上游是关键零部件生产厂商，主要是减速器、控制系统和伺服系统；
中游是机器人本体，即机座和执行机构，包括手臂、腕部等，部分机器人本体还包括行走结构，是机器人的机械传统和支撑基础。按照结构形式，本体可以划分为直角坐标、球坐标、圆柱坐标、关节坐标等类型；
下游是系统集成商，根据不同的应用场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发，国内企业都集中在这个环节上。生产出来的机器人只有通过系统集成之后，才能投入到下游的汽车、电子、金属加工等产业，为终端客户所用。
▲工业机器人核心零部件及本体成本占比
▲中国工业机器人减速器市场格局
▲中国工业机器人伺服系统市场格局
▲中国工业机器人控制系统市场格局
▲2017 年中国工业机器人市场格局
1.减速器：工业机器人不可或缺的明珠
（1） 技术分析：RV 与谐波减速器占据主流地位
伺服电机由于脉动信号的驱动，本身具备调速功能，那么机器人为何需要减速器？
由于工业机器人需要重复、可靠地完成大量工序任务，对其定位精度和重复定位精度要求很高，因此需要专门的减速器以保证精度。减速器的另一作用是传递负载：当负载较大时，伺服电机功率有限导致输出扭矩较小，此时需要通过减速器来提高扭矩。此外，伺服电机在低频运转下容易发热和出现低频振动，对于长时间和周期性工作的机器人这都不利于确保其精确、可靠地运行。
精密减速器的存在使伺服电机在一个合适的速度下运转，并精确地将转速降到机器人各部位需要的速度，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。与通用减速器相比，机器人关节减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。
目前，大量应用于多关节机器人的减速器主要有两种：RV减速器和谐波减速器。相比于谐波减速器，RV减速器具有更高的刚度和回转精度。因此在关节型机器人中，一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置；而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部；二者之间适用的场景不同，属于相辅相成的关系。而行星减速器一般用在直角坐标机器人上。
RV（Rotary Vector）减速器
在摆线针轮行星传动的基础上发展而来，结构主要分为两级：第一级为渐开线圆柱齿轮传动，第二级为摆线针轮行星传动，包括转臂曲柄、摆线轮、针齿壳，特点在于承受大负载的同时保证高精度。因此，其技术难点主要在于工艺和装配方面：
1.材料成型技术。RV减速齿轮需要具有耐磨性和高刚性，对于材料成型过程提出了较高要求，尤其是材料化学元素控制、表面热处理方面。
2.精密加工及装配技术。RV减速器的减速比较高，具备无侧隙、微进给的特点，这就需要特殊部件加工和精密装配技术。
▲RV减速器结构拆分
工作原理：
1.第一减速部：伺服电机的旋转从输入齿轮传递至正齿轮，按二者的齿数比进行减速；曲轴直接与正齿轮相连，以相同的转速旋转。
2.曲轴部：曲轴旋转，带动偏心部的RV齿轮进行偏心运动。
3.第二减速部：另一方面，针齿数目比RV齿轮的齿数多1个；如果曲轴旋转1圈，RV齿轮与针齿接触的同时进行1圈的偏心运动，使得RV齿轮沿着相反方向旋转1个齿数的距离，并通过曲轴传递至输出轴，实现减速。而总体减速比为第一、第二减速部的减速比之积。
▲RV减速器工作原理
▲谐波减速器结构拆分
（2）国产化进程：国内企业订单频传，加速进口替代
国产企业布局积极，有望率先突破。减速器是制约降低国产工业机器人成本最重要的因素，尽管目前国产工业机器人减速器研发困难重重，但是整体产品的质量在逐步提高，在一些核心指标上已经达到国际水平，其高性价比已经得到了部分国内企业的认可，例如新松机器人、埃夫特等企业均开始使用南通振康的RV减速机产品。目前国内公司已经开始积极布局精密减速机业务，主要上市公司包括双环传动、秦川机床、上海机电和巨轮股份等，非上市公司包括南通振康、中技克美、北京谐波等。
国内企业减速机业务推进顺利，订单频传。2017年以来，减速器国产化进程显著加快，根据中大力德公告的披露，公司将于2019年底之前向伯朗特供货RV减速器不低于30000套；根据公告的披露，埃夫特将采购双环传动的RV减速器一万套；根据公司官网的披露，南通振康将分别向上海欢颜、埃夫特批量提供减速器。根据上海机电年报的数据，旗下的纳博精机于2015年10月投产，目前已经达到10万台产能，并于2017年5月开始实现单月盈利，目标早日达到20万台的产能。除此之外，中技克美成为国内第一家上市的谐波减速器企业，产能2万套，其中50%-60%用于军工领域。秦川机床、中大力德、来福谐波也分别开发了系列产品，进入量产阶段。
▲2017年中国大陆地区减速器出货量统计（台）
（3）需求测算：未来减速器业务有多大的空间？
减速器市场测算逻辑：根据IFR的预测，按照类型划分未来工业机器人需求量，进一步按每种类型的机器人所需的RV和谐波减速器数量，来预测总体市场需求和空间。
2016年中国机器人销量已接近全球市场份额的30%，连续四年成为全球最大的工业机器人市场。根据国际机器人产业协会IFR的预测，未来几年中国机器人行业销量有望维持25%-30%左右的增速。我们以IFR预测下限25%的增速，以2017年14万台为基数进行测算。到2020年，我国工作机器人销量有望达到27万台。
另外，根据MIR公布的2017年中国工业机器人市场份额，按类型来划分，六轴多关节机器人、SCARA机器人、关节型手臂、协作机器人和DELTA机器人的占比分别为67.8%、21.2%、6.05%、2.89%、2.05%。我们按照各种类型工业机器人所需减速器类型和数量进行划分。一般情况下，六轴多关节机器人需要4套RV减速器和2套谐波减速器；SCARA机器人包含4个谐波减速器；关节型手臂和协作机器人类型较多，我们按照4轴多关节机器人计算，大约每套需要3个RV减速器和1个谐波减速器；而DELTA机器人的电机安装在固定基座上，我们按照其需要1个谐波减速器计算。
由此，我们可以得出以下减速器需求量测算公式：
2.伺服电机与控制器，相辅相成的核心零部件
（1）伺服电机：国产替代空间最高
四大家族在工业机器人行业从上游零部件、中游本体到下游系统集成均有布局。像KUKA机器人业务分为本体和系统集成两大块，发那科通过外延并购布局系统集成业务。工业机器人是载体，具体行业应用是焦点，两者兼具的话，本体和系统集成形成联动，渠道相互促进，有望提升产品在行业的影响力，分到更大的市场份额。
国内本体企业在产业链上布局是做大做强的唯一途径。2017年国产品牌机器人销量为3.78万台，按平均单价10万计算，市场规模仅37.8亿。排名靠前的埃夫特、埃斯顿等机器人销量才2000多台，销售额远低于四大家族企业，即使未来几年销量翻番，销售额也较难做到很大。同时具体行业自动化解决方案是机器人的落脚点，是当前各家抢夺的焦点。系统集成注重售后服务，本土企业响应快，服务强度大，竞争优势比较明显。根据我们前面的测算，系统集成是本体市场规模的3倍左右，因此系统集成业务有助于快速提升销售额，打开下游市场，提升品牌影响力。2018年工业机器人本体和系统集成市场总和将突破千亿规模。国内上市公司如埃斯顿、新松、快克股份等注重产业链布局，有望在竞争中突围。
系统集成商向本体或零部件延伸能够提升行业竞争力，有效改善利润率。四大因素决定集成商规模小。系统集成项目是非标准化的，每个项目都不一样，不能100%复制，所以比较难上规模，能上规模的都是可以复制的，比如研发一个产品，定型后就很少改了，每个型号产品都一样，通过生产和销售就能大量复制上规模。而且由于需要垫资，集成商通常要考虑同时实施项目的数量及规模。
但近年来系统集成商也走到了一个“分水岭”，由于硬件产品价格逐年下降、利润也越来越薄，仅靠项目带动硬件产品的销售模式已经成为过去时。同时，进入系统集成这个领域的门槛越来越低，竞争随之就更为激烈，利润逐年下降。大部分系统集成商自身只是设计、组装生产线，而生产线上所需机器人本体、传感器、伺服系统、控制系统等90%以上的原材料均是外购，这样整体产线价格相比同行很难有竞争力。因此部分核心部件自制能够有效的降低成本，提升自身竞争力，打造行业的护城河。
因此国内公司要想做大做强，可以选择自上而下或者自下而上的发展模式，产业链布局完善的企业有望享有更多的行业红利，分到更大的蛋糕。