机器人大战 百年发展成就工业机器人“四大家族”

  在劳动力成本不断飙升和机器人制造门坎日趋下降的大背景下，机器人及智慧装备产业的发展愈来愈受到社会各界的广泛关注。日本和欧洲发展速度尤为出众，慢慢的变成为全球工业机器人市场的两大主场。

  在世界工业机器人业界中，以瑞士的ABB、德国的库卡、日本的发那科和安川电机最为著名，并称工业机器人四大家族。它们在亚洲市场同样也是举足轻重，更占据中国机器人产业70%以上的市场份额，几乎垄断了机器人制造、焊接等高阶领域。下面我们来揭开这四大家族的神秘面纱吧。

  ABB(AseaBrownBoveri)是一家由两个历史100多年的国际性企业（瑞典的ASEA和瑞士的BBC Brown Boveri）在1988年合并而成，名列全球500强，总部坐落于瑞士苏黎世。ABB的业务涵盖电力产品、离散自动化、运动控制、过程自动化、低压产品五大领域，以电力和自动化技术最为著名。ABB拥有当今最多种类的机器人产品、技术和服务，是全球装机量最大的工业机器人供货商。ABB强调的是机器人本身的整体性，以其六轴机器人来说，单轴速度并不是最快的，但六轴一起联合运作以后的精准度是很高的。

  ABB的核心技术是运动控制系统，这也是对于机器人自身来说最大的难点。掌握了运动控制技术的ABB可以轻易实现循径精度、运动速度、周期时间、可程序设计等机器人的性能，大幅度提高生产的质量、效率以及可靠性。

  ABB的股票分别在苏黎世、斯德哥尔摩及纽约的股票市场上市买卖。而营收中有一半以上是来自欧洲市场，五分之一来自亚洲、中东和非洲，四分之一来自北美和南美洲市场。截至2016/3/8公司市值约415亿美元(yahoo财经)，收入约为355亿美元，净利19亿美元。

  德国库卡（KellerUndKnappichAugsburg）于1898年在德国奥格斯堡建立，最初主要专注于室内及城市照明，不久后开始涉足其他领域。1973年研发了名为FAMULUS的第一台工业机器人。库卡公司主要客户来自汽车制造领域，同时也专注于向工业生产过程提供先进的自动化解决方案，更涉足于医院的脑外科及放射造影。其橙黄色的机器人鲜明地代表了公司主色调。

  库卡机器人可用于物料搬运、加工、点焊和弧焊，涉及到自动化、金属加工、食品和塑料等产业。使用库卡机器人的用户群体包括：通用汽车、克赖斯勒、福特、保时捷、BMW、奥迪、奔驰、福斯、法拉利、哈雷、波音、西门子、宜家、施华洛世奇、沃尔玛、百威啤酒、BSNMedical、可口可乐等著名大咖级企业。不仅如此，库卡的机器人还被广泛用于食品工业、物流运输、建筑产业、玻璃制造业等。

  截至2016/3/8，库卡公司市值约35亿美元，收入约31亿美元，净利率3%。公司系统集成业务和工业机器人本体业务收入占比分别约为58%、42%。

  FANUC公司创建于1956年，三年后首次推出了电液步进电机，进入70年代，得利于微电子技术、功率电子技术，尤其是计算技术飞速发展，FANUC公司毅然舍弃了使其发家的电液步进电机数控产品而开始转型。1976年FANUC公司研制成功数控系统，随后又与SIEMENS公司联合研制了具高水平的数控系统，从那时起，FANUC的产品日新月异，年年翻新，成为当今世界上数控系统、设计、制造、销售实力最强的企业之一。

  FANUC公司是全球专业的数控系统生产厂，FANUC工业机器人与其他企业相比独特之处在于：工艺控制更加便捷、同类型机器人底座尺寸更小、更拥有独有的手臂设计。

  截至2016/3/8 FANUC公司市值约235 亿美元，收入约61亿美元，净利率约27%。公司一直保持着较高的盈利能力，长期毛利率在40%以上。

  安川电机（Kabushiki-gaisha Yaskawa Denki）创立于1915年，是日本最大的工业机器人公司，总部位在福冈县的北九州岛市。1977年，安川电机运用自己的运动控制技术开发生产出了日本第一台全电气化的工业用机器人，此后相继开发了焊接、装配、喷漆、搬运等各种各样的自动化作用机器人，并一直引领着全球产业用机器人市场。截至2015年9月, 安川电机累计出售机器人台数已突破28万台，成为全世界机器人销量冠军！

  安川电机主要生产的伺服和运动控制器都是制造机器人的关键零件。安川电机之所以可以掌握核心科技与其有着近百年专业电气的历史密不可分，这让安川电机在开发机器人方面有着独特优势。安川电机相继开发了焊接、装配、喷涂、搬运等各种各样的自动化作业机器人，其核心的工业机器人产品包括：点焊和弧焊机器人、油漆和处理机器人、LCD 玻璃板传输机器人和半导体芯片传输机器人等，是将工业机器人应用到半导体生产领域最早的厂商之一。

  截至2010/3/8安川电机公司市值约35 亿美元，收入约37亿美元，净利率约6%。公司运动控制、工业机器人、系统工程和驱动控制四项业务收入占比分别为47%、36%、12%和4%。

  工业机器人本体中最好的当属欧洲产品，以库卡最为顶级。而当四大家族进入亚洲市场后，ABB机器人国产化的质量有所下降，日本的安川、发那科与欧美产品相比则CP值较高，更加符合在华的客户需求。如今，机器人厂商通常更喜欢与知名品牌车厂进行合作绑定，如福斯汽车只用库卡、通用主要用发那科、欧系品牌更钟情于ABB等等，这与产业四大家族的策略调整息息相关。

  四大家族的起家皆是从事机器人产业链相关的业务，如ABB和安川电机从事电力设备电机业务，发那科研究数控系统，库卡最初从事焊接设备。最终他们能成为全球领先的综合型工业自动化企业，都是因为掌握了机器人本体及其核心零件的技术，并致力投入研究而最终实现一体化发展，这才有了今日工业机器人四大家族的美誉。

  日本和欧洲是全球工业机器人市场的两大主角，并且实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。

  通过满足具有国际性竞争力的汽车、电子/电机产业等企业使用者之严苛的要求，以及销售实绩与专门技能的累积，日本工业机器人产业已经成为全球的领导者。而在经过了日本国内市场激烈的价格竞争后，也获得了国际性的价格竞争力。目前家用机器人也处于优势地位。

  欧州工业机器人和医疗机器人领域已居于领先地位。美国积极致力于以军事、航天产业等为背景的开发或创投企业，体现在系统集成领域，医疗机器人和国防军工机器人具有主要优势。

  从全球角度来看，目前欧洲和日本是工业机器人主要供应商，ABB、库卡(KUKA)、发那科(FANUC)、安川电机(YASKAWA)四家占据着工业机器人主要的市场占有率。2013 年四大家族工业机器人收入合计约为50 亿美元，占全球市场份额约50%。

  在机器人系统集成方面，除了机器人本体企业的集成业务，知名独立系统集成商还包括杜尔、徕斯和柯马等。2013 年德国杜尔和意大利柯玛的系统集成业务收入均约为7 亿美元，折人民币100 亿元。

  机器人减速机70%以上市场份额由日本纳博特斯克(Nabtesco)和哈默纳科(Harmonic drive)垄断。2013 年纳博的减速器业务收入约为5 亿美元。

  工业机器人四大家族：ABB、 发那科、库卡、安川电机最初起家是从事机器人产业链相关的业务，如ABB 和安川电机从事电力设备电机业务、发那科从事数控系统业务，库卡一开始则从事焊接设备业务，最终他们成为全球领先综合型工业自动化企业，他们的共同特点是 掌握了机器人本体和机器人某种核心零部件的技术，最终实现一体化发展。

  中国产业信息网发布的《2014-2019年工业机器人产业全景调研及投资方向研究报告》指出：2013 年ABB、发那科、库卡、安川电机收入分别为418、60、24、38 亿美元；净利润分别为28、15、0.8、0.8 亿美元；工业机器人收入均为10-14 亿美元左右，但收入占比差别较大，分别为3%、23%、42%、34%；2013 年末市值分别为610、300、16、24 亿美元。

  四大家族除了发那科综合毛利率接近50%，其余毛利率水平基本在25-30%左右。四家净利润水平相差较大，发那科净利率达25%，ABB 为7%，库卡和安川电机仅为2-3%。从历史数据看，过去十年四大家族PE 水平保持在20-30 倍左右。

  日本发那科公司(FANUC)是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业之一。1956 年， FANUC 品牌创立。1971 年，发那科数控系统世界第一 ，占据了全球70%的市场份额。 1976 年发那科公司研制成功数控系统5，随后又与SIEMENS 公司联合研制了具有先进水平的数控系统7，从这时起，发那科公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家。掌握数控机床发展核心技术的发那科，不仅 加快了日本本国数控机床的快速发展，而且加快了全世界数控机床技术水平的提高。

  截至2013 年末，发那科公司市值约300 亿美元(注：2014 年6 月1 日市值为400 亿美元)，收入约60 亿美元，同比下滑7%，净利润约14 亿美元，同比下滑13%。公司一直保持着较高的盈利能力。长期毛利率在40%以上。截至2013 年末，工厂自动化设备、金属加工机械、机器人本体收入占比分别为40%、36%、24%。

  发那科工业机器人业务2013 年收入约为14 亿美元。发那科机器人产品广泛应用在焊接、装配、搬运、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节，满足客户不同需求。

  自1974 年，发那科首台机器人问世以来，发那科致力于机器人技术上的领先与创新，是世界上唯一一家由机器人来做机器人的公司。发那科机器人产品系列多达240 种，负重从0.5公斤到1.35 吨，广泛应用在装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节，满足客户的不同需求。2008 年6 月，FANUC 成为世界第一个突破20 万台机器人的厂家；2013 年，FANUC 全球机器人装机量已超33 万台，市场份额稳居第一。

  1)、非常便捷的工艺控制，可以实现对喷涂参数的无级调整，在生产过程中也可修改喷涂参数手腕动作灵活，高加速度，对提高小型工件喷涂节拍非常高效和同类型机器人相比，发那科机器人采用独有的铝合金外壳，机器人重量轻，加速快，日常维护保养方便；

  2)、和同类型机器人相比，FANUC 机器人底座尺寸更小，为客户采用更小的喷房提供了更好的解决方案；

  3)、发那科机器人的空心手腕可以让油管，气管布置更加便捷，大幅减少了喷房保洁工作量，为生产赢得时间；

  4)、发那科机器人独有的手臂设计，让机器人可以靠近喷房壁安装，机器人保证高度灵活生产的条件下也不会与喷房壁干涉。

  ABB 位列全球500 强，是电力和自动化技术的领导企业。ABB 致力于在增效节能，提高工业生产率和电网稳定性方面为各行业提供高效而可靠的解决方案。ABB 的业务涵盖电力产品，电力系统，离散自动化与运动控制，过程自动化，低压产品五大领域。

  ABB 由两个历史100 多年的国际性企业－ 瑞典的阿西亚公司(ASEA) 和瑞士的布朗勃法瑞公司(BBCBrownBoveri)在1988 年合并而来。它与中国的关系可以追溯到上个世纪初的1907 年。当时ABB 向中国提供了第一台蒸汽锅炉。1974 年ABB 在香港设立了中国业务部，随后于1979年在北京设立了永久性办事处。

  截至2013 年末，公司市值约610 亿美元，收入约为418 亿美元，净利润约为28 亿美元。截至2013 年末电力产品、电力系统、离散自动化与运动控制、低压产品、过程自动化产品收入占比分别为22%、19%、21%、18%、20%，每项业务收入占比均在 20%左右。

  ABB 机器人业务2009 年收入约为10 亿美元，2005 年-2009 年维持在10-16 亿美元左右，收入占全部收入比重约5%左右。

  2005-2008 年公司机器人毛利率约在0%-5%左右，2009 年由于金融危机原因大幅亏损，毛利率-18%。

  在众多的机器人生产商中，ABB 作为佼佼者之一，致力于研发、1974 年，ABB 公司发明了世界第一台六轴工业机器人，ABB 生产机器人已有40 年的历史，ABB 已经在瑞典、挪威和中国等地设有机器人研发、制造和销售基地。

  1994 年，ABB 的机器人开始进入中国，早期的应用主要集中在汽车制造以及汽车零部件行业。随着中国经济的快速发展，工业机器人的应用领域逐步向一般行业扩展，如医药、化 工、食品饮料以及电子加工行业。2006 年ABB 全球机器人业务总部落户中国上海。机器人产品在中国的本土化生产，更加凸现了这家国际巨商扎根中国的决心。

  凭着ABB 公司多年来强大的技术和市场积累，凭着向客户提供全面的机器人自动化解决方案，从汽车工业的白车身焊接系统，到消费品行业的搬运码跺机器人系统，即以汽 车、塑料、金属加工、铸造、电子、制药、食品、饮料等行业为目标市场，产品广泛应用于焊接、物料搬运、装配、喷涂、精加工、拾料、包装、货盘堆垛、机械管 理等领域。

  对于机器人自身来说，最大的难点在于运动控制管理系统，而ABB 的核心技术就是运动控制。运动控制技术是实现循径精度、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机器人性能指标的重要手段。通过充分 利用这些重要功能，用户可提高生产的质量、效率及可靠性。

  ABB 对运动控制技术的重视由来已久。早在1994 年，ABB 就推出了新一代具有TrueMove和QuickMove 功能的机器人。TrueMove 可确保机器人的运动路径与编程路径严格相符，而不论其运行速度及路径几何形状如何。

  QuickMove 则是一种独具特色的自动优化型运动控制功能，可确保机器人动作任何时候都达到最高的速度和加速度，从而最大程度缩短周期时间。第二代TrueMove 和QuickMove 功能引入了更精确的动态模型以及优化循径速度和加速度的新方法，进一步提升了ABB 机器人性能。

  ABB 一直强调机器人本身的柔性化，强调ABB 机器人在各方面的一个整体性，ABB 机器人在单方面来说不一定是最好的，但就整体性来说是很突出的。比如ABB 的六轴机器人，单轴速度并不是最快的，但六轴联动以后的精度是很高的。

  安川电机株式会社创立于1915 年，公司是有近百年的历史专业电气厂商。公司AC 伺服和变频器市场份额位居全球第一。安川电机目前主要包括驱动控制，运动控制，系统控制与机器人四个事业部。

  截至2013 年末，安川电机公司市值约32 亿美元，收入约38 亿美元，同比下滑8%，净利润约0.8 亿美元，同比下滑20%。截至2013 年末，公司运动控制、工业机器人、系统工程和驱动控制四项业务收入占比分别为47%、36%、12%和4%。

  作为技术创新的倡导者，安川不断把用户需求融合到技术及产品的开发当中，公司秉承i3-Mechatronics，即Integrated(整合)、 Intelligent(智能)、Innovated(创新)的企业理念，以机电一体化产品及前沿运动控制技术活跃于全球工业领域的舞台，为超高速、超精 密控制做出贡献。

  “现在一条自动化生产线需要的不仅仅是伺服驱动，同时也需要机器人和变频器，所以安川电机的定位决不是单个产品的供应商，而是在运动控制核心技术和产品的基础上，为客户提供更高附加值的整体解决方案。

  安川的运动控制事业部通过丰富的Drive(驱动)、Motion(运动)、Controller(控制)产品组合，为从一般工业机械到高精度机床机械，提供高性能、高生产率的解决方案。其中，变频器占30%，伺服占70%。

  世界上最活跃的安川工业用机器人”莫托曼“(MOTOMAN)，是在半导体工业中受到高度评价的超级机电产品。公司给它们增加系统工程技术，提供最佳 的解决方案。安川的机器人里面的控制用的是伺服，因此具有非常好的性能。截至2011 年，公司机器人累计销售量超过23 万台。

  安川是以系统工程开始起家的，是从系统产品发展起来的。安川拥有先进的系统工程技术，可以满足大规模的车间及公共事业设备的时代需求，为当代社会实现便利的生活提供广泛的解决方案。

  安川的变频器事业部作为驱动器的专业专家，为客户提供丰富的产品和解决方案。安川变频器拥有从通用到专用的丰富的系列产品，这些产品广泛地活跃在节能以及机械自动化领域。并且能够针对客户从工业到民用的各种各样的需求，提供最佳解决方案。

  安川电机工业机器人业务2013 年收入为13 亿美元，同比增长4%，收入占比36%。2013年公司机器人毛利率约为8%，高于公司整体毛利率水平4%。

  安川电机自1977 年安川电机年研制出第一台全电动工业机器人以来，已有30 多年的机器人研发生产的历史，旗下拥有Moto man 美国、瑞典、德国以及Synetics Solutions 美国公司等子公司。

  安川电机具有开发机器人的独特优势，作为安川电机主要产品的伺服和运动控制器是机器人的关键部件。自1997 年，运用安川特有的运动控制技术开发出日本首台全电气式工业用机器人”MOTOMAN“以来，安川电机相继开发了焊接、装配、喷涂、搬运等各种各样的自动 化作业机器人，并一直引领着国内外工业机器人市场。

  其核心的工业机器人产品包括：点焊和弧焊机器人、油漆和处理机器人、LCD 玻璃板传输机器人和半导体晶片传输机器人等。是将工业机器人应用到半导体生产领域的最早的厂商之一。

  多功能机器人Moto man 是以”提供解决方案“为概念，不断生机勃勃前进着的安川电机机器人产品系列在重视客户间交流对话的同时，针对更宽广的需求和多种多样的问题提供最为合适的解决方案，并实行对FA.CIM 系统的全线 月，本公司的机器人累计出售台数已突破23 万台，活跃在从日本国内到世界各国的焊接、搬运、装配、喷涂以及放置在无尘室内的液晶显示器、等离子显示器和半导体制造的搬运搬送等各种各样的产业领域中。

  安川电机常州工厂于2012 年7 月25 日动工，2013 年6 月投产。起初，常州工厂的生产能力设定为每年6000 台，但是随着市场对产业机器人的需求猛增，安川电机决定把在华产业机器人生产规模倍增至1.2 万台，投资额也从17 亿日元增加至40 亿日元。

  库卡集团是由焊接设备起家的全球领先机器人及自动化生产设备和解决方案的供应商之一。库卡的客户主要分布于汽车工业领域，在其他领域(一般工业)中也处于增长势头。库卡机器人公司是全球汽车工业中工业机器人领 域的三家市场龙头之一，在欧洲则独占鳌头。

  在欧洲和北美，库卡系统有限公司则为汽车工业自动化解决方案的两家市场引领者之一。库卡集团借助其 30 余年在汽车工业中积累的技能经验，也为其他领域研发创新的自动化解决方案，例如用于医疗技术、太阳能工业和航空航天工业等。

  截至2013 年末，库卡公司市值约16 亿美元，收入约24 亿美元，同比增长5%，净利润约0.77 亿美元，同比增长8%。截至2013 年末，公司系统集成业务和工业机器人本体业务收入占比分别为58%、42%。

  库卡为纯工业机器人公司，业务包括工业机器人和系统集成，工业机器人业务2013 年收入为10 亿美元、系统集成为13 亿美元。

  2013 年库卡机器人本体营业毛利率约10%，系统集成营业毛利率为5%。KUKA 机器人公司在全球拥有20 多个子公司，其中大部分是销售和服务中心。KUKA 在全球的运营点有：美国，墨西哥，巴西，日本，韩国，台湾，印度和欧洲各国。库卡公司工业机器人产量超过1 万台，至今在全球安装了超过10 万台工业机器人。

  1973 年KUKA 研发其第一台工业机器人，即名为FAMULUS.这是世界上第一台机电驱动的6 轴机器人。今天该公司4 轴和6 轴机器人有效载荷范围达3–1300 公斤、机械臂展达350–3700mm，机型包括：SCARA、码垛机、门式及多关节机器人，皆采用基于通用PC 控制器平台控制。

  库卡产品广泛应用于汽车、冶金、食品和塑料成形等行业。KUKA 的机器人产品最通用的应用范围包括工厂焊接、操作、码垛、包装、加工或其它自动化作业，同时还适用于医院，比如脑外科及放射造影。

  KUKA 机器人早在1986 年就已进入中国市场，当时是由KUKA 公司赠送给一汽卡车作为试用，是中国汽车业应用的第一台工业机器人。1994 年，当时作为国内汽车龙头企业的东风卡车公司以及长安汽车公司，分别引进了KUKA 的一条焊装线，随线安装的机器人都达数十台，KuKA 机器人开始大批量进入中国。

  工业机器人在最初进入中国时，作为技术和资金最为集中的汽车制造业可以说是工业机器人的最主要的使用者，进入2000 年后，工业机器人在其他领域的应用才逐渐开始彼接受。近年来，KUKA 机器人在其它制造领域的应用也越来越广泛，行业覆盖了铸造、塑料、金属加工、包装、物流等，如在中国的烟草行业(包装和码垛应用)以及食品与饮料行业(包 装和加工应用)，其数量和需求甚至超过了汽车行业。

  库卡在上海松江新厂建设面积近2 万平方米，在中国的机器人产能从2010 年1000 台/年增加到了2014 年的5000 台/年。该厂总投资1,000 万至1,200 万欧元，初步每年生产3,000台配备KRC4 通用控制器的QUANTEC 系列机器人。

  作为世界领先的工业机器人提供商之一和机器人领域中的科技先锋，库卡机器人在业界被赞誉为”创新发电机“ 。KUKA 机器人早在1985 年时，就通过一系列的机械设计革新，去掉了早期工业机器人中 必不可少的平行连杆结构，实现真正意义上的多关节控制，并从此成为机器人行业的规范。

  早在1996 年时，KUKA 机器人就采用了当时最为开放和被广泛接受的标准工业PC~Windows 操作系统作为KUKA 机器人控制系统和操作平台，使得KUKA 机器人成为最开放和标准化程度最高的控制系统，而今也正在逐渐成为全球的标准。

  KUKA 独一无二的6D 鼠标编程操作机构，把飞行器操作的理念引入到机器人操作中，使得机器人的操作和示教犹如打游戏一样轻松方便。此外，KUKA 独特的电子零点标定技术、航空铝制机械本体、模块化控制系统及机械结构等都从本质上诠释了以技术突破和不断创新的宗旨。

  KUKA 码垛机器人的显著特点是速度快，因为机器人的手臂采用高分子碳素纤维材料制造而成，既满足机器人手臂在高速运行过程中对刚度的特殊需求，又可以大幅度提升 机器人本身的动惯性能以及加速能力。机器人控制器采用和标准机器人完全相同的标准，另外，码垛专用的软件功能包 KUKA.PalletLayout，KUKA.PalletPro，KUKA.PalletTech 可以根据客户要求提供非常轻松的码垛应用和编程环境