本报告导读：
　　政策叠加新能源下游高景气，机器人推广望加速，关键零部件国产化率逐步提升；科创板机器人公司产业布局包括控制器、减速器、电机和本体，引领行业发展。
　　摘要：
　　投资建议：政策红利和锂电、光伏等新能源行业高景气提供大幅增长空间，工业机器人及相关产业链直接受益。同时人口老龄化大势所趋，《机器人+应用实施方案》等相关政策推出有望加速机器人应用落地。推荐国内谐波减速器龙头绿的谐波、工控自动化头部供应商禾川科技。受益标的：核电机器人龙头景业智能、国内空心杯电机龙头鸣志电器。
　　人口结构变化和下游需求驱动，中国工业机器人产业再迎景气期。下游需求上，一方面，相关政策推出利于加速机器人应用落地，工信部的《“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，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；另一方面，锂电、光伏等新能源行业的规模化、智能化、精密化生产成为趋势，其中新能源车规模延续2021年大幅上涨趋势，2022年达到688.7万辆，同比增长93.4%，创下新高。同时2022年底硅料价格大幅下降，预期2023年光伏市场反弹。人口结构上，据国家卫健委测算，预计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，人口结构的变化将使人工成本大大提高，加快机器换人趋势。
　　国产机器人厂商崛起，进口替代成为市场趋势。减速器、伺服电机和控制器等关键零部件在机器人成本占比在70%左右，减速器市场约80亿，其中谐波约30亿，外资品牌占比超过30%，但国产厂商份额明显提高，绿的谐波份额已达25%，RV约50亿，内资品牌占比超过20%；伺服系统整体市场280亿，工业机器人用伺服系统约30亿，其中，海外品牌占比仍超过40%，禾川科技已成为国内伺服系统份额第二，但市场份额仍低于5%，市场替代空间较大；工业机器人控制器市场规模约15亿，其中外资品牌占比超过60%。整体看，机器人关键零部件国产化率仍较低，但近年我国工业机器人国产化替代进程加快，多个国产品牌进军国际市场并得到广泛认可，睿工业数据显示我国工业机器人内资份额逐年提高，2025年有望突破40%。
　　催化剂：锂电领域自动化设备大订单落地、机器人本体及其关键零部件国产化率大幅提升。
　　风险提示：宏观经济大幅下行、新产品研发不及预期、市场竞争加剧

研究报告全文：股票研究TableindustryInfo机器人TableMainInfoTableTitle评级TableInvest增持20230313上次评级机器人应用加速推广科创板企业引领产业链发展TablesubIndustry细分行业评级行机器人专题研究业徐乔威分析师曾大鹏研究助理专021-386767790755-23976738xuqiaowei023970gtjascomzengdapenggtjascom题证书编号S0880521020003S0880121120056研本报告导读究政策叠加新能源下游高景气机器人推广望加速关键零部件国产化率逐步提升相关报告TableDocReport科创板机器人公司产业布局包括控制器减速器电机和本体引领行业发展摘要TableSummary投资建议政策红利和锂电光伏等新能源行业高景气提供大幅增长空间工业机器人及相关产业链直接受益同时人口老龄化大势所趋机器人应用实施方案等相关政策推出有望加速机器人应用落地推荐国内谐波减速器龙头绿的谐波工控自动化头部供应商禾川科技受益标的核电机器人龙头景业智能国内空心杯电机龙头鸣志电器人口结构变化和下游需求驱动中国工业机器人产业再迎景气期下证游需求上一方面相关政策推出利于加速机器人应用落地工信部的机器人应用行动实施方案提出了到2025年我国制造业机券器人密度较2020年翻番根据国家统计局公开数据测算工业机器研人密度将在2025年达到约495台万人另一方面锂电光伏等新究能源行业的规模化智能化精密化生产成为趋势其中新能源车规报模延续2021年大幅上涨趋势2022年达到6887万辆同比增长934创下新高同时2022年底硅料价格大幅下降预期2023年告光伏市场反弹人口结构上据国家卫健委测算预计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人口结构的变化将使人工成本大大提高加快机器换人趋势国产机器人厂商崛起进口替代成为市场趋势减速器伺服电机和控制器等关键零部件在机器人成本占比在70左右减速器市场约80亿其中谐波约30亿外资品牌占比超过30但国产厂商份额明显提高绿的谐波份额已达25RV约50亿内资品牌占比超过20伺服系统整体市场280亿工业机器人用伺服系统约30亿其中海外品牌占比仍超过40禾川科技已成为国内伺服系统份额第二但市场份额仍低于5市场替代空间较大工业机器人控制器市场规模约15亿其中外资品牌占比超过60整体看机器人关键零部件国产化率仍较低但近年我国工业机器人国产化替代进程加快多个国产品牌进军国际市场并得到广泛认可睿工业数据显示我国工业机器人内资份额逐年提高2025年有望突破40催化剂锂电领域自动化设备大订单落地机器人本体及其关键零部件国产化率大幅提升风险提示宏观经济大幅下行新产品研发不及预期市场竞争加剧请务必阅读正文之后的免责条款部分行业专题研究目录1政策推动机器人应用加速工业机器人发展再迎景气期311工业机器人历经80余载发展逐渐走向多元312工业机器人市场前景广阔多动力推进产业发展5121机器替人人口红利逐渐消退机器人代工需求逐步显现5122政策推动多领域深化机器人应用6123进口替代国产机器人厂商崛起进口替代成为市场趋势713下游应用市场广泛锂电和光伏行业增速较快8131工业机器人增长分化大负载和协作工业机器人增速亮眼8132下游行业景气有差异锂电光伏等行业拉动国内机器人需求9133我国国产化进程加快2025年内资份额有望突破40102机器人核心部件成本占比大技术壁垒高1221减速器机器人精密关节技术壁垒较高1322伺服系统高精度执行系统国产替代空间持续扩大1723控制器机器人信号处理中枢国产化率仍较低193科创板机器人公司产业布局完善引领行业发展2131景业智能核工业机器人龙头围绕智能制造拓展产业链2132绿的谐波谐波减速器国产替代龙头受益制造业自动化需求爆发2333禾川科技工控自动化行业龙头有望实现业绩高增2534鸣志电器国内步进电机龙头布局自动化和半导体领域274投资建议295风险提示3051宏观经济大幅下行3052新产品研发不及预期3053市场竞争加剧30请务必阅读正文之后的免责条款部分2of31行业专题研究1政策推动机器人应用加速工业机器人发展再迎景气期应用场景广阔机器人细分赛道增长未来可期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图1按应用领域机器人可分为工业服务和特种机器人数据来源中国电子信息产业研究院中国电子学会国泰君安证券研究11工业机器人历经80余载发展逐渐走向多元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请务必阅读正文之后的免责条款部分3of31行业专题研究机器人命名为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图2工业机器人不断发展进步数据来源前瞻产业研究院国泰君安证券研究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请务必阅读正文之后的免责条款部分4of31行业专题研究12工业机器人市场前景广阔多动力推进产业发展121机器替人人口红利逐渐消退机器人代工需求逐步显现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图360岁以上人口占比逐年增加图4制造业人员平均工资持续提高制造业人员平均工资单位元60岁及以上人口数60岁及以上人口占总人口比例30000251000009245990000827832500020781478000072088200006445270000594701555324600005136915000464311050000416503666510000400005000530000200000010000201120122013201420152016201720182019202020212022020112012201320142015201620172018201920202021数据来源Wind国泰君安证券研究数据来源Wind国泰君安证券研究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ARKInvest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图5中国进出口机器人价格整体呈下降趋势请务必阅读正文之后的免责条款部分5of31行业专题研究工业机器人出口均价工业机器人进口均价线性工业机器人出口均价线性工业机器人进口均价千美元3530252015105020112012201320142015201620172018201920202021数据来源Wind国泰君安证券研究表12021年机器代人大幅降低成本2019年2021年条件测算条件测算工业机器人本体价2019年工业机器人均价25232021年工业机器人均价1572格万元系统集成总体费用2019年本体均价的175倍44162021年本体均价的15倍2358万元维修及升级改造费第一年本体均价5其后2479第一年本体均价5其后2299用万元使用时长小时8年16小时天6天周50周年384008年16小时天6天周50周年38400检测维修和升级改使用时长31152使用时长31152造时间小时工业机器人小时成18761069本费用元小时年度制造业人员工年度工资781年度工资925资万元年年度制造业人员时8小时天6天周50周年32548小时天6天周50周年3854薪元小时数据来源WindIFRGGII国泰君安证券研究122政策推动多领域深化机器人应用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202035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请务必阅读正文之后的免责条款部分6of31行业专题研究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表2工业机器人密度预计在2025年翻番202020212022E2023E2024E2025E工业机器人密度台万人246322353402457495工业机器人密度基数万人468028468028468028468028468028468028机器人保有量万台115115071652188121392317机器人更换周期年101010101010机器人年淘汰量114130137162191机器人销量万台170271303342386405增速59711812912949数据来源WindIFRGGII国家统计局国泰君安证券研究表3多项政策助力机器人产业发展发布日期发布单位文件名称主要内容2023年1机器人应用行分类施策拓展机器人应用深度和广度培育机器人发展和应用生态增强工信部等月动实施方案自主品牌机器人市场竞争力推进我国机器人产业自立自强广州南沙深化面向2022年6培育发展高新技术产业推进专业化机器人创新中心建设大力发展工业国务院世界的粤港澳全面合月机器人和服务机器人推进无人机无人艇等无人系统产业发展作总体方案到2025年规模以上制造业企业大部分实现数字化网络化重点行业骨干2021年十四五智能制造工信部企业初步应用智能化到2035年规模以上制造业企业全面普及数字化12月发展规划网络化重点行业骨干企业基本实现智能化到2025年我国成为全球机器人技术创新策源地高端制造集聚地和集成2021年工信部发十四五机器人产应用新高地到2035年我国机器人产业综合实力达到国际领先水平机12月改委等业发展规划器人成为经济发展人民生活社会治理的重要组成关于扩大战略性新加快高端装备制造产业补短板重点支持工业机器人建筑医疗等特种2020年9兴产业投资培育壮大机器人高端仪器仪表轨道交通装备高档五轴数控机床节能异步牵引发改委等月新增长点增长极的指电动机高端医疗装备和制药装备航空航天装备海洋工程装备及高技导意见术船舶等高端装备生产实施智能制造智能建造试点示范数据来源国务院官网工信部官网国泰君安证券研究123进口替代国产机器人厂商崛起进口替代成为市场趋势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请务必阅读正文之后的免责条款部分7of31行业专题研究图62015-25E内资工业机器人占比逐年提高数据来源MIR国泰君安证券研究核心技术构造壁垒提高市场份额受新能源汽车光伏锂电和半导体等领域需求驱动国产厂商加大布局力度迅速发展十四五规划指出要提高产业创新能力加强核心技术攻关推动国产工业机器人企业增加研发投入进行技术创新逐步实现规模化生产提高市场份额国内包括埃斯顿汇川技术博实股份埃夫特等多家企业均形成了自身的独特技术优势以保持在持续的国产替代浪潮下的竞争优势13下游应用市场广泛锂电和光伏行业增速较快131工业机器人增长分化大负载和协作工业机器人增速亮眼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图72021年多关节与SCARA市场份额最大请务必阅读正文之后的免责条款部分8of31行业专题研究2021年中国工业机器人分类销量占比并联3协作6其他3SCARA2580多关节6190数据来源中国工业机器人国泰君安证券研究132下游行业景气有差异锂电光伏等行业拉动国内机器人需求2022年我国工业机器人下游行业景气度分化明显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图82022E我国工业机器人搬运焊接功能份额占图92022E我国工业机器人下游行业出货依靠锂比突出电汽车电子等行业拉动2021年中国工业机器人功能应用占比增速洁净与其加工550他2装配10喷涂340302010搬运550焊接25-10-20数据来源亿欧智库国泰君安证券研究数据来源MIRDATABANK国泰君安证券研究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年预计锂电行业销售收入793亿元同比增长3492023年有望破千亿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年破五万台请务必阅读正文之后的免责条款部分9of31行业专题研究图102022E中国锂电设备市场规模同比增长35图11中国锂电市场机器人销量预计2024年破五万台销售收入亿元增长率销量万台增速12001208160104910001007138140612312080080510060060480694004036034935824240253343820020183242526106120200000数据来源GGII国泰君安证券研究数据来源MIRDATABANK国泰君安证券研究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252023年销售大幅上升图122022年中国光伏设备市场规模预计同比增长25销售收入亿元增长率600454294050035400302530021020200151361201010052500数据来源CPIA中商产业研究院国泰君安证券研究133我国国产化进程加快2025年内资份额有望突破40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图132021年工业机器人外资品牌占据我国市场主要份额请务必阅读正文之后的免责条款部分10of31行业专题研究2021年中国工业机器人市场格局FANUC15其他32ABB11安川9川崎3汇川2三菱3爱普生9那智3埃斯顿3雅马哈5KUKA7数据来源MIRDATABANK国泰君安证券研究我国工业机器人国产化替代进程加快2025年有望突破40目前中国工业机器人产业链已逐步完善多个国产品牌进军国际市场并得到广泛认可此外受国家政策驱动我国本土机器人品牌发展势头良好技术创新能力提升国产化率有望进一步提升睿工业数据显示我国工业机器人内资份额逐年提高2025年有望突破40图142025年我国工业机器人内资份额有望突破40外资占比内资占比100179020242730293280353738407060508340807673707168306563626020100数据来源MIRDATABANK国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分11of31行业专题研究2机器人核心部件成本占比大技术壁垒高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图15工业机器人上游核心零部件主要为减速器伺服系统控制器数据来源中国机械工程学会国泰君安证券研究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322212三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图16上游三大核心零部件成本占整机成本70左右请务必阅读正文之后的免责条款部分12of31行业专题研究数据来源中国机械工程学会国泰君安证券研究21减速器机器人精密关节技术壁垒较高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同时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图17减速器主要起着降低转速提升扭矩的作用数据来源国泰君安证券研究工业机器人主流减速器为RV和谐波减速器工业机器人用精密减速机主要有两种RV减速器和谐波减速器相比于谐波减速器RV减速器具有更高的刚度和回转精度因此在关节型机器人中一般将RV减速器放置在机座大臂肩部等重负载的位置而将谐波减速器放置在小臂腕部或手部二者之间适用的场景不同属于相辅相成的关系表4谐波减速器一般与RV配合使用项目RV减速器谐波减速器通过柔轮的弹性变形传递运动主通过多级减速实现传动一般由要由柔轮刚轮波发生器三个核心行星齿轮减速器的前级和摆线针技术特点零部件组成与RV及其他精密减轮减速器的后级组成组成的零速器相比谐波减速器使用的材料部件较多体积及重量大幅度下降产品性能大体积高负载能力和高刚度体积小传动比高精密度高一般应用于多关节机器人中机主要应用于机器人小臂腕部或手应用场景座大臂肩部等重负载的位置部请务必阅读正文之后的免责条款部分13of31行业专题研究汽车运输港口码头等行业中通3C半导体食品注塑模具终端领域常使用配有RV减速器的重负载医疗等行业中通常使用由谐波减速机器人器组成的30kg负载以下的机器人价格区间5000-8000元台1000-5000元台数据来源绿的谐波IPO招股书国泰君安证券研究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图18RV减速器主要分为渐开线圆柱齿轮传动和摆线针轮行星传动数据来源品宏减速机公司官网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请务必阅读正文之后的免责条款部分14of31行业专题研究机器人的动态特性抗冲击能力等图19谐波减速器主要由波发生器刚轮柔轮组成数据来源谐波齿轮减速器原理谐波减速器在精密传动领域具备高减速比体积比高精度高稳定性长寿命等优势因谐波减速器结构简单较小的体积就可以达到较高的减速比可应用于对尺寸要求比较高的场景精度上看谐波也优于RV寿命一般也超过RV减速器此外因传动原理不同谐波减速器精度随时间呈现非线性变化在精度保持寿命内可以稳定较高的精度使用期间一般不需要进行特殊维护全生命周期使用成本远低于RV表5谐波相较RV在背向间隙寿命减速比等方面有显著优势主流技术指标RV减速器谐波减速器背向间隙60arcsec20arcsec传动效率8075温升4540噪声70db60db减速比30-192430-160额定转矩下使用寿命6000h8000h额定输出转矩101-6135Nm66-921Nm扭转刚性20-1176Nmarcmin134-5409Nmarcmin数据来源绿的谐波招股说明书国泰君安证券研究下游机器人高景气驱动减速器增长2021年我国工业机器人装机量达2682万台较2020年增长98万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275亿元同比增长6372022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请务必阅读正文之后的免责条款部分15of31行业专题研究图202022年谐波减速器预计增长60以上图212022年工业机器人RV减速器增长有所放缓数据来源GGII国泰君安证券研究数据来源GGII国泰君安证券研究减速器常年被日资垄断国产厂商替代持续加速据MIR数据2021年国内RV减速器市场中纳博特斯克日本住友占据535份额双环传动珠海飞马中大力德等国产企业市场份额均位列前十名近年来国产品牌资本及技术力量不断增长持续渗透RV减速器市场并在部分指标如减速比取得突破性成就但国产品牌在齿轮寿命国产1万小时vs进口5万小时扭转刚度传动精度和一致性等方面仍有较大提升空间同时国产厂商经常面临实地应用时性能指标与实验室测验指标相差较大的窘境因此在一致性方面国产厂商处于劣势从谐波减速器来看哈默纳科新宝等外资厂商占据367的份额同时国产厂商份额明显提高绿的谐波份额已达25为内资谐波减速器龙头从谐波减速器的技术指标来看国内绿的谐波的减速比范围与日本哈默纳科水平相当产品性能基本满足要求目前已经大量应用于国产机器人而国外产品在输出扭矩平均寿命和一致性等技术指标上依然占据优势图222021年工业机器人RV减速器外资占比超60图232021年工业机器人谐波减速器外资居主导地位其他20中大力德4珠海飞马4纳博特斯克53住友5环动14数据来源MIR睿工业国泰君安证券研究数据来源MIR睿工业国泰君安证券研究表6国产谐波减速器部分性能指标已追上外资性能指标绿的谐波LHS-32来福LHT-32钧兴KSHG-32HDCSG-32减速比30-16050-16050-16030-160齿隙精度1arcmin1arcmin1arcmin1arcmin传动精度1arcmin1arcmin1arcmin1arcmin额定扭矩51-13099-17895-17099-178请务必阅读正文之后的免责条款部分16of31行业专题研究效率80808080噪声75dB75dB75dB75dB重量2531531532数据来源哈默纳科绿的谐波来福谐波官网国泰君安证券研究22伺服系统高精度执行系统国产替代空间持续扩大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图24伺服系统主要包括伺服驱动伺服电机和反馈装置数据来源禾川科技招股说明书下游景气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27927亿元CAGR达1464其中21年同比增长379增长势头迅猛2022Q2激光机器人机床等下游行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图252017-2021伺服系统市场规模CAGR达15图26伺服系统下游行业市场增速下滑请务必阅读正文之后的免责条款部分17of31行业专题研究数据来源MIR睿工业国泰君安证券研究数据来源MIR睿工业国泰君安证券研究打破外资垄断格局国产替代持续加速我国伺服系统市场主要分为日韩品牌欧美品牌和国产品牌三大阵营由于需要的技术水平较高伺服系统市场一直为外资品牌主导近年来国内厂商通过引进消化吸收国际先进技术等举措不断加强伺服系统相关的技术研发和生产能力国产伺服系统的产品质量和技术水平不断提升并逐渐在国内市场中取得一定的份额但与国际知名企业相比其在整体性能可靠性上仍存在一定差距根据MIR睿工业的数据2021年我国伺服市场中汇川安川和松下分别以161110的市场份额位列前三国产品牌打破了外资垄断伺服市场的局面图27国产品牌打破外资垄断伺服市场局面数据来源MIR睿工业国泰君安证券研究表7国内伺服系统市场格局较分散国产替代已取得成效公司类型公司名称国内市场份额简介创立于1847年是全球电子电气工程领域的领先企业西门子8是全球主流伺服品牌之一创立于1918年是世界著名的国际综合性电子技术企业海外巨头松下10集团创立于1921年是全球领先的电气设备制造商之一三菱9业务范围覆盖工业自动化产品和机电一体化产品请务必阅读正文之后的免责条款部分18of31行业专题研究创立于1915年主要制造伺服电机等产品在国内伺安川11服市场安川电机多年来占据市场份额的前列成立于2003年是专门从事工业自动化和新能源相关产品研发生产和销售的高新技术企业公司业务中工汇川16业自动化收入占总体营业收入的比例约为60是公司的主要收入来源成立于2008年专门从事工业自动化控制产品的研国内厂商信捷2发生产和销售长期专注于机械设备制造行业自动化水平的提高的工业自动化厂商创立于1971年为电源管理与散热管理解决方案的领导厂商并在多项产品领域居世界级重要地位服务内容台达8横跨工业自动化太阳能风能车用电子与通讯电源等数据来源各公司官网国泰君安证券研究23控制器机器人信号处理中枢国产化率仍较低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图28运动控制系统主要包括控制器伺服系统和传感器数据来源固高科技招股书国泰君安证券研究工业机器人需求旺盛国内控制器市场近15亿元近年来中国工业机器人行业快速发展工业机器人产业链日益成熟国内机器人控制器软硬件开发实力不断增强需求日益提升下游市场也快速增长国内工业机器人用控制器市场规模2017年105亿元上升至2021年147亿元CAGR为88预计2022年国内工业机器人控制器市场规模有望达162亿元请务必阅读正文之后的免责条款部分19of31行业专题研究图292022年工业机器人控制器市场增速预计在10以上市场规模亿元yoy1818161571614141241212101021088665044225200201720182019202020212022E数据来源中商产业研究院国泰君安证券研究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其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图30外资品牌主导国内控制器市场数据来源中商产业研究院国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分20of31