中富金石:新型工业化的核心技术 “机器人+”大时代有望来临
事件刺激:
周末新型工业化被推上风口, 新型工业化的重要突破口和着力点就是智能制造,而机器人作为新型工业化的关键核心,本次华为全联接大会,华为竞逐“第四次工业革命”,将基于云机器人的仿真、机器人AI技能等服务,打造智能机器人,随着智能化、数字化时代的到来,机器人行业是处于成长阶段的自动化产品,“机器人+”大时代有望来临。
最新消息:
9月20日,国常会研究加快推进新型工业化,新型工业化这个重磅提法,这是去年二十大提出后,今年首次在高级别的会议里再度被提及,而且明确“加快推进”。今年6月20日华为8.7亿元在东莞成立极目机器公司,标志着华为开始正式介入机器人行业,机器人技术成为未来工业发展的关键。
9月22日至23日,全国新型工业化推进大会在京召开,新型工业化上升为国家战略之一,将成为当代发展工业的重要纲领,产业政策红利有望释放。
关注逻辑:
机器人受各国政府高度重视,特斯拉开启智能化浪潮
全球范围内,有三个国家被誉为机器人强国,分别是日本、德国和美国。在美国,机器人已经被列为实现制造业变革、促进经济发展的核心技术,定位与互联网一样重要。欧盟启动全球最大的民用机器人研发计划,纳入了机器人在制造业、农业、健康、交通、安全和家庭等各个领域的应用。亚洲,日本将机器人当作经济增长的重要支柱;韩国谋划构建开放型的产业生态系统,将机器人产业融入各行各业,其整体机器人出厂台数已排名世界第四。
近年我国政府及相关部门出台了一系列政策,鼓励机器人产业发展。2023年1月19日,工信部等十七部门印发《“机器人+”应用行动实施方案》,到2025年,制造业机器人密度较2020年实现翻倍,服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升,将聚焦10大应用重点领域,《方案》的出台,为我国机器人领域产学研用协同创新提供了重要指引。
人形机器人起步于1960年代后期,以日本的研究成果最为瞩目,1986年日本本田开始进行人形机器人ASIMO的研究,并成功于2000年发布第一代机型,2021年日本丰田推出第四代家务机器人Busboy, 运用了更高级的AI和机器学习技术。2022年10月,特斯拉 2022AIDay上发布人形机器人“擎天柱”(Optimus)原型机,其主控芯片采用特斯拉自研SOC芯片,支持 Wifi、LTE 以及音频功能,具备硬件级别安全功能。马斯克表示人形机器人具备一定程度智能化,可以替代体力劳动,有望在3-5年后实现量产,量产后将达到数百万台,其价格可能低至于2万美元,以特斯拉为首的科技巨头相继推出人形机器人,加快智能机器人产业发展。
行业集中度较高,国产替代前景广阔
工业机器人被誉为“制造业皇冠上的明珠”,是带动产业转型升级的强劲动力。近年来,在人口红利不断消散、自动化需求日益增强的背 景下,工业机器人的应用场景和市场规模迅速扩张,发展前景一片蓝海。全球机器人与自动化的应用正在以惊人的速度增长,六年内机器人年装机量翻了一倍多。根据 IFR数据统计,2001-2021年国内工业机器人安装量从700台提升至26万台,CAGR为34%;全球安 装量从7.8万台提升至51万台,CAGR为9.8%。国家统计局数据,2022 年全年国内工业机器人产量为44万台,同比下降 4.8%。
国内工业机器人密度指标较发达国家仍有较大提升空间,同比增速最快。2021 年全球制造业自动化程度最高的五个国家分别是:韩国、新加坡、日本、德国和 中国;韩国工业机器人密度位居世界首位(1000 台/万人),新加坡/日本/德国的密度分别 为 605/390/371台/万人。中国作为全球工业机器人销量最大的国家,机器人密度较之发 达国家仍处于低位,2021年中国工业机器人密度仅为322台/万人。但中国工业机器人密度上升速度最快,预计2025年制造业机器人密度较 2020 年实现翻倍,市场潜力巨大。
我国工业机器人行业仍处于快速发展阶段,竞争较为激烈,且集中于中低端市场。2022年,排名前十的工业机器人企业合计占据约66%的市场份额,行业头部效应显现,国外厂商在数控系统和伺服技术方面具备先发优势,占据大部分市场。2022年“四大家族”合计占据我国工业机器人市场份额的39%,发那科、ABB、安川、库卡分别为13%、8%、8%、8%。国内厂商已经在部分技术上实现了突破,核心零部件以及本体实现了量产,2022年,我国工业机器人龙头埃斯顿、汇川技术市占率为6%、5%,埃斯顿通过积累底层技术和并购优质资产,已经实现了80%的零部件自主供应。
日欧企业主导高端市场,行业集中度较高,从国内竞争格局来看,高端市场,日德企业合计市场份额高达90%,中国大陆、中国台湾企业市场份额各约5%,高端市场格局相对集中;中端市场,中国大陆厂商的市场份额约30%。从全球市场竞争格局看,CR5市占率达到约46%;其中欧洲和日本的滚珠丝杠企业占据全球约70%的市场份额。从全球区域分布来看,2020年亚太地区市场份额占比约49.46%,是全球滚珠丝杠主要市场,而行星滚柱丝杠市场较小,行业参与者以海外企业为主。
特斯拉Optimus新品发布,人形机器人产业化超预期
9月24日,特斯拉发布最新视频,人形机器人Optimus可实现自主分类物品、做瑜伽等复杂任务,视频中,Optimus动作流畅、反应灵敏:1、强大姿态控制能力(自校准):基于纯视觉方案和关节位置编码器,特斯拉Optimus可实现在陌生环境中的自校准功能。Optimus的姿态控制依赖于自我感知手指、关节的空间位置,而非电机和电缆的状态;2、无需联网的内置视觉神经网络:基于特斯拉Dojo平台等计算设施提供的强大算力训练,Optimus内置神经网络可完全自主离线运行,基于纯视觉信号快速完成任务;3、灵巧手灵敏抓握物体:Optimus的灵巧手方案为单手6个执行器,由空心杯电机+行星精密齿轮箱+编码器构成,单手可负载20磅。
多家厂商产业化进度提速,在8月中旬举行的2023世界机器人大会上,包括小米、ABB、优必选、达闼等多家机器人厂商产品亮相。在业内看来,多家厂商首发人形机器人新品中,技术进步明显,性能快速提升,关节路线多种多样,而且目标售价多在几十万元水平,已经初步具备商业化价值。人形机器人技术目前的进展和产业化速度已经超预期,已进入快速迭代升级的加速发展期。预计2030年人形机器人需求量约177万台,全球市场空间有望达1692亿元,2023-2030年CAGR达25%;中短期(3-5年)工商业场景率先应用;中长期(5-10年后)个人场景应用空间大。核心零部件,是机器人运行和执行任务所必需的关键组成部分,有望迎来国产替代的最佳机遇。
从各细分领域看,行星滚柱丝杠:价值量占比约19%,目前产能主要集中于欧洲、美国等,国内企业起步较晚,规模较小,海外进口依赖度高。空心杯电机:价值量占比约8%,目前行业龙头为瑞士Maxon、德国Fauhalber等,批量制造难度大,国内厂商技术提升空间大。减速器:价值量占比约13%,目前减速器行业日系厂商占主导,国内厂商关键技术已攻克,在工艺经验积累方面仍有提升空间。
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