【正文】 生產(chǎn)工具。機(jī)器人的應(yīng)用是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。工業(yè)機(jī)器人種類很多，有碼垛機(jī)器人、焊接 機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、鍛造機(jī)器人、水下作業(yè)機(jī)器人、即將大量生產(chǎn)的美國陸軍機(jī)器人等。 1956 年 4月 26 日毛澤東主席提出了“ 農(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化 ”，中國的企業(yè)在經(jīng)歷三十年的改革開放和高速發(fā)展，使企業(yè)完成了從 人工勞作到機(jī)械化 的轉(zhuǎn)變 ， 開始了 從機(jī)械化到自動(dòng)化 的轉(zhuǎn)變， “ 企業(yè)的根本出路在于自動(dòng)化 ” 成為 社會發(fā)展的必然趨勢 。 人工替代，大勢所趨。隨著國家的發(fā)展，人力成本上升和人口老齡化不斷加劇，而機(jī)器人的成本卻在不斷下降，性能也在不斷的提升，從而導(dǎo)致機(jī)器人的性價(jià)比優(yōu)勢日益凸顯，投資回報(bào)周期也由 20xx 年的 5 年左右縮 短到目前 2年左右。與此同時(shí)，機(jī)器人還能夠在惡劣、危險(xiǎn)以及重復(fù)等特殊、不宜于人工作的環(huán)境中工作，具有人工勞動(dòng)力所不具備的優(yōu)勢，因此機(jī)器人逐步進(jìn)行人工替代將是大勢所趨。 工業(yè)機(jī)器人市場蓬勃發(fā)展。全球工業(yè)機(jī)器人近幾年新裝量保持在 10%左右的速度增長，并在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國在 20xx 年機(jī)器人新裝量排全球第 4，首次超過了 2 萬臺。日本韓國發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，在經(jīng)濟(jì)水平達(dá)到人均 GDP 為 50007000 美元這一階段時(shí)，新裝機(jī)器人量得到爆發(fā)式的增長。而在 20xx 年，我國 GDP 達(dá)到 6100 美元，已經(jīng)進(jìn)入到機(jī)器 人需求爆發(fā)式增長的時(shí)期，因此，我們認(rèn)為，近兩年或?qū)⒊蔀闄C(jī)器人的爆發(fā)元年。 我國機(jī)器人市場潛力巨大。主要有兩個(gè)依據(jù)：（ 1）機(jī)床行業(yè)規(guī)模表明我國制造業(yè)對自動(dòng)化加工裝備的需求空間巨大；（ 2）我國機(jī)器人使用密度還處于極低的水平，機(jī)器人使用密度的提升將帶動(dòng)機(jī)器人需求量的提升。通過對比美德日韓，我們測算我國機(jī)器人市場規(guī)模將超過 160 萬臺，相比較于目前不到 10 萬臺的裝配量，還有巨大的發(fā)展空間。 我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈并不完善，政策扶持有助行業(yè)快速發(fā)展。由于我國在基礎(chǔ)工業(yè)的落后，使得關(guān)鍵零部件在精度、成本等方面與國外存在一定 的差距，這也就造成我國企業(yè)并不自己生產(chǎn)機(jī)器人，而主要是通過對從國外采購的機(jī)器人進(jìn)行系統(tǒng)集成商，年產(chǎn) 10000 臺工業(yè)機(jī)器人基地建設(shè) 項(xiàng)目 5 實(shí)現(xiàn)下游應(yīng)用為主。為解決這一現(xiàn)狀，國家從政策方面也加大了對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的扶持力度，在“十二五”期間，工業(yè)機(jī)器人也首次成為發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)發(fā)展對象之一，明確了工業(yè)機(jī)器人及相關(guān)零部件的發(fā)展方向，將有助于完善機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的升級轉(zhuǎn)型。 投資策略：機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈已被高度關(guān)注，只有綜合能力強(qiáng)，技術(shù)實(shí)力強(qiáng)，有產(chǎn)業(yè)地位的企業(yè)能夠勝出。針對整機(jī)生產(chǎn)廠商和系統(tǒng)集成商，我們推薦機(jī)器人（國內(nèi)最早進(jìn)入機(jī)器人領(lǐng)域的企業(yè) 之一 +背靠中科院沈陽自動(dòng)化研究所 +大量技術(shù)儲備，布局多個(gè)領(lǐng)域），博實(shí)股份（石化自動(dòng)化領(lǐng)域龍頭 +哈工大機(jī)器人研究所技術(shù)支持）以及智云股份（國內(nèi)汽車裝配線領(lǐng)域龍頭 +業(yè)績拐點(diǎn)）。 人工替代和產(chǎn)業(yè)升級兩大因素驅(qū)動(dòng)我國工業(yè)機(jī)器人市場快速增長。本土工業(yè)機(jī)器人企業(yè)憑借工程師紅利，將出現(xiàn)長達(dá) 20 年的黃金發(fā)展期。預(yù)計(jì)我國工業(yè)機(jī)器人及系統(tǒng)市場空間超千億，本土企業(yè)有數(shù)十倍成長性。 兩大因素驅(qū)動(dòng)我國工業(yè)機(jī)器人市場快速增長 第一個(gè)驅(qū)動(dòng)力是機(jī)器代替人工。原因主要來自于兩個(gè)方面：其一是低端勞動(dòng)力供給不足。 80、 90后已 經(jīng)成為目前勞動(dòng)力市場的主力，相比 60、 70 后，他們訴求較多，其中的顯著變化之一是越來越少的人愿意從事工資低、單調(diào)重復(fù)繁重、環(huán)境差的工作，導(dǎo)致低端勞動(dòng)力供給不足，每到歲末年初這種“民工荒”現(xiàn)象在沿海地區(qū)表現(xiàn)尤為明顯，用人單位越來越傾向于用機(jī)器人替代人工，從事這類工作。 其二是工業(yè)機(jī)器人替代人工經(jīng)濟(jì)性不斷提升。一方面，勞動(dòng)力工資全面上漲。改革開放以來，我國城鎮(zhèn)就業(yè)人員年平均工資基本保持兩位數(shù)增速，到 20xx 年已經(jīng)超過 5000 美元 ，而且由于低端勞動(dòng)力供給不足，近年來農(nóng)民工工資漲幅比城鎮(zhèn)職工還要快。另一方面，機(jī) 器人本體價(jià)格不斷下降。機(jī)器人價(jià)格下降不僅是國際趨勢，而且還因?yàn)橹饕獓H巨頭紛紛在中國設(shè)組裝線，降低本體成本和價(jià)格。繼 ABB 之后，安川和庫卡也開始在中國建設(shè)組裝線，并于 20xx 年投產(chǎn)，兩家在中國最終年產(chǎn)量將合計(jì)達(dá) 11000 臺，相當(dāng)于 20xx 年我國工業(yè)機(jī)器人需求的近一半。川崎于 20xx 年 12 月 24日也發(fā)布消息要在中國建組裝線。 上述兩項(xiàng)因素，導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人替代人工的經(jīng)濟(jì)性不斷提升，工業(yè)機(jī)器人投資回收期越來越短，有的甚至兩年就可以回本。 第二個(gè)驅(qū)動(dòng)力是產(chǎn)業(yè)升級。日韓等國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型過程中，經(jīng)濟(jì)增速都出現(xiàn)大幅下 降，日本 GDP 從 19561973 年年均復(fù)合增速 %下降到 19741991 年年均復(fù)合增速年產(chǎn) 10000 臺工業(yè)機(jī)器人基地建設(shè) 項(xiàng)目 6 %，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)三個(gè)變化：一是傳統(tǒng)重化工 制造業(yè) 在經(jīng)濟(jì)總量中的占比逐漸萎縮，產(chǎn)業(yè)內(nèi)重組與整合明顯加強(qiáng)；二是高附加值、技術(shù)密集型的新興產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，機(jī)械化、自動(dòng)化及智能化設(shè)備的大規(guī)模普及導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)效率和競爭力大幅提升；三是服務(wù)業(yè)占比上升與 消費(fèi) 升級并存。 反觀我國，目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展與日本 70 年代初類似，勞動(dòng)力成本上升、能源緊張、資源匱乏、環(huán)境污染嚴(yán)重，適時(shí)調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展知識和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)、促進(jìn) 升級是我國經(jīng)濟(jì)能否順利跨過中等收入陷阱的關(guān)鍵，而經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級需要大量的自動(dòng)化成套設(shè)備相配套。 工程師紅利將延續(xù) 20 年 與其他行業(yè)一樣，我國機(jī)器人企業(yè)在與國外競爭時(shí)，拼的是價(jià)格和服務(wù)，但是我們認(rèn)為這些只是表象。在核心零部件（減速機(jī)、伺服電機(jī)、控制器）受制于人、進(jìn)口零部件價(jià)格不低于國外對手、進(jìn)口零部件占本體生產(chǎn)的機(jī)器人本體原材料成本高達(dá)85%的情況下，追本溯源，之所以能有價(jià)格和服務(wù)方面的優(yōu)勢，源于充裕的工程師供給以及較低的工程師價(jià)格，即工程師紅利。 憑借工程師紅利，在機(jī)器人系統(tǒng)集成領(lǐng)域，可 以在應(yīng)用軟件修改和售前售后服務(wù)方面具有明顯的成本優(yōu)勢；在本體生產(chǎn)領(lǐng)域，可以在底層軟件修改、對底層軟件進(jìn)行定制化服務(wù)以適應(yīng)最終客戶和集成商要求方面具有明顯的成本優(yōu)勢。 從我國在校生人數(shù)以及接受高等教育比例不斷提高的情況來看，工程師后續(xù)供給仍會比較充裕。 國內(nèi)機(jī)器人行業(yè)工程師目前平均年薪近 8萬元，歐洲和日本機(jī)器人行業(yè)工程師平均年薪 40 萬元左右，根據(jù)歐洲、日本和我國工程師工資過去增長情況，假設(shè)歐日工程師工資年均增長 %，我國工程師工資年均增長 10%，那么我國工程師紅利可以維持 21 年。悲觀假設(shè)我國工程師 工資年均增長 15%，那么我國工程師紅利也可以維持14 年。 市場空間超千億 本土企業(yè)有數(shù)十倍成長性 20xx 年以來，隨著我國汽車行業(yè)新線不斷投產(chǎn)，電子行業(yè)固定資產(chǎn)投資增速持續(xù)處于高位，工業(yè)機(jī)器人在我國應(yīng)用數(shù)量得以迅速提升， 20xx 年我國新安裝工業(yè)機(jī)器人 22， 577 臺，同比增長高達(dá) %，增速位列全球第一，需求量位列全球第三。截至 20xx 年末，我國工業(yè)機(jī)器人存量規(guī)模已經(jīng)從 1999 年的 500 臺上升至 74， 317臺，占全球保有量的 6%，排在日本、美國、德國、韓國之后，位于第 5 位。 年產(chǎn) 10000 臺工業(yè)機(jī)器人基地建設(shè) 項(xiàng)目 7 相比發(fā)達(dá)國家，我國 制造業(yè)機(jī)器人密度（即每萬個(gè)工人對應(yīng)的工業(yè)機(jī)器人安裝數(shù)量）還非常低，只有 21，不僅不能與發(fā)達(dá)國家相比，還低于全球 55 的平均水平，未來有大幅提升空間。 20xx 年末，我國制造業(yè)有 4088 萬職工人數(shù)，假設(shè)我國制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人密度與全球 55 的平均水平相當(dāng)，則需要工業(yè)機(jī)器人 萬臺，目前我國已有 萬機(jī)器人存量，那么將新增工業(yè)機(jī)器人 萬臺。 現(xiàn)在全球工業(yè)機(jī)器人均價(jià) 30 多萬元，我們判斷國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人價(jià)格呈下行趨勢，假設(shè)未來均價(jià) 25 萬元，那么我國制造業(yè)對應(yīng)的工業(yè)機(jī)器人本體市場規(guī)模接近 380 億元，算上系統(tǒng)的話 ，對應(yīng)的工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)到 1140 億元（按照系統(tǒng)規(guī)模是本體 3倍測算）。 目前在我國，沈陽新松機(jī)器人、安徽埃夫特、廣州數(shù)控是國內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)的第一梯隊(duì)，其中沈陽新松有中科院沈陽自動(dòng)化所的背景，研發(fā)能力在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位；安徽埃夫特背靠奇瑞汽車，有客戶資源優(yōu)勢；廣州數(shù)控有自身的數(shù)控系統(tǒng)和伺服電機(jī)優(yōu)勢。但總體來說，本土機(jī)器人企業(yè)競爭力還較弱，國內(nèi) 80%市場被 ABB、發(fā)那科、安川、庫卡這樣的跨國品牌占據(jù)。 國外機(jī)器人公司無論是本體還是系統(tǒng)集成，規(guī)模都可以做到 100 億元左右，也就是說，本體和系統(tǒng)集成規(guī)模合計(jì)可做 到 200 億元。而我國龍頭企業(yè)新松機(jī)器人 20xx年的規(guī)模也才只有 10 億元，未來成長性數(shù)十倍。 第二節(jié) 項(xiàng)目建設(shè)的必要性 中國作為人口大國，人力資源豐富，許多企業(yè)長期處于手工作坊的運(yùn)營模式，享受著廉價(jià)勞動(dòng)力帶來的優(yōu)勢。近年來，隨著勞動(dòng)力成本不斷上升、勞動(dòng)力供給不斷減少，我國的“人口紅利”將逐漸耗盡，化工、建材、糧食和飼料等傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)正面臨越來越大的壓力，許多重體力工作不得不面對招工難、用工荒的現(xiàn)實(shí)。提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平、進(jìn)行“機(jī)器換人”的技術(shù)革新已經(jīng)迫在眉睫。在這種情況下，工業(yè)機(jī)器人作為一種新型勞動(dòng)力， 以其高勞動(dòng)率和低成本的優(yōu)勢正越來越受到企業(yè)的關(guān)注。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，從 20xx年起，中國的工業(yè)機(jī)器人安裝量年增長速度均超過了 100%，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆? 目前，國外的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品相當(dāng)成熟，已廣泛應(yīng)用于飲料、食品、建材和化工等領(lǐng)域，并競相推出新產(chǎn)品，不斷刷新性能記錄。如日本不二公司的碼垛機(jī)器人，負(fù)載能力 200kg，生產(chǎn)節(jié)拍達(dá)到了 1800 回 /時(shí) 。瑞典 ABB 的 IRB 460 機(jī)器人，負(fù)載 110KG，年產(chǎn) 10000 臺工業(yè)機(jī)器人基地建設(shè) 項(xiàng)目 8 測試環(huán)境下生產(chǎn)節(jié)拍超過了 20xx 回 /時(shí)；在國內(nèi)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)和上海交通大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)開展了物流搬運(yùn)機(jī)器人的技術(shù)研究，哈 爾濱博實(shí)和上海沃迪等企業(yè)進(jìn)行了碼垛機(jī)器人的小批量生產(chǎn)。但迄今為止，我國企業(yè)還沒有生產(chǎn)出與國外機(jī)器人進(jìn)行有力競爭的高質(zhì)量產(chǎn)品。 當(dāng)前，中國企業(yè)不得不以高昂的價(jià)格購買國外的工業(yè)機(jī)器人，并忍受維護(hù)成本高和供貨周期長等問題。眾多中小型生產(chǎn)企業(yè)，雖然有著廣泛的需求，但受資金、服務(wù)等條件的制約，對使用工業(yè)機(jī)器人仍處于觀望態(tài)度。在這種形勢下，開發(fā)一種兼顧功能性、可靠性、維護(hù)性和經(jīng)濟(jì)性的工業(yè)機(jī)器人并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，具有以下重大的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。 滿足國內(nèi)企業(yè)的廣泛需求，市場前景良好 經(jīng)濟(jì)型工業(yè)機(jī)器人能夠滿足國內(nèi)眾多中小 型生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際需求，比國外同類產(chǎn)品又具有價(jià)格和售后服務(wù)等優(yōu)勢，市場前景良好。目前，該市場屬于空白期，以該項(xiàng)目為契機(jī)，推出適合我國中小企業(yè)現(xiàn)狀的產(chǎn)品，將在未來的市場競爭中贏得先機(jī)。 促進(jìn)山東的勞動(dòng)密集型企業(yè)升級轉(zhuǎn)型 山東是制造業(yè)和農(nóng)業(yè)大省，化工、建材、糧食和飼料等勞動(dòng)密集型企業(yè)眾多。經(jīng)濟(jì)型工業(yè)機(jī)器人在山東的推廣應(yīng)用，將促進(jìn)上述企業(yè)的升級轉(zhuǎn)型，消除“人口紅利”消退帶來的影響，為山東省經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供有力支撐。 助力山東省的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展 工業(yè)機(jī)器人作為我國重點(diǎn)支持發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)差，核心 技術(shù)與歐美差距較大，具有競爭力的企業(yè)很少，只有新松、哈博實(shí)等幾家機(jī)器人企業(yè)具備了一定規(guī)模。山東的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)更是薄弱，機(jī)器人企業(yè)少且規(guī)模小，與山東制造業(yè)大省的地位明顯不符。該項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)濟(jì)型工業(yè)機(jī)器人并實(shí)施產(chǎn)業(yè)化，將助力山東省機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 第 三 節(jié) 項(xiàng)目建設(shè)的先進(jìn)性 項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)政策，項(xiàng)目產(chǎn)品屬于 《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（ 20xx 年本）》修正版鼓勵(lì)類第十四項(xiàng)機(jī)械類第 35 條“ 機(jī)器人及工業(yè)機(jī)器人成套系統(tǒng) ” ，屬于國家 鼓勵(lì) 類發(fā)展行業(yè) 。公司研發(fā)的工業(yè)機(jī)器人，順利通過了各類國際質(zhì)量認(rèn)證，產(chǎn)品技術(shù)水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平 ，不僅有更高的品質(zhì)保障，而且價(jià)格優(yōu)勢也更明顯，產(chǎn)品已經(jīng)完全有能力替代進(jìn)口產(chǎn)品，極大地推進(jìn)了勞動(dòng)密集型企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的步伐，為國家經(jīng)濟(jì)年產(chǎn) 10000 臺工業(yè)機(jī)器人基地建設(shè) 項(xiàng)目 9 結(jié)構(gòu)調(diào)整提供有力支撐。 該項(xiàng)目設(shè)計(jì)中選用的工藝方案具有合理性、經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性，原材料可靠，物流合理，可保證生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品的 穩(wěn)定性 。 . （ 1）機(jī)器人本體設(shè)計(jì)采用平行四邊形機(jī)構(gòu)，對關(guān)鍵部件進(jìn)行了有限元分析，提高了自重比和機(jī)器人工作空間?；陂_放型控制器，自主開發(fā)了模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的開放型控制系統(tǒng)。 （ 2）在軌跡規(guī)劃方面設(shè)計(jì)了基于動(dòng)力學(xué)模型的前饋算法，該算法消除了機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中 因慣量變化而產(chǎn)生的運(yùn)行抖動(dòng)，進(jìn)而提高了機(jī)器人的控制精度。設(shè)計(jì)了一種 S曲線加減速算法，該算法避免了機(jī)器人在重載高速情況下由于突變加速度所導(dǎo)致的機(jī)械結(jié)構(gòu)上的沖擊，提高了機(jī)器人的系統(tǒng)穩(wěn)定性和作業(yè)的平穩(wěn)性。 （ 3）針對正重疊式、反交錯(cuò)式、縱橫交錯(cuò)式、旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式等不同的垛型，設(shè)計(jì)開發(fā)了不同的算法，提高了機(jī)器人的柔性和工作效率。機(jī)器人示教系統(tǒng)操作簡單，只需示教抓取點(diǎn)和第一放置點(diǎn)即可完成整垛的自動(dòng)碼垛。 （ 4）目前，國外同類機(jī)器人產(chǎn)品的價(jià)格都在 35 萬元以上，訂貨周期一般不低于3 個(gè)月。該項(xiàng)目機(jī)器人實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化后，預(yù)計(jì)市場售價(jià) 在 20萬元以下，價(jià)格優(yōu)勢明顯。 （ 5）由于產(chǎn)品在國內(nèi)生產(chǎn)并廣泛采用國產(chǎn)元器件，減少了物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)和零配件采購周期，大大降低了訂貨周期。 （ 6） 對比國外機(jī)器人，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式簡單，主要構(gòu)件少，故障率低，易于維護(hù)和保養(yǎng)。 （ 7） 關(guān)鍵元器件采用國產(chǎn)品牌，國內(nèi)售后網(wǎng)