自動化設備零部件數(shù)控機床行業(yè)需求分析

自動化設備零部件數(shù)控機床行業(yè)需求分析

自動化設備零部件數(shù)控機床行業(yè)需求分析數(shù)控機床裝備制造業(yè)智能制造的工作母機，是衡量一個國家裝備制造業(yè)發(fā)展水平和產(chǎn)品質(zhì)量的重要標志，也是伺服電機應用最多的行業(yè)。近年來，我國已經(jīng)連續(xù)多年成為世界最大的機床裝備生產(chǎn)國、消費國和進口國，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大。2019年，中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)規(guī)模達3，270億元，2020年受疫情影響，中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)規(guī)模下降至2，473億元，2021年受疫情的影響及能源供應限制，中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模與2019年相比呈小幅上升。預計2022年數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達3，780億元。當前我國處于產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整升級階段，先進制造業(yè)將逐步替代傳統(tǒng)制造業(yè)，隨著數(shù)控機床下游產(chǎn)業(yè)的不斷升級發(fā)展，對機床加工精度和精度穩(wěn)定性等要求越來越高，中高端產(chǎn)品的需求日益凸顯，我國中高端數(shù)控機床國產(chǎn)化將加速發(fā)展，推動上游關鍵零部件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。從工業(yè)機器人看工業(yè)自動化的長期趨勢工業(yè)自動化設備主要含有工業(yè)機器人和數(shù)控機床兩大類，就產(chǎn)業(yè)鏈而言，工業(yè)機器人是工業(yè)自動化的構成主體。在控制層面，工業(yè)機器人囊括DCS、數(shù)控系統(tǒng)等工控產(chǎn)品，進行。在控制層面，工業(yè)機器人囊括DCS、數(shù)控系統(tǒng)等工控產(chǎn)品，進行自身目標和功能的管理。在驅(qū)動層面，各類驅(qū)動器和軟啟動器等工業(yè)自動化涵蓋行業(yè)亦存在于工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)之內(nèi)。在執(zhí)行層面，伺服電機是工控和機器人產(chǎn)業(yè)均不可或缺的重要組成。工業(yè)機器人可以認為是更需運動控制的易用型數(shù)控機床。相比數(shù)控機床，工業(yè)機器人通用性更好，運動能力更強，更易操作和維護。截至2021年末，我國工業(yè)機器人年產(chǎn)量已超過數(shù)控機床，突破30萬臺，同時由于工業(yè)機器人單機價格更高，擁有更大的市場規(guī)模，2021年總體價值規(guī)模達到706億元，同期數(shù)控機床市場規(guī)模466億元。此外，工業(yè)機器人擁有更廣闊的下游集成空間，未來成長空間顯著。工業(yè)機器人是工業(yè)自動化輸出設備的典型代表，代表著工業(yè)自動化的高成長性。我國人口紅利逐漸消失，制造業(yè)就業(yè)人員持續(xù)降低，我國制造業(yè)就業(yè)人數(shù)自2013年達到峰值后持續(xù)降低，2020年已降至不足4000萬，一方面是因為15-64歲適齡勞動力人口比重持續(xù)下降，而總?cè)丝诮觊g增長趨緩，近十年凈增長不足1億人；另一方面是因為我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級加速，逐漸降低勞動密集型產(chǎn)業(yè)占比，向第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢明顯。勞動力價格持續(xù)上升，機器換人大勢所趨。人口紅利的消失伴隨著勞動力價格的上升，我國制造業(yè)就業(yè)人員年平均工資從2006年的1．8萬元持續(xù)上升到2020年的8．3萬元。但從進口均價來看，盡管庫存、匯率、類型等因素對于價格造成了一定的影響，工業(yè)機器人價格整體仍呈下降趨勢。3C產(chǎn)業(yè)機器人壽命4年左右，其他產(chǎn)業(yè)壽命則更長，維修保養(yǎng)成本也較低，生產(chǎn)效率和精度遠高于人工，制造業(yè)領域內(nèi)機器換人是大勢所趨。我國工業(yè)機器人發(fā)展主要經(jīng)歷四個階段萌芽、漸起、高增和調(diào)整。2009年之前尚未廣泛發(fā)展，處于萌芽階段，彼時汽車產(chǎn)業(yè)落后，3C電子剛剛開始承接產(chǎn)能轉(zhuǎn)移，自動化率較低，我國工業(yè)機器人安裝量自2010年起開始明顯增加，主要因為汽車、3C產(chǎn)業(yè)需求旺盛，自動化程度提高；2013年至2017年高速發(fā)展，主要由于政策及補貼密集出臺，價格下降，汽車、3C電子產(chǎn)業(yè)及自動化市場爆發(fā)增長；2018年之后充實調(diào)整，補貼開始減少，貿(mào)易摩擦也有所影響。全球工業(yè)機器人保有量增長平穩(wěn)，近年來每年增長10%左右，中國工業(yè)機器人保有量增速在2017年之前較高，年增速高達30%以上，2018年后因安裝量增速下滑及設備逐漸到期報廢，增速降至全球整體水平。中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，仍然與發(fā)達國家有一定差距。從工業(yè)機器人密度（每萬人擁有工業(yè)機器人數(shù)量）來看，我國近年來持續(xù)增長，但我國工業(yè)機器人密度仍與前列國家有一定的差距，有足夠的成長空間。從長期來看，我國工業(yè)機器人密度有望達到日本和德國的水平，目前仍有50%的增長空間。由于機器人存在折舊，普遍壽命在4-10年左右，預計未來幾年國內(nèi)工業(yè)機器人市場更新?lián)Q代需求激增。2020年我國工業(yè)機器人市場銷售規(guī)模為422億元，2022年預計達到552億元，5-10年內(nèi)有望達到年均千億的市場規(guī)模，而系統(tǒng)集成市場規(guī)模一般是本體的2-3倍，目前已有上千億規(guī)模。工業(yè)機器人代表了工業(yè)自動化的高成長性，并且有人機協(xié)作、人工智能、數(shù)字化、輕型化和普及化的趨勢，這些也都是工業(yè)自動化的趨勢。人機協(xié)作可以將人的智能性和機器人的高效性相結合，并且提升有人車間的安全性。隨著智能學習框架的發(fā)展，工業(yè)機器人有望加載人工智能算法，從工作中積累經(jīng)驗，進一步提升效率。數(shù)字化契合萬物互聯(lián)發(fā)展趨勢，一方面收集大數(shù)據(jù)進行學習，另一方面參與物聯(lián)網(wǎng)提升控制能力。輕型化可以拓寬工業(yè)機器人的應用場景，用于精密度更高的工業(yè)，為工業(yè)機器人開辟了新的機遇。普及化要求目前還未廣泛使用機器人的行業(yè)大量使用機器人，這將加快機器換人的速度，進一步提升全社會的生產(chǎn)效率。自動化設備綜述自動化設備面向整個制造業(yè)生產(chǎn)效率的提升，更符合當前高質(zhì)量發(fā)展的時代特征，具體包含了通用、專用自動化兩大類。其中，專用自動化面向下游的3C、光伏、鋰電等行業(yè)，受到下游投資節(jié)奏的影響；而通用自動化的應用領域、客戶結構更加復雜，具體包含了工業(yè)機器人、數(shù)控機床、激光器等產(chǎn)品。產(chǎn)業(yè)鏈：核心零部件重要性凸顯人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游核心軟硬件（硬件包括伺服電機、減速器、控制器、傳感器等；軟件包括機器視覺、人機交互、機器學習、系統(tǒng)控制等）；中游本體制造商和下游應用（包括迎賓接待、高?？蒲械龋Ｆ渲泻诵牧悴考匾允滞怀?，一方面高性能的零部件是實現(xiàn)機器人感知與運動的基礎；另一方面核心零部件成本占比較高。以傳統(tǒng)工業(yè)機器人為例，核心零部件占據(jù)了工業(yè)機器人整機70%以上的成本。（一）減速器主要包括諧波減速器和RV減速器，目前仍主要被日本企業(yè)所壟斷，近年來在綠的諧波和雙環(huán)傳動等國產(chǎn)龍頭的帶領下國產(chǎn)化率逐步提升?？紤]到人形機器人將為減速器市場需求帶來較大增量，根據(jù)測算2025年全球諧波減速器市場空間有望達147．5億元，2022-2025年CAGR=59．5%。（二）控制器主要控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡，近年來機器人控制器市場需求穩(wěn)步增長。競爭格局方面由于機器人控制器多為本體廠商自制，競爭格局與本體類似，國外企業(yè)占據(jù)主導地位，國內(nèi)外差距主要體現(xiàn)在軟件算法，近年匯川、埃斯頓等國產(chǎn)機器人龍頭正逐步追趕。（三）伺服系統(tǒng)主要包括驅(qū)動器和伺服電機。相較于通用伺服、機器人用伺服對響應速度，負載能力，體積質(zhì)量等要求更高，因此國內(nèi)外差距也更大。近年來匯川、埃斯頓等國產(chǎn)品牌迅速發(fā)展，在中低端伺服領域已實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，并不斷投入研發(fā)向高端伺服系統(tǒng)邁進。未來發(fā)展前景（一）政策支持促進產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展機械設備零部件生產(chǎn)對我國裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義，其發(fā)展受到了國家政策的鼓勵。2021年我國政府針對制造業(yè)出臺了一系列減稅政策，其中，先進制造業(yè)增值稅期末留抵退稅政策對于符合條件的先進制造業(yè)企業(yè)是較大的利好，促進產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。（二）自動化智能化推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展過去，我國鑄造產(chǎn)業(yè)粗放式發(fā)展，生產(chǎn)工藝較為落后，自動化生產(chǎn)水平普遍不高，生產(chǎn)效率低下，造成較高能源浪費。當前，我國與5G、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代技術相關的基礎設施逐步建設完善，制造業(yè)自動化和智能化升級，將推動我國機械設備零部件制造行業(yè)生產(chǎn)效率及產(chǎn)品品質(zhì)提升，帶動產(chǎn)能向中高端產(chǎn)品領域匯集，為產(chǎn)業(yè)未來持續(xù)、健康發(fā)展提供有力支撐。（三）下游技術升級需求強勁激發(fā)產(chǎn)業(yè)成長核心零部件產(chǎn)品具有高附加值、高毛利率特征。近年來，隨著國內(nèi)液壓、空壓與機械傳動產(chǎn)業(yè)技術和工藝水平的不斷提高，相關核心零部件國產(chǎn)需求愈發(fā)強烈，需求的持續(xù)爆發(fā)，有助于國內(nèi)優(yōu)質(zhì)連續(xù)鑄鐵企業(yè)以及機械設備零部件制造企業(yè)擺脫中低端產(chǎn)品低價競爭困局，獲取更為廣闊的增量市場和成長空間。行業(yè)競爭格局目前，全球傳動件生產(chǎn)企業(yè)主要分布在美國、德國、意大利、日本以及中國大陸。從行業(yè)競爭格局來看，國外優(yōu)勢企業(yè)憑借幾十年的技術積累，擁有強大的研發(fā)能力，產(chǎn)品性能優(yōu)異，品牌優(yōu)勢及營銷網(wǎng)絡優(yōu)勢明顯，市場占有率較高。從市場化程度來看，中高端傳動件產(chǎn)品市場由于技術水平要求高、資金密集度高、專用性強，具有較高的市場進入壁壘，市場上規(guī)模較大的企業(yè)有限，市場集中度通常較高。低端產(chǎn)品市場由于技術水平和市場準入門檻要求相對較低，市場需求較大，因此生產(chǎn)企業(yè)眾多、競爭激烈，基本呈現(xiàn)充分競爭格局。我國傳動件行業(yè)競爭較為激烈，地域分布相對較為集中，主要分布在華東、西南、閩南及華北地區(qū)。同時，我國傳動件行業(yè)整體自主創(chuàng)新能力較為薄弱，中低端過剩，高端不足的現(xiàn)象明顯，中低端產(chǎn)品占比較高。以彈簧加壓直接制動電機型式的電磁制動器屬于新型制動器，歐美等發(fā)達國家對電磁制動器的研發(fā)工作開展得非常深入，電磁制動器市場相對集中，前十名制造商的收入約占總收入的七成。彈簧加壓式電磁制動器在我國的發(fā)展起步較晚，國內(nèi)部分廠商企業(yè)借鑒國外彈簧加壓式電磁制動器的商業(yè)成品技術，研發(fā)出了一系列適應中國市場的低成本制動器產(chǎn)品。但在電梯、風電等行業(yè)對制動器安全性或?qū)勖蠓浅８叩男袠I(yè)，主要還是依賴國外進口。隨著國內(nèi)電磁技術不斷提升，對于電磁制動器在中高端領域的應用逐漸出現(xiàn)國內(nèi)供應商的身影，意味著在中高端領域逐漸開始實現(xiàn)，未來成長空間較大。替代已經(jīng)開始，國產(chǎn)化率將持續(xù)走高諧波傳動技術的出現(xiàn)是對機械傳動技術的重大突破，諧波減速機作為傳動系統(tǒng)高端產(chǎn)品的代表在機器人產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的應用。但由于我國對諧波減速機的研究起步較晚，目前諧波減速機市場仍由國外主導。哈默納科與納博特斯克占據(jù)了全球工業(yè)機器人減速機市場70%左右的份額。近年來，機器人的核心零部件國產(chǎn)化率持續(xù)上升，以綠的諧波為代表的國內(nèi)廠商已實現(xiàn)了諧波減速機的量產(chǎn)，市場占有率不斷上升。自動化設備行業(yè)競爭情況目前非標自動化行業(yè)集中度較低，千億級別市場頭部公司企業(yè)市場占有率極低。非標自動化行業(yè)總SKU量極大，單一廠商難以全面覆蓋。標準化程度相對較低，生產(chǎn)柔性要求高，對企業(yè)技術和供應鏈積淀要求高。此外，下游客戶相對分散，客戶對接工作量大。且國內(nèi)FA行業(yè)起步晚，市場隨產(chǎn)業(yè)升級步伐近年快速增長。加之信息化平臺的普及和進步，逐步使得一站式供應商突顯出其資源整合優(yōu)勢。國外企業(yè)進入中國后優(yōu)先布局，國內(nèi)企業(yè)依靠本土化和借鑒國外企業(yè)經(jīng)驗同樣加速布局。目前本領域已上市內(nèi)資企業(yè)僅有怡合達一家，未上市涉及此領域的企業(yè)還有仕瑞達、三益、工博士、愛安特、安昂商城等。自動化設備行業(yè)市場現(xiàn)狀從全球市場規(guī)模來看，全球自動化設備市場規(guī)模逐年增長，增長態(tài)勢良好。預計到2023年將達到3066．7億美元。近年來，隨著新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國工業(yè)自動化控制技術、產(chǎn)業(yè)和應用有了很大發(fā)展，促進我國自動化設備市場規(guī)模不斷增長。據(jù)統(tǒng)計，2020年我國自動化設備市場規(guī)模為1895億元，同比上漲16．08%，年均復合增長速度為7．44%，保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。自動化設備關鍵零部件行業(yè)發(fā)展特點自動化設備傳動與制動系統(tǒng)關鍵零部件，主要配套于各種類型，工業(yè)電機，最終應用于數(shù)控機床、機器人、電梯等多個自動化設備領域。自動化設備零部件行業(yè)的發(fā)展與下游行業(yè)的發(fā)展和景氣狀況有較強的聯(lián)動性。作為重要的自動化設備零部件之一，傳動與制動行業(yè)的發(fā)展與工業(yè)自動化應用領域的拓展密切相關。隨著我國宏觀經(jīng)濟的穩(wěn)定以及國家相關產(chǎn)業(yè)政策的出臺，下游行業(yè)進入快速發(fā)展階段，下游行業(yè)市場容量持續(xù)擴大，對自動化設備零部件行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生強大的驅(qū)動作用。同時，下游行業(yè)對自動化設備零部件行業(yè)產(chǎn)品性能指標要求的提高進一步推動了自動化設備零部件行業(yè)技術研發(fā)和自主創(chuàng)新能力的提升。隨著近年來全球制造業(yè)向中國轉(zhuǎn)移，傳動與制動領域的中國企業(yè)獲取了先進技術和制造經(jīng)驗，整體行業(yè)發(fā)展較快，但由于我國核心技術和高端產(chǎn)品對外依存度依然較高，國內(nèi)企業(yè)仍與發(fā)達國家的競爭對手存在較大的差距。國內(nèi)企業(yè)主要集中在傳統(tǒng)設備領域，如工程機械、重型裝備、軌交裝備、電動工具等，產(chǎn)品以中低端基礎產(chǎn)品為主，而工業(yè)機器人、高端數(shù)控機床、半導體設備等自動化設備領域依然被國外企業(yè)占據(jù)較大的市場份額，軸承、高鐵齒輪箱、機器人減速機等高端產(chǎn)品主要依賴進口。外資企業(yè)產(chǎn)品價格昂貴，售后維修保養(yǎng)費用高昂，服務響應不及時等都直接制約了我國裝備制造業(yè)工業(yè)化、自動化進程。隨著我國企業(yè)技術研發(fā)實力的不斷增強，產(chǎn)品性能不斷提升，越來越多的優(yōu)質(zhì)企業(yè)將有可能參與到高端產(chǎn)品市場競爭，進口替代潛力巨大。隨著信息技術與制造技術的發(fā)展，以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、自動化成套生產(chǎn)線等智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成，自動化設備對其傳動與制動系統(tǒng)的智能化、精度和可靠性提出了更高的要求。以諧波減速機為例，在智能制造的產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動下，隨著諧波傳動技術對以剛性構件模式進行機械傳動的突破，諧波減速機以其回差小、運動精度高、傳動比大、體積小、重量輕等特點在機器人產(chǎn)業(yè)中得以成熟應用，已成為機器人等自動化設備核心零部件之一；以電磁制動器為例，在工業(yè)自動化快速發(fā)展的推動下，電磁制動器以其制動時間短、定位精準，結構緊湊，運轉(zhuǎn)噪音低等特點，在以伺服技術為主的自動控制領域中，已成為數(shù)控機床、機器人等自動化設備的關鍵零部件之一。同時，電磁制動器在起升裝備領域中的應用逐漸由電梯向起重機、塔吊、高空平臺車、電動叉車、自動化立體停車庫、舞臺升降等多個行業(yè)拓展。隨著設備向智能化、自動化的發(fā)展，下游應用需求的變化將為傳動與制動系統(tǒng)關鍵零部件將帶來更多的市場空間。隨著我國智能制造的不斷推進，自動化設備在