;下游是指工業機器人減速器的主要應用領域。工業機器人減速器行業產業鏈如下圖所示:


從上游領域來看,原材料主要包括鋼材和銅材、核心零部件主要包括鑄件和軸承、主要設備包括金屬切割機床。上游產品供應相對充足,能滿足日益增長的市場需求。此外,上游產品的質量直接影響中游工業機器人減速器的性能、可靠性和負荷能力,對中游行業發展產生一定的影響。
從下游來看,工業機器人減速器主要應用于工業機器人領域。隨著工業機器機人技術的不斷發展,工業市場需求的不斷提升,帶動了工業機器人產量的增長,進而刺激中游工業機器人減速器市場需求的增長。
2、行業領先企業分析
(1)蘇州綠的諧波傳動科技股份有限公司
蘇州綠的諧波傳動科技股份有限公司是一家專業從事精密傳動裝置研發、設計、生產和銷售的高新技術企業,產品包括諧波減速器及精密零部件、機電一體化執行器、微型電液伺服裝置、智能自動化裝備等。公司產品廣泛應用于工業機器人、服務機器人、數控機床、醫療器械、半導體生產設備、新能源裝備等高端制造領域。經過多年持續研發投入,公司在國內率先實現了諧波減速器的工業化生產和規模化應用,打破了國際品牌在國內機器人諧波減速器領域的壟斷。2023年受3C電子產品、半導體行業等市場需求較為低迷的影響,下游工業機器人等行業需求承壓,進而導致公司銷售情況受到一定影響。據統計,2023年前三季度,公司營業收入同比下降26.26%,達2.54億元;歸母凈利潤同比下降42.36%,達0.72億元。
(2)寧波中大力德智能傳動股份有限公司
寧波中大力德智能傳動股份有限公司是從事機械傳動與控制應用領域關鍵零部件的研發、生產、銷售和服務的高新技術企業,主要產品包括微型無刷直流減速電機、精密行星減速器、滾筒電機、RV減速器、諧波減速器、伺服驅動、永磁直流減速電機等。圍繞工業自動化和工業機器人,公司形成了減速器+電機+驅動一體化的產品架構,推出“精密行星減速器+伺服電機+驅動”一體機、“RV減速器+伺服電機+驅動”一體機、“諧波減速器+伺服電機+驅動”一體機等模組化產品,實現產品結構升級。2023年前三季度,受益于銷售商品收到的現金增加,償還債務支付的現金減少、存貨跌價減少等因素的影響,公司營業收入同比上漲22.86%,達8.22億元;歸母凈利潤同比上漲34.53%,達0.57億元。
六、行業現狀
隨著科技的進步,工業制造業的技術水平也進一步得到提高,特別是高精尖制造業和大型制造業,已經廣泛采用工業機器人進行生產活動。而減速器作為工業機器人的重要組成部分,隨著工業機器人需求量增長,減速機需求也將被快速拉動。數據顯示,2021-2022年,中國工業機器人RV減速器需求量從37.86萬臺增長至45.94萬臺;中國工業機器人諧波減速器需求量從55.25萬臺增長至63.96萬臺。估計2023年中國工業機器人RV減速器需求量達到55.49萬臺左右;諧波減速器達到75.92萬臺左右。
七、發展因素
1、有利因素
(1)國家產業政策的支持
在國家支持高端裝備制造業轉型升級、增強制造業核心競爭力的背景下,推進減速器等關鍵零部件的配套發展是促進產業升級的有效途徑,為此,國家出臺了一系列產業政策,如2023年9月發布的《機械行業穩增長工作方案(2023—2024年)》中,提出重點提升工業母機用絲杠、導軌、主軸,農業機械用精密排種器,工程機械用數字液壓件,工業機器人用精密減速器等專用零部件,高端軸承、精密齒輪等通用基礎零部件可靠性、一致性、穩定性。
(2)工業機器人行業快速發展
隨著科技的飛速進步,機器人產業在全球范圍內的發展勢頭日益迅猛。尤其是在近年來,機器人的落地應用速度顯著加快,機器人產業的快速發展,與其在各個領域的落地應用密切相關。工業機器人作為機器人產業的重要分支,在過去幾年中一直處于領先地位。隨著下游需求市場的擴大和國內政策的密集釋放,中國工業機器人行業發展將持續向好,進而推動減速器需求增長。
(3)國產替代趨勢持續加深
由于工業機器人減速器主要依賴于進口,在一定程度上制約了國內機器人生產商的發展,為此,國家積極頒布和實施一系列產業鼓勵政策,將突破機器人關鍵核心技術作為科技發展的重要戰略,對工業機器人減速器發展的支持力度不斷增強。目前,部分國內企業通過技術攻關和生產工藝的改進,使得產品關鍵性能、一致性、可靠性等方面得到顯著提升,打破國外的技術壟斷。預計未來在國家和企業的共同努力下,工業機器人減速器國產替代趨勢將持續加深。
2、不利因素
(1)行業競爭日趨激烈
近年來,隨著工業機器人減速器不斷發展,行業內企業數量不斷增加。整體來看,國內企業生產企業技術水平相當,產品同質化嚴重,企業競爭激烈,而近年來諸多大型國際企業陸續進入國內市場,并在國內開設工廠,直接在國內市場進行采購和銷售,他們在全球范圍內的資金、品牌、研發、裝備上的優勢,對眾多國內企業構成了直接的威脅,國內企業除內部競爭外還面臨國際化的競爭。
(2)原材料價格波動
工業機器人減速器上游原材料占生產企業主營業務成本的比重較高,因此原材料價格變化對企業的經營業績影響較大。目前,工業機器人減速器生產企業一般采用“以銷定產、保持合理庫存”的生產模式,主要根據前期銷售記錄、銷售預測及庫存情況安排采購和生產,并在采購時充分考慮當時原材料價格因素。但若原材料價格發生劇烈波動,將引起企業產品成本的大幅變化,則可能對企業的經營產生不利影響。
(3)產品迭代風險
工業機器人減速器的研發設計門檻高、工藝流程復雜、資金投入量大,產品品類多、技術迭代速度快,為適應市場新的應用和快速發展,行業內企業需要根據技術發展的趨勢和下游客戶的需求不斷升級更新現有產品和研發新技術和新產品,從而保持技術的先進性和產品的競爭力。但由于工業機器人減速器的基礎研發周期較長,而研發成果的產業化具有一定的不確定性,如果產品研發進度未達預期,企業將面臨產品迭代的風險,前期的研發投入也將無法收回。
八、競爭格局
由于我國工業機器人減速器技術壁壘較高,市場份額仍然以外資品牌為主。從2022年競爭格局來看,我國75%左右的市場被日本兩家公司所占據,其中,排名第一的為納博特斯克,主要生產RV減速器,在中國工業機器人減速器市場中占比達到60%,其次,排名第二的哈默納科主要生產諧波減速器,占比達到15%。而在國內,工業機器人減速器還處于發展階段,相關上市企業主要包括綠的諧波、中大力德、來福諧波、雙環傳動、南通振康等。
九、發展趨勢
隨著機器人行業多年的快速發展,機器人產品的成熟與供需逐漸趨向平衡,下游客戶對工業機器人減速器企業的技術服務能力和響應速度提出了更高的要求,未來,工業機器人減速器企業將不斷提高技術服務能力和響應速度。此外,產品機電一體化也是行業未來發展的重要趨勢之一,通過機電一體化,不僅能夠提升減速器產品的功能屬性和適用場景,還能降低工業機器人的開發和應用門檻。
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