機器人、智能物流、智能工廠產(chǎn)業(yè)鏈分析

減速器、伺服系統(tǒng)和控制系統(tǒng)被認(rèn)為機器人本體三大核心組件,三者占機器人本體的成本分別為35%、14%、13%

機器人管家零部件主要供應(yīng)商機器人關(guān)鍵零部件及成本占比零部件國外供應(yīng)商國內(nèi)供應(yīng)商減速器納博特斯克、HarmonicDrive、住友、SEJINIGB等綠的諧波、上海機電、秦川發(fā)展等控制系統(tǒng)KUKA、ABB、FANUC、安川、松下、那智不二越、三菱等新松機器人、埃斯頓、廣州數(shù)控、匯川技術(shù)、深圳固高等伺服系統(tǒng)松下、三川、安川、三菱電機、富士、三洋、臺達(dá)等埃斯頓、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、深圳英威騰、匯川技術(shù)等工業(yè)機器人關(guān)鍵零部件供給被日本、美國和德國等國家掌控,我國機器人本體制造商長期依賴進(jìn)口；減速器開發(fā)難度最高，目前全世界75%的精密減速機由日本納博特斯克和HarmonicDrive兩家公司供應(yīng)；伺服系統(tǒng)是機器人的核心驅(qū)動部件,機器人本體公司大多外購伺服電機,少量由電機企業(yè)發(fā)展成機器人企業(yè)的(如安川)配套；控制器開發(fā)難度相對較低,一般由機器人本體公司自主研發(fā)。數(shù)據(jù)來源：CRIA減速機行業(yè)分析機器人用精密減速機是工業(yè)機器人中最關(guān)鍵功能部件，是機器人產(chǎn)業(yè)鏈至關(guān)重要環(huán)節(jié)，是我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要突破的瓶頸常見機器人減速機分類類別特點RV減速器①擺線針輪行星減速裝置中的傳動零件剛度高、接觸應(yīng)力小，零件加工和安裝精度易于實現(xiàn)高精度，這就使得擺線針輪傳動的效率很高②行星傳動結(jié)構(gòu)與緊湊的W輸出機構(gòu)組合，使整個擺線針輪減速裝置結(jié)構(gòu)十分緊湊，因此其結(jié)構(gòu)體積小和質(zhì)量輕③采用一齒差或少齒差傳動，擺線針輪傳動的傳動比大小取決于擺線針輪的齒數(shù)，齒數(shù)越多，傳動比越大④擺線針輪傳動同時嚙合的齒數(shù)要比漸開線外齒傳動同時嚙合的齒數(shù)多，因此承載能力較大;⑤擺線輪和針輪的輪齒均淬硬、精磨，比漸開線少齒差傳動中內(nèi)齒輪的加工性能更好、齒面硬度更高，使用壽命更長諧波減速器諧波傳動具有運動精度高，傳動比大、質(zhì)量小、體積小、較小的傳動慣量等優(yōu)點。最重要的是能在密閉空間傳遞運動，這一點是其他任何機械傳動無法實現(xiàn)的。其缺點為在諧波齒輪傳動中柔輪每轉(zhuǎn)發(fā)生兩次橢圓變形，極易引起材料的疲勞損壞，損耗功率大。擺線針輪行星減速器擺線針輪行星減速器廣泛應(yīng)用于礦山、化工、起重機械、工程機械等領(lǐng)域。缺點是擺線針輪減速器的機構(gòu)太復(fù)雜，制造安裝精度要求太高，轉(zhuǎn)臂軸承受力大，影響軸承壽命和承載能力。精密行星減速器相對其他減速機，行星減速機具有高剛性、高精度、高傳動效率、高的扭矩/體積比、終身免維護(hù)等特點。因為這些特點，行星減速機多數(shù)是安裝在步進(jìn)電機和伺服電機上，用來降低轉(zhuǎn)速，提升扭矩，匹配慣量。濾波齒輪減速器濾波齒輪傳動是由重慶大學(xué)梁錫昌、王家序教授發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積相對小、大傳動比的新型精密傳動機構(gòu)，目前還處于研究階段。RV減速器、諧波減速器作為當(dāng)前機器人主流的減速器，驅(qū)動系統(tǒng)要求傳動系統(tǒng)間隙小、剛度大、輸出扭矩高以及減速比大，因此采用行星排圓柱螺旋齒輪傳動機構(gòu)或結(jié)合行星排的擺線輪傳動機構(gòu)設(shè)計是必然。目前國際機器人所配套的減速器中，RV減速器占比60%以上，諧波減速器占比15%左右，RV減速器成為制約全球機器人發(fā)展的核心部件。減速機行業(yè)分析由于國內(nèi)減速機方面起步較晚，仍然需要經(jīng)驗與技術(shù)積累，目前尚無成熟國產(chǎn)RV減速機大規(guī)模應(yīng)用工業(yè)機器人精密減速器的設(shè)計、研發(fā)和制造過程中需要對相關(guān)的材料、零件結(jié)構(gòu)和齒輪齒形進(jìn)行反復(fù)的測試與修正，這一過程需要經(jīng)驗與技術(shù)的積累近年來國內(nèi)部分廠商和院校致力高精度擺線針輪減速機的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化研究，如浙江恒豐泰、重慶大學(xué)機械傳動國家重點實驗室、天津減速機廠、秦川機床廠、大連交通大學(xué)等，部分企業(yè)現(xiàn)已研發(fā)出樣機，正在進(jìn)行可靠性試驗與檢測而在諧波減速器方面，國內(nèi)已有可替代產(chǎn)品，如北京中技克美、北京諧波傳動所和蘇州綠的，雖然相應(yīng)產(chǎn)品在輸入轉(zhuǎn)速，扭轉(zhuǎn)剛度，傳動精度和效率方面與日本產(chǎn)品還存在差距，但整體的質(zhì)量品質(zhì)還在提高，也逐漸地應(yīng)用在關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人中。面對未來在國內(nèi)巨大的需求，精密減速器國產(chǎn)化也只是時間長短的問題，進(jìn)口替代的雛形已現(xiàn)。減速機行業(yè)分析精密減速器全球75%市場份額由兩家日本公司壟斷，為納博和HarmonicDrive，國內(nèi)企業(yè)有望突破減速器外資壟斷國內(nèi)主要推進(jìn)RV減速機項目的公司公司主營業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)推進(jìn)上海機電機電裝備在國內(nèi)與納博特設(shè)立合資公司，從事減速機生產(chǎn)，計劃2016年投產(chǎn)，產(chǎn)能20萬臺秦川機床秦川機床13年通過1.94億元年產(chǎn)9萬臺機器人減速器議案，計劃16年投產(chǎn)雙環(huán)傳動齒輪零件制造完成11個型號4個系列研制，預(yù)計明年小批量供貨。擬投入募集資金3億元，16年小批量生產(chǎn)，18年產(chǎn)能達(dá)6萬臺浙江恒豐泰精密傳動等大型機械裝備部分型號產(chǎn)品已經(jīng)在埃夫特、博時等企業(yè)應(yīng)用驗證，公司具備小批量生產(chǎn)能力，月產(chǎn)量可達(dá)200臺南通振康電焊機、送絲機產(chǎn)品在埃夫特、埃斯頓等國內(nèi)企業(yè)成功應(yīng)用，年產(chǎn)1萬臺，主要用于重量級機器人，2015年銷售4000套，市場占有率3-5%，2016年銷售目標(biāo)8000套，有望實現(xiàn)中國RV減速機10%的市場份額機器人行業(yè)分析國內(nèi)機器人銷量增長迅猛成長空間廣闊，RV減速機迎來發(fā)展契機機器人保留量增加關(guān)節(jié)機器人占比80%以上RV減速機應(yīng)用更廣我國機器人2014年裝機量約5.7萬臺，同比約56.17%，過去4年GAGR約39.73%，據(jù)IFR預(yù)估，15-20年國內(nèi)機器人銷量預(yù)估年復(fù)合增長率將達(dá)20%，2020年保有量將達(dá)到60萬臺關(guān)節(jié)機器人有很高的靈活度，適合于幾乎任何軌跡或角度的工作，主要應(yīng)用于搬運、焊接、裝配，檢測等工作。從13年數(shù)據(jù)顯示，關(guān)節(jié)機器人占比84%，其中國產(chǎn)機器人占比僅8%相比于諧波減速器，RV減速器具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度。因此在關(guān)節(jié)型機器人中，一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置，而小臂、腕部或手部多采用諧波減速器或行星輪減速器以2020年機器人保有量達(dá)到60萬臺、平均每天工業(yè)機器人需要3套RV減速機保守估算，未來幾年工業(yè)機器人用RV減速機新增120萬套，按照每臺0.9萬元估計，未來市場容量可達(dá)108億元RV減速機市場容量108億減速機行業(yè)分析上海機電與日本納博合作研發(fā)中端減速機，定位中小型機器人和服務(wù)型機器人，瞄準(zhǔn)國內(nèi)機器人市場上海電氣（上海機電母公司）增資330萬美元納博特斯克增資670萬美元納博特斯克（中國）精密機械有限公司，注冊5000萬美元預(yù)計產(chǎn)量：年產(chǎn)20萬臺精密減速機主要客戶：匹配4萬臺機器人，ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA四大家族在中國業(yè)務(wù)擴(kuò)展預(yù)估銷售額：年銷售20億左右，品質(zhì)和價格與國際接軌，預(yù)計2016年為公司帶來1.6-3.3億利潤，未來或?qū)⒉扇⊥庋硬①彿绞酱蛟熘悄苎b備平臺納博特斯克（中國）精密機器所在地武進(jìn)區(qū)是常州市機器人產(chǎn)業(yè)園，規(guī)模以上企業(yè)50余家，2013年進(jìn)駐的安川設(shè)計產(chǎn)能1.2萬臺套機器人減速機行業(yè)標(biāo)桿借鑒雙環(huán)傳動2014年減速機立項2800萬研發(fā)投入，2015年3億元增發(fā)布局RV減速機項目，RV減速器研發(fā)穩(wěn)步推進(jìn)雙環(huán)傳動開展RV減速機優(yōu)勢在機器人RV減速器領(lǐng)域，能完成產(chǎn)品設(shè)計并生產(chǎn)樣品都不難，難的是將產(chǎn)品批量生產(chǎn)，雙環(huán)傳動制造設(shè)備先進(jìn)且復(fù)用率高，為RV減速器的量產(chǎn)提供保證。海外市場拓展可期。公司常年深耕海外，有望通過ABB等已有齒輪零件客戶打開海外市場。戰(zhàn)略合作客戶能夠同步滿足公司RV減速器產(chǎn)能消化。公司與下游整車廠聯(lián)系緊密，未來有望借此切入機器人需求量最大的汽車制造業(yè)市場公司承擔(dān)了863計劃課題“機器人RV減速器研制及應(yīng)用示范”，工信部對公司的研制及產(chǎn)業(yè)化有嚴(yán)格的進(jìn)度要求減速機行業(yè)標(biāo)桿借鑒產(chǎn)品進(jìn)入現(xiàn)場測試階段，2016年預(yù)期收入5億，2017年15億公司已經(jīng)成功研制11個型號，4個系列，部分產(chǎn)品已經(jīng)處于現(xiàn)場應(yīng)用測試階段。預(yù)計16年小批量生產(chǎn)，17年放量增長，逐漸實現(xiàn)批量化生產(chǎn)并逐步替代進(jìn)口。項目名稱投資總額（萬元）產(chǎn)能投產(chǎn)時間項目進(jìn)度機器人RV減速器365286萬臺2年建設(shè)，1年達(dá)產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)用階段2015E2016E2017E進(jìn)度營收（萬元）進(jìn)度營收（萬元）進(jìn)度營收（萬元）——1萬臺50003萬臺15000減速機行業(yè)標(biāo)桿借鑒秦川機床2013年開始18萬套工業(yè)機器人減速器技術(shù)改造項目，目前一期9萬臺進(jìn)入生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，預(yù)計16年大規(guī)模量產(chǎn)項目概述2013年公司啟動工業(yè)機器人關(guān)節(jié)減速器項目設(shè)計產(chǎn)能18萬套，總投資1.94億元，其中高精密數(shù)控偏心外圓磨床、研磨機床、高效高剛度數(shù)控插齒機、高效立式珩磨機等關(guān)鍵設(shè)備、生產(chǎn)線的設(shè)備性投資約1.14億元。一期產(chǎn)能預(yù)計一期建成5+1條生產(chǎn)線，年產(chǎn)9萬臺，銷售收入將新增6.5億，新增利潤總額約1.82億，二期項目將視一期進(jìn)展情況適時投入。目前進(jìn)程目前公司“工業(yè)機器人減速器”項目已突破制造工藝瓶頸，核心機型的試制、小批量生產(chǎn)工藝驗證工作已經(jīng)完成，進(jìn)入系列型譜拓展與中等批量生產(chǎn)準(zhǔn)備階段。秦川機床提供齒輪加工裝備、從事齒輪加工，對箱體、軸類等其他各種零件的精密加工能力十分突出減速機行業(yè)標(biāo)桿借鑒秦川機床發(fā)展工業(yè)機器人減速器的優(yōu)勢在于齒輪精加工、精密制造的技術(shù)支撐以及較早成功研制出減速機樣機減速機行業(yè)標(biāo)桿借鑒根據(jù)已有標(biāo)桿企業(yè)投資項目估計國機智能的減速機業(yè)務(wù)預(yù)期進(jìn)度、收入及利潤標(biāo)桿企業(yè)總投資初始投入期項目進(jìn)度2016年預(yù)期產(chǎn)量2016年預(yù)期收入2016年預(yù)期利潤上海機電約6.8億2015年中外合資，中方廠房+外資技術(shù)渠道+制造深度融合20萬臺20億1.6-3.3億雙環(huán)傳動3.6528億2014年投入研發(fā)現(xiàn)場測試階段1萬臺0.5億—秦川機床1.94億2013年建廠中等批量生產(chǎn)準(zhǔn)備階段9萬臺套6.5億—浙江恒豐泰——埃夫特、博實等企業(yè)應(yīng)用驗證2400臺——南通振康——在埃夫特、埃斯頓等試用成功1萬臺——備注：三類投資規(guī)模，均以較樂觀情景估計產(chǎn)量、收入及利潤，即研發(fā)、建廠、中批量生產(chǎn)均按照進(jìn)度完成，均價按2014年9000元，以后每年依次降低1000元假設(shè)估計最低價，以生產(chǎn)RV減速機為主減速機部件預(yù)計到2020年我國智能物流系統(tǒng)市場行業(yè)總需求超過1386億，年增長超過20%，市場潛力巨大智能物流行業(yè)分析類別2020年需求測算方法工廠物流650億2014年行業(yè)規(guī)模400億,按照每年10%增長測算電商400億一級倉49個,每個投資2億；二級倉200個,每個投資5000萬,三級倉1000個,每個投資2000萬快遞336億四通一達(dá)+德邦+百世匯通共840個分撥中心&中轉(zhuǎn)場,每個按照4000萬投資計算行業(yè)潛在需求合計1386億數(shù)據(jù)來源：華泰證券研究所智能物流行業(yè)投資規(guī)模估算其中快遞公司物流建設(shè)分布情況快遞分撥中心&中轉(zhuǎn)場營業(yè)網(wǎng)點順豐20012000申通7810000圓通7215500中通7210000百世匯通24014000韻達(dá)7010000德邦快遞1085500合計840個到2020年主要快遞公司物流建設(shè)計劃數(shù)據(jù)來源：華泰證券研究所智能物流行業(yè)分析根據(jù)物流技術(shù)協(xié)會信息中心調(diào)研，未來幾年自動化倉儲市場需求將每年有17%的增長，其中2014年自動化立體倉庫的市場規(guī)模超過200億元我國立體倉庫需求預(yù)測數(shù)據(jù)來源：中國物流技術(shù)協(xié)會信息中心預(yù)計2015年自動化立體倉庫的市場規(guī)模超過320億元，目前我國立體倉庫面積大約有1.5億平方米,自動化倉庫2000多座,但多層立體倉庫卻不到10座,發(fā)展前景廣闊。智能物流行業(yè)分析智能物流產(chǎn)業(yè)價值鏈中物流服務(wù)處于價值高地，系統(tǒng)集成處于第二位系統(tǒng)集成軟件設(shè)計硬件設(shè)備現(xiàn)場實施物流服務(wù)根據(jù)智能物流的產(chǎn)業(yè)價值鏈可以看到，物流服務(wù)是價值最高的部分，資本總會向產(chǎn)業(yè)價值高地流動,從硬件設(shè)備到系統(tǒng)集成到基于大數(shù)據(jù)的物流運營服務(wù),國內(nèi)部分領(lǐng)先企業(yè)已開始創(chuàng)新物流運營服務(wù)，尋找新的利潤增長點:基于智能物流倉儲系統(tǒng)的倉儲運營服務(wù)和提供基于大數(shù)據(jù)的物流金融服務(wù)智能物流行業(yè)分析物流自動化系統(tǒng)集成商核心競爭要點情況關(guān)鍵競爭點主要內(nèi)容物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計自動化物流系統(tǒng)的關(guān)鍵,根據(jù)客戶業(yè)務(wù)特點及需求,對物流系統(tǒng)的流程進(jìn)行合理布局、完成IT架構(gòu)和控制架構(gòu)設(shè)計以及接口和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,完成設(shè)備選型與配臵和物流系統(tǒng)集成方案等,優(yōu)秀的規(guī)劃設(shè)計能力可以幫助客戶優(yōu)化物流流程，減少建設(shè)費用物流軟件開發(fā)物流系統(tǒng)的神經(jīng)中樞,對物流系統(tǒng)提供信息化支撐,體現(xiàn)系統(tǒng)方案思想和物流管理模式，物流軟件的開發(fā)能力直接決定著物流系統(tǒng)方案實施的效率,熟悉物流業(yè)務(wù)的軟件開發(fā)人才是關(guān)鍵電控系統(tǒng)的設(shè)計在自動化物流系統(tǒng)中起著承上啟下的作用,電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抗干擾性等是物流系統(tǒng)流暢、高效運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)物流設(shè)備的設(shè)計與選型物流系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)件,其設(shè)計、定制、選型均依照總體方案進(jìn)行,其科學(xué)合理的配置決定了末端執(zhí)行系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性現(xiàn)場實施由于自動化物流系統(tǒng)項目現(xiàn)場實施過程中涉及1000個以上的關(guān)鍵節(jié)點,如果缺乏項目實施經(jīng)驗,會導(dǎo)致項目實施成本增加、時間延長甚至失敗售后運維服務(wù)為客戶提供年度維保服務(wù)、系統(tǒng)和設(shè)備的故障維修、原有系統(tǒng)的改造升級、物流設(shè)備的零備件銷售、系統(tǒng)及設(shè)備的培訓(xùn)等服務(wù)?？焖俜磻?yīng)、對各種物流技術(shù)掌握程度、產(chǎn)品后續(xù)研發(fā)能力是做好售后服務(wù)增值的關(guān)鍵,良好的售后運維服務(wù)是核心競爭力之一智能物流行業(yè)分析2014年，全球前兩名自動化倉儲系統(tǒng)集成供應(yīng)商為日本大福和勝斐邇，營業(yè)收入約25億美元智能物流行業(yè)分析2013-2014年全球前20家自動化倉儲系統(tǒng)集成供應(yīng)商收入情況數(shù)據(jù)來源：《MMH》雜志社國內(nèi)領(lǐng)先的自動化物流系統(tǒng)集成商及其優(yōu)勢領(lǐng)域企業(yè)名稱細(xì)分領(lǐng)域優(yōu)勢行業(yè)昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司系統(tǒng)集成商煙草、軍隊、綜合北京起重運輸機械研究所系統(tǒng)集成商醫(yī)藥、服裝、綜合普天物流技術(shù)有限公司系統(tǒng)集成商煙草、圖書、郵政今天國際物流技術(shù)有限公司系統(tǒng)集成商煙草沈陽新松機器人自動化有限公司系統(tǒng)集成商綜合北京伍強科技有限公司系統(tǒng)集成商醫(yī)藥、圖書、教育北京機械自動化研究所立體庫集成商化工、軍隊太原剛玉物流工程有限公司立體庫集成商機械、冷庫、乳品北京高科物流研究所有限公司立體庫集成商機械、軍隊、冷庫南京音飛貨架制造有限公司立體庫、貨架集成綜合江蘇六維物流設(shè)備實業(yè)有限公司貨架制造商綜合西門子物流與裝配系統(tǒng)有限公司行李系統(tǒng)集成機場德馬泰克物流系統(tǒng)蘇州有限