重压之下,国产SCARA机器人将强势反击

    2019-09-10 10:07
    头豹研报

    2019年中国SCARA机器人行业概览

    2022-03-02

    外资寡头占据市场主动,极大考验国产SCARA机器人企业承压能力

    中国SCARA机器人行业已基本形成以爱普生、雅马哈等外资寡头主导市场竞争的格局。爱普生和雅马哈两家外资企业占据了中国SCARA机器人市场份额的60%,大多数国产SCARA机器人品牌自2012年起开始发展,起步时间普遍晚于外资企业十余年,外资企业掌握市场先发优势以及世界先进技术,几乎覆盖了中国全品类SCARA机器人的销售,国产替代率只有20%。

    SCARA机器人行业定义及核心技术分类

    SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm,即选择顺应性装配机械手臂)机器人是一种平面关节型工业机器人,其结构共有4个关节,包括3个相互平行的旋转关节,用于平面上对物体进行定位与定向,还有1个垂直于平面的移动关节,用于完成机器人末端件在垂直平面内的运动。SCARA机器人在X、Y轴方向上具有顺从性,在Z轴方向具有良好的刚性,可在有限空间中作业然后收回,主要应用在3C电子、半导体、食品、医药等相关行业的物料搬运、装配等环节。

    SCARA机器人总体结构

    来源:《高速轻型SCARA机器人的机械结构及控制系统研究进展》,头豹研究院编辑整理

    中国SCARA机器人行业产业链分析

    中国SCARA机器人行业产业链由上至下依次可分为上游零部件制造、中游SCARA机器人本体制造及下游系统集成及应用领域。

    中国自动送货机器人行业产业链

    来源:头豹研究院编辑整理


    上游:

    上游为机器人零部件制造,参与主体为中国及国外零部件制造商。SCARA机器人有4大核心零部件:控制器、伺服驱动、伺服电机、减速器。核心零部件成本约占SCARA机器人总成本的70%。从成本结构上看,成本最高的零部件为减速器,在总成本中的比重约为30%,其次是伺服驱动、伺服电机以及控制器,所占成本比重分别约为15%、15%、10%。

    中游:

    中游为机器人本体制造,参与主体为机器人本体制造商,负责SCARA机器人机构设计制造、核心零部件研发组装及机器人销售。SCARA机器人机构设计包括传动部分、执行部分和驱动部分。机器人本体制造商在确定SCARA机器人整体机械结构方案后,根据零部件要求结构强度,开发出满足生产要求的核心零部件,如控制器、伺服电机等。

    下游:

    下游为系统集成及应用领域,参与者为系统集成商及各应用领域的企业。系统集成负责机器人应用二次开发、非标自动化设计以及售后服务等,技术壁垒较低,利润水平通常在5%~10%之间,市场竞争激烈,主要的机器人集成商有以ABB、库卡、发那科为代表的国际机器人企业及以埃夫特、拓斯达、广州数控等为代表的国产集成商。


    中国SCARA机器人行业市场规模分析

    在制造业转型升级、智能制造战略实施过程中,工业机器人是实现制造业转型升级的重要工具,其发展状况得到市场重点关注。2014至2018年期间,得益于汽车零部件、3C电子、食品等劳动力密集型行业对“机器人替人”需求不断释放,中国SCARA机器人市场规模由2014年的3.0亿元迅速上升至2018年的14.7亿元,年复合增长率达到48.8%,始终保持着快速增长势头。横向来看,SCARA机器人发展增速远超六轴工业机器人增速(约30%左右),这是因为SCARA机器人拥有同步精度高、效率快等优点,同时与其它工业机器人相比具有成本优势。未来在5G的带动作用下,5G移动端、PC端等新型电子装备生产制造将推动自动化设备采购需求,将为中国SCARA机器人的发展增添新动能。

    中国SCARA机器人市场规模(以销售额计),2014-2023年预测

    来源:头豹研究院编辑整理


    中国SCARA机器人行业驱动因素分析

    Ø 《中国制造2025》将发展智能制造装备业提升至战略高度

    在智能制造深入推进过程中,中国制造业面临着两大现状问题:(1)机械化、电气化、自动化、数字化水平低;(2)各地区、行业、企业发展不平衡。在机遇与挑战下,《中国制造2025》提出推进信息化与工业化深度融合:(1)加快发展智能制造装备和产品;(2)组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的工业机器人,突破伺服电机、驱动器和减速器等核心装置技术;(3)加快汽车、轻工、食品、电子等行业等生产设备的智能化改造。在国家政策驱动下,SCARA机器人的研发与应用进程将不断加速,市场发展前景广阔。

    Ø 传统制造企业转型内在需求不断被激发

    2016年9月,中国工业和信息化部、财政部印发《智能制造发展规划(2016-2020年)》,明确指出要促进中小企业智能化改造。当前面向企业智能制造发展需求的装备、自动化、软件、信息技术等各领域正积极加强合作交流,协同创新,智能制造生态体系已进入培育期。传统制造企业自动化改造需求持续释放,将促进专精控制系统、伺服装置、减速器等配套企业深度参与智能制造生态体系建设,从而进一步完善机器人产业链,加速实现SCARA机器人的国产化、规模化。

    Ø 劳动力人口连续下降,劳动力短缺现象加剧

    中国人口发展正处于重大转折期,根据国家统计局数据,自2012年起,16~59岁劳动年龄人口数量与比重已经连续7年下降,7年间劳动年龄人口减少了2,600余万人,预计劳动年龄人口下降、老龄化加深将成为中国人口发展的中长期现象。受劳动年龄人口持续下降影响,中国劳动力供给总量下降,预计今后几年还将继续下降,劳动力供给下降将致使制造业招工难度增大,机器人应用蕴藏巨大空间,促使机器人替代人工进入工厂生产线。

    中国SCARA机器人行业驱动因素

    来源: 头豹研究院编辑整理


    中国SCARA机器人行业发展趋势

    Ø SCARA机器人将朝着高效、精确的方向发展

    随着智能制造趋势加深、机器人智能化水平和实用性不断提升,SCARA机器人将应用于更加广阔的应用环境。为应对日益复杂的工作环境,SCARA机器人将朝着高效、精细的方向发展,具体体现在机械结构、软件、控制能力三方面。

    Ø 智能化水平提升,人机协作更加和谐

    根据中国SCARA机器人行业资深专家介绍:良好的人机关系并不是机器人取代人,而是融洽的人机协作关系。计算机技术的快速发展将促进SCARA机器向着智能化、高控化方向发展,人机之间的协作交流、交互更加稳定。机器人编程方式将由示教编程向离线编程转变,相比示教编程,离线编程可减少机器人停机时间、用CAD方法进行最佳轨迹规划,更好地调试与规划工作空间、避免出错。

    中国SCARA机器人行业发展趋势

    来源: 头豹研究院编辑整理



    深度见解

    国产SCARA机器人厂商起步较晚,其产品在负载、速度、重复定位精度等方面的表现不及进口SCARA机器人。在智能制造相关政策支持下,机器人核心零部件技术受限情况将得到缓解,国产SCARA机器人精度与速度性能不断提升,与进口SCARA机器人的差距将逐渐缩小。中国SCARA机器人领域资深技术专家表示,未来2-3年,国产SCARA机器人品牌将打破外资企业垄断,进口替代步入加速期。


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