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1、機械行業工業機器人深度報告機械行業工業機器人深度報告:成長與周期共振,加速工業機器人國產替代成長與周期共振,加速工業機器人國產替代證券研究報告|行業深度報告機械設備行業評級 強大于市(維持評級)2023年12月20日請務必閱讀報告末頁的重要聲明證券分析師;彭元立 執業證書編號:S0210522100001 2投資要點 工業機器人是自動化產線的核心環節之一。工業機器人現已被廣泛應用于碼垛、沖壓、焊接、切割、噴涂、上下料等工業場景中,極大提高生產效率、安全性以及智能化水平。2022年我國機器人市場規模174億美元,工業機器人市場規模為87億美元,占50%,其中大型多關節和協作機器人增長明顯加快。復
2、盤日本發展,我國工業機器人行業處在中速發展階段。日本能取代美國,成為工業機器人領域領導者的原因主要有四點:(1)經濟快速發展的同時,勞動力出現了短缺;(2)下游應用推動;(3)政策大力扶持;(4)出口驅動;復盤日本,我國工業機器人行業處在日本工業機器人行業 95S-05階段,進入中速發展時期。驅動力角度來看,“成長+周期”雙輪驅動助力行業發展。1、周期角度:通用制造業目前處于庫存周期底部階段,靜待復蘇之風;2、成長角度:勞動力短缺疊加勞動力成本增長、投資回收期縮短推動密度的提升、汽車與電子進口替代加速增長、下游領域光伏鋰電的橫向拓寬以及機器人+要求到2025年工業機器人密度較2020年實現翻倍
3、。我國工業機器人需求量全球最大,2025年中國市場有望達850億。2022 年,我國工業機器人銷量達 30.3萬臺,占全球工業機器人安裝量的54.8%,2013-2022 年我國工業機器人年銷量復合增速達29.41%。隨著上游核心零部件國產化率持續提升,產業鏈上下游有望協同發展,打開互惠共贏局面。據頭豹研究院預測,到2025年中國工業機器人本體行業市場規模將達840.4億元,20-25年年復合增長率為14.5%,根據測算工業機器人銷量復合增速在20%左右。外資壟斷高端市場,國產替代+集中度提升為長期趨勢?!八拇蠹易濉比蚴姓悸食?0%,高端市場地位穩定。復盤外資企業,我們認為核心運控技術決定潛
4、力,業務協同延伸決定體量:“四大家族”中 ABB、FANUC、安川電機都是先研究運動控制技術,再從不同的側重點進入機器人業務。中國已初步具備全產業鏈替代的實力,龍頭企業有望產業鏈上下游協同發展中快速搶占市場。精密減速機等核心零部件的突破有望促進全產業鏈降本,提高產品競爭力,同時下游鋰電光伏高景氣度加速國產替代進程。建議關注:綠的諧波(中國“哈默納克”,國內諧波減速器絕對龍頭)、埃斯頓(最像發那科的國產機器人龍頭,掌握核心運動控制技術)和匯川技術(國內工控龍頭,工業機器人行業大展拳腳)風險提示:制造業景氣度不及預期、行業競爭加劇的風險、產業政策及行業技術變化、核心零部件價格波動的風險。rUgUa
5、XrVhWpWcZpZpZlW7NbP9PnPnNtRpMkPmNoMkPoMsQaQnMrRNZmMsMxNpPsN目目錄錄3一、工業機器人概述一、工業機器人概述1.1 1.1 工業機器人:智能制造的核心環節工業機器人:智能制造的核心環節1.2 1.2 產業鏈:我國是擁有完整工業機器人產業鏈國家產業鏈:我國是擁有完整工業機器人產業鏈國家1.3 1.3 發展趨勢:智能化及柔性化是工業機器人發展趨勢發展趨勢:智能化及柔性化是工業機器人發展趨勢1.4 1.4 行業階段:處于日本行業階段:處于日本95S95S-0505時期,進入中速發展時期時期,進入中速發展時期 1.1 工業機器人:自動化產線的核心
6、環節之一,工業生產性能優越4資料來源:埃夫特招股說明書,億歐,前瞻產業研究院,華福證券研究院優點提高勞動生產率較強的通用性提高產品穩定性實現柔性制造加快產品更新周期37.6%16.1%-21.2%-30.8%-25.6%生產效率能源利用率運營成本產品研制周期產品不良率圖表:工業機器人結構圖表:工業機器人價值體現 工業機器人是一種能自動定位控制、可重復編程的、多功能的、多自由度的操作機。工業機器人可以通過編程和指導自動工作,擁有多個關節和自由度,具備視覺、力覺、位移檢測等感知功能,能夠對環境和工作對象進行自主判斷和決策,是代替人工在各種嚴酷的、無聊的、有害的環境中進行體力勞動的自動化機器。工業機
7、器人在工業生產中具備優越性。廠房是由工業機器人和完成工作任務所需的外圍及外圍輔助設備組成的一個獨立的自動化生產單元,最大限度地減少人的參與,提高生產效率。1.1 工業機器人:機器人產業核心部分,主要應用于搬運和焊接領域5資料來源:中國電子學會,36氪,艾瑞咨詢,華福證券研究院機器人工業機器人53%服務機器人36%特種機器人11%多關節(60%)、SCARA機器人(40%)搬運(44.4%)、焊接(18.5%)、裝配(12.0%)、潔凈(6.2%)、分揀(2.1%)、加工(1.4%)家用服務機器人醫療機器人公共服務機器人救援機器人軍用機器人圖表:工業機器人分類與國產化情況 工業機器人占機器人產業
8、大部分份額。根據中國電子學會發布的中國機器人產業發展報告(2022年),2022年我國機器人市場規模約174億美元,其中工業機器人市場規模約為87億美元,占 50.0%;服務機器人市場規模約 65億美元,占 37.4%,特種機器人市場規模約為 22億元,占總市場規模的 12.6%。工業機器人主要運用在搬運和焊接領域,為多關節機器人和SCARA機器人。工作原理決定適合搬運材料、零件或操持工具,用以完成各種作業。工業機器人現已被廣泛應用于碼垛、沖壓、分揀、焊接、切割、噴涂、上下料等工業場景中在運工業機器人存量中,搬運和上下料仍為主要應用領域。1.2 產業鏈:我國已擁有工業機器人完整產業鏈我國已形成
9、完整的工業機器人產業鏈。上游核心零部件又可以分為減速機、伺服電機以及控制器等,代表公司有綠地諧波、埃斯頓、中大力德等;中游包括本體制造商包括機器人、新松機器人、埃斯頓、拓斯達、埃夫特等,系統集成商則將機器人本體與具體使用場景相結合,包括克來機電、華昌達、賽騰股份等,具備從上游核心零部件到中游本體制造再到下游系統集成與應用全產業鏈自主生產與配套能力。6資料來源:36氪研究院,華福證券研究院日本:全產業鏈布局各企業各司其職,分別定位于不同的產業鏈環節 產業競爭優勢體現在完備的配套產業體系與關鍵零部件方面較強的技術優勢 在原材料、核心零部件(控制系統、減速機等)、本體和系統集成方面,處于全球領先的地
10、位歐洲:裝機優勢 機器人生產和用戶所需要的系統設計制造全部由機器人制造廠商自己完成 機器人本體制造技術較為領先 德國引進工業機器人雖然稍晚于日本,但其發展狀況與日本類似 以庫卡為代表的工業機器人企業占據世界領先地位美國:技術為主側重于系統集成,機器人本體制造較為一般基本不生產普通工業機器人,企業需要的機器人通常通過進口,再自行設計制造配套的外圍設備 以智能化為主要方向,不斷加大對新材料與新技術的研發力度,明確提出以發展工業機器人提振制造業中國:國產替代,全產業鏈布局 政策大力扶持下,從零部件到本體到集成,多點開花、階梯追趕,壁壘較小的系統集成環節在中國市場已實現對外資的反超,占據主要市場份額
11、國際對比來看,中國機器人產業模式初期更接近美國,目前正向日本模式發展產業鏈分工模式,前提是真正突破機器人本體核心部件的技術成本占比:30%+20%+15%=70%產品增速:協作與20kg多關節機器人增速最大下游增速:鋰電、光伏成為國產切入重點下游圖表:工業機器人產業鏈圖表:全球產業鏈布局 1.3 發展趨勢:智能化及柔性化是工業機器人發展趨勢趨勢一:智能化工業互聯網應用與智能工廠解決方案或成未來重點。隨著工業機器人應用領域的不斷擴大,目前依賴于數學描述和優化算法的“智能”已經不能滿足日益復雜的環境和功能需求。因此,機器人關聯、多目標協作、資源調度與共享逐漸成為業界的研究重點。趨勢二:柔性化引用場
12、景擴充對機器人各方面提出更高要求。工業機器人目前已能夠代替人類從事簡單的生產線操作和裝配,但尚無法很好地實現一些復雜且精密的操作。伴隨著人工智能技術進步與行業實際應用的發展,將逐漸向更復雜、更苛刻的應用場景演進,這也對機器人的體積、重量、靈活度等提出了更高的要求??赡苄裕何磥頇C器人與人合作工作成為可能,協作機器人與人形機器人將會逐漸運用在工業生產中。7資料來源:埃夫特招股說明書,協作機器人新觀察,高工機器人產業研究所(GGII),IT之家,華福證券研究院圖表:協作機器人與工業機器人對比工業機器人協作機器人安全性不能主動對周圍環境變化做出反應感知周圍環境性能高精度、高速度、大負載、工作范圍大靈活
13、性、易用性、人機協作應用場景焊接、打磨、噴涂等多品種,少批量生產及常更換機器人使用工序與位置員工需求需要長期專業的工程師普通工程師0%20%40%60%80%100%0510152025201620172018201920202021市場規模YOY圖表:協作機器人市場規模增速明顯圖表:特斯拉人形機器人 1.4 他山之石:目前我國工業機器人發展階段和日本95S-05時期相似復盤日本工業機器人行業:我國目前處于“規模應用”階段,行業中速增長;參照日本工業機器人行業發展,我國老齡化率與工業機器人密度與日本過去95S-05時期一致,同時整體產業鏈快速協同發展,行業在2025年密度達到500臺/萬人后,
14、預計走向“平穩增長”階段。81970-1980 普及期1980-2000 規模應用2000-2008 平穩增長2009-出口在發展1967-1970 搖籃期日本發展階段2010-2012 發展期2013-2017 高速發展2018-2019 震蕩調整2020-高質量替代2000-2009 萌芽期中國發展階段原因勞動力短缺汽車產業帶動國家政策與汽車高景氣經濟行業正常發展出口需求驅動表現1967年從美國unimaton公司引進機器人及其技術;1986年試制出第一臺川崎機器人年產量由1350臺增到1980年的19843臺,CAGR=30.8%日本政府正式把1980年定為產業機器人的普及期,開始在各個
15、領域內推廣使用機器人;1986年,日本的機器人保有量次到10萬臺。日本國內市場趨于飽和,開始謀求出口;日本經濟進入快速增長階段,而且技術路線國家,工業機器人需求量快速增長,出口拉動其產業發展。原因表現國外廠商進入中國市場 下游3C+汽車國家政策與下游高景氣補貼退坡+下游低迷 技術突破+國產替代+政策外資巨頭布局中國市場,國內做集成和代理;年銷量僅數千臺外資格局確立,內資集成發展壯大,開始向中上游拓展本土企業爆發式增長,和外資巨頭同臺競技,國產化率提升。國產零部件、本體、集成均取得了長足的進步,國產化率持續提高;低端產能出清國內企業從中低端產品不斷向上國產加速替代,逐漸出清劣質產能0%5%10%
16、15%20%25%30%35%197019731976197919821985198819911994199720002003200620092012201520182021中國日本28005010015020025030035040019701975198019851990200020052010資料來源:發改委,產業信息網,Wind,智能控制技術專業教學資源網,光彩雜志,前瞻產業研究院,智研咨詢,國際金屬加工網,日本工業機器人崛起之路,華福證券研究院246(2020年)圖表:日本占全球工業機器人出貨40%以上圖表:中國老齡化率為日本95s水平圖表:中國機器人密度為日本00年代水平322(2
17、021年)42%44%46%48%50%52%54%56%01020304050201520162017201820192020日本出貨量全球出貨量占比(萬臺)目目錄錄9二、工業機器人分析模型:“成長二、工業機器人分析模型:“成長+周期”模型周期”模型2.1 2.1 成長:人口結構成長:人口結構+經濟性,疊加下游與政策推動,助力工業機器人快速發展經濟性,疊加下游與政策推動,助力工業機器人快速發展2.2 2.2 周期:處于周期底部,前瞻指標預示未來高景氣周期:處于周期底部,前瞻指標預示未來高景氣2.3 2.3 市場空間與測算:預計市場空間與測算:預計20252025年銷量突破年銷量突破42.24
18、2.2萬臺,萬臺,GAGR=20.3%GAGR=20.3%2.1 成長角度:勞動力短缺疊加勞動力成本增長,機器替人經濟性顯現我國的制造業勞動力短缺的問題逐漸顯露,老齡化程度不斷加深,適齡勞動人口占比不斷下降。從制造業從業人員的絕對數來看,2013 年開始我國制造業的從業人數開始減少,從峰值的 5258 萬下降為 3738 萬,減少 1520萬人。而不斷攀登的老齡人口比例是未來勞動人口短缺的一個先行指標。2022 年,我國老齡人口比例達到 14.9%,且這一數據將隨著時間推移繼續上升。持續上漲的老齡化比例與長期較低的人口增長率意味著國內勞動力短缺的問題將會進一步加劇。部分崗位用工短缺問題將日益凸
19、顯,機器人換人由“可選”逐步切換為“必選”。根據國家統計局每年的抽樣調查結果顯示,我國 20-29、30-39、40-49、50-59 歲的人口數量隨著社會的發展,適合制造業工作的20-40歲年齡區間的占比在不斷下降;另一方面,適合制造業工作年齡區間的人更傾向于不選擇“體力勞動”需求較大的制造業工作,就業市場的供需不匹配導致工業機器人逐漸成為“必選”項。10資料來源:Wind,華福證券研究院圖表:制造業就業人數逐年下降圖表:適合制造業工作年齡區間人口占比下降0%2%4%6%8%10%12%14%16%01,0002,0003,0004,0005,0006,000中國:城鎮非私營單位就業人員數:
20、制造業中國:GDP:不變價:同比中國:人口結構:占總人口比例:65歲及以上0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%20-29人口占比30-39人口占比40-49人口占比50-59人口占比 2.1 成長角度:勞動力短缺疊加勞動力成本增長,機器替人經濟性顯現11資料來源:Wind,華福證券研究院制造業平均工資在不斷的上升,工業機器人為目前最佳方案。工業機器人不但可以在惡劣環境下進行高精度、快速、重復的工作,另一方面隨著科技的不斷進步,起工作效率也在不斷的提升,“機器換人”的效用逐漸顯現。在國內勞動力供給出現短缺的情況下,制造業同時還面臨著教育水平的提升,新生勞動力普遍認為制造業錢少
21、事多且累,不愿意進入制造業。這導致制造業平均工資水平不斷提升。橫向比較制造業城鎮非私營單位就業人員工資年均復合增速在傳統的勞動密集型行業中屬較高水平,近十年工資復合增速為8.9%。隨著勞動年齡人口的逐漸減少,國內制造業職工平均工資也快速提升,2022 年制造業城鎮私營單位就業人員平均工資達到67352元(制造業非私營平均工資975287元),近十年復合增速為8.88%,在所有行業中處于較高水平。圖表:制造業平均工資快速上漲圖表:制造業工資近十年復合增速達10.23%020,00040,00060,00080,000100,000120,000中國:城鎮非私營單位就業人員平均工資:制造業中國:城
22、鎮私營單位就業人員平均工資:制造業(元)4.00%5.00%6.00%7.00%8.00%9.00%10.00%11.00%信息傳輸、軟件和信息技術服務業農、林、牧、漁業衛生和社會工作公共管理和社會組織教育批發和零售業科學研究和技術服務業制造業電力、煤氣及水的生產和供應業文化、體育和娛樂業交通運輸、倉儲和郵政業建筑業采礦業水利、環境和公共設施管理業租賃和商務服務業金融業房地產業居民服務和其他服務業住宿和餐飲業 2.1 成長角度:投資回收期縮短推動機器人密度的提升行業的成長性來自于我國工業機器人的密度潛在增長空間。12資料來源:IFR,工業機器人公眾號,智研咨詢,頭豹研究院,埃夫特招股說明書,庫
23、比克智能裝備,小魚號,華福證券研究院1000670399397322321304276274249240234020040060080010001200韓國新加坡日本德國中國瑞典中國香港中國臺灣美國斯洛文尼亞瑞士丹麥101114365171108140170.624632201002003004002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021經濟性逐漸顯現。制造業工資上升疊加工業機器人降價趨勢,工業機器人的長期成長驅動因素本身的經濟性越來越明顯。圖表:2021年中國制造業機器人密度為322臺/萬人圖表:中國制造業機器人密度逐年提升
24、圖表:工業機器人投資回收期測算201720182019202020212022市場規模(億元)328338.9355.2426.7478.4541.9市場銷量(萬臺)13.815.41415.624.830.3工業機器人均價(萬元/臺)23.77 22.01 25.37 27.35 19.29 17.88 機器人價格變動(%)-7%15%8%-29%-7%人力成本449914927552858579106394670340.6人力成本變動(%)10%7%10%10%10%每臺機器人替代個人數量111111總人力成本(元)449914927552858579106394670340.6電費(元)
25、252002520025200252002520025200投資回收期12.01 9.14 9.17 8.36 4.98 3.96 每臺機器人替代個人數量222222總人力成本(元)8998298550105716115820127892140681.2電費(元)252002520025200252002520025200投資回收期3.67 3.00 3.15 3.02 1.88 1.55 每臺機器人替代個人數量333333總人力成本(元)134973147825158574173730191838211021.8電費(元)252002520025200252002520025200投資回收期
26、2.17 1.79 1.90 1.84 1.16 0.96 2.1 成長角度:下游應用領域橫向拓寬,汽車、電子行業存在大量替代空間工業機器人下游應用領域橫向拓寬,傳統汽車領域占比不斷縮小,長尾市場未來將有更大的增長空間。工業機器人技術剛起步時面向的是大規模生產的汽車行業,例如第一臺工業機器人 Unimate 被安裝在通用汽車的產線上,從2016、2018、2022 年的截面數據來看,機器人橫向拓寬下游應用領域的發展趨勢也比較明確:隨著機器人技術進步以及隨之而來的經濟性提升,不斷在食品飲料行業、鋰電行業、家電行業、光伏行業等長尾市場拓展,雖然新市場占比仍然較小,但未來增速預計會高于電子汽車等傳統
27、成熟行業,隨著下游行業應用場景的進一步豐富,這些長尾市場未來將有更大的增長空間。13資料來源:MIR,前瞻產業研究院,中商產業研究院,搜狐網,華福證券研究院20.70%20.70%14.30%14.30%12.00%12.00%8.60%8.60%13.30%13.30%6.50%6.50%5.60%5.60%5.20%5.20%3C汽車零部件鋰電池汽車整車金屬制品食品飲料光伏家用電器汽車電子醫療用品倉儲物流化學制品半導體其他圖表:2016-2018-2022年中國下游市場33%28%11%8%2%18%汽車3C電子金屬加工塑料及化學制品食品煙草飲料其他36.80%23.30%15.20%24
28、.70%汽車電器機械和器材制造業金屬制造行業其他 2.1 成長角度:下游應用領域橫向拓寬,汽車、電子行業存在大量替代空間新能源汽車、鋰電、光伏、醫療、半導體等新興行業需求旺盛,拉動市場,一般工業開始復蘇。根據MIR 2022年的數據顯示,下游工業機器人出貨量同比增長超過30%的行業有汽車電子、鋰電池、半導體以及汽車零部件,超過20%的行業有汽車整車、醫療用品、光伏以及倉儲物流行業,多個長尾行業需求超預期,機器替人趨勢明顯。汽車(整車及零部件)、3C 電子制造規模大/附加值高,自動化程度最高,是工業機器人最大的兩個下游,且過去兩大市場國產化率處于低位,替代空間大。汽車行業:外資主導,國產從焊裝開
29、始突破。整車制造四大工藝:沖壓、焊裝、涂裝、總裝,總體上外資集成商占據主導;國內集成商基于本土化服務優勢,從焊裝環節突破,正逐步進行替代。3C 電子:國內集成商與外資同臺競爭。3C 電子機器人需求非常多樣化,以技術難度相對較低的小型機器人為主,國內集成商基于本土優勢、價格優勢和外資品牌同臺競爭,目前市場份額不輸外資品牌。其他長尾市場:本土集成商占據主導。食品飲料、醫療、物流等長尾行業市場機器人需求同樣多樣化,定制化程度高,國內集成商具備優勢。1486.40%40.80%73.50%51.80%10.60%28.40%13.60%59.20%26.50%48.20%89.40%71.60%0%2
30、0%40%60%80%100%非金屬礦物制品業食品制造業塑料與化工制品業金屬加工業汽車制造業電氣電子設備和器材制造國產外資資料來源:MIR,埃夫特招股說明書,華福證券研究院圖表:2022年工業機器人下游行業出貨情況(同比增速)圖表:各行業國產化率情況(2017)2.1 成長角度:3C和新能源汽車的景氣復蘇帶來工業機器人的增量需求電子行業為工業機器人最大下游行業,新機發布有望引發產業鏈景氣度上行。隨著科技的不斷進步與生活的智能化,人們對于手機、電腦、智能穿戴等電子設備的需求量也在不斷的上升;另一方面我國作為世界電子產品的代工廠,全球大部分的電子產品均由中國生產與制造。國內智能手機出貨量自 201
31、6 年到達頂峰后,就一直呈下滑趨勢。但2023年中秋國慶假期前夕,華為、蘋果雙雙發布新機,手機市場整體呈現消費復蘇趨勢。折疊屏和華為、蘋果新機型的出現,有望在未來為智能手機行業帶來需求拐點。整體汽車行業存量巨大,新能源汽車為汽車行業添加動力。我國汽車產量從金融危機之后一直處于全球領先位置,從2005年的570萬輛到2017年的2901萬輛,之后汽車產量維持2600萬輛高產量,汽車行業巨大的市場以及需求給工業機器人很大的空間。另外,2013 年我國新能源汽車銷量僅為 1.8 萬輛,到了 2022年,我國新能源車銷量高達 688.7 萬臺,較2021年同比+93.40%,市場占有率提升至 25.6
32、%,另據國家統計局,截至 2023 年9月,我國新能源汽車保有量達到 1821萬輛,呈高速增長態勢。15資料來源:國家統計局,Wind,新浪汽車,華福證券研究院圖表:智能手機產量圖表:中國汽車產量與增速圖表:中國新能源汽車產量與增速-30%-20%-10%0%10%20%30%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,0002016-03-012016-08-012017-01-012017-06-012017-11-012018-04-012018-09-012019-02-012019-07-012019-12-012020-05-01
33、2020-10-012021-03-012021-08-012022-01-012022-06-012022-11-012023-04-012023-09-01中國:產量:智能手機:當月值中國:產量:智能手機:當月同比(萬)-100%-50%0%50%100%150%200%0501001502002503003502010-01-012010-11-012011-09-012012-07-012013-05-012014-03-012015-01-012015-11-012016-09-012017-07-012018-05-012019-03-012020-01-012020-11-012
34、021-09-012022-07-012023-05-01中國:產量:汽車:當月值中國:產量:汽車:當月同比(百萬)-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%01020304050607080902016-03-312016-07-312016-11-302017-05-312017-09-302018-03-312018-07-312018-11-302019-05-312019-09-302020-03-312020-07-312020-11-302021-05-312021-09-302022-03-312022-07-312022-11-302023-05-3
35、12023-09-30中國:產量:新能源汽車:當月值中國:產量:新能源汽車:當月同比(萬臺)2.1 成長角度:機器人+要求到2025年工業機器人密度較20年翻倍16資料來源:政府官網,前瞻產業研究院,中商產業研究院,華福證券研究院時間政策性質頒發部門相關內容2016.03機器人產業發展規劃(2016-2020)支持類工信部、發改委、財政部重點發展弧焊機器人、真空(潔凈)機器人、全自主編程智能工業機器人、人機協作機器人、雙臂機器人、重載AGV等六種標志性工業機器人產品。2017.11國務院關于深化“互聯網先進制造業”發展工業互聯網的指導意見支持類國務院圍繞數控機床、工業機器人、大型動力裝備等關鍵
36、領域,實現智能控制、智能傳感、工業級芯片與網絡通信模塊的集成創新。2019.10制造業設計能力提升專項行動計劃(2019-2022年)支持類工信部、教育部、商務部重點突破系統開發平臺和伺服機構設計,多功能工業機器人、服務機器人、特種機器人設計等。2020.10新一代人工智能發展規劃支持類國務院提出研制智能工業機器人、智能服務機器人,實現大規模應用并進入國際市場:攻克智能機器人核心零部件、專用傳感器,完善智能機器人硬件接口標準軟件接口協議標準以及安全使用標準。2021.12“十四五智能制造發展規劃支持類工信部、發改委、教育部加快系統創新,增強融合發展新動能,加強關鍵核心技術攻關并加速智能制造裝備
37、和系統推廣應用。2025年,規模以上制造業企業基本普及數字化,到2035年,規模以上制造業企業全面普及數字化。2023.01“機器人+”應用行動實施方案支持類工業和信息化部等17部門制造業工業機器人密度2025年較2020年實現翻倍;聚焦10大應用重點領域,突破100種以上機器人創新應用技術及解決方案,推廣200個以上具有較高技術水平、創新應用模式和顯著應用成效的機器人典型應用場景,打造一批“機器人+”應用標桿企業,建設一批應用體驗中心和試驗驗證中心。圖表:工業機器人部分政策部分匯總政策推動中國到2025年基本實現工業化,邁入制造強國行列。工信部等十七部門關于印發“機器人+”應用行動實施方案,
38、目標到 2025 年,制造業機器人密度較 2020 年實現翻番,服務機器人、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升,機器人促進經濟社會高質量發展的能力明顯增強。2.1 成長角度:機器人+要求到2025年工業機器人密度較20年翻倍17資料來源:政府官網,前瞻產業研究院,華福證券研究院省份時間政策頒發部門相關內容上海市2023.03上海市智能機器人標桿企業與應用場景推薦目錄上海經信委力爭到2025年打造10家行業一流的機器人頭部品牌,1000億元機器人關聯產業規模北京2021.12北京市“十四五”時期高精尖產業發展規劃北京市政府智能機器人領域聚焦構建醫療健康機器人、特種機器人、協作機器人、自主移動機
39、器人四大整機加關鍵零部件的“4+1”發展格局,構建具有北京特色的機器人產業生態。廣東省2021.08廣東省制造業高質量發展“十四五”規劃廣州省人民政府廣東要打造世界先進水平的先進制造業基地和全球重要的制造業創新聚集地、制造業高水平開放合作先行地和國際流的制造業發展環境高地。江蘇省2021.08江蘇省“十四五“制造業高質量發展規劃江蘇省工信廳以智能化、安全化、特色化為方向,大力發展智能裝配、重載物流、智能協作等工業機器人,消防應急、智能巡檢等特種機器人和手術診療、康復養護等服務機器人,進一步提升高性能減速器、高精度伺服驅動系統、先進控制器、新型智能傳感器等核心零部件自主可控水平。安徽省2018.
40、07安徽省機器人產業發展規劃(20182027 年)與支持機器人產業發展若干政策安徽省人民政府到2027年,我省機器人產業(全產業鏈)主營業務收入突破1800億元,智能工業機器人和服務機器人達到國際先進水平,在汽車、家電、電子等領域形成機器人應用國際標準和規范。獲得國家智能制造試點示范項目企業獎補 200 萬元;經省認定的智能工廠、數字化車間,獎補 100 萬元、50 萬元;對通過國家信息化和工業化融合管理體系標準評定的企業獎補 50 萬元;對年度購置 10 臺及以上工業機器人企業,補貼 20%(最高 100 萬元)。浙江省2017.08浙江省“機器人+”行動計劃浙江省人民政府在役工業機器人擁
41、有量達到10萬臺,制造業機器人密度達到120臺/萬人以上,培育專業特色明顯、輻射帶動力強的機器人應用工程服務公司300家以上,機器人產業銷售收入突破1500億元,建設若干產值50億元以上的機器人產業園或特色小鎮,機器人整機與關鍵零部件協調發展。圖表:工業機器人部分地方政策部分匯總各地政府對工業機器人進行積極扶持:安徽省對企業購置的工業機器人進行一定財政補貼。上海今年3月份強調力爭到2025年打造10家行業一流的機器人頭部品牌,1000億元機器人關聯產業規模。2.2 周期角度:通用制造業目前被動去庫存周期末尾,有望迎來主動補庫階段18資料來源:Wind,華福證券研究院繪制制造業周期演變:1)主動
42、去庫存:經濟下行時期,需求疲弱,企業預期需求進一步萎縮,壓降產能與庫存水平,主動去庫存;2)被動去庫存:經濟觸底回升時,需求低位反彈,企業未及時增產,被動去庫存,存貨水平到達底部,需求復蘇得到確認后再進入補庫階段;3)主動補庫存:經濟上行時期,需求增長,企業預期需求繼續增長,主動補庫存預防供不應求;4)被動補庫存:經濟由增長轉向承壓時,需求高位回落,企業還未及時減產,被動補庫存,存貨水平達到峰值;當前所處周期階段:結合周期規律(庫存、利潤)與外部條件(PMI),我們認為當期我國經濟處于被動去庫存區間的尾聲,隨著2023年7月起,中國本輪庫存增速水平見底回升,下一步或將進入主動補庫存階段。圖表:
43、制造業投資傳導機制圖表:本輪庫存增速水平見底回升-50%0%50%100%150%200%-5%0%5%10%15%20%25%30%2010/2/12010/8/12011/2/12011/8/12012/2/12012/8/12013/2/12013/8/12014/2/12014/8/12015/2/12015/8/12016/2/12016/8/12017/2/12017/8/12018/2/12018/8/12019/2/12019/8/12020/2/12020/8/12021/2/12021/8/12022/2/12022/8/12023/2/12023/8/1中國:工業企業:產
44、成品存貨:同比中國:工業企業:利潤總額:累計同比 2.2 周期角度:通用制造業景氣度逐漸回暖,工業機器人產量增速有望回升19資料來源:Wind,華福證券研究院中長期貸款余額角度:中小企業信貸指數,經濟周期的縮影,未來周期向上趨勢明顯日本訂單角度:國內需求指標,日本機械對中國的出口價值在不斷上升工業機器人產量角度:國內需求指標,今年年末產量增速有望觸底回升圖表:企業中長期貸款余額同比逐步回升圖表:日本機械對中國的出口價值圖表:工業機器人產量增速有望回升圖表:PMI景氣度突破50枯榮線制造業PMI角度:制造業景氣度指標,突破50枯榮線,邊際改善表明我國制造業邊際向上的趨勢5%7%9%11%13%1
45、5%17%19%21%23%25%2011-01-012011-05-012011-09-012012-01-012012-05-012012-09-012013-01-012013-05-012013-09-012014-01-012014-05-012014-09-012015-01-012015-05-012015-09-012016-01-012016-05-012016-09-012017-01-012017-05-012017-09-012018-01-012018-05-012018-09-012019-01-012019-05-012019-09-012020-01-01202
46、0-05-012020-09-012021-01-012021-05-012021-09-012022-01-012022-05-012022-09-012023-01-012023-05-012023-09-0135373941434547495153552015-01-012015-04-012015-07-012015-10-012016-01-012016-04-012016-07-012016-10-012017-01-012017-04-012017-07-012017-10-012018-01-012018-04-012018-07-012018-10-012019-01-012
47、019-04-012019-07-012019-10-012020-01-012020-04-012020-07-012020-10-012021-01-012021-04-012021-07-012021-10-012022-01-012022-04-012022-07-012022-10-012023-01-012023-04-012023-07-01-100%-80%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%2011-01-012011-06-012011-11-012012-04-012012-09-012013-02-012013-07-012013-12-0120
48、14-05-012014-10-012015-03-012015-08-012016-01-012016-06-012016-11-012017-04-012017-09-012018-02-012018-07-012018-12-012019-05-012019-10-012020-03-012020-08-012021-01-012021-06-012021-11-012022-04-012022-09-012023-02-012023-07-01日本:出口金額:中國:機械:當月同比金屬切削機床產量:當月同比-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%010,00020,0
49、0030,00040,00050,0002016-03-012016-07-012016-11-012017-03-012017-07-012017-11-012018-03-012018-07-012018-11-012019-03-012019-07-012019-11-012020-03-012020-07-012020-11-012021-03-012021-07-012021-11-012022-03-012022-07-012022-11-012023-03-012023-07-01中國:產量:工業機器人:當月值YOY 2.3 市場空間:全球最大應用市場,工業機器人本體預計20-2
50、5年復合增速達14.5%我國是全球最大的工業機器人應用市場,占全球裝機量占比不斷提升,銷量不斷創新高。20資料來源:頭豹研究院,IFR,智研咨詢,高工機器人,政府官網,騰訊新聞,Wind,華福證券研究院200.1328338.9355.2426.7478.4541.9625.5722840.40100200300400500600700800900201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E行業處于成長期階段,頭豹研究院預測到2025年工業機器人本體市場空間將達到840.4億元。導入期成長期成熟期衰退期我國工業機器人處于成長階段 2022年我國工業
51、機器人產量達44.3萬臺,同比+21%2022年我國工業機器人銷量達30.3萬臺,同比+15.96%中國工業機器人市場快速發展,10年間市場銷量擴增10倍 應用領域覆蓋國民經濟52個行業大類、143個行業中類,通用屬性 我國工業機器人使用密度不斷提升,2021年達322臺/萬人圖表:中國工業機器人銷量占全球安裝量比例不斷提升圖表:中國工業機器人本體市場預計25年達到840億元,CAGR14.5%-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%05101520253035201120122013201420152016201720182019202020212022中國市場工業機器
52、人銷量(萬臺)銷量同比占全球市場比例 2.3 銷量測算:預計2020-2025年工業機器人銷量復合增速20.3%21資料來源:智研咨詢,IFR,華福證券研究院測算年份密度:工業機器人密度提升值銷量:工業機器人本體(千臺)銷量YOY替換需求(千臺)新增需求(千臺)新增銷量與密度提升值的比例關系201110232012111230.00%20131433760.87%201436225754.05%201551156921.05%6.962.10.02%201671208726.09%6.980.10.02%20171083713858.62%11.1126.90.03%2018140321541
53、1.59%33.2120.80.03%2019170.630.6140-9.09%36.8103.20.03%202024675.415611.43%521040.07%20213227624858.97%81.3166.70.05%2022E36038284.514.72%94.51900.02%2023E40040302.96.47%102.92000.02%2024E44444363.419.97%143.42200.02%2025E49248422.216.18%182.22400.02%預測2025年工業機器人銷量達到42.2萬臺,20202025年銷量復合增速達到20.3%。(未加
54、國產機器人出口情況)圖表:工業機器人市場銷量預測(不包含出口)工業機器人市場銷量測算假設1)工業機器人當年需求=替換需求+新增需求;2)工業機器人的折舊期約為 5-8年,t 年需面臨(t-5)年約 30%的機器人更新替換的需求,(占比市場30%左右的國產機器人耐用性較差,假設這部分機器人到使用年限就必須更新替換),t 年需面臨(t-8)年約 70%的機器人更新替換的需求(進口機器人)。3)新增需求與機器人密度的提升值之間存在一定比例關系,經我們計算得到,每增加 1 臺機器人銷售,工業機器人密度上升0.02%左右,20、21年由于疫情系數走高,預計2023-2025年該系數與疫情前系數保持相同水
55、平,即0.02%;(替換機器人不影響)4)參考“機器人+”應用行動實施方案規劃,到 2025 年工業機器人密度提升到492臺/萬人(為2020年的2倍);目目錄錄22三、產業鏈分析與投資建議三、產業鏈分析與投資建議3.1 3.1 產業鏈分析:上游為核心,協同發展加速行業發展產業鏈分析:上游為核心,協同發展加速行業發展3.2 3.2 復盤與展望:復盤四大家族,推薦運控技術龍頭復盤與展望:復盤四大家族,推薦運控技術龍頭+本體制造模式,長期看好零部件突破本體制造模式,長期看好零部件突破 3.1 產業鏈分析:上游核心零部件為行業發展關鍵23資料來源:頭豹研究院,埃夫特招股說明書,智研咨詢,華福證券研究
56、院35%20%15%15%15%減速機伺服電機控制器本體結構其他圖表:三大核心零部件占總成本70%工業機器人的核心零部件包括控制器、伺服系統、減速器,決定了工業機器人的精度、穩定性、負荷能力等重要性能指標。核心零部件是產業鏈中壁壘最高的環節,占機器人成本的 70%??刂破魇枪I機器人的“大腦”,一般占總成本的 15%左右;伺服系統是工業機器人的“動力源”,一般占總成本的 20%左右。減速器是工業機器人的“關節”,減速器一般占總成本的 35%左右。核心零部件國產化程度低在一定程度導致其生產成本占比高。以減速器為例,減速器國產化率較低,該市場主要依賴于進口。中國工業機器人制造企業在采購減速器時,由
57、于采購數量較少,難以產生規模效應,面臨國際供應商議價權過高問題,相同型號用減速器,中國企業采購價格是國際知名企業的兩倍。圖表:工業機器人產業鏈國產替代與毛利率情況大類小類毛利率國產率外資企業國產企業核心零部件控制器25%13%四大家族埃斯頓、匯川技術伺服系統35%15%松下、安川、三菱、臺達等埃斯頓、匯川技術RV減速器47%10%納博特斯克上海機電、中大力德、雙環傳動諧波減速器哈默納克綠的諧波、中大力德本體15%30%四大家族埃斯頓、埃夫特系統集成36%-博眾精工、克萊機電、拓斯達、博實股份 3.1 產業鏈分析:上游核心零部件為行業發展關鍵24資料來源:頭豹研究院,華福證券研究院在工業機器人產
58、業鏈各環節毛利率呈微笑曲線,上游核心零部件技術壁壘最高,因此毛利率較高,且上游市場參與者相對較少,議價能力高,對中游企業利潤產生擠壓。中游企業僅將零部件組裝集成為機器人本體,主要涉及機械結構及外觀部分,技術附加值相對較低,因此毛利率較低,且該領域市場參與者較多,存在較大議價空間。下游系統集成商類似于輕資產行業,成本較低毛利率相對中游較高。產業鏈上下游協同發展,打開互惠共贏局面。隨著中國減速器技術不斷突破,國產減速器逐漸放量,與其中游的整機廠進行協同后,雙方毛利也將會跟隨國外的趨勢得到一個提升。工業機器人產業鏈聯系較為緊密,且傳導作用明顯,中國實現核心零部件國產化后,中游機器人本體的成本將大幅下
59、降,產品競爭力可有效提升,本體成本的降低將帶動系統集成解決方案價格的降低,從而縮短應用端工業自動化生產設備改造投資回收期,使得工業機器人在制造業的滲透率提升,需求也相應增加。圖表:工業機器人產業鏈毛利潤呈現前高后低圖表:產業鏈協同發展機制 3.1 上游:減速機為精度與性能核心,未來有望打破日本壟斷25資料來源:億歐,智研咨詢,綠的諧波招股說明書,前瞻產業研究院,華福證券研究院 減速器是工業機器人中最關鍵的功能部件一直有工業機器人的“關節”之稱,是機器人產業鏈至關重更的應用環節。減速器是連接動力源和執行機構之間的中間裝置,通常它把電動機、內燃機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大
60、齒輪來達到減速的目的,并傳遞更大的轉矩。例如,使用一個減速比為 50:1 的減速器就能輕松將額定扭矩為 0.1Nm 的電機扭矩提升到 5Nm,使其能夠承受更高的負載,并且適當減小輸出轉速,提高控制分辨率和閉環精度。目前應用于機器人領域的減速器主要有兩種:RV 減速器和諧波減速器,應用場景不同,互為補充。RV 減速器:傳動比范圍大、精度較穩定、疲勞強度較高,且具有更高的剛性和扭矩承載力,一般用于機器人機座、大臂、肩部等重負載的位置。諧波減速器:單極傳動比大、體積小、質量小、運動精度高并能在密閉空間和介質輻射的工況下正常工作,使其應用在機器人小臂、腕部、手部等部位具有較大優勢。平均一臺多關節機器人
61、需要3.5臺諧波減速機;坐標機器人平均需要1臺諧波減速機;SCARA機器人和并聯機器人則分別需要3臺和1臺諧波減速機;其他類型機器人平均需要0.5臺諧波減速機。諧波減速器RV減速器產品性能體積小、重量小、傳動比高、精密度高大體積、高負載能力和高剛度優點能在密閉空間和介質輻射的工況下正常工作傳動比范圍大、精度較為穩定、疲勞強度較高,剛性和扭矩承載能力更高缺點負載輕,容許力矩負載在 1,500Nm 以內,向重負載部位拓展的可能受限重量重、外形尺寸較大,無法向輕便、靈活的輕負載領域發展應用場景主要應用于機器人小臂、腕部或手部。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終端領域3C、半導體
62、、食品、注塑、模具、醫療等行業中通常使用由諧波減逸器組成的30kg 負載以下的機器人。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。價格1000-5000 元/臺5000-8000 元/臺圖表:工業機器人使用減速器情況圖表:諧波減速器與RV減速器對比 3.1 上游:減速機為精度與性能核心,未來有望打破日本壟斷26資料來源:MIR,GGII,中商產業研究院,華經產業研究院,華福證券研究院繪制 目前 RV 減速器和諧波減速器市場基本由日系廠商壟斷.以納博特斯克、住友、哈默納科、新寶為代表,占據了全球機器人減速器市場的大部分份額,其中納博特斯克與哈默納科分別在 RV 減速器
63、領域和諧波減速器領域處于壟斷地位。諧波減速器以綠的諧波為代表的國產企業經過技術突破已經實現產品性能對標國外龍頭,預期后續國產替代進程將不斷加速。核心邏輯:供不應求;1、市場空間大:在下游需求和政策扶持的帶動作用下,中國已經是并將繼續保持全球第一大機器人市場的地位;2、弱周期屬性:齒厚細,精度要求高,使用周期短,類似消耗品;3、技術壁壘:減速器是純機械部件,主要在于高精度數控機床等設備的投入和熱處理、精密加工等工藝,需要長時間技術積累4、國產替代:從供給端看,由于高技術含量、重資產投入和較長的驗證期,中國的技術突破,給了中國企業趕超的機遇;36%25%8%7%6%5%4%10%哈默納克綠的諧波來
64、福新寶同川大族福德其他圖表:2021年國內減速器競爭格局(左-諧波減速器-,右-RV減速器)圖表:國內諧波減速器核心邏輯53%14%5%4%4%3%3%2%12%Nab環動住友珠海飛馬中大力德南通振康智同秦川其他 3.1 上游:控制器:已實現部分國產替代,高端仍有差距控制器是機器人的大腦,主要負責發布和傳遞動作指令,核心技術集中于軟件算法,機器人控制器對機器人的性能起著決定性的影響。其主要任務是對機器人的運動規劃,以實現機器人的操作空間坐標和關節空間坐標的相互轉換,完成高速伺服插補運算、伺服運動控制。機器人控制器和本體綁定效應強,單純做控制器難以突圍??刂破髦饕?PLC 控制、PC-Base
65、d 控制和專用控制,控制器由于其“神經中樞”的地位和門檻相對較低,成熟機器人廠商一般自行開發,以保證穩定性和維護技術體系。因此控制器和本體綁定效應強,市場份額基本跟機器人本體一致。國際上有 KEBA、倍福、貝加萊這樣提供控制器底層平臺的強勢廠商,國產單純做控制器的企業難以突圍。歐美廠商、日韓廠商技術領先明顯。海外公司憑借著在機器人核心技術領域的深厚積淀,牢牢把控著中國工業機器人控制器市場的大部分份額,日廠商發那科市場份額16%。國內企業控制器尚未形成市場競爭力,工業機器人控制器國產率不足20%,但在發展過程中仍然涌現出一批具有代表性的企業。27資料來源:固高科技招股書,雷賽智能招股說明書,智研
66、咨詢,Ofweek,華福證券研究院16%14%12%11%7%6%6%5%3%2%18%發那科庫卡ABB安川電機愛普生史陶比爾OTC那智不二越川崎重工柯馬其他圖表:工業機器人控制器分類圖表:控制器競爭格局分類特點應用領域PLC控制器系統簡單,體積小,可靠性離,但不支持復雜算法可以用于圓周運動或直線運動的控制,廣泛應用于各種機械、機床、機器人和電梯等行業嵌入式控制器涵蓋從簡單到復雜的各種運用,具有應用靈活、穩定性高、定制性強、價格便宜、提作和維護方便的特點在織機械、激光、切制、點膠機等設備制造行業有廣泛的應用PC-Based 控制卡系統通用性強、可拓展性強,能夠滿足復雜運動的算法要求、抗干擾能力
67、強可供用戶根據不同的需求主要應用于電子、半導體、工業機器人、包裝等領域網絡式控制器形態可以是插卡式,也可以是嵌入式,或者是獨立運行模式,其與何眼驅動系統的鏈接是采用各類工業總線形式半導體加工、激光加工設備、PC8鉆統設備、機器人、數控機床木工機域、印劇機械、電子加工沒備和自動化生產線圖表:控制器銷售量0%50%100%150%200%0510152025302012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020產量(萬套)增速 3.1 上游:伺服系統:日系技術全球領先,中國處于追趕狀態伺服系統是指可以精準輸出運動狀態的驅動系統,主要由驅動器、伺服電機和編碼器組
68、成。編碼器通常內嵌于伺服電機之中,伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置,伺服電機是工業自動化系統中重要的零部件之一。從結構占比來看,驅動器、電機、編碼器與其他零部件占伺服系統價值量占比分別為42%、35%、11%和12%。編碼器對電機密度起決定性作用,國產核心技術亟待突圍。編碼器是伺服電機最重要的核心零部件,對伺服電機的定位精度、速度穩定性、功率損耗和安全性方面都有重要影響。不過,目前國內編碼器產品與國際龍頭企業仍有較大差距。軟件上看,編碼器與控制器間的通信數據量大,需要依靠通信協議打包后進行通信。編碼器通信協議上歐系廠家具有先發優勢,形成了較強的專利壁
69、壘。日系技術全球領先,中國處于追趕狀態。高端伺服電機主要運用于精密工業儀器、機器人以及軍工等領域,對設備的精密度要求高,基本被德國日本等海外龍頭企業所壟斷;我國伺服電機行業龍頭則主要出于第二層級,盡管近年來隨著我國在該領域的不斷投入,行業技術水平不斷提升。目前國產伺服系統與國際先進水平在動力輸出功率方面大體相同,沒有明顯差距,差距主要體現在響應速度、大小和穩定性等方面。28資料來源:禾川科技招股說明書,埃斯頓招股說明書,前瞻產業研究院,華福證券研究院協議名稱主導企業國家發布日期協議層次成為標準FROFIBUS-DP西門子等共14家公司與5個研究機構德國1987物理層、數據鏈路層、應用層1993
70、年德國工業標準,1996年歐洲標準,1996年國際標準,2006年中國推薦標準EtherCATBeckhoff等,包括部分中國企業德國2003物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層、應用層2007年 IEC 標準,2014 年中國推薦標準CANopenIXXAT等,歐洲企業為主德國1994網絡層、運輸層、應用層1998 年德國工業標準多摩川協議多摩川日本1978物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層、應用層多摩川企業標淮高端中端低端發那科、安川、三菱、西門子松下、匯川、博世力、臺灣臺達江特電機、江蘇雷利、雷賽智能、昊志機電圖表:主流編碼器工業通信協議以德日為主導圖表:伺服系統競爭格局情況圖表:國內外伺
71、服電機性能差距縮小關鍵性能衡量標準安川SGM7G-13A匯川 SV660禾川X6-MG130A額定轉矩 越大越好8.348.288.28負載特性 越大越好2.8倍過載3倍過載3倍過載編碼器分辨率越大越好24bit23bit23bit 3.1 中游:國產替代進程加速,重塑國內競爭格局29資料來源:MIR,中商產業研究院,傳感器專家網,華福證券研究院17.63%16.07%11.76%11.08%9.64%6.69%5.36%4.42%4.04%3.51%3.47%2.79%2.13%1.41%發那科上海ABB庫卡安川愛普生雅馬哈那智三菱川崎新時達電氣埃斯頓匯川埃夫特邀博18.34%11.87%1
72、0.77%10.26%9.08%8.56%7.18%5.63%4.03%3.68%3.10%2.90%2.61%1.99%發那科安川庫卡愛普生上海ABB埃斯頓匯川雅馬哈川崎那智埃夫特三菱新時達電氣邀博圖表:2019中國核心工業機器人廠商格局圖表:2022Q1-3中國核心工業機器人廠商格局圖表:國內工業機器人格局24.20%27.90%31.30%29.00%32.80%35.00%37.00%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2017201820192020202120222023E國產外資“四大家族”全球市占率超 50%,國內市場中內資占比在30%基數上逐漸提
73、升增長,“四大家族”仍占據絕大部分高端市場。國內市場中內資占比維持30%上下:國產替代集中于中低端產品,產品有一定的使用習慣;國內對機器人性能和穩定性要求越來越高;高端領域國產替代性價比不高。十年前,中國是待開發的市場,外資巨頭占據絕對優勢地位;十年后的現在,中國已經成為全球最重要的機器人市場,全球機器人產業鏈加速向大陸轉移,國產品牌逐漸崛起。國內龍頭份額提升原因:技術積累與并購,下游新領域市場不斷開拓,國內客戶對國產設備容忍度提升(自主可控)303.1 下游:系統集成商競爭激烈,暫未形成規模效應資料來源:Ofweek,中商產業研究院,電子制造全智道,華福證券研究院圖表:中國系統集成本土企業占
74、據主導96%2%1%1%中國大陸歐美中國港澳臺日本圖表:移動機器人圖例圖表:系統集成市場空間02004006008001,0001,2001,4001,6001,8002,0002016201720182019202020212022E(億元)系統集成商為終端客戶提供應用解決方案,負責工業機器人應用二次開發和周邊自動化配套設備的集成,目前以本土企業占據主導,主要應用汽車、電子行業。與零部件和本體環節相比,系統集成缺點明顯:壁壘相對較低,競爭激烈,與上下游議價能力較弱 毛利率低由于系統的非標性(產線非標性、人員非標),不同行業之間橫向拓展困難,企業發展存在一定的瓶頸,無法形成規模效應 規模小回款
75、慢、墊資多:系統集成的付款通常采用“361”或“3331”的方式,系統集成商通常需要墊資 現金流壓力大 具體表現:以200kg載重的移動機器人平臺為例,2018年單機價格接近15萬。僅兩年時間,單價價格下降到10萬左右,項目非標性強、橫向拓展困難,企業競爭激烈。3.2 復盤外資:核心運控技術決定潛力,業務協同延伸決定體量運動控制是工業機器人的核心技術。從業務模式上看:以運動控制技術為核心,做出差異化是在機器人領域取得成功的關鍵。發那科研發和制造數控系統,ABB、安川電機研發電機、伺服運動控制技術,再從不同的側重點進入機器人業務?;诤诵募夹g做業務延伸和協同,決定機器人企業的規模和體量。從協同效
76、應上看:ABB 和安川電機的運動控制技術都比較單一,只有 FANUC 通過數控系統,將其連接在一起,產生了 1+1 遠大于 2 的協同作用。31資料來源:View,各公司官網,未來變量,全國能源信息平臺,華福證券研究院整理公司初始業務核心優勢業務模式收購與合作舉措發那科機床數控系統、電機數控系統全球壟斷性市場份額以數控為基礎,工業自動化、機器人、機床三大業務協同全球設立子公司與當地下游合作開發ABB電機、電力和自動化最早研發電機,運動控制和自動化結合較好以系統集成帶動本體發展收購貝加萊(工業自動化集成供應商)與GE 工業系統(配單成套、核心元器件、關鍵電源)安川電機運動控制、電機伺服電機和變頻
77、器等運控產品龍頭以伺服和控制器為基礎開發工業機器人與ABB技術合作,與美國布魯克斯合作,收購西門子庫卡焊接設備本體材料及工藝創新以汽車產業集成推動業務發展KUKA AG 和 SwisslogHolding AG 合并,進軍醫療保健與物流市場產業鏈布局圖表:四大家族業務模式與發展歷史圖表:四大家族產品結構 323.2 復盤發那科:數控系統龍頭,工業自動化、機床、機器人三大業務協同發那科的成功:收入端持續高增長以及持續的高盈利能力1)核心技術過硬:自研 NC 系統和 CNC 數控系統等核心產品,產品種類豐富。2)成本控制優秀:全產業鏈布局提升公司獲利能力,成本管控水平領先;3)研發持續投入:產品持
78、續創新,公司平均每年研發投入占比總營收的 5%左右,產品不斷創新;4)積極布局海外業務:在全世界建立 266 個服務網點,為 107 個國家和地區全力提供技術支持;資料來源:Wind,發那科公司官網,華福證券研究院圖表:發那科產品(左-工業機器人,右-協作機器人)圖表:發那科盈利能力與海外布局10%20%30%40%50%60%20152016201720182019202020212022發那科ABB庫卡安川電機-10%0%10%20%30%40%2013201420152016201720182019202020212022發那科安川電機ABB庫卡 3.2 展望:掌握核心運控技術的本體龍頭
79、,長期看好核心零部件突破核心模式:產業鏈上游零部件+本體布局。通過前文,我們知道運動控制是工業機器人的核心技術,因此掌握運動控制技術的機器人廠商會有明顯優勢。從毛利率角度來看:埃斯頓和匯川由于掌握上游控制技術(控制器、伺服),運動控制技術自主可控,盈利能力遙遙領先。另外根據核心運控技術往下游不斷延伸,更好的拓展新興市場,適應時代發展。本文看好:系統集成龍頭/運控技術龍頭+本體制造的商業模式,長期看好核心零部件突破。33資料來源:埃夫特招股說明書,產業專利分析報告(第 60 冊)-關節機器人、中國機器人產業分析報告(2018),Wind,華福證券研究院企業模式代表企業發展路徑零部件控制系統固高科
80、技技術壁壘高,主要從相關技術延伸減速機中大力德、雙環傳動、綠的諧波;哈默納克、納博特克斯伺服系統松下、山洋整機制造快克股份(焊接)、珞石科技(多關節)、邀博智能(協作)技術壁壘不高,價值不大,為發展路徑開始階段系統集成克來機電(汽車電子)、華昌達(汽車焊裝)、賽騰股份(3C)自動化集成企業深耕多年后布局零部件+本體+(系統集成)埃斯頓(伺服、控制器、本體、系統集成)、新時達/匯川(伺服、本體)、發那科(伺服、控制器、本體)等基于核心運控技術往下游不斷延伸本體+集成機器人(本體、物流領域基礎)、拓斯達(本體、化工/3C領域)、博實股份(本體、化工領域)依靠深厚的系統集成經驗向上游布局公司減速器伺
81、服系統控制系統伺服驅動伺服電機庫卡外購自有技術外購外購發那科外購自有技術自有技術自有技術ABB外購自有技術自有技術自有技術安川電機外購自有技術自有技術自有技術埃斯頓外購自有技術自有技術收購TRIO,國產替代中新松機器人外購外購國產替代中國產替代中新時達外購自有技術外購少量自產埃夫特外購自產外購自有技術圖表:國內工業機器人公司毛利率匯總圖表:中國工業機器人企業商業模式分析圖表:行業公司核心零部件自主能力匯總0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%20182019202020212022埃夫特-UST工智新時達瑞松科技江蘇北人機器人拓斯達埃斯頓匯川技術 目目錄錄34四
82、、投資建議四、投資建議 4.1 綠的諧波:中國“哈默納克”,國內諧波減速器絕對龍頭公司專業從事精密傳動,產品主要為各類諧波減速器,輔以精密零部件,機電一體化執行器為公司現著力開拓的新方向。率先突破諧波減速器技術難點,在實現量產、突破壟斷等方面均為國內前列,是當前國內諧波減速器領域龍頭。對標世界諧波減速器龍頭哈默納科:1、產品矩陣上:綠的諧波已覆蓋當下主流諧波減速器應用場景;2、細節設計上:綠的諧波自主創新,多工序協調統一;3、縱向零部件上:綠的諧波實現關鍵交叉滾子軸承自產,領先其他國產諧波減速器廠商,但和哈默納科的垂直化布局仍有差距。公司核心邏輯:1、需求回暖:經濟復蘇,下游工業機器人、協作機
83、器人與人形機器人的高景氣度提升該板塊的需求;2、市占率提升:過去被日系品牌壟斷,但綠的諧波減速器已成功配套國際協作機器人巨頭優傲機器人、工業機器人“四大家族”之一ABB、以及 GE。3、產業鏈傳導增長:綠的諧波減速器配套自主品牌機器人較分散,有望與自主品牌機器人本體共同成長;35資料來源:Wind,綠的諧波招股說明書,前瞻產業研究院,華福證券研究院圖表:綠的諧波與哈默納克產品技術對比圖表:綠的諧波財務數據-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.020182019202020212022 2023H1營業總收入同
84、比(%)(億)0%10%20%30%40%50%60%201820192020202120222023H1毛利率(%)凈利率(%)項目哈默納科綠的諧波精密減速機產品布局產品系列豐富,下游應用廣泛產品數量少于哈默納科,下游應用較廣產品結構除減速機產品外,其他機械產品占比超過20%主要為精密減速機產品銷售網絡布局全球布局,日本、歐洲和北美是主要銷售地大部分業務在中國市場占有率全球機器人減速機市場市占率第二,中國市占率第一國際市場競爭力有待加強;中國市場占有率第二 4.2 埃斯頓:最像發那科的國產機器人龍頭,掌握核心運動控制技術從金屬成形機床拓寬至下游更廣泛的工業機器人領域,具有“核心零部件+本體+
85、集成”全產業鏈優勢。埃斯頓 2002 年從金屬成形機床領域起家,前后收購英國 TRIO(高精度及高可靠性運動控制器)、美國 BARRETT(微型伺服驅動器)、德國 Cloos(百年焊接機器人品牌)、M.A.i.(智能制造系統知名供應商)等公司,打造了“核心零部件+本體+集成”的完整產業鏈。對標國際工業機器人發那科:1、以數控系統技術起家:目前在國內金屬成形機床數控系統、電液伺服系統市場領域位于領導地位;2、基于運控及伺服技術拓展工業機器人產業鏈:基于自主運控技術、伺服技術優勢,公司產品性價比優勢明顯、品類豐富,同時拓展系統集成。3、研發&技術并購,確立國內技術龍頭地位:近兩年公司打造三大研發中
86、心,持續 8%左右的研發投入,且圍繞核心技術進行多項收購,形成技術壁壘。核心邏輯:1、需求回暖:汽車、3C維持增長基本盤,后續隨著經濟復蘇,作為工業的運轉機工業機器人的需求量將快速提升;2、市占率提升:行業整合期中低端產能持續出清,埃斯頓作為國內技術龍頭(目前市占率第一),市場份額有望持續提升;3、財務報表修復:2021 年后資產負債表好轉,毛利率有向上的趨勢,盈利能力逐漸顯現。36資料來源:Wind,高工機器人,公司官網,華福證券研究院圖表:綠的諧波與哈默納克產品技術對比圖表:埃斯頓財務數據-10%0%10%20%30%40%50%60%70%051015202530354045201820
87、192020202120222023H1營業總收入同比(%)(億元)0%5%10%15%20%25%30%35%40%毛利率(%)凈利率(%)4.3 匯川技術:國內工控龍頭,工業機器人行業大展拳腳國內工業控制龍頭,具備運控底層技術、供應鏈及客戶渠道的優勢。2022 年公司中高壓變頻器、小型控制器、通用伺服市占率均為國內第一,是當之無愧的國內工控龍頭。公司憑借在工業機器人核心零部件市場的開拓經驗,主要為下游行業客戶提供 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。SCARA 機器人比肩外資龍頭,六軸產品快速成長。公司工業機器人的核心部件除了減速機外,電
88、控系統、伺服系統、絲杠、本體均已實現自制,具有較好的成本控制和定制化能力。根據睿工業統計數據,2022 年,公司工業機器人在中國市場的份額為 5.2%,排名第七;其中,SCARA機器人在中國市場的份額為 17%,排名第二,且為內資品牌第一名。工業機器人業務成長性優異,盈利能力突出。2022 年匯川工業機器人營增速為 55%,成長性突出。盈利能力方面,公司機器人業務毛利率在行業高位。37資料來源:Wind,2022年年報,華福證券研究院圖表:公司產品布局圖表:公司營收與毛利率情況30%32%34%36%38%40%42%44%05010015020025020182019202020212022
89、2023H1營業總收入毛利率(億元)目目錄錄38五、風險提示五、風險提示 風險提示1)制造業景氣度不及預期。工業機器人作為工業自動化核心產品,其行業景氣度與制造業景氣度息息相關。若制造業景氣度不及預期,或導致工業機器人需求下滑。2)行業競爭加劇的風險。機器人行業作為制造業的皇冠,吸引了大量的廠商入場。面對國外廠商更加先進的技術、豐富的產品線和嶄新的產品理念,國內廠商在此情況下處于技術、創新、產品線、產品質量方面的劣勢,可能出現追趕乏力的情況,從而在競爭中被淘汰。因此要謹慎面對市場競爭加劇的風險。3)產業政策及行業技術變化。機器人企業成立初期需要進行大量的資金和技術投入,較為依賴政府的產業政策支
90、持和技術援助。一旦政策風向發生改變和行業技術出現創新,則對初創企業打擊較大。4)核心零部件依賴進口風險。目前國內主要的機器人原材料大多為進口,向上游供貨商的議價能力較弱。一旦面臨上游供貨商原材料價格上漲或者斷供的情況,則對國產的機器人生產廠家的生產和產品價格區間波動造成較大影響,壓力傳導至下游可能導致下游消費者減少消費,造成市場萎縮。39 分析師聲明及一般聲明分析師聲明本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業態度,獨立、客觀地出具本報告。本報告清晰準確地反映了本人的研究觀點。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收到任何形式
91、的補償。一般聲明華福證券有限責任公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告僅供本公司的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本報告的信息均來源于本公司認為可信的公開資料,該等公開資料的準確性及完整性由其發布者負責,本公司及其研究人員對該等信息不作任何保證。本報告中的資料、意見及預測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,之后可能會隨情況的變化而調整。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息及資料保持在最新狀態,對本報告所
92、含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。在任何情況下,本報告所載的信息或所做出的任何建議、意見及推測并不構成所述證券買賣的出價或詢價,也不構成對所述金融產品、產品發行或管理人作出任何形式的保證。在任何情況下,本公司僅承諾以勤勉的職業態度,獨立、客觀地出具本報告以供投資者參考,但不就本報告中的任何內容對任何投資做出任何形式的承諾或擔保。投資者應自行決策,自擔投資風險。本報告版權歸“華福證券有限責任公司”所有。本公司對本報告保留一切權利。除非另有書面顯示,否則本報告中的所有材料的版權均屬本公司。未經本公司事先書面授權,本報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的
93、拷貝、復印件或復制品,或再次分發給任何其他人,或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。未經授權的轉載,本公司不承擔任何轉載責任。40 特別聲明及投資聲明評級特別聲明投資者應注意,在法律許可的情況下,本公司及其本公司的關聯機構可能會持有本報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易,也可能為這些公司正在提供或爭取提供投資銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一參考依據。投資評級聲明備注:評級標準為報告發布日后的612個月內公司股價(或行業指數)相對同期基準指數的相對市場表現。其中,A股市場以滬深300指數為基準;香港市場以恒生指數為基準;美股市場以標普500指數
94、或納斯達克綜合指數為基準(另有說明的除外)。類別評級評級說明公司評級買入未來6個月內,個股相對市場基準指數漲幅在20%以上持有未來6個月內,個股相對市場基準指數漲幅介于10%與20%之間中性未來6個月內,個股相對市場基準指數漲幅介于-10%與10%之間回避未來6個月內,個股相對市場基準指數漲幅介于-20%與-10%之間賣出未來6個月內,個股相對市場基準指數漲幅在-20%以下行業評級強于大市未來6個月內,行業整體回報高于市場基準指數5%以上跟隨大市未來6個月內,行業整體回報介于市場基準指數-5%與 5%之間弱于大市未來6個月內,行業整體回報低于市場基準指數-5%以下41 誠信專業 發現價值聯系方式華福證券研究所 上海公司地址:上海市浦東新區浦明路1436號陸家嘴濱江中心MT座20樓郵編:200120郵箱: