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国产减速机供不应求:行业出现转机后,产业链隐患渐显

时间:2022-11-04

来源:贤集网

导语:数据统计显示,我国工业机器人用精密减速器国产化率从2014年的11.4%上升到2021年的40.6%,减速机国产替代具备强确定性。

  我国拥有世界上最大并将持续扩大的机器人市场需求,工业机器人是制造强国的重点领域。目前,国产机器人精密减速器与国外先进产品的主要差距在精度寿命、传动效率以及产品稳定性。随着特斯拉机器人即将推出,国产精密减速器蓄势待发孕育新机遇。数据统计显示,我国工业机器人用精密减速器国产化率从2014年的11.4%上升到2021年的40.6%,减速机国产替代具备强确定性。

  1、国产减速机放量

  GGII数据显示,2021年中国工业机器人减速机总需求量为93.11万台,同比增长78.06%。其中增量需求82.41万台,同比增长95.05%;存量替换量为10.70万台,同比增长6.57%。工业机器人这一增长趋势随着新能源汽车等行业的需求爆发今年还在延续。

  工业机器人的强劲需求带动上游减速机公司业绩放量。近日双环传动(002472.SZ)发布三季报,前三季度公司实现营业收入48.25亿元,同比增长18.68%,实现扣非后归母净利润3.79亿元,同比增长100.68%;其中第三季度实现营收17.28亿元,归母净利润1.59亿元,同比增长19.43%和61.17%,相比二季度营收和净利润再次创下新高。

  双环传动在业绩预告中表示,子公司环动科技持续深耕精密减速机产品,积极布局RV和谐波两大品类,“报告期内,环动科技的产销量显著提升助推业绩增长,第三季度其主营收入相较同期增长超过75%,前三季度其主营收入相较同期超过65%”。

  秦川机床在投资者互动中透露,2021年RV减速机产销量超过3万台,约占到国产RV品牌市场份额的20%-25%,目前具备年产6-9万台套的能力,今年计划产销不低于5万台,目前在手订单饱满,有信心完成年度计划目标。

  2、国产减速器未来发展的重点

  1)谐波减速器

  谐波减速器是基于谐波传动原理发明的齿轮传动装置,由柔轮、钢轮、谐波发生器三部分构成,通过错齿运动完成谐波传动装置的减速功能。谐波减速器市场增量需求较大,全球 竞争呈现日本领先,中国并跑的格局。2021年谐波减速器的国产化率约为50%。

  作为一种小而精的传动装置,谐波减速器柔轮需要柔性变化的特征决定了其刚度和强度存在极限。因此,谐波减速器多用于工业机器人的小臂、腕部、手部等小负载部位的关节处。

  2)RV减速器

  RV减速器由普通摆线针轮减速器发展而来,投入大、加工难,国产替代之路行稳致远。特性上,RV减速器刚性好、抗冲击能力强、传动平稳、精度高,适合中、重载荷型机器人的应用。我国RV减速器产业化起步晚于日本二十多年,过去十多年的发展处于技术追赶阶段,目前国产化率仍然较低,仅约为20%-30%,国产替代空间广阔。

  由于人形机器人更多的面向机器人渗透率较低的ToC 蓝海市场,对减速器的轻量化、集成化要求更高。因此,人形机器人中谐波减速器的用量需求更大,并且机电一体化产品的应用会更广。

  机构预计人形机器人落地后,供少于求或将成为减速器行业的中长期格局。中观情境下预计2022-2027年谐波减速器产能缺口达数千万台,RV减速器产能缺口达数百万台,百亿级市场空间静待国内减速器厂商填补。

  3、转机后的危机,来自产业链的隐患

  技术的突破,规范的出台,中国谐波减速机行业似乎已经走出被垄断的阴霾,但来自产业链的隐患浮现,开始影响到初具规模的厂商。

  1)高端机床,自动化设备

  虽然号称仅次于哈默纳科的谐波减速机厂商,但绿的谐波的产能却只有对方的1/10,2020年产量11万台。

  根据绿的谐波招股书,UR机器人2019年的订单销售额2890.71万元,成为绿的谐波第一大客户。

  当前UR对谐波减速机的年需求量超过10万台,在绿的谐波的产能分配中有极高占比,产量分配中有绝对优先级。这将会引发其他客户对于绿的谐波供货量和时效性的担忧。

  扩张产能并非易事。虽然绿的谐波减速机的核心零件都能自己研发生产,但使用的加工设备、自动化机床却要从国外进口,对日企的依赖仍然很高。

  机床设备动辄百万级的投资成本,还会因为参数调试降低产品一致性——这就是国内很多减速机厂商不愿轻易扩产的原因。更遑论高档数控机床本身就是国外垄断并限制出口中国的设备。

  2)产业覆盖

  打破技术垄断的乐观过后,中国谐波减速机企业发现:自己刚刚走出百层巨塔的地下室,而哈默纳科已经在向最高的天台发起冲刺。

  谐波减速机覆盖领域非常广泛。除工业机器人外,在航空航天、半导体、医疗设备、光伏发电等“专精特新”产业上,都有大量应用。

  随着中国企业对减速机的研发越来越深入,哈默纳科“瞻之在前忽焉在后”的身影也越发让他们感到压力。

  每年研发投入超过10%的绿的谐波,尽管逐年增加研发费用,也仅能维持自身在对比国内其他公司中所拥有的领先优势。

  哈默纳科之所以在工业机器人市场被中国品牌后来居上,深层次的原因就是其产品不止供给机器人行业,因此交货响应才会非常迟滞。

  在哈默纳科2019年全球下游市场营收分布中,工业机器人虽然占比仍然最高,但数值上仅有44.9%,半导体制造设备(21.7%)和其他高端应用领域共同占比接近40%。

  在中国市场,相比竞争对手,哈默纳科在半导体设备等高端市场已有客户积累,优势明显。

  反观绿的谐波产品的下游应用,工业机器人占比达到3/4,半导体设备等高端应用占比都在小个位数上徘徊。

  即使绿的谐波最值得夸耀、击退哈默纳科的工业机器人领域,在细分市场的应用占比仍然暴露出严重问题。

  SCARA机器人(Selective Compliance Assembly Robot Arm,水平多关节机器人),主要应用于装配印刷电路板和电子零部件。2019年中国电子制造业的市场规模达到11万亿元,对于SCARA机器人的需求也在持续上涨。

  但绿的谐波输送给SCARA机器人的产品,却只占总销量的4.72%。

  近年热度高涨的DELTA(协作机器人)和服务机器人加起来不到总销量的3%。

  在中国不断取得突破的航空航天领域,绿的谐波也只有0.83%的销售业绩。

  4、一条循环往复、螺旋上升的健康产业链正在形成。

  “上海节卡”研发的节卡小助协作机器人,2020年开始为一个特殊的客户提供服务,生产由柔轮、刚轮、谐波发生器等部件组成的谐波减速机。这个客户,就是绿的谐波。

  “使用绿的谐波减速机的机器人,正在帮助绿的谐波生产机器人用的谐波减速机。”

  套娃似的玩笑话,其实代表着中国本土工业机器人在摆脱成本危机后,已经向更高端的技术发展。与此同时,这些技术正在反哺备受产能困扰的中国谐波减速机厂商,降低他们对于国外自动化技术的依赖。

  谐波减速机产线上的本土工业机器人(图片来源:节卡机器人)

  庞大市场下复杂的风口把控,绝不是一家企业的突破或一个产业联盟的影响所主导。国家的宏观推动,也绝非“补贴”、“政策倾斜”就能解释清楚:

  第一步:开放竞争与保存实力。中国一方面引进外资品牌坐大工业机器人市场,缓解市场需求,推动本土企业市场洗牌,催生更有竞争力的专精特新企业;另一方面,利用军工订单维系国企生存,保持高端技术的研发。

  第二步:保护核心部件国产替代。中国本土工业机器人利润不断被压缩的关头,竞争力和市场占比更小的日本新宝在中国建厂投产,而哈默纳科的中国工厂始终未获批准。因此绿的谐波等企业在技术突破后,才能够快速占领市场。

  第三步:制定标准,直面竞争。部分企业取得技术突破,行业拥有国产替代品后,国家牵头企业与科研院所制定赛道标准,提高门槛,淘汰技术落后的产能。同时“专精特新”政策精准扶持,快速催生头部企业。进而和外资品牌正面竞争。

  大国重器中,工业机器人与高铁、大飞机、火箭并列。在中国制造业从落后、追赶到领先的过程中,和谐波减速机一样的“小”突破正在迸发出巨大的力量。

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