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全球化发展与智能化要求成为机器人产业新趋势。根据国际标准化组织 ISO 的定义,机器人是一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或 移动等任务的机器。机器人产业的形成除了具有机器人技术系统之外, 还需要机器人的制造系统,即具有专门生产机器人的整机、主机元件和 配套设备的厂家。因此,机器人产业的形成关键在于机器人制造和机器 人使用结合的紧密程度。从这个意义上讲,机器人产业发展划分为四个 阶段:产业孕育期、产业形成期、产业发展期和智能化时期。
1)产业孕育期(20 世纪 50-60 年代):该阶段机器人产业发展主要发生 在美国。20 世纪 60 年代中期,美国企业中出现了各种各样的遥控机械 手或称操作器,能像人手一样灵活地进行各种作业,使机器人制造有了 生产基础。此外,日本川崎公司从美国引进机器人和机器人技术,并于 1968 年试制出第一台川崎 Unimate 机器人。与此同时,大小工厂竞相研 制机器人,为机器人全球产业的形成奠定了基础。
2)产业形成期(20 世纪 70-80 年代):主要发生在日本。为了使机器人 产业稳步发展,1973 年以米本完二为首发起成立了日本产业用机器人协 会,成为制造厂与用户之间的纽带。1980 年,日本已经拥有包括生产固 定程序等简易机器人在内的生产厂家 120 多家,仅生产高级机器人的厂 家就有 70 家,占世界这类厂家总数的 40%。工业机器人的年产量达到 19300 台,累计生产台数 76700 台,占世界拥有量的 70%左右,年产值 为 784 亿日元,累计产值 2339 亿日元,居世界各国之首,堪称世界“机 器人王国”。日本机器人的广泛应用使美国政府与企业对于工业机器人的 应用认识有了改变,开始制定机器人重点技术路线,机器人行业的发展 集中于航空、核工程、海洋等特殊领域的高级机器人的开发,机器人的 主要用户是政府和军方。
3)产业发展期(20 世纪 90 年代-21 世纪初):该阶段机器人产品的主要 特征是研发多样化和市场全球化。机器人开发范围不断扩大,服务机器 人、特种机器人进入研究阶段。日本、美国等国在满足本国需求的同时, 不断向外输出机器人产品,市场逐步趋于成熟。1996 年,那智不二越公 司拓展其机器人业务至切割工具、轴承等领域。1997 年,日本本田技研 工业株式会社研究出第一代仿人机器人 ASIMO。20 世纪 90 年代后期, 美国在语音识别技术、图像识别和分析领域加紧布局,使美国在机器人 软件领域处于领先地位,推动了机器人向智能化方向发展。1999 年, Intuitive Surgical 公司推出达•芬奇手术机器人。德国、瑞士等国的机器人 产业这时也开始形成规模。
4)智能化时期(21 世纪初期至今):主要特征是机器人市场稳步增长, 智能化成为发展趋势,工业机器人产业链极具优势。进入 21 世纪后,受 到劳动力不足、人口老龄化等刚性需求的驱动,与人均可支配收入提升 和物联网、大数据、计算机、人机交互等先进技术快速迭代的影响,人 们对机器人的需求日益多样化且要求机器人更加智能化。 应用场景广阔,机器人细分赛道增长未来可期。按用途划分,智能机器 人主要可以分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类,其中工业 机器人由于具有明显的先发优势,目前在市场中占据主要地位。但是在 中国居民生活质量要求逐渐提高的背景下,服务机器人的应用场景受到 场景化需求牵引将会不断拓展,其成长空间广阔,在未来几年市场份额 有望赶超工业机器人。此外随着机器人技术的进步和应用的不断深化, 特种机器人在军事、极限作业、应急救援等领域可以发挥巨大的作用, 其前景同样可观。
推陈出新,工业机器人不断走向多元和成熟。工业机器人是广泛用于工 业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,具有一定的自动性,可 依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。按照发展 阶段,可以将工业机器人划分为初代工业机器人、第二代工业机器人和 现代工业机器人。
第一阶段:初代工业机器人,20 世纪 50-60 年代。1954 年,美国发明家 乔治·德沃对其可以存储工厂中移动零件逐步数字指令的设备申请了一 项专利,标志着第一台可编程机器人的诞生。1958 年,乔治·德沃联合 创立了世界上第一家机器人公司 Unimation,该公司于 1959 年制造出第 一台工业机器人 Unimate,并在 1961 年将该机器人投入通用汽车工厂生 产。1962 年,美国机械与铸造公司制造出世界上第一台圆柱坐标型工业 机器人,命名为 Verstran。三年后,MIT 首次向人们演示了具有视觉传 感器的机器人系统,成为机器人发展第一二阶段的重大过渡性事件。
第二阶段:第二代工业机器人,20 世纪 70-90 年代。该阶段机器人在初 代机器人的基础上进一步添加视觉、力觉、触觉等感觉系统,许多现在 仍广泛使用的工业机器人均在这一阶段被发明。1973 年,德国库卡公司 将其使用的 Unimate 机器人研发改造成其第一台产业机器人 Famulus, 这是世界上第一台机电驱动的六轴机器人。1975 年,Olivetti 公司开发出 直角坐标机器人“西格玛”,它被应用于组装领域。1978 年,美国 Unimation 公司推出通用工业机器人 PUMA 应用于通用汽车装配线,这 标志着工业机器人技术已经完全成熟。1978 年 SCARA 机器人于日本山 梨大学,该机器人的特性特别适合于装配工作。1992 年,瑞士 Demaurex 公司出售其第一台应用于包装领域的Delta机器人给罗兰公司用于生产, 目前 Delta 机器人广泛应用于包装工业、医疗和制药行业等。
第三阶段:现代工业机器人,21 世纪初至今。该阶段工业机器人开始向 智能化特点靠拢。2002 年,由美国波士顿公司和日本公司共同申请了第一件智能机器人专利“机械狗”。2010 年日本发那科公司推出“学习控制 机器人 R-2000iB”,该机器人无需任何复杂操作,只需操作人员启动其 动作程序其就能自动进行循环学习。2011 年 2 月 14 日,在美国佛罗里 达州的肯尼迪航天中心,美国宇航局的 Robonaut 机器人搭乘航天飞机进 入太空探索,成为首个进入太空的仿人型机器人。2014 年 ABB 推出双 7 轴臂协作机器人 YuMi,第二年川崎推出双腕平面关节型机器人 duAro。 在科技日新月异发展的当下,工业机器人仍在高速创新,为生产制造提 供更加有力的支持。
工业机器人拥有众多细分类型,可更好满足生产要求。作为最早投入 使用的机器人,工业机器人诞生的目的就是为了满足提高生产效率的 要求。随着智能制造概念的普及和推广,工业机器人在以汽车制造、 金属机械制造、电子制造为代表的各大工业领域得到了广泛的应用, 并衍生出直角坐标型、并联型、SCARA、多关节型和协作型机器人等 细分种类以更好满足制造业需求。
技术进步加速服务机器人落地,受场景化需求牵引应用场景不断拓 展。服务机器人可分为专业服务机器人和家用服务机器人,分别满足 不同方面的需求。20 世纪 70-90 年代,在计算机、传感器等技术的发 展下,服务机器人开始具备初步的感知协调能力,以医疗服务机器人 为代表的专业服务机器人进入市场。伴随云计算、物联网、人工智能 等更加先进的技术取得突破以及经济发展带来的人民对生活质量要求 的提升,家用服务机器人逐渐走入更多百姓家中、为他们带来便捷与 舒适的生活体验。
人型机器人成为服务机器人细分领域下一个重要发展赛道。人形机器人 是旨在模仿人类外观和行为的机器人,尤特指具有和人类相似肌体的种 类,集机、电、材料、计算机、传感器等多门学科于一体。从 1973 年早 稻田大学加藤一郎发明世界上第一台人形机器人 Wabot-1 至今,人形机 器人技术不断迭代,产品推陈出新,共经历三个发展阶段。 第一阶段:基本功能实现阶段,2000 年之前。在这一阶段,人形机器人 已实现行走、抓握等基本动作。
第二阶段:基本功能完善阶段,2000-2015 年。在此期间人形机的基本功 能得到完善,实现了跑步、人机交互、简单地与人沟通、协助人类完成 体力劳动及科研工作。
第三阶段:下游应用探索阶段,2015 年至今。在这一阶段人形机器人主 要应用于协助科学研究、个人护理、教育、社交等领域,部分机型已实 现商业化走入大众生活中。2021 年 8 月在特斯拉首个 AI Day 其 Tesla Bot-Optimus 人形机器人首次向大众亮相,引发人形机器人领域发展的 新一波高潮。
复杂场景关键技术取得突破,特种机器人迎来新需求爆发机遇期。特种 机器人指应用于专业领域、一般由经过专门培训的人员操作或使用的、 辅助或代替人执行任务的机器人。中国电子学会组织编写的 2022 年《中 国机器人产业发展报告》中指出,随着集成设计技术、传感器感知技术 等关键技术的不断突破以及人工智能、5G 等新一代信息技术的融合应 用持续深入,特种机器人将加速应用于煤矿、深海、极地等场景。考虑 到中国在应对地震、洪涝等极端天气以及火灾、矿难等公共安全事件时 对特种机器人都有突出的需求,特种机器人未来几年将迎来新需求爆发 的高速发展时期。
人口老龄化程度加深,用工成本增加。国家统计局数据显示,2022 年年 末我国总人口为 141175 万人,比上年末减少 85 万人,自 1962 年后首次 出现人口负增长。据国家卫健委测算,预计“十四五”时期,我国 60 岁 及以上老年人口总量将突破 3 亿,占比将超过 20%,进入中度老龄化阶 段。2035 年左右,60 岁及以上老年人口将突破 4 亿,在总人口中的占比 将超过 30%,进入重度老龄化阶段。随着老龄化程度的不断加深,我国 劳动力人口占总人口比重逐渐降低,适龄劳动人口的数量也在不断下降。 同时伴随着制造业工人工资不断提高,各企业用人成本大大增加,出于 提效降费需求,机器人代工将成为长期稳定趋势。
机器人代工提高效率,降本效果明显。因用人成本的提高,“机器换人” 的经济性变得越来越明显。虽然受到疫情及原材料涨价影响,机器人零 部件产品价格有所提高,但长期来看,随着科技的进步和工业机器人技 术的普及,未来工业机器人的价格会呈不断下降趋势。美国纽约资产管 理公司方舟投资(ARK Invest)预测,工业机器人成本到 2025 年将下降 50%-60%。对于企业来说,同样的效益下,机器人投资回本的年限逐年缩 短。从 2019 年至 2021 年,机器人费用摊销与人工成本进一步拉大,制 造业人员平均工资则从 32 元左右提高到 38 元左右,而工业机器人小时 成本费用从约 19 元降低至约 11 元。机器代人降本效果十分显著。
“十四五”规划赋能,提供大幅增长空间。近年来,国家先后出台多项 政策,聚焦技术创新、具体应用,鼓励帮扶机器人产业发展,助力中国 机器人产业从“做大”到“做强”,在国内推进进口替代,并在海外扩大 市场份额。“十四五”规划提出,我国计划 2025 年整机综合指标达到国 际先进水平,关键零部件性能和可靠性达到国际同类产品水平,机器人 产业营收年增速超过 20%;2035 年产业综合实力达到国际领先水平。工 信部印发《“机器人+”应用行动实施方案》,提出了到 2025 年,我国制 造业机器人密度较 2020 年翻番,假设机器人更换周期为十年,工业机器 人密度基数不变,根据国家统计局公开数据测算,工业机器人密度将在 2025 年达到约 495 台/万人。此外,方案还提出要聚焦 10 大重点应用领域,突破 100 种以上机器人创新应用技术及解决方案,推广 200 个以上 应用场景,打造一批应用标杆企业等目标,为产业发展提供动力。政策 层面上加大财税金融支持、营造良好市场环境,为机器人产业的不断增 长提供保障。机器人产业近年来的增长态势将在长期中保持。
聚焦具体应用场景,逐步提高未来渗透率。近年来,中国的新能源汽车、 锂电、光伏等战略性新兴产业展现出强劲的发展势头,例如:2022 年, 全年新能源汽车产量 721.9 万辆,比上年增长 96.3%;全国锂离子电池 产量 750GWh,同比增长 131%;光伏发电并网装机容量达到 3.9 亿千瓦 大关,连续 7 年稳居全球首位。机器人企业围绕新能源汽车、锂电、光 伏的产品生产以及使用维护中的需求,推出创新解决方案,推动了战略 性新兴产业机器人安装量快速增长。《“机器人+”应用行动实施方案》指 出,要聚焦典型应用场景和用户使用需求,开展从机器人产品研制、技 术创新、场景应用到模式推广的系统推进工作。支持一些新兴领域探索 开展机器人应用。
疫情冲击外资供应链,国产龙头企业迎来机遇。我国工业机器人发展起 步较晚,在技术上、规模上都落后于海外厂商,市场份额较小。但随着 市场需求不断提高,许多外资企业开始重视中国市场,国内机器人产业 也迅速发展。疫情期间,较多外资企业物流、原材料等板块受到影响, 导致无法正常交货,且多家外资企业价格有一定提高,造成海外订单回 流。国产企业相对价格较低、性价比高,在疫情期间发挥了本土优势, 抓住了机会扩张市场份额。国内机器人行业集中度提高。
3.1.1. 2022 年全球工业机器人销量增长 24% 全球工业机器人销量
2024 年有望达到 230 亿美元。根据 IFR 统计数据, 全球工业机器人市场规模于 2019 年到达低谷,并于 2021 年大幅反弹, 2022 年全球工业机器人销量增长 24%。由于数字化产业发展进程加快, 工业机器人需求量大幅提升,据 IFR 统计,预计未来几年市场规模将持 续增加,2024 年有望达到 230 亿美元,2022-24 年 CAGR 为 2%。
2021 年全球主要国家工业机器人安装量除新加坡外均有提高。中国工业 机器人安装量在全球多个国家中脱颖而出,2021 年安装量为 26.82 万台, 同比增长 51%。加拿大增幅最高为 66%,新加坡安装量较 2020 年有所 下降。
2021 年全球主要国家工业机器人密度差异明显。中国工业机器人密度超 过美国进入全球前五名;韩国以每万人 1000 台机器人的密度居全球首 位;新加坡虽增幅有所减少,但密度仍居高位;美国工业机器人密度还 有较大的增长空间。
我国工业机器人产销规模稳健增长。受国内政策驱动以及市场成熟度提 升等因素影响,我国工业机器人发展势头迅猛。根据国家统计局数据, 我国工业机器人产量 2021 年为 36.6 万套,2022 年为 44.3 万套,同比增 长 21%,整体产能趋势仍在扩张阶段。销量方面,MIR 睿工业数据显示, 2022 年我国工业机器人销售规模预计为 30.3 万台,同比增长 18.2%。由 增速来看,工业机器人销量增幅稳定,且即将迎来新的一轮高速增长, 中国电子学会预测我国工业机器人市场规模将于 2024 年超过 110 亿美 元,年化复合增速也写一下。全球占比方面,我国工业机器人销量全球 占比逐年提升,2022 年超过 50%。
2022 年协作、中大负载六轴机器人预计高速增长。2021 年我国工业机 器人按照产品分类的销量中,多关节机器人占最多的市场份额,其次为 SCARA、协作以及并联机器人。2022 年协作机器人因国产化率大幅提升 呈现较好的景气度;中大负载六轴机器人增长更为明显,新能源汽车行 业高速发展带动此类机器人需求;因 3C 行业景气度下降,小六轴机器 人与 SCARA 增速不及预期;并联机器人也因食品、日化等主要行业需 求收紧而增速低于预期。
全球工业机器人下游应用靠汽车、电子行业拉动。IFR 数据显示,全球 工业机器人下游应用产量 2021 年大幅回升,其中汽车工业与电子电气 场景占比突出。工业机器人整体产量近年来主要靠汽车工业、电子电气 行业拉动,五金、化工与食品等行业增幅不明显。
2022 年我国工业机器人下业景气度分化明显。2021 年我国工业机 器人按功能分类的应用占比中,搬运类占 55%,其次为焊接、装配等功 能,这是行业景气度差异的原因之一。根据睿工业数据,2022 年我国工 业机器人行业分布差异化明显,市场主要依靠新能源汽车、锂电、光伏 以及医疗行业拉动,3C 电子景气度大幅下降,其他一般工业受宏观经济 冲击较大,整体景气度不及预期。
锂电处于能源革命中心,工业机器人应用场景广泛。锂电产业化学成分 高,要求机器人安全稳定。锂电行业发展相对成熟,市场规模大,机器 人需求量高,对于机器人的要求聚焦于精度、效率、灵敏度以及柔性, 且强调工业机器人的安全性、稳定性。受全球局势影响,锂电行业景气 度提升,产能持续提高。2022 年锂电行业销售收入 1000 亿元,同比增 长 70%。锂电行业迅猛发展的势头将为工业机器人提供大量应用场景, 拉升工业机器人的需求量,预计 2025 年破五万台。
2022 年底硅料价格大幅下降,预期光伏市场反弹。光伏产业更新快组件 大,要求机器人可定制。由于光伏产业更新迭代速度快,考虑成本与效 率问题要求机器人可定制化、柔性化。另外光伏行业多为大尺寸、高重 量组件,因此对工业机器人的设计方面也有一定要求。2021 年光伏设备 销售收入爆发式增长,创下 400 亿元纪录。受成本下降以及俄乌冲突等 宏观市场影响,光伏需求量将维持高位。由于工业机器人能够提高光伏 产业制造的速度、效率以及精确度,预计市场规模将持续扩增,2022 年 预计增长 2.5%,2023 年销售大幅上升。
智能物流市场规模稳定提高,工业机器人需求量大幅拉升。物流搬运产 业要求机器人高可靠、高精度。物流行业寻求搬运等工作的高效进行, 因此要求机器人能够进行多任务多场景协同作业,其硬件组成需可靠稳 定。我国物流行业数字化转型速度加快,智能化、现代化模式替代传统 模式成为物流行业发展刚需,搬运机器人等智能工业机器人成为物流行 业数字化转型的必须要件。我国物流行业智能硬件设备 2021 年达到 300 亿元规模,2022 预计达到 340 亿元,智能软件预计达到 482 亿元水平, 物流机器人应用范围持续扩大。
从竞争格局来看,2021 年工业机器人外资品牌占据我国市场主要份额。 2021 年依旧是四大家族发那科、ABB、安川、库卡占据中国主要市场, 爱普生份额也相对较高。我国品牌如埃斯顿、汇川等份额占比较低。
FANUC 发那科是日本企业,成立于 1956 年,主要优势应用场合为轻负 载、高精度。乘用车焊装车间中常见发那科机器人,此外发那科机器人 也常应用于机械加工,电气和电子、橡胶和塑料、食品、木材和家具等 行业。2021 年企业营业收入 7330 亿日元(约合 437 亿元人民币),其中 机器人业务占比超三分之一。 ABB 公司在 1988 年创立于瑞士,起家产业为变频器,优势是机器人算 法。2021 年营收 289.5 亿美元,同比增长 11.03%。 当年公司完成业务 调整,实现道齐的剥离,从而优化了账面收益。其机器人主要应用领域 有机器人码垛、焊接、IM电竞官方网站 IM电竞下载入口激光切割、冲压、分拣以及喷涂,行业多为汽车、 化学等产业。
服务机器人企业注册量持续提升。受疫情影响 2020 年服务机器人需求 量大幅上升,并于 2021 年创新高,2021 年我国服务机器人企业注册量 达到 10.6 万个。随着非接触式服务需求提高以及数字化发展,此类机器 人企业数量有望继续提升。
服务机器人市场规模有望在 2024 年突破 100 亿美元。2020 年起受疫情 影响,服务机器人市场规模大幅提升。如今人口红利逐渐到顶,劳动力 压力增高,服务机器人将进入高速发展期。据 IFR 数据,2022 年预期服 务机器人市场规模达到 65 亿美元,并有望在 2024 年突破 100 亿美元, 22-24 年 CAGR 为 25.27%。
人形机器人将逐渐占据服务机器人类别的主要地位。人形机器人拥有结 构适应性强的特点,可完成搬运、行走、救援等任务,相较于其他类型 机器人可更好地模仿人类,提供多场景服务价值,将逐渐占据服务机器 人类别的主要地位。
工业机器人产业链完善,上游零部件壁垒高。时至今日,工业机器人的 产业链已经非常完善。工业机器人上游是关键零部件生产厂商,三大零 部件主要是减速器、控制系统和伺服系统。中游则是机器人本体,即机 座和执行机构,包括手臂、腕部等,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,以 自动化设备生产商(即系统集成商)为主,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,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。
核心零部件技术是机器人本体企业的核心竞争力。根据中国机械工程学 会统计,减速器、伺服电机、控制器分别占工业机器人整机成本 32%、 22%、12%,三大核心部件在整机成本里占比接近 70%。上游零部件是 工业机器人技术核心与难点,是工业机器人成本最高和产业利润最厚的 环节,存在较高的行业壁垒,因此攻克上游核心零部件技术是机器人本 体企业的核心任务,也是企业核心竞争力所在。
高精密减速器为工业机器人核心零部件,成本占比高。减速器是一种精 密的动力传达机构,作用在于降低转速、传递更大的扭矩,满足工业机 器人在重复执行相同的动作时的定位精度和重复定位精度,确保机器人 平稳精确运行。可以说减速器决定工业机器人的精度和负载,伺服电机 由于脉动信号的驱动,本身具备调速功能,但是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。精密减速器制造对材料、设备、工艺等多个环节都有严格要求,具 有很高的技术壁垒和投资成本,在工业机器人零部件中占据最大成本份 额,约为 32%。
RV 减速器工艺要求高,结构较复杂。RV 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。
谐波减速器基于行星齿轮传动发展起来的,由波发生器、柔轮、刚轮和 轴承组成。其工作原理在于依靠波发生器使柔轮产生可控弹性变形,而 柔轮比钢轮少 N 个齿轮位。因此,当波发生器转一圈,柔轮移动 N 个齿 轮位,产生了所谓的错齿运动,从而实现了主动波发生器与柔轮的运动 传递。谐波减速器是通过柔轮的弹性变形来实现传动,其优势是传动比 大、零部件数目少;其缺点是弹性变形回差大,这就不可避免地会影响 机器人的动态特性抗冲击能力等。
下游机器人高景气驱动减速器增长。根据 IFR 数据,2021 年我国工业机 器人装机量达 26.82 万台,较 2020 年增长 9.8 万台,增长势头迅猛。作 为工业机器人最核心的零部件,减速器市场景气度亦非常高。预计 2022 年谐波减速器市场规模达 27.5 亿元,同比增长 63.7%,2022 年受疫情影 响,汽车、运输等 RV 终端应用行业景气度较低,故 2022 年 RV 减速器 市场增速有所放缓。
伺服系统是指以位置、速度、转矩为控制量,能够动态跟踪目标变化从 而实现自动化控制的系统。具体来说,伺服系统由伺服驱动器发出信号 给伺服电机驱动其转动,同时伺服电机中的编码器将伺服电机的运动参 数反馈给伺服驱动器,伺服驱动器再对信号进行汇总、分析、修正。整 个工作过程通过闭环方式精确控制执行机构的位置、速度、转矩等输出 变量。由于伺服系统具备定位精度高、动态响应快、稳定性好等性能特 点,在对位置精度要求较高的行业中得到广泛应用,目前已普遍应用于 机床工具、纺织机械、电子制造设备、医疗设备、印刷机械自动化生产 线及各种专用设备等。
伺服系统可以分为通用伺服系统和专用伺服系统,其在市场规模、产品 技术、应用领域等方面存在差异。在市场规模上,通用伺服市场规模较 大,根据睿工业数据,2020 年我国通用伺服系统市场规模达到 164.38 亿 元,专用伺服系统市场规模达到 37.28 亿元,通用伺服市场规模占整个 伺服市场 80%以上;在产品技术上,专用伺服需要基于不同行业的应用 需求提供专业化产品,通用伺服需要使其产品在不同行业应用领域内均 保持高水平运作,两者在产品技术路线上各有侧重;在应用领域上,通 用伺服下游应用领域较广,包括包装、物流、3C 电子、锂电池、机器人、 木工、激光等,专用伺服下游应用领域包括风力发电、矿山机械、缆车 索道、电梯等。
下游产业驱动,伺服系统市场快速增长。我国的伺服系统产业起步较 晚,2000 年以后随着国内中高端制造业不断发展,各行各业在生产制 造活动中越来越多地需要使用伺服系统来实现产品制造高质量和高精 度的目的,这一需求促使国内伺服系统市场呈现快速增长趋势。根据 MIR 睿工业的数据,2017-2021 我国伺服系统市场规模由 141 亿元增长 至 279.27 亿元,CAGR 达 14.64%,其中 21 年同比增长 37.9%,增长势 头迅猛。2022Q2,激光、机器人、机床等下业增速下滑,行业景 气度下降,叠加原材料价格上涨因素,伺服系统市场规模增长放缓。
控制系统相当于机器人的大脑,负责向机器发布和传递指令动作,IM电竞官方网站 IM电竞下载入口控制 机器人在工作中的运动位置、姿态和轨迹。典型的运动控制系统主要包 括控制器、伺服系统和传感器三个部分,运动控制器向伺服系统发送指令,进而带动工作机械(负载)实现特定运动。 同时,电机和机械系统 的多种传感器经过信号处理将实时信息反馈给控制器,控制器进行实时 调整,保证整个系统的稳定运转。
控制器分为硬件结构和软件结构。硬件方面,目前市场已经研发了基于 多 CPU 的分级分层控制系统。以典型的 DSP 控制器为例,该控制器采 用模块化结构,以工业 PC 作为系统的硬件平台,通过 DSP 控制卡实现 对机器人多个自由度的操控,提高了机器人控制器的运动控制性能。软 件方面,又分为上位机 PC 部分和下位机运动控制部分。其中,上位机 模块主要功能是对系统的可调参数进行设置,对机器人的正、逆运动学 建模求解,并把运动控制卡与控制程序在逻辑上连接起来。下位机模块 由主控程序、运动程序和通讯程序构成,实现高速伺服插补运算、伺服 运动控制。
控制器国产化率低,内资厂商尚未形成竞争力。美日韩等外资厂商以机 器人控制器核心技术,率先占据国内工业机器人控制器市场的绝大部分 份额。全球行业龙头——日本发那科在中国市场份额为 18%,稳居第一 宝座。国内企业控制器尚未形成市场竞争力,工业机器人控制器国产率 不足 20%。目前国产控制器硬件差距较小,难点集中于软件。控制器本 质上就是一个数据处理器,随着半导体技术的成熟,半导体芯片的性价 比越来越高,因此控制器在硬件上并无太高门槛。在机器人的核心零部 件中,控制器的技术难度是最低的,国内企业开发的控制器产品已经可 以满足大部分功能要求。但控制器的核心在于算法要与机器人本体相匹 配。目前,国外主流机器人厂商的控制器均是基于运动控制平台进行自 主研发,以保证匹配性,导致国内企业控制器尚未形成竞争优势。可以 说,国产控制机在硬件上与国外差距不大,差距主要是算法和兼容性方 面。
电机种类繁多,控制电机使用广泛。动力电机功率较大,侧重电机在启 动和运行过程中的力能指标,控制电机侧重电机输出量的幅频特性、相 频特性及输出特性的精度、灵敏度、稳定性、线性度等指标,作为系统 执行部件,控制电机更侧重扭矩、转速、位置输出特性。动力电机按运 动方式可分为旋转电机和直线电机,旋转电机按电压性质分为直流电机 与交流电机,其中直流电机按内部有无碳刷可分为有刷电机和无刷电机 两种。控制电机根据控制方法与用途的不同,可分为步进电机、伺服电 机等。现代控制电机通常有步进电机、直流无刷电机和交流伺服电机等, 其中,步进电机最早成为计算机及外部设备所使用的控制电机,步进电 机首先在计算机外设、办公自动化设备及数控机床中应用;直流无刷电 机和交流伺服系统亦为控制电机的重要发展方向。
空心杯电机结构独特,在人形机器人领域中发挥着不可替代的作用。空 心杯电动机结构上最大的特点就是采用无铁芯的电枢,从而这种特点可 以克服因铁芯而产生的所有问题,使电机的主要性能有了大幅度地提升。 空心杯电机的主要特点有:1、高效率,采用高性能磁性材料,减小漩涡 损耗,采用无铁芯电枢,无铁耗,同时机械损耗也降低,属于高效率电 机。它的效率高于一般的电机,可达 90%以上;2、控制特性,电机特性 为线性,控制性能极佳。机械时间常数小于 3ms,响应时间极快,转速 范围广,可对转速进行高精度控制;3、拖动特性,散热性好,过载能力 强,运行稳定、可靠,输出转矩高,转矩脉动小,常应用于高动态性能 伺服系统中。人形机器人的手指关节处需要配备体积小且能输出较大力 的电机,因此空心杯电机凭借其小体积、轻负载和快速响应等优势,在 机器人手、关节等应用广泛。
空心杯电机市场仍由外资主导,国产品牌替代持续加速。近年来,我国 已经形成了一批具有先进核心技术与国际竞争力的微特电机制造企业, 正在逐步扩大微特电机的生产规模和市场份额。根据中商情报网数据显 示,我国微特电机市场规模由 2017 年的 1872 亿元增长至 2022 年的 2793 亿元,年均复合增长率为 6.9%。由于我国的空心杯电机产品较国外还存 在一定差距,故国内空心杯电机市场仍由外资主导,同时空心杯电机作 为电机的新的发展方向,Maxon(瑞士)、Faulhaber(德国)等著名微电 机厂商都已经大量申请空心杯电机相关的专利技术,目前国内厂商如鸣 志电器等企业在空心杯电机领域开始奋起直追,不断加速国产替代。
人形机器人产业链主要包括核心零部件、系统集成、整机制造等部分。 其中上游核心零部件包括控制系统、伺服驱动系统、机器视觉传感器、 关节减速器、芯片等。可以把人形机器人分为四大核心技术模块:环境 感知模块、智能 AI 芯片模块、运动控制模块、操作系统模块。环境感知 模块主要负责数据采集与环境认知(视觉、声音、雷达、压感、光感等 传感器),相当于人的感知系统;智能 AI 芯片模块包括负责数据处理和 算力的存储器和智能芯片,相当于人的大脑;运动控制模块包括能量管 理系统和动作执行系统(驱动器、控制器、减速器等)等,相当于人的 关节与四肢;操作系统模块包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共 用功能的执行、程序间消息传递、程序发行包管理等,相当于人的语言 系统与逻辑表达。
特斯拉人形机器人已有基础运动和执行能力,性能参数有待进一步提升。 2022 年 10 月 1 日特斯拉 AI Day 上,特斯拉展示了其人形机器人 Optimus 原型机。Optimus 身高 172cm,体重 73kg,延续了特斯拉汽车一贯的最 小化硬件成本、最大化软件能力的 FSD 纯视觉路线V 电池包,能耗 100w,慢走能耗 500w,可持续待机 20 小时。并且手 部配备了六个执行器,自由度达 11 个,可提起 20 磅(约 9kg)重的包。 据马斯克预计,Optimus 将于 3-5 年内实现量产上市,其最终产量可达 百万级,量产之后实现降本增效,成本有望降至 2 万美元左右。
Optimus 研究进展突出,人形机器人有望加速。2023 年 5 月 17 日,在 特斯拉 2023 年年度股东大会上,发布了人形机器人 Optimus 最新进展 视频。相较于 2022 年 10 月首次亮相而言,最新的机器人可以实现多个 机器人同步独立向前流畅行走,同时手指关节能够灵活抓取鸡蛋等物品。 马斯克表示,人形机器人是特斯拉未来长期价值所在,未来 Optimus 的 数量将远远超过特斯拉汽车,有望超过 100 亿台。 电机扭矩控制:特斯拉使用电机扭矩控制操纵人形机器人腿部的运动, 让机器人落脚力度保持轻缓,在视频中能通过自主感受鸡蛋硬度后调整 力度,做到保持鸡蛋不碎的轻脚步,展示出特斯拉在机器人运动控制方 面已积攒了较为优秀的技术。
端到端操作:Optimus 在视频中可根据研究团队输入的图片信息,自主 分析后通过关节控制进行抓取,在 ChatCPT 的助力下,未来机器人有望 仅通过图片、文字等信息,就能自主判断目标任务并执行。
Optimus 采用多种精密执行器,搭配超级芯片。旋转执行器采用谐波减 速器,内部具有离合器,采用永磁力矩电机驱动;直线执行器采用内部 旋转螺杆结构,通过永磁力矩电机带动螺杆旋转推动执行杆,将旋转运 动转为直线运动。 其中,小 / 中 / 大号旋转执行器扭矩分别为 20Nm/110Nm/10Nm,小/中/大号直线N。 手部结构方面 Optimus 采用和人体相同的五指多关节设计,单个手掌搭 载 6 个执行器,执行器为螺杆旋转带动齿轮旋转进而使手指关节旋转 的结构,共有 11 个自由度,双手可载重约 9kg,能够使用部分工具且 拿起体积小的物件,实现微小操作。Optimus 膝关节仿造人类膝关节形 成四节点杠杆结构,使下蹲与站立动作变化时力学曲线更平顺,极端受 力变低。大脑方面 Optimus 人形机器人采用了与特斯拉电动车相同的全 自动驾驶系统 FSD 和感知计算单元,包括自主研发的算力极强的 Dojo D1 超级计算机芯片以及三目摄像头(左右+鱼眼广角)与 Autopilot 算 法。Optimus 通过三目摄像头(左右+鱼眼广角)与 Autopilot 算法,可 以实现图像分层识别、构建附近 3D 环境,进行空间深度渲染并规划可 通过的最优路径。
日本工业机器人行业在 1970 年到 1990年的近二十年时期内呈现爆发性 增长。日本工业机器人从 20 世纪 70 年代得到了快速的增长,从 1970 年 的年产量 1350 台达到了 1990 年的 7.9 万台,虽然在 1995 年和 2010 年 出现了一定的负增长,但在 1970 年到 1990 年,日本工业机器人的年产 量得到了爆发性的增长。同时日本人均工业机器人台数从 1970 年开始 保持正增长,从 1970 年 0.5 台每万人的水平逐渐增长,在 2000 年达到 了 300 台每万人的水平,并在此之后,仍然保持一定的增长量。
日本机器人行业发展经过了四个阶段,逐步从内销转变为出口。日本工 业机器人的发展总体分为 4 个阶段,并从 20 世纪 60 年代末开始萌芽。 由于在 20 世纪 60 年代末,日本经济保持了较快的增长,年增长率达到 了 11%,人口的基数无法满足经济的增长,劳动力的不足驱使日本机器 人行业快速增长,并进入初级成长期。日本工业机器人的年产量在初级 成长期和高速普及期得到了爆发性的增长,20 世纪 80 年代中期的日本 已经成为“机器人王国”,20 世纪 90 年代后,日本国内机器人市场趋于 饱和,机器人逐渐从内销转变为出口,日本逐渐成为机器人出口大国。 2012 年,日本机器人出口约占全年机器人销售总额的 70%。
日本 GDP 的高速增长与人口老龄化的加剧为日本机器人行业的发展提 供了肥沃的生长土壤。1960 年,日本的 GDP 仅为 443 亿美元,但是在 短短 20 年之后,日本的 GDP 在 1980 年达到了 11100 亿美元,CAGR 达 到了 17.47%。而与此同时,1945 年战后,大量青壮年的退役军人和移民 返乡者在日本掀起了一阵婴儿潮,使得日本在 20 世纪 60-70 年代的劳动 人口快速上升,但从 1960 年代开始,14 岁以下青少年占比逐渐下降, 而 65 岁以上的老年人占比逐渐上升,日本老龄化的趋势初显,同时劳动 力占比未能得到较好的增长,与高速上升的 GDP 形成较为强烈的对比, 为工业机器人的行业发展提供了较好的生长土壤。
用工成本上升是促进日本机器人行业快速发展的另一因素。日本人口结 构自 1960 年开始发生改变,65 岁人口占比逐年提升,并在 1970 年达到 了总人口的 7.1%。高速的经济发展和人口结构的变化导致了劳动力的供 不应求,并使得制造业的用劳成本不断上升,在 1960-1980 年间,CAGR 达到了 11.8%。作为降低生产成本的潜在方式,企业被迫加大工业机器 人的使用量,并进一步促使机器人行业的蓬勃发展。
日本政府推出多条利好政策推动工业机器人的普及。自 1970 年来,日 本政府开始加大对工业机器人的普及,在 1971 年和 1978 年相继颁布了 《机电法》和《机情法》,为行业的标准化和规范化提供了有力的支撑。 在 1980 年及之后,推出了多条政策,例如建立工业机器人租赁制度,促 进企业加大对工业机器人的使用,用以普及机器人的应用,缓解劳动力 不足的难题。同时,日本政府推动了多项机器人相关的财政援助项目, 如与税收减免相关的《机电一体化税制》和《高技术税制》,或者是与机 器人项目补助相关的《国际机器人 FA 中心设立计划》和《微机技术研 究开发项目》。
德国机器人行业在 1985-2000 年间快速增长。德国工业机器人保有量从 1985 年的 8800 台迅速增长到了 2000 年的 91184 台。在 1985 年到 2000 年间,德国工业机器人的保有量飞速增长,CAGR 维持在了 16.9%的水 平。在 2000 年之后,虽然增长率有所放缓,但德国工业机器人的保有量 仍维持在增长的水平上。德国是欧洲目前自动化程度最高的国家,在 2021 年间,德国机器人密度为每万名员工安装 397 台机器人,目前机器 人密度为欧洲第一。
2021 年,德国仍然是欧洲第一大机器人市场。在 2021 年,欧洲机器人 安装量增长了 24%,德国是世界第五大机器人市场,欧洲第一大机器人 市场,占欧洲总装机量的 28%,意大利以 17%紧随其后,法国以 7%位 居欧洲第三。德国在 2021 年安装的机器人数量达到了 6%的增长率水平, 是有记录以来的第二高安装数量,仅次于 2018 年汽车行业的大规模投 资后造成的机器人安装峰值。2021 年德国机器人运行存量为 24 万 5908 台,增长率为 7%。德国的工业机器人出口在 2021 年增长至 2 万 2870 台,达到了 41%的增长率。
德国 GDP 的高速增长与人口老龄化的趋势为机器人行业的发展奠定基 础。德国 GDP 从 1985-1995 年间快速增长,保持着超过 CAGR 超过 7.9% 的水平。在同一时期,德国总人口中,65 岁以上的比例处在 15%左右的 水平,但是在 2000 年以后,65 岁以上人口的比例开始快速增加,并在 2015 年达到了总人口的 21.1%,同时主要劳动力,处在 15-64 岁的人口 占比,不断下降,从 1985 年的 69.7%降低到了 2015 年的 65.7%。德国 GDP 的增长和老龄化的趋势共同驱动德国机器人行业的持续增长。
工业和制造业的增长,叠加劳动力的降低,成为机器人行业增长的自然 驱动力。德国制造业增加量从有数据记载的 1991 年以来,维持了一定的 增长量,从 1991 年的 4644 亿美元达到了 2015 年的 6832 亿美元。同时, 德国工业生产指数保持较好的增长,仅在 1995 年、2015 年和 2020 年出 现了一定程度的下滑,与之相反的是德国主要劳动力占比,也就是从 15 岁到 65 岁人口在总人口中的占比,自 1985 年后处于不断下滑的状态。 工业和制造业的增长,伴随着劳动力的下滑,为机器人行业快速发展奠 定基础。
中国目前同样面临人口结构变化和 GDP 高速发展带来的矛盾。1983 年 以后,为解决中国人口的问题,推行了计划生育的政策,劳动力人口在 21 世纪之后增速逐渐放缓,处于 15-65 岁的劳动力人口占比在 2010 年 达到顶峰,在 2010 年之后开始逐渐下降,从 2010 年的 74.5%降低到 2020 年的 68.6%,同时总劳动人口总数也在 2015 年后出现了一定的萎缩。与 之相反的是,中国 GDP 总值从 1990-2020 年期间保持了较快的增长,在 2005-2010 年间,CAGR 达到了 21.6%。劳动力的供给不足叠加中国经济 快速发展,为工业机器人的发展提供良好的空间。
中国工业机器人经过 40 年技术的积累,在 2010年后迎来了应用的爆发。 20 世纪 70 年代初期,中国科研人员开始研究机器人,为了技术的革新 和生产安全,最早的一批工业机器人,例如天津锻压机械厂研制的锻件 上下料机械手,得到了相关的应用。而 20 世纪 80 年代到 21 世纪初期, 中国工业机器人经过了较长时间的技术发展时期,在国家政策的支持下, 例如工业机器人被列入“七五”科技攻关计划研究重点以及 863 计划, 中国工业机器人的发展迈进了一大步,具备自主知识产权的点焊、弧焊 等 7 种工业机器人相继问世。在 2000-2010 年期间,国内工业机器人的 年均销量仅为数千台,国内供应商主要从事集成和代理。2010 年到 2013 年期间,下游汽车行业和 3C 行业的快速增长拉动了对国内工业机器人 的需求,工业机器人行业得到了快速的增长。2013 年之后,随着国家对 机器人支持补贴政策频出,叠加汽车和 3C 行业的高景气度,客户使用 机器人的意愿大幅度上升,国内机器人迎来了爆炸性的增长。在 2010- 2017 年间,工业机器人销量年复合增长率达到了 39.7%。
中国工业机器人上游厂商相对于日德仍存在一定技术差距。工业机器人 较为重要的上游为 RV 减速机,而日德上游 RV 减速机厂商仍有较好的 国际知名度。RV 减速机,作为一种小体积,大传动比,零背隙,超高传 动和体积比的减速机,里面完全是由高精度的元件、齿轮相互啮合,对 材料科学,加工精度,装配技术有极高的要求。相较于国内 RV 减速机, 进口 RV 减速机性能仍然更加稳定,国产 RV 减速机仍然面临着运行噪 音大,发热量大等技术问题。
埃斯顿积极布局全产业链发展战略,品牌知名度显著提升。埃斯顿的 主营业务覆盖了从自动化核心部件及运动控制系统、工业机器人到机 器人集成应用的智能制造系统的全产业链,构建了从技术、产品、质 量、成本和服务的全方位竞争优势,在实现规模效应的同时,可以最 大程度地降低成本,实现盈利。近年来,公司坚持“AllMadeByEstun” 的全产业链发展战略不动摇,在技术上进一步强化自身,同时积极布 局供应链自主可控的业务发展模式,积极推进国际化发展及海内外协 同研发制造,品牌知名度显著提升。
公司拥有 30 年积淀的智能制造相关技术。公司成立于 1993 年,前身 为 2002 年 2 月 26 日成立的南京埃斯顿数字技术有限公司。2011 年 7 月,公司整体变更为股份公司,全名变更为南京埃斯顿自动化股份有 限公司;2015 年成为深圳证券交易所。公司深耕自动化领域三十余载, 得益于公司专注于自动化完整生态链的布局,成功培育两大核心业务 板块,包括自动化核心部件及运动控制系统以及工业机器人及智能制 造系统。公司可以充分利用公司具备的运动控制和机器人的协同优势, 为行业提供更具竞争力的自动化一体化解决方案。
政策及宏观环境有望为公司业务提供更大的潜在市场。随着国家在“十 四五”产业发展规划中,明确支持机器人产业,机器人产业营业收入年 均增速超过 20%,为公司主要业务提供潜在增长空间。在中美贸易摩 擦大背景下,虽机器人市场长期由外资垄断,内资企业开始在关键领 域替代外资品牌,持续布局新兴产业与高端自动化产品。2022 年上半 年受到疫情防控的影响,工业制造业的景气度出现一定下滑,但是疫 情防控同样影响到了外资品牌在国内市场的生产、交货和售后,内资 企业凭借完整的产业链和灵活的服务方案,有望在中国市场装机量大 量提升的前提下,迅速抢占市场份额。
以运动控制业务为核心,多矩阵业务协同发展。公司专注于运动控制领 域和智能电源领域核心技术及系统级解决方案的研发和经营,已形成了 以控制电机,通用自动化驱动控制系统及 LED 智能照明控制驱动系统 为核心,贸易代理及工业互联网等业务协同发展的业务架构。
(1) 运动控制领域业务:公司在运动控制领域掌握了核心的控制电机 研发技术、驱动控制技术和尖端制造技术,并具备在多种电机驱 动控制系统中植入现场总线技术和自产产品系统集成技术的能 力。公司的产品被广泛医疗器械和生化分析仪器、安防、移动服 务机器人(AMR+AGV)、通信设备、太阳能光伏设备、智能水 阀控制、舞台灯光、纺织机械、3D 打印、航空航天电子、汽车 电子等自动化应用领域。 (2) 智能电源领域业务:经过十六年的技术积淀,公司已将 LED 驱 动技术、计算机应用软件技术、通信技术、智能控制技术、现场 总线技术及产品系统集成技术充分融入并应用到 LED 控制和驱 动领域,开发出一系列技术、性能优秀的 LED 智能照明控制与 驱动产品及整体解决方案。相关产品主要应用于户外照明(如路 灯照明、隧道灯照明)、高端商业照明、智能楼宇照明、医疗照 明、防爆照明、工业照明等 LED 照明和 LED 智能灯光控制等应 用领域。
(3) 工业互联网业务:公司设备状态管理系统业务主要为电力、冶金、 石化、煤炭、汽车、烟草、市政等资产密集型企业在其自动化生 产过程中提供设备状态管理、维护保养、实时监控、设备故障诊 断的整体解决方案。 (4) 贸易代理业务:公司的贸易代理业务主要为国外知名品牌电子元 器件类产品的代理业务,范围包括继电器与光电耦合器、车载继 电器、机器用传感器、光电传感器、行程开关及微动开关等,广 泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子 设备中。 (5) 其他业务:公司其他业务主要包括工业电源和电子控制装置两类 产品。
布局自动化领域数十年,产业链持续升级。禾川科技是一家技术驱动的 工业自动化控制核心部件及整体解决方案提供商。公司成立于 2011 年 11 月 22 日,以 PLC 产品切入市场,深耕自动化领域超过十年,伺服系 统、PLC 产品持续研发,数次迭代更新;同时开发研发中心,2015 年于 深圳、杭州,2017 年于大连都有基地布局,有利于持续创新。 覆盖自动化领域全流程,控制+驱动+执行传感器一体化。公司主要从事 工业自动化产品的研发、生产、销售及应用集成。主要产品包括伺服系 统、PLC 等,覆盖了工业自动化领域的控制层、驱动层和执行传感层, 并在近年沿产业链上下游不断延伸,涉足上游的工控芯片、传感器和下 游的高端精密数控机床等领域。
收入结构上伺服系统占比大,产品结构逐渐多元化。伺服系统业务主要 包括伺服驱动器、伺服电机和伺服系统附件,2018-2022 年公司伺服系统 收入由 2.32 亿元增长至 7.58 亿元,各年占总收入比重均超过 80%。伺 服系统的快速增长主要受益于市场整体的扩大、销售渠道和重点客户的 开拓以及防疫设备所带来的市场需求。主营业务还包括 PLC、低压变频 器、HMI 及工控芯片等产品,具备成为公司未来增长点的潜力。
公司是内资通用减速机龙头。公司成立于 1993 年,主营减速机的研发、 生产和销售,是通用减速机领域产品线最齐全的公司之一,目前有 3 万 多种零部件类别,已生产出的产品包括齿轮减速机(含模块化减速机和 大功率减速机)和摆线针轮减速机两大类,型号达 15 万种以上,广泛应 用于环保、建筑、电力、化工、食品、物流、塑料、橡胶、矿山、冶金、 石油、水泥、船舶、水利、纺织、印染、饲料、制药等行业。 公司深耕减速机技术 29 年。公司前身为武进县湖塘镇国泰减速机厂,成 立于 1993 年,同年更名常州市国泰减速机厂,2006 年更名为国茂减速 机集团有限公司。2013 年国茂集团出资设立国茂立德,2015 年国茂立德 对国茂集团、国茂电机与减速机业务相关的经营性资产进行业务重组, 2016 年国茂立德变更为国茂股份,2019 年 6 月于 A 股主板上市。2020 年国茂股份收购铸件项目和捷诺减速机项目。
2022 营收下降,归母净利润不及预期。2021 年以前公司盈利能力向好, 归母净利润增速高于营收增速。2022 年营业收入为 26.97 亿元,同比下 降 8.41%,归母净利润 2022 年同比下降 10.42%。2023 年一季报显示公 司实现主营业务收入 6.26 亿,同比上升 2.62%,归母净利润同比上升 24.25%。
专注小模数齿轮,面向全球知名电动工具供应商。公司是一家专业从事 小模数齿轮、齿轮箱以及相关精密机械件等产品研发、生产与销售的高 新技术企业,其主要产品包括钢齿轮、齿轮箱及零部件、精密机械件、 粉末冶金制品以及气动工具等产品。目前,公司主要产品作为重要零部 件被广泛应用于电动工具、农林机械、医疗器械、智能家居、特高压电 网、工业缝纫机等领域。目前,公司的产品主要面向电动工具的中高端 市场,已进入全球一流企业供应链体系。公司已与博世集团、史丹利百 得、牧田、创科实业等大型跨国公司建立了长期稳定的合作关系。
公司深耕齿轮行业近 30 年。公司成立于 1995 年,前身为丰立机电有限 公司。公司专注于小模数齿轮、齿轮箱以及相关精密机械件等产品的研 发,曾先后研发出中国首套低噪声工业曲折缝纫机齿轮、电脑绣花机双 曲线齿轮、高强度电锤齿轮、角磨机齿轮、中速平缝机齿轮、高速平缝 机齿轮、热处理炉、齿轮啮合设备、粉末伞齿轮等精密机械件。公司先 后成立工业级气动工具事业部、机床事业部、冶金事业部、齿轮箱事业 部、小模数螺旋锥齿轮工程研究中心,用技术积淀持续深耕小模数齿轮、 齿轮箱以及相关精密机械件领域。2022 年公司创业板上市。
景业智能是国内核工业机器人及智能装备领域的重要供应商。主要从事 特种机器人及智能装备的研发、生产及销售,主要产品包括核工业系列 机器人、核工业智能装备、非核专用智能装备等,产品主要应用于核工 业、新能源电池及医药大健康等领域。 凭借自主研发、技术创新建立竞争优势。景业智能是中核集团合格供应 商,经过多年的行业积累与发展,现已成为核工业领域客户的重要供应 商之一,2020 年获得中核集团下属某单位 4A 级履约供应商的称号。景 业智能核工业产品在行业内占据重要地位,拥有自主的知识产权,技术 水平国内领先。2020 年 12 月中核浦原对公司进行战略投资,公司由此 成为中核集团设备板块智能装备方向的重要单位。2022 年 4 月景业智能 在上海科创板成功上市,未来三年将紧紧围绕智能制造,以核心技术与 产品为依托,不断开拓核工业全产业链,进一步扩大新能源电池、医药 大健康、职业教育等业务,推进军用智能装备业务。
2018-2022 年收入和净利润 CAGR 分别为 55.22%和 57.64%。营业收入 从 2018 年的 79.84 百万元增至 2022 年的 463.49 百万元,CAGR 为 55.22%;归属于母公司股东的净利润从 2018 年的 19.69 百万元增至 2022 年的 121.62 百万元,年均复合增长率为 57.64%。2023Q1 营业收入为 51.99 百万元,同比提升 39.80%;归母净利润为 5.82 百万元,同比上升 157.60%。2018 年到 2022 年公司规模不断扩大,营收和经历均呈增长趋 势。主要驱动力有:1. 核工业的战略地位以及转型升级的需要推动核工 业领域智能化需求的增加;2. 综合竞争能力突出,公司实力赢得客户认 可;3. 产品技术附加值高,公司的盈利能力较强。
新时达核心技术是运动控制,并专注于伺服驱动、变频调速、机器人和 工业控制器等产品。主营业务为电气控制、变频驱动、运动控制、机器 人以及智能制造。公司产品广泛应用于锂电、光伏、物流、食品饮料、 医疗等多行业,是我国重点支持的高新技术企业与全国创新型企业,在 全球多个国家设立研发中心。公司总部位于上海,并将布局全球发展战 略,开辟全球市场。 公司深耕运动控制技术 27 年。公司成立于 1995 年,1998 年被认定为上 海市高新技术企业,前期以电梯制造业务为主,2010 年公司在深交所 A 股上市,2014 年购买深圳众为兴 100%股份入局运动控制行业,2015 年 成为国家机器人标准化总体组成员单位。公司深耕自动化产业二十余载, 投入工业机器人产业 11 年,坚持走技术创新道路,突破了电梯控制、变 频驱动、机器人等多项关键技术。
公司当前业绩受疫情影响,未来发展势头良好。2022 上半年,上海疫情 防控形势严峻,物流阻塞、上下游企业停限产等因素导致公司营收有所 下滑,机器人行业受疫情影响销量不及预期打击公司机器人业务。随着 疫情情况好转以及国家“机器人+”等政策出台,产业发展前景良好,预 期机器人需求大幅上升。公司其他业务如工业控制自动化、智能制造等 由于公司拥有业务聚焦、技术领先等核心竞争力,预期未来发展势头良 好。 2022 年营收下降,归母净利润为负。2021 年以前公司营业收入稳定上 升,2021 年营业收入为 42.64 亿元,同比增长 8%,归母净利润于 2019 年强势反弹,并平稳上升。2022 年显示公司实现主营业务收入 30.97 亿, 同比下降 27.37%,归母净利润为负,主要受疫情与宏观形势影响。
博实股份是专业从事于智能制造装备的研发、生产、销售的高新技术企 业。公司从事智能制造装备领域的工业服务,以及聚焦于工业废酸回收 再利用领域的节能环保工艺与装备的研发、生产、销售,并围绕系列产 品提供系统解决方案和相关增值服务。 公司深耕自动化装备领域 20 余年,强化公司龙头地位。博实股份前身 为 1997 年成立的哈尔滨博实自动化设备有限公司。1999 年至 2010 年先 后研发合成橡胶后处理全自动包装码垛成套设备及粉粒状物料自动称 重、包装、码垛成套设备并获奖无数,公司强劲的研发技术为以后的发 展奠定了坚实的基础。2010 年,公司完成股份改制,并更名为哈尔滨博 实自动化股份有限公司。2012 年 9 月,公司发行 A 股并成功在深圳证券 交易所上市。公司上市后一直秉持创新和拓展的态度,随着粉粒料全自 动包装码垛成套设备和合成橡胶后处理成套设备到达稳定期,博实股份 积极向其他行业拓展,打开了中国工业化智能的新篇章。
公司业务包括智能制造装备、工业服务和环保工艺与装备三大块。智能 制造板块(2021 年收入占比 60%)包括固体物料后处理智能制造装备、 机器人及系统成套、橡胶后处理、智能仓储物流。公司能够为下游智能 制造领域客户提供经济高效的工业服务(2021 年收入占比 29%),帮助 用户集中资源,提升行业生产效率。在工业废酸回收再利用领域,公司 的节能减排环保工艺与装备,能够实现工业废酸的回收、提纯和再利用, 实现节能、环保、减排、增效。博实股份是先进制造业与现代服务业融 合试点单位同时也是国际上少数几家能系统完成自主研发、成套生产和 配套服务的企业之一。 近年来公司市场需求旺盛,公司综合竞争力不断增强,公司营业规模及 归母净利稳步增长。2017-2022年公司营收增速为25.5%、16.2%、59.4%、 25.2%、15.6%、1.9%,归母净利增速为 18.0%、40.6%、68.7%、32.0%、 21.0%、-9.24%,营收和归母净利的增速均在 2019 年达到了最高,2023Q1 营收增长 44.7%,归母净利润增长 37.25%。
公司业务包括智能制造装备、工业服务和环保工艺与装备三大块,综合 毛利率维持在约 38%。
(1)智能制造装备是公司主要业务收入来源,毛利率呈下降趋势:2019- 2022 智能制造装备收入占比不断提升,分别为 49.35%、53.83%、59.94% 和 67.51%,是公司主要业务收入来源。毛利率分别为 45.23%、47.93%、 43.26%、39.72%和 40.03%,其中,固体物料后处理智能制造装备影响毛 利率略有下降,整体保持相对稳定;机器人及成套系统装备毛利率水平 下降主要是初期附加值高,同时公司主动降低售价来提高市场渗透率; 橡胶后处理智能制造装备和智能物流与仓储系统收入规模较小,毛利率 易受个别项目利润水平波动影响。 (2)工业服务收入规模稳步增长,毛利率下降:服务于智能制造装备领 域的工业服务业务收入占营业收入 31.52%、31.13%、29.11%和 29.67%。 2018-2022 工业服务毛利率分别为 32.88%、33.14%、28.41%、28.89%和 26.40%。其中,运营、售后类工业服务毛利率处于小幅下滑状态,主要 原因是企业订单期限较长,但薪酬水平阶段性上涨,以及疫情期间客户 生产开工水平波动;补充类工业服务及其他为公司非核心业务,对公司 整体业绩影响不具重要性水平。 (3)环保工艺与装备业务占比逐年减少,毛利率较高:2018-2022 环保 工艺与装备业务占比呈下降趋势,毛利率分别为 32.55%、39.60%、65.52%、 55.65%和 63.00%,该业务毛利主要来自工艺包,工艺包毛利率高,在工 艺包确认收入的会计期间会提高整体的毛利率。
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