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核心零部件国产化推动一体化模式探索

随着中国人口红利的消退，制造业掀起了一场“机器换人”的热潮，中国工业机器人市场呈现出快速增长的发展态势。整体来看，中国已成为全球工业机器人增长的主要动力。

根据国际机器人联合会（IFR）的数据，2017年全球工业机器人销量为38.7万台，同比增长31.6%。同期，中国工业机器人市场销量达到了14.1万台，同比增长58.1%，占全球机器人销量的36.4%。自2013年以来，中国连续五年成为全球最大的工业机器人消费市场。

在供给层面，根据国家统计局的数据，2017年中国工业机器人产量超过13万台，2018年前五个月累计生产工业机器人60071台，同比增长35.42%。然而，由于国内产业基础相对薄弱，市场红利主要被外资企业占据，国内自主品牌市场份额仅约30%。

从产品结构来看，中国机器人企业以生产低端产品为主，而汽车、3C等行业所需的高端工业机器人仍依赖进口。据IFR统计，汽车产业仍然是工业机器人最大的应用领域，2016年占比达38%。比亚迪、吉利、上海通用、上海大众、广州本田、长安福特及奇瑞等多个国内外领先汽车制造商的生产线上已广泛应用了工业机器人。

核心零部件加速国产化

核心零部件一直是限制中国机器人产业发展的重要因素。近年来，国产企业开始积极向该领域进军，取得了一些进展。例如，上海机电旗下的纳博精机在2015年10月投产，目前年产能已达10万台；中技克美2017年的年产能为2万套，其中50%-60%用于军工领域；中大力德计划在2019年底前向伯朗特供货不少于30000套RV减速器。

在谐波减速器方面，国产产品具有显著的价格优势。绿的谐波和来福谐波已经实现了较大规模的供货，根据高工机器人网的数据，2017年绿的谐波销售谐波减速器超过11万台，来福谐波的出货量达4万台。

尽管国产工业机器人减速器的研发仍面临诸多挑战，但随着国内企业加大研发投入和技术升级，产品质量逐步提高，部分核心指标已达到国际水平。例如，纳博特斯克的RV-E系列和南通振康的RV减速器在传动效率方面表现优异。而在谐波减速器方面，国内的苏州绿的和中技克美的减速比范围与日本哈默纳科相当，产品性能基本满足要求，已被广泛应用于国产机器人。

伺服电机：国产替代空间大

伺服电机的主要供应商包括日本的松下和安川，以及欧美系的倍福和伦茨等，国内的汇川技术等公司也占据了一定的市场份额。根据产业信息网的数据，中国伺服电机市场随着工业机器人的发展而不断扩大。2016年市场规模达102.6亿元，同比增长11.16%，2007年至2016年的复合增长率达21.6%。面对国外的竞争压力，国内企业在细分市场的突破成为差异化竞争的主要方式。

目前，国内领先的伺服电机厂商包括汇川技术、埃斯顿、华中数控、英威腾等，这些企业凭借原有的技术积累，开始向机器人专用伺服电机领域突破。

控制器：与国际差距最小的零部件

目前，国外主流机器人厂商的控制器均是基于运动控制平台自主研发，以保证匹配性。因此，国内企业控制器尚未形成竞争优势。控制器的主要供应商包括美国的DeltaTau和Gail、英国的TRIO等公司。国内的主要供应商包括固高科技、埃斯顿、广州数控等企业，其中固高科技在PC-based控制器领域市占率接近50%。

随着零部件企业从零星生产向大批量供货转变，核心零部件逐步国产化，带来了成本的下降。这使得真正具备竞争力的企业在价格方面更具灵活性。减速器和国产伺服电机正稳步发展，控制器已经进入高端市场，中国在关键零部件上的依赖逐渐减少。

一体化模式：机器人企业的终极路径

工业机器人产业链相对较短，分为上游、中游和下游三个环节。上游主要是关键零部件生产厂商，技术壁垒较高；中游是机器人本体制造环节，是机器人的支撑基础和执行机构，属于重资产环节；下游则是系统集成商，根据不同的应用场景和用途进行有针对性的系统集成和软件二次开发，收益率较高但技术含量低，导致竞争激烈。

根据产业链的技术和资本要求，商业模式可分为单一本体、系统集成、核心零部件、本体生产+系统集成和全产业链五种类型。从全球地域划分来看，可分为日本模式、欧洲模式和美国模式。美国本土不生产机器人，通常由公司进口，再自行设计外围设备；日本的零部件技术突出，形成全产业链进行设计-开发-生产过程；欧洲则以培育龙头企业为核心，进行产业规模化生产。

中国工业机器人正处于加速发展阶段，但国产机器人企业面临零部件进口程度高、垂直一体化发展程度低等问题。目前，中国的产业模式更接近美国，机器人企业大多集中在下游的系统集成，导致前期国内自动化需求爆发带来的机器人产业红利被国外厂商占据。面对外资品牌的激烈竞争，准确选择有效的、盈利可观的商业模式是关键。

本体企业利润微薄，难成产业中心

本体厂商主要工作是将各个零部件组装成完整的结构体，但缺乏核心技术，无法精确掌握客户需求，因此盈利能力较弱。上游核心技术缺失导致本体商产品性能和成本劣势明显。核心零部件是组成机器人最重要的装置，直接影响循径精度、运动速度、周期时间、可编程、多级联动以及域外轴设备同步性等多项性能指标。

由于缺乏核心零部件技术，本体商的产品优化设计较差，产品质量、精度及稳定性较弱。具体到中国，本体整合、软件和系统技术方面较为薄弱，尤其是控制器核心算法的缺乏，使得国产工业机器人在稳定性、故障率、易用性等关键指标上劣于外资企业。更重要的是，缺乏核心零部件技术使国内企业无法有效针对客户的需求进行二次开发，从而无法提供符合客户需求的机器人或整体解决方案。

上游市场集中，本体商议价能力低

全球减速器行业集中度很高，日本的纳博特斯克和哈默纳科在全球机器人减速器市场中的份额超过75%。加之下游需求增加导致减速器供不应求，本体厂商相对上游企业议价能力低，导致其机器人产品在价格上无法形成优势，进而影响其快速抢占市场。目前，中国机器人厂商上游零部件主要采用外购方式，相比于外资品牌更没有议价权，采购成本较高，成为制约国产机器人发展的主要瓶颈之一。

集成商竞争激烈，难以形成规模效应

系统集成商处于机器人产业链的下游应用端，为终端客户提供应用解决方案，负责工业机器人应用的二次开发和周边自动化配套设备的集成。机器人下游应用领域广泛，集成商在下游行业复苏时能充分受益，展现出相对更高的弹性。但由于系统集成的壁垒相对较低，竞争激烈，且在不同行业之间横向拓展困难，企业发展存在一定的瓶颈。

全产业链布局：机器人企业的终极路径

全产业链模式是当前工业机器人企业的发展趋势，也是当前具备较高盈利水平的商业模式。国内外较为成功的企业都采用了“核心零部件生产+本体生产+系统集成”的全产业链模式，或正在向上下游逐步渗透，实现全产业链模式的转型。

从技术角度看，机器人行业的产业链较短，行业壁垒较高，每个环节都至关重要。核心零部件的性能直接决定了机器人的整体性能，具有技术含量高、利润高的特点；机器人本体是承上启下的环节，具有一定垄断性，议价能力较强；下游系统集成商是机器人商业化、大规模普及的关键，且具有渠道优势。

从利润分配角度看，工业机器人的产业链符合“微笑曲线”，产业链中，附加值更多地体现在价值链的两端。核心零部件是整个产业链中利润最高的环节，议价能力最强；本体制造环节利润较低，但厂商通常具备较强的软硬件结合的能力，对于行业上下游具备较强的渗透意愿和能力，可以有效整合上游零部件企业和下游系统集成商；集成商市场规模更大，且毛利水平较高。

整体来看，作为高端装备，机器人的全生命周期毛利率约为60%左右。其中单体、集成、服务分别占据三分之一，分食一个机器人全生命周期的利润。因此，覆盖的产业链越长，盈利能力越强，全产业链企业最有望成长为工业机器人行业龙头。

各产业链环节企业盈利分析

我们从毛利率的角度考察产业链各个环节的盈利水平，并选取代表性企业进行对比。核心零部件减速器的代表生产企业包括纳博特斯克、哈默纳科和住友；全产业链的代表生产企业包括国际机器人四大家族，即ABB、发那科、安川和库卡；本体+集成模式的企业有EPSON和ADEPT；本体生产企业有川崎重工和现代重工；系统集成的代表性企业为杜尔集团和优尼Unix。

总体来看，全产业链企业毛利率可高达30%以上，其中发那科的毛利率超过40%；本体加集成模式的企业盈利能力也较高，行业中位数达39.01%。本体商的盈利能力最低，行业中位数仅为11.24%。从毛利率的角度来看，全产业链盈利较强的逻辑得到了强化。考虑到零部件制造、整机制造和渠道商的商业模式有所差异，用总资产报酬率和EBIT利润率再进行比较分析发现，本体厂商的资产运营效率显著低于零部件和集成厂商。其中，核心零部件龙头哈默纳科的总资产报酬率和EBIT利润率高达20%以上，而集成厂商龙头的EBIT利润率约为10%左右，核心零部件企业的盈利能力整体优于本体商和集成商。

全产业链模式是国内外工业机器人企业的发展趋势，采用该模式的企业在技术、盈利能力、市场地位和业务规模等方面具备发展潜力，有望成为工业机器人行业龙头。