精密傳動件行業發展趨勢

自動化設備零部件行業發展面臨的機遇與挑戰（一）自動化設備零部件行業發展面臨的機遇1、自動化設備零部件產業政策支持近年來，發改委、工信部等部委提出的多項產業政策引導機械設備制造行業發展，對提升本行業市場競爭力，推動對外經濟技術合作，擴大市場開發力度，推動產業結構優化升級起到了重要作用。目前行業的高端產品主要被國外企業占據，國內企業由于發展起步較晚，大多處于中小企業階段，競爭激烈。專精特新和機械設備制造行業相關政策的推出將有力地推動行業快速發展。2、自動化設備零部件下游行業穩定增長是支撐本行業發展的基石隨著我國國民經濟的持續增長，智能制造成為制造業近年來的熱點，下游多個應用領域呈現快速增長態勢，帶動機械設備制造行業市場規模擴大。傳動與制動系統作為機械設備驅動機構的核心部分，隨著工業自動化和高端裝備等下游應用領域的快速發展，將逐漸走向高端，迎來廣闊的市場空間。3、自動化設備零部件行業集中度不斷提高我國機械零部件加工行業整體市場規模較大，機械設備配套企業數量眾多，產品種類繁雜。配套件生產企業組織結構松散，產品趨同化嚴重；缺乏擁有自主知識產權、主業突出、核心競爭力強的大企業和集團。我國機械設備零部件產業大而不強，結構性矛盾突出的問題明顯。隨著國家對行業發展的越來越重視，未來在機械零部件領域的投資將會快速增長，行業的集群化優勢將逐步呈現。以龍頭企業為核心，重點打造知名品牌，小企業依附于龍頭企業貼牌加工的發展形勢將越來越明顯。4、自動化設備零部件關鍵零部件的國產化需求不斷增加近年來，國內電磁制動器、諧波減速機產品逐漸在國內市場對于主流國際品牌形成一定的替代。國際品牌電磁制動器和諧波減速機生產商在國內供貨交期長、價格高，一定程度上制約了國內下游生產商的發展。與此同時，隨著一系列產業鼓勵政策的頒布和實施，我國將突破電磁制動器和機器人關鍵核心技術作為科技發展的重要戰略，對電磁制動器和諧波減速機發展的支持力度不斷增強。部分國內企業通過技術攻關和生產工藝的改進，使得產品關鍵性能、一致性、可靠性等方面接近或達到國際先進水平，打破國外的技術壟斷，并憑借更優的產品性價比、更佳的現場服務能力、更短的交貨周期、更快的售后響應速度等優勢，與國外知名品牌進行競爭。（二）自動化設備零部件行業發展面臨的挑戰1、自動化設備零部件行業競爭日趨激烈電磁制動器和諧波減速機的制造對材料、設備、工藝等多個環節都有嚴格要求，具有明顯的投資門檻高、技術難度大等特點，行業壁壘較高。憑借突出的技術研發能力、豐富的產品線、完備的質量控制體系、精細化管理機制及客戶服務等優勢。2、自動化設備零部件國際貿易環境存在短期不利因素近年來，受中美貿易摩擦、新冠疫情以及俄烏爭端影響，國際貿易環境短期存在一些不利因素。如果未來日本、歐洲市場出現進口關稅提高或其他非關稅貿易壁壘，將對行業業務增長構成挑戰。從工業機器人看工業自動化的長期趨勢工業自動化設備主要含有工業機器人和數控機床兩大類，就產業鏈而言，工業機器人是工業自動化的構成主體。在控制層面，工業機器人囊括DCS、數控系統等工控產品，進行。在控制層面，工業機器人囊括DCS、數控系統等工控產品，進行自身目標和功能的管理。在驅動層面，各類驅動器和軟啟動器等工業自動化涵蓋行業亦存在于工業機器人產業之內。在執行層面，伺服電機是工控和機器人產業均不可或缺的重要組成。工業機器人可以認為是更需運動控制的易用型數控機床。相比數控機床，工業機器人通用性更好，運動能力更強，更易操作和維護。截至2021年末，我國工業機器人年產量已超過數控機床，突破30萬臺，同時由于工業機器人單機價格更高，擁有更大的市場規模，2021年總體價值規模達到706億元，同期數控機床市場規模466億元。此外，工業機器人擁有更廣闊的下游集成空間，未來成長空間顯著。工業機器人是工業自動化輸出設備的典型代表，代表著工業自動化的高成長性。我國人口紅利逐漸消失，制造業就業人員持續降低，我國制造業就業人數自2013年達到峰值后持續降低，2020年已降至不足4000萬，一方面是因為15-64歲適齡勞動力人口比重持續下降，而總人口近年間增長趨緩，近十年凈增長不足1億人；另一方面是因為我國制造業轉型升級加速，逐漸降低勞動密集型產業占比，向第三產業發展的趨勢明顯。勞動力價格持續上升，機器換人大勢所趨。人口紅利的消失伴隨著勞動力價格的上升，我國制造業就業人員年平均工資從2006年的1．8萬元持續上升到2020年的8．3萬元。但從進口均價來看，盡管庫存、匯率、類型等因素對于價格造成了一定的影響，工業機器人價格整體仍呈下降趨勢。3C產業機器人壽命4年左右，其他產業壽命則更長，維修保養成本也較低，生產效率和精度遠高于人工，制造業領域內機器換人是大勢所趨。我國工業機器人發展主要經歷四個階段萌芽、漸起、高增和調整。2009年之前尚未廣泛發展，處于萌芽階段，彼時汽車產業落后，3C電子剛剛開始承接產能轉移，自動化率較低，我國工業機器人安裝量自2010年起開始明顯增加，主要因為汽車、3C產業需求旺盛，自動化程度提高；2013年至2017年高速發展，主要由于政策及補貼密集出臺，價格下降，汽車、3C電子產業及自動化市場爆發增長；2018年之后充實調整，補貼開始減少，貿易摩擦也有所影響。全球工業機器人保有量增長平穩，近年來每年增長10%左右，中國工業機器人保有量增速在2017年之前較高，年增速高達30%以上，2018年后因安裝量增速下滑及設備逐漸到期報廢，增速降至全球整體水平。中國工業機器人產業經過多年發展，仍然與發達國家有一定差距。從工業機器人密度（每萬人擁有工業機器人數量）來看，我國近年來持續增長，但我國工業機器人密度仍與前列國家有一定的差距，有足夠的成長空間。從長期來看，我國工業機器人密度有望達到日本和德國的水平，目前仍有50%的增長空間。由于機器人存在折舊，普遍壽命在4-10年左右，預計未來幾年國內工業機器人市場更新換代需求激增。2020年我國工業機器人市場銷售規模為422億元，2022年預計達到552億元，5-10年內有望達到年均千億的市場規模，而系統集成市場規模一般是本體的2-3倍，目前已有上千億規模。工業機器人代表了工業自動化的高成長性，并且有人機協作、人工智能、數字化、輕型化和普及化的趨勢，這些也都是工業自動化的趨勢。人機協作可以將人的智能性和機器人的高效性相結合，并且提升有人車間的安全性。隨著智能學習框架的發展，工業機器人有望加載人工智能算法，從工作中積累經驗，進一步提升效率。數字化契合萬物互聯發展趨勢，一方面收集大數據進行學習，另一方面參與物聯網提升控制能力。輕型化可以拓寬工業機器人的應用場景，用于精密度更高的工業，為工業機器人開辟了新的機遇。普及化要求目前還未廣泛使用機器人的行業大量使用機器人，這將加快機器換人的速度，進一步提升全社會的生產效率。自動化設備零部件行業整體需求分析（一）自動化設備零部件電機行業需求分析電機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。電機在電路中的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。根據電機的應用場景與實現功能，可以分為工業電機和民用電機等。行業產品主要配套于各種類型工業電機，應用于多個自動化設備領域。常見的工業電機包括伺服電機、步進電機、微電機、卷揚機、曳引機等。1、自動化設備零部件工業電機需求分析經過多年的發展，我國工業電機行業進入平穩階段，2018-2021年期間，中國工業電機行業銷售收入一直保持在3，200億至3，500億元之間。2、自動化設備零部件伺服電機需求分析隨著伺服系統技術水平的不斷提升以及下游市場的不斷滲透，全球伺服電機行業的市場規模在穩步增大。全球伺服電機市場規模從2017年的305億元增長至2020年的367億元，年均復合增長率達6．36%，預計2022年市場規模將達382億元。中國伺服電機市場規模一直保持增長趨勢，受到下游工業機器人、電子制造設備等產業擴張的影響，伺服電機在新興產業應用規模也不斷增長。2019年中國伺服電機市場規模達142億元，同比增長6．77%，預計2022年市場規模將增長至181億元。中國伺服電機下游應用在機床，尤其是數控機床領域應用最多，占比為20．4%。其次分別為電子制造設備、包裝機械、紡織機械、機器人、塑料機械、醫療機械及食品機械，占比分別為16．5%、12．6%、12．1%、8．7%、8．2%、3．6%及2．3%。（二）自動化設備零部件數控機床行業需求分析數控機床裝備制造業智能制造的工作母機，是衡量一個國家裝備制造業發展水平和產品質量的重要標志，也是伺服電機應用最多的行業。近年來，我國已經連續多年成為世界最大的機床裝備生產國、消費國和進口國，產業規模持續擴大。2019年，中國數控機床產業規模達3，270億元，2020年受疫情影響，中國數控機床產業規模下降至2，473億元，2021年受疫情的影響及能源供應限制，中國數控機床產業市場規模與2019年相比呈小幅上升。預計2022年數控機床產業規模將達3，780億元。當前我國處于產業結構的調整升級階段，先進制造業將逐步替代傳統制造業，隨著數控機床下游產業的不斷升級發展，對機床加工精度和精度穩定性等要求越來越高，中高端產品的需求日益凸顯，我國中高端數控機床國產化將加速發展，推動上游關鍵零部件產業的快速發展。（三）自動化設備零部件機器人行業需求分析從伺服電機的下游應用領域發展來看，工業機器人已成為推動我國伺服電機行業市場發展的重要下游市場。《十四五機器人產業發展規劃》指出，我國已經連續8年成為全球最大的工業機器人消費國，2020年我國工業機器人銷售規模達到422．5億元，同比增長18．9%。到2023年，國內市場規模進一步擴大，預計銷售額將突破589億元。（四）自動化設備零部件電梯需求分析電梯領域是電磁制動器產品的成熟應用領域，一部電梯需要使用2-4個電磁制動器，目前我國高端電梯所用的電磁制動器以進口為主。經過30余年的發展，我國已成為全球最大的電梯生產國和消費國。近年來全國電梯、自動扶梯及升降機產量持續增長，2021年產量為154．5萬臺，同比增長20．51%，達歷史最高值。工業電機作為工業自動化動力輸出的主要來源，屬于工業自動化基礎設備，根據數據統計，2019-2022年期間，中國工業電機行業市場規模分別為3，496．50億元、3，291．40億元、3，501．30億元和3，612．10億元（預測），市場空間巨大。近二十多年來，出于降低成本的考慮，曾是傳動件主要生產地區的歐洲、美國和日本等紛紛將生產線遷移至制造成本低廉的發展中國家或尋求貼牌生產。目前全球最主要的生產基地是中國大陸，傳動件產品如脹套、聯軸器、同步輪等大量出口海外市場，海外市場前景樂觀。根據中國海關數據統計，2021年與傳動件相關的商品名稱為單獨報驗的帶齒的輪、鏈輪及其他傳動元件和離合器及聯軸器（包括萬向節）的海關出口總額為225．57億元，較2020年的166．88億元增長35．17%。在傳動件出口市場的份額較小，市場空間廣闊。諧波減速機是機器人的關鍵部件，隨著我國機器人產業的快速發展，諧波減速器行業成長迅速。雖然我國已成為全球最大的工業機器人市場，但以諧波減速機產品為代表的核心零部件總體供給量存在較大缺口，市場需求旺盛。隨著行業內企業規模化生產的實現與下游工業機器人等產業的快速發展，未來行業規模將持續擴大。根據IFR（國際機器人聯合會）發布的《世界機器人2021工業機器人報告》顯示，目前全球各地工廠中投入使用的工業機器人數已高達300萬臺，2021年全球工業機器人銷量創新高，已達到48．68萬臺，比前一年增長27%。按照一臺工業機器人搭載3．5臺諧波減速機計算，2021年全球工業機器人對諧波減速機的需求量為170．38萬臺，再按照諧波減速機單價約2000元/臺測算，則2021年全球機器人用諧波減速機市場規模則為34．08億元。未來發展空間巨大。自動化設備關鍵零部件行業發展特點自動化設備傳動與制動系統關鍵零部件，主要配套于各種類型，工業電機，最終應用于數控機床、機器人、電梯等多個自動化設備領域。自動化設備零部件行業的發展與下游行業的發展和景氣狀況有較強的聯動性。作為重要的自動化設備零部件之一，傳動與制動行業的發展與工業自動化應用領域的拓展密切相關。隨著我國宏觀經濟的穩定以及國家相關產業政策的出臺，下游行業進入快速發展階段，下游行業市場容量持續擴大，對自動化設備零部件行業的發展產生強大的驅動作用。同時，下游行業對自動化設備零部件行業產品性能指標要求的提高進一步推動了自動化設備零部件行業技術研發和自主創新能力的提升。隨著近年來全球制造業向中國轉移，傳動與制動領域的中國企業獲取了先進技術和制造經驗，整體行業發展較快，但由于我國核心技術和高端產品對外依存度依然較高，國內企業仍與發達國家的競爭對手存在較大的差距。國內企業主要集中在傳統設備領域，如工程機械、重型裝備、軌交裝備、電動工具等，產品以中低端基礎產品為主，而工業機器人、高端數控機床、半導體設備等自動化設備領域依然被國外企業占據較大的市場份額，軸承、高鐵齒輪箱、機器人減速機等高端產品主要依賴進口。外資企業產品價格昂貴，售后維修保養費用高昂，服務響應不及時等都直接制約了我國裝備制造業工業化、自動化進程。隨著我國企業技術研發實力的不斷增強，產品性能不斷提升，越來越多的優質企業將有可能參與到高端產品市場競爭，進口替代潛力巨大。隨著信息技術與制造技術的發展，以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線等智能制造裝備產業體系初步形成，自動化設備對其傳動與制動系統的智能化、精度和可靠性提出了更高的要求。以諧波減速機為例，在智能制造的產業發展推動下，隨著諧波傳動技術對以剛性構件模式進行機械傳動的突破，諧波減速機以其回差小、運動精度高、傳動比大、體積小、重量輕等特點在機器人產業中得以成熟應用，已成為機器人等自動化設備核心零部件之一；以電磁制動器為例，在工業自動化快速發展的推動下，電磁制動器以其制動時間短、定位精準，結構緊湊，運轉噪音低等特點，在以伺服技術為主的自動控制領域中，已成為數控機床、機器人等自動化設備的關鍵零部件之一。同時，電磁制動器在起升裝備領域中的應用逐漸由電梯向起重機、塔吊、高空平臺車、電動叉車、自動化立體停車庫、舞臺升降等多個行業拓展。隨著設備向智能化、自動化的發展，下游應用需求的變化將為傳動與制動系統關鍵零部件將帶來更多的市場空間。隨著我國智能制造的不斷推進，自動化設備在安全、精密、高效及性價比等性能要求不斷提高，機電一體化、驅控一體化、模塊化成為自動化設備制造行業的發展趨勢，傳動與制動系統獲得新的發展契機。機電一體化是指產品集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，電磁制動器就是機電一體化的重要發展成果。驅控一體化是指對控制器、驅動器及其他控制模塊的高度集成，產品因此具有本相對較低、應用相對簡單、維護檢修便捷、響應速度快等優勢，機器人上的運用將成為未來發展趨勢。模塊化是指利用模塊通過搭積木重構的方式重新組合自動化設備，以滿足不同任務的需要，模塊化的產品被廣泛應用于注塑機械手、SCARA機器人、小六軸機器人、插件機、繞線機等領域。自動化設備產業鏈自動化零部件供應商上游連接鋼、鋁等大宗商品，同時也采購部分自動化零部件進行加工及配套售賣，下游連接自動化設備廠商和終端設備使用廠商。一站式供應商既作為產業鏈上下游產品的采購方，也是生產所需零部件的供應方。與標準零部件相對應，非標自動化零件即指工程師在設計過程中根據圖紙定向加工出來的零部件。工業零部件需求分散在多個行業和多種工藝之間，供需對接面臨專業性、時效性、真實性、針對性等諸多挑戰。自動化設備綜述自動化設備面向整個制造業生產效率的提升，更符合當前高質量發展的時代特征，具體包含了通用、專用自動化兩大類。其中，專用自動化面向下游的3C、光伏、鋰電等行業，受到下游投資節奏的影響；而通用自動化的應用領域、客戶結構更加復雜，具體包含了工業機器人、數控機床、激光器等產品。行業利潤水平的變動趨勢及變動原因本行業的利潤水平取決于市場競爭程度和產品的先進性。通常定制化產品利潤水平高于通用型產品；精度高、工藝要求和生產難度大的產品利潤水平高于其他產品。目前行業利潤水平呈現兩極分化的局面，生產一般傳動件和低端應用的制動器企業因競爭激烈，其盈利呈現下降趨勢；隨著進口替代以及下游行業自動化、智能化轉型升級，生產技術含量高的精密傳動件、電磁制動器和諧波減速機的企業保持了較高的盈利水平。產業鏈：核心零部件重要性凸顯人形機器人產業鏈主要包括上游核心軟硬件（硬件包括伺服電機、減速器、控制器、傳感器等；軟件包括機器視覺、人機交互、機器學習、系統控制等）；中游本體制造商和下游應用（包括迎賓接待、高校科研等）。其中核心零部件重要性十分突出，一方面高性能的零部件是實現機器人感知與運動的基礎；另一方面核心零部件成本占比較高。以傳統工業機器人為例，核心零部件占據了工業機器人整機70%以上的成本。（一）減速器主要包括諧波減速器和RV減速器，目前仍主要被日本企業所壟斷，近年來在綠的諧波和雙環傳動等國產龍頭的帶領下國產化率逐步提升。考慮到人形機器人