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1、1 1/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明2023 年年 7 月月 4 日日證券研究報告證券研究報告/行業行業研究研究行業增長驅動因素清晰,國產廠商競爭力提升行業增長驅動因素清晰,國產廠商競爭力提升主要觀點:主要觀點:工業機器人是提高我國制造業自動化水平、推進智能制造的重要一工業機器人是提高我國制造業自動化水平、推進智能制造的重要一環。環。工業機器人可代替人工完成各類繁重、乏味或有害環境下體力勞動,并且具有高精確度、高穩定性、低成本等優勢。以工業機器人為核心,以信息技術和網絡技術為媒介,將所有設備高效連接而形成的大型自動化柔性生產線,各機器組直接在統一的信息化系統調度下進行工作
2、,生產效率將得以進一步提升,是實現生產線的數字化、網絡化和智能化的重要手段。短期驅動因素:短期驅動因素:庫存周期見底,制造業投資有望復蘇庫存周期見底,制造業投資有望復蘇。我們采用工業企業產成品庫存同比作為我國庫存周期的觀察指標,2019年11月是上一輪庫存周期的低點,2020年由于疫情爆發使得產成品庫存快速拉升,但我國疫情快速得到控制,工業生產較快恢復,加之海外停工停產導致出口需求快速增長,使得我國進入了新一輪庫存周期。受到消費需求不足,出口動能減弱影響,庫存水平在庫存水平在2022年年5月達到峰值月達到峰值。自2019年11月以來,本輪庫存周期已經經歷28個月,結合工業企業營業收入同比數據,
3、2023年2月制造業整體處于供需兩弱的主動去庫存階段。隨著疫情放開和國內消費刺激政策的出臺,我們認為制造業將迎來需求復蘇,行業有望在2023H2進入新一輪的主動補庫存階段。中期驅動因素:滲透率提升,國產替代,產業結構調整中期驅動因素:滲透率提升,國產替代,產業結構調整。2023年1月18日,工信部印發的“機器人+”應用行動實施方案中表示,到2025年我國制造業機器人密度較2020年實現翻番。根據IFR數據顯示,2020年我國制造業工業機器人密度為246臺/萬人,若實現2025年翻番目標,則到2025年我國制造業機器人密度將達到492臺/萬人。2017-2022年,我國工業機器人國產化率從27%
4、提升至43%,但目前國產化率較高環節主要集中在低端產品,銷量占比較高的多關節機器人和SCARA機器人國產化率分別僅為22.7%和17.7%。2016-2021年,我國工業機器人行業研究行業研究行業評級:行業評級:投資評級【看好】評級變動【維持】行業走勢:行業走勢:、XXXX 分析師分析師分析師分析師 黃文忠黃文忠H執業證書編號:S0200514120002聯系電話:010-68080680公司地址:北京市豐臺區鳳凰嘴街 2 號院1 號樓中國長城資產大廈 12 層行業研究2 2/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明需求結構發生加大變化,汽車行業占比由38%下降至23.2%,電氣/電
5、子行業占比由21.0%提升至33.0%,主要是新能源產業發展帶來了對工業機器人的增量需求。新能源產業的迅猛發展對于提升我國工業機器人國產化率意義重大。長期驅動因素:人力成本提高,機器替人是必然選擇長期驅動因素:人力成本提高,機器替人是必然選擇。2014-2021年我國城鎮制造業就業人數從5,243萬人下降至3,828萬人,同時制造業人均薪酬從5.15萬元/年增長至9.20萬元/年。工業機器人替代人工具備較高的經濟性不斷提升。核心零部件核心零部件:機器人性能的決定因素機器人性能的決定因素,國產化程度不斷提高國產化程度不斷提高??刂瓶刂破髌鳎汗I機器人大腦,直接決定了運動控制系統的性能水平,進而決
6、定了工業機器人的整體性能,海外頭部機器人本體企業均選擇自供,國內頭部機器人本體企業采用自研+并購方式布局機器人控制器。伺伺服系統服系統:國內伺服系統頭部企業匯川技術、禾川技術與海外龍頭對比不存在明顯差距。從市場份額看,2021年國產伺服系統市場份額有較快提高,其中匯川技術、禾川科技、埃斯頓,2021年市場份額分別為16.3%、2.8%、2.2%。減速器減速器:國產諧波減速器綜合性能逐步趕超哈默納科,市場份額正逐步縮小差距。RV減速器國產化率相對較低,納博特斯克占據絕對市場分額,2022年市場份額約為50.8%。國產廠商中,雙環傳動在精度、剛度上已經基本追平納博特斯克,市場份額提升較快,2020
7、-2022年市場份額由9.4%提升至13.6%。機器人本體機器人本體:產品水平迎頭趕上產品水平迎頭趕上,服務能力具備優勢服務能力具備優勢。從我國頭部工業機器人廠商埃斯頓與國際龍頭FANUC的對比結果看,我國工業機器人在小負載機實現反超,中負載各有所長,大負載機器人與海外龍頭差距縮小。在服務方面:國產廠商交貨周期短,能更快響應客戶需求,售后服務響應快,后期維保成本低。投資建議:投資建議:我國工業機器人短期來看驅動因素在于庫存周期見底帶來制造業投資復蘇,中期驅動因素在于滲透率、國產化率提升以及新能源產業發展帶來的增量需求,長期驅動因素在于人口老齡化導致的機器替人。OYfWnXjWiYcXFUfWl
8、Y9PcM9PtRnNnPtQiNqQrOlOqQrM8OnMrNvPnOpQMYnQoO行業研究3 3/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明從產品角度看,我國工業機器人與海外龍頭的技術差距在不斷縮小,核心零部件自主化率在逐漸提升。我國工業機器人行業未來發展潛力巨大,目前仍處于高速成長階段。推薦重點布局國內技術實力領先,市場份額不斷提升的機器人核心零部件與本體企業,相關標的:綠的諧波、雙環傳動、埃斯頓、埃夫特、禾川科技、匯川技術、中大力德、新時達、凱爾達等公司。風險提示:風險提示:經濟復蘇力度不及預期;國內新能源產業增速放緩;工業機器人國產化率不及預期。重點標的一致盈利預測及估值
9、數據重點標的一致盈利預測及估值數據證券代碼證券代碼證券簡稱證券簡稱市值(億元)市值(億元)EPS(元)(元)P.E(倍)倍)2323E2424E2525E2323E2424E2525E688017.SH綠的諧波272.241.472.022.70110.1379.8759.85002472.SZ雙環傳動305.550.941.241.5938.0629.0722.61002896.SZ中大力德63.450.650.991.2464.0942.5833.75688320.SH禾川科技71.641.081.602.0843.7629.5622.78002747.SZ埃斯頓245.070.340.5
10、60.8681.8950.2232.94300124.SZ匯川技術1703.132.012.633.1931.8724.3420.07002527.SZ新時達87.98-688255.SH凱爾達37.150.661.011.3651.6033.4724.94688165.SH埃夫特-U66.58-資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所整理說明:市值及估值數據日期為 2023 年 6 月 30 日行業研究4 4/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明目目錄錄1 1 工業機器人是智能制造的核心環節工業機器人是智能制造的核心環節.8 82 2 行業驅動因素行業驅動因素.12122.1 短
11、期驅動因素:庫存周期見底,制造業投資有望復蘇.122.2 中期驅動因素:滲透率提升,國產替代,產業結構調整.132.2.1 工業機器人滲透率加速提升,機器人密度 2025 年翻番.132.2.2 高端工業機器人國產化率提升空間較大.142.2.3 產業結構調整:新能源快速發展帶來增量需求.172.3 長期驅動因素:人力成本提高,機器替人是必然選擇.203 3 產業鏈分析:綜合競爭力逐步凸顯,國產機器人份額有望逐步提升產業鏈分析:綜合競爭力逐步凸顯,國產機器人份額有望逐步提升.22223.1 核心零部件:機器人性能的決定因素,國產化程度不斷提高.223.1.1 控制器:工業機器人“大腦”,運動控
12、制成為本體企業核心競爭力之一.223.1.2 伺服系統:與海外龍頭差距不斷縮小,國產廠商份額持續提升.243.1.3 減速器:零部件關鍵短板,國產化空間巨大.273.2 機器人本體:多角度拆解國產工業機器人競爭力.333.2.1 產品角度:技術差距不斷縮小,價格具備競爭優勢.333.2.2 服務角度:國產廠商交期短、售后服務好、后期維保成本低.343.2.3 盈利能力:行業間方差較大,核心零部件是重要影響因素.344 4 相關公司相關公司.36364.1 核心零部件相關公司.36綠的諧波(688017.SH).36雙環傳動(002472.SZ).36中大力德(002896.SZ).37禾川科技
13、(688320.SH).374.2 機器人本體相關企業.38埃斯頓(002747.SZ).38匯川技術(300124.SZ).38新時達(002527.SZ).39凱爾達(688255.SH).39埃夫特(688165.SH).405 5 風險提示風險提示.4141行業研究5 5/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖目錄圖目錄圖 1:2016-2020 年我國工業機器人銷量結構(臺).9圖 2:全球工業機器人市場結構(百萬美元).9圖 3:工業機器人產業鏈.10圖 4:工業機器人生產成本構成.11圖 5:2021 年我國機器人本體市場份額.11圖 6:2021 年中國工業機器人
14、下游行業.12圖 7:工業企業產成品庫存同比(%).12圖 8:制造業貸款需求指數(%).13圖 9:工業機器人產量累計同比(%).13圖 10:中國工業機器人安裝量.13圖 11:全球各地區工業機器人安裝量占比.13圖 12:2021 年全球各地區工業機器人密度(臺/萬人).14圖 13:我國工業機器人銷量結構及國產化率.14圖 14:2020 年中國工業機器人銷量結構(按類型).15圖 15:2020 年不同類型機器人國產化率.15圖 16:2020 年中國工業機器人銷量結構(按行業).15圖 17:2020 年不同行業工業機器人國產化率.15圖 18:2020 年中國工業機器人銷量結構(
15、按功能).15圖 19:2020 年不同應用領域工業機器人國產化率.15圖 20:我國工業機器人產業政策梳理.16圖 21:2016 年我國工業機器人下游需求結構.17圖 22:2021 年我國工業機器人下游需求結構.17圖 23:2017-2022 我國動力電池產量.17圖 24:2017-2022 我國光伏組件產量.17圖 25:2022 年工業機器人下游行業出貨量增速.18圖 26:鋰電行業工業機器人應用.18圖 27:鋰電行業工業機器人需求量預測.19圖 28:鋰電行業工業機器人需求量預測.20圖 29:2000-2022 年我國人口自然增長率.21圖 30:2011-2022 年 1
16、6-59 歲人口規模.21圖 31:2014-2021 城鎮制造業就業人數.21圖 32:2014-2021 年制造業人均薪酬.21圖 33:運動控制系統示意圖.22圖 34:2018 年工業機器人控制器市場份額.23圖 35:2018 年中國通用運動控制器市場份額.23圖 36:伺服系統控制原理圖.24圖 37:2021 年交流伺服下游需求占比.25圖 38:2020 年我國伺服系統市場份額.27圖 39:2021 年我國伺服系統市場份額.27圖 40:諧波減速器結構.27圖 41:諧波減速器傳動示意圖.27圖 42:RV 減速器.28圖 43:哈默納科“S”型齒.30行業研究6 6/424
17、2請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 44:綠的諧波“P”型齒.30圖 45:國產柔輪材料組織粗大且不均勻、穩定性較差.30圖 46:齒廓理想修形示意圖.31圖 47:2020 年中國工業機器人諧波減速器份額.32圖 48:2022 年中國工業機器人諧波減速器份額.32圖 49:2020 年中國工業機器人 RV 減速器份額.32圖 50:2022 年中國工業機器人 RV 減速器份額.32圖 51:主要工業機器人廠商毛利率水平對比(%).35圖 52:2018-2022 年綠的諧波營業收入.36圖 53:2018-2022 年綠的諧波毛利率與凈利率.36圖 54:2018-2022 年
18、雙環傳動營收及歸母凈利潤.37圖 55:2018-2022 年雙環傳動減速器及其他營收.37圖 56:2018-2022 年中大力德營業收入.37圖 57:2018-2022 年中大力德減速器營業收入.37圖 58:2018-2022 年禾川科技營業收入.38圖 59:2018-2022 年禾川科技盈利能力.38圖 60:2018-2022 年埃斯頓工業機器人營業收入.38圖 61:2018-2022 年埃斯頓工業機器人業務毛利率.38圖 62:2018-2022 年新時達工業機器人業務營收.39圖 63:2018-2022 年新時達工業機器人業務毛利率.39圖 64:2018-2022 年凱
19、爾達營收結構.40圖 65:2018-2022 年凱爾達焊接機器人毛利率.40圖 66:2018-2022 年埃夫特營收結構.40圖 67:2018-2022 年埃夫特機器人毛利率.40行業研究7 7/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明表目錄表目錄表 1:工業機器人按機械結構分類.8表 2:工業機器人三大核心零部件用途.10表 3:控制器分類.22表 4:伺服系統按功率劃分及主要應用場景.24表 5:工業機器人對伺服電機的性能要求。.25表 6:我國伺服系統目前存在的主要問題.26表 7:主要伺服系統企業產品對比.26表 8:國產與海外工業機器人技術指標對比.33表 9:國內外
20、主要機器人廠商核心零部件供應情況.35行業研究8 8/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明1 工業機器人是智能制造的核心環節工業機器人是智能制造的核心環節什么是工業機器人?什么是工業機器人?工業機器人是指用于工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,具有一定的自動性,可依靠自身的動力能源和控制能力實現各種工業加工制造功能。提高制造業自動化水平,推進智能制造是我國制造業發展方向提高制造業自動化水平,推進智能制造是我國制造業發展方向。我國制造業涉及 31 個大類、179 個中類和 609 個小類,是全球產業門類最齊全、產業體系最完整的制造業。從體量來看我國制造業增加值占全球比重近
21、30%,連續多年保持世界第一制造大國地位。但我國制造業存在大而不強的問題,在國際分工中總體還處于中低端水平。中國制造 2025中提到我國要以加快新一代信息技術與制造業深度融合為主線,以推進智能制造為主攻方向,強化工業基礎能力,提高綜合集成水平促進產業轉型升級,實現制造業由大變強的歷史跨越。工業機器人是提高我國制造業自動化水平工業機器人是提高我國制造業自動化水平、推進智能制造的重要一環推進智能制造的重要一環。工業機器人可代替人工完成各類繁重、乏味或有害環境下體力勞動,并且具有高精確度、高穩定性、低成本等優勢。以工業機器人為核心,以信息技術和網絡技術為媒介,將所有設備高效連接而形成的大型自動化柔性
22、生產線,各機器組直接在統一的信息化系統調度下進行工作,生產效率將得以進一步提升,是實現生產線的數字化、網絡化和智能化的重要手段。按結構劃分,工業機器人可以分為多關節機器人、SCARA 機器人、直角坐標機器人、并聯機器人和圓柱坐標機器人。多關節機器人相對于其他類型機器人具有更多的關節和自由度,可以實現復雜運動軌跡,更適用于焊接、裝配、搬運噴漆、磨拋等工作,因此被廣泛使用于汽車、五金、3C 電子、家電等行業。表 1:工業機器人按機械結構分類名稱名稱圖示圖示運動范圍運動范圍特點特點應用場景應用場景多關節機器人作業范圍大、動作靈活、能夠抓取靠近機身的物體。通用性極高??捎糜谧詣友b配、搬運、焊接、噴漆、
23、磨拋、點膠等工作,主要應用于汽車、五金、3C 電子、家電等行業。SCARA 機器人有兩個平行的旋轉關節,垂直平面具有很好的剛度,在水平面內具有較好柔順性。最適用于平面定位,垂直方向進行裝配的作業。主要應用在快速分揀、精密裝配、點膠、鎖附、貼標等 3C 行業、食品行業等領域。行業研究9 9/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明直角坐標機器人運動學求解簡單,位置精度高,穩定性好。但是結構復雜,靈活性差,運動范圍小。適用于小零件裝配、檢測、碼垛、注塑自動化沖壓、包裝等領域,主要應用于電子、機械、汽車、能源、包裝、印刷、食品等行業中。并聯機器人電機安裝在固定基座上,可以減少機器人運動過程
24、中的慣量,因此具有運動速度高的優點,但活動范圍有限。主要應用在食品、電子、化工、包裝等行業流水線的分揀、搬運、裝箱等。圓柱坐標機器人機械結構簡單,底部有一個旋轉軸用于旋轉,兩個線性軸用于高度控制和手臂伸展??商娲鶶CARA機器人和直角坐標機器人執行簡單工作,適用于不需要高速、高載荷,且對緊湊性要求更高的場景。資料來源:IFR,長城國瑞證券研究所2020 年我國銷售機器人 16.56 萬臺,多關節機器人銷量超過 10.9 萬臺,占總銷量的 60%以上。SCARA 機器人銷量為約 4.1 萬臺,直角坐標機器人銷量約 1.4 萬臺。從全球銷售額來看,多關節機器人仍為最大市場,2020 年多關節機器人
25、全球銷售額約為 237 億美元。圖 1:2016-2020 年我國工業機器人銷量結構(臺)圖 2:全球工業機器人市場結構(百萬美元)資料來源:IFR,CRIA,長城國瑞證券研究所資料來源:華經情報網,長城國瑞證券研究所工業機器人產業鏈可以分為上游核心零部件、中游本體和下游系統集成。行業研究1010/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 3:工業機器人產業鏈資料來源:長城國瑞證券研究所產業鏈上游主要為伺服系統、減速器、控制器等核心零部件和齒輪、渦輪、蝸桿等關鍵材料。減速器、伺服系統(包括伺服電機和伺服驅動)及控制器是工業機器人的三大核心零部件,直接決定工業機器人的性能、可靠性和負
26、荷能力,對機器人整機起著至關重要的作用,三者約占工業機器人生產成本的 70%。表 2:工業機器人三大核心零部件用途核心部件核心部件用途及功能用途及功能伺服系統控制機械元件運轉的發動機,是機器人整機的動力系統,根據控制器的指令不斷的控制電機的轉動,從而實現精確的運轉與定位減速器伺服電機和機械元件之間的減速傳動裝置。伺服電機的轉速很高,與機器人的應用場景不匹配。減速器則可以將伺服電機所傳遞的轉速降低,同時提升轉矩,傳遞更大的力矩,從而實現機器人整機的精準運動控制器控制機器人手臂運動,并實現機器人手臂與外部機構(如機器人專用焊接設備)協同工作??刂破魇菣C器人整機的“大腦”,接收來自其他各單元的信號、
27、根據已編程的系統進行處理后,向各單元發出指令,進而控制各單元的運行資料來源:凱爾達招股說明書,長城國瑞證券研究所行業研究1111/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 4:工業機器人生產成本構成圖 5:2021 年我國機器人本體市場份額資料來源:果殼網,長城國瑞證券研究所資料來源:MIR Databank,中商情報網,長城國瑞證券研究所機器人本體的核心技術主要為:整機結構設計和加工工藝,主要解決機械防護、精度補償、機械剛度優化等問題。運動控制系統,主要解決機器人的運動軌跡控制、速度控制、力矩控制等問題,是工業機器人的大腦。針對特定行業或應用場景開發的手部執行器和軟件包,如焊接機
28、器人的焊接設備、噴涂機器人的噴槍以及相對應的控制系統和工藝軟件包。衡量多關節機器人的指標包括運動范圍、有效載荷、運動速度和加速度、運動軌跡精度衡量多關節機器人的指標包括運動范圍、有效載荷、運動速度和加速度、運動軌跡精度、重復定位精度等重復定位精度等。與國外頭部機器人企業相比,我國工業機器人在高端應用領域還存在差距,國外工業機器人品牌占據了較大市場份額。系統集成商主要面向終端用戶及市場應用,根據不同的應用場景和用途并根據客戶的需求針對性地進行系統集成和軟件二次開發,主要包括產線規劃設計、非標設備設計及制造、制造工藝規劃及調試、機器人程序規劃設計、控制系統軟硬件設計等。系統集成業務的核心競爭力系統
29、集成業務的核心競爭力在于要具有產品設計能力、對終端客戶應用需求的工藝理解,以上主要來自于相關項目經驗在于要具有產品設計能力、對終端客戶應用需求的工藝理解,以上主要來自于相關項目經驗。系統集成的下游應用領域包括汽車、3C、家電、醫藥、食品飲料等眾多行業,不同行業間的差異極大,系統集成企業往往只能專注于個別行業,導致我國系統集成廠商呈現小而多的特點。而且由于系統集成的技術壁壘較低,更加劇了行業競爭。行業研究1212/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明2 行業驅動因素行業驅動因素2.1 短期驅動因素:庫存周期見底,制造業投資有望復蘇短期驅動因素:庫存周期見底,制造業投資有望復蘇工業機
30、器人屬于通用設備,下游包括電子、汽車、光伏、鋰電、金屬制品、食品飲料等主要制造業行業。工業機器人需求與制造業資本開支緊密相關。從短期的角度看,制造業投資主要受到庫存周期的影響。一個完整的庫存周期要經歷被動去庫存、主動補庫存、被動補庫存、主動去庫存四個階段。一個完整的庫存周期通常在 2-4 年左右。我們采用工業企業產成品庫存同比作為我國庫存周期的觀察指標,2019 年 11 月是上一輪庫存周期的低點,2020 年由于疫情爆發使得產成品庫存快速拉升,但我國疫情快速得到控制,工業生產較快恢復,加之海外停工停產導致出口需求快速增長,使得我國進入了新一輪庫存周期。受到消費需求不足,出口動能減弱影響,庫存
31、水平在 2022 年 5 月達到峰值,進入主動去庫存階段。自自 2019 年年 11 月以來月以來,本輪庫存周期已經經歷本輪庫存周期已經經歷 28 個月個月,結合工業企業營業收入同比數結合工業企業營業收入同比數據據,2023 年年 2 月制造業整體處于供需兩弱的主動去庫存階段月制造業整體處于供需兩弱的主動去庫存階段。隨著疫情放開和國內消費刺激政策的出臺,我們認為制造業有望需求復蘇,預計在 2023H2 進入新一輪的主動補庫存階段。圖 6:2021 年中國工業機器人下游行業圖 7:工業企業產成品庫存同比(%)資料來源:iResearch,長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所貸
32、款需求指數顯示制造業景氣度復蘇貸款需求指數顯示制造業景氣度復蘇。2023Q1 制造業貸款需求指數為 73.90%,環比增長11.70Pct。制造業貸款需求提振表明制造業投資有望進入景氣區間,進而拉動工業機器人需求。受到下游需求變化,工業機器人產量同樣存在一定周期性,周期長度在 3-4 年。上一輪周期中行業負增長區間約為 13 個月,本輪自 2022 年 4 月進入負增長區間,至 2023 年 4 月已持續12 個月,從節奏上判斷有望在 2023H2 回正。行業研究1313/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 8:制造業貸款需求指數(%)圖 9:工業機器人產量累計同比(%)資料
33、來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所2.2 中期驅動因素:滲透率提升,國產替代,產業結構調整中期驅動因素:滲透率提升,國產替代,產業結構調整2.2.1 工業機器人滲透率加速提升,機器人密度 2025 年翻番2021 年我國工業機器人銷量為 26.8 萬臺,同比增長 50.6%,近 10 年 CAGR 為 31.4%。于此同時,我國成為世界工業機器人最大市場,2021 年我國工業機器人安裝量占全球比重達51.9%。2023 年 1 月 18 日,工信部印發的“機器人+”應用行動實施方案中表示,到 2025 年我國制造業機器人密度較 2020 年實現翻番。根據
34、IFR 數據顯示,2020 年我國制造業工業機器人密度為 246 臺/萬人,若實現 2025 年翻番目標,則到 2025 年我國制造業機器人密度將達到 492臺/萬人。根據 IFR 最新數據顯示,2021 年我國制造業機器人密度為 322 臺/萬人,位列世界第五位。長遠來看,我國制造業機器人密度較韓國的 1000 臺/萬人仍有較大差距,我國機器人市場發展潛力巨大。圖 10:中國工業機器人安裝量圖 11:全球各地區工業機器人安裝量占比資料來源:IFR,長城國瑞證券研究所資料來源:IFR,長城國瑞證券研究所行業研究1414/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 12:2021 年全
35、球各地區工業機器人密度(臺/萬人)資料來源:IFR,長城國瑞證券研究所2.2.2 高端工業機器人國產化率提升空間較大2017-2022 年,國內品牌工業機器人銷量由 3.64 萬臺增長至 12.99 萬臺,國產化率從 27%提升至 43%,但目前國產化率較高環節主要集中在低端產品,多關節機器人和 SCARA 機器人國產化率相對較低。應用在電子/電氣和汽車行業的焊接與裝配機器人國產化率同樣處于較低水平。圖 13:我國工業機器人銷量結構及國產化率資料來源:GGII,長城國瑞證券研究所2020 年,我國并聯機器人和直角坐標機器人國產化率分別為 61.0%和 81.9%,但銷量占比較高的多關節機器人和
36、 SCARA 機器人國產化率分別 22.7%和 17.7%。行業研究1515/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 14:2020 年中國工業機器人銷量結構(按類型)圖 15:2020 年不同類型機器人國產化率資料來源:IFR,CRIA,長城國瑞證券研究所資料來源:IFR,CRIA,長城國瑞證券研究所多關節機器人和 SCARA 主要應用在汽車和電子/電氣行業,這兩個行業對工業機器人的精度、性能要求更高,導致我國工業機器人在汽車和電子/電氣行業的國產化率分別只有 13.6%和22.6%。圖 16:2020 年中國工業機器人銷量結構(按行業)圖 17:2020 年不同行業工業機器人
37、國產化率資料來源:IFR,CRIA,長城國瑞證券研究所資料來源:IFR,CRIA,長城國瑞證券研究所焊接、裝配對機器人的性能以及工藝要求較高,除了高性能的機器人本體外,還要對焊接工藝、裝配工藝有較多的經驗積累和理解才能夠滿足不同廠商的需求,我國工業機器人產業發展較晚,在經驗積累上弱于海外四大家族,因此在焊接、裝配領域競爭力相對不足,國產化率分別僅為 22.0%和 17.1%。圖 18:2020 年中國工業機器人銷量結構(按功能)圖 19:2020 年不同應用領域工業機器人國產化率資料來源:IFR,CRIA,長城國瑞證券研究所資料來源:IFR,CRIA,長城國瑞證券研究所行業研究1616/424
38、2請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明國產化率的提升與產業發展緊密相關國產化率的提升與產業發展緊密相關,政策支持下國產化率有望進一步提升政策支持下國產化率有望進一步提升。海外四大家族 FANUC、ABB、KUKA、安川普遍在上世紀七十年代便研發出首臺工業機器人并實現工業化生產。我國工業機器人產業發展最始于 1985 年發布的“七五”國家科技攻關計劃中提到要推動工業機器人的基礎技術、基礎器件的研究、開發。由于我國工業化程度較低且勞動力供給市場充足,21 世紀以前我國工業機器人基本處于科研階段,2000 年沈陽新松機器人股份有限公司成立,標志著我國工業機器人進入產業化運行階段。2016 年以
39、前產業政策重點為技術引進,行業階段處于由小到大的導入期年以前產業政策重點為技術引進,行業階段處于由小到大的導入期。2016 年以前,我國工業機器人本土企業研發能力弱,技術實力與海外龍頭存在較大差距,核心零部件與本體國產化率較低。為培育市場、同時推動本土企業技術進步,整體的政策取向是以市場換技術,鼓勵引進海外機器人企業的投資。2016 年以后產業政策為鼓勵自主創新年以后產業政策為鼓勵自主創新,行業階段處于由大到強的成長期行業階段處于由大到強的成長期。隨著我國工業機器人市場的發展壯大,我國企業通過研發和并購大大縮小了與海外龍頭的技術差距,產業政策的重點變為鼓勵本土企業向國產化率較低的高端領域邁進。
40、我們認為產業政策將會加快國產化率提升進程。在焊接、裝配等領域,我國工業機器人已經實現從 0-1 的跨越,有望進入由 1-N 的快速放量階段。建議重點關注在焊接、裝配領域已經技術突破的公司,如凱爾達、埃斯頓等。圖 20:我國工業機器人產業政策梳理行業研究1717/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明資料來源:政府網站,長城國瑞證券研究所整理2.2.3 產業結構調整:新能源快速發展帶來增量需求2016-2021 年,我國工業機器人需求結構發生加大變化,汽車行業占比由 38%下降至 23.2%,電氣/電子行業占比由 21.0%提升至 33.0%,主要是新能源產業發展帶來了對工業機器人的
41、增量需求。圖 21:2016 年我國工業機器人下游需求結構圖 22:2021 年我國工業機器人下游需求結構資料來源:智研咨詢,長城國瑞證券研究所資料來源:IFR,CRIA,長城國瑞證券研究所2022 年我國動力電池產量達 541.63GWh,中國動力電池企業全球市場占有率達 60.4%,較2021 年提高 12.2 pct。2022 年我國光伏組件產量為 288.7GW,約占全球產量的 93.1%。圖 23:2017-2022 我國動力電池產量圖 24:2017-2022 我國光伏組件產量資料來源:CABIA,長城國瑞證券研究所資料來源:CPIA,長城國瑞證券研究所受益于新能源汽車銷量的快速增
42、長,2022 年汽車電子和鋰電池行業的機器人出貨量增速大于 30%,光伏行業機器人出貨量增速大于 20%。行業研究1818/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 25:2022 年工業機器人下游行業出貨量增速資料來源:MIR DATABANK,長城國瑞證券研究所鋰電池對工業機器人的使用覆蓋從制片到 PACK 線的全流程,據我們調研,目前 1GWh/年動力電池產能對工業機器人的需要約為 60 臺左右。根據高工機器人預測,到2025年鋰電行業對工業機器人需求量有望突破6.7萬臺,2021-2025年復合增長率超過 35%。圖 26:鋰電行業工業機器人應用資料來源:埃斯頓,長城國瑞證
43、券研究所行業研究1919/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 27:鋰電行業工業機器人需求量預測資料來源:GGII,長城國瑞證券研究所光伏行業對工業機器人的需求主要集中在電池片和組件環節。工業機器人在電池片環節的作用主要是在不同工藝段之間轉移承載電池片的花籃,在完成鍍膜后,工業機器人結合機器視覺發揮對電池片的分檔功能。在組件環節,工業機器人在排版、疊層、層壓、裝框、焊接線盒、固化、打包環節均有廣泛需求。據我們調研,光伏行業對工業機器人需求主要以六軸機器人為主,單位需求量約為 80 臺/GW。行業研究2020/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 28:鋰電行業
44、工業機器人需求量預測資料來源:埃斯頓,埃夫特,長城國瑞證券研究所制圖2.3 長期驅動因素:人力成本提高,機器替人是必然選擇長期驅動因素:人力成本提高,機器替人是必然選擇我國正面臨人口老齡化問題,同時年輕人生育意愿下降,使得我國人口問題面臨更加嚴峻的挑戰。2016 年以來我國人口自然增長率處于連續下降區間,2022 年出生人口 956 萬人,死亡人口 1041 萬人,自然增長率為-0.60,為自 1963 年以來首次人口負增長。人口老齡化帶來的直接影響是勞動力人口規模的縮小,2011-2022 年我國 16-59 歲的勞動力人口規模從 9.41 億人下降至 8.93 億人。此外由于我國第三產業的
45、快速發展和大學本科畢業人數占比的不斷提升,制造業從業人數也隨之縮減,帶來了企業用工難、招工難和用人成本的快速提高。2014-2021 年我國城鎮制造業就業人數從 5,243 萬人下降至 3,828 萬人,同時制造業人均薪酬從 5.15 萬元/年增長至 9.20 萬元/年。行業研究2121/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 29:2000-2022 年我國人口自然增長率圖 30:2011-2022 年 16-59 歲人口規模資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所圖 31:2014-2021 城鎮制造業就業人數圖 32:2014-2021
46、年制造業人均薪酬資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所機器替人具備較大成本優勢機器替人具備較大成本優勢。以 50kg 碼垛機器人為例,國外品牌單臺售價在 18 萬元左右,國產機器人售價約為國外品牌 7-8 折。目前碼垛機器人碼垛速度在 600-1000 次/小時,普通工人碼垛速度為 300-400 次/小時,按照工人每天工作時間 8 小時,工業機器人每天工作時間 16 小時計算,一臺工業機器人可以替代 4-6 個工人。假設工人工資為 5000 元/月,工業機器人成本為 18 萬元/臺,一臺工業機器人替代 4 個工人,則僅需 1 年即可收回工業機器人成本(不
47、含維護費、電力等耗費),而工業機器人使用壽命為 8-10 年左右。行業研究2222/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明3 產業鏈分析:綜合競爭力逐步凸顯,國產機器人份額有望逐步提升產業鏈分析:綜合競爭力逐步凸顯,國產機器人份額有望逐步提升3.1 核心零部件:機器人性能的決定因素,國產化程度不斷提高核心零部件:機器人性能的決定因素,國產化程度不斷提高3.1.1 控制器:工業機器人“大腦”,運動控制成為本體企業核心競爭力之一運動控制是指對機械運動部件(機械機構)的軌跡、位姿、位置、速度、加速度等進行實時控制,使其按照預期的運動參數進行運動。運動控制系統由運動控制器、驅動器、電機、傳
48、感器件等核心部件構成,其中運動控制器負責向伺服系統等部件傳遞控制指令,其性能直接決定了運動控制系統的性能水平。圖 33:運動控制系統示意圖資料來源:固高科技招股書,長城國瑞證券研究所根據平臺不同,通用運動控制器可以分為 PLC 控制器、嵌入式控制器和 PC-Based 控制卡三大類。PLC 控制器不支持算法,不適合工業機器人多軸聯動的復雜軌跡控制。PC-Based(插卡式)是目前主流的控制方式,未來的發展方向是嵌入式控制器。表 3:控制器分類分類分類特點特點PLC 控制器系統簡單,體積小,可靠性高,但不支持復雜算法,可以通過在 PLC 平臺上,添加驅動步進電機或伺服電機的位置控制模塊,在為各種
49、機械設備提供邏輯控制的同時,提供運動控制功能。嵌入式控制器以工業計算機的形態存在,集成了工業計算機和插卡式運動控制器。在延續了插卡式運動控制器運動控制性能的同時,可以實現普通 PC 機的基本功能,是用戶理想的嵌入式一體化解決方案,也是運動控制器發展的重要方向。國內市場主要代表廠商包括 FANUC、固高科技、翠歐、ACS 等PC-Based 控制卡通常采用高性能 DSP 和 FPGA 作為核心處理器。用戶通常以 PC 機作為信息處理平臺,運動控制器以插卡形式嵌入 PC 機,即“PC+運動控制器”的模式,將 PC 機的信息處理能力和開放式的特點與運動控制器的運動控制能力有機地結合在一起,可實現高性
50、能多軸協調運動控制和高速點位運動控制。國內市場主要代表廠商包括固高科技、雷賽智能、美國泰道、翠歐、眾為興等。資料來源:固高科技招股書,雷塞科技招股書,長城國瑞證券研究所運動軌跡算法是控制核心。運動軌跡算法是控制核心??刂破饔绍浖陀布刹糠旨?。在硬件方面,目前一線品牌行業研究2323/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明機器人普遍采用 X86 架構芯片,國內具備硬件生產能力,因此硬件不是控制器差距的壁壘。軟軟件方面件方面,控制器廠商的底層控制算法是核心控制器廠商的底層控制算法是核心,機器人核心算法包括構型解算機器人核心算法包括構型解算、導航規劃導航規劃、軌跡軌跡規劃、速度規劃、
51、插補算法、正逆向運動學算法、動力學、控制算法參數自整定、抑震算法規劃、速度規劃、插補算法、正逆向運動學算法、動力學、控制算法參數自整定、抑震算法、轉矩波動補償轉矩波動補償、SLAM 導航等導航等。衡量運動控制器的核心指標包括最大控制軸數、同時控制設備臺數、單坐標系中最大聯動插補軸數、支持的模擬量/數字量 I/O 模塊、基礎運動規劃模式、PSO(位置同步輸出)功能、誤差補償功能等??刂扑惴ㄖ苯佑绊戇\動軌跡精度,而算法開發除了需要門檻非常高的運動控制理解還需要結合足夠的下游項目經驗??刂破鞯乃胶艽蟪潭壬蠜Q定了機器人本體的競爭力。頭部機器人本體企業均選擇自供頭部機器人本體企業均選擇自供。按照用途,
52、控制器可分為工業機器人控制器和通用運動控制器。通用運動控制器可用于數控機床、機器人、激光設備、3C 自動化與檢測設備、非標自動化裝備等,通用控制器廠商在自身的運動控制算法基礎上為不同行業客戶提供二次開發平臺,滿足不同行業需求。機器人本體頭部廠商控制器基本為自供,缺乏自供能力的小企業則會選擇采購通用運動控制器并進行二次開發。因此工業機器人控制器市場份額基本和本體市場份額匹配。在通用運動控制器領域,國產化率已經達到較高水平,國內固高科技、雷塞智能合計占據近 60%的市場份額。圖 34:2018 年工業機器人控制器市場份額圖 35:2018 年中國通用運動控制器市場份額資料來源:埃夫特招股書,長城國
53、瑞證券研究所資料來源:雷塞智能招股書,長城國瑞證券研究所國內頭部機器人本體企業采用自研國內頭部機器人本體企業采用自研+并購方式布局機器人控制器并購方式布局機器人控制器。國內頭部機器人企業中,埃斯頓在 2017 年收購 TRIO(翠歐),TRIO 是全球運動控制行業領軍企業之一,其產品應用涵蓋包裝機械、3C 電子機械、印刷機械、工業機器人、食品生產線。2017 年埃夫特參股意大利運動控制器品牌商 ROBOX,ROBOX 是一家創立于 1975 年的為機器人和運動控制系統設計和生產電子控制器的公司,產品覆蓋至幾十個控制軸。新時達 2013 年收購眾為興,2014 年與貝加萊簽署戰略合作協議。國內其
54、他頭部廠商如匯川技術、華中數控、廣州數控等則基于自身在自動化、機床數控系統的積累開發了自己的機器人控制器。行業研究2424/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明3.1.2 伺服系統:與海外龍頭差距不斷縮小,國產廠商份額持續提升伺服系統是使物體的位置、方位、狀態等輸出量,隨著輸入量的任意變化而變化的自動控制系統,是工業自動化的關鍵零部件,是實現精準定位、精準運動的必要途徑。伺服系統主要由伺服驅動器、伺服電機和編碼器組成,編碼器通常嵌入于伺服電機。伺服系統由伺服驅動器發出信號給伺服電機,伺服電機把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出,同時編碼器將伺服電機的運動參數反饋給
55、伺服驅動器,伺服驅動器再對信號進行匯總、分析、修正,可以非常準確地控制速度,位置。整個工作過程通過閉環方式精確控制執行機構的位置、速度、轉矩等輸出變量。圖 36:伺服系統控制原理圖資料來源:面向高精度伺服系統的磁電式編碼器研究,長城國瑞證券研究所按照功率大小按照功率大小,伺服系統可分為小型伺服系統可分為小型、中型和大型中型和大型。小型伺服是指系統功率小于 1KW,主要應在在中低端 OEM 市場。中型伺服是指功率介于 1KW 和 7.5KW 之間,在 OEM 市場得到廣泛應用。大型伺服是指系統功率大于 7.5KW,主要用于驅動重型機械設備。表 4:伺服系統按功率劃分及主要應用場景類別類別功率功率
56、主要應用主要應用小型伺服1 kW小型機械:電子裝配、小型機床、小型包裝機械、印刷機、雕刻機等中型伺服1kW-7.5kW中型機械:銑床、注塑機、枕式包裝機、鉆孔機等。大型伺服7.5 kW大型機械:大型銑床、大型數控機床、大型注塑機、大負載機器人、風力發電機組等資料來源:偉創電氣招股說明書,長城國瑞證券伺服系統下游較為分散,電子、機床、工業機器人電池制造設備是主要需求行業。伺服系統下游較為分散,電子、機床、工業機器人電池制造設備是主要需求行業。行業研究2525/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 37:2021 年交流伺服下游需求占比資料來源:MIR DATABANK,長城國瑞證
57、券研究所工業機器人對伺服系統精度、轉矩、穩定性等指標要求高工業機器人對伺服系統精度、轉矩、穩定性等指標要求高。工業機器人每個關節由伺服電機驅動運動,為工業機器人手臂提供精確的角度。機器人用伺服電機要求驅動器與伺服之間的總線通訊速度快、伺服的精度高。伺服電機必須具有較高的可靠性和穩定性,能經受得起苛刻的運行條件,可進行十分頻繁的正反向和加減速運行,并能在短時間內承受過載。表 5:工業機器人對伺服電機的性能要求。要求要求解釋解釋高響應能力伺服電機系統追求比較高的響應能力,影響伺服系統的響應能力的因素一般有電機轉動慣量,減速比、加減速轉矩、電機結構、控制策略等,高響應能力還與電機的發熱密切相關。調速
58、范圍寬滿足不同輸出需求;在零速度附近可控,低速運轉平穩,力矩波動小。轉矩質量工業機器人伺服電機要求轉矩的平滑性,要求電機具有比較低的轉矩脈動以及較平穩的轉矩常數。平穩的轉矩常數通常需要伺服電機有比較高的抗飽和能力,而且要細致考慮鐵耗與摩擦損耗對轉矩常數的影響,一般需要合理精致的伺服電機電磁與結構的設計才能滿足轉矩質量要求。高功率/體積比和高功率/重量比伺服控制電機通常裝在機器人運動的關節上,為機器人的負載,所以要求重量輕、體積小。全封閉式伺服電機做成封閉結構主要是為了適應多粉塵、還有腐蝕性物質的生產現場。易于維護電機要有一定的容錯性和相關保護設備。散熱能力強工業機器人一般運行在頻繁加速、啟停的
59、情況下,容易產生較大熱量,使伺服電機的性能有所影響。資料來源:機器人網,長城國瑞證券研究所我國伺服系統目前存在的問題我國伺服系統目前存在的問題:大功率產品缺乏大功率產品缺乏、小型化不夠小型化不夠、信號接插件不穩定信號接插件不穩定、缺乏缺乏高精度的編碼器。高精度的編碼器。工業機器人負載驅動取決于伺服電機,大功率伺服電機的缺乏在一定程度上制約了國產大負載機器人的發展。6 kg 左右負載的小型機器人結構比較緊湊,空間有限,對伺服電機的需求是在滿足精度、負載的基礎上,盡可能小巧精致。行業研究2626/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明表 6:我國伺服系統目前存在的主要問題主要差距主要差
60、距具體表現具體表現大功率產品缺乏我國伺服電機行業早期模仿日本產品,因而以中小功率為主,功率多在 3KW 以內,目前國產頭部伺服廠商能夠生產 7.5KW 伺服電機,但在 7.5KW-22KW 高功率產品上仍存在明顯短板。小型化程度低小功率產品往往追求精細化,目前松下 A6 和安川的7 電機短小精致,而國內伺服電機普遍偏長,小型化不夠。信號接插件不穩定國產信號接插件的不夠穩定,隨著接插件的小型化、高密度化趨勢,未來需要不斷提高接插件的可靠性。高精度編碼器缺乏工業機器人需要用多圈的絕對編碼器,目前該類產品嚴重依賴進口,是制約我國高檔伺服系統發展的重要瓶頸。資料來源:長城國瑞證券研究所整理編碼器決定伺
61、服系統精度編碼器決定伺服系統精度,國產化率較低國產化率較低。編碼器(encoder)是將信號(如比特流)或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備,可以起到實時檢測伺服電機位置和速度的作用。編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號,前者稱為碼盤,后者稱為碼尺。編碼器分辨率決定伺服系統精度,編碼器分辨率決定伺服系統精度,編碼器的分辨率越高表明電機的最小刻度就越小,那么電機旋轉的角位移也就越小,控制的精度也就越高。位數是編碼器的重要衡量指標,位數越高代表編碼器分辨率越高。目前除國內頭部伺服企業如匯川技術、禾川科技實現了高精度編碼器的完全自供,多數伺服企業仍需采購第三方編碼器,且以進口
62、為主。國產伺服系統與海外龍頭技術差距不斷縮小國產伺服系統與海外龍頭技術差距不斷縮小,國產替代正當時國產替代正當時。以國內伺服系統頭部企業匯川技術、禾川技術與海外龍頭對比,可以看到國產伺服系統產品技術水平與海外不存在明顯差距。從市場份額看,2021 年國產伺服系統市場份額有較快提高,其中匯川技術、禾川科技、埃斯頓,2021 年市場份額分別為 16.3%、2.8%、2.2%,合計市場份額相較 2020 年提升 6.0pct。表 7:主要伺服系統企業產品對比關鍵性能關鍵性能衡量標準衡量標準安安川川SGM7 7G-13-13A松松下下MGMF132132L1 1匯川匯川 SV660660禾禾川川X6-
63、6-MG130130A額定轉矩該值越大代表電機在一定電流比下的轉矩越大8.348.288.288.28負載特性該值越大代表伺服電機的負載能力越強2.8 倍過載2.8 倍過載3 倍過載3 倍過載編碼器分辨率 該值越高代表編碼器精度越高24bit23bit23bit23bit資料來源:禾川科技招股書,長城國瑞證券研究所行業研究2727/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 38:2020 年我國伺服系統市場份額圖 39:2021 年我國伺服系統市場份額資料來源:MIR,長城國瑞證券研究所資料來源:MIR,長城國瑞證券研究所3.1.3 減速器:零部件關鍵短板,國產化空間巨大減速器在工
64、業機器人關節處發揮降低轉速,放大扭矩的作用。減速器可分為精密減速器、一般傳動減速器兩大類,工業機器人對精度要求較高,因此需要使用精密減速器。精密減速器包括擺線針輪行星減速器、精密行星減速器、RV 減速器和諧波減速器,其中諧波減速器和諧波減速器和 RV減速器是機器人領域應用最多的減速器。減速器是機器人領域應用最多的減速器。諧波齒輪減速器諧波齒輪減速器是一種靠波發生器使柔輪產生可控的彈性變形波,通過其與剛輪的相互作用,實現運動和動力傳遞的傳動裝置,其構造主要由帶有內齒圈的剛性齒輪(剛輪)、帶有外齒圈的柔性齒輪(柔輪)、波發生器三個基本構件組成。諧波傳動技術突破了機械傳動采用剛性構件的模式,使用了一
65、個柔性構件來實現機械傳動,其工作原理通常采用波發生器主動、剛輪固定、柔輪輸出形式,當波發生器裝入柔輪內圓時,迫使柔輪產生彈性變形而呈橢圓狀,使其長軸處柔輪齒輪插入剛輪的輪齒槽內,成為完全嚙合狀態;而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸,處于脫開狀態,當波發生器連續轉動時,迫使柔輪不斷產生變形并產生了錯齒運動,從而實現波發生器與柔輪的運動傳遞。圖 40:諧波減速器結構圖 41:諧波減速器傳動示意圖資料來源:綠的諧波,長城國瑞證券研究所資料來源:綠的諧波,長城國瑞證券研究所RV 減速器減速器是一種兩級減速機構,由漸開線行星齒輪傳動和擺線針輪傳動構成。第一級減行業研究2828/4242請參閱最后一頁的股票投資
66、評級說明和法律聲明速機構主要包括漸開線行星齒輪和齒輪軸,由中心輪、行星直齒輪、偏心軸等組成;第二級減速機構主要包括擺線輪、針齒殼、針齒、行星架、輸出盤、偏心軸和滾動軸承等。RV 減速器的動力由輸入軸傳入行星齒輪,實現第一級減速。行星輪通過花鍵和曲軸連接并帶動曲軸旋轉,曲軸通過自身兩個偏心曲柄帶動一對擺線片做公轉運動,擺線片的齒數通常比針齒殼少 1 齒,擺線片公轉一圈會向反方向自轉一個齒,針齒殼固定,動力由擺線片傳遞給輸出法蘭,實現第二級減速。圖 42:RV 減速器資料來源:中大力德,長城國瑞證券研究所諧波減速器器具有單級傳動比大、體積小、質量小、運動精度高單級傳動比大、體積小、質量小、運動精度
67、高的優點,與一般減速器比較,在輸出力矩相同時在輸出力矩相同時,諧波減速器的體積可減少諧波減速器的體積可減少 2/3,重量可減輕重量可減輕 1/2。但其依靠柔輪的彈性變形與鋼輪發生錯齒運動而減速的特性決定了其負載較低,只適用于輕負載、小力矩輕負載、小力矩的應用場景。六軸工業機器人需要使用 6 臺精密減速器,其中負載 10kg 以下機器人可全部使用諧波減速器,10-20kg 及更高負載的機器人小臂、手腕關節可以采用諧波減速器,30kg 負載及以上的機器人末端關節可選擇性使用諧波減速器。SCARA 機器人一般使用 2-3 臺諧波減速器,DELTA機器人則需使用 3 臺諧波減速器。RV 減速器傳動比范
68、圍大、精度較為穩定、疲勞強度較高,并具有更高的剛性和扭矩承載能力,適用于機器人肩部、大臂、機座等位置大負載部位。RV 減速器零部件數量多、制造和裝配難度大,售價也相對更高。表 8:RV 減速器與諧波減速器對比項目項目RV 減速器減速器諧波減速器諧波減速器背向間隙60 arc sec20 arc sec傳動效率80%75%行業研究2929/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明溫升4540噪聲70db60db減速比30-192.430-160額定轉矩下使用壽命6000h8000h額定輸出轉矩101-6135Nm6.6-921Nm轉矩剛性20-1176 Nm/arc min1.34-5
69、4.09 Nm/arc min技術特點通過多級減速實現傳動,一般由行星齒輪減速器的前級和擺線針輪減速器的后級組成,組成的零部件較多。通過柔輪的彈性變形傳遞運動,主要由柔輪、剛輪、波發生器三個核心零部件組成。與 RV 及其他精密減速器相比,諧波減速器使用的材料、體積及重量大幅度下降。產品性能大體積、高負載能力和高剛度體積小、傳動比高、精密度高應用場景一般應用于多關節機器人中機座、大臂、肩部等重負載的位置。主要應用于機器人小臂、腕部或手部。終端領域汽車、運輸、港口碼頭等行業中通常使用配有RV 減速器的重負載機器人。3C、半導體、食品、注塑、模具、醫療等行業中通常使用由諧波減速器組成的 30kg 負
70、載以下的機器人。價格區間5,000-8,000 元/臺1,000-5,000 元/臺資料來源:綠的諧波招股書,長城國瑞證券研究所衡量減速器的核心指標為傳動精度和使用壽命衡量減速器的核心指標為傳動精度和使用壽命(或精度保持壽命),傳動精度會影響機器人動作的準確度(重復定位精度),使用壽命則直接影響工業機器人的故障率及后期維護成本。傳動精度一般可以通過測試進行測量,但使用壽命難以通過測試直接表征,本體廠家選擇了固定的減速器供應商后一般不會輕易更換,更換則需要長時間的產品驗證,這提高了減速器企業的競爭壁壘。諧波減速器:核心壁壘為齒形設計、柔輪材料與加工及柔性軸承,諧波減速器:核心壁壘為齒形設計、柔輪
71、材料與加工及柔性軸承,know-how 是加工、裝是加工、裝配等環節重點配等環節重點。齒形設計:齒形設計:柔輪齒形對諧波減速器壽命至關重要。早期諧波減速器采用齒輪傳動常用的漸開線齒形,漸開線齒形的齒底彎曲應力比較集中,同時嚙合齒數僅為總齒數的 10%左右,導致諧波減速器的強度極限不高。20 世紀 80 年代,日本學者提出了“S”型齒,齒形為具有由兩段圓弧組成的工作齒廓,在接近齒頂和齒根部分為大半徑圓弧,與傳統齒形相比它在嚙合特性和承載能力方面有了很大改善,并成為諧波減速器龍頭哈默納科的核心專利。2013 年我國綠的諧波創新提出了“P”型齒,該齒形齒高比低、齒根弧度增大,不需要很深的嚙合距離便可
72、獲得較大嚙合量,可以承受較大扭矩,有 20%-30%的齒參與嚙合,使用壽命大大增加。行業研究3030/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 43:哈默納科“S”型齒圖 44:綠的諧波“P”型齒資料來源:諧波減速器柔輪疲勞特性分析及嚙合剛度研究,長城國瑞證券研究所資料來源:諧波減速器柔輪疲勞特性分析及嚙合剛度研究,長城國瑞證券研究所柔輪材料及加工:柔輪材料及加工:諧波減速器運行過程中,柔輪長期承受周期性的交變應力,不斷產生變形,是制約諧波減速器壽命的關鍵因素之一。柔輪材料是重點研發方向之一,目前國內外諧波減速器柔輪材料基本為 40Cr 合金鋼,包括 40CrMoNiA,40CrA
73、,30CrMoNiA,38Cr2Mo2VA,其中 40CrMoNiA 與 40CrA 最為常用。雖然材料相同,但國外提純技術較高,因而材料相比國內的雜質少,國產柔輪中有 Al2O3 等雜質存在,以致目前國產諧波減速器柔輪材料基本依賴進口。目前已有國產廠商采用定制化電渣重溶提純的軍工鋼作為柔輪材料,對薄壁變形部位進行多次反復的旋壓工藝、熱處理,使得柔輪材料的耐磨性和塑性達到平衡。圖 45:國產柔輪材料組織粗大且不均勻、穩定性較差資料來源:諧波減速器特殊鋼材質柔輪的組織和力學性能分析,長城國瑞證券研究所柔性軸承:柔性軸承:波發生器是諧波齒輪減速機中的關鍵部件之一,其主要元件包括柔性薄壁軸承和波發生
74、器凸輪。柔性軸承是波發生器的核心部件,在工作中,柔性軸承通過其彈性變形使減速機達到高減速比的性能要求,在循環交變載荷作用下極易發生疲勞失效,其疲勞壽命決定著波發生器的壽命,進而決定著整個減速機的使用壽命。影響零部件疲勞性能的因素有很多,主行業研究3131/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明要包括尺寸、表面形狀、平均應力等。通??赏ㄟ^選擇合適的材料、結構的改進、尺寸大小的優化、表面強化處理、表面防護措施的添加、改進加工方式等方法提高零部件的疲勞性能。加工、裝配、檢測等工藝的加工、裝配、檢測等工藝的 know-how 同樣是減速器廠家的核心壁壘同樣是減速器廠家的核心壁壘。諧波減速器
75、在完成整體設計后,需要加工、裝配、檢測等多個環節,沒有一定的經驗積累會導致裝配后的減速器出現震動、噪聲、軸向和徑向跳動、同心度差等問題,進而降低減速器精度、降低減速器壽命。RV 減速器:壁壘在擺線輪齒廓修形、加工裝配。減速器:壁壘在擺線輪齒廓修形、加工裝配。RV 減速器結構復雜且采用兩級傳動,國產 RV 減速器與海外龍頭的差距主要體現在傳動精度上。RV 減速器的傳動誤差主要來自于擺線針輪傳動傳動機構誤差和輸出機構誤差。影響擺線針輪傳動誤差的主要因素有擺線齒廓的修形、曲柄軸偏心距誤差、曲柄軸軸承游隙等。擺線齒廓修形需要實現兩個目的:(1)參與嚙合段齒形與理論共軛廓形逼近,滿足 RV 減速器瞬時傳
76、動比恒定、運動精度高的要求,且減小輪齒彈性變形。(2)擺線輪與針齒之間要有一定嚙合間隙,即擺線輪的齒頂和齒根處存在徑向間隙,齒廓參與嚙合工作段存在較小的側隙,保證運轉過程中具有良好潤滑。圖 46:齒廓理想修形示意圖資料來源:高精度 RV 減速器擺線輪修形理論研究,長城國瑞證券研究所由于 RV 減速器零部件較多、結構復雜,加工與裝配時的公差分配也是影響傳動精度的重要因素。公差分配是指按照要求的回差標準合理地分配到各回差影響因素中,實現對關鍵零部件公差的初步分配以及后續優化。公差合理分配的難度較大,一旦不當容易影響 RV 減速器精度國產諧波減速器綜合性能逐步趕超哈默納科國產諧波減速器綜合性能逐步趕
77、超哈默納科,國產替代正當時國產替代正當時。從技術指標看,綠的諧波減速器的背向間隙能夠做到 2 arc min 以下,部分產品優于哈默納科。在使用壽命上,綠的諧波行業研究3232/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明2019 年發布 N 系列減速器,精度保持壽命超 2 萬小時,遠高于國際標準合格率 6000 小時,也高于哈默納科標稱 10,000 小時的使用壽命。從市場份額來看,哈默納科仍是我國工業機器人減速器龍頭,但市占率呈下降趨勢,2020-2022 年哈默納科市場份額由約 37.2%下降至約 33.6%。綠的諧波市場份額由約 20.8%上升至約 23.1%。圖 47:2020
78、 年中國工業機器人諧波減速器份額圖 48:2022 年中國工業機器人諧波減速器份額資料來源:GGII,長城國瑞證券研究所資料來源:GGII,長城國瑞證券研究所RV 減速器減速器:納博特斯克市場份額遙遙領先納博特斯克市場份額遙遙領先,國產廠商空間廣闊國產廠商空間廣闊。RV 減速器國產化率相對較低,納博特斯克占據絕對市場分額,2022 年市場份額約為 50.8%。國產廠商中,雙環傳動在精度、剛度上已經基本追平納博特斯克,市場份額提升較快,2020-2022 年市場份額由 9.4%提升至 13.6%。圖 49:2020 年中國工業機器人 RV 減速器份額圖 50:2022 年中國工業機器人 RV 減
79、速器份額資料來源:GGII,長城國瑞證券研究所資料來源:GGII,長城國瑞證券研究所從技術指標上看,我們認為國產諧波減速器廠商基本追平了海外龍頭,RV 減速器與海外龍頭差距也在不斷縮小,海外龍頭仍舊占據較大市場份額的原因之一是在本體領域四大家族仍占據主要市場份額,其與海外減速器龍頭關系緊密,國產減速器廠商進入四大家族供應鏈難度較大。行業研究3333/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明3.2 機器人本體:多角度拆解國產工業機器人競爭力機器人本體:多角度拆解國產工業機器人競爭力3.2.1 產品角度:技術差距不斷縮小,價格具備競爭優勢從銷售量和銷售金額角度,多關節機器人的占比均在 6
80、0%以上,且多關節機器人的技術壁壘較高,是目前國產化率較低的環節。因此下文主要以多關節機器人作為討論對象。對于多關節機器人,產品的衡量維度主要有硬件和軟件兩個維度。硬件維度:硬件維度:衡量硬件的指標主要包括重復定位精度、運動范圍、有效載荷、運動速度和加速度、運動軌跡精度等,硬件指標很大一部分取決于核心零部件。以重復定位精度為例,控制器的控制精度、伺服電機編碼器分辨率、減速器的回程間隙等共同決定了精度水平,六軸機器人整體精度是每個關節精度的疊加。除了以上紙面指標之外,故障率、使用壽命、維保成本故障率、使用壽命、維保成本等也是下游選擇工業機器人的主要關注指標。小負載機實現反超小負載機實現反超,中負
81、載各有所長中負載各有所長,大負載機器人差距縮小大負載機器人差距縮小。我們選取了埃斯頓和FANUC相近負載和臂展的工業機器人進行對比。以 20kg 為代表的小負載機器人,埃斯頓在重復定位精度上與 FANUC 相同,最大動作速度上埃斯頓有一定優勢,腕部最大負載和轉矩上,埃斯頓也同樣有一定優勢。50kg 的中負載機器人,埃斯頓精度略遜于 FANUC,但在腕部最大負載和轉矩上埃斯頓有一定優勢。在大負載機器人上,國產機器人的重復定位精度、腕部允許負載和轉矩上落后于國外品牌,但在最大動作速度上有一定優勢。表 9:國產與海外工業機器人技術指標對比機器人類型機器人類型大負載機器人大負載機器人中負載機器人中負載
82、機器人小負載機器人小負載機器人型號埃斯頓ER170B-2650FANUCR-20001D/165FH埃斯頓ER50B-2100FANUCM-710iC/50埃斯頓ER20-1780FANUCM-201A手腕部可搬運重量170kg165kg50kg50kg20kg20kg重復定位精度0.06mm0.05mm0.05mm0.03mm0.03mm0.03mm最大臂展2650mm2605mm2100mm2050mm1780mm1811mm機器人質量1092kg1130kg530kg560228kg250KG動作范圍(最大動作速度)J1軸180(120/s)370(130/s)180(172/s)360
83、(175/s)180(185/s)340/370(195/s)J2軸-60+80(110/s)140(110/s)-90+135(119/s)225(175/s)-95+160(185/s)260(175/s)J3軸-95+80(120/s)233.9(115/s)-185+80(186/s)440(180/s)-170+80(212/s)458(180/s)J4軸200(205/s)420(175/s)200(255/s)720(250/s)180(480/s)400(360/s)J5軸125(215/s)250(170/s)130(254/s)250(250/s)140(412/s)360
84、(360/s)J6軸360(305/s)420(280/s)360(366/s)720(355/s)360(705/s)900(550/s)手腕部允許負載轉動慣量J4軸81kgm122kgm30kgm28kgm1.244kgm1.04kgmJ5軸81kgm122kgm30kgm28kgm1.244kgm1.04kgmJ6軸40.1kg:m100kgm12kgm11kgm0.31kgm0.28kgm手腕部允許負載J4軸943Nm1000Nm216Nm206Nm46.5Nm44.0Nm行業研究3434/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明轉矩J5軸943Nm1000Nm216Nm20
85、6Nm46.5Nm44.0NmJ6軸485Nm620Nm130Nm127Nm19.4Nm22.0Nm資料來源:FANUC 官網,埃斯頓官網,長城國瑞證券研究所軟件維度軟件維度:成熟工業軟件包能大幅提高生產效率。成熟工業軟件包能大幅提高生產效率。工業機器人本體在自動化產線上需要完成二次開發才能進行工作。二次開發的簡單、易用性能夠降低企業的機器人使用成本、縮短產線停機時間。在軟件維度體現為工業機器人是否有成熟易用適用于不同行業的工藝軟件包。以光伏組件排版為例,當組件流水線需要改變生產版型時,需要對機器人的軌跡、動作進行重新規劃,當工業機器人具有成熟的軟件包時,一鍵更換版型可大幅提高生產效率。編程易
86、用性對柔性化產線至關重要編程易用性對柔性化產線至關重要。在一些多種類、小批量生產場景下,缺乏成熟的工藝軟件包,需要對工業機器人軌跡進行二次編程。軌跡生成通常有三種方法:1)通過示教器進行手動編程;2)通過軟件進行離線編程;3)通過第三方切片軟件生成坐標數據。第一種方法需要機器人停機,且定位精度不高。第三種方法需要購買或開發軟件,成本較高。因此本體企業提供的離線編程軟件是最常用方法,編程軟件的易用性決定了開發效率,同樣是工業機器人競爭力的體現。價格維度價格維度:根據埃斯頓的調研公告,目前公司機器人產品與外資品牌價差在 15%-30%。通過上文分析,在機器人硬件參數整體持平的情況下,國產機器人價格
87、更具競爭力。3.2.2 服務角度:國產廠商交期短、售后服務好、后期維保成本低國產廠商交貨周期短,能更快響應客戶需求國產廠商交貨周期短,能更快響應客戶需求。據艾瑞咨詢,國產減速器的標準貨期為 20天左右,而進口減速器交貨周期為 4-6 個月。國產伺服系統交貨周期最快為 2 周左右。核心零部件交貨周期短使得本體企業交貨周期也響應縮短,集成商向本體企業購買標準化機器人產品的交貨周期一般在 45 天左右。售后服務響應快售后服務響應快。工業機器人故障會直接導致產線停產,因此快速響應的售后服務是國產品牌的競爭力之一。后期維保成本低后期維保成本低。工業機器人的伺服電機、減速器的故障是后期維護的主要成本。前文
88、我們提到國產減速器的精度保持壽命已經逐漸追平并趕超海外品牌。且由于國產零部件的價格優勢,使得工業機器人在使用過程中的維保成本也低于海外品牌。3.2.3 盈利能力:行業間方差較大,核心零部件是重要影響因素工業機器人的競爭力是硬件、軟件、服務、價格等多個方面的綜合考量,很難從單一維度進行判斷,因此我們認為可以將毛利率作為機器人本體企業競爭力的主要指標。海外龍頭發那行業研究3535/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明科整體毛利率保持在 40%左右的水平,與同業相比較為領先。安川與埃斯頓毛利率水平相差不大,整體來看,安川毛利率水平高出埃斯頓 1 pct 左右。行業龍頭之一的庫卡整體毛利
89、率水平相對較低,但仍大幅高于國產第二梯隊企業。圖 51:主要工業機器人廠商毛利率水平對比(%)資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所說明:匯川技術的披露口徑包括工業機器人、視覺系統、高精密絲杠、控制系統等整機、核心部件及解決方案。發那科、安川電機數據為公司整體毛利率,海外信息披露周期與國內存在差異,選取 wind 的“年報”口徑進行比較控制器控制器、伺服系統伺服系統、減速器的自供比率和國產化率是毛利率的重要影響因素減速器的自供比率和國產化率是毛利率的重要影響因素。四大家族中,發那科、ABB、安川的控制器與伺服系統均為自供,庫卡只實現了控制器的自主化,此外庫卡、ABB 還涉及系統集成業務(歐洲模
90、式),也是庫卡整體毛利率水平相對較低的原因。國內企業中,埃斯頓、機器人(沈陽新松)、新時達均實現了控制器和伺服系統的自供。表 10:國內外主要機器人廠商核心零部件供應情況控制器控制器伺服系統伺服系統減速器減速器發那科自供自供海外品牌安川電機自供自供海外品牌ABB自供自供海外品牌為主庫卡自供海外品牌海外品牌匯川技術自供自供海外品牌為主埃斯頓自供自供諧波以國產為主,RV 以海外為主埃夫特自供為主外采國產為主凱爾達自供海外品牌為主外采機器人自供自供部分海外品牌新時達自供驅動器自供,電機外采部分海外品牌資料來源:各公司公告,長城國瑞證券研究所整理行業研究3636/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說
91、明和法律聲明4 相關公司相關公司4.1 核心零部件相關公司核心零部件相關公司綠的諧波(688017.SH)國產諧波減速器龍頭國產諧波減速器龍頭,市場份額不斷提升市場份額不斷提升。公司成立于 2011 年,主要產品包括諧波減速器、機電一體化執行器及精密零部件。公司通過自主研發發明了“P 型齒”結構,與國外主流齒形技術路線實現了差異化,并大幅提升了諧波減速器的輸出效率和承載扭矩,2022 年國內市場份額約為 23.1%,僅次于全球龍頭哈默納科。圖 52:2018-2022 年綠的諧波營業收入圖 53:2018-2022 年綠的諧波毛利率與凈利率資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:Win
92、d,長城國瑞證券研究所雙環傳動(002472.SZ)國產國產 RV 減速器龍頭,諧波、減速器龍頭,諧波、RV 減速器雙布局。減速器雙布局。雙環傳動專注于齒輪傳動產品制造,目前的主要產品為乘用車齒輪、商用車齒輪、工程機械齒輪、減速器及其他產品。2014 年公司通過對齒輪制造的理解與經驗積累,立項機器人用齒輪及關節減速器開發項目,并于 2015 年獲得國家科技部“863 計劃”之“工業機器人核心基礎部件應用示范項目”的專項支持。2020 年雙環傳動設立全資子公司浙江環動機器人關節科技有限公司(簡稱“環動科技”),將機器人減速器業務全部劃轉至子公司。2022 年公司減速器業務實現營業收入 4.57
93、億元,RV減速器市場占有率約為 13.6%,為國產 RV 減速器市占率第一名。行業研究3737/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 54:2018-2022 年雙環傳動營收及歸母凈利潤圖 55:2018-2022 年雙環傳動減速器及其他營收資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:公司公告,長城國瑞證券研究所中大力德(002896.SZ)國產國產 RV 減速器領軍者減速器領軍者。中大力德成立于 1998 年,主要從事機械傳動與控制應用領域關鍵零部件的研發、生產、銷售,主要產品包括微特電機、精密減速器等。2012 年公司立項研發擺線針輪精密減速器,2017 年公司機器人精
94、密擺線針輪減速器中標工信部強基項目。2022 年中大力德減速器實現營業收入 2.03 億元。圖 56:2018-2022 年中大力德營業收入圖 57:2018-2022 年中大力德減速器營業收入資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所禾川科技(688320.SH)國內伺服系統龍頭之一國內伺服系統龍頭之一,工控領域全面布局工控領域全面布局。禾川科技成立于 2011 年,主要從事工業自動化控制核心零部件及整體解決方案的研發、生產、銷售,主要產品包括工業自動化的控制層(PLC)、驅動層(變頻器)、執行層(伺服電機)、傳感層(編碼器)等產品,實現了工業自動化領域的全
95、面覆蓋。公司自主研發的磁編碼器分辨率可達 23 位,目前正在研發 25 位光編碼器正在研發之中。2021 年公司伺服系統市場占有率為 2.80%,在國產廠商中排名第二位。行業研究3838/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 58:2018-2022 年禾川科技營業收入圖 59:2018-2022 年禾川科技盈利能力資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所4.2 機器人本體相關企業機器人本體相關企業埃斯頓(002747.SZ)公司成立于公司成立于 1993 年,早期主要從事金屬成形機床數控系統業務,后逐步拓展了電液伺服年,早期主要從事金屬成形
96、機床數控系統業務,后逐步拓展了電液伺服系統和交流伺服系統。公司系統和交流伺服系統。公司 2011 年開始研發機器人本體,年開始研發機器人本體,2016 年入股意大利年入股意大利 Euclid,掌握機,掌握機器視覺技術器視覺技術,2017 年收購英國年收購英國 TRIO,強化了公司在運動控制領域的技術實力強化了公司在運動控制領域的技術實力,同年控股德同年控股德國國M.A.I.,強化了公司在機器人系統集成方面的實力強化了公司在機器人系統集成方面的實力,2019 年公司收購焊接機器人巨頭年公司收購焊接機器人巨頭 CLOOS。在工業機器人領域,目前公司實現了除減速器以外核心零部件的自主供應,形成了以六
97、軸機器人為主,負載范圍覆蓋 3kg-600kg,54 種以上的完整規格系列的產品矩陣。2021 年公司國內市場份額約為 9%,為國產工業機器人市場份額第一名。圖 60:2018-2022 年埃斯頓工業機器人營業收入圖 61:2018-2022 年埃斯頓工業機器人業務毛利率資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所匯川技術(300124.SZ)國內工業自動化龍頭國內工業自動化龍頭,工業機器人業務發展迅猛工業機器人業務發展迅猛。匯川技術成立于 2003 年,專注于工業自動化控制產品的研發、生產、銷售,目前業務包括五大板塊:通用自動化、智慧電梯、新能源行業研究393
98、9/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明汽車、工業機器人、軌道交通。公司為設備自動化/產線自動化/工廠自動化提供變頻器、伺服系統、PLC/HMI、高性能電機、傳感器、機器視覺等工業自動化核心部件及工業機器人產品,為新能源汽車行業提供電驅&電源系統,為軌道交通行業提供牽引與控制系統。工業機器人業務上,公司主要產品為 SCARA 機器人、六關節機器人、視覺系統、高精密絲杠、控制系統等整機及零部件解決方案。目前公司實現了除減速器以外核心零部件的自主供應,下游應用行業主要包括手機制造、鋰電、硅晶等。根據公司 2022 年報年報,公司在 2022年度中國工業機器人市場出貨量排名中位列第 6
99、 位(前五位為國際品牌),其中六關節機器人出貨量僅次于國際四大機器人廠商位列第 5 位,工業機器人在鈑金折彎、沖壓、光伏組件等應用領域處于行業領先地位。新時達(002527.SZ)新時達成立于 1995 年,公司以運動控制技術為核心,專注于伺服驅動、變頻調速、機器人和工業控制器等產品。公司早期以電梯控制系統起家,2013 年憑借在運動控制領域積累切入工業機器人行業,2014 年收購國內運動控制頭部公司眾為興,2015 年收購曉奧享榮布局機工業機器人系統集成業務。圖 62:2018-2022 年新時達工業機器人業務營收圖 63:2018-2022 年新時達工業機器人業務毛利率資料來源:Wind,
100、長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所凱爾達(688255.SH)凱爾達成立于 2009 年,主要產品為焊接機器人與工業焊接設備,產品主要應用在于汽車及汽車零配件制造、健身器材、金屬家具等行業。焊接機器人由機器人整機和機器人專用焊接設備組成。焊接機器人一方面需要掌握工業機器人的設計制造,另一方面需要對焊接技術有著較深的理解與經驗積累。公司在工業焊接領域有著較強的技術能力,是中國焊接協會焊接設備分會副理事長單位,并作為第一起草人起草了電焊機通用技術標準等 6 項國家標準。行業研究4040/4242請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 64:2018-2022 年凱爾達營
101、收結構圖 65:2018-2022 年凱爾達焊接機器人毛利率資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所埃夫特-U(688165.SH)埃夫特成立于 2007 年,由奇瑞汽車全資組建,并于當年與哈爾濱工業大學機器人研究所簽署機器人項目合作協議,2008 年公司成功研發出首臺工業機器人 ER165。2014 年公司從奇瑞體系獨立。2015 年公司收購意大利 CMA,CMA 主要業務為噴涂機器人及噴涂機器人系統集成。2016 年公司收購了 EVOLUT,完成了拋光打磨業務系統集成業務的技術積累。2017 年公司收購 WFC,WFC 為全球中高端汽車整車廠商的白車身焊
102、裝生產線提供商,此次收購拓展了公司汽車行業的系統集成業務。同年公司參股意大利運動控制廠商 ROBOX,并與 ROBOX 成立盒子公司,完成了公司工業機器人控制器的自主供應。目前,公司多關節機器人產品線覆蓋 6kg-210kg 負載,下游應用行業覆蓋汽車及零部件、衛浴、家電、3C、食品等。2022 年公司實現工業機器人銷量 5956 臺,實現營業收入 4.78 億元,同比增長 19.70%。圖 66:2018-2022 年埃夫特營收結構圖 67:2018-2022 年埃夫特機器人毛利率資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所資料來源:Wind,長城國瑞證券研究所行業研究4141/4242請參閱最后
103、一頁的股票投資評級說明和法律聲明5 風險提示風險提示經濟復蘇力度不及預期風險。經濟復蘇力度不及預期風險。根據庫存周期,我們預計在 2023H2 進入新一輪的主動補庫存階段,但庫存周期受到經濟復蘇力度和節奏的影響,存在不及預期的風險。國內新能源產業增速放緩風險。國內新能源產業增速放緩風險。新能源產業快速發展帶來了對工業機器人的增量需求,如新能源產業增速放緩,將影響工業機器人需求。工業機器人國產化率不及預期風險。工業機器人國產化率不及預期風險。國內工業機器人增長一是來自行業規模的增長,二是來自國產替代份額的增長。存在國產化率因競爭格局變化提升速度不及預期風險。行業研究4242/4242請參閱最后一
104、頁的股票投資評級說明和法律聲明股票投資評級說明股票投資評級說明證券的投資評級:證券的投資評級:以報告日后的 6 個月內,證券相對于市場基準指數的漲跌幅為標準,定義如下:買入:相對強于市場表現 20以上;增持:相對強于市場表現 1020;中性:相對市場表現在1010之間波動;減持:相對弱于市場表現 10以下。行業的投資評級:行業的投資評級:以報告日后的 6 個月內,行業相對于市場基準指數的漲跌幅為標準,定義如下:看好:行業超越整體市場表現;中性:行業與整體市場表現基本持平;看淡:行業弱于整體市場表現。我們在此提醒您,不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準。我們采用的是相對評級體系,表示投資
105、的相對比重建議;投資者買入或者賣出證券的決定取決于個人的實際情況,比如當前的持倉結構以及其他需要考慮的因素。投資者應閱讀整篇報告,以獲取比較完整的觀點與信息,不應僅僅依靠投資評級來推斷結論。本報告采用的基準指數:滬深 300 指數。法律聲明:法律聲明:“股市有風險,入市需謹慎”長城國瑞證券有限公司已通過中國證監會核準開展證券投資咨詢業務。在本機構、本人所知情的范圍內,本機構、本人以及財產上的利害關系人與所評價的證券沒有利害關系。本報告中的信息均來源于公開資料,我公司對這些信息的準確性及完整性不作任何保證,不保證報告信息已做最新變更,在任何情況下,報告中的信息或所表達的意見并不構成對所述證券買賣的出價或詢價。在任何情況下,我公司不就本報告中的任何內容對任何投資做出任何形式的擔保,投資者據此投資,投資風險自我承擔。本報告版權歸本公司所有,未經本公司事先書面授權,任何機構和個人均不得以任何形式翻版、復制、刊載或轉發,否則,本公司將保留隨時追究其法律責任的權利。