工业机器人行业研究:增长驱动因素清晰,国产厂商竞争力提升
(报告出品方/作者:长城国瑞证券,黄文忠)
1 工业机器人是智能制造的核心环节
什麽是工业机器人?工业机器人是指用於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。提高制造业自动化水平,推进智能制造是我国制造业发展方向。我国制造业涉及31个大类、179 个中类和 609 个小类,是全球产业门类最齐全、产业体系最完整的制造业。从体量来看我国制造业增加值占全球比重近 30%,连续多年保持世界第一制造大国地位。但我国制造业存在大而不强的问题,在国际分工中总体还处於中低端水平。《中国制造2025》中提到我国要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向,强化工业基础能力,提高综合集成水平促进产业转型升级,实现制造业由大变强的历史跨越。
工业机器人是提高我国制造业自动化水平、推进智能制造的重要一环。工业机器人可代替人工完成各类繁重、乏味或有害环境下体力劳动,并且具有高精确度、高稳定性、低成本等优势。以工业机器人为核心,以信息技术和网路技术为媒介,将所有设备高效连接而形成的大型自动化柔性生产线,各机器组直接在统一的信息化系统调度下进行工作,生产效率将得以进一步提升,是实现生产线的数字化、网路化和智能化的重要手段。按结构划分,工业机器人可以分为多关节机器人、SCARA 机器人、直角坐标机器人、并联机器人和圆柱坐标机器人。多关节机器人相对於其他类型机器人具有更多的关节和自由度,可以实现复杂运动轨迹,更适用於焊接、装配、搬运喷漆、磨抛等工作,因此被广泛使用於汽车、五金、3C 电子、家电等行业。
2020 年我国销售机器人 16.56 万台,多关节机器人销量超过10.9 万台,占总销量的60%以上。SCARA 机器人销量为约 4.1 万台,直角坐标机器人销量约1.4 万台。从全球销售额来看,多关节机器人仍为最大市场,2020 年多关节机器人全球销售额约为237 亿美元。
工业机器人产业链可以分为上游核心零部件、中游本体和下游系统集成。
产业链上游主要为伺服系统、减速器、控制器等核心零部件和齿轮、涡轮、蜗杆等关键材料。减速器、伺服系统(包括伺服电机和伺服驱动)及控制器是工业机器人的三大核心零部件,直接决定工业机器人的性能、可靠性和负荷能力,对机器人整机起着至关重要的作用,三者约占工业机器人生产成本的 70%。
机器人本体的核心技术主要为:①整机结构设计和加工工艺,主要解决机械防护、精度补偿、机械刚度优化等问题。②运动控制系统,主要解决机器人的运动轨迹控制、速度控制、力矩控制等问题,是工业机器人的大脑。③针对特定行业或应用场景开发的手部执行器和软体包,如焊接机器人的焊接设备、喷涂机器人的喷枪以及相对应的控制系统和工艺软体包。衡量多关节机器人的指标包括运动范围、有效载荷、运动速度和加速度、运动轨迹精度、重复定位精度等。与国外头部机器人企业相比,我国工业机器人在高端应用领域还存在差距,国外工业机器人品牌占据了较大市场份额。 系统集成商主要面向终端用户及市场应用,根据不同的应用场景和用途并根据客户的需求针对性地进行系统集成和软体二次开发,主要包括产线规划设计、非标设备设计及制造、制造工艺规划及调试、机器人程序规划设计、控制系统软硬体设计等。系统集成业务的核心竞争力在於要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解,以上主要来自於相关项目经验。系统集成的下游应用领域包括汽车、3C、家电、医药、食品饮料等众多行业,不同行业间的差异极大,系统集成企业往往只能专注於个别行业,导致我国系统集成厂商呈现小而多的特点。而且由於系统集成的技术壁垒较低,更加剧了行业竞争。
2 行业驱动因素
2.1 短期驱动因素:库存周期见底,制造业投资有望复苏
工业机器人属於通用设备,下游包括电子、汽车、光伏、锂电、金属制品、食品饮料等主要制造业行业。工业机器人需求与制造业资本开支紧密相关。从短期的角度看,制造业投资主要受到库存周期的影响。一个完整的库存周期要经历被动去库存、主动补库存、被动补库存、主动去库存四个阶段。一个完整的库存周期通常在 2-4 年左右。我们采用工业企业产成品库存同比作为我国库存周期的观察指标,2019 年11月是上一轮库存周期的低点,2020 年由於疫情爆发使得产成品库存快速拉升,但我国疫情快速得到控制,工业生产较快恢复,加之海外停工停产导致出口需求快速增长,使得我国进入了新一轮库存周期。受到消费需求不足,出口动能减弱影响,库存水平在 2022 年5 月达到峰值,进入主动去库存阶段。自 2019 …