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中国工业机器人,由守转攻

中国工业机器人制造业想要真正突围,就必须要解决技术被「卡脖子」的问题。

11 月 23 日晚,美的集团发布公告,将收购KUKA Aktiengesellschaft(库卡集团) 全部股权并私有化。本次收购结束后,库卡将从法兰克福交易所退市,成为美的全资控制的境外子公司。

这次收购对于美的,甚至中国工业机器人制造业都是一个极大的利好。

之所以这么说,是因为库卡本身就是工业机器人领域的头部企业,与瑞士 ABB、安川电机、发那科并成为「四大家族」,拥有工业机器人、协作机器人、物流仓储机器人、AMR(移动机器人)等众多产品线。

据悉,早在2017年时,美的生产线就开始使用库卡机器人,这一次库卡产品和技术全面属于美的之后,可以料想到美的或许可以通过库卡,可以使中国的工业机器人制造技术再上一个台阶。

工业机器人对于目前中国制造业来说是个炙手可热项目,如今已经占领了工厂的很多岗位,成为了工业市场上新的劳动群体。毕竟,机器人不但可以实现 24 小时无休,还不用准备加班餐,更不会有人摸鱼偷懒。

蒸汽机推动了*次工业革命,内燃机点燃了第二次工业革命,如今的新科学技术成为第三次工业革命的战场。

在这个战场中,工业机器人是突击队,他们大大提升了工业生产的速度及精良性,也使得工业发展的进程向前跨越了一个阶层。

工业机器人在中国市场处于怎样的地位,在发展上,中国企业又起到了哪些作用呢?随着机器人种类越来越多,分工越来越细,我们是否能够在这次的技术革命中占据一席之地,从而摆脱技术封锁的困境。对工业机器人这一赛道来说,既是机遇也是挑战。

01 工业机器人,炙手可热的中国市场

卓别林在电影《摩登时代》中演绎过一个经典场景,他所饰演的工人查理每天*的任务就是扭紧六角螺帽,结果最后在他的眼睛里*能看到的东西就是一个个转瞬即过的六角螺帽。虽然讽刺,但却是上个世纪血汗工厂的真实写照。

这个情景在如今的现代化工厂中已经再也见不到了。

查理这种重复性强、学习性弱、危险性高的工作,已经被工业机器人所取代。不仅在汽车、电子等重工业生产链中应用极广,甚至连薯片、可乐、包子制作都有工业机器人的身影。

随着视觉、触觉传感系统以及智能化的发展,工业机器人的工作走向了精密化、复杂化。

过去,存在于大众想象中的机器人主要是帮助工人完成车辆喷漆,钢铁焊接,车门装配等重体力活。现在印象里笨重的工业机器人也能极为细致、精密的工作任务,比如工业瑕疵的探测,电子零件、汽车精细部件安装。

其实,中国工业机器人的发展史就是一部中国工业现代化变革史,一定程度记录着我国第二产业的演变。发展到现在,全球近300 万的工业机器人正在服役,中国市场的工业机器人占了 4 成。

据国际机器人联盟(International Federation of Robotics, IFR)统计,自 2013 年起,中国连续 8 年在工业机器人的保有量上占据世界首位。2020 年,受疫情影响,全球的机器人市场出现下滑,但中国市场却不减反增,市场规模达 422.5 亿,相较 2019 年同比增长 18.9%,到 2021 年,国内市场规模将进一步扩大,达到 445.7 亿元。

从显示每 1 万名工人使用的机器人台数的「机器人密度」数据来看,中国为 187 台/万人,排在世界第 15 位,超过全球平均水平 113 台,但与排在前位的新加坡(918 台)、韩国(868 台)还存在一定差距。

但作为*拥有全部工业门类的国家,且伴随着“劳动力越来越贵,招工越来越难”问题,相信中国未来还将需要大量工业机器人。

把时间线拉长来看,近半个世纪以来,中国工业增加值从 1952 年的 120 亿元增加到 2021 年的 50 多万亿元,年均增长 11%。其中新能源汽车、集成电路的产量是工业领域增长最快的两种产业,也是工业机器人的需求密集区。

曾几何时,特斯拉的超级工厂震撼了中国的汽车制造业。冲压生产线、车身中心、烤漆中心和组装中心有超过 150 台机器人参与工作。而目前,中国的新能源汽车制造业,在自动化方面也有了长足的进展。蔚来做电机的 XPT 工厂,就以高智能化、高自动化、先进制造著称,自动化率达到 95%。

随着目前新能源汽车产销量的全面提升,工厂如雨后春笋般生长,未来工业机器人在中国的需求将进一步扩大。这也是美的全面接手库卡,对中国工业机器人制造业产生重大意义的原因。

需求增长的同时也带来大量的利润空间,瑞士 ABB 公司 2021 年三季度财报显示,其订单额为 78.66 亿美元(约合人民币 502.34 亿元)毛利润为 22.94 亿美元(约合人民币 146.5 亿元),也就是说,其产品的利润率能到达惊人的 41.17%。而中国就是其稳定的大客户。

中国工业市场对于工业机器人的巨大需求,一方面能看出机器换人的趋势愈发明显,另一方面也能从中看到伴随着新能源汽车等产业的发展,中国工业经济越发强劲的脉搏跳动。

02利润去哪了

面对如此广阔的发展空间和巨额利润,中国的工业机器人制造商却很难赚到钱。

资料显示,2020 年,中国工业机器人进口金额约为 8.29 亿美元,是出口额的 4 倍。和芯片市场一样,中国面临的境况是——市场是我们的,利润是别人的。

原因主要集中于两点。首先是起步晚,没有形成先发技术优势。一个显而易见的对比是,早在 1970 年,当我们还在进行工业机器人基础理论的研究时,机器人「四大家族」已经开始了商业化规模的应用以及全球专利的布局。

其次是,早期机器人核心零部件需要进口,导致我国工业机器人制造成本高,利润低。90 年代末,我国工业机器人领域奋起直追,建立多个机器人产业化基地和科研机构。在国家 863 计划的支持下,逐渐完成工业机器人的国产化。形成除核心部件外,其余部分全部自主生产的「一代工业机器人」。

但是一代工业机器人的利润并不高,中国企业生产的大多为中低端产品,而高端产品还需进口。我们出口一台工业机器人大约是 1.6 万元,而进口一台则需花费 8.6 万元。

形成差距的主要原因在于工业机器人的三大核心零部件:控制器、伺服电机、减速机。这三个零件的成本约占整机成本的 70%。由于核心零部件的高技术壁垒,当时中国在这三个零部件的国产化还无法实现全面替代进口。

控制器是工业机器人的大脑,决定了机器人的姿态、轨迹等主要性能,中国的控制器市场被四大家族发那科、库卡、ABB、安川电机占据,市场份额超过 80%。

决定机器人自由度的伺服系统,被日本及欧美企业瓜分,松下、安川常年占据中国市场份额的前两名,占比 40% 左右,汇川科技、雷赛智能等中国企业加起来的占有率仅 13%;而减速器的市场形态更是艰巨,作为工业机器人的精度保证,日系企业纳博特斯克和哈默纳科垄断全球市场。

可以看到,工业机器人的核心部件都在头部手中把持着,也就是说,中国工业机器人制造商的大部分利润又通过高价进口的零部件,回到了以「四大家族」为代表的海外巨头手中。

中国工业机器人制造业想要真正突围,就必须要解决技术被「卡脖子」的问题。

而这并不是一个容易解决的问题,和制作芯片的光刻机一样,一项技术如果只掌握在一家或几家手中,就会形成寡头效应,想要达到与之并肩的地位,就需要付出原生成本的几倍甚至几十倍。如果再遭遇技术封锁,那么壁垒就会更高,除了该技术本身,就连与之相关的产业链都需要经历从无到有的过程。

如今,经过近 20 年的发展,我国工业机器人制造市场规模将近 400 亿元,据国家统计局统计,2021 年 1-2 月份,全国规模以上工业企业的工业机器人产量 4.54 万套,同比增长 117.6%,创下历年同期新高,而工业机器人的核心零部件的国产化率也在持续提高。

国内企业开始做机器人本体,从码垛、喷涂、冲压到小六轴、SCARA,二代国产工业机器人开始在市场上展露头角。

03工业机器人制造,从跟随到进击

时至今日,美的全面私有化库卡,已经从侧面反映出了技术与权力从机器人四大家族手中,回到国内企业手中。

究其根本,是创新代替模仿的结果。

光源资本资深财务顾问周道航认为,2017 年之前,国内的机器人公司主要通过模仿四大家族,以更低的成本去国产替代四大家族的产品。但是到了 2018 年,一大批结合着 AI 深度学习、3D 视觉、力控等新技术的变革的机器人企业在中国涌现。

随着中国机器人市场的不断扩大,应用技术的日渐成熟,资本逐渐认可机器人市场的利润空间以及中国企业的技术能力。现在,中国机器人产业从过去的「战略跟随」开始向「战略进攻」方面进击。

国家统计局显示,今年 1-7 月份,中国工业机器人产量是 20 万台左右,增速是 64%。在资本战场,工业机器人市场从 2017 年的 56.8 亿人民币总投资金额一路飙升至 2020 年的 129 亿人民币,总融资额在 3 年内增长了 127%。2021 年第三季度,工业机器人市场已发生的投资数量已经达到 64 件,总融资额也达到了 123 亿人民币。

在核心部件方面,目前已有不少国内厂商取得了不同程度的突破。不融资不上市的乡镇企业——南通振康机械有限公司,目前已经实现了 RV 减速器的量产;华中数控、新松等国产厂商在控制器硬件上已接近国际先进水平;微光股份、江特电机等 20 多家伺服电机的生产厂商,已具备自主产权和较大生产规模。

技术的突破得益于产业政策的合理规划。近年来,中国以区域为单位,根据每个地区的产业特点,形成产业聚集区,完善产业链发展。以长江三角洲为例,工业机器人企业数量就超过 3000 家,实现以大代小,以点带面的发展路径,打造产业链的国产化。

在工业机器人制造方面,南京埃斯顿、安徽埃夫特、广州数控、新松四家企业逐渐崛起,被业内称为工业机器人「国产四小龙」。其中埃斯顿 2021 年上半年财报显示,营业收入达 15.62 亿元,同比增长 33.17%,而其营收的 30% 是用来发展技术,以高投入进行的技术研发,初步解决了国产工业机器人卖不出去的困境。

除了对技术研发的高投入,中国工业机器人制造商们还走出了另一条「进击」之路。以国内外企业合作方式共同建立合资公司,或者对拥有尖端技术的外资企业进行收购,加快机器人产业国产化进程。

以埃斯顿为例,自 2020 年 4 月,埃斯顿收购了全球久负盛名的机器人焊接领域*企业克鲁斯 Cloos,并利用 Cloos 的激光器和传感器技术,生产出更高精度的焊接机器人。在这之后,其盈利增速高达 96%,在最新的市场排名中已经跻身全球机器人市场前十。

2017 年,美的收购了库卡(KUKA)约 95% 的股份,共同推进库卡在中国市场的业务。很多人并不看好当年的这一步,因为库卡当时经营不善,2018 年净利不足 1 亿元,降幅超八成。况且美的重金收购的同时,还签订了<技术隔离协议>等一系列不平等条约。这些年,美的不但要为库卡承担损失,还没有技术可以学习,很多人认为美的「亏了」。

但是,苦尽甘来,美的如今私有化库卡,将进一步消除技术协同障碍,库卡有产品有技术,中国有市场有服务,在库卡德国基因的支持下,美的将在自动化浪潮中抓住更多的先机。

如今,中国的制造业在飞速增长,工业机器人的需求量旺盛。有中国充满活力的市场作为背书,本土工业机器人产业将会拥有更多机会。通过产业政策的正确引导与精准扶持,中国的工业机器人制造企业以各地区的工业产业为基点,逐渐形成「合纵」之势。

未来,国产工业机器人在国际市场的话语权将进一步提升。

虽然与头部企业相比,我们在核心技术上还有不足,但是「工欲善其事, 必先利其器」,只要坚持自主创新,哪怕是「乡镇企业」最终也会将技术牢牢掌握在自己手里,进而实现产业阶级的跃迁。

参考资料:

外资工业机器人 4 强竞相在中国增产——日经中文网

中国机器人产业发展报告——中国电子学会

中国成为*拥有全部工业门类国家——人民日报海外版

2021 年 10 月份规模以上工业增加值增长 3.5%——统计局网站

起底已实现量产的国产 RV 减速器企业——搜狐

国产机器人「四小龙」之一的埃斯顿净利润暴增 85%-135%——OFweek 机器人网

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