机械设备行业工业机器人:进口替代加速+应用场景拓宽内资迎黄金发展期.docx
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1、内容目录.我国工业规模大、品类多,工业机器人换人空间广阔 51.1. 机器人能够代替人类进行体力劳动,是自动化产线的核心环节之一5我国是全球最大的工业机器人应用市场,2020年下游已有70%应用于汽车外的一般工业6疫情加剧行业洗牌,内资品牌集中度提升趋势明显82 .突破高端应用+拓展细分领域,内资品牌加速替代进口 9机器人下游应用广泛,局部行业需求存在一定相似性 92.1. 6-axis:内资已切入专用车整车产线,下沉至金属制品、家电等大有可为10SCARA:电子、锂电、光伏购买量占84%,进口替代较6-axis更快132.2. 协作机器人:代表标准化、小型化、柔性化趋势,有望加速开展14.对
2、内资工业机器人品牌开展的进一步思考152.3. 2020年工业机器人国产化率29%不低,坚定看好国产替代持续推进15各行业用工短缺日益凸显带来应用场景拓宽,内资品牌享天时地利人和 173 .国内工业机器人产业链头部企业将充分受益18埃斯顿:国内工业机器人龙头,打通全产业链进入加速迭代阶段183.1. 汇川技术:国内工控龙头,战略布局机器人与原优势业务协同作用强19绿的谐波:国内谐波减速器龙头,扩产稳步推进开展可期 2044 埃夫特:自主驱控逐步导入,公司开展有望由技术驱动进入快车道214.5.一致盈利预测和估值215.风险提示22图9 : 2020年,金属制品等四个行业购买的W20kg 6-a
3、xis工业机器人占该品类机器人的63%图10 : 2020年,汽车整车等四个行业购买的 20kg 6axis工业 机器人占该品类机器人的60%2020年20kg 6-axis|肖量分布情况2020年 20kg 6axisf肖量分布情况金属制品汽车零部件汽车整车家用电器其他汽车整车,汽车零部件家用电器金属制品其他资料来源:MIR,所资料来源:MIR,所图11 :我国重载垂直多关节机器人市场份额较集中,Top5所占 份额到达74% ( 2020年)图12 :我国轻载垂直多关节机器人竞争格局相对分散,Top5所 占份额为50% ( 2020年) 20kg 6-axis20kg 6-axis发那科 安
4、川电机库卡川崎- ABB 埃斯顿钱江广数控其他发那科 ABB安川电机那智不二越库卡卡诺普埃夫特广数控其他资料来源:MIR,所资料来源:MIR,所资料来源:MIR,所(注:图中展示了外资前五及内资前三,右同)汽车工业是垂直多关节机器人最早批量应用的领域,流水线严格的节拍使得其对机器人稳定性,重复定位精度,寿命等指标要求严格。工业机器人最早的目标市场是可以进行大批量生产的企业,这类企业在产品定型之后,在足够长的时间内生产线可以不做大的调整,在机器人的整个生命周期基本不需要重新部署, 发挥了机器人高重复性、高效率的特点,因此对机器人系统高额的部署费用相对 不敏感。汽车行业是大规模生产的典型代表,以日
5、产轩逸为例,这个型号的第一 代车于1959年诞生,在2019年于中国发行了第14代,六十年里平均来看,约 4年更新一代,更迭周期明显较普通消费品如电子产品更长。另外,随着更新换代 更快的新能源汽车快速开展(也会倒逼传统车更新换代提速),汽车产线对于机器 人的寿命要求可能缩短,国产机器人进入汽车及其配套产线的可能性增加。我国汽车工业中的机器人密度较兴旺国家明显偏低,但处于快圉是升井追赶 的过程中,国内埃斯顿携全费子公司Cloos的焊接机器人成功进入专用车整车产 线。汽车产业链主要包括汽车整车和汽车零部件,主机厂负责汽车主体结构的生 产、总装以及最后测试并顺利下线,汽车零部件包括内饰件,座椅,轮毂
6、,轮胎, 减速箱,传动齿轮等上千个部件。据国际机器人联合会统计(IFR), 2011年,我 国汽车工业中工业机器人的密度仅141台历人,同期美国、德国、日本均在1100 台/万人以上,而从2011至2016年,我国的该指标快速提升至505台行人,美、 德等国家基本持平,日本甚至有所降低。例如,在专用车领域,河南骏通“半挂 车数字化车间及智能物流涂装焊接生产线技改工程扩建工程”即采用了焊接机器人。2021年6月,嫩I顿公告与河南睡签署了机器人销售合同,合同金额达 9140万元,系公司收购Cloos整合后,焊接机器人进入专用车懈车制造环节 的规模性标杆工程,为内资机器人后续不断渗透汽车工业奠定了良
7、好基础。图13 :我国汽车工业中工业机器人的密度较美德日等国家明显偏低资料来源:IFR, Wind,所我国汽车工业的自动化水平快速提升但仍较国外有一定差距,我们分析认为, 主要可能有两点原因以及与之相应的开展趋势,而且在不同行业中应具有TW 适性,同时,据2020年内资品牌机器人占有率琢10的埃夫特的招股书,“从行 业分布来说,汽车工业、3c电子工业仍然是自动化程度最高的行业,该等领域内 系统集成厂商技术水平较高。在其他通用工业领域,整体智能化水平较低,国外 品牌与国内品牌处于同一起跑线,未来需要突破的技术难点是如何降低生产线的 操作难度,提升柔性和智能化。国外企业引入视觉检测、云技术等技术解
8、决该等 问题”:我国汽车工业的自动化水平快速提升但仍较国外有一定差距,我们分析认为, 主要可能有两点原因以及与之相应的开展趋势,而且在不同行业中应具有TW 适性,同时,据2020年内资品牌机器人占有率琢10的埃夫特的招股书,“从行 业分布来说,汽车工业、3c电子工业仍然是自动化程度最高的行业,该等领域内 系统集成厂商技术水平较高。在其他通用工业领域,整体智能化水平较低,国外 品牌与国内品牌处于同一起跑线,未来需要突破的技术难点是如何降低生产线的 操作难度,提升柔性和智能化。国外企业引入视觉检测、云技术等技术解决该等 问题”:1、我国劳动力本钱更低,局部在海夕睬用自动化及机器人的环节,在我国更多
9、采用人工,考虑到汽车主机厂各环节配合十分紧密、停线损失巨大,我们认为三动化程度较海外更低这一点在汽车零部件的生产中会更为明显。相应的,汽车零部件中使用的多为轻载工业机器人,国内品牌有望逐渐突破。2、局部难以实现自动化的环节瞬专移至我国。相应的,这是外资品牌同样不熟悉的应用领域,虽然国外的自动化、机器人等基础技术较我国成熟更早,但在 应用技术上没有明显的先发优势,而且应用场景位于我国,内资品牌更加具有在各个细分领域深耕、迭代的优势。金属制品.家用电器等下沉市场空间同样广阔,国内品牌已经导入具备较好 开展机遇。据国家统计局统计,2019年,我国汽车制造业、金属制品业、电气机 械和器材制造业(包含家
10、电制造等)企业利润总额分别为5100、1786、3943亿 元,假设以汽车行业为基准,那么金属制品业.电气机械和器材制造业的利润总额分 别为汽车制造业的35%, 77% ,且这两个行业用工人数合计值到达902万人,为 汽车制造业的两倍。我们认为其中工业机器人的开展空间同样广阔,如2020年在 工程机械、集装箱、厨具、家具、自行车、口罩机等金属制品的焊接、冲压、上下 料和打磨上,W20kg6-axix机器人呈高速增长态势;且对于节拍、稳定性的要求较汽车行业相对宽松,国产品牌具备较好的开展机遇。表2 :金属制品业、电气机械和器材制造业用工人数合计值到达902万人,为汽车制造业用工人数的两倍(201
11、9年)资料来源:国家统计局,所(注:家用电器制造业属于电气机械和器材制造业)整体规模平均规模企业数量(个)营业收入(亿元)利润总额(亿元)用工人数(万人)营业收入/企业数量 (亿元/个)利润总额/企业数量 (亿元/个)用工人数/企业数量 (人/个)汽车制造业154858041851004515.20. 33291金属制品业246873653517863551.50.07144电气机械和器 材制造业252676492339435472.60. 1621723 SCARA :电子.锂电.光伏购买量占84% ,进口替代较6axis更快SCARA机器人进口替代进程较快,外朝已受到较大招跳 2020年,
12、内资SCARA机器人Tbp3分别为汇川技术、众为兴、台达,三者市占率合计到达19%, 较内资6-axis机器人Tdp3的占有率更高,进口替代的进程相对更快。其中,汇 川技术凭借“控制器+伺服+机器人”的整套解决方案,以重点行业、重点客户为导向在锂电、电子零部件等细分行业加大布局,2020年工业机器人业务实现销售 收入同比+61%达1.68亿元。另外,据MR统计和调查,埃斯顿聚焦锂电、教育、 食品、PCB等领域,并借助“核心部件+整机”优势,2020年SCARA出货量实现翻倍,在SCARA机器人领域的占有率由2019年的2.1%提升至2020年的 2.9%O从雅马哈2020年推出经济款YK-XE
13、系列并在消费电池领域推广,我们认 为其已受到内资品牌较大挑战,即内资SCARA机器人的各环节技术正在快速进 步、持续追平和外资的差距。图14 : 2020年,电子锂电.光伏购买的SCARA机器人占该品 类机器人销量的84%图15 : 2020年,汇川技术在SCARA机器人中的份额达7%,位 居内资第一,全市场第三资料来源:MIR,所2020年SCARA机肖的布情兄电子锂电光伏其他2020年SCARA机器人分品牌市占率爱普生 雅马哈汇川技术三菱东芝众为兴台达ABB 其他资料来源:MIR,所国产SCARA机器人颐电子,锂电,光伏领域的细分应用,并不断向上突 破扩大份额。国产SCARA机器人通过提升
14、技术及降低本钱,将在两个方向扩大 份额:1、在利润水平低的行业环节实现机器换人;2、在利润水平更高的细分行 业厅不节实现替代进口。分别来看,电子行业按照产品主要分为手机、电脑、智能 穿戴设备、通信设备等,国产机器人如汇川、台达、众为兴等已能进入利润水平相 对低、对价格敏感的电脑行业,也能够进入对柔性要求高但可能利润水平更低的 电子零部件制造;锂电行业,主要分为动力电池和消费电池,汇川、埃斯顿一方 面能够在自动化程度要求高的动力电池行业突破一些非关键环节使用,另一方面 能够在速度、精度要求相对低的消费电池中实现更大程度的渗透;光伏行业,在 对机器人速度、精度、稳定性要求不高的电池板的生产中,以内
15、资机器人为主,有 待向上突破电池片的生产环节。内资品牌在SCARA领域具备更好的替代进口基础。从机器人核心零部件的 角度进行分析:在减速器方面,SCARA机器人基本均为小负载机器人,以使用谐 波减速器为主且这方面进口替代较为顺利;在伺服和控制器方面,电子、锂电、光 伏行业的生产工况较好,一般不用面临高温、振动、油污、粉尘等在汽车产线中较 为常见的恶劣工况,对于伺服、控制器等电子产品的挑战相对较小;在算法方面, SCARA仅有4个自由度,控制算法较6自由度机器人的更简单。综合来看, SCARA机器人国产替代的速度会比6-axis更快。表3 :汇川技术SCARA机器人的性能已经基本与雅马哈到达同一
16、水平(以臂长400mm级别的SCARA机器人为例)品牌品牌产品型号爱普生Epson G6-453S雅马哈YK400XE-4汇川技术IRB100-3-40Z15TS3ABB1RB 910SC- 3/0.45发那科SR-3iA产品图示埃斯顿ER3-400-SR臂长(丽)最大负载(kg)循环时间(S)质量(kg)防护等级R4S060. 3527TP651 40040.411740030.4213450T60. 3824. 51P20I40030. 3319IP20400315IP20资料来源:各公司官网,所24协作机器人:代表标准化,小型化,柔性化趋势,有望加速开展协作机器人市场尚处起步阶段,随更多
17、内外滨品牌布局有望加速开展。目前 我国协作机器人市场尚处于起步阶段,呈现以遨博、优傲两家企业为主的格局, 2020年二者合计市占率到达63%,其中遨博为内资品牌,其在按摩理疗、教 育、新零售等非工业场景取得突破,2020年跻身我国协作机器人出货量第一名; 优傲为外资龙头,在电子和汽车零部件行业有较好的表现。另外,四大家族均已 完成协作产品的战略部署,内资品牌如节卡、大族电机等厂商也在积极开拓市场 渠道,随着更多厂商的进入和拓展,协作机器人市场有望加速开展。图16 :协作机器人市场份额较为集中且国产化率较高,Top5中除优傲外均为内资品牌(2020年)遨博优傲节卡达明大族电机其他资料来源:MIR
18、,所协作机器人具有安装快捷,部署灵活,编程简单等优点,其较低的综合本钱 更加适用于中小企业。据埃夫特招股书,以工业机器人四大家族为代表的欧、日 系工业机器人,目前仍然主要以汽车工业机器人为主,除3C行业外的通用工业, 自动化率普遍不高。原因在于汽车和电子制造行业标准化程度较高,属于单件大批量制造,都属于大型制造企业,具有良好的设备运维团队。而除此之外的其他 通用工业,通常是量大面广的中小企业,它们的产品一般以小批量,定制化,短 周期为特征,没有太多的资金对生产线进行大规模改造,并且对产线的投资回报 率更为敏感,传统的工业机器人在中小企业中的渗透率很低,协作机器人的优势有望解决这些痛点。3.对内
19、资工业机器人品牌开展的进一步思考2020年工业机器人国产化率29%不低,坚定看好国产替代持续推进全球知名机器人企业历史悠久.积淀深厚。从2020年我国工业机器人销量 前十名来看,七家为日本企业,其余三家分别为瑞士、德国和中国的企业,其中, 除我国埃斯顿,其他企业均在上个世纪80年代前后推出或正式璘研发工蝴 器人。以发那科为例,据电焊机杂志2009年对发那科机器人研发鼻祖之一鸟 居信利先生的采访来看,“发那科当时CNC的产量到达200万台,产品占全球份 额的60%,其中在日本占75%,在中国占55%,在全球安装使用的机器人数量达 到20万台”。而且,据鸟居信利先生所说,发羽斛在数控系统和伺服技术
20、方面技 术积累和绝对优势,是其开发机器人的基础,我们认为这也是奠定发那科机器人 全球第一地位的核心优势。中国企业追赶脚步并不慢,且格局优化后有望进一步提速。据MIR统计, 2020年我国工业机器人市场中内资占有率为29%,从相对值来看,市占率较2019 年小幅下降1pp,主要系抗风险能力弱的内资品牌在疫情冲击下加速退出市场所 致,而龙头企业的占有率提升,我国国产工业机器人领军企业保持快速开展;从 绝对值来看,与国外机器人企业有几十年甚至百年的技术积累相比,我国数控系 统以及工业机器人商业化起步较晚,领军企业如埃斯顿2012年才推出首款机器 人,2020年就取得了我国工业机器人市场销量第八名的好
21、成绩,快速追赶外资脚 步。另外,内资品牌如汇川技术、卡诺普、众为兴的销量也超过三千台,分别位列 第十一、十四、十五名,从这个角度来看我国工业机器人处于快速替代进口产品 的阶段,经历疫情洗牌市场竞争环境优化,国内龙头优势有望进一步放大。表4 : 2020年我国工业机器人销量前十名的企业中,除埃斯顿外均在在上个世纪80年代前后推出了工业机器人,埃斯顿自2012年 推出首款机器人并加速追赶外资脚步排名销量公司名称国籍时间备注123872发那科日本19771956年,高,士通中与电子目动控制相关日勺部I J升友/ 日本民企中的第一 套数控系统并不断完善,1972年稻叶清右门卫带着该部门从富士通中独 立
22、出来,取名为发那科。据发那科官网介绍,公司的开展历史在一定程 度上被认为就是计算机数控(CNC)的开展历史。1977年,发那科开始商 业化生产和销售工业机器人。216678爱普生日本1982从手表制造商起家,1982年开发并量产工业机器人。314255ABB瑞士1978由两个历史100多年的国际性企ASEA (1883年)和BBC Brown Boveri (1891年)在1988年合并而成。1978年,ASEA推出了它的第一台工业 机器人。413140安川电机日本1977安川电机成立于1915年,从电机起家,1968年开发硬线NC, 1977年运 用擅长运动控制技术开发生产出了日本第一台全电
23、开工业机器人。510289库卡德国19711971年为戴姆勒-奔驰建造了欧洲第一条由机器人运行的焊接流水线, 1973年制造了全世界第一台拥有六个机电驱动轴的工业机器人。610030雅马哈日本19761955年,雅马哈发动机株式会社成立,1976年雅马哈第一款产业用机器 人“电弧焊机器人”上市。785648川崎口本1969成立于1878年,从造船起家,引进美国技术,1969年制造了日本首台国5600埃斯顿中国20122002年成立,从金备船隔余数4案疏居蒙:t辩唧进军工业机器人领 域,推出冲压机器人。95507那智不二越日本19791925年成立,最初从事不锈钢制品,从刀片、轴承等拓展至机床,
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