工业机器人大局，中国的价值在哪里

一、源自美国，繁荣于日本，中国接棒
1、工业机器人类型划分
　　

根据ISO8373定义，工业机器人是指在工业自动化中使用的，固定式或移动式，具有三轴及以上可重复编程、多用途的自动控制操作机。按照坐标形式，工业机器人可分为直角坐标型、圆柱坐标型、球面坐标型、关节坐标型和SCARA型。
　　

2、美国：重理论研究，轻应用开发
60年代到70年代，美国工业机器人主要立足于基础研究。美国早在1962年就研制出世界上第一台工业机器人，但当时失业率高达6.65%，政府担心机器人会抢去更多人的工作，因此未出台财政支持政策，也未从政府层面组织机器人研发。
　　

70年代后期注重研发特殊领域的机器人。70年代后期，美国政府和企业界虽对机器人有所重视，但技术路线上仍把重点放在机器人软件及军事、海洋、核电等特殊领域的机器人研发上。
　　

80年代开始真正发力工业机器人研发。进入80年代后，美国政府和企业界才真正对工业机器人重视起来，一方面鼓励工业界研发和应用机器人，另一方面制定规划增加机器人的研发经费。

3、日本：享誉全球的机器人王国
80年代到到90年代。工业机器人爆发性内生增长。80年代前后日本经济高速增长，制造业工资大幅上涨，在此背景下，日本政府采取积极的扶持政策鼓励发展和应用机器人。
　　

90年代初开始，海外出口拉动机器人销量增长。1990年日本机器人出口额占总出货额的比例只有19.46%，2011年这一比例则在71.86%。
　　

4、中国：世界最大的工业机器人市场
中国工业机器人需求进入成长期且潜在市场空间巨大。2014年中国工业机器人销量5.6万台，连续2年行业增速在50%以上，行业进入成长期。另外，中国工业机器人密度远低于主要发达国家，具有广阔的市场空间。[page]

二、中国工业机器人需求将逆周期增长
1、需求同时应成长周期双重驱动
　　

我们认为，工业机器人作为高级的生产工具，在升级改造原生产方式过程中主要由成长性因素驱动；同时作为资本品也受到下游行业固定资产投资周期的驱动。
　　

成长性因素：1）人口老龄化；2）工业机器人价格下降；3）下游制造业市场集中度提高；4）下游制造业转型升级。
　　

周期性因素：下游行业固定资产投资周期
　　

2、2010年后成长性因素占据主导
中国工业机器人主要用于汽车、电子产品制造、金属制造业等。汽车行业是工业机器人的主要消费市场，2013年共销售13887台，占总量的38%；2013年电子产品制造领域安装6780台，占18.4%；金属制造业安装3712台占10%。
　　

2010年后单位投资对工业机器人的需求趋势性上升。我们以2013年工业机器人在主要下游行业销售占比为权重，加权平均主要下游行业历年固定资产投资额，再与历年工业机器人销售量做相关性分析。

2004~2009年单位投资对工业机器人的需求趋势性下降，我们认为此阶段人口红利抑制工业机器人的需求，下游制造业更多依靠人工扩张产能。
　　

2010年后单位投资对工业机器人的需求趋势性上升，主要原因是中国迎来刘易斯拐点，人口红利消失，下游制造业更多依靠工业机器人等自动化设备实现产能建设。
　　

将2009年后经加权的下游行业固定资产投资与工业机器人销量做相关性分析，存在指数函数关系，y=1366.1*e^0.0006x。
　　

3、中短期中国工业机器人需求测算
未来三年中国工业机器人需求年均复合增速54%。根据上述回归模型以及对主要下游行业加权固定资产投资增速的预期，我们判断未来三年中国工业机器人年均复合增速为54%。

工资增速及上半年安川电机销往中国的工业机器人维持高增长均验证我们对机器人需求增速的判断。
　　

观察工业机器人核心驱动因素劳动力成本增速继续高于GDP增速且敞口未收敛，验证该驱动因素未恶化。
　　

安川电机上半年销往中国的工业机器人依旧维持高增长（二季度单季增长63%），侧面进一步验证中国对工业机器人的旺盛需求。
　　

4、需求结构：由“T”型向“倒梯”型转变
汽车行业仍是工业机器人主要应用领域，即“T”型需求结构。据IFR和CRIA的统计数据，2013年汽车行业共安装13887台，占总销售量的38%，电子产品制造是第二大市场，占18.4%。

一般制造业对工业机器人需求增速将超过汽车行业，需求结构转向“倒梯”型。中国具有完备的制造业门类，目前工业机器人已广泛用于国民经济25个行业大类。我们判断，随着工业机器人在一般制造业的渗透，汽车工业在工业机器人市场中的占比将逐渐减少，需求结构转向“倒梯”型。

三、国产工业机器人本体难成利润中心
1、中短期内国产厂商难以撼动汽车制造业机器人竞争格局

极高进入门槛导致汽车行业工业机器人绝大多数由外资提供。据CRIA和IFR的数据，2013年销往汽车行业的工业机器人中96%由外资提供。针对应用于汽车制造业的工业机器人市场，波特五力分析模型如下：
　　

新进入者的威胁：行业进入壁垒技术层面主要体现在控制系统的复杂性且需要长时间的know-how知识积累，商务层面主要体现在进入汽车整车厂供应链的先发优势。我们判断，应用于汽车制造业的工业机器人市场具有极高的进入壁垒，新进入者威胁低。[page]

同业竞争者的竞争强度：通常汽车整车厂有各自偏好的工业机器人供应商，例如通用主要用发那科的，欧系汽车品牌则更多考虑KUKA和ABB，韩国现代机器人主要用于集团内部的现代重工和现代汽车。因此，我们判断汽车行业机器人市场竞争强度处于中等。
　　

供应商的议价能力：工业机器人本体核心部件主要有控制器、伺服系统和减速器，其中外资品牌工业机器人厂商基本自主开发控制器；伺服系统则存在欧系和日系多家厂商，市场份额较分散且部分机器人厂商具有伺服系统自供能力；但机器人用减速机75%市场由纳博和Harmonic占有。总体来看，我们判断供应商的议价能力处于中等水平。
　　

购买者的议价能力：汽车整车厂的平均订单量在400-500台，且规格相对标准化，购买者具有一定的议价能力。
　　

替代品的威胁：我们认为，工业机器人的替代品主要有手工生产、3D打印等，在刘易斯拐点后出现手工生产逆替代的可能性较低，且可见未来3D打印大规模替代工业机器人的概率也较低。
　　

2、一般制造业用机器人进入壁垒相对较低或致过度竞争

国产工业机器人在一般制造业未显著落后于外资。据CRIA和IFR的数据，国产工业机器人在一般制造业的销量占比未显著落后于外资，且在个别领域处于绝对优势地位（如电子产品制造业的点胶领域）。
　　

国产工业机器人以中低端产品为主。尽管国产工业机器人在一般制造业销量中占据一定份额，但观察国产工业机器人主要机械结构及应用领域，表明国产工业机器人以中低端产品为主。
　　

一般制造业用工业机器人进入壁垒相对较低。针对应用于一般制造业的工业机器人市场，波特五力分析模型如下：
　　

新进入者的威胁：由于一般制造业相当一部分工序并不需要6轴工业机器人即可实现，因此在技术层面的进入壁垒相对较低，且价格因素在客户购买时更为关注，商务层面的供应链先入优势并不能形成有效壁垒。我们判断，一般制造业用工业机器人市场进入壁垒较低，新进入者威胁较高，尤其是中低端市场。
　　

同业竞争者的竞争强度：由于进入壁垒较低且客户对价格因素更为关注，我们判断行业内竞争强度相对较高。

供应商的议价能力：与汽车制造业用工业机器人市场分析类似，我们判断供应商的的议价能力处于中等水平。
　　

购买者的议价能力：相较于汽车制造业，一般制造业平均订单规模较小，但由于行业内竞争强度较高，客户的议价能力仍然较高，尤其是中低端市场。
　　

替代品的威胁：我们认为，工业机器人的替代品主要有手工生产、3D打印等，在刘易斯拐点后出现手工生产逆替代的可能性较低，且可见未来3D打印大规模替代工业机器人的概率也较低。

四、机器人本体价值体现于实施工业4.0的入口价值
1、工业4.0个性化需求引领制造业发展方向
迄今为止，制造业生产方式历经“手工生产”、“大规模生产”和“大规模定制”三个阶段，即将进入“私人定制”时代。大规模生产阶段提供标准化的产品降低成本使大众都能买得起，大规模定制阶段则在保证成本可接受范围内提供有限的多样化，而私人定制阶段则在满足个性化需求的同时保证成本仍在可承受范围内。
　　

私人定制阶段区别于前面三个阶段的最大不同在于引入客户参与产品设计并保证成本在合理范围内。私人定制阶段的产品将模块化，厂商主要决定模块类型功能及模块间的接口，由客户设计个性化的产品。

2、机器人本体具有实施工业4.0的入口价值
工业4.0的核心框架是信息物理系统（CPS），即将自动化设备、工业通信网络、工业软件以及工业大数据等技术进行系统化整合。实现三个层面的集成：
　　

横向价值网络的集成，主要指公司外部的商业模式和协作伙伴关系的集成，更有效的管理供应链。
　　

纵向工厂制造系统的集成，创建柔性的自适应的生产系统，实现现场设备层、控制层、管理层和企业层的整合。
　　

全价值链的端到端的工程数字化集成，主要指产品生命周期过程的集成，是实现个性化定制生产的基础。
　　

工业机器人本体价值体现于实施工业4.0的入口价值。
　　

上文分析指出，工业机器人本体难以成为利润中心，但制造业企业在进行工业4.0改造时，投资安装工业机器人等自动化设备是第一步，通过铺设工业机器人本体占据客户资源，将利于后续设备以及服务的进入，具有明显的入口价值。