3.1 工业机器人产业链情况 

目前工业机器人产业链主要可分为上游核心零部件、中游本体制造和下游系统集成三大方面。从成本角度来看，三大零部件是工业机器人成本占比较大的部分，尤其是减速器成本占比已经超过了本体的比重，达到 32%，另外两大核心零部件伺服系统、控制器分别占比工业机器人成本的 22%和 12%。 

市占率方面，全球工业机器人市场主要被四大家族（瑞士 ABB、德国库卡、日本发那科、日本安川）占据，四家企业合计占据全球 50%以上、国内 60%左右的份额。从产业链环节来看，四大家族在上游零部件和中游机器人本体制造环节占据主导地位，而国内企业由于自主核心技术较少、机器人技术水平较低、产品主要面向低端产品。不过随着近年来国产机器人自主化率不断提升，虽然外资仍然占有优势地位，但国产企业将凭借成本和服务优势逐渐向核心零部件领域发展，目前国内已经出现一批具有较强实力的核心零部件企业。 

从盈利能力角度来看，工业机器人上游零部件、中游本体和下游集成领域的盈利能力具有一定差异。其中处于中游本体领域的企业毛利率、净利率水平相对较低，零部件和集成领域凭借其较高的工艺要求和客户资源优势盈利能力较强。

3.2.1 核心零部件一：减速器 

目前应用于机器人领域的减速机主要分为谐波减速器、RV 减速器两种。在关节型机器人中，由于 RV 减速器具有更高的刚度和回转精度，一般被放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置，而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。 

全球减速器市场中谐波减速器行业龙头为哈默纳科，RV 减速器的行业龙头为纳博特斯克，目前在精密机器人减速器市场中，上述两家公司凭借雄厚的资本实力和长期的技术积累，占据了全球工业机器人减速器市场 75%左右的份额。国产减速器龙头为绿的谐波，虽然其较早地完成了工业机器人谐波减速器技术研发并实现规模化生产，实现了对进口产品的替代，但分析其减速器产品出口均价我们可以发现，公司销售给境外的谐波减速器平均价格低于销售给境内的客户，主要原因是销往境外的产品主要是 Universal Robots购买的小型谐波减速器。根据绿的谐波招股说明书的测算显示，2018 年在自主品牌机器人用谐波减速器公司市占率达到了 62.55%。 

3.2.2 核心零部件二：伺服系统 

伺服系统是指以物体的位置、方位、状态等控制量组成的，能够跟随任意变化的输入目标或给定量的自动控制系统，主要包括驱动器和电机两部分。伺服系统可按照控制命令的要求，对功率进行放大、变换与调控等处理，通过驱动装置对电机输出力矩、速度和位置的控制量，最终形成的机械位移能准确地执行输入指令要求。 

根据高工产研机器人研究所的数据显示，2018 年交流伺服系统市场规模 69.42 亿元，同比增速 3.93%；其中，用于工业机器人领域的交流伺服系统市场规模为21.50 亿元，占比 30.97%。随着伺服系统将在交流伺服市场规模比重中逐渐上升，到 2023年，机器人用伺服系统市场占比有望提升至 40%以上，市场规模达到41 亿元。 

国产工业机器人用伺服系统市场占比为 22.34%，绝大部分市场份额仍由外资占据。2018 年以日本松下、安川、三菱等为代表的日系品牌占据国内伺服系统全部市场份额的 47%左右，西门子、博世力士乐、贝加莱（B&R）等欧美系品牌主要把握高端市场。国产品牌在技术储备、产品性能、质量上与国外品牌存在较大差距。但近年来伺服系统的本土化生产速度不断加快，汇川技术、埃斯顿、雷赛智能等国产品牌快速发展，市场份额占比稳步提升。 

3.2.3 核心零部件三：控制器 

控制器包括硬件和软件两部分：硬件部分主要是工业控制板卡，包括一些主控单元、信号处理部分等电路；软件部分主要是控制算法、二次开发等。虽然控制器成本与技术门槛相对较低，但目前大部分中国控制器企业只生产通用控制器，成熟的机器人厂商为了保证机器人的稳定性一般自行开发控制器，因此专注于工业机器人控制器领域的企业数量较少，所以控制器的市场份额基本跟机器人本体保持一致。 

控制器主要有 PLC 控制、PC-Based 控制和专用控制，分别占比约 30%、32%和 38%，工业机器人主要使用 PC-Based 控制器和专用控制两种。其中 PC-Based 控制器科提供地城函数路进行灵活的二次开发和编程，可以实现更为复杂的运动控制。 

目前国产控制器已经可以满足基本要求，但在控制系统的研发方面仍与国外企业有一定的差距，国产控制系统凭借较高性价比在低端领域占有一定优势。未来随着工业机器人智能化和柔性化发展的要求，控制器逐渐向标准化和开放化发展，国产控制系统将迎来发展机会。 

3.3 中游工业机器人本体 

工业机器人本体生产商负责工业机器人本体的组装和集成，即机座和执行机构，包括手臂、腕部等，部分机器人本体还包括行走结构。按机械结构分，工业机器人可以分为直角坐标机器人、SCARA 机器人、关节型机器人、圆柱坐标机器人等。我国工业机器人销量结构以坐标机器人和关节机器人为主，占比达到 80%。 

内资品牌机器人销售占比不断上升。2015 年到 2019 年国产机器人本体的内资市场份额由18.6%提升至30.3%，2020年内资占比略有下降为28.6%。目前内资工业机器人本体制造仍主要集中在中低端市场，高端应用市场仍然被发那科、库卡、 ABB、安川四家企业占据。 

高端市场被“四大家族”垄断，埃斯顿进入全球前十。根据 MIR Databank 统计的 2020 年中国工业机器人出货量数据，2020 年“四大家族”合计共占据市场份额的 36%，分别为发那科（14%）、ABB（8%）、安川（8%）、库卡（6%）。国产龙头埃斯顿市场份额为 3%，排名第八位，是前十名中唯一一家内资品牌。

3.4 下游工业机器人集成领域 

工业机器人企业主要集中在系统集成领域。系统集成和应用，该阶段主要根据不同的应用场景和用途对工业机器人本体的基础上进行有针对性地系统集成和软件二次开发，将机器人本体和附属设备进行系统集成，使其拥有特定的工作能力。 

根据 MIR Databank 的数据显示，2019 年中国工业机器人系统集成市场规模为1857 亿元，其中80%的市场份额被本土工业机器人系统集成商占据，较2018年提升了两个百分点。我们认为，随着 5G 技术带动 3C 行业的再次提速，系统集成需求也有望持续提升，到 2022 年工业机器人系统集成市场规模有望突破 2000 亿元。

截至 2020 年 6 月，MIRDATABANK 数据库共收录 9456 家工业机器人系统集成商。其中长三角地区、珠三角地区为两大集聚区域，两地区厂商合计占比超过 70%。其中 30%集中在广东省，41.4%集中在江浙沪地区，5.1%集中在京津冀地区，与全国工业机器人产业园分布情况高度吻合。 

国内系统集成商数量多、规模小，且集中在中低端领域。目前我国工业机器人系统集成商主要以内资为主，2019 年内资品牌共占据国内约 80%的市场份额，企业规模普遍较小，主要服务于中低端市场，外资工业机器人系统集成商主要集中在高端工艺段和中端工艺段，如焊接、装配、铆接和检测等系统集成领域。随着国产市场竞争越来越激烈，疫情过后大概率会迎来行业洗牌，预计未来本土继承企业数量将逐步减少。 

下游电子和汽车为主要行业，份额增速呈现下滑态势。2019 年电子和汽车整车行业是工业机器人系统集成下游行业中市场份额最大的两个行业，合计占比约为39%。从下游细分行业增长情况来看，2019 年，除电子和汽车整车两大应用领域增长出现下滑外，其余行业均有所提升，其中提升最大的行业为金属加工行业。

4.工业机器人未来发展展望

编程方式将从手工示教过渡为离线编程。在当前的机器人应用中，手工示教仍然主宰着整个机器人焊接领域，示教器是进行机器人手动操纵、程序编写、参数配置及监控用的手持装置，也是最常见的机器人控制装置。但传统手工示教缺乏外部信息传感，灵活性较差，需要操作人员花费大量时间进行，而且编程过程中需要机器人停止工作，因此编程效率较差。与示教编程相比，离线编程可以减少机器人工作时间，结合 CAD 技术达到简化编程的效果。 

智能制造为工业机器人发展注入动力。近年来我国先后出台了多项政策，为智能制造发展提供了有力的政策保障，作为我中长期全面提升制造业竞争实力的核心引擎，发改委等部门自 2015 年起启动智能制造试点示范项目，旨在鼓励智能制造单元、智能产线及智能工厂建设。从示范项目成果来看，智能制造行业发展对工业机器人、变频、伺服、PLC、DCS 等行业具有直接拉动效应。 

人机协作成为工业机器人发展方向。传统的工业机器人在作业时需与人类保持安全距离，以免人类受到伤害。目前人机协作的安全控制方案基本可分为基于外部监控的外部控制系统方案和给予机器人本体设计的内部控制系统方案两种，包括安装激光距离传感器和机器人本体轻量化等具体方法，未来随着机器人稳定性和智能水平的不断提高，人机协作可以将人类的认知判断与机器人的高效结合在一起，是工业机器人的重要发展方向。