“温故知新”系列之工业机器人行业复盘（二）：从美国汽车行业“2mm工程”看工业机器人国产化空间-20210202-银河证券-38页_2mb

报告摘要

机械军工行业深度报告：工业机器人行业复盘与国产化空间分析

核心内容

本报告回顾了美国汽车行业“2mm工程”的背景与实施效果，分析了影响汽车制造精度的多方面因素，并探讨了国产工业机器人在汽车制造领域的应用现状与未来市场空间。通过对比国内外工业机器人在焊接、折弯、冲压等关键工序的精度与性能，指出国产机器人在部分领域已接近国际先进水平，具备替代潜力。同时，报告分析了中国工业机器人市场的回暖趋势，预测国产工业机器人市场空间有望达到百亿级别。

主要观点

汽车行业是工业机器人最大应用领域：根据IFR数据，2019年全球工业机器人在汽车和电子电气行业的应用占比分别为28.15%和23.59%，合计超过50%。尽管电子行业扩张，但汽车行业仍以庞大的规模和高自动化率占据主导地位。
“2mm工程”背景与成效：20世纪90年代，美国汽车工业为应对日系车冲击，启动“2mm工程”，旨在将白车身尺寸误差控制在2mm以内，显著提升产品质量和市场竞争力。该工程通过CII指数法控制误差，形成了一套系统性提升制造精度的模式。
尺寸偏差来源复杂：汽车制造中的尺寸偏差不仅源于工业机器人精度，还包括冲压件误差、焊接夹具问题、焊接变形及人工操作等。其中，工业机器人对误差的影响仅为一小部分。
国产工业机器人精度提升：在焊接、折弯等关键工序中，国产工业机器人精度已接近国际品牌。例如，埃斯顿、新松、新时达等企业的产品在重复定位精度上已达到0.05~0.2mm，满足当前汽车制造需求。
国产化率提升空间广阔：目前，中国工业机器人市场中，国产产品占比约20%，未来有望逐年提升3%~5%。预计2022年国产工业机器人市场规模可达143.6~165.7亿元，年均增速超过30%。

关键信息

美国“2mm工程”回顾

背景：20世纪70年代后，日系车因高精度和高性价比抢占美国市场，导致美国车企市场份额下降。
目标：通过控制车身制造误差，将白车身尺寸误差综合指数（CII）控制在2mm以内，提升整体质量。
实施成果：1992-1995年实施期间，通用和克莱斯勒成功将CII值控制在2mm以内，车身质量显著提升。
影响因素：CII指数法用于评估车身尺寸误差，通过锁定5%的误差最大测点进行重点控制。

尺寸偏差来源

冲压件误差：冲压件尺寸偏差会在装配过程中产生变形，影响整体车身精度。
焊接夹具问题：夹具定位不准确、磨损等是制造缺陷的重要来源。
焊接变形：难以定量计算，需通过理论分析与实际测量结合进行控制。
人工操作影响：操作失误会导致尺寸偏差，需标准化操作与严格培训。

国产工业机器人现状

焊接机器人：国产机器人重复定位精度与国外品牌相当，部分型号甚至优于国外。
折弯机器人：国产机器人精度接近国际品牌，如埃斯顿ER80已获得工业机器人奖。
冲压机器人：部分国产机器人精度与国际品牌接近，如埃斯顿ER170-2650与安川EPH130D精度相当。
市场渗透率：目前国产工业机器人在汽车行业的渗透率较低，但随着技术进步与市场认可，有望逐步提升。

市场趋势与前景

市场回暖：2020年国内工业机器人市场回暖，12月产量同比增速达32.40%，全年累计增速为19.1%。
汽车工业改善：受政策刺激与需求回升影响，汽车工业产量与销量有望回升，带动工业机器人需求。
市场规模预测：预计2020-2022年中国工业机器人市场规模分别为422.1亿元、478.8亿元、552.3亿元，其中汽车行业所占比重约为25%-40%。
国产替代潜力：随着国产机器人技术提升和市场接受度提高，预计2022年国产工业机器人市场规模可达143.6~165.7亿元。