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【深度】从量变到质变——国产机器人有望弯道超车(附股)

聚行业--汽车整车 微信   作者: 经传软件app  2017-12-24 12:12

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~文末有圣诞礼物哟~


今日,只想在圣诞前夕给大家分析分析“国产机器人”,从产生到发展,再到投资前景!ps:不作为投资建议哟~一起来看看!

一、全球机器人历史变迁和产业链梳理

1.1全球机器人发展历史变迁:发达国家主导

机器人从应用范围来说既有制造环境下的工业机器人,也有非制造环境应用下的服务机器人,因此机器人产业既是高端制造业的关键支撑设备,同时也是美好生活的重要切入点,其研发及产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志。

1954年美国研发出世界第一台可编程机器人,随后1959年美国造出第一台工业机器人,并成立了世界上的第一个机器人制造工厂,标志着全球机器人产业的开端。此后经过60多年的发展,尤其是2008年全球金融危机之后,世界工业发达国际纷纷将机器人的发展上升为国家战略,力求继续保持领先优势,当前这些国家已经建立起完善的工业机器人产业体系,核心技术与产品应用领先,并形成了少数几个占据全球主导地位的机器人龙头企业。

综合发达国家机器人行业发展经验,我们可以将机器人行业发展大致划分为五个阶段:发展萌芽期(技术准备)、发展初期(产业孕育)、产业形成期、产业发展期和智能化应用期。美日欧机器人产业已完成前面四个阶段,目前处于智能化应用期。

而对比之下,国内机器人研发起步于20世纪70年代,近年来,在一系列政策支持下及市场需求的拉动下,国内机器人产业实现快速发展,在服务机器人在科学考察、医疗康复、教育娱乐、家庭服务等领域已经研制出一系列代表性产品并实现应用,并且自2013年起中国成为全球第一大工业机器人应用市场,但总体来看,国内机器人产业还处于发展初期。

美国是工业机器人的诞生地,早在1959年,美国的UNIMATION公司就生产出了世界上第一台工业机器UNIMATE。到上世纪70-80年代,进入机器人行业的很多公司机器人业务开始出现亏损,财务数据显示,美国机器人产业在1979年-1982年经历了5年的巨额亏损,在这期间,每一年有净损失的生产者数量都要超过有净利润的生产者数量。因此,在这个阶段,美国自身的工业机器人本体产业发展缓慢,而机器制造业产能也逐步转移到亚洲(产业的转移背后有其固有规律,跟面板、芯片等发展格局类似),日本机器人产业就是在80年代也顺势实现了对美国的反超,成为机器人制造大国。

1.2机器人产业链梳理

机器人产业链主要包括四个核心环节:核心零部件、本体制造、系统集成和行业应用。总的来说,机器人产业链较短,技术壁垒较高,而且每个环节都至关重要。


(1)核心零部件环节:机器人的核心零部件包括伺服系统、减速器、控制器、传感器等,机器人的控制过程是由控制器发指令给伺服驱动,然后驱动伺服电机旋转,最后通过减速机执行动作。

(2)本体制造环节:机器人本体也称为机器人裸机,按照机械结构分,可以分为直角坐标机器人、SCARA机器人、关节型机器人、圆柱坐标机器人等。从产业发展前景来看,国外工业机器人本体发展成熟,国内仍处于初步发展阶段。

(3)系统集成环节:是指在本体上安装夹具及其他配套系统(视觉控制、力控等)以完成特定功能,集成按照应用分类可以分为搬运应用、焊接应用、喷涂应用、切割应用等。

(4)行业应用环节:目前来看,汽车制造业是工业机器人占比最高的应用领域,涵盖了汽车整车及汽车零部件生产、加工及仓储的全过程。而电子行业由于制造柔性化和生产高速性的要求,必将对工业机器人产生大量需求。金属和机械加工行业引入工业机器人,有利于产品的批量化生产,降低人力成本,提高生产效率和管理水平;塑料橡胶等高污染行业以及与民生相关的食品饮料和制药等行业也将是未来工业机器人的重要应用领域。

二、 全球机器人产业链环节的竞争格局分析

2.1全球机器人产业发展现状:金融危机后快速发展

从总规模看,金融危机以来全球机器人产业保持快速发展态势。金融危机影响后,全球机器人行业市场规模不断扩大,近5年来,全球工业机器人销量年均增速超过17%。全球制造业机器人密度(每万名工人使用工业机器人数量)平均值由5年前的50提高到66,其中工业发达国家机器人密度普遍超过200。与此同时,服务机器人发展迅速,应用范围日趋广泛,以手术机器人为代表的医疗康复机器人形成了较大产业规模,空间机器人、仿生机器人和反恐防暴机器人等特种作业机器人实现了应用。根据IFR(国际机器人联合会)发布的最新报告,2016年全球工业机器人销量继续保持高速增长,达到29.4万台,同比增长14%。其中,中国工业机器人销量9万台,同比增长31%。IFR预测,未来十年,全球工业机器人销量年平均增长率将保持在12%左右。

从工业机器人安装量来看,中国已连续成为世界最大的工业机器人消费市场。日本、德国的工业机器人水平全球领先,四大巨头成为全球主要的工业机器人供应商,其中:日本在工业机器人关键零部件(减速机、伺服电机等)的研发方面具备较强的技术壁垒;德国工业机器人在原材料、本体零部件和系统集成方面有一定优势。

从市场需求的地区分布来看,IFR统计显示,2016年全球工业机器人销售额首次突破132亿美元,其中亚洲销售额76亿美元,欧洲销售额26.4亿美元,北美地区销售额达到17.9亿美元。中国、韩国、日本、美国和德国等主要国家销售额总计占到了全球销量的3/4。从全球工业机器人的年安装量变化情况来看,据IFR的统计,2016年中国安装量占比提升至31.0%,北美、日本、韩国和德国的安装量比重略有下滑。整体来看,2016年亚太地区依然是工业机器人安装量增量最大的市场。据IFR的预测,到2019年,中国安装量比重将进一步上升至38.6%。

2.2美日欧机器人产业模式比较:国际分工下各有优势

根据上文的分析,从产业发展过程来看,当前美日欧工业机器人产业发展已经完成了前四个阶段,正迈向智能化应用期,并形成了各自的产业模式,一言以蔽之,美国优势在系统集成,日本强调产业链分工,欧洲强调本体加集成的整体方案。总体来说,全球工业机器人主要由美日欧主导,并且已经实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。日本自上世纪60年代末从美国引进机器人技术后,已经成为机器人第一大生产国,并且在工业机器人、家用机器人方面优势明显,期中工业机器人约占全球60%份额,主要代表企业有发那科、安川、那智不二越等。欧洲在工业机器人和医疗机器人领域居于领先地位,期中工业机器人占据全球30%的市场份额,代表企业有ABB(瑞士)、库卡(德国)、柯马(意大利)等。而在新的国际分工下,美国更重视集成业务与机器人前沿技术的研发,主要优势在系统集成领域,医疗机器人和国防军工机器人,代表企业有AdeptTechnology、AmericanRobot、IntuitiveSurgical、RethinkRobotics等。

从企业来看,ABB、发那科(FANUC)、库卡(KUKA)和安川电机(YASKAWA)这四家企业是工业机器人的四大巨头,成为全球主要的工业机器人供货商,占据全球约50%的市场份额,其中发那科(FANUC)的销售占比最高,占比达到17.3%。

2.3全球机器人产业链环节竞争格局分析

从产业链结构上看,工业机器人由减速器、伺服电机、控制器、本体四大部件构成,前三者分别占整机成本约35%、25%、15%,这三大部件大多被外资垄断,而国内机器人整机制造企业在关键部件配套方面严重受制于人,基本没有议价能力。而其中精密减速机、交流伺服电机和控制器是机器人最核心的零部件。在精密减速机方面,约75%的份额被日本的Nabtesco和HarmonicDrive两家垄断,其中Nabtesco在工业机器人关节领域有60%的市占率。而交流伺服电机及控制器基本被日本、德国、美国垄断,代表企业有日本的安川、松下,德国的西门子,美国的PMAC。

中国在机器人核心零部件环节有非常大的提升空间。以占机器人整机成本最高的减速器为例,目前精密减速器市场大半被日本企业占据,当下国外机器人在减速器上的成本在15-20万,而国内的机器人的成本却在30万左右,比国外机器人成本高出近一倍。在伺服电机方面,国内公司的整体份额低于10%;在驱动器上同样如此:国内80%的驱动器需要从欧美和日本进口。国外的巨头厂商往往能以巨大的采购量和签署排他性协议获得比较优惠的采购价格,而且很多工业机器人厂商本身就是核心部件的提供商,比如日本发那科是世界上最大的专业数控系统生产厂商,安川和松下都属于全球最大的电机制造商。

三、国内机器人产业发展趋势展望

3.1 国内机器人市场规模未来有望保持高增长态势

国内机器人市场规模保持良好的发展态势,未来增长潜力巨大。当前在中国面临着劳动人口红利较小、劳动力成本上升以及经济转型升级的大背景下,国内机器人市场呈现高增长的态势,过去5年来的年均增长率高达28%。,而同期全球机器人市场的平均增长率为17%。并且中国已经连续五年成为全球第一大工业机器人应用市场,其规模约占全球市场份额的三分之一。2017年8月,世界机器人大会上发布的《中国机器人产业发展报告(2017年)》的数据显示,2017年,中国工业机器人销量将首次超过11万台,机器人市场规模预计将达到62.8亿美元。按照目前的发展速度测算,预计到2020年机器人产业市场规模将突破100亿美元,有望成为全球第一大机器人(包括工业机器人、服务机器人、特种机器人等)应用市场,市场潜力巨大。

在核心零部件方面,中国在减速器、伺服电机、控制器等关键零部件上长期受制于人的状况正在发生改变。近年来随着工业机器人下游需求火爆,本体生产制造商规模日益增大,核心零部件国产化趋势开始显现。在技术层面,目前中国已将突破机器人关键核心技术作为重要战略,国内厂商已攻克减速器、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题,正在稳步推进这些零部件的国产化,例如:中国自主研发的汽车车身柔性焊装自动生产线已打破这一高端领域由国外公司垄断的局面,未来市场占比有望进一步提高。核心零部件的技术突破有助于降低国产机器人的成本,提升国产机器人在新增装机中的占比。但总体来说,零部件国产品牌质量可靠性与稳定性仍有待提高,与国际行业巨头还有很大差距。

从国产机器人自主品牌来看,近年来经济型低成本的国产工业机器人新增装机的比例显著提升。2016年中国自主品牌的工业机器人的销售已经接近3万台,相比2015年增长近30%。未来国内机器人市场仍存在巨大发展空间,根据《中国制造2025》的规划,2020年、2025年和2030年国内工业机器人销量的目标分别是15万台、26万台和40万台。但目前国产机器人品牌一方面在国内市场还是占比较低(仅26%左右),另一方面受制于核心零部件的技术瓶颈,产品依然偏低端化。

3.2 政策的大力扶持以及产业族群的形成

机器人产业是发展高端制造,实现制造强国的核心关键产业,也是迈向美好生活的重要切入点。2008年金融危机以来,随着中国人口红利逐渐减小,劳动力成本优势下降,机器人产业逐渐被提上政策日程。伴随着经济转型升级的大背景以及国际竞争环境的变化,高层愈来愈重视机器人产业的发展,政策级别也不断提高,最终上升到国家战略层面。我们梳理了2008年金融危机以来国家关于机器人产业的政策变化,如下表所示:

2015年3月,李克强总理在全国两会上作《政府工作报告》时首次提出“中国制造2025”的宏大计划,在之后的国务院常务会议上,李克强总理部署加快推进实施“中国制造2025”,实现制造业升级。会议审议通过了《中国制造2025》,提出要把结构调整作为建设制造强国的关键环节,大力发展先进制造业,改造提升传统产业,其中重点提及机器人产业的发展规划和目标,标志着机器人产业正式上升为国家战略。

机器人产业的发展与本地区的工业基础和科研实力有非常大的相关性,在产业政策的助推下,国内各地的机器人产业园纷纷投入和建设,目前已经初步形成产业族群,对未来产业的发展形成支撑。从区域来看,国内机器人产业大体分布于京津冀、长三角、珠三角和中西部地区:

京津冀地区,龙头企业聚集的自动化制造基地。依托北京、天津等高校及研究所提供的技术优势,挖掘本地市场的巨大潜力,环渤海地区逐渐形成了产学研相结合的机器人产业链。

长三角地区,巨龙云集的机器人研发生产基地。长三角地区是汽车应用优势明显的工业机器人集聚区,得益于对于机器人的率先及大量的应用,目前机器人产业基础扎实,呈现全产业链发展态势。

珠三角地区,市场机会广阔的机器人应用基地。珠三角地区制造业发达,但集中在装配和包装等劳动密集型环节,为加速产业转型,提高区域经济的全球竞争力,广东、福建等多地政府出台了机器人专项扶持政策。

中西部地区,成本优势明显的机器人生产基地。目前中国中西部地区工业机器人产业发展相对落后,不过地区拥有成本等关键性优势,是成本优势明显的机器人生产基地,能够吸引一批企业入驻并共建机器人产业基地,抓住国家工业转型升级的发展契机。

总体来看,长三角和珠三角成为工业机器人产业链最完备、发达的地区。其中珠三角依托松山湖等机器人产业园区,凭借政策措施与金融手段、应用对接结合,初步形成产业链,创新创业氛围浓厚;长三角依托芜湖机器人产业园、昆山高新区机器人产业园,凭借雄厚的产业基础及配套、庞大的应用市场,打造了完备的机器人产业链。此外,京津冀依托唐山机器人产业园,智能机器人产业链相对成熟,服务机器人和特种机器人更为领先,东北地区则依托哈尔滨科技创新城机器人产业园、沈阳浑南智慧产业园,形成了以工业机器人为主的产业集聚。

3.3 工业机器人尚处于初期,服务机器人是新蓝海

在工业机器人方面,根据前文的分析,目前国外发展已经相对成熟,并且已经进入智能化应用阶段,而国内工业机器人发展尚处于初期。国际机器人协会IFR指出,2016年,中国每一万名工厂工人中,只有49台工业机器人,低于世界平均水平,而在政策大力推动下,2020年时,规划预计每万名工人机器人密度有望达到150。目前,国内机器人经过多年技术攻关,研制和生产已达到了工业应用水平。但由于关键零部件没有真正国产化,造成国产机器人本体成本远远高于国外同行,所以很难上规模制造。

在服务机器人方面,有望超越工业机器人成为下一个蓝海。从产业发展来看,服务机器人在国内的发展阻力小于工业机器人,一是国外服务机器人也属于新兴行业,多数公司处在研发阶段,时间进程上与国内公司差距不大;二是由于服务机器人针对特定的市场进行研发,可以发挥本土公司与行业紧密结合的优势,使得国内企业在与国外企业竞争中占据优势地位;三是服务机器人产品种类更加宽泛,从事传统产品的企业也有机会步入服务机器人市场竞争中。从2014年起,国内工业机器人领域出现了众多上市公司通过合作参股模式切入机器人领域的情况。

相比工业机器人,服务机器人竞争环境较好,国内发展潜力更大。截至2016年底,中国60岁以上人口已达2.3亿人,占总人口的16.7%,随着人口老龄化趋势加快,以及医疗、教育需求的持续旺盛,中国服务机器人存在巨大市场潜力和发展空间。目前中国已在医疗、教育、烹饪等机器人的应用领域开展了广泛的研究,随着机器人技术水平进一步提升,市场对服务机器人的需求快速扩大,应用场景不断拓展,应用模式不断丰富。数据显示,2016年,中国服务机器人市场规模达到10.3亿美元,预计2017年我国服务机器人市场规模将达到13.2亿美元,同比增长约28%,高于全球服务机器人市场年均增速。咨询机构预计到2020年,随着停车机器人、超市机器人等新兴应用场景机器人的快速发展,中国服务机器人市场规模有望突破29亿美元。

新一轮产业革命背景下,机器人产业逐步迈向AI时代。当前在新一轮产业革命推动下,人工智能技术取得了显著进步,在语音交互、图像识别、无人驾驶等领域得到了广泛的应用,这为新一代机器人打开了无穷的空间。当前,机器人行业正处于一个转型升级的大变革时代:机器人正由过去的传统机器设备,开始转变为更具备人的智能、智慧、灵活性的新型设备。目前中国在人工智能领域技术创新不断加快,在人工智能技术方面与全球基本处于同一起跑线,中国专利申请数量与美国处于同等数量级,尤其是在图像识别、语音识别、语义识别等多模态人机交互技术领域,部分已接近和达到全球领先水平。

3.4 并购浪潮与国产化替代加速

在全球市场竞争格局的大背景下,核心部件国产化是不容回避的问题,通过并购提升核心竞争力,已经成为当前机器人产业的新浪潮。统计数据显示,2016年,全球机器人领域共有48家企业收购行为,8家公司的并购涉及金额超过5亿美元,5家公司超过了10亿美元。其中中国制造企业开始崭露头角,美的并购库卡集团、中国机械制造商蓝英集团收购德德国机械设备制造商杜尔集团旗下清洁业务Ecoclean85%的股份,中国化工集团收购德国塑机巨头KraussMaffeiGroup。2017年,机器人产业并购热潮依然不退,仅上半年国内公司(绝大部分为上市公司)的并购案例就达到20起。

此外,借助于资本市场的融资作用,部分公司成功募资扩建生产线,构建了完整的产业链布局。比如:2017年6月,新时达以4.05亿元收购了以研发、制造及销售伺服驱动器及其他运动控制系统产品起家的之山智控,贯通了智能制造装备领域控制层、驱动层、执行层、设备层、工程应用等各个物理层,打造“核心部件—本体—应用—信息化”的完整产业链发展格局。此外,科大智能去年相继收购了永乾机电、华晓精密及冠致自动化,完成了“智能移载机械臂(手)—AGV(脚)—柔性生产线(身)”于一体的完整产业链布局。

四、投资逻辑及标的组合

总结上文的分析,我们可以得到以下结论:

(1)发展机器人产业既是制造强国的必经之路(工业机器人),也是迈向美好生活的重要切入点(服务机器人),因此国家对于机器人产业高度重视。2015年国务院发布的《中国制造2025》文件正式标志着机器人产业(或者高端制造)正式上升为国家战略。

(2)从产业链格局来看,机器人产业链较短,但技术壁垒高,主要包括四个核心环节:核心零部件、本体制造、系统集成和行业应用。目前核心零部件和本体制造方面,基本被美日欧的巨头公司垄断,而国产品牌精度和稳定性较差,而国内国产品牌机器人市占率仅26%,亟待突破。

(3)从行业发展空间来看,2008年金融危机以来,全球机器人维持高速增长的态势。全球年平均增长率达到17%,而国内机器人产业更是达到28%,远超全球平均水平。在工业机器人领域,国内主要受制于核心零部件技术水平低,产品篇低端,而未来在服务机器人领域,以及人工智能时代,中国与发达国家的差距较小,有望继续实现弯道超车。

(4)在技术瓶颈约束下,中国制造公司通过并购加速国产化进程。其中美的集团并购德国库卡集团的案例最为出名,目前美的已经完成收购,而其他国内大型制造企业的海外并购案例屡见不鲜,这有助于快速突破技术壁垒,加速机器人国产化的进程。此外,在机器人产业浪潮下,国内二级市场的并购案例也相当频繁,仅2017上半年就达到20起。

因此,我们认为机器人产业是未来10年确定性较高的高成长行业,在政策的持续大力度的支持下,国内制造厂商一方面通过自主研发的积累,另一方面通过海外并购突破技术壁垒,正在加速实现国产化的进程。从投资的角度,我们建议关注三条主线:1)在核心零部件环节,关注技术研发取得突破,或通过并购取得技术的公司;2)在系统集成环节,关注业务已经具备一定规模的公司;3)在服务机器人以及人工智能新领域,关注已经积极布局的公司。

我们通过对机器人产业链的国内上市公司梳理,如下表所示:

推荐重点关注的标的组合:美的集团(000333)、克来机电(603960)、机器人(300024)、汇川技术(300124)、埃斯顿(002747)、巨星科技(002444)、智云股份(300097)等。

五、风险提示

(1)机器人产业发展进程不达预期;

(2)中国制造业公司海外并购受到限制风险;

(3)国内再融资监管政策限制二级市场并购风险;

(4)新的革命性技术出现的替代风险;

(5)具体上市公司研发以及业务拓展风险;

(6)市场系统性风险(地缘政治、金融去杠杆等)。


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