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          機器人行業深度研究:人形機器人風起,核心零部件助力揚帆遠航

          • 未來智庫
          • 2022年11月12日11時

          (報告出品方/作者:浙商證券,邱世梁、王華君、林子堯)

          1 人形機器人開啟智能制造時代

          人形機器人代表著一個國家的高科技發展水平。人形機器人,又稱仿人機器人,涉及 控制、規劃、機電一體化技術、全方位的 AI 感知技術,移動能力和工作范圍,人機交互 等,是一個國家的高科技發展水平的最終體現。

          1.1 人形機器人活力四射,發力多領域人工替代

          最早的“機器人”概念起源于亞里士多德的設想。1927 年第一個電驅人形機器人 “Televox”誕生于美國西屋。隨后美國、日本和歐洲在這一領域廣泛布局,促進了人形機器 人的快速發展。在 2000 年,我國也獨立研制出具有語言功能的“先行者”號人型機器人。2023 年隨“擎天柱”的誕生,人形機器人或將走入日常生產生活。



          群雄并起,逐鹿人形機器人。日韓在人形機器人研究領域表現活躍,日本本田代表產 品 Asimo 身高 1.3m,體重 48kg,具有 57 個自由度,可完成上下樓和奔跑等動作。韓國 KAIST 代表產品 HUBO+身高 1.7m,體重 80kg,具有 32 個自由度,在 2015 年“機器人挑 戰賽”中獲得冠軍。美國在人形機器人領域后來居上,波士頓動力研發的代表產品 Atlas 身 高 1.8m,體重 80kg,具有 28 個關節,可完成原地起跳轉身一周等高難度動作。波士頓動力的人形機器人 Atlas 主要聚焦在科研領域,商業價值低。在波士頓動力優 秀的軟硬件配置下,Atlas 能夠完成流暢、高難度的“跑酷”動作。硬件結構上,Atlas 擁 有輕量級結構件皮膚和足部力控傳感器,雷達與深度相機形成視覺感知,28 個液壓關節驅 動完成一系列其敏捷動作,本體搭載 3 臺 NUC/工控機負責整體控制系統的運算。軟件方 面,波士頓動力運用行為庫、實時感知和模型預測控制(MPC)技術將相機、雷達等傳感 器接收的數據進行分析并對決策制定和動作規劃提供最有效的支持。

          國內人形機器人成果喜人。在科研領域,國科大研發的“先行者”機器人可以完成靜 態和動態步行動作;哈工大推出的“HIT-III”機器人能完成上、下斜坡等動作;清華大學開 發的“THBIP-II”身高 0.75m,體重 18 kg,具有 24 個自由度;浙江大學研發出會打乒乓球的 “悟”、“空”人形機器人;北理工推出的“匯童”機器人可完成摔倒起立,“摔滾走爬”等動作。在產業領域,深圳優必選推出的“Walker”機器人能完成上、下臺階等動作。



          小米于 2022 年 8 月公布首款全尺寸人形機器人 CyberOne(鐵大)。升級后的運動控制 算法支配這機器人全身 13 個關節和 21 個自由度,實現雙足運動姿態平衡;電機性能增強 10 倍,髖關節主要電機的動力扭矩峰值可達 300Nm,峰值扭矩密度 96Nm/kg。AI 算法賦能環境感知,“高情商”展現國內人機交互技術成果。環境感知方面,自研的 Mi-Sense 深度視覺模組+AI 算法幫助 CyberOne 實現對真實世界的三維虛擬重建。情緒感知 上,CyberOne 搭載自研 MiAI 環境語義識別引擎和 MiAI 語音情緒識別引擎,能夠實現 85 種環境音識別和 6 大類 45 種人類情緒識別。

          人形機器人將對社會變革與發展產生重要影響作用。人形機器人具有與人類相似的軀 干結構與運動能力,使其具有超強環境適應能力,較大工作范圍,豐富的動作形態,更高 能量利用效率和出色的人機互動能力,可將人類從低級和高危行業中解放出來,使人類能 夠專注于高級智慧活動,從而提升生產力水平和工作效率。

          1.2 特斯拉人形機器人正式發布

          特斯拉人形機器人“擎天柱”于 2022 年 9 月底亮相。2021 年 8 月,馬斯克在特斯拉 年度 AI 開放日上首次公開展示了“擎天柱”的想法。僅過一年時間,“擎天柱”原型機于 9 月 30 日特斯拉 AI Day 發布,硬件方面,“擎天柱”身高 172CM,整體重量 73KG;行走功率 500W,坐下功率 100W,整體參數與 2021 年概念機略有出入(概念機參數:身高 172CM,體重 57KG,負載 20KG,行走速度最高可達每小時 8 公里),我們認為存在進一 步降本空間。



          電機驅動上,“擎天柱”擁有 2.3KWH、52V 電壓的電池組,內置電子電器元件的一體 單位,支持人形機器人工作一整天;選用 28 個定制關節驅動器,復用汽車動力總成設計經 驗,設計 6 種關節驅動器,包括 3 種不同規格的舵機(采用諧波減速器)和 3 種不同規格 的直線執行器(采用永磁電機,可抬動 1.5 噸三角鋼琴的),找到成本與效率的最佳組合。

          量化人體運動軌跡與關節受力,幫助機器人行動更加靈活。以膝蓋為例,特斯拉采用 仿生思維將機器人膝關節構造成四連推桿結構,復用汽車底層技術,將機器人腿部組件產 生的壓力數據線性化,優化機器人在不同的運動過程中的下肢運動和力度控制能力。

          靈活度方面,“擎天柱”全身約 50 個自由度,手指靈敏度高,能夠滿足多種規格的物 體抓取需求。機器人單手具有 6 個執行器,11 個自由度,在對生拇指與金屬肌腱的配合 下,“擎天柱”能夠完成對不同重量和大小的物件的抓握。同時,特斯拉機械手搭載能夠驅 動手指感知物體的傳感器,幫助其識別需要抓握的物體,并在不斷的抓握過程中學習提高 機械手適應性。



          “擎天柱”是特斯拉 FSD 自動駕駛技術的集大成者。特斯拉采用與 Autopilot 相同的 算法框架,通過自動標注(Auto Labeling)、仿真(Simulation)和數據引擎(Data Engine)形 成訓練數據用以訓練“擎天柱”的神經網絡,使特斯拉人形機器人能夠做到損傷控制、感知 周圍環境、自主規劃行動路徑、直立行走并保持相對平衡等功能。

          以視覺導航為例,特斯拉依靠純視覺解決方案在 AI 算法領域一枝獨秀。“擎天柱”采用 智能駕駛攝像頭(魚眼廣角+左右攝像頭)與 Autopilot 算法,內置 FSD 芯片,能夠識別周 圍物理環境的高頻特征并進行立體渲染,構建了機器人良好的空間感知能力。“擎天柱”的大腦位于軀干,搭載特斯拉自研的 DOJO 超級計算機,其基本單元是 D1 芯片(共計 1500 個)。D1 芯片單體采用分布式結構和 7 納米工藝,具有超強算力和帶寬, 相鄰芯片間通過自創高寬帶、低延遲的連接器連接,最新 Dojo ExaPOD 由多 Dojo 機柜組 成,內含 3000 個 D1 芯片,擁有 1.3TB 的高速 SRAM、13TB 的高帶寬 DRAM,算力高達 1.1 EFLOP。

          人形機器人應用領域正在逐漸打開。AI Day 上,“擎天柱”演示了澆花、搬運紙箱、 金屬塊等工作,能夠很好地完成視覺識別、抓握、下蹲、直立行走等動作,研發團隊也在 不斷更新優化,有望在未來解鎖更多應用場景,目前目標客群未知。

          2 人形機器人有望開啟千億藍海市場

          2.1 人口紅利漸退,有望刺激機器人行業高速發展

          人口老齡化加劇,勞動力供給緊張。據國家統計局數據,我國 65 歲以上人口比例逐 年增加,于 2000 年突破 7%,進入老齡化社會。2021 年 65 歲以上人口占比更是高達 14.2%。從全球看,65 歲以上人口從 1960 年的 5%增長至 2019 年的 9%,全面進入人口老 齡化階段,勞動力供給將進一步短缺。



          人均工資逐年增加,用工成本高企。中美作為世界前兩大經濟體,用工成本逐年增 加。根據華經產業研究院數據,2019 美國人均收入 65910 美元,9 年復合增速 3%。從國 內看,據國家統計局數據,2021 我國就業人員平均工資達 8.8 萬元,2016-2021 年復合增 速 9%,高于美國 6 個百分點,用工成本承壓更重。

          人口紅利漸退,機器人市場迎來發展機遇。人口結構變化和勞動力成本上升刺激各行 各業加速推進一二三產人工替代。根據中國計生協數據,2030 年我國勞動力總數約 9.58 億 人。據《中國企業綜合調查(CEGS)報告》數據,2025 年中國勞動力替代率可達 4.7%。據麥肯錫數據,2030 年此數值約 15%,復合增速 26%。若以此增速估計,中國被替代勞動 力數將從 2021 年的 0.15 億人增加到 2025 年的 1.2 億人。根據中國電子學會數據,國內機器人 2024 年有望達 251 億美元市場規模,2020-2024 年 CAGR 約 22%。從市場規模看,工業機器人是機器人的主要品類。根據下游不同應用場景,我國將機 器人分為工業機器人,服務機器人和特種機器人三大類。根據中國電子學會數據,2021 年 全球工業機器人、服務機器人、特種機器人市場規模占比分別為 41%、40%、19%;中國 市場三者的占比為 53%、35%、13%。



          目前我國是全球最大的工業機器人市場。根據中國電子學會數據,2021 年我國工業機 器人市場規模約 75 億美元,占比全球 43%,預計 2024 年我國工業機器人市場規模有望達 115 億美元,在全球工業機器人銷售額比重有望達 50%,2020-2024 年中國工業機器人銷量 CAGR 約 15%。

          服務機器人市場規模穩定增長。據中國電子學會數據,預計全球服務機器人市場規模 將從 2020 年的 138 億美元增長至 2024 年的 290 億美元,2020-2024 年 CAGR 約 20%。從 國內看,2024 年我國服務機器人市場規模將達 102 億美元,2020-2024 年 CAGR 約 29%。

          特種機器人市場規模快速增長。據中國電子學會預測,全球特種機器人市場規模將從 2020 年的 66 億美元增長至 2024 年的 140 億美元,復合增速 21%。從國內看,2024 年我 國特種機器人市場規模可達 34 億美元。特種機器人同期復合增速預計可達 27%,高于全 球 6 個 pct。



          關鍵假設:1)根據 MIR、GGII 數據,2021 年工業機器人銷量約 25 萬臺;根據國家統計局數 據,2021 年服務機器人產量約 921 萬臺;根據觀研天下數據,2021 年機器人產銷率約 80- 90%。2)根據武漢大學質量發展研究院 2019 年數據,預計 1 個機器人替換 3-4 個工人(8 小時工時,1 臺機器人對應 3 個工人),考慮掃地機器人等服務機器人無法替換工人,且銷 售量占比近 90%,因此一臺機器人實際可替換 0.3-0.4 個工人,平均值為 0.35 個工人。

          2.2 中性預計 2021-2030 年全球人形機器人市場規模復合增速約 71%

          中性預計 2030 年全球人形機器人市場規模有望達 855 元。關鍵假設如下:1、2025-2030 年全球人形機器人滲透率假設:主要參考全球新能源車 2010-2015 年時 候滲透率 以特斯拉發布新能源車概念車(2008)作為新能源啟動元年,假設人形機器人滲透率 (人形機器人銷量占比機器人總銷量)類似新能源車滲透率走勢,那么樂觀預估下,2030年人形機器人滲透率將對應 2015 年時新能源車的滲透率(人形機器人 2023 年小規模銷 售,到 2030 年 7 年時間)。滲透率代表人形機器人產業發展速度,我們假設中性以及保守 假設下,滲透率分別向后遞延 1 年/2 年。因此 2030 年人形機器人滲透率在中性/保守情況 下的滲透率預估值將對應 2014/2013 年時新能源車滲透率。

          2、樂觀情況下 2021-2024 年人形機器人滲透率假設:2021 年人形機器人還處于產業 發展萌芽期,行業內商業化機型較少。由于對應新能源車行業中 2005 年時間段,新能源車 滲透率難以估算。因此我們選用了售價類似的波士頓機械狗銷量作為參考(2021 年波士頓 機械狗銷售價格約人民幣 50 萬元,3 個月銷量約 120 臺,全年約 500 臺),考慮到全球范 圍內其他企業推出類似 walker X 等仿人形機器人機型。假設 2021 年仿人形機器人銷量在 1000 臺左右,對應滲透率約 0.004%作為全部情景下的初始滲透率。

          3、中性、保守情況下,其他年份人形機器人滲透率假設:由于假設 1 中,中性、保 守情景下行業發展進程可能延后 1-2 年,預測中空白部分以 0.004%-0.01%均值平滑替代。綜上,預估 2030 年保守/中性/樂觀滲透率分別約為 0.2%/0.4%/0.6%。全球對應銷量 分別約 39/61/100 萬臺。按早期銷售價格 70 萬元(小米人形機器人成本),2030 年量產后 售價降低至 2 萬美元(人民幣約 14 萬元)測算,2030 年全球人形機器人市場規模保守/中 性/樂觀預估下,分別有望達 548/855/1400 億元,2021-2030 年市場規模 CAGR 分別為 62%/71%/80%。



          3 動力、AI、結構三大核心系統有望持續受益

          3.1 中性預計人形機器人三大系統市場規模

          2021-2030 復合增速約 65% 動力系統,智能 AI 系統和結構單元是特斯拉人形機器人的三大核心:動力系統:相當于人類的四肢,根據智能 AI 系統中決策層給出的指令做出相應動 作,此系統中包括能源電池系統和執行機系統(減速器、伺服電機、控制器、絲桿等)。智能 AI 系統:包括感知層、決策層和傳輸層三大層,感知層相當于人類的感覺器 官,用于感知外界環境狀態,此層級涉及傳感器和壓電元件等。決策層相當于人類的大 腦,用于分析感知層收集的數據,并給出相應反饋動作指令,此層級涉及計算能力硬件和 機器學習算法等。傳輸層相當于人體的神經元,負責將感知層收集的數據傳導給決策層和 將決策層指令傳輸給動力系統,此層級包括以太網、高速連接器等。結構單元:包括相當于人體骨骼,用以支撐機器人形體的輕量化鋁合金、耐磨損碳纖 維結構件;相當于人體皮膚,用以包覆和感知的有機工程塑料和樹脂材料;相當于人體腹 膜,用以保護緩沖內部器件的聚氨酯填充材料。其他:包括接插件、低壓線束、面罩玻璃等,價值量不高。

          中性預估三大系統 2030 年市場規模增量有望達 557 億元,2021-2030 年 CAGR 約 65%。樂觀預估:人形機器人市場將拉動動力/智能 AI 系統/結構件市場規模增量分別為 577/105/262 億元。2030 年三大系統市場規模合計約 951 億元,2021-2030 年 CAGR 約 75%。中性預估:人形機器人市場將拉動動力/智能 AI 系統/結構件市場規模增量分別為 336/61/153 億元。2030 年三大系統市場規模合計約 557 億元,2021-2030 年 CAGR 約 65%。保守預估:人形機器人市場將拉動動力/智能 AI 系統/結構件市場規模增量分別為 229/42/104 億元。2030 年三大系統市場規模合計約 381 億元,2021-2030 年 CAGR 約 58%。

          根據 OFweek 數據,核心零部件占比工業機器人成本約 70%,其中減速器、伺服電 機、控制器占比分別約為 35%/20%/15%(不同口徑下占比略有差異,總體在 70%左 右)。人形機器人相較于傳統工業機器人,自由度大幅提升,預計將使用比工業機器人更 多的減速器與電機。中性假設下,預計 2030 年全球人形機器人核心零部件市場規模約 300 億元,9 年復合增速 91%。假設按未來單臺人形機器人配有 8 個 RV 減速器用于四肢,腰 部、胯關節等大負載處,20 個諧波減速器裝配在小負載關節處,同時配備 28 個伺服電機 進行測算。樂觀預估:按 2030 年全球人形機器人銷量 100 萬臺預測,人形機器人市場將拉動 RV 減速器/諧波減速器/伺服電機市場規模增量分別為 200/151/140 億元。三大核心零部件合計 約 492 億元。

          中性預估:按 2030 年全球人形機器人銷量 61 萬臺預測,人形機器人市場將拉動 RV 減速器/諧波減速器/伺服電機市場規模增量分別為 122/92/85 億元。三大核心零部件合計約 300 億元。保守預估:按 2030 年全球人形機器人銷量 39 萬臺預測,人形機器人市場將拉動 RV 減速器/諧波減速器/伺服電機市場規模增量分別為 78/59/55 億元。三大核心零部件合計約 192 億元。

          3.2 減速器、伺服電機、控制器是人形機器人動力系統核心部件

          3.2.1 減速器:日系廠商占主導地位

          精密減速器是工業機器人的重要核心零部件。其具有傳動鏈短、體積小、功率大、質 量輕和易于控制等特點,主要作用為將電機的轉數減速到所要的轉數,并得到較大扭矩。機器人減速器主要包括 RV 減速器和諧波減速器兩大類。



          兩種減速器優勢互補,應用于不同部位。RV 減速器具有剛度好、耐沖擊能力強、傳 動系統穩定、高精度等特點,主要用于大臂、肩部、腿部等重負載位置;諧波減速器體積 小、構造簡易緊湊,一般用于小臂、腕部或手部等輕負載位置。

          RV 減速器具有兩級減速機構,分別為行星齒輪減速機構和差動齒輪減速機構。在第 一級減速機構中,輸入軸的旋轉從輸入齒輪傳遞到直齒輪,按齒數比進行減速。在第二級 減速機構中,直齒輪帶動偏心軸旋轉,成為輸入軸。由于外殼針齒數比 RV 齒輪齒數多 1, 因此當偏心軸旋轉一周時,曲輪外殼旋轉一個齒,減速比為外殼針齒數。RV 減速器總減速 比為兩級減速比的乘積。

          受下游機器人行業高景氣度帶動,國內 RV 減速器行業市場規模快速增長。據前瞻產 業研究院數據,機器人用 RV 減速器需求量從 2014 年的 18 萬臺增長至 2020 年的 47.5 萬 臺。按照 RV 減速器均價 6000 測算,2020 年 RV 減速器市場規模約 29 億元。從競爭格局 看,日系廠商占據主導地位。據華經產業研究院數據,2021 年納博特斯克(Nab)市場占 有率約 53%,位居第一。國內廠商雙環傳動市場占有率從 2020 年的 9%增長至 2021 年的 14%,提升明顯。

          諧波減速器由固定的內齒剛輪、柔輪、和波發生器組成。諧波減速機器利用柔性齒輪 產生可控制的彈性變形波,引起剛輪與柔輪的齒間相對錯齒來傳遞動力和運動,從而達到 減速的。當波發生器帶動柔輪轉動時,柔輪在長軸處與剛輪接觸,在短軸位置與剛輪分 離,導致柔輪上的齒依次與剛輪上的齒進行嚙合,達到傳遞扭矩的目的。通常情況下,諧 波減速器剛輪齒數比柔輪齒數多 2 齒。因此,當波發生器轉動一周時,柔輪在相反方向上 旋轉了剛輪上 2 個齒所對應的角度,從而實現減速傳動。



          我國諧波減速器市場規模 2021-2025 年復合增速約 25%。據華經產業研究院數據,我 國諧波減速器市場規模 2020 年約 15.7 億元,預計到 2025 年諧波減速器市場規模有望達 47 億元,2021-2025 年 CAGR 約 25%,其中機器人用諧波減速器市場規模約 30 億元,2021- 2025 年 CAGR 約 25%。

          從競爭格局看,日系廠商為諧波減速器主要玩家。2021 哈默納科市場占有率達 36%。伴隨關鍵技術的攻克,國內廠商競爭力顯著增加,2021 年綠的諧波市場占有率達 25%, 位居第二。

          3.2.2 伺服電機:國內廠商競爭力大幅提升

          伺服電機廣泛應用于機器人關節部位,直接影響機器人性能參數。伺服電機主要由定 子、轉子和編碼器組成,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象,具有體積 小、質量小、機電時間常數小、線性度高等特性。

          我國 2021-2025 年伺服電機市場規模 CAGR 約 14%。隨機器人需求量上升,工業結 構升級和電子制造設備等產業的迅速擴張,伺服電機行業充分受益。據工控網統計,2021 年我國伺服電機市場規模為 169 億元,2015-2021 年復合增速 11%。從下游應用領域看, 據 MIR DATABANK 數據,2019 年機器人市場占比伺服電機下游約 8.7%。若維持此比 例,我們預計 2025 年伺服電機市場規模可達 287 億元,2021-2025 年 CAGR 約 14%。



          國產伺服電機品牌市場競爭力逐步提升。據 MIR DATABANK 統計,2021 年上半年, 國產品牌匯川技術市場占有率從 9.8%升至 15.9%,反超安川等日系廠商,首次問鼎。排名 第二第三的廠商為安川和臺達,市場占有率分別為 11.9%和 8.9%。

          3.2.3 控制器:2012-2020 市場規模復合增速約 52%

          控制器負責處理用戶指令并驅動伺服電機完成相應動作,其性能直接關系到機器人運 行的穩定性、可靠性和精準性。經驗積累疊加技術進步促進機器人控制器需求量高漲,據 智研咨詢數據,機器人控制器需求量從 2012 年的 0.6 萬套增長為 2020 年的 24 萬套,復合 增速 59%。同期機器人控制器市場規模從 0.68 億元增長至 19.02 億元,復合增速 52%。

          從競爭格局看,國外廠商占據主導地位。根據頭豹研究院數據,2021 年發那科、庫 卡、ABB 和安川占據國內機器人控制器約 58%的市場份額,國內廠商競爭力較弱,市占率 不足 20%。

          3.3 人形機器人有望拉動 AI 與材料市場需求

          3.3.1 傳感器助力機器人智能化發展

          AI 系統是機器人賴以感知周圍環境的感官,智能傳感器是其重要組件。據中國信通院 數據,2016 年中國智能傳感器市場規模約 108 億美元,2020 年增長至 148 億美元,復合增 速約 8%。從國產化率方向看,我國智能傳感器國產化率從 2016 年的 13%增長至 2020 年 的 31%,復合增速 24%,明顯快于行業增速。



          國產智能車規級傳感器競爭力相對較弱。從競爭格局看,國內車規級傳感器形成三級 梯隊競爭格局。德國廠商博世處于第一梯隊;日系廠商日本電裝和森薩塔處于第二梯隊;國產廠商蘇奧傳感、正揚電子與禾賽科技處于第三梯隊。

          3.3.2 輕量化材料:機器人的“瘦身餐”

          因此機器人輕量化成為行業發展的必由之路。結構材料在機器人本體重量占比最大, 輕量化材料選擇是機器人“瘦身”的關鍵一環。總體來看,當前機器人常用的輕量化材料 包括鋁合金、鎂合金和碳纖維等。

          國內鋁合金產量穩步提升,市場規模不斷擴大。據中商產業研究院數據, 2016 年國 內鋁合金產量為 750 萬噸,2021 年這一數字為 1068 萬噸,復合增速 7%。國內鋁合金市場 規模將從 2017 年的 2011 億元增長至 2021 年的 2298 億元,復合增速 10%。

          鎂合金市場規模穩步增長,市場集中度高。據中研普華研究院數據,2015 年國內鎂合 金市場規模約 36 億元,2019 年增長至 69 億元,復合增速 18%。據千數網數據,2018 年 我國鎂合金市場集中度較高,CR5 約 70%。其中云海金屬市占率高達 36 %,遠高于第二 名。

          碳纖維市場規模過去 5 年復合增速 20%,國產化率僅 38%。據中商產業研究院數 據,2021 年我國碳纖維市場規模約 12 億元,同比增長 18%,過去 5 年復合增速 20%。從 市場份額看,2020 年國產廠商市場占有率不足 38%。在國產市場中,CR10 達 97%,市場 集中度高。其中碳谷、寶蓮和中復神鷹排名前三,市占率約 62%。



          4 投資分析

          4.1 重點推薦產業鏈上游零部件相關公司

          人形機器人有望推動產業鏈上游核心零部件市場規模快速增長。機器人行業上游為原 材料與核心零部件,中游為機器人本體制造和系統集成,下游為各大應用領域。伴隨技術迭代,一方面各大國內廠商如小米、優必選等企業有望快速拓展人形機器人 領域,有望拉動核心零部件需求,另一方面人形機器人成本高昂,如小米、波士頓動力研 發的人形機器人成本在幾十萬到上百萬元人民幣,未來特斯拉機器人若要將售價低于 2 萬 美元,核心零部件國產替代勢在必行,將引爆機器人上游核心零部件需求量。

          4.2雙環傳動、綠的諧波

          4.2.1 雙環傳動

          RV 減速器打開國內齒輪龍頭第二增長曲線。2014 年三月公司將“工業機器人用齒輪級 關節減速器開發項目”列入 2014 年度工作推進計劃, 2015 年 5 月公司定增 12 億元,應用于工業機器人 RV 減速器產業化項目,新能源傳動齒輪產業化等項目,2018 年公司減速器 實現營收。2021 年減速器業務營收 1.84 億元,3 年復合增速高達 43%。



          公司機器人關節領域技術儲備深厚,產品涉及 RV 減速器、諧波減速器和心型減速器 等產品。2021 年公司 RV 減速器市占率 14%,僅次于日本納博(約 53%),牢牢占據 RV 減 速器國產龍頭的位置。公司目前是特斯拉國產電動車齒輪獨家供應商,客戶粘性強,后續 在 RV 領域進一步合作空間廣闊。

          股權激勵綁定優秀人才,助力公司長期發展。此次激勵計劃擬向激勵對象授予的股票 期權數量總計為 800 萬份。其中,首次授予 720 萬份,約占目前公司股本總額的 0.93%, 占本激勵計劃擬授出股票期權總數的 90%;預留 80 萬份,約占目前公司股本總額的 0.10%,占本激勵計劃擬授出股票期權總數的 10%。行權條件超預期,彰顯管理層對公司未來發展的強勁信心。此次激勵計劃首次授予的 股票期權行權考核年度為 2022-2024 年,各年度業績考核目標為:1)第一個行權期,2022 年度歸母凈利潤不低于 5 億元;2)第二個行權期,2023 年度歸母凈利潤不低于 7.5 億元;3)第三個行權期,2024 年度凈歸母利潤不低于 9.5 億元。

          4.2.2 綠的諧波

          綠的諧波與國內外大客戶形成了穩定的合作關系。2013 年公司諧波減速器上市銷售, 與國內知名機器人廠商埃夫特達成批量合作并延續至今。2016 年公司與 Universal Robots 簽訂框架協議,公司有望與特斯拉開展合作,充分享受行業利好。

          諧波減速器國產化突破者,盈利能力行業領先。公司主營諧波減速器,國產廠商中率 先實現為海內外龍頭廠商批量供貨。2017-2021 年公司營收、歸母凈利潤 CAGR 分別為 26%、40%;毛利率穩定在 47%以上,明顯優于海內外同行;公司伴隨下游行業成長,業 績長期趨勢穩定。



          公司持續加碼研發投入,2021 年前三季度研發投入 0.25 億元,已超過 2020 年全年研 發總和。公司獨創 P 型齒比肩哈默納科對標產品性能,Y、N 系列精度和壽命處于行業領 先。目前公司諧波減速器在國產工業機器人市場的份額超 60%,2020 年公司諧波減速器占 比全球市場約 5%。伴隨公司募投項目逐漸擴產,全球市占率有望從逐年攀升。我們認為 公司有望依托 P、Y、N 系列產品在機器人行業不斷建立產業地位。

          4.2.3 埃斯頓

          公司為國產機器人行業龍頭,通過內生+外延發展模式,通過收購 TRIO、M.A.I、 CLOOS 完成從數控機床系統到工業機器人業務轉型,核心技術自主可控。目前主營業務 已形成控制系統與工業機器人及成套設備兩大板塊。公司 2015-2021 年營收從 4.83 億元提升至 30.2 億元,2015-2021 年營收 CAGR 約 36%,同期歸母凈利潤從 0.51 億元提升至 1.22 億元,2015-2021 年歸母凈利潤 CAGR 約 16%。機器人業務收入逐年穩步上升,從 2016 年 2 億元提升至 2021 年 20 億元水平,近 5 年 工業機器人業務營收 CAGR 達 57%。

          運動控制技術是仿人機器人中的核心關鍵技術,在仿人機器人中的運用主要體現在步 態規劃、力控制應用與視覺&導航技術的融合三個方面。公司在自動化化核心部件及運動控制系統方面積累深厚。主要業務及產品包括:金屬 成形機床自動化完整解決方案、全電動伺服壓力機和伺服轉塔沖自動化完整解決方案、電 液混合伺服系統、運動控制系統(含運動控制器、交流伺服系統)、直流伺服驅動器、機器 人專用控制器、機器人專用伺服系統、以機器人為中心的機器視覺和運動控制一體的機器 自動化單元解決方案。廣泛應用于金屬成形數控機床、機器人、紡織機械、3C 電子、鋰電 池設備、光伏設備、包裝機械、印刷機械、木工機械、醫藥機械及半導體制造設備等智能 裝備的自動化控制領域。2017 年收購 TRIO 100%股權,轉型高端運控解決方案提供商。公司充分發揮 TRIO 全球運動控制專家的產品和技術優勢,協同自身交流伺服系統形成通用運動控制解決方 案、行業專用及客戶定制運動控制解決方案,目前已具備為客戶提供復雜運動控制解決方 案及高附加值產品的能力。

          4.3 匯川技術、禾川科技、江蘇雷利,漢宇集團

          4.3.1 匯川技術

          公司是中國工業自動化行業的領軍企業。公司核心技涵蓋信息層、控制層、驅動層、 執行層、傳感層的各類產品技術和工業自動化、電梯、新能源汽車、軌道交通等領域應用 工藝技術。公司通用伺服系統在新能源行業和先進設備制造行業增長迅猛。2021 年公司伺 服系統業務實現營收 37.69 億元,同比增長超過 100%,市場份額約 15.9%,在中國市場首 次超越外資品牌,獲得市場份額第一名。



          與同行業公司對比,匯川技術研發處于領先地位。目前公司共有研發人員 3560 人, 占公司總人數的 21%,2021 年研發投入 16.9 億元,同比增長 65%,占總營收的 9.4%。截 至 2021 年年底,公司擁有 2186 項專利,專利數量行業領先。未來,公司將繼續保持對研 發的高投入、擴充研發團隊規模,進一步鞏固核心競爭力。

          作為行業龍頭,公司充分享受機器換人和工廠自動化/智能化行業利好。據公司公告, 2021 年匯川技術實現營收 179 億元,同比增長 56%、盈利 35.73 億,同比增長 70%。

          4.3.2 禾川科技

          禾川科技是一家技術驅動的工業自動化控制核心部件及整體解決方案提供商,主要從 事工業自動化業務,主要產品由伺服系統、PLC 等。公司與多家行業龍頭企業達成合作, 2020 年公司通用伺服系統的市場占有率約為 3%,國產品牌中位列第二。

          公司具有強產品解決方案的技術支持能力。在伺服系統領域,公司掌握伺服系統三環 綜合矢量控制技術等核心技術,不斷迭代通用型產,持續推出定制化產。

          4.3.3 江蘇雷利

          公司是世界范圍內電機領域的龍頭企業。公司已經形成以微型步進電機、同步電機、 直流有刷電機、直流無刷電機、微型水泵等多種電機產品為主導,配套相關精密結構、驅 動控制設計和制造方案解決的綜合業務能力。2021 年公司實現營收 29 億元,同比增長 21%,歸母凈利潤 2.6 億元,連續 5 年高于 2 億元。



          公司注重研發,企業核心競爭力持續增強。截止 2021 年末,公司擁有有效授權專利 982 項,獲“長三角高價值專利三等獎”、“第四屆常州市專利金獎”、獲批設立國家博士后科 研工作站區域分站。產品研發方面公司重點打造產品的技術優勢,構建新產品的技術壁 壘,牢筑發展“壓艙石”。

          公司擁有穩定的優質客戶群。在汽車電機及零部件領域,公司與宇通、金龍、金康、 艾爾希、凱斯庫等優質客戶建立合作關系;在醫療儀器領域,公司進入邁瑞醫療、愛德士 等客戶群;在運動健康領域,公司來得到了格力、美的、LG、三星、松下、戴森、GE 等 生產商的認可。

          4.3.4 中大力德

          中大力德是從事機械傳動與控制應用領域關鍵零部件的研發、生產、銷售和服務的高 新技術企業,主要產品包括精密減速器、傳動行星減速器、各類小型及微型減速電機等, 目前已形成減速器+電機+驅動一體化的產品架構,實現了產品結構升級。產品主要應用于 工業機器人、智能物流、新能源、工作母機、食品、包裝、紡織、電子、醫療等專用機械 設備。

          2021 年公司實現營收 9.53 億元,同比增長 25%;實現歸母凈利潤 0.81 億元,同比增 長 15.85%。按產品劃分,根據 2021 年年報數據,公司減速電機、精密減速器、智能執行 單元分別實現營收 5.35/2.54/1.47 億元,分別占比總營收的 56%、27%、15%。公司具備自主研發優勢,產品種類齊全。公司研發持續投入,結合市場不斷升級減速 電機集成與檢測技術、精密傳動與控制技術,逐步形成了減速器、電機、驅動器一體化系 統。目前公司擁有減速器、電機、驅動器一體化的完整產品線,細分產品已達上千種,廣 泛應用于工業機器人、太陽能光伏跟蹤系統、電動叉車、AGV 無人搬運車、自動分揀系 統、服務機器人等高端領域。

          4.3.5 漢宇集團

          漢宇集團是家用電器排水泵細分行業全球龍頭。公司是國家首批認定的高新技術企 業,主要產品主要應用于洗衣機、洗碗機等。公司旗下同川科技專注于工業機器人核心技 術,主要生產銷售沖壓機械手、諧波減速器。其“同川精密 TC Drive”品牌主要包括精密 諧波減速機,伺服電機,機電一體化模塊等產品,主要應用于工業機器人、機床設備等領 域。



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