工业机器人被誉为“制造业皇冠上的明珠”，是带动产业转型升级的强劲动力，同时也是提升国家实力与竞争力的关键所在。近年来，在我国人口红利不断消散、自动化需求日益增强的背景下，同时随着人工智能、5G、工业互联等新技术的应用，工业机器人的应用场景和市场规模迅速扩张，发展前景一片蓝海。
一、中国工业机器人行业市场空间
对比发达国家，我国工业机器人仍有较大提升空间。2018年我国每万名产业工人所拥有的工业机器人数量仅为64台、仍低于全球水平，而韩国、日本、德国、美国每万名产业工人所拥有的工业机器人数量分别为774台、327台、338台、217台。2018年我国工业机器人发展水平类似于日本1985年。参考日本经验，我国工业机器人行业有望从2020年起行业企稳复苏，随后进入中速发展阶段，预计2019-24这五年我国工业机器人发展轨迹类似于日本1986-1990年。
根据国元证券的报告预计，2024年我国工业机器人销量达34.2万台，本体市场规模达557亿元，系统集成市场达1672亿元。预计到2024年我国工业机器人密度达200台/万人，密度复合增速20.5%；预计2019-2024年本体销量复合增速18.5%，本体与系统集成收入复合增速将达12.6%。
二、多维度分析中国工业机器人的发展前景
作为世界第一制造大国，我国工业机器人市场发展较快，自2013年开始，连续6年成为了全球最大的工业机器人需求市场，2018年中国工业机器人全球占比约36.5%。我国制造业结构复杂而多元，包含汽车，电子、食品饮料、金属加工、化工、设备制造等诸多细分领域，工业机器人应用领域长尾效应明显。目前汽车产业和电子产业仍是工业机器人份额最大的两个应用下游市场，一直以来均被国际工业机器人“四大家族”所占据，“四大家族”即瑞士的ABB、德国的库卡、日本的发那科和安川电机。
国内工业机器人产量增速自2017年末开始持续下降，2018年9月开始负增长，持续低迷，但19年10-12月连续三个月增速为正，且增幅逐月加大，预示国内工业机器人行业复苏在即。日本工业机器人订单19年11月份连续三个月大幅正增长，也佐证了工业机器人行业复苏的迹象。 工业机器人行业低迷主要原因是下游汽车、3C电子等行业周期性投资减少。工业机器人市场趋于疲软只是暂时性现象，“倒春寒”后或迎春天。从2018年下半年开始到2019年上半年，我国汽车市场、智能手机市场，销量和产量确实有所下降；但是2019年10月起行业已出现明显的复苏迹象。汽车和3C终端销量经历过阶段性下滑之后有望逐渐回暖，带动新一轮产能投资，从而刺激工业机器人需求的再一次高增。
汽车市场方面，疫情爆发后，2月份汽车销量下滑79%，受挫显著。习总书记讲话提出：要积极稳定汽车等传统大宗消费，鼓励汽车限购地区适当增加汽车号牌配额，促进汽车及相关产品消费。目前已有十余个城市陆续出台汽车消费刺激政策。随着汽车行业刺激政策在逐步明朗，消费者购车信心有望逐步恢复，从而带动汽车工业固定资产投资触底回升。3C电子市场方面，2020年作为部署5G的关键年，年初以来，国内各大终端厂商相继发布了自己的5G新品。在疫情影响下，5G在远程医疗、高清直播、智能机器人等场景的创新应用，让人们感受到了5G技术应用所带来的效率提升，看到了5G产业的广阔前景。疫情过后，5G建设及其在垂直行业的应用还将迎来新的高峰。疫情虽对供需有所冲击，但需求端为确定性市场，5G、AI、IoT仍是未来长期赛道。在国内5G建设全面推进背景下，5G手机的普及和换机潮必然加速到来，有望带动计算机、通信、消费电子行业的固定资产投资，进而拉动工业机器人需求向上。
对比日本的情况来看，日本人口老龄化比中国早约30年，我国现在相当于日本上个世纪九十年代。国际上，通常把65岁以上人口占总人口的比重达到7%的国家或地区，定义为“老龄化社会”，而超过了14%就被称为“老龄社会”。据相关资料统计，1970年日本65岁以上的人口已经占到社会总人口的7.06%，正式进入“老龄化社会”；1995年这一比例升至14.54%，进入深度“老龄社会”。中国在2001年就已开始进入了老龄化社会，预计2025年进入老龄社会。从工业机器人密度看，2018年我国工业机器人密度与日本上个世纪八十年代中期水平相当。中国在2012-2018年，工业机器人实际上密度从11台/万人增长到64台/万人，用了6年时间，销量复合增速是37.3%，无论是销量增速中枢还是机器人密度都是与日本上个世纪八十年代中期水平相当。参照以上数据推测，我国工业机器人未来5-10年将迎来快速发展。人口老龄化和劳动力成本上升是两大不可逆的趋势。我国总人口上涨趋缓，劳动力人口比例在2011年达到拐点，14-65岁人口占总人口比例达到74.5%的顶峰，人口红利逐渐消失。2010年-2019年，我国制造业城镇单位就业人员年平均工资复合增长率达9.7%，劳动密集型代工生产为核心的制造业务面临着劳动成本快速上涨的挑战，因而机器人替换人工是大势所趋、迫在眉睫。
三、工业机器人的产业链情况
工业机器人本质上是一种面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，靠自身动力和控制能力来实现各种功能。工业机器人产业链上游是核心零部件：包括减速器、伺服系统、控制器；中游是机器人本体制造，下游是系统集成 高端核心零部件成本占比约70%以上，产业链中盈利能力最高。从工业机器人成本构成来看，三大零部件是产业链中技术壁垒最高、成本占比最大的环节：控制器、伺服电机和精密减速器，成本占比分别为12%、24%、36%。从盈利水平看，上游零部件的毛利率也相对较高，其中减速器毛利率为40%，伺服系统为35%，控制器为25%；中游机器人本体毛利率最低、为15%；下游系统集成毛利率为35%。1、减速器
减速器是一种精密的动力传达机构，其利用齿轮的速度转换器，使伺服电机在一个合适的速度下运转，并精确地将转速降到工业机器人各部位需要的速度，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。大量应用在关节型机器人上的减速器主要有两类：RV减速器和谐波减速器。
日本两大减速器巨头垄断全球市场份额接近75%。对于高精度机器人减速器，日本具备绝对领先优势，目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的Nabtesco和Harmonic Drive两家垄断，包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。
2、伺服系统
伺服系统（servo mechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置等达到灵活方便的效果。一个典型的伺服系统包含有伺服驱动器和伺服电机，以及伺服反馈装置（编码器）。目前编码器通常嵌入于伺服电机。 在2018年的伺服市场中，前三名仍被日系伺服品牌牢牢占据，合计占比达40%，其中安川占比14.9％，排名第一位，紧随其后的是松下（13.6%）和三菱（12.0%）。；欧美系厂商份额占比为17.4%。
在伺服电机中，电机编码器芯片依赖进口是导致国产伺服电机不能完全替代进口产品的主要原因，国产伺服电机在复杂工况环境时的性能大打折扣，也是阻碍国产伺服电机进军高端市场的重要原因之一。 3、控制系统
机器人控制系统相当于机器人的大脑，对机器人的性能起着决定性的影响，主要任务是控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹，操作顺序及动作的时间等。它同时具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。在工业机器人领域，控制器与本体一样，一般由机器人厂家自主设计研发，以保证稳定性和维护技术体系。 控制器的市场份额基本和机器人本体保持一致。以发那科、安川、库卡、ABB为代表的四大家族普遍采用自产自用的生产模式，四大家族的控制器合计占据约53%的市场份额，其中发那科占比为16%，库卡占比为14%，ABB为12%，安川为11%。国内控制器份额约为16%。
我国机器人控制器行业发展相对成熟，是机器人行业中与国外技术差距最小的关键零部件产品。
4、机器人本体
机器人本体结构是机体结构和机械传动系统，由传动部件、机身及行走机构、臂部、腕部、手部五部分组成。工业机器人本体按照坐标形式可分为直角坐标型、SCARA型、多关节型、并联型等。目前国内主流的工业机器人有三类，分别为多关节机器人、SCARA机器人和直角坐标机器人。从市场结构看，2018年国内多关节、SCARA、坐标机器人销量合计占比超94%。其中，多关节机器人全年销售9.72万台，同比增长6.53%，占比为62%。应用于装配作业的机器人手臂SCARA机器人实现了52%的较高增速，实现销售3.3万台，占比为21%。坐标机器人销售总量不足2万台，同比下降17%，占比约为12%。
从具体本土品牌来看，国产机器人企业中，埃斯顿、埃夫特、新松、广州数控、新时达等都已经在产业链中游和上游进行拓展，迅速布局全产业链，通过自主研发或外延并购等方式掌握零部件和本体的研发技术。“中国制造2025”国家战略指出，到2020年培育出2-3家年产万台以上的机器人龙头企业，各家企业正积极响应国家战略，应对市场需求，大幅提升产能。 5、系统集成
我国机器人相关企业中，90%为机器人系统集成企业。机器人系统集成商是连接上游零部件企业、本体企业和下游制造企业的主要桥梁，为终端客户提供应用解决方案，标准化的机器人本体不能完成任何工作，集成商做完工业机器人应用二次开发和周边自动化配套设备的集成后，才能为终端客户所用。
工业机器人应用常见于四大领域，分别是搬运、加工、检查及组装领域，各领域又分为多个工艺。其中，搬运是精度和负载要求相对较低的工艺，终端用户的集成需求没有那么高，目前运用最为广泛。
系统集成业务是工业机器人制造商的必经之路，系统集成环节的技术难度比工业机器人本体、核心零部件等环节低，但其商业模式更倾向于轻资产模式，市场空间大约是本体环节的3-4倍，是大多数国产的工业机器人厂商必然会拓展的环节。国产厂商凭借对细分行业的深度理解，相对外资企业而言，本土化服务更具有性价比优势，包括渠道优势、价格优势、工程师红利等。目前，集成商在做方案时依然大部分采用进口的机器人品牌，但已经开始尝试使用应用效果不错的国产品牌来降低成本，可以预见，产业链整合是趋势。
四、四小家族之一埃夫特：科创板上市
埃夫特是一家工业机器人整机和系统集成制造商，处于国产品牌第一梯队。相比国外机器人“四大家族”，公司与新松机器人、新时达、广州数控被称为“四小家族”。据《中国机器人产业发展报告（2019）》分析，公司位于国内机器人厂商第一梯队。
1、公司业务分析
2020年7月15日，奇瑞集团孵化企业——埃夫特智能装备股份有限公司（以下简称“埃夫特”）正式登陆A股市场，在上海证券交易所科创板挂牌上市（股票代码：688165）。这是继2018年芜湖伯特利汽车安全系统股份有限公司主板上市之后，奇瑞集团战略性孵化出的又一家上市子公司，埃夫特也成为奇瑞集团和芜湖市的首个科创板上市公司。以下是公司的财务数据：
通过上表不难发现，公司已经连续三年亏损，经营性现金流也连续三年为负值。公司扣非的净利润与净利润差异较大，主要是因为公司接受政府补助的金额较大所产生的，以下是过去三年公司接受政府补助的情况：
公司的主要业务分为三大类别：核心零部件产品、整机产品、机器人系统集成解决方案，具体如下：
公司的主要收入来源为系统集成，另外包括一部分的机器人整机业务，公司的收入情况如下：
公司2019年系统集成收入出现下降情况，主要原因有：
1）境外子公司EVOLUT战略转型，收缩业务规模；
2）下游汽车行业出现“动能转换”，行业整体投资放缓；
3）伴随对海外公司技术的承接，境内主体主动切换目标项目类型，减少低附加值的简单夹具和机械化项目，重点开拓技术附加值高、毛利率较高的焊装主线项目。该等切换需要过程，影响了2019年国内系统集成收入的确认。
2、公司毛利率分析
2019 年，公司系统集成毛利率有较大幅度提升主要来自汽车行业系统集成毛利率进一步改善。伴随着公司对于收购公司核心技术的吸收与转化与上游核心零部件采购成本的持续下降，系统集成业务毛利率有望持续提升。 公司系统集成下游应用主要包括汽车与通用工业行业，目前来自汽车行业收入占比较高。公司通过外延并购WFC 与自主研发形成了掌握核心技术的生产线，境内公司的汽车行业系统集成收入也出现了大幅增长，2019 年系统集成业务汽车行业收入占比74%。汽车行业系统集成毛利率进一步改善，一方面由于 WFC的汽车白车身焊装业务毛利率回升，另一方面，由于吸收海外先进技术，国内公司在汽车行业的系统集成业务核心竞争力逐步增强。
公司机器人整机业务保持增长，毛利率也逐渐上升。公司整机业务近年来保持增长，2017年国内机器人市场需求强劲，收入同比增长58.57%。最近两年，由于贸易战等影响，下游需求出现波动，增速有所放缓，2018 年同比增长12.71%，2019 年为5.48%。伴随着销量上升和核心零部件采购成本下降，该业务毛利率稳步上升。3、外延并购情况
由于机器人产业国外起步早，技术领先国内多年，外延并购海外企业的方式比较适合机器人行业，直接吸收国外先进技术可以缩短自主研发周期，降低研发成本。公司先后收购了海外企业CMA、EVOLUT、WFC，拓展了喷涂、抛光打磨、切割等新的应用场景，产品覆盖3C 电子、陶瓷卫浴等通用工业与汽车制造行业。公司整机业务原为面向汽车行业的点焊、搬运等需求的大型负载机器人。公司收购意大利喷涂企业CMA 并设立芜湖希美埃，引进、消化、吸收CMA 智能喷涂机器人技术，开拓了喷涂机器人产品。参股意大利控制器、驱动器生产企业，吸收控制系统和操作平台核心技术，设立子公司瑞博思作为承接技术平台，帮助公司提升机器人核心零部件的自产化率，降低核心零部件的采购成本，从而提升公司核心竞争力。公司通过积极的海外并购，业务范围已经覆盖产业链上游。以子公司瑞博思为生产主体的控制器；产业链中游—整机制造；产业链下游—系统集成的全产业链覆盖。未来伴随着公司在机器人整机核心零部件领域的技术突破，继续向产业链上游深入延伸。五、中国未来或将出现国际工业机器人巨头
工业机器人是智能制造领域最具代表性的产品。“快速成长”＋“进口替代”是现阶段我国工业机器人产业最重要的两个特征，未来国产机器人厂商走向国际大有可为。
改革开放后，我国全球第一的工业体量为自动化需求提供了天然土壤。1978年，自改革开放以来，我国完成了能源、钢铁、化工、机械制造等重工业建设，此外，也逐步向汽车制造、电子通信、航空航天等高端工业实现产业结构不断的升级。我国制造业增加值自2011年超越美国之后，连续多年位列世界第一，2019年中国实现工业增加值31.7万亿元，占全球制造业比重约30%，1978-2019年复合增长率达13.7%，。我国庞大而全面的工业基础为自动化需求提供了天然土壤。
市场就是硬道理——中国保持全球最大工业机器人消费市场，2018年全球占比约36.5%。作为世界第一制造大国，我国工业机器人市场发展较快，自2013年开始，连续6年成为了全球最大的工业机器人需求市场。据IFR统计，2018年中国工业机器人销量15.4万台，全球占比约36.5%，超过了美国和欧洲市场的总和。汽车和3C电子行业是工业机器人应用最多的两大行业，近年来其他行业应用的长尾效应是未来主要趋势。根据MIR DATABANK（睿工业）统计数据，2018年我国工业机器人汽车占比35.3%（包括汽车整车、汽车零部件和汽车电子），3C行业电子占比为23.3%。此外，从涉及行业范围来看，2018年自主品牌工业机器人应用行业继续扩大，已涉及国民经济47个行业大类和126个行业中类，已从汽车制造业推广到电子电器等其他制造业，在食品饮料、物流、光伏、锂电等长尾市场应用增速较快，工业机器人行业下游的需求呈现多元化趋势。
依托于我国制造业的多元化需求，我国工业机器人企业将能够暂时避免与“四大家族”的正面交锋，实现弯道超车。目前汽车产业和电子产业仍是工业机器人份额最大的两个应用下游市场，对机器人本体和集成要求都较高，一直以来均被国际工业机器人“四大家族”所占据。而除此之外的其他行业的客户存在采购规模小、资金实力有限、价格敏感、需求分散，整体市场需求量较大等特点，该市场一直以来都不是行业巨头重点布局的方向。
国产品牌机器人在一般制造业中优势明显，产品结构从低端逐渐往高端化切入。对于整个中国机器人市场的情况，多关节型机器人在整个市场份额接近60%。而对于中国本土机器人产品的市场分布情况，2018年多关节型机器人占到43%，实际上和国际大的趋势是差不多的。这说明国产机器人产品在整个行业不利的背景下，无论是多关节型、坐标型，还是平面关节型机器人都在快速增长。分行业看，国产机器人在在金属加工和塑料化工的行业国产占比分别为73.4%、64.8%，可以看出在一般制造业中国产机器人并不落后于外资企业。
我国正在从人口大国向人才强国转变，工程师红利期为企业创新注入新鲜活力。新中国成立70年以来，特别是改革开放以来，我国基础教育和高等教育齐头并进，人口文化素质显著提升。过去10年积累了雄厚的高素质人才，包括6739万大学生、529万研究生。2019年，国内拥有大学专科以上学历的人才达2.0亿人，占就业总人口中比例达26.3%，且比例逐年上升。面对工业机器人行业广阔的市场前景，我国机器人企业虽然发展起步晚，但我国机器人企业发展却很迅速，持续进行研发投入，尤其是骨干企业的研发生产能力不断提高。例如，沈阳新松、南京埃斯顿、安徽埃夫特、广州数控、上海新时达等企业不断发展壮大，产业化能力不断提升。国内工业机器人企业加码海外并购，引进吸收逐步突破核心技术。自2017年美的公司并购工业机器人巨头KUKA开始，国内工业机器人企业已进行十几宗海外收购，各项核心技术有望借并购平台实现进一步突破。以埃斯顿为例，公司深耕于工业机器人领域，依靠多年的技术研发和并购拓展，其工业机器人产品近80%的核心零部件已可以实现自供。总体来看，目前我国企业在控制系统方面已经取得明显进步，在硬件方面已经可以媲美国外产品，但是在控制算法方面有待提高。在伺服系统和减速器板块，我国现有技术仍然与国外厂商有一定差距，但国内厂商已经开始攻破伺服电机、谐波减速器等核心零部件的部分难题，有望取得更大进展。
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