新三板淘金：智能化系列之工业机器人专题
产业逻辑深度解读：人口红利消退与工业机器人的崛起
面对人口红利逐渐消退的现实，传统制造业正经历一场前所未有的挑战。在过去的三十多年里，人口红利助力中国制造业规模扩张至全球22%，位居世界第一，GDP年均增速亦位居世界前列。单纯依赖人口红利难以实现知识、技术与产业体系的升级，这是当前中国经济增长模式的核心挑战。
随着人口结构的转变，中国正面临老龄化加剧与劳动力人口占比下降的双重压力。这一变化推动了劳动力成本的持续上升，对中国长期依赖人口红利维持的高增长构成了严峻挑战，尤其对受益于此的传统制造业影响更为显著。这一现状为工业机器人的发展提供了重要机遇。
虽然中国总人口数量不断上升，但出生率的下降导致劳动力资源的减少。计划生育等政策使得15-64岁劳动力人口占比在一段时间里持续上升，但近年来这一趋势已发生反转。预测显示，中国的劳动力总人口将持续减少，这一趋势将延续至2050年。
伴随着劳动力资源的减少，中国的老龄化问题愈发严重。65岁及以上人口占比的飙升，加剧了劳动力市场的紧张局势。这一变化导致劳动力成本迅速上涨，给制造业等劳动密集型行业带来了用工短缺和制造成本上升等问题。为了维持规模，制造业必须寻找解决劳动力不足的方法。工业机器人作为能够替代传统人工劳作、降低企业综合成本的解决方案，其替代趋势日益明显。
工业机器人的性价比优势使其替代人工成为必然趋势。工业机器人的应用大幅度降低了企业的生产成本，使用工业机器人可以降低人力成本与废品率，提高机床利用率，并降低残次零件出现的风险。工业机器人还能改善劳动条件，提高生产效率，提供更可控的生产能力，加快产品更新换代。
国家为了缓解劳动力资源压力，促进制造业的持续稳定扩张，已经制定了一系列政策来推动工业机器人产业的发展。根据美国波士顿咨询公司的报告，未来十年，更好的机器人将更便宜，加速取代工厂工人，推动人力成本的大幅削减。到2025年，全球主要出口国对工业机器人的投入将大幅增长，其中中国的投入增长尤为显著。
工业机器人产业链的发展也呈现出积极的态势。工业机器人是面向工业领域的机器人，由多关节机械手或多自由度的机器装置组成。它能通过重复编程和自动控制，完成多种工业生产作业。对于整个产业链来说，从零部件供应、机器人本体制造到系统集成，每一环节都在不断进步，为工业机器人的广泛应用提供了坚实的基础。
随着人口红利的逐渐消失和劳动力成本的上升，工业机器人的替代作用变得越来越重要。其高性价比和国家的明确政策支持，使得工业机器人的应用和发展成为不可逆转的趋势。工业机器人产业链的持续进步和壮大，将为制造业的未来发展注入新的活力。工业机器人，作为现代制造业的心脏，主要由三大核心部分构成：机械部分、传感部分以及控制部分。这三大组件又细分成六大系统，共同构建了一个多功能的作业平台。
机械部分是工业机器人的骨骼和肌肉。机械结构系统如同机器人的身体，完成各种复杂的动作。关节与杆件共同构建了一个灵活多变的框架，其中包括手部、腕部、臂部和机身等关键部件。驱动系统则为这些部位提供源源不断的动力，无论是液压、气动还是电动，都在这里发挥作用。
接着，传感部分如同机器人的感知器官。感受系统由内部和外部的传感器模块组成，它们捕捉内外环境中的重要信息。机器人与环境交互系统则实现了机器人与外部设备的协同合作，如加工、焊接、装配等单元，都在这里无缝对接。
再来看控制部分，这是工业机器人的大脑。人机交互系统让操作人员与机器人紧密相连，通过指令给定装置和信息显示装置实现精准指挥。而控制系统则是整个机器人的指挥中心，根据程序和反馈信息精确控制机器人的每一个动作。主控计算机和关节伺服控制器共同构成了这个高度智能化的系统。
工业机器人的分类多种多样，按照运动方式可分为直角坐标机器人、水平关节机器人、六轴机器人等，按照应用领域可分为焊接、搬运、码垛、装配、喷涂、切割等多种类型。这些机器人已经在现代生产工艺中占据了举足轻重的地位。
回顾工业机器人全球的发展现状，自上世纪60年代以来，随着对产品加工精度要求的提高和人力成本的上升，工业机器人逐渐在关键工艺生产环节中替代人工操作。据国际机器人联合会（IFR）统计，过去十年间，全球工业机器人销量持续增长，中国已成为最大的工业机器人市场。
地域上，亚洲尤其是中国工业机器人销量增长显著。应用领域方面，汽车、电气电子、金属制品等行业是工业机器人主要的应用领域。各国对工业机器人的研发都给予了极高的重视，纷纷推出各自的机器人发展战略规划。
美国注重机器人核心技术的产业化，日本则将重点放在了智能机器人和特种机器人的研发上，欧盟投入大量经费进行工业机器人的研究制造。而在亚洲，中国的工业机器人产业也在蓬勃发展，成为全球最大的工业机器人市场。
工业机器人作为高端制造装备的重要组成部分，正迎来前所未有的发展机遇。各国都在积极投入研发，推动产业进步，工业机器人已成为现代制造业不可或缺的一部分。一、背景分析
在全球视角中，尽管中国的机器人密度相较于世界平均水平存在显著差距，但我国的工业机器人领域却潜藏着巨大的发展机会。事实上，在短短的几年时间里，我国工业机器人的保有量已经实现了显著增长，预示着未来有望超越其他国家，达到全球领先的地位。尽管我们的进步显著，但在机器人密度和总保有量方面，与日本、德国和韩国等发达国家相比，仍然处于较低水平。
二、深度洞察
当我们深入探讨工业机器人的应用领域时，我们发现电子电气行业和汽车行业是主要的两大应用领域。而在工业机器人的核心零部件方面，包括减速机、伺服驱动/电机和控制器等，这些部件的性能对于整个工业机器人的运作至关重要。
尤其值得关注的是减速机，作为关键零部件中技术难度最大的一部分，它对于回转精度、刚度、疲劳强度、材料以及工艺水平都有极高的要求。伺服电机在驱动机器人的关节中发挥着关键作用，而控制器则负责控制机器人在工作空间中的运动。
国内的核心零部件缺失问题仍然严重，国内厂商对国际厂商的依赖度非常高。特别是在减速器和伺服系统方面，国外的品牌占据了绝大部分市场份额。例如，全球市场75%的减速器市场被日本的两家企业所占据，而在伺服系统方面，国外品牌也占据了近75%的中国市场份额。这充分说明了我们在核心技术方面的差距和面临的挑战。
三、未来展望
尽管面临挑战，但随着中国制造业的转型升级，工业机器人领域的发展潜力巨大。据预测，未来几年内，中国工业机器人的年均增长率将达到25%，销量和保有量都将有大幅度的提升。随着核心设备国产化率的提升，精密减速器等领域也将迎来极佳的发展机遇。对于国内厂商来说，这是一个充满机遇和挑战的时代。我们需要加大技术研发力度，提升产品质量和性能，降低对国外核心零部件的依赖度。也需要通过创新和优化来降低成本，提高市场竞争力。只有这样，我们才能在激烈的市场竞争中立足，并走向全球领先的位置。除了日本、欧美等地区的伺服品牌，台系伺服在大陆市场也展现出了强劲的发展势头。以东元和台达为代表，这些伺服系统因其卓越的性价比，市场占有率迅速提升，已占据约10%的市场份额。
虽然国产伺服系统在市场上的份额相对较少，但近年来，以华中数控、广州数控等为代表的企业在伺服系统领域取得了显著进展，赢得了市场的广泛认可。深圳的英威腾、汇川科技以及大连的安迪等一批新兴企业也崭露头角，共同推动着国产伺服系统的发展。
相对于减速器市场，伺服电机和驱动器市场并未形成主要厂商垄断的现象。几大国际厂商已在中国设立分工厂，产品供应充足，价格相对合理。国内的一些企业也在伺服电机和驱动器领域取得了重要突破，产品质量逐步提升，正逐步追赶国际先进水平，已在市场中占据一席之地。
至于控制器，它与软件一样，通常由机器人厂家自主设计研发。当前，国外主流机器人厂商的控制器均基于通用的多轴运动控制器平台进行自主研发，各品牌机器人均有与之匹配的控制系统。控制器的市场份额基本与机器人市场保持一致。但国内企业在此领域尚未形成市场竞争优势。
当前，国内产业链的核心零部件仍存在缺失，国内厂商对国际厂商的依赖度依然很高。在产业链中游，本体制造是工业机器人重要的组成部分，主要负责生产组装工业机器人的主体机械结构。工业机器人种类繁多，其中关节型机器人功能最强大、适用范围最广。
中国工业机器人市场长期被外资企业所主导。2013年，外资企业在华销售的工业机器人超过2.7万台，占总销售量的七成以上。其中，“四大家族”——ABB、发那科、安川电机和库卡，几乎垄断了工业机器人制造、焊接等高端领域。他们占据了约65%的市场份额。
在产业链的下游，系统集成是工业机器人的商业化、规模化普及的关键环节。但相对于产业链的其他环节来说，系统集成的壁垒相对较低，竞争较为激烈。随着大量国内企业进入系统集成领域，下游需求端的竞争日益激烈，而上游因缺乏核心壁垒导致议价能力较弱，硬件产品价格和利润逐年下降。工业机器人的系统集成领域正逐渐从新兴产业转向类传统制造业范畴。