高端制造行业的产业链核心价值----工业机器人篇
装备制造业是一个国家工业化发展的必然产物。自英国工业化革命以来，一个国家的国力提升一定伴随着工业化带来的装备制造能力的大幅提升，因此装备制造行业的发展程度成为一个国家综合实力高低的重要表现。
自改革开放以来，我国政府高度重视制造业的发展，国家的工业化水平在近三十年的时间里得到了极大的提升，成为世界上唯一拥有全产业门类的国家，“制造业大国”的称号名至实归，但我们也要清醒的看到，与美国、德国、日本、英国等老牌发达国家相比，我国从技术、管理、创新、品牌等方面还有着不小的差距，很多核心关键技术还处在“卡脖子”的尴尬境地。因此，我国要从工业大国迈向工业强国的战略转型，就必须要大力发展有自主知识产权的、领先世界的高端装备制造业。
从发展高端装备制造行业的战略意义可见，高端装备制造产业链具有极大的发展潜力，长久的核心成长价值，是产业互联网平台应该也是优先考虑的渗透链条。
笔者本文先来探讨一下作为高端装备制造领域中最为基础和普遍的装备工具---工业机器人在我国的产业链发展状况。
一、我国工业机器人产业链的现状
工业机器人的概念：工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。（名词解释源自百度百科）
从上世纪50年代，工业机器人投入使用，到目前已经实现具有视觉、触觉、高灵巧手指和感知能力，甚至独立行走的工业机器，对人力的替代已成为制造行业的大势。
资料来源：绿的谐波招股说明书
我国目前工业机器人产业链的现状呈现的是：核心技术仍在海外供应商手中占据，但本土企业正在加速追赶。
从上图可以看出，工业机器人产业链主要分为：上游核心零部件、中游本体制造以及下游系统集成三个环节。
上游核心零部件产业中：减速器、伺服电机、控制器直接决定工业机器人的性能、可靠性、负载能力，直接决定了中游环节工业机器人整机的技术性能。
中游环节的核心技术主要体现在：整机结构设计和加工工艺、机器人专用的动力学、运动学控制算法、相关应用场景和应用行业的编程环境及工艺包等。
下游环节主要面向终端用户，这里的核心内容主要为系统集成、销售代理、整机租赁、技术培训等三方服务方面。
细分产业链条的内容后，可知上游和中游技术环节是工业机器人产业链的核心价值。
那么我国在这些核心技术环节的现状怎样呢？
上游环节根据国内相关产业上市公司的公告汇总：
减速器方面：目前全球大部分市场份额被日本的哈默纳科（谐波减速器）、纳博特斯克（RV 减速器）所占据，国内企业仍处于追赶阶段。根据GGII数据显示，我国工业机器人减速器 70%以上的市场份额被外资减速器企业垄断（纳博、哈默纳科、住友、新宝等），国产化率不足 30%。
但从减速器的分类来看，谐波减速器的国产化率相对较高，已涌现绿的谐波、来福谐波等厂商，市场份额和品牌认可度已有大幅提升；而RV减速器的技术门槛较高，国产化率相对缓慢，目前，主要国内的RV减速器生产商有南通振康、双环传动、秦川机床、中大力德等企业。
伺服系统方面：伺服系统是控制设备实现精确运动与定位的必要系统，一般由伺服电机、伺服驱动器、反馈装置（编码器）构成。在工业机器人伺服系统中，电机主要采用永磁同步交流伺服电机，伺服驱动主要以总线通讯形式实现对位置、速度和转矩单元的控制，编码器主要采用多圈绝对值编码器。与减速器情况相似，我国工业机器人用伺服系统市场同样为国外企业主导，国内企业市场份额虽然不断提升但仍然偏低。
资料来源：GGII
控制系统方面：控制系统是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号控制机器人的执行机构，是工业机器人的“大脑”。控制系统的成本占比在三大核心部件中最低，但却决定着机器人的工作能力、操作精度、稳定性等关键指标，是工业机器人生产企业关键的核心竞争力，目前的产业市场状况是海外龙头企业主要自产控制器，国内企业很多仍需外采。另外，在控制系统使用的硬件平台方面，国内相关企业与国外企业的差距并不大，但在软件的算法和二次开发等方面，国内企业与国外龙头尚有差距，所以限制了国产工业机器人在精密焊接、喷涂、打磨等高难度领域的应用。
中游环节已呈现本土龙头企业带动国产替代的大势。
资料来源：MIR，OFweek
从上图的市场占有率来看，以国外“四大家族”为代表的工业机器人龙头在我国工业机器人主体市场仍占据领先地位。国内企业体量较小，在市场份额前十的企业中只有埃斯顿一家本土企业，但本土企业在第二梯队占有相对优势。
从近两年的市场数据看，本土企业竞争力持续增强，MIR 数据显示本土工业机器人企业在国内的市场份额从 2018年的18%提升至 2020年的29%，本土龙头企业埃斯顿、汇川、卡诺普、台达等的市场份额较2018年提升较大，国产替代成大势所趋。
因国内工业机器人下游市场的需求体量较机器人本体生产大得多，且从产业链角度而言主要为直接面对终端客户的系统集成领域，简而言之，技术难度较高的汽车整车、仓储物流等领域以外资企业主导，电子、金属加工等技术难度较低的领域以国内集成商为主。
资料来源：MIR
二、我国工业机器人产业链的发展趋势
目前，我国的工业机器人产业链呈现通过向中低端制造领域渗透而逐渐提高国产化率的趋势。以此趋势从长期发展的角度而言，必然会提升我国工业机器人关键领域、关键部件的研发替代效率，从而实现由低端向高端渗透替代。
与美、欧、日等发达国家相比，我国制造业结构更为多样、复杂，从集中度相对较高的汽车、电子到比较分散的一般工业，呈现出明显的“长尾特性”。
例如，汽车制造业对工业机器人的性能要求较高，应用体量也较大，所以一直被“四大家族”等海外龙头所占据。而我国汽车制造业大规模发展以来，行业自动化程度已经相对较高，工业机器人的市场规模虽大但需求增量却较小。
而反观非汽车制造业的领域，除3C行业之外，一般工业领域企业的体量普遍较小，对工业机器人的需求呈现价格敏感度高、订单分散、标准化程度低等特点，以往此类“长尾客户”一直不是外资龙头的目标客户，而国内工业机器人企业的产品现以相对较为成熟、性价比高、服务好的特点，一定程度上解决了一般工业企业应用工业机器人的痛点，国产工业机器人也比较容易切入相对中低端的一般工业领域。
根据 IFR 的数据，国产工业机器人在汽车领域的渗透率很低，但在金属、机械、橡胶和塑料等领域的占有率超过进口工业机器人，在电子、食品等行业领域的占有率也较高。
另外，我国工业机器人市场在自2010年后快速成长，2014-2019 年的CAGR（复合年均增长率）达到 19.7%。2019 年，国内的工业机器人销量达14.05万台，占全球总销量的 37.7%，是全球第一大工业机器人市场。
从产量情况来看，2020 年我国工业机器人产量同比增长 19.1%，2021 年 1-5 月同比增长 73.2%，国内工业机器人市场已进入新一轮的景气周期。从行业周期的影响因素来看，汽车、电子、金属制品是我国工业机器人最主要的应用领域，2018 年我国汽车制造业固定资产投资增速从2017年的10.2%回落至3.5%，计算机、通信和其他电子设备投资增速同样出现回落，叠加2017年机器人销量的高基数，导致2018年我国工业机器人销量出现负增长。
2019-2020年汽车制造业、金属制品制造业投资均出现加速下滑，计算机、通信和其他电子设备投资增速相对稳健。反映到工业机器人行业，2019年我国工业机器人销量应声下跌，而从产量情况看2020年工业机器人市场恢复景气。
主要原因：一是连续两年负增长后的低基数效应，二是在疫情影响下制造业“机器换人”加速，三是电子、仓储物流、光伏、锂电等一般工业对工业机器人的接受度提高，成为拉动工业机器人销量的主因。“机器换人”需求以及应用领域向一般工业渗透是行业长期趋势，而汽车制造业的需求也肯定会在我国“缺芯”问题逐步缓解后得到改善。
综上所述，从产业链成长价值而言，优先发展高端制造产业平台，并且在高端制造产业平台中选择工业机器人产业链是互联网产业链平台投资者一个不错的选择。当然，工业机器人产业在我国依然有技术壁垒比较突出、技术研发投入较大、市场受疫情影响导致不确定因素较大等问题，需要产业互联网平台投资者根据自身的优势选择行业内的正确赛道，跑出超额的优势。
注：文中数据来源均为市场公开资料