2023年,面對全球經濟的復雜挑戰,中國工業機器人整體市場經歷了一定程度的增長放緩。然而,在這一波動的背景下,協作機器人領域依然保持兩位數的增長率,預計2024年中國協作機器人市場將持續上漲34.2%,在未來24-26年復合增長率超30%,保持高速增長態勢(圖1)。
圖1 2015-2026E年工業機器人各機型增長率
1 市場回顧
(1)內資持續擴張
隨著科技的進步和制造業的轉型升級,中國協作機器人行業正在進入高速發展時期。2018年,中國廠商的出貨量首次超越了外資廠商,標志市場對國產機器人的認可度的大幅提升。自此,中國協作機器人品牌進入了新的發展階段,在接下來的五年中持續鞏固并擴大其市場占有率,到2023年,內資企業在國內市場的出貨量占有率已經達到了90%(圖2)。
這一勢態背后,產品突破與方案創新是內資企業持續擴張的關鍵驅動力。在工業領域,本土廠商通過不斷加強產品新應用新產品、新應用、新方案的開發落地,調整市場推進策略,帶來了新的市場增量。
圖2 2015-2028E年內外資協作機器人出貨占比推移(臺)
根據MIR睿工業觀察,近期外資協作機器人廠商都很關注中國協作機器人市場,尤其是高端應用市場(例如柔性裝配、焊接打磨等);許多在中國推協作機器人的外資工業機器人廠商也會逐漸增多,所以預計未來幾年外資市場份額可能會有回升,但回升幅度有限。
(2)不斷突破負載邊界,填補應用空白
協作機器人誕生初衷,是為了滿足工廠對安全性、輕量化,高靈活、易編程、可快速配置、作業空間局限性小、易遷移的機器人需求,因此,早期市場上主要為負載在3kg~7kg級別的協作機器人(圖3)。
圖3 2022年-2023年中國協作機器人按負載占比變化
2023年,大負載協作機器人成為熱點話題,許多協作機器人廠商如達明、UR等都紛紛推出20kg負載的產品,大負載產品市場占有率逐漸提升,MIR分析該趨勢的發展主要有下游行業端、機器人廠商端兩方面原因。
從下游行業端來看:
①各行業對協作機器人柔性碼垛需求提升,在食品日化行業尤為突出;
②在汽車、機加工等工業領域中,多線搬運、中大件搬運場景對柔性自動化需求提升,長臂展大負載協作機器人熱度提升。
從機器人廠商端來看:
①推出大負載產品可提高協作機器人在工業領域的應用范圍,提高協作機器人在工業領域的滲透率;
②各廠商完善擴充自己的產品矩陣,以提高自身的市場競爭力。
大負載協作機器人發展的同時,在超輕負載上,協作機器人行業企業亦有所突破。
在中國的自動化改造中,不少傳統輕工制造業仍屬于勞動密集型,必須依賴大量工人進行生產操作,尤其在一些中小企業,因為對產品和客戶的把握度低,且受技術和使用成本限制,難以投入機器人協助生產。
輕量化設計對于小型協作機器人來說意味著:更小的傳動選型,更小的碰撞能量,更低的能耗,更低的發熱以及更低的成本等。所以在教育、服務、輕工業領域等多種應用場景,超輕負載協作機器人因具有小巧、靈活度高、安裝便捷等特點而更受歡迎。
例如節卡機器人研發的1kg超輕負載協作機器人MiniCobo,自重僅8.7kg,體型雖小,卻能出色地實現眼鏡合模機、灌膠機上下料和雙臂拉花等輕工業和新商業場景作業。總而論之,協作機器人的雙向負載均有所突破,無論是1kg的超輕負載還是20kg的超大負載,都是為了滿足協作機器人更細分、多元化的應用場景需求。
突破傳統產品邊界,是協作機器人進一步開拓工業機器人所占市場空間和應用場景的必經之路。目前,在“機器人+”的政策指導下,協作機器人企業的核心競爭力在于對“機器人+”應用的場景洞察和方案創新。
(3)直擊場景“痛點”,方案標準化
自2023年1月《“機器人+”應用行動實施方案》出臺,大量“機器人+”示范性應用在各行業落地生根。“機器人+”的應用創新模式強調是機器人本體、行業解決方案與各行業多樣化應用場景的多方協同作用。因此,“機器人+”的應用創新實踐,要求協作機器人企業對復雜工業環境中實際需求有深刻的理解,以客戶為中心,為客戶提供高效、經濟、可擴展的解決方案。據MIR觀測,成熟的頭部協作機器人廠商已成功開發并落地了大量“機器人+”創新應用,其中,節卡機器人首次提出了“產品級應用“這一概念,通過開發標準化且高效的行業特定解決方案,強化產品的實用性和適應性,以更好地滿足不同行業對智能制造的精準需求。
節卡產品級應用,指的是節卡機器人基于自身廣泛的應用實踐,充分總結細分場景的共性“痛點”、方案要求和技術要點,為之匹配具有行業通用性、快速標準化、可復制性、經濟性(高ROI、快速部署能力、低運營成本)的典型應用工作站,以便于用戶在市場選擇中快速找到符合需求的標準化產品。目前,節卡機器人已開發出CNC上下料工作站、焊機工站等產品級應用。
產品級應用的誕生,意味著協作機器人企業在對下游大量細分的多元化客戶需求洞察之余,主動以行業實踐反哺行業生產,以場景方案式的導入為客戶提供更為精準、高效的工廠自動化建設可能。未來,產品級應用,而非單純的機器人本體的迭代更新,將更進一步地加快推進產用兩端的發展,以及機器人行業標準化、規模化拓展,推動“機器人+”應用不斷深化,促進行業高質量、可持續性發展。
(4)行業需求出現分化,新能源市場尤為旺盛
2023年,協作機器人在新能源、半導體、醫療等新興行業拉動下,全年仍保持了可觀的增長。大環境背景下,協作機器人成本回收快、性價比高,越來越被制造業終端所接受,機器人本體負載、速度、穩定性的提高,解決方案的成熟化,使協作機器人可應用于更多工業場景,工業領域滲透率不斷提升(圖4)。
圖4 2022年-2023年中國協作機器人下游行業占比變化
隨著工業自動化需求的日益增加、協作機器人技術不斷成熟,協作機器人在不同工業領域中的重要性日益凸顯。評估2023年協作機器人的行業表現時,我們可以發現各個行業對協作機器人的需求和接受程度存在顯著差異。在工業場景中,汽車、鋰電、半導體、醫療用品、食品飲料等行業增長率較高,市場表現喜人;電子、金屬加工行業則增速放緩,表現一般(圖5)。
圖5 2023年中國協作機器人增速和市場規模對比(按行業)
①汽車行業
根據中國汽車工業協會發布的《2024年中國汽車市場整體預測報告》,2024年,中國市場的汽車總銷量預計將達到3100萬輛,其中新能源汽車的銷量將達到1150萬輛,同比增長20%。
雖然現在新能源汽車市場一直持續處于快速增長期,但據公開信息可知,截至2023年底,全國新能源汽車保有量達2041萬輛,僅占汽車總量的6.07%,新能源汽車仍有龐大的待開拓市場,據統計,到目前為止,充電和續航依舊是讓用戶對電車望而卻步的痛點。
為解決行業長期痛點,2023年多家國產協作機器人企業聚焦新能源汽車領域,跨界合作,打造了更多創新型解決方案,并獲得了優秀的銷售成績。
其中,節卡機器人創新研發了新能源自動充電應用,解決了新能源汽車便攜充電“最后一公里“的難題,其為世界知名跑車產商路特斯(LOTUS打造的“閃充機器人”,可在20分鐘實現電量從10%-80%的轉變,大大提升了新能源車主的駕駛體驗)。
②半導體行業
相對于2022年,2023年中國協作機器人在半導體行業出貨量增長了13.8%,整體漲幅穩定增長。
從整個半導體產業來看,其單機自動化早已經不是問題,實現整場的智能化、信息化,才是客戶的主要訴求,特別是在封裝測試中存在著工藝流程復雜、生產過程離散等痛點。同時,由于半導體行業的特殊性,晶圓的價格比較昂貴,還需要高穩定性作業。
復合移動協作機器人因兼具“移動”和“作業”兩項功能,能夠很好地解決當下晶圓盒轉運過程中因人工搬運震動值大導致原料損耗、人工搬運不穩定影響綜合稼動率,導致產品報廢的問題,不僅提高了行業的生產效率,同時也降低了人工成本。
2023年,多家協作機器人廠商推出復合機器人,將協作機器人與移動底盤相結合,在安全、柔性的同時增加了移動和視覺,實現車間內機器人精準運輸作業,并以超長續航的連續作業大大提高生產效率。
③鋰電行業
鋰電池作為目前一種比較成熟和先進的電池,由于質量輕,儲電量大,受到了人們的廣泛應用。2023年,中國動力鋰電市場裝機量增幅高達387.7Gwh,預計未來兩年發展空間持續增大。
鋰電行業作為新興的高技術領域,對自動化和精密操作的需求極高。然而,2023年,協作機器人在鋰電行業有著明顯突破,增速領先其他眾多行業。≥12kg的大負載協作機器人在動力電池產線改造的應用增多,具體有電池包搬運、Pack螺絲擰緊、涂膠、掃碼、外觀檢測等。
總體來看,隨著技術的不斷進步和應用領域的擴展,協作機器人的能力不斷增強,能更加精準地滿足特定行業的復雜需求。從2023年行業應用來看,終端用戶越來越關注設備供應商提供整套方案的技術能力,他們不僅在尋找高性能的協作機器人,還期望得到完整的解決方案,包括集成系統、軟件支持以及定制化服務。這種需求的變化促使協作機器人制造商從單純的設備供應商進一步向著全面解決方案的提供者轉變,不斷推動自身的技術創新和服務能力提升。
2 市場展望與預測
隨著技術的不斷進步和應用場景的日益拓寬,協作機器人市場在2024年及未來幾年將持續呈現強勁增長。根據樂觀的市場預測,到2028年,協作機器人市場的復合年增長率將達到30%。
當前市場預測顯示,協作機器人市場正迎來快速擴張期。這一增長受到多個因素的推動,包括但不限于制造業的自動化需求、勞動力成本的上升以及技術的發展和創新。下面我們從技術、應用、廠商等角度分別來對2024年協作機器人市場發展進行預測和展望。
(1)數字化與軟實力加速驅動
協作機器人產品技術的核心要素是安全性、易用性、靈活性。這些技術通常可以劃分至協作機器人技術的三個領域中,分別為感知、認知及結構。
l 感知技術
除了配置常規的力矩傳感器、激光傳感器等產品技術外,賦予協作機器人產品視覺學習、自然語言識別等功能可實現多模態信息輸入,將極大地加強其交互能力;
l 認知領域
機器人未來將與各類人工智能技術緊密結合,協作機器人由于環境的復雜度及交互需求更高,這一趨勢的體現將會尤為明顯;
l 結構
柔性一體化設計以及工業化設計是未來趨勢,以便于協作機器人更好深入工業及非工業領域。隨著以上技術的不斷發展和融合,協作機器人正成為工業自動化和智能制造領域中不可或缺的一部分。“軟硬結合,軟件定義硬件”正在成為一種趨勢,這意味著機器人的能力和應用范圍越來越多地取決于軟件與硬件的齊頭并進,以靈活、可更新的軟件賦能不斷創新蝶變中的硬件設備,創造對新的任務和環境有著強適應力的先進機器人。
(2)加速推進全球化市場
長遠看來,國產廠商在創新應用方面引領著協作機器人市場的發展。在此背景下,國產協作機器人廠商正在瞄準海外市場,制定出海戰略,與日本、美國等機器人強國同臺競技,填補世界勞動力缺口,搶占全球細分場景應用市場份額。目前,以節卡機器人為代表的頭部廠商已在海外市場中取得一定成果,足跡遍布歐洲、日韓、北美、東南亞,并陸續帶動更多國產企業出海。
未來,隨著汽車零部件、3C電子、精密加工等行業的加速發展,協作機器人在中高端領域應用的范圍將不斷擴大,對性能的要求也將不斷提高,其高端市場份額將有望提升。據節卡機器人公布的招股書,這家協作機器人企業以大客戶為切入點,正不斷拓展高端領域、復制和開拓工業應用場景,建立了以豐田、東山精密、星宇股份、施耐德為代表的穩定客戶群,保持在市場上的領先地位。
3 結語
我們發現,協作機器人的走勢已逐漸從機器人本體向“本體+執行+感知”融合的整體方案轉變,新興行業下游客戶的關注點也逐漸從低成本轉移到產品如何能為企業創造更可觀的價值上。
對于行業來說,優秀的協作機器人產品應能夠顯著提升整個行業的效率和生產力。對客戶來講,好的產品可能包括技術創新、高質量產品、專業服務、以及品牌商對行業特定需求的深入理解等。
因此,在選擇協作機器人時,除卻關注價格,更多的客戶已進一步評估機器人產品穩定性和可靠性,以及供應商的技術服務能力和供貨能力等直接影響到機器人的長期使用效果和全生命周期價值的因素。隨著第一批協作機器人企業的科創實力和方案能力不斷增強,在激烈的市場競爭中,在這個“內卷”的時代里,價格已經不是衡量價值的唯一因素,只有提升核心技術、深耕行業需求,企業才能在競爭的市場環境中脫穎而出。
圖6 協作機器人主要應用場景
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