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工业机器人项目可行性研究报告

类别:行业动态日期:2021-01-07 14:25:12
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1.工业机器人行业持续复苏机器换人与国产替代双重驱动

  1.1.工业机器人行业拐点已到疫情不改复苏趋势

  根据国家统计局数据显示,我国工业机器人产量增速从2017年年底开始逐渐放缓,自2018年9月起我国工业机器人产量进入负增长,行业持续低迷,这主要是因为工业机器人作为典型的通用设备,具有一定的周期性,受下游诸如汽车、3C等行业景气度的影响较大。但从2019年10月开始,我国工业机器人产量增速首次转正,并保持上涨趋势至今,增幅屡创新高,2020年年初虽然受到新冠疫情影响但并没有改变行业上行的趋势。

  2018年3月-2020年11月中国工业机器人产量及增速

  
 

  最新数据显示,11月份中国工业机器人产量为23635套,创下历史单月产量新高,同比增长31.7%,虽然相比上月38.5%的增速有所放缓,但仍是今年第三高增速。2020年1-11月份,国内工业机器人产量累计20.68万套,同比增长22.2%,长期来看,整个工业机器人行业已经摆脱了前两年的低谷,进入新一轮的景气周期。

  从短期看,我们认为本次工业机器人行业的爆发主要是受益于两点∶一是国内疫情结束后下游制造业的快速复苏,二是疫情后各生产企业自动化升级需求的进一步增强。

  1.2.政策驱动下工业机器人市场迎来迅速发展

  自德国首先于2011年提出以智能制造为核心的"工业4.0"战略之后,各国纷纷开始制定相关政策大力发展制造业,以智能化为标志的第四代工业革命正在全球范围内蓬勃展开。其中,工业机器人作为工业化和信息化的完美结合,以其天然的数字化特性,打通了单个生产设备到整个生产网络的连接,进而支撑起第四次工业革命丰富多彩的应用场景。如果说,过去二十年互联网的发展联通了我们每一个人,那么未来二十年工业互联网的发展将会联通每一台工业机器人,从而带来生产效率乃至生产方式的全面革新。

  工业机器人在国内的发展最早可追溯到科技部的863项目,对机器人相关技术研发给予扶持。2006年2月,国务院印发了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,智能机器人首次被纳入前沿技术中的先进制造技术,之后随着2015年《中国制造2025》战略出台并实施,各级地方政府积极推进地区规划政策落实,中国工业机器人产业也迎来了迅速发展。

  当前,工业机器人在汽车、3C电子、金属制品、塑料及化工产品等行业已经得到了广泛的应用,并且随着性能不断提升,以及各种应用场景的不断明晰,我国工业机器人产业呈现出不断深化、不断扩大应用的态势,目前我国工业机器人市场约占全球市场份额的三分之一,是全球第一大工业机器人应用市场。2019年全年,全球共新增工业机器人36.5万套,亚洲地区的安装量占到了全球总安装量的三分之二,其中中国以14.05万台的安装量遥遥领先,几乎是第二名日本的三倍。

  2019年工业机器人新安装量前15名

  
 

  根据中国电子学会及IFR数据统计,在2014年到2017年的4年间,我国工业机器人市场规模几乎实现了翻倍增长,年均复合增速接近30%,2018年虽然受到宏观环境的影响增速放缓至5.9%,但仍然高于全球增速5.3个百分点。此外,与发达国家相比,我国制造业自动化水平仍然比较低,我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显,工业机器人需求依然旺盛,预计到2023年,我国工业机器人市场规模将突破100亿美元。

  2014-2023年我国工业机器人市场规模分析预测

  
 

  1.3.工业机器人产业链一览

  工业机器人产业经过30余年的发展,已经形成了一条完整的产业链。工业机器人产业链上游是核心零部件,包括控制器、伺服系统和减速器三大部分,这三种部件是工业机器人中核心技术之所在。产业链中游是机器人本体制造,发那科、ABB、库卡、安川四大家族具有明显优势,占据了全球工业机器人市场份额的40%,而国产厂商因为起步较晚,还处在追赶阶段。下游是系统集成,目前主要集中在汽车制造和3c电子行业,二者几乎占据了整个工业机器人下游应用的半壁江山,但在食品饮料、物流、光伏、锂电等长尾市场增速较快。

  工业机器人产业链图

  
 

  从整个产业链来看,上游核心零部件是一台工业机器人成本中占比最高的部分,约为70%左右,系统集成硬件成本较低,比较偏向服务,提供解决方案,而中游机器人本体厂商或采购核心零部件或使用自家的核心零部件,因此成本相差较大,二三线品牌因为不掌握核心零部件盈利水平较低。

  从盈利能力来看,产业链上游核心零部件、中游本体和下游集成的毛利率水平基本符合"微笑曲线",上游、下游毛利较高,中游本体毛利最低。上游核心零部件的高毛利主要来源于技术壁垒,下游集成高毛利主要来自于品牌溢价及客户资源壁垒。

  2.工业机器人的多应用场景

  2.1.工业机器人概览

  工业机器人自诞生以来,演变出越来越多样的机械结构,应用场景越来越广泛,当前,工业机器人可以分为多关节机器人、SCARA(水平多关节)机器人、坐标机器人、协作机器人、Delta(并联)机器人、AGV(工厂物流仓储机器人)等。

  2019年,多关节机器人在国内工业机器人市场销量约为10万台,是应用最为广泛的工业机器人,占比达到69%,SCARA机器人销量约为3.5万台,占比23%,协作机器人销量约为0.6万台,占比4%左右,并联机器人销量约为0.5万台,占比约为3.4%。

  2019年中国工业机器人市场结构-分机型

  
 

  从品牌结构来看,2019年国内工业机器人市场前四名仍然被发那科、ABB、库卡、安川所占据,占比分别为12%、11%、8%、7.6%,"四大家族"仍然是工业机器人领域的第一梯队,爱普生、雅马哈、那智等二线品牌凭借着SCARA以及小六轴等技术水平要求不高的机器人也抢占了一定的市场。而国产厂商虽然近年来进步明显,但市占率仍然较低,埃斯顿作为出货量最高的国产工业机器人厂商市占率仅为2.4%,汇川、众为兴和埃夫特等市占率均不到2%。

  2019年中国工业机器人市场结构-分品牌

  
 

  3.3.人机协作与小型化是未来工业机器人的发展趋势

  当前,工业机器人的应用场景愈加广泛,苛刻的生产环境对机器人的体积、重量、灵活度等提出了更高的要求,工业机器人正向着小型化、轻型化、柔性化的方向发展,类人精细化操作能力不断增强。此外,随着机器人易用性、稳定性以及智能水平的不断提升,机器人的应用领域逐渐由搬运、焊接、装配等操作型任务向加工型任务拓展,人机协作也成为工业机器人研发的重要方向。

  传统的工业机器人必须远离人类,一般在保护围栏或者其他屏障之后安装部署,以避免人类受到伤害,这极大的限制了工业机器人的应用效果,在很多需要人类介入的工作中就无法采用机器人来实现较高程度的自动化。人机协作将人的认知能力与机器人的效率结合在一起,从而使人可以安全、简便的与工业机器人进行配合,达到1+1>2的效果。

  协作机器人是近年来兴起的一种新型工业机器人,从多关发展而来,最早的协作机器人仅仅是在传统多关节机器人外部机器人仅仅是在传统多关节机器人外部包裹一圈柔软材料,以减小对人体的伤害。随着技术的发展和相关规范的完善,协作了区别于传统机器人的外形设计,并且借助表面力感知器、关形设计,并且借助表面力感知器,关节力矩传感器、电流估算力反馈模型等方式搭配特殊的安全算法,协方式搭配特殊的安全算法,协作机器人可以在碰到人体后自动停止,大幅增强了工业机器人的安全性,使人机协作变从市场结构来看,2019年国内协作机器人市场主要由优傲(Un和傲博占据,市占率分别为32%和23%,合计占比超过为32%和23%,合计占比超过50%。其中Universeal球范围内的协作机器人霸主,08年推出全球首款协作型机器人,全球Robots是全球范围内的协作机器人霸主,08年5万台,傲博作为国产厂商,是中国首家实现全国产化的协作机器人研发企业,是国产协作机器人龙头。

  2019年国内协作机器人市场份额

  
 

  从出货量上来看,近年来国内协作机器人实现了爆发性的增长,16 年到 18年的两年间年均复合增速高达 93%。不同于其他工业机器人的是,协作机器人因为要与人进行配合,2020 年受疫情影响较其他工业机器人更为严重,出现了较大的负增长,但随着全球疫情逐渐受到控制,生产逐渐恢复,协作机器人仍然有望凭借人机协作的进一步加深实现快速增长。

  国内协作机器人近年出货量及预测

  
 

  当前,工业机器人的应用场景愈加广泛,苛刻的生产环境对机器人的体积、重量、灵活度等提出了更高的要求。除了人机协作以外,工业机器人正朝着更小、更轻、更灵活的方向发展。

  以六轴机器人为例,六轴机器人最开始是大规模应用在汽车行业,多以负载大于 20kg 的重负载型号为主,而随着近年来六轴机器人逐渐向 3C电子、金属加工、食品饮料、新能源等行业扩展,负载小于 20kg的小六轴越来越受到市场的偏爱。

  2016 年至今,小六轴机器人的增速一直高于大六轴机器人,尤其是近两年在大六轴机器人负增长的情况下,这种差距还有进一步扩大的趋势。可以看到,小六轴在六轴机器人中的占比一路上升,预计 2020 年小六轴机器人出货量的占比将接近 60%,而小六轴机器人技术门槛低于大六轴机器人,这也将利好国产机器人厂商,削弱外资工业机器人厂商的优势。

  工业机器人项目可行性研究报告编制大纲

  第一章总论

  1.1工业机器人项目背景

  1.2可行性研究结论

  1.3主要技术经济指标表

  第二章项目背景与投资的必要性

  2.1工业机器人项目提出的背景

  2.2投资的必要性

  第三章市场分析

  3.1项目产品所属行业分析

  3.2产品的竞争力分析

  3.3营销策略

  3.4市场分析结论

  第四章建设条件与厂址选择

  4.1建设场址地理位置

  4.2场址建设条件

  4.3主要原辅材料供应

  第五章工程技术方案

  5.1项目组成

  5.2生产技术方案

  5.3设备方案

  5.4工程方案

  第六章总图运输与公用辅助工程

  6.1总图运输

  6.2场内外运输

  6.3公用辅助工程

  第七章节能

  7.1用能标准和节能规范

  7.2能耗状况和能耗指标分析

  7.3节能措施

  7.4节水措施

  7.5节约土地

  第八章环境保护

  8.1环境保护执行标准

  8.2环境和生态现状

  8.3主要污染源及污染物

  8.4环境保护措施

  8.5环境监测与环保机构

  8.6公众参与

  8.7环境影响评价

  第九章劳动安全卫生及消防

  9.1劳动安全卫生

  9.2消防安全

  第十章组织机构与人力资源配置

  10.1组织机构

  10.2人力资源配置

  10.3项目管理

  第十一章项目管理及实施进度

  11.1项目建设管理

  11.2项目监理

  11.3项目建设工期及进度安排

  第十二章投资估算与资金筹措

  12.1投资估算

  12.2资金筹措

  12.3投资使用计划

  12.4投资估算表

  第十三章工程招标方案

  13.1总则

  13.2项目采用的招标程序

  13.3招标内容

  13.4招标基本情况表

  第十四章财务评价

  14.1财务评价依据及范围

  14.2基础数据及参数选取

  14.3财务效益与费用估算

  14.4财务分析

  14.5不确定性分析

  14.6财务评价结论

  第十五章项目风险分析

  15.1风险因素的识别

  15.2风险评估

  15.3风险对策研究

  第十六章结论与建议

  16.1结论

  16.2建议

  附表:

  关联报告:

  工业机器人项目申请报告

  工业机器人项目建议书

  工业机器人项目商业计划书

  工业机器人项目资金申请报告

  工业机器人项目节能评估报告

  工业机器人行业市场研究报告

  工业机器人项目PPP可行性研究报告

  工业机器人项目PPP物有所值评价报告

  工业机器人项目PPP财政承受能力论证报告

  工业机器人项目资金筹措和融资平衡方案