策略问道产业之工业互联网：技术周期的战略高地~工业互联网

1、正文目录 HYPERLINK l _TOC_250017 引言：工业互联网是 5G 技术周期的产业战略高地 3 HYPERLINK l _TOC_250016 从架构和产业链角度拆解工业互联网 4 HYPERLINK l _TOC_250015 工业互联网产业链梳理 4 HYPERLINK l _TOC_250014 工业互联网产业在机械、能源行业应用领先 6 HYPERLINK l _TOC_250013 工业互联网行业发展确定性高 7 HYPERLINK l _TOC_250012 国内工业互联网产业的海外比较 10 HYPERLINK l _TOC_250011 工业机器人是工业互联网运

2、行的硬件设备载体 11 HYPERLINK l _TOC_250010 全球机器人产业的发展历史变迁 11 HYPERLINK l _TOC_250009 机器人产业链较短，但技术壁垒较高 12 HYPERLINK l _TOC_250008 全球机器人产业链环节的竞争格局分析 14 HYPERLINK l _TOC_250007 全球机器人产业发展现状：金融危机后快速发展 14 HYPERLINK l _TOC_250006 美日欧机器人产业在国际分工下各有优势 15 HYPERLINK l _TOC_250005 全球机器人产业链环节竞争格局分析 16 HYPERLINK l _TOC_2

3、50004 国内机器人产业发展有望迎来景气拐点 17 HYPERLINK l _TOC_250003 国内机器人市场规模未来有望保持高增长态势 17 HYPERLINK l _TOC_250002 政策的大力扶持以及产业簇群的形成 18 HYPERLINK l _TOC_250001 我国工业机器人产业发展尚处于初期 20 HYPERLINK l _TOC_250000 投资逻辑：机器人或是工业互联网产业大趋势的先行者 21引言：工业互联网是 5G 技术周期的产业战略高地2019 年以来，以 5G 为基础的技术革命逐步展开：从 5G 基站建设5G 终端的普及软件和应用，最终改变人们的生产和生活

4、。5G 技术之所以能改变生活主要在于 5G 时代新的硬件或终端产生有望创造需求，改变人们的生活方式，带来各种便利，包括 5G 智能手机、VR 设备、智能家居等。但我们认为 5G 更大的愿景是在于改变生产端，通过将硬件和软件的重新组合以及高效连接，从而提高生产效率，5G 技术在生产端的重要落脚点就是工业互联网。从策略角度，我们之所以如此重视这轮 5G 技术革命下工业互联网的演绎进程，主要原因就在于技术从自下而上角度，可能会重塑企业所处的行业生态，对行业格局进行重塑，从而影响行业配置决策；从自上而下角度，技术可以提高全要素生产率，从而改变经济增长曲线，进而影响宏观总需求和流动性。在此前，自 201

5、9 年以来我们对于科技保持密切的研究与跟踪，沿着 5G 科技周期的脉络进行挖掘：我国最重要的企业载体华为产业链、最重要的硬件载体半导体、最重要的软件载体云计算。当前，我们认为市场对于 5G 技术革命带来需求端的变化（包括基站建设、5G 手机换机潮、新 5G 终端普及）已经大致清晰，从投资的角度，我们认为未来更大的边际变化可能在于生产端，因此本篇报告，我们继续沿着之前我们的研究脉络，把关注焦点转向生产端的工业互联网。简单来看，工业互联网是新“蓝海”，行业涉及范围较广，主要包括硬件设备（机器人）+软件（云）+算法（AI）。其中，当前，我们认为：（1）云计算产业已经处于景气向上的过程中，参见我们在

6、2019 年 11 月 22 日发布的报告5G 科技周期下半场，进击云计算；（2）而硬件设备载体机器人有望受益于龙头制造公司的技改提速，拐点有望逐渐临近；（3）AI 产业总体在我国尚未成熟，目前来看还需要较长时间的积累。根据信通院综合测算，2019 年，我国工业互联网产业规模达 8000 亿元，2016-2019 年均增速高达 18%。我们认为未来随着 5G 技术的推广，我国工业互联网发展有望继续快速增长。本篇报告的研究框架如下：第一部分：我国工业互联网的产业链梳理以及行业现状、竞争格局以及国内外对比。第二部分：从产业链角度切入，我们重点分析当前我国工业互联网产业能够落地的硬件设备行业的现状以

7、及格局。第三部分：落实到投资，分析工业互联网有望率先出现拐点的细分行业机器人，并为投资者梳理和挖掘相应的投资机会。从架构和产业链角度拆解工业互联网工业互联网是个宽泛的概念，通常是指能够满足工业智能化发展需求，具有低时延、 高可靠、广覆盖特点癿关键网络基础设施，是新一代信息通信技术与先进制造业深度融合所形成的新兴业态与应用模式。从架构来看，工业互联网包括网络、平台、安全三大体系，其中，网络是基础，平台是核心，安全是保障。工业互联网平台作为工业智能化发展的核心载体，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，平台包括：边缘采集、IaaS（基础设施层）、工业 PaaS（平台层）、工业 SaaS（应用

8、层）、工业安全。图表1： 工业互联网平台功能架构资料来源：工业互联网平台白皮书（2019），华泰证券研究所从产业发展历史进程来看，工业互联网发展大致分为四个阶段：第一阶段为 60-80 年代，实现网络的发明以及机器与机器的互联；第二阶段为 90 年代，实现工业网络协议以及操作系统的发布，以及物联网概念的提出，工业设备逐渐联网；第三阶段为 2000 年初，云计算以及通信独立架构协议的形成，工业互联网支撑体系逐步形成；第四阶段为 2010 年至今，工业互联网雏形形成与发展。图表2： 工业互联网发展历程简要梳理资料来源：中国产业信息网，华泰证券研究所工业互联网产业链梳理工业互联网产业链包括六个层面：

9、（1）设备层包括智能生产设备、生产现场智能终端、嵌入式软件及工业数据中心；（2）网络层包括工厂内部和外部的通信；（3）平台层包括协同研发、协同制造、信息交易和数据集成等工业云平台；（4）软件层包括研发设计、信息管理和生产控制软件，是帮助企业实现数字化价值的核心环节；（5）应用层包括垂直行业应用、流程应用及基于数据分析的应用；（6）安全体系安全体系渗透于以上各层中，是产业重要的支撑保障。图表3： 工业互联网产业链全景图资料来源：赛迪顾问，华泰证券研究所根据工业互联网平台架构，工业互联网产业链细分领域大致分为以下五个部分：工业互联网边缘采集（数据采集）：是指通过大范围、深层次的数据采集，以及异构数

10、据的协议转换与边缘处理，构建了工业互联网平台的数据基础。工业数据采集核心企业由两类企业构成。第一种为工业自动化企业，从自身核心产品能力出发，主要为工业数据采集、提供接入设备，作为工业数据采集的源头。国内主要企业有研华科技、安控、北自所等；第二种为工业互联网企业，主要为工业数据采集提供工业网络协议转换、传输、安全等配套设备和服务，部分企业从原有优势领域正在积极向制造业领域延伸发展。国内主要企业包括：和利时、中国电信、中兴通讯、华为、名匠智能、映翰通网络等。工业互联网工业 IaaS：是基于虚拟化、分布式存储、并行计算、负载调度等技术，实现网络、计算、存储等计算机资源的池化管理，根据需求进行弹性分配

11、，并确保资源使用的安全与隔离，为用户提供云基础设施服务，主要解决的是数据存储和云计算，涉及到的设备如服务器、存储器等。国内 IaaS 企业可分为以下四类：第一类是互联网巨头，积累了技术和基础设施，具有内容、渠道、用户运营等优势，主要公司有阿里云、金山云、百度云、腾讯云；第二类是新兴创业龙头，公司的先进技术驱动内生增长，能在垂直领域深耕竞争壁垒，主要公司有青云、优刻得科技等；第三类是传统 IT 公司转型（包括传统 IDC、IT 运营商、系统集成商等），具备丰富的硬件设备资源及成熟的销售渠道体系，主要公司有华为、浪潮信息、世纪互联、太极股份等；第四类是运营商阵营，拥有带宽和通信资源等优势积累，主要

12、公司有中国电信、中国联通、中国移动。工业互联网工业 PaaS：是指基于微服务架构的数字模型，数字模型就是把大量的工业癿技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具规则化、软件化、模块化，并封装为可重复使用的组件，工业 PaaS 是工业互联网的核心。工业 PaaS 有四大类型的企业：第一种是装备和自动化企业，凭借工业设备与经验积累打造工业互联网平台，主要有西门子、ABB 等国外企业；第二种是领先制造企业，将数字化转型成功经验转化为基于平台的服务能力，国内主要企业有海尔、中国航天科工集团、三一集团有限公司；第三种是软件企业，围绕业务升级需求，借助工业互联网平台实现能力拓展，主要企业有德国 SAP 公司，

13、美国 PTC 公司；第四种是 ICT 企业，发挥技术优势，将已有平台向制造领域延伸，外国企业有 IBM、亚马逊、微软，中国龙头企业是华为。工业互联网工业 SaaS：是基于工业互联网，承载工业知识和经验，满足特定需求的工业应用软件，是工业技术软件化的重要成果。工业 SaaS（工业 APP）是面向特定行业、特定场景，满足业务需求，解决特定问题的应用服务方案。根据中国工业 APP 联盟发布的工业互联网 APP 发展白皮书（2018），国内工业 APP发展现状存在数量少（不超过一万个）、质量低（智能决策类工业 APP 少）、发展慢（工业 APP 开源社区空白、开发者规模能力差）的问题。国内布局工业 A

14、PP 的企业主要有航天云网、东方国信、树根互联、徐工信息、青岛海尔等。工业安全：贯穿整个工业互联网:，平台从内容来看，工业信息安全泛指工业运行过程中的信息安全，涉及工业领域各个环节，包括工业控制系统信息安全（以下简称工控安全）、工业互联网安全、 工业大数据安全、工业云安全、工业电子商务安全等内容。从保障对象上看，工业信息安全要保障工业系统和设备、工业互联网平台、工业网络基础设施、工业数据等的安全。工业信息安全企业分为以下四种类型：（1）自动化背景的厂商，原来从亊自动化控制相关业务的公司，通过成立子公司或工控安全部门进入工业信息安全市场领域，主要公司有浙江中控、和利时、三维力控等；（2）传统信息

15、安全背景的厂商，主要从亊信息安全业务，将工业信息安全作为其安全业务的一个分支，这类公司主要通过成立工控安全部门或投资有工控安全业务的企业进入工业信息安全领域，主要公司有启明星辰、绿盟、立思辰等；（3） IT 系统集成商，具备系统集成资质、能对行业用户实施系统集成的企业。这类公司拥有深厚的行业用户基础，主要通过与专业的工业信息安全公司合作进入工业信息安全领域，如石化盈科、中油瑞飞、南瑞信通等公司；（4）工业信息安全的厂商，通过整合信息安全和自动化化控制方面的人才，专注于开展工业信息安全领域业务的企业，如威努特、天地和兴、安点科技等公司。工业互联网产业在机械、能源行业应用领先工业互联网目前应用的领

16、域中机械、能源行业领先发展，各行业应用侧重不同。首先，两化融合水平较高的行业引领平台创新应用。电力、电子和家电等两化融合水平较高的行业，由于制造技术、信息技术、管理技术和知识积累较为成熟，升级改造难度小，更具应用工业互联网平台能力优势和成本优势。其次，同业竞争越激烈的行业向“产品+服务”转型的步伐越快。以交通设备制造、机械等为代表的行业面临结构调整、需求放缓、同质化竞争激烈等方面的较大压力。提供产品+服务等增值服务，开展服务化转型，是企业获取更大价值空间、提升可持续竞争优势的有效方式。最后还要流程行业率先布局基于平台的安全环保综合管控能力建设。钢铁、石化、采掘等行业具有高耗能、高排放、高危险、

17、工艺复杂等特点，安全问题、环保问题成为制约行业发展的主要瓶颈。工业互联网平台结合大数据、人工智能等新技术手段，为这些行业提供了新型的能源管控、安全管控解决方案，提升行业内企业整体精细化管控水平。图表4： 2018 年工业互联网平台应用企业主要行业分布交通运输仓储6%建材3%冶金 采矿2%1%电子8%纺织1%石化9%轻工11%机械36%能源22%食品1%资料来源：国家工业信息安全发展研究中心全球工业互联网应用案例分析报告（2018），华泰证券研究所工业互联网行业发展确定性高工业互联网是全球新一轮产业竞争的制高点。目前制造业面临着传统制造业产能过剩、企业生产成本不断上升（人力、环境、土地和融资等）

18、、企业研发投入不足，技术和产品急需升级三个难题。借鉴美国、德国工业的发展进程，破解制造业困境的解决之道在于制造业需要与工业互联网的深度融合。47094145.33652.2图表5： 全球工业互联网市场规模（亿美元）图表6： 我国工业互联网市场规模（亿元）1,00090080070060050040030020010009146402018年2023e5,0004,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,00050002015年2016年2017年资料来源：Marketsand markets，信通院，华泰证券研究所资料来源：赛迪顾问，华泰证券研究所国内在政策的大力

19、扶持下，工业互联网迎来良好的发展机遇。2019 年以来，我国有关工业互联网的相关政策也开始逐渐实施落地，其中相对重要的政策包括：（1）2019 年 11 月，工信部发布“5G+工业互联网”512 工程推进方案，进一步明确 5G+工业互联网发展目标，到 2022 年，我国将突破一批面向工业互联网特定需求的 5G 关键技术，打造一批“5G+工业互联网”内网建设改造标杆、样板工程，形成至少 20 大典型工业应用场景。（2）2019年 6 月，工信部发布工业互联网专项工作组 2019 年工作计划，提出了加强统筹推进、提升基础设施能力、构建标识解析体系、建设工业互联网平台、突破核心技术标准、培育新模式新

20、业态、发展产业生态、增强安全保障水平、推动开放合作、推动政策落地等 10类工作任务的 61 项具体举措。我们认为在近期工业互联网相关政策密集出台的背景下，产业未来有望迎来确定性较高的发展机遇。根据信通院综合测算显示，2019 年，我国工业互联网产业规模达 8000 亿元，近三年以来年均增速高达 18%。图表7： 近年来国家层面出台的工业互联网相关政策梳理时间部门政策主要内容2019 年 11 月 中共中央、 长江三角洲区域一体化发展规划纲国务院要指出，合力建设长三角工业互联网。积极推进以“互联网+先进制造业”为特色的工业互联网发展，打造国际领先、国内一流的跨行业跨领域跨区域工业互联网平台。20

21、19 年 11 月 工信部“5G+工业互联网”512 工程推进方案2019 年 10 月 工信部关于加快培育共享制造新模式新业态促进制造业高质量发展的指导意见进一步明确 5G+工业互联网发展目标，到 2022 年，我国将突破一批面向工业互联网特定需求的 5G 关键技术，打造一批“5G+工业互联网”内网建设改造标杆、样板工程，形成至少 20 大典型工业应用场景。支持平台企业积极应用云计算、大数据、物联网、人工智能等技术，发展智能报价、智能匹配、智能排产、智能监测等功能，不断提升共享制造全流程的智能化水平。引导平台企业与技术提供商合作，强化平台开发与应用能力。鼓励工业互联网平台面向特定行业、特定区

22、域整合开放各类资源，发展共享制造服务。2019 年 8 月十部门联合加强工业互联网安全工作的指导意见为加快构建工业互联网安全保障体系，提升工业互联网安全保障能力，促进工业互联网高质量发展，推动现代化经济体系建设，护航制造强国和网络强国战略实施。2019 年 6 月工信部工业互联网专项工作组 2019 年工作计划提出了加强统筹推进、提升基础设施能力、构建标识解析体系、建设工业互联网平台、突破核心技术标准、培育新模式新业态、发展产业生态、增强安全保障水平、推动开放合作、推动政策落地等 10 类工作任务的 61 项具体举措。2019 年 6 月工业互联网产业联盟工业互联网标识解析二级节点建设导则（试

23、行版）明确了工业互联网标识解析二级节点的体系架构、建设模式、运营要求等内容，规范了工业互联网标识解析二级节点的建设、运营和发展方向，为下一步二级解析节点在各地区、各行业的应用探索和加快推广提供了参考依据。2019 年 5 月工业互联网产业联盟工业互联网平台白皮书（2019） 从应用、技术、产业和商业等方面研究和分析工业互联网平台的发展脉络和最新状况，并对未来发展方向有所预见，为业界厂商、政府机构和投资者等利益相关方提供有益参考，共同促进工业互联网平台发展成熟。2019 年 3 月工信部工业互联网综合标准化体系建设指南 提出到 2020 年，初步建立工业互联网标准体系，研制“工业互联网体系架构”

24、等基础共性标准 10 项以上，“工业互联网时间敏感网络技术要求”等总体标准 30项以上，“工业互联网个性化定制分类指南”等应用标准 20 项以上；到 2025 年，制定 100 项以上标准，基本建成统一、综合、开放的工业互联网标准体系，涵盖工业互联网关键技术、产品、管理及应用需求。2019 年 1 月工信部工业互联网网络建设及推广指南细化了工业企业建网络用网络、建标识用标识的总体目标、实施路径和工作重点，有针对性地解决企业建网用网、建标识用标识的突出问题。2018 年 11 月 工业和信促进大中小企业融通发展三年行动加快构建工业互联网网络、平台、安全三大功能体系，增强工业互联网产业供给能息化部

25、、发 计划展改革委、财政部、国资委2018 年 7 月工信部工业互联网平台建设及推广指南和工业互联网平台评价方法2018 年 6 月工信部工业互联网发展行动计划（2018-2020 年）、工业互联网专项工作组 2018 年工作计划及2018 年工业互联网创新发展工程拟支持项目2018 年 5 月工信部工业互联网 APP 培育工程方案（2018-2020）力；加快推进工业互联网平台体系建设，引导培育若干跨行业、跨领域平台和面向特定行业、特定区域的企业级平台；推动建设工业互联网安全公共服务平台，面向广大中小企业提供网络安全技术支持服务。提出建立工业互联网平台标准体系、推动形成平台标准制定与推广机制

26、、推动平台标准化建设。工信部信管局公示了 2018 年工业互联网创新发展工程拟支持项目名单，其中 8 家单位入围“跨行业跨领域工业互联网平台体验测试”项目，并有多家上市公司入围其他具体项目。到 2020 年，培育 30 万个面向特定行业或场景的工业 APP，突破一批共性关键技术，构建工业 APP 标准体系，形成一批具有国际竞争力的工业 APP 企业，创新应用企业关键业务环节工业技术软件化率达到 50%，工业 APP 市场化流通、可持续发展能力初步形成。2018 年 3 月国务院2018 年政府工作报告深入开展“互联网+”行动，实行包容审慎监管，推动大数据、云计算、物联网广泛应用，推进智能制造，

27、发展工业互联网平台、创建“中国制造 2015”示范区。2018 年 2 月工信部国家制造强国建设领导小组关于设立工业互联网专项工作组的通知2017 年 12 月 工信部工业控制系统信息安全行动计划（2018-2020）2017 年 11 月 工信部高端智能再制造行动计划（2018-2020）为加快推进工业互联网创新发展，加强对有关工作的统筹规划和政策协调，设立专项工作组统筹协调工业互联网全局工作。加强工业互联网安全保障工作，鼓励利用云计算、大数据等技术手段，建设国家工控安全信息共享平台，为建设制造业和网络强国提供重要保障。加快发展高端智能再制造进一步提升机电产品再制造技术管理水平和产业发展质量

28、，推动形成绿色发展方式。2017 年 11 月 中共中央推进互联网协议第六版（IPv6)规模部基于 IPv6 的下一代互联网将高效支撑移动互联网、物联网、工业互联网、云计算、办工厅、国 署行动计划务院办工厅2017 年 11 月 国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见大数据、人工智能等新兴领域快速发展，不断催生新技术新业态。提出以全面支撑制造强国和网络强国建设为目标，并进一步提出 2025 年、2035年和本世纪中叶三阶段发展目标，确定 7 项主要任务。2017 年 10 月 中共中央党的十九大工作报告加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实

29、体经济深度融合时间部门政策主要内容2017 年 8 月工信部制造业“双创”平台培育三年行动计划2017 年 4 月科技部“十三五”先进制造技术领域科技创新专项计划支持工业互联网平台在“中国制造 2025”国家级示范区、国家新型工业化产业示范基地、国家大数据综合试验区、国家级经济技术开发区等产业聚集区落地，建设一批行业特色鲜明、品牌影响力强、带动作用显著的制造业“双创”示范区，形成制造业“双创”平台引领发展、地方政府积极参与、中小微企业快速成长的产业创新生态。提出强化智能制造关键核心技术，形成信息技术与制造业深度融合的创新发展模式总体目标，强调了智工厂、网络协同制造、工业传感器等重点任务。201

30、7 年 1 月工信部大数据产业发展规划（2016-2020） 在重点任务和重大工程中明确了深化工业大数据创新应用，推进工业大数据与自动控制和感知硬件、工业核心软件、工业互联网、工业云融合发展。资料来源：国务院、工信部、科技部等网站，华泰证券研究所从细分市场结构上看，根据赛迪顾问数据，2018 年基础设施、软件与应用、通信与平台、工业安全的规模分别为 1927、1299、1447、36 亿元，占比分别是 40.9%、30.70%、27.6%、 0.8%。在国家政策大力支持，各省政府高额补贴的刺激下，国内制造企业，工业软件服务商、工业设备提供商及 ICT 四类企业多路径布局工业互联网平台。近两年我

31、国工业互联网平台数量实现了快速发展，截止到 2018 年 12 月，国内工业互联网平台类产品数量已高达 269 个，超过了国外工业互联网平台总和，在 269 个平台类产品中由制造企业构建的工业互联网平台占比高达 46%。图表8： 我国 2018 年工业互联网市场细分结构（亿元）图表9： 2018 年国内工业互联网平台提供商分类1927.21299.31446.935.72,5002,0001,5001,0005000工业设备提供商 19%基础设施通信与平台软件与应用工业安全工业软件服务商 27%信息通信企业8%制造企业46%资料来源：赛迪顾问，华泰证券研究所资料来源：信通院，华泰证券研究所国内

32、工业互联网产业的海外比较从工业互联网的不同层级分析，我国仍与国外有一定差距。其中在边缘采集层面，我国缺乏工控领域的领军企业，95%中高端 PLC 市场、50%以上的 DCS 市场被跨国公司垄断；国产化的工控自动化核心部件产品仅占 35%的市场份额。在工业 PaaS 层上，整合控制系统、通信协议、生产装备、管理工具、专业软件等各类资源的能力不足；集业务流程咨询、软件部署实施、平台二次开发、系统运行维护等于一体的综合能力欠缺。在工业 SaaS 层上，高端工业软件主要依赖进口；缺乏相关开发者社区。图表10： 国内外工业互联网的产业链细分领域竞争格局对比分析工业互联网架构国外现状国内现状边缘采集美德制

33、造企业数字化、网络化水平较高；垄断了全球的工控设备和通信协议；拥有强大的数据采集、云端迁移、边缘计算能力工业 IaaS美国主导全球 IaaS 生态演进、拥有亚马逊、95%中高端 PLC 市场、50%以上的 DCS 市场被跨国公司垄断；设备数字化率 44.8%、联网率 39%微软、谷歌、IBM 等领导厂商；德国 SAP阿里、华为、腾讯工业 PaaS美、德在机械、汽车、航空、船舶等行业拥有数百年的工业知识、经验、方法的积淀（工业机理+数据科学）；具备将核心经验知识固化封装为微服务能力以及平台资源整合能力工业 SaaS美、德等垄断了传统的工业软件市场：拥有工业技术知识薄弱、工业机理、 工艺流程、模型

34、方法等积累不足； 算法库、模型库、知识库等微服务提供能力不足高端工业软件主要依赖进口；开发了少GE、Oracle、西门子、 SAP 等工业软件巨头； 量工业 APP，在数据科学研究领域有形成了完整的开发者社区和海量开发者；正在涌现一批新型的工业 APP 企业工业安全全球主要国家产业政策利好，产业 结构逐步完善，竞争格局逐渐形成， 企业及国家资源加速产业整合资料来源：国家工业信息安全发展研究中心，华泰证券研究所一定基础；缺乏工业 APP我国安全产业政策充分利好，安全标准体系逐步形成，但是关键技术攻关及产业化应用不成熟图表11： 2018 年全球工业互联网平台应用场景分布图表12： 2019 年全

35、球工业互联网市场份额预测客户关系财务人力管金融服务数字Modbus- Modbus/TWLANDeviceNet管理 质量管理 理5%4%4%安全管理化设2% 计与数字化工艺设POWERLIRTUCP5%4%4%CANopen 3%3% Bluetooh5% 仿真 计与制NR CC-Link1%产后服务供应链管理验证 造辅助2%1%5%6%other Wireless5%7%EtherCAT1%能耗与排放管理 7%生产监控分设备健康管理33%7%other Fieldbus 8%otherEtherNet/I P15% PROFINET 14%析8% 生产管理优化8%全流程系统性优化9%PRO

36、FIBU S DP 10%Ethernet 14%资料来源：工业互联网产业联盟，华泰证券研究所资料来源：HMS，华泰证券研究所工业机器人是工业互联网运行的硬件设备载体工业互联网是此轮 5G 技术革命在生产端的最终愿景，但目标的实现还需要各个产业细分环节持续的技术积累，我们认为至少包括以下过程：（1）5G 独立组网的全面普及，这需要 5G 基站建设组网的基本完成，我们认为最快还需要在 3-5 年年左右时间；（2）云计算应用的推广，以及企业云化率的全面提升，在当前中美贸易摩擦的背景下，云计算相关的部分核心技术首先需要实现自主可控和国产化替代，同样需要较长时间的积累；（3）人工智能在制造业领域的应用

37、和推广，我们认为 AI 算法的实现首先需要大数据的支撑，而大数据的全面实现是以前两个条件实现为基本前提的，因而也需要时间。因此，综合来看，我们认为工业互联网当前尚不具备大规模推广的技术基础，但鉴于目前我国 5G 网络在部分试点城市已经开始逐步普及，而部分具备实力的大型制造业企业已经开始逐步涉足工业互联网。从短期来看，我们认为工业互联网的硬件设备载体工业机器人有望受益于部分制造业龙头企业资本开支的回升而率先出现拐点。因此，从投资落地的角度，我们需要重点讨论机器人产业的投资机会。全球机器人产业的发展历史变迁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

38、上第一台工业机器 UNIMATE，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。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，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。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

39、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

40、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。图表13： 机器人产业发展历史简要梳理资料来源：机器人网，华泰证券研究所机器人产业链较短，但技术壁垒较高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。图表14： 机器人产业链全梳理家庭服务机器人专业服务机器人服务机器人工业机器人行业应用系统集成本体制造核心零部件机器人产业链物流系统机器人仓储物流电子金属制品石油化工汽车野外作业机器人焊接机器人娱乐机器人医疗机器人分拣机器人关节型机器人控制器家务

41、机器人国防和军工机器人搬运机器人直角坐标机器人传感器喷涂机器人圆柱坐标机器人减速器SCARA机器人伺服电机资料来源：机器人网，华泰证券研究所核心零部件环节：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。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。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

42、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。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。图表15： 2018 年全球工业机器人应用领域分布图表16： 2018 年中国工业机器人应用领域分布食品3%其他电子电气橡胶及塑料食品塑料及化学制品 6%电子电

43、气23%24%汽车制造36%7%金属制品8%7%2%其他15%汽车制造61%金属制品8%资料来源：前瞻网，华泰证券研究所资料来源：前瞻网，华泰证券研究所全球机器人产业链环节的竞争格局分析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，根据中国电子学会发布的中国机器人产业发展报告（2019）显示，2019 年，全球机器人市场规模预计将达到 294.1 亿美元，2014-2019 年的平均增长率约为 12.3%。其中，工业机器人 159.2 亿美元，服务机器人 94.6 亿美元，特种机器人 40.3

44、亿美元。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）2019 年发布的报告，2018年全球工业机器人销量保持增长，达到 38.4 万台，同比增长 1%。其中，中国工业机器人销量 13.3 万台，出现轻微下滑，下滑主要原因为我国汽车销售下滑，导致汽车工业机器人销量下降 15%。IFR 预计到 2024 年，全球工业机器人产量将达到 85 万台，销售额达到 355.0 亿美元。图表17： 全球工业机器人销量变化图表18： 全球工业机器人销售额变

45、化 同比增长（%）全球工业机器人销量（万台）50150%40100%3050%200%10-50%2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年0-100%20035全球工业机器人销售额（亿美元）同比增长（右轴：%）30150252010015501052010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年00资料来源：IFR，华泰证券研究所资料来源：IFR，华泰证券研究所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

46、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，根据 IFR 数据，2018 年全球机器人年销售额再创新高为 165亿美元，2018 年全球装机量为 42.2 万台比上年增长 6%。IFR 预测 2019 年的装机量将较 2018 年有所回落，但预计从 2020 年到 2022 年平均每年增长率可保持 12%。2018 年前五大工业机器人市场占全球装机量的 74%：分别为中国，日本、韩国、美国和德国。中国仍然是世界上最大的工业机器人市场，占全球市场装机量

47、的 36%。2018 年，装机量约 15.4万台，虽然较 2017 年下降了 1%但依然比欧洲和美洲装机量加在一起还要多。2018 年中国市场机器人装机量总价值达到 54 亿美元，相比 2017 年增长了 21%。中国本土机器人在国内市场的总装机量增加了 5%（2018 年 27%，2017 年 22%）。中国鼓励自主品牌机器人的政策导向带来了初步成效。另一方面，外资品牌的装机量（包括非中国供应商在中国生产的产品）下降了 7%，约为 113000 台（2017 年约 122000 台），我们认为这主要是由于汽车行业销量下滑所导致的。图表19： 2014-2019 年全球工业机器人安装量区域分布

48、变化情况北美中国日本韩国德国其他100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2014年2015年2016年2019年预测资料来源：前瞻网，华泰证券研究所美日欧机器人产业在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

49、产国，并且在工业机器人、家用机器人方面优势明显，根据 IFR 统计数据，2018 年日本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。而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 Adept Technology、American Robot、Intuitive Surgical、Rethink Robotics 等。图表20： 美日欧机器

50、人产业的产业模式和优势比较产业模式：系统集成优势领域：医疗机器人、国防军工机器人代表企业： AdeptTechnology、 AmericanRobot、IntuitiveSurgical、 RethinkRobotics美国产业模式：产业链分工优势领域：工业机器人、家用机器人代表企业：发那科、安川、那智不二越日本产业模式：本体+集成模式优势领域：工业机器人、医疗机器人代表企业：ABB（瑞 士）、库卡（德国）、柯马（意大利）欧洲资料来源：IFR，前瞻网，华泰证券研究所从企业来看，根据 IFR 数据，2018 年 ABB、发那科（FANUC）、库卡（KUKA）和安川电机（YASKAWA）这四家企

51、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，2018 年占据全球约 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%。图表21： 2018 年全球工业机器人区域分布（按年产量）图表22： 2018 年外资品牌工业机器人厂商市场份额(%)中国台湾意大利 法国墨西西班牙 泰国印度KAWASAKINachi YAMAHACOMAUStaubli DENSO3%2%2%德国8%韩国10%1%1%1% 新加坡1% 越南1%加拿大5%4%3%2%Pannsonic其他4%8%OTC 5%2%2%1%FANUC美国11%日本15%中国41%Epson 8%KUKA

52、 12%17%ABB16%YASKAWA 13%资料来源：IFR，华泰证券研究所资料来源：IFR，华泰证券研究所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

53、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。国内企业基本2019年全球服务图表23： 全球工业机器人产业链各环节竞争格局梳理产业链零部件本体制造系统集成下游应用伺服系统控制器减速器传感器日系、欧美日本、德国、美国等垄断日本的Nabtesco和Harmonic占据 70 以上的市场国内不少传感器、信号处理识别系统依然依赖进口成熟，国产机到2020年国内机器人系统集成将达成2000亿元机器人市场规模全球格局系、台韩系器人本体基本将达到94.6亿美主导，自主达到国际先进元，工业机器人品牌仅占15水平为159.2亿美元成本占比2053053

54、055国内产业仍技术难度重点需求领域：起重机机器人 水泥机械冶金机械发展趋势：微型化 智能化 仿生化进入门槛低，约2年后有望大规模进入高端市场国内外技术集成方面基本处在同一水平，但国内工程师成本较低，有一定优势热点投资领域：处于起步阶低，2020家用机器人国内格局段，主要面年市场规医疗机器人向中低端市模将达到焊接机器人场3576亿搬运机器人资料来源：机器人网，华泰证券研究所我国在机器人核心零部件环节需要逐步摆脱对外依赖。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，根据中国产业信息网资料，2018 年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

55、则在 30 万左右。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。国内机器人产业发展有望迎来景气拐点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，未来增长潜力较大。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，根据 2019 世界机器人大会上发布的中国机器人产业发

56、展报告 2019显示，国内机器人市场呈现高增长的态势， 2014 至 2019 年平均增长率约为 20.9%，而同期全球机器人市场的平均增长率为 12.3%。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。2019 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（2019 年）的数据显示，2019 年，中国机器人市场规模预计将达到 86.8 亿美元，其中工业机器人市场规模约为 57.3 亿美元。按照 2014-2019 年的发展速度测算，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

57、机器人、特种机器人等）应用市场，市场潜力较大。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

58、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。图表24： 机器人核心零部件国内外厂商的技术对比核心零部件国外主要厂商国内主要厂商技术对比市场格局伺服电机和驱力士乐、安川、贝加莱、 埃斯顿、广州数控、汇川技国内产品体积日本 45%，欧美 30%，动KEBA、倍福、三菱、西门子、发那科、三洋等术、英威腾等大、输出功率偏 台湾和韩国 10%小控制器发那科、松下、三菱、那智、安川、贝加莱、 KEBA、倍福、库卡、ABB等固高、众为兴、新时达、广州数控、埃斯顿、新松等差距相对较小 大部分机器人企业有自己的数控系统，国内机器人控制卡比较少精密减速机Nabtesco、南通震康、苏州绿的、

59、山东国内的精度较全球减速机 75%由HarmonicDrive、住友等帅克、浙江恒丰泰、秦川发差、寿命短、质 Nabtesco 和资料来源：机器人网，华泰证券研究所展、上海机电等量不稳定HarmonicDrive 制造销售图表25： 2018 年中国工业机器人中各部件成本占比图表26： 2018 年中国工业机器人市场格局其他6%控制器12%本体22%伺服电机24%减速器36%其他外资26%安川9%库卡10%国产品牌24%ABB 14%发那科17%资料来源：机器人网，华泰证券研究所资料来源：前瞻网，华泰证券研究所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。

60、据中国机器人产业联盟统计，2019 年上半年自主品牌工业机器人累计销售 1.9 万台，同比下降 13.6%，为自统计以来的首次下降。未来国内机器人市场仍存在较大发展空间，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 32.2%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。图表27： 2012 年以来国内机器人市场规模变化趋势和预测图表28： 2018 年国内企业和外资企业机器人市场占有率对比亿美元GAGR=19GAGR=28国外企