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1、2023 年深度行業分析研究報告 目目 錄錄 一、一、人形機器人:技術奇點時刻,新一次工業革命的開始人形機器人:技術奇點時刻,新一次工業革命的開始.6(一)人形機器人:仿人形態,商業化潛力亟待挖掘.6(二)人形機器人歷經近百年,ChatGPT 有望引爆技術奇點.7 二、二、從底層運行原理到基礎物理結構,深度拆解人形機器人從底層運行原理到基礎物理結構,深度拆解人形機器人.10(一)底層運行原理:運行的三大環節+直立行走的理論基石.10(二)從車鏈和果鏈看,國內硬件供應商有較大的機會.14(三)基礎物理結構:頭+軀干關節+靈巧手.15 三、三、相關標的相關標的.20(一)鳴志電器(603728.S
2、H).20(二)拓普集團(601689.SH).20(三)三花智控(002050.SZ).21(四)匯川技術(300124.SZ).22(五)步科股份(688160.SH).22(六)江蘇雷利(300660.SZ).23(七)禾川科技(688320.SH).24(八)中大力德(002896.SZ).24(九)奧普光電(002338.SZ).25(十)瀚川智能(688022.SH).25(十一)雙環傳動(002472.SZ).26(十二)綠的諧波(688017.SH).27(十三)昊志機電(300503.SZ).28(十四)雷賽智能(002979.SZ).28 圖表目錄圖表目錄 圖表 1 Uni
3、versal Robot 的 UR20 工業協作式機器人.6 圖表 2 外骨骼仿生裝置.6 圖表 3 特斯拉機器人 Optimus.6 圖表 4 帕西尼人形機器人.6 圖表 5 部分已布局全尺寸人形機器人的企業及產品.7 圖表 6 人形機器人的歷史發展沿革.8 圖表 7 LLM 的層級框架.8 圖表 8 特斯拉對于汽車結構的測試與分析.9 圖表 9 特斯拉對于汽車結構的測試方法移植到機器人.9 圖表 10 Optimus 視覺系統原理與 Autopilot 類似.9 圖表 11 Dojo 能實現英偉達 A100 芯片 4.4 倍的訓練速度.10 圖表 12 Optimus 的結構設計考慮到了未
4、來批量生產.10 圖表 13 人形機器人系統組成.11 圖表 14 傳感器系統組成.11 圖表 15 人形機器人依靠重力和地面作用力行走.13 圖表 16 零力矩點運動規劃方法原理圖.13 圖表 17 特斯拉 Optimus 行走圖.13 圖表 18 特斯拉 Model 3 價格隨零部件國產化比例的提升而逐年下降.14 圖表 19 蘋果美國加州總部.14 圖表 20 特斯拉美國德州總部.14 圖表 21 2021 蘋果硬件全球供應商數量占比圖.15 圖表 22 特斯拉機器人頭部組成圖.15 圖表 23 特斯拉 DOJO D1 芯片圖.15 圖表 24 特斯拉 Optimus 三種旋轉和線性執行
5、器.16 圖表 25 Tesla Optimus 各伺服關節分布.16 圖表 26 旋轉關節結構圖.16 圖表 27 無框力矩電機實物圖.17 圖表 28 諧波減速器結構圖.17 圖表 29 諧波減速器工作原理.17 圖表 30 雙編碼器與力矩傳感器位置示意圖.18 圖表 31 旋轉關節工作原理.18 圖表 32 線性關節結構圖.18 圖表 33 反向行星滾柱絲杠結構示意圖.19 圖表 34 滾珠絲杠結構示意圖.19 圖表 35 靈巧手空心杯關節與傳動配置示意圖.19 圖表 36 空心杯電機結構示意圖.20 圖表 37 2018-2022 年鳴志電器收入結構.20 圖表 38 鳴志電器相關產品
6、.20 圖表 39 2018-2022 年拓普集團收入結構.21 圖表 40 公司熱管理系統與機器人執行器.21 圖表 41 2018-2022 年三花智控收入結構.22 圖表 42 公司熱管理系統.22 圖表 43 2022 年匯川技術收入結構.22 圖表 44 公司伺服系統、控制器、工業機器人產品.22 圖表 45 2018-2022 年步科股份收入結構.23 圖表 46 公司運動控制類產品.23 圖表 47 2018-2022 年江蘇雷利收入結構.23 圖表 48 雷利工業類配套電機產品.23 圖表 49 2018-2022 年禾川科技收入結構.24 圖表 50 機器人行業工業自動化解決
7、方案.24 圖表 51 2018-2022 年中大力德收入結構.25 圖表 52 中大力德機器人相關產品.25 圖表 53 2018-2022 奧普光電收入結構.25 圖表 54 子公司禹衡光學光柵旋轉編碼器產品.25 圖表 55 2018-2022 瀚川智能收入結構.26 圖表 56 瀚川智能子公司股權穿透圖.26 圖表 57 2018-2022 雙環傳動收入結構.27 圖表 58 8000 系列擺線針輪減速機.27 圖表 59 2020-2022 綠的諧波收入結構.27 圖表 60 綠的諧波相關產品.27 圖表 61 2018-2022 昊志機電收入結構.28 圖表 62 昊志機電機器人核
8、心零部件產品全鏈條.28 圖表 63 2020-2022 雷賽智能收入結構.29 圖表 64 雷賽智能相關產品.29 一、一、人形機器人人形機器人:技術奇點時刻,新一次工業革命的開始技術奇點時刻,新一次工業革命的開始(一)(一)人形機器人:人形機器人:仿人形態,商業化潛力亟待挖掘仿人形態,商業化潛力亟待挖掘 人形機器人是通過模仿人類的形態和行為設計制造出的機器人。人形機器人是通過模仿人類的形態和行為設計制造出的機器人。人形機器人(仿人機器人)是結合了仿生學、人工智能學、計算機科學以及材料科學的一個復雜產物。從形態上來看,人形機器人根據應用場景的不同分別或同時具有人的四肢、頭部和軀干,使用部分肢
9、體的場景包括應用于工業領域的機械手臂、應用于醫療康復領域的輔助步行機器人等。從行為上來看,人形機器人通過模仿人類的關節、肌肉、感知系統、思維系統來實現移動、操作、感知、學習等行為,輔助人類從而解放更多的生產力。圖表圖表 1 Universal Robot 的的 UR20 工業工業協作式機器人協作式機器人 圖表圖表 2 外骨骼仿生裝置外骨骼仿生裝置 資料來源:Universal Robot官網 資料來源:器械之家 隨著技術進步,全尺寸人形機器人即將迎來商業化。隨著技術進步,全尺寸人形機器人即將迎來商業化。部分軀體機器人的應用已進入商業化初期,相較之下,全尺寸人形機器人商業化程度更低。隨著機器人技
10、術的快速進步與成熟,全球多方勢力已加入了全尺寸人形機器人商業化布局的行列。2022 年,隨著小米、特斯拉陸續發布 CyberOne 和 Optimus,機器人行業將迎來全尺寸人形機器人商業化的到來。圖表圖表 3 特斯拉機器人特斯拉機器人 Optimus 圖表圖表 4 帕西尼人形機器人帕西尼人形機器人 資料來源:特斯拉官網 資料來源:帕西尼感知科技官網 市場上市場上已已有多種機器人,有多種機器人,但但進一步商業化進一步商業化的潛力巨大的潛力巨大。在特斯拉產品發布之前也有多種全尺寸人形機器人,但主要用于科教、研究、娛樂等領域,可以實現的功能相對較少,且 售價高昂,隨著特斯拉、小米等科技企業的進入,
11、制造、算法等諸多優勢將實現對人形機器人商業化潛力更深入地挖掘。圖表圖表 5 部分已布局全尺寸人形機器人的企業及產品部分已布局全尺寸人形機器人的企業及產品 資料來源:特斯拉官網,CARSCOOPS,網易科技,Analytics india magazine,本田中國官網,新京報,小米官網,Eduporium,優必選官網,優必選招股書,Geeky Gadgets,華創證券整理(二)(二)人形機器人歷經近百年,人形機器人歷經近百年,ChatGPT 有望有望引爆技術奇點引爆技術奇點 人形機器人人形機器人從從 1939 年第一臺電機械控制的年第一臺電機械控制的 Elektro 開始至今開始至今已已歷經近
12、百年時間,我們從歷經近百年時間,我們從技術變化的角度將其劃分成三個階段:電機械階段,實驗室智能階段和應用推廣階段。技術變化的角度將其劃分成三個階段:電機械階段,實驗室智能階段和應用推廣階段。1)電機械階段:)電機械階段:此時的人形機器人僅僅是通過模仿人的行為去進行如移動、抬手、發聲等較簡單的動作。這個時期的代表為日本早稻田大學研發出的 WAP、WL 和 WABOT 系列機器人,該階段主要側重通過機械性地模擬人的行走使得機器人能夠移動。2)實驗室智能階段:)實驗室智能階段:傳感系統、控制系統、軟件算法等多個技術實現發展,2000 年本田開發的 ASIMO 將人形機器人帶入實驗室智能階段,此時的機
13、器人逐漸能夠通過傳感器獲取外部信息,通過簡單的分析判斷做出相應的決策??梢詫崿F如“可以實現如“8”字形行走、擰開”字形行走、擰開瓶蓋、單雙腳跳躍等瓶蓋、單雙腳跳躍等簡單簡單動作。動作。在智能化階段美國與日本齊頭并進,日本側重于外形仿真,而美國則更側重于用計算機模擬人腦的功能。3)應用推廣階段:)應用推廣階段:特斯拉的 Optimus 的發布引領全球人形機器人向 C 端應用發展,而2023 年 ChatGPT 的迅速迭代加強了人們對于人形機器人商業化的信心,全球科技巨頭紛紛下場布局研發,我們認為 2023 年可以成為人形機器人正式進行應用推廣的元年。圖表圖表 6 人形機器人的歷史發展沿革人形機器
14、人的歷史發展沿革 資料來源:羅慶生仿人機器人的設計與制作,Atlas Obscura,CNET,Japan Atlas,IEEE,早稻田大學官網,Salvius官網,Hanson Robotics官網,波士頓動力官網,本田官網,特斯拉官網,小米官網,華創證券整理 ChatGPT 等大語言模型(等大語言模型(LLM)AI 的應用的應用有望有望加速人形機器人產業化進程。加速人形機器人產業化進程。GPT、BERT等大模型的應用大幅提高了模型的“通用性”,相比于之前垂直領域的 AI 開發,大模型可通過“預訓練+特定任務微調”的形式具備多個領域的基礎知識,加速 AI 的學習、訓練以及迭代。大模型的其他優
15、勢包括:對自然語言具備更好的理解能力、基本可用的持續交互能力、更強的零樣本/小樣本學習能力。下圖為機器人層級控制框架,層級控制中,高層級負責定義任務與規劃行為,低層級負責動作控制。隨著大模型 AI 的進步,人形機器人在感知、操作、交互等方面也將快速進步。圖表圖表 7 LLM 的層級框架的層級框架 資料來源:知乎韓文濤,華創證券 ChatGPT 等大語言模型有望促進人形機器人智能化并豐富交互性。等大語言模型有望促進人形機器人智能化并豐富交互性。大語言模型可以和圖 像模型、三維視覺模型融合,形成多模態模型,極大的提升機器人的感知和執行能力。目前的大型語言模型只能通過語言和圖像與用戶進行交互,無法在
16、物理環境中執行交互。為了實現人工智能與物理世界的連接,機器人技術的推進能夠作為使用者與物理環境之間的接口,從而實現更豐富和立體的人機交互。特斯拉入局人形機器人,特斯拉入局人形機器人,有望憑借有望憑借技術與制造技術與制造的的積累積累更快實現商業化。更快實現商業化。技術積累:硬技術積累:硬+軟為基礎,加速推進產業化。軟為基礎,加速推進產業化。硬件方面,特斯拉具備完整的研發、測試、優化產品的可視化開發流程。以電動車的研發積累為基礎,特斯拉能夠實現最大程度縮短研發周期,設計出更高效、更安全、更穩定的機器人電氣結構。圖表圖表 8 特斯拉對于汽車結構的測試與分析特斯拉對于汽車結構的測試與分析 圖表圖表 9
17、 特斯拉對于汽車結構的測試方法移植到機器人特斯拉對于汽車結構的測試方法移植到機器人 資料來源:特斯拉AI Day 2022,華創證券 資料來源:特斯拉AI Day 2022,華創證券 軟件方面,機器人的視覺系統與汽車自動駕駛的模擬系統原理類似,因此特斯拉在自動駕駛積累的數據能夠加速機器人視覺系統的訓練。此外,特斯拉自研的超級計算機 Dojo配備了神經網絡訓練芯片 D1,能夠通過處理海量的視頻數據加速 FSD 的升級迭代,并為 Optimus 提供更強的算力支持。圖表圖表 10 Optimus 視覺系統原理與視覺系統原理與 Autopilot 類似類似 資料來源:特斯拉AI Day 2022,華
18、創證券 圖表圖表 11 Dojo 能實現英偉達能實現英偉達 A100 芯片芯片 4.4 倍的訓練速度倍的訓練速度 資料來源:特斯拉AI Day 2022 制造積累:制造積累:在制造方面,特斯拉本身具有成熟的電動車供應鏈,而特斯拉的現有供應商能夠提供部分機器人所用的零部件(如攝像頭、熱管理、傳感器等),因此特斯拉在供應鏈方面有較強的遷移能力。另外,特斯拉在電動車降本方面也有著深厚的積累,無論是在車身結構(CTC)還是一體化壓鑄(9000 噸沖壓機)方面積累的經驗都會對機器人的批量生產提供幫助,加速產業化落地進程。圖表圖表 12 Optimus 的結構設計考慮到了未來批量生產的結構設計考慮到了未來
19、批量生產 資料來源:特斯拉AI Day 2022 二、二、從底層從底層運行運行原理到基礎原理到基礎物理物理結構,深度拆解人形機器人結構,深度拆解人形機器人(一)(一)底層底層運行運行原理原理:運行的三大環節運行的三大環節+直立行走的直立行走的理論基石理論基石 1、“感知“感知-控制控制-執行”三大環節實現指令到執行的傳遞過程執行”三大環節實現指令到執行的傳遞過程 人形機器人由三大部分人形機器人由三大部分感知部分、執行部分和控制部分組成。感知部分、執行部分和控制部分組成。這三大部分分別負責感知、控制和執行環節。感知環節是指機器人通過傳感器獲取環境信息,在此基礎上分析周圍環境,解析出外部信息??刂?/p>
20、環節是指機器人將感知環節中獲取到的信息推理成具體的任務,制定出相應的行動計劃并進行決策后,發出行動計劃。執行環節是指機器人根據決策環節中給出的行動計劃執行相應的操作。圖表圖表 13 人形機器人系統組成人形機器人系統組成 資料來源:機器人構建實戰丘柳東等,華創證券 感知部分主要由信息檢測系統以及信息融合系統組成,分別負責體內外環境信息的獲取感知部分主要由信息檢測系統以及信息融合系統組成,分別負責體內外環境信息的獲取以及不同感知信息的融合處理以及不同感知信息的融合處理。信息檢測系統:信息檢測系統:主要由傳感器及其數據轉換處理模塊組成,獲取環境狀態中有意義的信息。信息檢測系統可以分為內部傳感器模塊和
21、外部傳感器模塊,內部傳感器模塊主要檢測機器人的狀態,例如速度、加速度、能量等,外部傳感器模塊包含超聲,激光雷達,觸覺傳感器,相機等,主要檢測機器人工作環境的狀態,例如物品擺放情況和狀態、溫度、場景分布等。檢測到的信息可以直接被控制部分利用,并由控制系統直接做出判斷(類似于人的條件或無條件反射),更多的是經過信息融合系統綜合處理后再傳送至控制部分(類似于人們綜合客觀環境影響后再做出判斷和行動的過程)。圖表圖表 14 傳感器系統組成傳感器系統組成 資料來源:機器人大講堂公眾號 信息融合系統:信息融合系統:機器人身上一般會安裝多個傳感器,以便檢測各種有用的環境狀態。有些環境狀態信息只需要單一的傳感器
22、進行檢測,例如溫度、濕度等狀態,而有些環境狀 態則需要多個傳感器進行配合,共同作用才能成功得到該環境狀態的信息,這樣就需要將多個檢測信息進行融合處理,例如輪式機器人的速度,需要將各個輪子的速度檢測后,再按照相應速度合成算法進行計算,才能得到最終機器人的速度。信息融合系統將相互獨立的檢測信息,融合成更高級的感知信息,能夠幫助機器人更好地認知自身與外部環境??刂撇糠钟扇藱C交互系統和決策系統組成,分別負責人機交流以及分析決策控制部分由人機交互系統和決策系統組成,分別負責人機交流以及分析決策。人機交互系統:人機交互系統:是使操作人員參與機器人控制并與機器人進行聯系交流的子系統,人機交互系統涉及如何獲取
23、外部控制命令,以及如何表達自身的狀態等。簡單的人機交互可能只是一個報警信號,復雜的人機系統則可能涉及許多學科,例如通信技術(如何獲取遠程甚至是超遠程的命令信息)、自然語言處理(如何分析操作人員的語言命令)等。人機交互系統也有可能會借助感知部分獲取必要的信息,例如在接收語音命令時,需要感知部分進行語音的檢測與信號的轉換,以及語音命令的分析等。決策系統:決策系統:控制系統的任務是根據感知部分提供的感知信息以及執行任務要求,進行合理的分析與決策,提供執行指令給執行部分完成指定的運動和功能。感知部分如果對執行部分不進行監測,如一般工業機器人末端的移動,這樣的控制方式稱為開環控制;如果進行信息的反饋,如
24、具有跟蹤功能的機器人,這樣的控制方式稱為閉環控制??刂葡到y可以很簡單,如溫度報警,只需要溫度超過警戒溫度就立刻報警;也可以很復雜,美國 IBM 公司生產的深藍超級國際象棋電腦,有 32 個大腦(微處理器),每秒可以計算 2億步。1997 年的深藍超級國際象棋電腦可搜尋及估計隨后的 12 步棋,而一名人類象棋高手大約可估計隨后的 10 步棋。執行部分由驅動系統和機械系統組成,分別負責動力的提供以及實際運動的執行。執行部分由驅動系統和機械系統組成,分別負責動力的提供以及實際運動的執行。驅動系統:驅動系統:驅動系統主要指驅動機械系統的驅動設置,是機器人的動力來源。根據驅動源的不同,驅動系統可分為電動
25、、液壓、氣動 3 種,以及把它們結合起來應用的綜合系統。驅動系統可以與機械系統直接相連,也可通過傳動裝置與機械系統間接相連。驅動系統影響機器人反應的快速性與準確性。機械系統:機械系統:除了安裝感知、控制部分與其他必要結構的機械結構外,機械系統主要是指機器人的運動結構,常見的運動結構有關節式、輪式、復合式等。關節式結構的機器人常見的有工業機器人(典型關節式)、類人型機器人(足式);輪式機器人常見的有服務機器人、巡邏機器人等,輪式機器人的運動控制相對于足式機器人來說較為簡單,所以在服務領域應用廣泛;復合式運動結構主要應用在復雜地形中,如救援機器人,既要能在平地與低坡度表面運動,又能夠做上下樓梯等升
26、降運動。2、“ZMP+倒立擺”簡化模型奠定人形機器人行走的理論基石倒立擺”簡化模型奠定人形機器人行走的理論基石 雙足機器人的控制具有很高的技術難度,尤其是步態控制和平衡問題雙足機器人的控制具有很高的技術難度,尤其是步態控制和平衡問題。機器人在移動過程中,外力方面只受到重力和地面的作用力,而重力和地面作用力不能直接控制,只能轉而控制機器人關節的驅動力來控制機器人的行走,這樣給雙足機器人的控制增加了很大難度。圖表圖表 15 人形機器人依靠重力和地面作用力行走人形機器人依靠重力和地面作用力行走 資料來源:中國指揮與控制協會 ZMP(零力矩點)概念的提出為機器人的穩定移動提供了理論基礎(零力矩點)概念
27、的提出為機器人的穩定移動提供了理論基礎。該理論首先是由 M.Vukobratovic 和 Stepaneko 在 1968 年提出,ZMP 可理解為地面上存在的一點,機器人在該點由慣性力與重力所產生的凈力矩為零。如果 ZMP 落在腳掌范圍內,即可認為機器人系統是穩定的,機器人可以穩定行走。倒立擺倒立擺+ZMP 簡化模型在機器人步態算法得到廣泛應用,成為目前主流移動控制法的理簡化模型在機器人步態算法得到廣泛應用,成為目前主流移動控制法的理論基石,使人形機器人可穩定行走。論基石,使人形機器人可穩定行走。該模型將機器人簡化為一個倒立擺,整體控制的目的是使實際的 ZMP 位置與參考的 ZMP 位置之間
28、的誤差盡可能小,這樣機器人在運動過程中才能夠穩定,因此需要根據期望的 ZMP 位置(期望的落腳點)計算出質心的運動情況和實際的 ZMP 位置,并且反饋跟蹤 ZMP 位置。該控制方法最具代表性的機器人就是本田的 Asimo 機器人,他是當時最先進的機器人,至今也很難被超越,除此之外,還有優必選的 Walker,德國宇航局的 TORO 等?,F在主流的足式機器人控制方法一般是雙層結構,基于模型預測控制(MPC)的上層軌跡規劃和基于動力學模型的下層全身關節力控(WBC)被認為是經典的 ZMP 控制的升級版,計算機性能的提升讓更復雜的優化問題的求解成為可能,同時高性能的力控關節也取代了 ZMP 時代的高
29、剛度位控關節。這種控制架構得到了廣泛的使用,并取得了很好的效果。圖表圖表 16 零力矩點運動規劃方法原理圖零力矩點運動規劃方法原理圖 圖表圖表 17 特斯拉特斯拉 Optimus 行走圖行走圖 資料來源:OFweek機器人網 資料來源:特斯拉AI Day 2022 (二)(二)從車鏈和果鏈看,從車鏈和果鏈看,國內國內硬件供應商有較大的機會硬件供應商有較大的機會 借鑒特斯拉汽車零部件供應鏈國產化借鑒特斯拉汽車零部件供應鏈國產化降本降本經驗,人形機器人經驗,人形機器人執行層面零部件執行層面零部件國產國產供應商供應商迎來重要機遇迎來重要機遇。以特斯拉 Model 3 標準續航版為例,從 2019 年
30、底到 2021 年中,其零部件國產化率從 30%飛漲到 90%,由此帶來大幅度的降本,使得售價從 2019 年底的 35 萬下降至 2021 年中的 25 萬,零部件國產化帶來的降本效益十分明顯,對特斯拉汽車的發展有著很大的推動。目前,在整個人形機器人產業鏈中,上游機器人零部件制造商國產化程度低,且這些核心零部件在機器人產品中占比高,較高的成本阻礙了人形機器人產業的發展。迫切的降本需求將為相關國產供應商帶來重大機遇。圖表圖表 18 特斯拉特斯拉 Model 3 價格隨零部件國產化比例的提升而逐年下降價格隨零部件國產化比例的提升而逐年下降 資料來源:無敵電動網、財聯社,界面新聞,華創證券 蘋果與
31、特斯拉的蘋果與特斯拉的軟件軟件和算法和算法均是自主研發均是自主研發。就特斯拉 Optimus 而言,由于機器人和自動駕駛領域的差異,需要對 FSD 算法進行適應和改進,以滿足機器人特定的需求和任務。這一切都依靠特斯拉強大的自主研發能力。相比全球其他依靠第三方團隊進行軟件外包的廠商,特斯拉擁有卓越的軟件團隊,這是特斯拉非常重要的隱性價值,也塑造了其真正領先于同業的核心競爭力。圖表圖表 19 蘋果美國加州總部蘋果美國加州總部 圖表圖表 20 特斯拉美國德州總部特斯拉美國德州總部 資料來源:IT之家 資料來源:Tesla官網 人形機器人感知模塊零部件與蘋果硬件高度重合,“果鏈”國內供應商有望快速切入
32、人形人形機器人感知模塊零部件與蘋果硬件高度重合,“果鏈”國內供應商有望快速切入人形機器人供應鏈機器人供應鏈。蘋果的成功擺脫不了對中國供應商的依賴,2021 年蘋果硬件中國供應商數量占全球的 49%,可以看出我國是蘋果產業鏈的重要參與者。同時,我國供給的攝像頭、玻璃蓋板、屏幕等產品與人形機器人感知模塊的零部件重合度較高,這些廠商有望 借助供應鏈優勢迅速切入人形機器人供應鏈。圖表圖表 21 2021 蘋果硬件全球供應商蘋果硬件全球供應商數量數量占比圖占比圖 資料來源:蘋果公司2021財年供應商名單,轉引自模切網,華創證券(三)(三)基礎物理結構基礎物理結構:頭頭+軀干關節軀干關節+靈巧手靈巧手 1
33、、頭部:負責感知與控制的“超強大腦”頭部:負責感知與控制的“超強大腦”特斯拉人形機器人頭部特斯拉人形機器人頭部核心零部件主要是核心零部件主要是攝像頭和攝像頭和 AI 芯片。芯片。與特斯拉汽車一樣,擎天柱同樣依靠純視覺算法實現對環境的感知,感知器件為安裝在機器人頭部的攝像頭。特斯拉機器人使用了單顆特斯拉自研 SoC 芯片,可同時支持 Wi-Fi 和 LTE 連接,但和汽車所采用的不一樣,機器人需要處理視覺數據做出迅速反應、基于多種感官輸入和通訊,因此裝有無線電連接、音頻支持以及需要保護機器人本體和人類的安全特性。搭載的高性能搭載的高性能 DOJO D1 超算芯片超算芯片顯著提升性能顯著提升性能、
34、降低功耗降低功耗。這是一款基于 7nm 工藝的定制處理器,具有 500 億個晶體管。芯片的裸片面積為 645 平方毫米,比起英偉達的 A100(826mm)和 AMD Arcturus(750mm)還要更小。D1 芯片提供 22.6FLOPS 的單精度計算性能(FP32),在 BF16/CFP8 中提供高達 362 TFLOPS 算力,這種性能是在單個 D1 芯片 400W 的 TDP 內實現的。比起目前特斯拉用英偉達處理器組建的超算,用 D1 芯片組建的超算性能提高 4 倍,每瓦性能提高 1.3 倍,占地面積減少 80%。圖表圖表 22 特斯拉機器人頭部組成圖特斯拉機器人頭部組成圖 圖表圖表
35、 23 特斯拉特斯拉 DOJO D1 芯片圖芯片圖 資料來源:特斯拉AI Day 2022 資料來源:特斯拉AI Day 2021 2、關節:旋轉與線性關節組成四肢關節:旋轉與線性關節組成四肢“發達肌肉發達肌肉”以以特斯拉特斯拉 Optimus 人形機器人人形機器人為例,為例,全身共全身共 28 個運動關節(除手部),分為旋轉關節和個運動關節(除手部),分為旋轉關節和線性關節兩大類。線性關節兩大類。通過應用仿真工具,充分考慮成本和重量后,選擇了三種旋轉執行器和三種線性執行器應用于各關節。旋轉執行器主要分布于肩髖等需要大角度旋轉的關節,線性執行器分布于膝肘等擺動角度不大的單自由度關節和腕踝兩個雙
36、自由度但是體積緊湊的關節。圖表圖表 24 特斯拉特斯拉 Optimus 三種旋轉和線性執行器三種旋轉和線性執行器 圖表圖表 25 Tesla Optimus 各伺服關節分布各伺服關節分布 資料來源:特斯拉AI Day 2022 資料來源:任賾宇Tesla人形機器人Optimus各伺服關節技術拆解,華創證券 旋轉關節的核心零部件主要包括無框力矩電機、諧波減速器、力矩傳感器、雙編碼器以旋轉關節的核心零部件主要包括無框力矩電機、諧波減速器、力矩傳感器、雙編碼器以及驅動器。及驅動器。圖表圖表 26 旋轉關節結構圖旋轉關節結構圖 資料來源:特斯拉AI Day 2022 無框力矩電機是非常適合應用于機器人
37、關節處的動力來源。無框力矩電機是非常適合應用于機器人關節處的動力來源。無框電機是傳統電機中用于產生轉矩和速度的元件,但沒有軸、軸承、外殼、反饋或端蓋。無框電機包含兩個部件:轉子和定子。轉子通常是內部部件,由帶永磁體的旋轉鋼圓環組件構成,直接安裝在機器軸上。定子是外部部件,包含有齒鋼疊片,外面包裹著能產生電磁力的銅繞組。定子緊湊地安裝在機器外殼的主體內。相比于傳統有框電機,其具有節省空間、減少部件數量、提升系統性能等優勢,符合機器人關節處對電機空間小、可靠以及效率高的要求。諧波減速器是旋轉關節的核心傳動部件,是機器人關節精度的決定性因素諧波減速器是旋轉關節的核心傳動部件,是機器人關節精度的決定性
38、因素。諧波減速器主要由三個關鍵部件構成波形發生器、柔輪和鋼輪波形發生器、柔輪和鋼輪,用于將電機的高轉速低轉矩運動,用于將電機的高轉速低轉矩運動轉化為低轉速高轉矩運動轉化為低轉速高轉矩運動。波形發生器為橢圓形,由一個橢圓形輪轂和一個特殊的薄壁軸承組成,軸承遵循輪轂的橢圓形。這是齒輪組的輸入部件,它連接到電機軸上。柔輪 是一個圓柱形的杯狀結構,由柔韌但抗扭的合金鋼材料制成?!氨印钡膫让婧鼙?,但是底部又厚又硬,其開口端是柔性的,但封閉端是剛性的。柔輪用作輸出端,并將輸出法蘭連接到其上。柔輪在杯的開口端有外齒。鋼輪是一個內部有齒的剛性環。鋼輪比柔輪多兩個齒,這是諧波傳動系統的關鍵設計。圓形的波形發生
39、器嵌套在柔輪內,當波形發生器插入柔輪時,柔輪將采用波形發生器的形狀。波形發生器和柔輪之后被放置在鋼輪內,將齒嚙合在一起。圖表圖表 27 無框力矩電機實物圖無框力矩電機實物圖 圖表圖表 28 諧波減速器結構圖諧波減速器結構圖 資料來源:Kollmorgen科爾摩根官網 資料來源:來福諧波官網 諧波減速器通常采用波發生器主動、剛輪固定、柔輪輸出的形式工作。諧波減速器通常采用波發生器主動、剛輪固定、柔輪輸出的形式工作。當波發生器裝入柔輪內圓時、迫使柔輪產生彈性形變而呈橢圓狀,使其長軸處柔輪輪齒插入剛輪的輪齒槽內,成為完全嚙合狀態,而其短軸處兩處輪齒完全不接觸,處于脫開狀態。當波發生器連續轉動時,迫使
40、柔輪不斷變形,使兩輪輪齒在進行嚙入、嚙合、嚙出、脫出的過程中不斷改變各自的工作狀態,產生了所謂的錯齒運動,從而實現了主動波發生器與柔輪的運動傳遞。與目前工業機器人常用的RV 減速器以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,具有小體積、高傳動比、高精度小體積、高傳動比、高精度等優勢、與機器人旋轉關節適配性高。圖表圖表 29 諧波減速器工作原理諧波減速器工作原理 資料來源:來福諧波官網 旋轉關節通過力矩傳感器和雙編碼器進行速度、位置等數據的反饋,驅動器旋轉關節通過力矩傳感器和雙編碼器進行速度、位置等數據的反饋,驅動器通過反饋的通過反饋的信息信息來控制電機。來控制電機。雙編
41、碼器包含電機側的編碼器和減速器輸出端的編碼器,構成全閉環的位置速度控制。位置閉環可以通過輸出端的編碼器,速度閉環可通過電機側的編碼器。同時,力矩傳感器可精確反饋關節的力矩。速度、位置、力矩信息最終反饋給控制器和 驅動器,使其對電機輸出后續的力矩、速度和位置控制量。圖表圖表 30 雙編碼器與力矩傳感器位置示意圖雙編碼器與力矩傳感器位置示意圖 圖表圖表 31 旋轉關節工作原理旋轉關節工作原理 資料來源:特斯拉AI Day 2022 資料來源:華創證券整理 線性線性關節的核心零部件主要包括無框力矩電機、關節的核心零部件主要包括無框力矩電機、行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠、力矩傳感器以及驅動器。、力矩傳感器
42、以及驅動器。圖表圖表 32 線性關節結構圖線性關節結構圖 資料來源:特斯拉AI Day 2022 線性關節與旋轉關節動力源相同,由絲杠實現旋轉到直線的運動轉變。線性關節與旋轉關節動力源相同,由絲杠實現旋轉到直線的運動轉變。旋轉關節與線性關節的動力產生源頭都是基于旋轉的無框力矩電機,而旋轉運動最終轉化成直線運動是借助絲杠這一減速元件完成的。特斯拉特斯拉 Optimus 使用使用絲杠中絲杠中性能最為優異的行星滾柱絲杠性能最為優異的行星滾柱絲杠,采用了反向行星滾柱絲杠技,采用了反向行星滾柱絲杠技術術。行星滾柱絲杠屬于絲杠類中性能最優異,但也最昂貴的一個子類,普通應用消費級的絲杠包括梯形絲杠(螺母)與
43、滾珠絲杠。行星滾柱絲杠是把行星減速器與絲杠的原理進行融合,在主螺紋絲杠的周圍,行星式地布置了 6-12 個螺紋滾柱,由傳統滾珠絲杠式的點接觸變換成了精度與承載力更高的線精度與承載力更高的線/面接觸面接觸。發布會中的推桿采用了反向行星滾柱絲杠反向行星滾柱絲杠技術技術,反向的意思為螺母旋轉,螺桿不動。剖面圖可以看到伺服電機轉子直接帶動螺母旋轉。該方案特點是行星滾子與螺母多點咬合滾動配合,承載能力極強,壽命超長,比常規滾珠絲杠提升一個數量級。但難點是滾子及螺母磨制工藝復雜耗時,裝配時需要匹配不同滾子的相位,操作難度大,因此成本很高。圖表圖表 33 反向行星滾柱絲杠結構示意圖反向行星滾柱絲杠結構示意圖
44、 圖表圖表 34 滾珠絲杠結構示意圖滾珠絲杠結構示意圖 資料來源:電機減速機Jiangcy 資料來源:日鑫火花機 3、靈巧手:精密傳輸造就其靈巧手:精密傳輸造就其“短小精悍短小精悍”每只靈巧手使用了每只靈巧手使用了 6 只空心杯關節,其核心零部件主要包括空心杯電機、多級行星減速只空心杯關節,其核心零部件主要包括空心杯電機、多級行星減速器、編碼器、驅動器器、編碼器、驅動器、接近傳感器等、觸覺傳感器、溫度傳感器、接近傳感器等、觸覺傳感器、溫度傳感器、力傳感器、力傳感器等等。靈巧手是人形機器人執行動作的最終零件,配備豐富的感知和執行技術。靈巧手是人形機器人執行動作的最終零件,配備豐富的感知和執行技術
45、。通過手指等部位的傳感器,實時將信號傳回處理決策后,將控制信號傳回手部并驅動執行。靈巧手配備的傳感器主要有接近傳感器、觸覺傳感器、溫度傳感器、力傳感器等。靈巧手中相應的傳動配置靈巧手中相應的傳動配置為為空心杯關節空心杯關節、蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿、線傳動線傳動。在空心杯關節之后引入了一級蝸輪蝸桿,蝸輪蝸桿輸出端通過鋼絲繩驅動手指關節,使得手指的動作更加順滑。手部具有自鎖功能,推測是蝸輪蝸桿自身具有的機械自鎖特性。自鎖裝置的重要性在于斷電狀態或者故障狀態時還可以保證抓取的負載不掉落。亦可以在抓取負載的手臂移動時,電機不用上電,等手臂移動到位后,需要釋放負載時電機再上電,整個搬運過程中負載靠結構而不用電
46、機承載,這可以降低能耗,降低手掌溫升。圖表圖表 35 靈巧手空心杯關節與傳動配置示意圖靈巧手空心杯關節與傳動配置示意圖 資料來源:任賾宇Tesla人形機器人Optimus各伺服關節技術拆解 無刷空心杯電機無刷空心杯電機體型小且功率密度大,體型小且功率密度大,與靈巧手關節適配性高。與靈巧手關節適配性高??招谋妱訖C在結構上突破了傳統電機的轉子結構形式,采用的是無鐵芯轉子。無刷空心杯以線杯作為定子,永磁磁鐵作為轉子。這種轉子結構徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗,同 時其重量和轉動慣量大幅降低,從而減少了轉子自身的機械能損耗。同時,無鐵芯轉子與普通鐵芯轉子相比要輕,進一步提高了電機的功率密
47、度,提高了電機的效率。而靈巧手的關節需要配備體積小且能輸出較大力的電機。因此,功率密度高、效率高且體型較小的空心杯電機適合用于靈巧手關節。圖表圖表 36 空心杯電機結構示意圖空心杯電機結構示意圖 資料來源:智薈精機 三、三、相關標的相關標的(一)(一)鳴志電器(鳴志電器(603728.SH)鳴志電器是全球運動控制產品先進制造商,長期秉持對專業應用技術和國際化科學管理手段的追求。公司運動控制領域的主營產品包括步進電機、空心杯電機、伺服電機等控制電機以及相應驅動器。公司專注于智能電機技術研究以及生產制造的自動化提升,以成為信息化和自動化領域的綜合性提供商為目標,打造精密控制電機加直線傳動、加減速機
48、和運動控制系統的模組化產品。近五年收入結構以控制電機及其驅動系統產品、貿易代理業務以及 LED 控制與驅動產品為主。2022 年公司總營收 29.6 億元,同比增長9.05%,實現歸母凈利潤 2.47 億元,同比下降 11.58%,實現扣非歸母凈利潤 2.34 億元,同比下降 9.36%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年營收同比增長 32.94%/31.5%/26.91%至 39.35/51.75/65.67 億元,歸母凈利潤同比增長63.27%/50.65%/38.37%至 4.04/6.08/8.41 億元,對應當前 PE 為
49、 72.6/47.8/34.3 倍。圖表圖表 37 2018-2022 年鳴志電器年鳴志電器收入結構收入結構 圖表圖表 38 鳴志電器相關產品鳴志電器相關產品 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:公司官網,華創證券(二)(二)拓普集團(拓普集團(601689.SH)拓普集團成立于 1983 年,深耕汽車行業 40 年,主要從事汽車零部件的研發、生產與銷 售。公司主要致力于汽車動力底盤系統、飾件系統、智能駕駛系統等領域的研發與制造,主要產品有汽車 NVH 減震系統、內外飾系統、車身輕量化、底盤系統、智能座艙、熱管理系統、空氣懸架系統和智能駕駛系統等。公司與戰略客戶推行 Tier0.5 級合作
50、模式,為客戶提供更好的 QSTP 產品及服務的同時,持續為客戶創造價值。國內戰略客戶包括華為、金康、比亞迪、吉利等,海外客戶包括 RIVIAN、LUCID、福特等,產品平臺化戰略持續推進。2022 年公司總營收為 159.92 億元,同比增長 39.52%,實現歸母凈利潤 17.0億元,同比增長 67.13%,實現扣非歸母凈利潤 16.56 億元,同比增長 70.57%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年營收同比增長40.02%/34.77%/32.45%至223.94/301.80/399.74億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比
51、增 長38.03%/39.57%/34.23%至 23.47/32.75/43.96 億元,對應當前 PE 為 35.1/25.2/18.8 倍。圖表圖表 39 2018-2022 年拓普集團年拓普集團收入結構收入結構 圖表圖表 40 公司熱管理系統與機器人執行器公司熱管理系統與機器人執行器 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:拓普集團公眾號(三)(三)三花智控(三花智控(002050.SZ)三花智控是全球熱管理龍頭企業,與全球眾多車企和空調制冷電器廠家深度合作,經過三十多年的積累和發展,公司空調電子膨脹閥、四通換向閥、電磁閥、微通道換熱器、車用電子膨脹閥、新能源車熱管理集成組件、Omeg
52、a 泵等產品市占率全球第一。公司長期堅持“專注領先、創新超越”的經營戰略,以熱泵技術和熱管理系統產品為核心,將產品拓展到建筑暖通、電氣設備和新能源汽車領域。2022 年公司總營收為 213.48 億元,同比增長 33.25%,實現歸母凈利潤 25.73 億元,同比增長 52.81%,實現扣非歸母凈利潤 22.91億元,同比增長 54.05%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年營收同比增長26.04%/21.87%/21.27%至269.06/327.9/397.66億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比 增 長21.43%/23.33%
53、/21.83%至 31.25/38.54/46.95 億元,對應當前 PE 為 32.4/26.3/21.6 倍。圖表圖表 41 2018-2022 年三花智控年三花智控收入結構收入結構 圖表圖表 42 公司熱管理系統公司熱管理系統 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:公司官網,華創證券(四)(四)匯川技術(匯川技術(300124.SZ)匯川技術成立于 2003 年,公司聚焦工業領域的自動化、數字化、智能化,專注于工業自動化控制產品的研發、生產和銷售。公司憑借 PLC 和伺服積累打造智造方案核心,定位服務于高端設備制造商,是國內工業自動化控制領域的龍頭企業。2022 年公司總營收為230.
54、08 億元,同比增長 28.23%,實現歸母凈利潤 43.2 億元,同比增長 20.89%,實現扣非歸母凈利潤 33.89 億元,同比增長 16.13%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年營收同比增長29.17%/29.64%/24.34%至297.2/385.31/479.1億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比 增 長23.72%/30.92%/21.26%至 53.44/69.97/84.84 億元,對應當前 PE 為 33.5/25.6/21.1 倍。圖表圖表 43 2022 年匯川技術年匯川技術收入結構收入結構 圖表圖表 44
55、 公司伺服系統、控制器、工業機器人產品公司伺服系統、控制器、工業機器人產品 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:公司官網,華創證券(五)(五)步科股份(步科股份(688160.SH)步科股份專注于工業自動化設備控制核心部件與工業物聯網/互聯網軟硬件的研發、生產以及銷售,是一家機器自動化與工廠智能化解決方案提供商。公司下游應用領域廣闊,覆蓋機器人行業、醫療影像設備行業、機器物聯網行業、數字化餐飲行業等。公司注重研發與創新,緊隨行業發展趨勢和市場需求,2022 年研發并上市了 M2 系列雙核人機界面、AK800 系統運動控制器、DtoolsV4.0 版本組態軟件等平臺產品,持續保持并加強公 司
56、市場競爭力。2022 年公司總營收為 5.39 億元,同比增長 0.37%,實現歸母凈利潤 0.91億元,同比增長 21.88%,實現扣非歸母凈利潤 0.87 億元,同比增長 28.32%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年營收同比增長25.48%/24.51%/24.29%至 6.77/8.43/10.47 億元,歸母凈利潤同比增長 24.38%/25.66%/27.63%至 1.13/1.42/1.82 億元,對應當前 PE 為 57.3/45.6/35.7 倍。圖表圖表 45 2018-2022 年步科股份年步科股份收入結構收
57、入結構 圖表圖表 46 公司運動控制類產品公司運動控制類產品 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:公司官網(六)(六)江蘇雷利(江蘇雷利(300660.SZ)江蘇雷利主要從事家用電器、汽車微特電機、醫療儀器用智能化組件、工控電機及相關零部件研發、生產與銷售。經過 30 余年發展,公司已成為微特電機產品及智能化組件制造行業的領軍企業,年電機出貨量超 2 億臺。公司持續推進在汽車零部件、工業、運動健康等多個領域協調發展,不斷利用技術研發與制造優勢,為客戶提供更優的微電機產品和相關解決方案。在全球與眾多龍頭企業形成合作,國內客戶包括格力、美的、TCL等,海外客戶包括松下、LG、三星等,公司通過持
58、續的創新投入與資源整合,為客戶提供更豐富和個性化的產品。2022 年公司總營收為 29.0 億元,同比下降 0.65%,實現歸母凈利潤 2.59 億元,同比增長 5.96%,實現扣非歸母凈利潤 3.39 億元,同比增長 46.04%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年營收同比增長23.07%/18.74%/18.71%至35.69/42.38/50.31億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比 增 長35.84%/31.7%/20.42%至 3.51/4.63/5.57 億元,對應當前 PE 為 31.6/24.0/19.9 倍。圖表圖表
59、 47 2018-2022 年江蘇雷利年江蘇雷利收入結構收入結構 圖表圖表 48 雷利工業類配套電機產品雷利工業類配套電機產品 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:公司官網 (七)(七)禾川科技(禾川科技(688320.SH)禾川科技成立于 2011 年 11 月,長期致力于工業自動化產品的研發、制造、銷售以及應用集成,是一家以技術驅動的工業自動化控制核心部件及系統集成解決方案提供商。制造端,公司建有自主化壓鑄、CNC 精密加工、電子貼裝、自動組裝的深度制造產線。主要產品包括伺服系統、控制器(PLC)、視覺系統、編碼器、變頻器、觸摸屏等,廣泛應用于光伏、3C、鋰電、機器人等領域。2022
60、年公司總營收為 9.44 億元,同比增長 25.66%,實現歸母凈利潤 0.9 億元,同比下降 17.85%,實現扣非歸母凈利潤 0.8 億元,同比下降19.79%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年營收同比增長47.65%/36.6%/33.37%至13.94/19.05/25.40億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比 增 長81.13%/48.04%/29.78%至 1.64/2.42/3.15 億元,對應當前 PE 為 41.9/28.3/21.8 倍。圖表圖表 49 2018-2022 年禾川科技年禾川科技收入結構收入結構 圖
61、表圖表 50 機器人行業工業自動化解決方案機器人行業工業自動化解決方案 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:公司官網(八)(八)中大力德(中大力德(002896.SZ)中大力德創始于 1998 年,立足于智能化、自動化裝備核心零部件設計和制造,為各類機械設備提供安全、搞笑、精密的動力傳動與控制應用解決方案。公司主要產品包括微型無刷直流減速電機、精密行星減速器、RV 減速器、伺服驅動、永磁直流減速電機等,形成了減速器+電機+驅動一體化的產品架構,廣泛應用于工作母機、數控設備、工業機器人、電子等機械裝備領域。2022 年公司總營收為 8.98 億元,同比下降 5.81%,實現歸母凈利潤 0.6
62、6 億元,同比下降 18.43%,實現扣非歸母凈利潤 0.5 億元,同比下降 33.73%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年營收同比增長30.57%/29.35%/23.22%至11.72/15.16/18.68億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比 增 長49.18%/50.51%/26.17%至 0.99/1.49/1.88 億元,對應當前 PE 為 60.1/39.9/31.7 倍。圖表圖表 51 2018-2022 年中大力德年中大力德收入結構收入結構 圖表圖表 52 中大力德機器人相關產品中大力德機器人相關產品 資料來源:W
63、ind,華創證券 資料來源:公司官網(九)(九)奧普光電奧普光電(002338.SZ)專攻光柵編碼器,具備領先研發能力。專攻光柵編碼器,具備領先研發能力。長春奧普光電技術股份有限公司成立于 2001 年 6月。公司主營業務為光電測控儀器設備、新型醫療檢測儀器及光學材料等產品的研發、生產與銷售。其子公司長春禹衡光學有限公司是儀器儀表行業的專業制造企業,半個世紀以來一直專注光柵編碼器和光學儀器的研制,是細分領域的領先企業。公司現有可用于機器人的 JKR 系列光柵編碼器產品。近五年收入結構以光電測控儀器為主。2022 年公司總收入為 6.27 億元,同比增長 14.67%,實現歸母凈利潤 0.82
64、億元,同比增長 75.31%,實現扣非歸母凈利潤 0.00377 億元,同比下降 98.83%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年收入同比增長68.19%/30.66%/30.26%至10.55/13.78/17.95億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比 增 長146.56%/39.17%/38.60%至 2.02/2.81/3.89 億元,對應當前 PE 為 47.56/34.17/24.65 倍。圖表圖表 53 2018-2022 奧普光電收入結構奧普光電收入結構 圖表圖表 54 子公司禹衡光學光柵旋轉編碼器子公司禹衡光學光柵旋轉
65、編碼器產品產品 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:禹衡光學官網,華創證券(十)(十)瀚川智能瀚川智能(688022.SH)參股六維力矩傳感器龍頭坤維科技參股六維力矩傳感器龍頭坤維科技與移動機器人廠商仙工智能與移動機器人廠商仙工智能,切入人形機器人高壁壘,切入人形機器人高壁壘環節。環節。蘇州瀚川智能科技股份有限公司成立于 2007 年,是一家專業的智能制造解決方案提供商,瀚川智能聚焦汽車電動化、智能化領域,為汽車、新能源等領域用戶提供自動0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20182019202020212022光電測控儀器光柵傳感類產品復合材料光學材料 化裝
66、備、核心零部件和工業軟件整體解決方案及服務。通過全資子公司蘇州瀚海皓星投資直接參股六維力矩傳感器龍頭坤維科技。常州坤維傳感科技有限公司成立于 2018 年,是一家致力于提供高精度力覺傳感器(六軸力傳感器)及力控解決方案的企業。公司主營智能力覺傳感器的研發、制造、銷售、及技術推廣,開發面向機器人及其他智能裝備行業的力覺傳感器產品,為機器人及其它智能裝備、工業過程簡控、產品質量檢測、科研測試測量等領域提供力覺測量解決方案及相關產品。目前擁有 KWR36 系列等多種六維力矩傳感器產品。上海仙工智能科技有限公司(SEER)是一家專注于智能生產和智慧物流的高新技術企業,業務涵蓋了通用 AMR 控制系統、
67、企業數字化中臺、基于視覺系統的車廠協同方案以及自動叉車在內的各類 AMR,為各行業的客戶提供一站式全感知物流解決方案,以標準化產品支撐非標應用,致力于推動工業的信息化、數字化、智能化轉型升級。目前擁有頂升機器人、移動機器人底盤、移動機器人控制器等產品,近五年收入結構以智能制造設備為核心。2022 年公司總收入為 11.43 億元,同比增長 50.77%,實現歸母凈利潤 0.74 億元,同比增長 20.90%,實現扣非歸母凈利潤 0.26 億元,同比下降 16.60%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年收入同比增長116.16%/51
68、.40%/33.83%至24.70/37.40/50.05億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比 增 長230.83%/50.26%/35.50%至 2.43/3.65/4.95 億元,對應當前 PE 為 23.27/15.49/11.43 倍。圖表圖表 55 2018-2022 瀚川智能收入結構瀚川智能收入結構 圖表圖表 56 瀚川智能子公司瀚川智能子公司股權穿透圖股權穿透圖 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:瀚川智能、坤維科技、仙工智能官網,企查查,華創證券(十一)(十一)雙環傳動雙環傳動(002472.SZ)浙江雙環傳動機械股份有限公司是國內精密齒輪加工龍頭,自 1980 年創建以來,
69、始終專注于機械傳動核心部件齒輪及其組件的研發、制造與銷售,已成為中國頭部的專業齒輪產品制造商和服務商之一,產品涵蓋乘用車、商用車、新能源汽車、軌道交通、非道路機械、工業機器人、民生齒輪、能源設備等多個領域,業務遍布全球。雙環傳動自 2013年開始立項研發減速器后,通過不斷推動 RV 減速機研制和技術突破,已打破同類產品由日歐品牌壟斷的局面,進入批量化生產與應用并逐步擴張市場占有率的商業化階段。目前,雙環傳動擁有 40 余個型號的 RV 減速機產品,載荷范圍達 6-500kg,基本實現機器人減速器產品全覆蓋和國產化全面替代。近五年收入結構以齒輪業務為主,減速器業務占比也在不斷提升。2022 年公
70、司總收入為 68.38 億元,同比增長 26.84%,實現歸母凈利潤 5.82 億元,同比增長 78.37%,實現扣非歸母凈利潤 5.67 億元,同比增長 96.91%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年收入同比增長86%88%90%92%94%96%98%100%20182019202020212022智能制造設備零部件軟件其他業務 24.43%/22.59%/20.54%至85.09/104.31/125.73億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比 增 長38.02%/30.98%/28.41%至 8.03/10.52/13.51
71、億元,對應當前 PE 為 35.34/26.98/21.01 倍。圖表圖表 57 2018-2022 雙環傳動收入結構雙環傳動收入結構 圖表圖表 58 8000 系列擺線針輪減速機系列擺線針輪減速機 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:雙環傳動官網(十二)(十二)綠的諧波綠的諧波(688017.SH)國內國內諧波諧波減速器龍頭。減速器龍頭。蘇州綠的諧波傳動科技股份有限公司從事精密傳動裝置研發、設計和生產。自 2003 年開始,公司核心團隊從事機器人用精密諧波減速器理論基礎的研究。公司業務聚焦諧波減速器、機電一體化產品、旋轉執行器、數控分度轉臺、無框電機、電液伺服控制器、工業自動化服務等多類
72、產品。目前擁有 LCD、LCS 諧波減速器等產品。近五年收入結構以諧波減速器為主。2022 年公司總收入為 4.46 億元,同比增長 0.54%,實現歸母凈利潤 1.55 億元,同比下降 17.91%,實現扣非歸母凈利潤 1.28 億元,同比下降 13.20%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年收入同比增長52.83%/40.72%/41.56%至 6.81/9.59/13.57 億元,歸母凈利潤同比增長 56.23%/38.45%/35.63%至 242.64/335.93/455.61 億元,對應當前 PE 為 93.01/67
73、.18/49.53 倍。圖表圖表 59 2020-2022 綠的諧波收入結構綠的諧波收入結構 圖表圖表 60 綠的諧波相關產品綠的諧波相關產品 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:綠的諧波官網,華創證券 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20182019202020212022齒輪減速器及其他其他業務90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%202020212022諧波減速器及金屬部件機電一體化產品智能自動化設備其他業務 (十三)(十三)昊志機電昊志機電(300503.SZ)擁有機器人核心零部件全鏈條,競爭力強勁。擁有機器人核心零部
74、件全鏈條,競爭力強勁。廣州市昊志機電股份有限公司成立于 2006年,是一家專業從事中高端數控機床、機器人、新能源汽車核心功能部件等的研發設計、生產制造、銷售與維修服務的國家高新技術企業。昊志機電憑借其在機器人領域深厚的技術積累,先后攻克了智能機器人用“高性能諧波減速器”、“高精度編碼器”、“一體化關節模組”、“六維力傳感器”、“控制系統”等一系列核心功能部件技術,打破了智能機器人核心功能部件依賴進口的局面,實現了智能機器人核心功能部件的全國產化。目前產品涵蓋諧波減速器、伺服電機、驅動器、傳感器等機器人核心零部件。圖表圖表 61 2018-2022 昊志機電收入結構昊志機電收入結構 圖表圖表 6
75、2 昊志機電機器人核心零部件產品全鏈條昊志機電機器人核心零部件產品全鏈條 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:昊志機電公眾號(十四)(十四)雷賽智能雷賽智能(002979.SZ)運動控制企業領導者。運動控制企業領導者。深圳市雷賽智能控制股份有限公司是智能裝備運動控制領域的全球知名品牌和行業領軍企業。公司成立于 1997 年,聚焦于伺服電機驅動系統、步進電機伺服電機驅動系統、步進電機驅動系統、運動控制卡、運動控制驅動系統、運動控制卡、運動控制 PLC 等系列精品的研發、生產、銷售和服務。目前,雷賽智能擁有 DM2C 驅控一體型驅動器、LVM 系列低壓伺服電機等產品。近三年收入結構以步進系統為
76、主,伺服系統和可編程邏輯控制器緊隨其后。2022 年公司總收入為 13.38億元,同比增長 11.20%,實現歸母凈利潤 2.20 億元,同比增長 0.91%,實現扣非歸母凈利潤 1.30 億元,同比下降 36.01%。根據 Wind 一致性預期(截至 2023 年 7 月 7 日),預計公司 23/24/25 年收入同比增長20.63%/25.20%/14.47%至16.14/20.21/23.13億 元,歸 母 凈 利 潤 同 比 增 長12.72%/26.43%/24.97%至 2.48/3.14/3.92 億元,對應當前 PE 為 28.31/22.39/17.92 倍。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20182019202020212022主軸整機運動控制產品轉臺零配件及維修其他業務 圖表圖表 63 2020-2022 雷賽智能收入結構雷賽智能收入結構 圖表圖表 64 雷賽智能相關產品雷賽智能相關產品 資料來源:Wind,華創證券 資料來源:雷賽智能官網 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%202020212022步進系統類伺服系統類可編程邏輯控制器其他收入