传动网 > 新闻频道 > 行业资讯 > 资讯详情

机器人降本关键,千亿减速器市场,中国企业能分得几杯羹?

时间:2022-08-01

来源:机器在线

导语:在机器人用谐波减速器领域,哈默纳科全球市场占有率超过80%,在RV减速器领域,目前大部分市场份额仍然被纳博特斯克占据,RV减速器国产替代空间较大。

  2021年8月,特斯拉CEO马斯克于“人工智能日”首次公开展示人形机器人TeslaBot。2022年6月,马斯克再次于推特称,将于2022年9月30日公布人形机器人原型机。

  考虑到特斯拉强大的产业化能力与市场影响力,其有望拉开人形机器人产业化序幕。

  根据Marketsandmarkets的预测,全球人形机器人市场规模(仅考虑单机)将从2022年15亿美元提升至2027年的173亿美元(约合人民币1038亿元),千亿市场未来可期。

  近日,机器人概念在A股持续活跃,板块内超十多只个股涨停,东吴证券从产业链视角阐述了人形机器人的投资机会,而核心零部件在其中的重要性十分突出。

  人形机器人产业链主要分为上中下游三部分。

  具体来看,上游为核心软硬件,硬件主要包括伺服电机、减速器、控制器、传感器等;软件包括机器视觉、人机交互、机器学习、系统控制等;

  中游则是人形机器人本体制造商,国内包括优必选、北京钢铁科技、国外包括波士顿动力、美国敏捷机器人、日本丰田、本田、特斯拉等;

  下游目前还未有成熟的商业应用,可能的应用场景包括迎宾接待、展厅引导、高校科研等。

  从技术与成本两方面看,核心零部件的重要性尤为突出。一方面,人形机器人技术的本质是3D空间中高维度的感知与运动,高性能的核心零部件是实现感知与运动的基础。另一方面,成本上核心零部件也占据重要地位。

  机器人核心零部件主要包括精密减速机、交流伺服电机、控制器。精密减速器是连接动力源和执行机构的中间机构,具有匹配转速和传递转矩的作用。伺服电机在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。机器人每个关节运动均需靠伺服电机驱动,以实现多自由度的运动。控制器是工业机器人的大脑,对机器人的性能起着决定性的影响。工业机器人控制器主要控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹,操作顺序及动作的时间等。

  机器人的减速器是降低成本的首要因素

  随着人力成本上升和人口老龄化不断加剧,中国机器人产业迎来黄金发展期。整个机器人产业链主要分为上游核心零部件、中游设备制造商和下游行业应用商三个层面。

  然而,国内还没有能够提供规模化且性能可靠的精密减速器生产企业。全球市场75%的市场被日本两家企业占据,旋片式真空泵RV减速器约占60%,谐波减速器约占15%。

  虽然中国机器人产业经过30年的发展,形成了较为完善的产业基础,但与发达国家相比,仍存在较大差距,产业基础依然薄弱,关键零部件严重依赖进口。

  三大核心零部件(减速器、控制器和伺服系统)的成本占工业机器人总体成本的60%,其中减速器成本占比最高,达30%,其次是伺服系统(20%)和控制器(10%)。

  实际上,任何行业发展到一定阶段,都需要考虑降本,而工业机器人领域成本最高的减速器,则成了攻克的关键。

  精密减速器成为制约降低国产工业机器人成本的第一因素。相对于减速器,伺服电机和驱动器市场未形成主要厂商垄断现象,而且几大国际厂商在中国也建立了分工厂,供应充足,产品价格相对合理。

  从全球精密减速器市场来看,日系品牌哈默纳科(HarmnicDriveSystemInc.)和纳博特斯克(Nabtesco)垄断了近75%的市场份额。

  在机器人用谐波减速器领域,哈默纳科全球市场占有率超过80%,在RV减速器领域,目前大部分市场份额仍然被纳博特斯克占据,RV减速器国产替代空间较大。

  减速器国产替代加速

  据亿欧智库《2022中国工业机器人市场研究报告》,三大核心零部件(减速器、控制器和伺服系统)的成本占工业机器人总体成本的60%,其中减速器成本占比最高,达30%,其次是伺服系统(20%)和控制器(10%)。

  实际上,任何行业发展到一定阶段,都需要考虑降本,而工业机器人领域成本最高的减速器,则成了攻克的关键。

  业内人士对财联社记者介绍,市面上加速器包括RV减速器和谐波减速器两款主流减速器,前者主要应用于20KG以上的机器人关节,后者则在20KG以内的机器人关节。“比如轻负载机器人采用谐波减速器。”

  上述业内人士近一步表示,谐波减速器技术壁垒高,国产替代正在加速进行。国内工业机器人用谐波减速器国产化率约30%,2025年国产化率有望提升至40%。

  从全球精密减速器市场来看,日系品牌哈默纳科(Harmnic Drive System Inc.)和纳博特斯克(Nabtesco)垄断了近75%的市场份额。

  在机器人用谐波减速器领域,哈默纳科全球市场占有率超过80%,在RV减速器领域,目前大部分市场份额仍然被纳博特斯克占据,RV减速器国产替代空间较大。

  中大力德(002896.SZ)相关负责人对财联社记者表示,公司生产的减速器与国外产品在性能上差距不大,国产替代有加速的趋势,目前下游需求旺盛,并增加了很多新的应用场景,公司近几年一直在扩产,并计划将来进一步扩产。

  华福证券表示,借鉴日本工业机器人崛起之路,核心零部件的自主可控是中国工业机器人崛起的前提。

  目前来看,谐波减速器已实现技术突破,可实现进口替代,但RV减速器由于传动精度、扭转刚度、稳定性等性能问题,仍然依赖进口。

  千亿赛道,国内企业能分得几成?

  芯片之后,国内科技产业绕不开的话题是“卡脖子”和“国产替代”,而减速器,也是我国被卡脖子的一个领域。

  先看一组血淋淋的对比数据:

  前瞻研究院数据,2020年我国减速机行业出口总额约26.15亿元,进口总额约为16.85亿元,贸易顺差为9.66亿美元,看似减速机行业发展良好。

  然而,智研咨询数据显示,2021年我国进口和出口精密减速器——行星齿轮减速器的数量分别为72.7万台和2325.8万,进出口金额分别为3.7亿元和3.8亿元,进出口均价分别为508.52美元和16.24美元。近32倍的价值差距,让我们看到国产减速器不轻松的现状——走量、价值低。

  可是,在制造业,谁不想站在微笑曲线的两端,轻松地赚到更多钱呢?

  对于国产减速器来说,想,但是实力还不够。

  在通用减速机市场,格局足够友好,但国内厂商难吃到肉。

  翻看全球通用减速器市场数据,2019年减速器市场规模达到4000亿+,且增速在10%左右。具体到行业竞争格局,龙头如弗兰德和SEW市占率也均为6%左右,也就是说,行业还未形成垄断。那是否意味着国有厂商有更多的机会?

  答案是否定的。因为未形成垄断不是龙头企业不行,而是因为,应用领域过分分散。

  通用减速器广泛应用在环保、建筑、电力、化工、食品等国民经济的各个领域,不同领域对减速机的技术需求各有差异,一家企业难以研发和生产覆盖全行业的减速机产品,同时也很难从销售层面覆盖下游所有行业客户。

  同时,诞生于第二次工业革命的减速机,经过百年发展,技术趋于成熟,也吸引了众多企业进入这个赛道,行业分散是必然。

  遗憾的是,在通用减速机这个技术壁垒和行业集中度都不算高的赛道,国内厂商也占不到优势:国内叫得上号的国茂股份、中大力德也只能位于市场第二梯队,外采国产标准件,产品应用于某几个特定行业,营收规模通常超过1亿元,而第一梯队的外资品牌营收通常超过20亿。

  通用减速器尚且打不过,何况技术壁垒更高,对材料、设计水平、质量控制、精度可靠性、使用寿命等均有严格要求的精密减速器。

  精密减速器困日系久矣。前瞻产业研究院数据,2020年全球机器人减速机市场,日系品牌哈默纳科(Harmnic Drive System Inc.)、纳博特斯克(Nabtesco)及日本住友,分别以60%、15%、10%的市占率位居前三,总计来看,排名前三的日系品牌就垄断了85%的市场份额。

  市占率强势的背后,是近60年的技术探索,和整个日本制造业发展的场景训练和数据积累。

  2010年之前,我国劳动力充足且相对廉价,没有机器人替代员工的需求。时至今日,加上疫情推动,机器人需求逐渐激发,当国人想起做机器人时,才发现卡在日企小小的减速器这里:

  比如,国内承担军工、科研任务的高端机器人企业,为了保证质量,只能从纳博和哈默纳科采购减速器;

  比如,同样作为买家,中国机器人厂商向日系两家巨头购买加速器的价格,比国际机器人巨头ABB和发那科购买价格高很多;

  又比如,国内厂商赴日本采购减速器的时候,由于日本住友公司负责人语速过快,国内采购员请求缓慢、清晰地介绍一遍,住友公司负责人直接走开了,一副爱买不买的态度。

  “屈辱”之下,国产企业绿的谐波勇敢向前,于2003年组建技术团队进行谐波减速机理论方向的研究。当时绿的谐波的研发条件:3个人的技术团队、哈默纳科的减速器,以及绿的多年的精密仪器代工经验。

  不能说,一无所有,但好像确实有的不多。在艰难的探索下,以及2008年,哈默纳科专利年限到期,公开资料的帮助下,2009年底,绿的谐波生产出第一台的谐波减速机样机,成为减速器国产之光。截止目前,绿的谐波已占据自主品牌约80%的市场份额。

  但,即使是绿的谐波在国际市场上也只有6%左右的市占率,仍名不见经传,何况国内那么多的小企业。究其原因,国内精密减速器设计、制造的各环节还活在日企的笼罩之下:

  设计原理上,国内企业多是通过反向工程获得数据,即,拆解一个国外减速器,照猫画虎,这种路径之下,大家多是知其然而不知其所以然,而且这样设计出的减速器,在产品的精准度、稳定性上都有很大缺陷;

  制造设备上,加工制造减速机零部件的设备不仅非常昂贵,比如美盖勒平面磨床,单价折合人民币就接近千万元;而且,设备交付周期都在一年以上,也就是说,交了钱也没办法及时拿到;

  热处理技术上,国内的钢材原料本身杂质就多过国外,加之国内热处理技术上,变形、硬度不够,很难达到理想处理状态;

  外购零配件上,国内产品精度一般,从减速机配用的相关轴承的精度,就可以直接判断其减速机的性能好坏,而且非常准确。何况,每一环节差1%,累计起来的结果呢?

  行业技术层层被压制,国产厂商只得从具体的场景服务上寻找突破口。

  产业上,尽管绿的谐波已成功配套工业机器人四大家族之一的ABB。但是曾有行业人士透露,ABB、发那科、安川、库卡等国际主流机器人整机厂商均由两家日本公司提供减速机,并且有着非常苛刻的合作条件,即在使用这两家公司产品时不能再使用别家的产品,否则将解除合作关系。

  也就是说,和高端精密机器人的适配没有路径。但是,减速器作为工业机器人领域较为通用的一个零部件,可以广泛和下游布局食品、物流、3C等行业的工业机器人合作,在各场景中积累数据和经验。

  何况,国内工业机器人本体厂商还是一个好搭档

  一方面,本土机器人已经在3C、半导体、液晶等行业积累了一定的市场份额;

  另一方面,为更好实现本土机器人崛起,国内厂商与下游企业做到深度的链接和匹配,从对加深行业的理解争夺更多市场。比如,珞石机器人为帮阳江刀具产业定制自动化方案,派驻团队入驻企业,从头学习开刃。

  国产机器人厂商如此努力,市场份额逐渐做大的情况下,减速器这个零部件也被带动加速国产替代的进程。

  特斯拉人形机器人火了,饥渴已久的市场,已经很久没有遇到这样让人兴奋的新概念了。也许现在本土机器人本体和减速器等核心零部件厂商,都实力有限,吃不到市场上最大的那块肉,但,风口之下,喝口浓汤不成问题。

中传动网版权与免责声明:

凡本网注明[来源:中国传动网]的所有文字、图片、音视和视频文件,版权均为中国传动网(www.chuandong.com)独家所有。如需转载请与0755-82949061联系。任何媒体、网站或个人转载使用时须注明来源“中国传动网”,违反者本网将追究其法律责任。

本网转载并注明其他来源的稿件,均来自互联网或业内投稿人士,版权属于原版权人。转载请保留稿件来源及作者,禁止擅自篡改,违者自负版权法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

关注伺服与运动控制公众号获取更多资讯

关注直驱与传动公众号获取更多资讯

关注中国传动网公众号获取更多资讯

最新新闻
查看更多资讯

娓娓工业

广州金升阳科技有限公司

热搜词
  • 运动控制
  • 伺服系统
  • 机器视觉
  • 机械传动
  • 编码器
  • 直驱系统
  • 工业电源
  • 电力电子
  • 工业互联
  • 高压变频器
  • 中低压变频器
  • 传感器
  • 人机界面
  • PLC
  • 电气联接
  • 工业机器人
  • 低压电器
  • 机柜
回顶部
点赞 0
取消 0