机器人行业报告：人口结构与下游驱动机器人产业高速成长

人口结构与下游驱动，机器人产业高速成长——机器人行业报告徐乔威(分析师)张越(分析师)证书编号S0880521020003S0880522090004本报告导读：增持重点覆盖公司列表代码公司名称评级相关报告机器人股票研究机器人股票研究行业更新证券研究报告请务必阅读正文之后的免责条款部分1.历经近百年历史，工业、服务和特种机器人 4 4 6 81.4.特种机器人：智能及信息化 2.工业机器人市场前景广阔，多动力推进产业发展 2.1.机器替人：人口红利逐渐消退，机器人代工需求逐步显现 2.3.进口替代：国产机器人厂商崛起，进口替代成为市场趋势 3.工业机器人份额有望持续提升，人形机器人业务即将迎来高增 3.1.工业机器人全球规模持续提升，我国销量向千亿发展 3.1.2.2022年中国工业机器人出 3.2.工业机器人未来市场需求由多个行业共同拉动 3.2.1.工业机器人增长分化，大负载和协作机器人增速亮眼 3.2.2.行业景气度存在分化，新能源等市场需求旺盛 3.2.3.我国国产化进程加快，2025年内资 3.3.服务机器人：人形机器人市场份额有望大幅提升 4.机器人核心部件成本占比大，技术壁垒高 4.1.减速器：工业机器人不可或缺的明珠 4.2.伺服系统：国产替代空间持续扩大 4.3.控制器：机器人的大脑 4.4.空心杯电机：人形机器人有望拉动空心杯电机需求 4.5.人形机器人推出有望刺激上游产业增长 5.他山之石，从日德看中国工业机器人发展前景 5.1.日本：人口红利的消失推动机器人登上工业生产舞台 5.1.2.日本人口变化和用劳成本上升，驱动机器人行业发展 5.2.德国：高用劳成本和制造需求，推动机器人高速发展 5.2.1.德国机器人行业发展迅速，机器人密度位于欧洲第一 5.2.2.德国人口变化与用劳成本增加，机器人行业持续发展 5.2.3.机器人需求持续增加，德国机器人企业迎来发展黄金期.495.3.从日德看中国机器人发展，工业机器人行业未来可期 5.3.1.人口结构变化和经济快速增长，为中国机器人发展动力.505.3.2.技术仍待追赶，我国工业机器人行业值得期待 6.1.埃斯顿：立足全产业链发展战略，机器人业务持续增长 6.2.鸣志电器：国内步进电机龙头，运动控制技术业内领先 6.3.禾川科技：工控自动化行业龙头，有望实现业绩高增 6.4.国茂股份：内资通用减速机龙头，拓展谐波 6.5.丰立智能：小模数齿轮领先，积极6.6.景业智能：核工业头部企业，围绕智能制造拓展产业链 6.7.新时达：运动控制领先供应商，深耕机器人及电梯领域 6.8.博实股份：工业自动化包装设备龙头 请务必阅读正文之后的免责条款部分2of71 公司名称代码收盘价评级请务必阅读正文之后的免责条款部分3of711.历经近百年历史，工业、服务和特种机器人逐步发展成形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移动等任务的机器。机器人产业的形成除了具有机器人技术系统之外，还需要机器人的制造系统，即具有专门生产机器人的整机、主机元件和配套设备的厂家。因此，机器人产业的形成关键在于机器人制造和机器人使用结合的紧密程度。从这个意义上讲，机器人产业发展划分为四个手或称操作器，能像人手一样灵活地进行各种作业，使机器人制造有了为784亿日元，累计产值2339亿日元，居世界各国之首，堪称世界“机应用认识有了改变，开始制定机器人重点技术路线，机器人行业的发展集中于航空、核工程、海洋等特殊领域的高级机器人的开发，机器人的请务必阅读正文之后的免责条款部分4of71特征是研发多样化和市场全球化。机器人开发范围不断扩大，服务机器美国在语音识别技术、图像识别和分析领域加紧布局，使美国在机器人软件领域处于领先地位，推动了机器人向智能化方向发展。1999年，数据来源：本田公司官网到劳动力不足、人口老龄化等刚性需求的驱动，与人均可支配收入提升和物联网、大数据、计算机、人机交互等先进技术快速迭代的影响，人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，请务必阅读正文之后的免责条款部分5of71数据来源：中国电子信息产业研究院、中国电子学会、国泰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，许多现在直角坐标机器人“西格玛”，它被应用于组装领域。1978年，美国请务必阅读正文之后的免责条款部分6of71入太空探索，成为首个进入太空的仿人型机器人。201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机器人图片机器人类型结构特征性能特征应用领域请务必阅读正文之后的免责条款部分7of71平面旋转运动，可附加动器有一个额外的θ轴面和关节光滑且平整，无尖锐的转角或者易夹作行为；具有敏感试程学的任务，例如查的取放，其他用1.3.服务机器人：技术进步加速落地，场景不断拓展技术进步加速服务机器人落地，受场景化需求牵引应用场景不断拓展。服务机器人可分为专业服务机器人和家用服务机器人，分别满足不同方面的需求。20世纪70-90年代，在展下，服务机器人开始具备初步的感知协调能力，以医疗服务机器人为代表的专业服务机器人进入市场。伴随云计算、物联网、人工智能等更加先进的技术取得突破以及经济发展带来的人民对生活质量要求的提升，家用服务机器人逐渐走入更多百姓家中、为他们带来便捷与请务必阅读正文之后的免责条款部分8of71机器人图片机器人类型定位功能航路径规划等功能，配备广角摄像头、感搬运等操作的机器人是旨在模仿人类外观和行为的机器人，尤特指具有和人类相似肌体的种数据来源：哈尔滨工业大学学报、国泰君安能得到完善，实现了跑步、人机交互、简单地与人沟通、协助人类完成请务必阅读正文之后的免责条款部分9of71要应用于协助科学研究、个人护理、教育、社交等领域，部分机型已实Bot-Optimus人形机器人首次向大众亮相，引发人形机器人领域发展的数据来源：哈尔滨工业大学学报、国泰君安1.4.特种机器人：智能及信息化技术持机器人指应用于专业领域、一般由经过专门培训的人员操作或使用的、国机器人产业发展报告》中指出，随着集成设计技术、传感器感知技术等关键技术的不断突破以及人工智能、5G等新一代信息技术的融合应用持续深入，特种机器人将加速应用于煤矿、深海、极地等场景。考虑到中国在应对地震、洪涝等极端天气以及火灾、矿难等公共安全事件时对特种机器人都有突出的需求，特种机器人未来几年将迎来新需求爆发请务必阅读正文之后的免责条款部分10of71表3：特种机器人优势应用场景逐渐形成机器人图片机器人类型特点应用场景及功能极限作业机器人应急救援机器人仪可以使探测区域大幅提高电力机器检、维修等工作的机器人核工业机器人请务必阅读正文之后的免责条款部分11of712.工业机器人市场前景广阔，多动力推进产业发展2.1.机器替人：人口红利逐渐消退，机器人代工需求逐步显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30000250002000015000100005000060岁及以上人口数（万）60岁及以上人口占比25%20%15%10%5%0%0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。美国纽约资产管请务必阅读正文之后的免责条款部分12of71工业机器人进口均价工业机器人出口均价线性(工业机器人进口均价)线性(工业机器人出口均价)50条件条件工业机器人本体价维修及升级改造费检测维修和升级改工业机器人小时成本费用（元/小时） 年度制造业人员工年度制造业人员时薪（元/小时）2.2.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13of71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发布单位文件名称主要内容月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，增强月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月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数据来源：国务院官网、工信部官网、国泰全年新能源汽车产量721.9万辆，比上年增长96.3%；大关，连续7年稳居全球首位。机器人企业围绕新能源汽车伏的产品生产以及使用维护中的需求，推出创新解决方案，推动了战略出，要聚焦典型应用场景和用户使用需求，开展从机器人产品研制、技术创新、场景应用到模式推广的系统推进工作。支持一些新兴领域探索请务必阅读正文之后的免责条款部分14of71应用领域具体应用加快农林牧渔业基础设施和生产装备智能化改造，推动机器人与农业种植、养殖、林业、渔推动机器人在多项环节的创新应用。推进建筑机器人拓展应用空间，助力智推广机器人在风电场、光伏电站、水电站、核电站、油气管网、枢纽变电促进机器人配送、智能信包箱（智能快件箱）等多式联动的即时配送场景普及推广。打造以建设机器人应用标准化手术室，研究手术机器人临床应用标准规范。加强机器研究制定机器人助老助残技术应用标准规范，推动机器人融入养老服务不同场景和关键领域，积极培育机器人校园服务新模式和新形态，深化机器人在教学科研、技能培训、校园2.3.进口替代：国产机器人厂商崛起，进口替代成为市场趋步较晚，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，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。受新能请务必阅读正文之后的免责条款部分15of71出，要提高产业创新能力，加强核心技术攻关。推动国产工国内包括埃斯顿、汇川技术、博实股份、埃夫特等多家企业核心技术优势主要产品适用于对高效、安全生产要求比较高的客户生产环境。机器人整机正向设计技术、机器人运动控制技术、核心零部件产品、整机产品、机器人核工业系列机器人技术、核工业智能装备技术和数字化工厂传感器采集信息融合、机器人平台与控制、数据处理机器人智能化操作等核心技术，可以针对不同的行业、请务必阅读正文之后的免责条款部分16of713.工业机器人份额有望持续提升，人形机器人业务即将迎来高增3.1.工业机器人全球规模持续提升，我国销量向千亿发展3.1.1.2022年全球工业机器人销量增长24%0040%20%40%20%50安装量（万台）增长率65%61%51%66%54%65%61%51%36%31%22%11%14%11%6%2%6%-35%请务必阅读正文之后的免责条款部分17of71位；新加坡虽增幅有所减少，但密度仍居高位；美国工业机器人密度还6004002000密度（台/万人）10006703993971681671631613223213042762742492402342242181981961911681671631611413.1.2.2022年中国工业机器人出货量增速预计在9%升等因素影响，我国工业机器人发展势头迅猛。根据国家统计局数据，增速来看，工业机器人销量增幅稳定，且即将迎来新的一轮高速增长，元，年化复合增速也写一下。全球占比方面，我国工业机器人销量全球5090%3580%.81.0%5040%30%40%30%10%0%500%数据来源：国家统计局、国泰君安证券研究数据来源：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18of710销量占比56.19%52.88%56.19%52.88%41.80%38.56%35.70%37.15%3.2.工业机器人未来市场需求由多个行业共同拉动3.2.1.工业机器人增长分化，大负载和协作机器人增速亮眼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2021年中国工业机器人分类销量占比机型2022E增长率备注SCARA六轴（负载≤20kg03C行业景气度下降请务必阅读正文之后的免责条款部分19of71六轴（负载＞20kg）30%新能源车需求旺盛并联食品日化等行业需求收紧合计数据来源：MIRDATABANK、国泰君安证券研究3.2.2.行业景气度存在分化，新能源等市场需求旺盛工业机器人下游应用产量2021年大幅回升，其中汽车工业与电子电气场景占比突出。工业机器人整体产量近年来主要靠汽车工业、电子电气 —长—化工，橡胶和塑料60%40%20% -20%-80%60%40%20% -20%-80%-12%-21%2019-18%数据来源：IFR、国泰君安证券研究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加工,5%洁净与其装配,10%喷涂,3,2%搬运,55%焊接,25%-8%数据来源：亿欧智库、国泰君安证券研究数据来源：MIRDATABANK、国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分20of710-1.8%-8.2%-2.8%销量（万辆）增长率0-4.0%-4.0%数据来源：中国汽车工业协会、国泰君安证券研究数据来源：中国汽车工业高，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，锂电行业景气销售收入（亿元）增长率8销量（万台）增速760 54321040%0%40%0%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请务必阅读正文之后的免责条款部分21of71600400300200045% 40% 45% 40% 35% 30% 25% 42.9%42.9%21.13.6%12.0%2.5%数据来源：CPIA、中商产业研究院、国泰业要求机器人高可靠、高精度。物流行业寻求搬运等工作的高效进行，因此要求机器人能够进行多任务多场景协同作业，其硬件组成需可靠稳定。我国物流行业数字化转型速度加快，智能化、现代化模式替代传统模式成为物流行业发展刚需，搬运机器人等智能工业机器人成为物流行扩张-智能硬件（亿元）智能软件（亿元）增速160市场规模（亿元）增速70%.35%-.22%.22%2200数据来源：头豹研究院、国泰君安证券研究数据来源：移动机器人产业联盟、3.2.3.我国国产化进程加快，2025年内资份额有望突破40%请务必阅读正文之后的免责条款部分22of712021年中国工业机器人市场格局FANUC,15%汇川,2%数据来源：MIRDATABANK、国泰君安证券研究载、高精度。乘用车焊装车间中常见发那科机器人，此外发那科机器人也常应用于机械加工，电气和电子、橡胶和塑料、食品、木材和家具等调整，实现道齐的剥离，从而优化了账面收益。其机器人主要应用领域为高负载、高稳定性。安川机器人主要应用于小汽车制造业、电销售收入为4790亿日元，同比增长2KUKA库卡是一家德国企业，成立于1898年。起家业务是焊接设备，优势领域为重负载机器人，生产的机器人下游主要应用于汽车制造业。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请务必阅读正文之后的免责条款部分23of7190%80%70%60%50%40%30%20%10%外资占比内资占比外资占比27%30%29%27%30%29%32%65%63%62%60%73%70%71%68%35%37%38%40%24%20%76%83%80%17%数据来源：MIRDATABANK、国泰君安证券研究3.3.服务机器人：人形机器人市场份额有望大幅提升服务机器人企业注册量持续提升。受疫情影响2020年服务0企业注册量（家）影响，服务机器人市场规模大幅提升。如今人口红利逐渐到顶，劳动力请务必阅读正文之后的免责条款部分24of71060%市场规模（亿美元）增长率60%50%40%30%26.4%50%40%30%26.4%20%56.20%42.3%36.7%33.4%32.8%构适应性强的特点，可完成搬运、行走、救援等任务，相较于其他类型机器人可更好地模仿人类，提供多场景服务价值，将逐渐占据服务机器请务必阅读正文之后的免责条款部分25of714.机器人核心部件成本占比大，技术壁垒高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22%、12%，三大核心部件在整机成本里占比接近70%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减速器,32%减速器,32%请务必阅读正文之后的免责条款部分26of714.1.减速器：工业机器人不可或缺的明珠密的动力传达机构，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，确保机器人平稳精确运行。可以说减速器决定工业机器人的精度和负载，伺服电机由于脉动信号的驱动，本身具备调速功能，但是由于工业机器人需要重因此需要专门的减速器以保证精度。减速器的另一作用是传递负载：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。精密减速器制造对材料、设备、工艺等多个环节都有严格要求，具有很高的技术壁垒和投资成本，在工业机器人零部件中占据最大成本份工业机器人主流减速器为RV和谐波减速器。工业器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置；而将谐波减速器放置在小项目RV减速器谐波减速器技术特点通过多级减速实现传动，一般由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成，组成的零请务必阅读正文之后的免责条款部分27of71产品性能应用场景一般应用于多关节机器人中机主要应用于机器人小臂、腕部或手终端领域医疗等行业中通常使用由谐波减速价格区间基础上发展而来，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、表面热处理请务必阅读正文之后的免责条款部分28of71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数据来源：高新南七道（深圳国家高技术产业创新中心智能经济研究所旗下智库成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请务必阅读正文之后的免责条款部分29of71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，使用优势主流技术指标RV减速器谐波减速器背向间隙≤60arcsec≤20arcsec传动效率>80%>75%噪声≤70db≤60db减速比额定转矩下使用寿命>6,000h>8,000h额定输出转矩扭转刚性数据来源：GGII、国泰君安证券研究数据来源：GGII、国泰君安证券研究国内RV减速器市场中，纳博特斯克/日本住友占据53%/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36%/7%的份额，同时国产厂商国内绿的谐波的减速比范围与日本哈默纳科水平相当，产品性能基本满请务必阅读正文之后的免责条款部分30of71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、国泰君安证券研究钧兴（KSHG-32）HD(CSG-32)而实现自动化控制的系统。具体来说，伺服系统由伺服驱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请务必阅读正文之后的免责条款部分31of71技术、应用领域等方面存在差异。在市场规模元，专用伺服系统市场规模达到37.28亿元，通用伺服市场规模占整个需求提供专业化产品，通用伺服需要使其产品在不同行业应用领域内均保持高水平运作，两者在产品技术路线上各有侧重；在应用领域上，通木工、激光等，专用伺服下游应用领域包括风力发电、矿山机械、缆车PCB四大类，其中具体又包括连接器、电容器、晶体管、接理器、隔离器件、压铸件、冲压件等，根据禾川科技招股说明书数据，占伺服系统成本大头。随着中美贸易战的日趋激烈，各家公司对核心关请务必阅读正文之后的免责条款部分32of71键原材料自主可控的需求日益上升，通过产品设计结构的改进和自研部分核心部件，各个公司分在处理器、隔离器件、电源管理器件和逻辑器件、存储器等领域逐步开始向境内供应商采购，通过不断的国产替代，本大头数据来源：MIR睿工业、国泰君安证券研究数据来源：禾川科技招股说明书、国泰君安证券研究下游产业驱动，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、可靠性上仍存请务必阅读正文之后的免责条款部分33of71破了外资垄断伺服市场的局面。数据来源：MIR睿工业、国泰君安证券研究公司类型公司名称国内市场份额海外巨头创立于1915年，主要制造伺服电国内厂商成立于2003年，是专门从事工业自成立于2008年，专门从事工业自动厂商，并在多项产品领域居世界级重要地位，服务横跨工业自动化、太阳能、风能、车用电子与通讯等4.3.控制器：机器人的大脑括控制器、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请务必阅读正文之后的免责条款部分34of71的多种传感器经过信号处理将实时信息反馈给控制器，控制器进行实时多CPU的分级分层控制系统。以典型的DSP控制器为例，该控制器采对机器人多个自由度的操控，提高了机器人控制器的运动控制性能。软件方面，又分为上位机PC部分和下位机运动控制部分。其中，上位机模块主要功能是对系统的可调参数进行设置，对机器人的正、逆运动学建模求解，并把运动控制卡与控制程序在逻辑上连接起来。下位机模块由主控程序、运动程序和通讯程序构成，实现高速伺服插补运算、伺服请务必阅读正文之后的免责条款部分35of71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CAGR为8.8%。预计2022年国内工业机器人控制器市场规模有16.2亿元。86420222017201820192020202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。在机器人的核心零部件中，控制器的技术难度是最低的，国内企业开发的控制器产品已经可以满足大部分功能要求。但控制器的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请务必阅读正文之后的免责条款部分36of714.4.空心杯电机：人形机器人有动和运行过程中的力能指标，控制电机侧重电机输出量的幅频特性、相频特性及输出特性的精度、灵敏度、稳定性、线性度等指标，作为系统执行部件，控制电机更侧重扭矩、转速、位置输出特性。动力电机按运动方式可分为旋转电机和直线电机，旋转电机按电压性质分为直流电机与交流电机，其中直流电机按内部有无碳刷可分为有刷电机和无刷电机两种。控制电机根据控制方法与用途的不同，可分为步进电机、伺服电其中，步进电机最早成为计算机及外部设备所使用的控制电机，步进电机首先在计算机外设、办公自动化设备及数控机床中应用；直流无刷电空心杯电机结构简单、效率高、稳定性好，代表未来单、效率高、功率密度高、控制简单和稳定性好等特点，它能实现高请务必阅读正文之后的免责条款部分37of71效率的能量转换，代表了电机的发展方向之空心杯电动机在结构上做了大胆的突破，采用的是无铁芯电枢。这种独特的空心杯型电枢结构，不仅减轻了电机的重量，降低了电机的转动惯量，降低了机械损耗，延长电机的使用寿命，更重要的是消除了因铁芯而产生的铁耗，提高了电机的效率。具体说来，普通有刷直流电机的定子是永磁体，位于电机外圈，转子是固定在俗称铁芯的金向片和电刷接触，最终实现两线制输出，连接直流电源进行电机驱动，与之形成区别，空心杯电机的定子是位于电机内圈的永磁体，转线，通过换向片和电刷接触，最终实现两线制输出，连接直流电源进机外圈转子是杯状的自支撑的线圈，位于电机外侧数据来源：空心杯电机定制化管理的应用与研究数据来源：空心杯电机定制化心杯电动机结构上最大的特点就是采用无铁芯的电枢，从而这种特点可损耗，采用无铁芯电枢，无铁耗，同时机械损耗也降低，属于高效率电为线性，控制性能极佳。机械时间常数小于3ms，响应时间极快，转速强，运行稳定、可靠，输出转矩高，转矩脉动小，常应用于高动态性能伺服系统中。人形机器人的手指关节处需要配备体积小且能输出较大力的电机，因此空心杯电机凭借其小体积、轻负载和快速响应等优势，在机器人手、关节等应用广泛。优势无齿槽效应结构紧凑请务必阅读正文之后的免责条款部分38of71低电感已经形成了一批具有先进核心技术与国际竞争力的微特电机制造企业，正在逐步扩大微特电机的生产规模和市场份额。根据中商情报网数据显在一定差距，故国内空心杯电机市场仍由外资主导，同时空心杯电机作志电器等企业在空心杯电机领域开始奋起直追，不断加速国产替代。数据来源：中商情报网、国泰君安证券研究数据来源：中商情报网、国4.5.人形机器人推出有望刺激上游产业增长人形机器人产业链主要包括核心零部件、系统集成、整机制造等部分。其中上游核心零部件包括控制系统、伺服驱动系统、机器视觉传感器、关节减速器、芯片等。可以把人形机器人分为四大核心技术模块：环境模块主要负责数据采集与环境认知（视觉、声音、雷达、压感、光感等算力的存储器和智能芯片，相当于人的大脑；运动控制模块包括能量管理系统和动作执行系统（驱动器、控制器、减速器等）等，相当于人的关节与四肢；操作系统模块包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间消息传递、程序发行包管理等，相当请务必阅读正文之后的免责条款部分39of71体重73kg持力性能20磅（约9kg）执行器驱动方式电机驱动电池与能耗电机扭矩控制：特斯拉使用电机扭矩控制操纵人形机器人腿部的运动，让机器人落脚力度保持轻缓，在视频中能通过自主感受鸡蛋硬度后调整力度，做到保持鸡蛋不碎的轻脚步，展示出特斯拉在机器人运动控制方法主要依赖于神经网络和计算机视觉技术，通过对实时传感器获取的数请务必阅读正文之后的免责条款部分40of71基于人类演示训练机器人：视频中研究员通过佩戴传感动作后，机器人随即同步做出相关动作，尤其在手部动作方面，机器人可根据人类演示具有灵活抓取物品能力。根据人类演示即时做出同步动端到端操作：Optimus在视频中可根据研究团队输入的图片信息，自主速器，内部具有离合器，采用永磁力矩电机驱动；直线执行器采用内部旋转螺杆结构，通过永磁力矩电机带动螺杆旋转推动执行杆，将旋转运动转为直线运动。其中，小/中/大号旋转执行器扭矩分别为载6个执行器，执行器为螺杆旋转带动齿轮旋转进而使手指关节旋转的结构，共有11个自由度，双手可载重约9kg，能够使用部分工具且拿起体积小的物件，实现微小操作。Optimus膝关节仿造人类膝关节形成四节点杠杆结构，使下蹲与站立动作变化时力学曲线更平顺，极端受通过的最优路径。请务必阅读正文之后的免责条款部分41of71动力系统成本占比成本假设能源电池系统10%减速器10%执行系统伺服系统控制系统减震及其他4.5%0.540.630.68结构单元其他部分（包括公共服务机器人及个人/家用服务机器人36.1%、特种机器人请务必阅读正文之后的免责条款部分42of71虑到实际人形机器人产品技术和供应链水平，我们预计特斯拉在未来数年内，人形机器人交付量的年平均增长率将达20%。我们假设：1.未来替代人力的自动化机器人市场中，人形机器（主2.人形机器人（包括Optimus）按单价3核心零部件行业由特斯拉机器人带来的市场规模年增量或可达2300亿全球范围特斯拉机器人(万台)伺服电机市场(亿元)减速器市场(亿元)控制器市场(亿元)全球合计(亿元)数据来源：特斯拉、中国电子学会、麦肯锡、国泰君注：这里使用的是当前市场价，考虑量产后零部件成本大幅下请务必阅读正文之后的免责条款部分43of715.他山之石，从日德看中国工业机器人发展前景5.1.日本：人口红利的消失推动机器人登上工业生产舞台5.1.1.日本机器人发展可分为四个主要阶段量得到了爆发性的增长。同时日本人均工业机器人台数从1970年开始人行业快速增长，并进入初级成长期。日本工业机器人的年产量在初级饱和，机器人逐渐从内销转变为出口，日本逐渐成为机器人出口大国。机器人发展时期简要介绍摇篮期（1967-1970）术及生产线，并在一年后研究出日本第一台工业机器人请务必阅读正文之后的免责条款部分44of715.1.2.日本人口变化和用劳成本上升，驱动机器供了肥沃的生长土壤。1960年，日本的GDP仅为443亿请务必阅读正文之后的免责条款部分45of715.1.3.日本机器人政策频出，机器人企业迅速发展进企业加大对工业机器人的使用，用以普及机器人的应用，缓解劳动力不足的难题。同时，日本政府推动了多项机器人相关的财政援助项目，政策项目颁布时间主要内容产业结构长期展财政投融资租赁制度政策展望中小企业设备现代化贷款制度财政援助政策在1960-1980年，各个日本本土的机器人企业开始深耕机器人行业。请务必阅读正文之后的免责条款部分46of71企业名称成立时间机器人相关产品发展Panasonic（松下）崎重工在机器人技术领域超过50年的宝数据来源：各公司官网、国泰君安证券研究5.2.德国：高用劳成本和制造需求，推动机器人高速发展5.2.1.德国机器人行业发展迅速，机器人密度位于欧洲第一仍维持在增长的水平上。德国是欧洲目前自动化程度最高的国家，在人密度为欧洲第一。请务必阅读正文之后的免责条款部分47of712021年，德国仍然是欧洲第一大机器人市是有记录以来的第二高安装数量，仅次于2018年汽车行业的大规模投台，达到了41%的增长率。5.2.2.德国人口变化与用劳成本增加，机器人行业持续发展数据来源：世界银行、国泰君安证券研究数据请务必阅读正文之后的免责条款部分48of71作总时间。与全球的年工作总时间相比，德国的年工作总时间会比全球起会导致平均用劳成本的显著增加，同时也促使企业大力引入机器人，数据来源：OECDData、国泰君安证券研究数据来源：OECDData、国泰君安证券研究5.2.3.机器人需求持续增加，德国机器人企业迎来发展黄金期工业和制造业的增长，伴随着劳动力的下滑，为机器人行业快速发展奠数据来源：OECDData、国泰君安证券研究数据来源：OECDData、国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分49of71是现今占有机器人市场的龙头企业之一，库卡在全世界拥有20多个子公司，大部分是销售和服务中心，覆盖美国、墨西哥、日本、韩国等和绝大多数欧洲国家。同时克鲁斯于1978年生产制造出第一台焊接机器企业名称成立时间机器人相关产品发展垛、点焊和弧焊，涉及自动化、金属加工、食品和塑料（百格拉）数据来源：各公司官网、高工机器人、国泰君安证券研究5.3.从日德看中国机器人发展，工业机器人行业未来可期5.3.1.人口结构变化和经济快速增长，为中国机器人发展动力以后，为解决中国人口的问题，推行了计划生育的政策，劳动力人口在请务必阅读正文之后的免责条款部分50of71数据来源：OECDData、国泰君安证券研究数据来源：OECDData、国泰君安证券研究同时，为工业机器人行业的发展提供了一定的空间。中国第二产业在数据来源：OECDData、国泰君安证券研究数据来源：OECDData、国泰君安证券研究和生产安全，最早的一批工业机器人，例如天津锻压机械厂研制的锻件例如工业机器人被列入“七五”科技攻关计划研究重点以及863计划，中国工业机器人的发展迈进了一大步，具备自主知识产权的点焊、弧焊等7种工业机器人相继问世。在2000-2机器人的意愿大幅度上升，国内机器人迎来了爆炸性的增长。在2010-2017年间，工业机器人销量年复合增长率达到了请务必阅读正文之后的免责条款部分51of715030.325.617.114.615.414.98.65.56.22.73.7数据来源：国家统计局、IFR、国泰君安证券研究数据来源：国家统计局、国泰君安证券研究5.3.2.技术仍待追赶，我国工业机器人行业值得期待动和体积比的减速机，里面完全是由高精度的元件、齿轮相互啮合，对企业名称主要产品机器人相关产品发展纳博特斯克精密减速机在对减速机有特殊要求的行业显示较多技术优势，其中HarmonicDrive谐波减速机主要用于各类轻型工业Drivesystems）德国诺德以专业生产和销售优质减速机、电机、变频器及伺服控制系统闻名于世。公司主要产品包括同轴斜齿轮减速机、平行轴斜齿轮减速机、斜齿轮伞齿德国SEW苏州格林谐波传动技术有限公司格林谐波传动技术有限公司是一家从事精密谐波传动装置研发的公司，主要生产和开发机器人谐波齿轮减速器，具有可靠有限公司数据来源：各公司官网、高工机器人、国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分52of71增长带来的矛盾。工业机器人仍然是各国解决劳动力短缺的一项有效的决策。随着工业机器人的普及，下游产业的景气度会为工业机器人行业的发展提供持续的动力。针对与别国工业机器人行业发展对比，我国工业机器人技术发展起步较晚，现处于人口结构变化和GDP增长矛自然推动阶段，同时也是工业机器人快速普及期，因为我国下游行业对请务必阅读正文之后的免责条款部分53of716.行业重点公司6.1.埃斯顿：立足全产业链发展战略，机器人业务持续主营业务覆盖了从自动化核心部件及运动控制系统、工业机器人到机器人集成应用的智能制造系统的全产业链，构建了从技术、产品、质量、成本和服务的全方位竞争优势，在实现规模效应的同时，可以最的全产业链发展战略不动摇，在技术上进一步强化自身，同时积极布局供应链自主可控的业务发展模式，积极推进国际化发展及海内外协月，公司整体变更为股份公司，全名变更为南京埃斯顿自动化股份有得益于公司专注于自动化完整生态链的布局，成功培育两大核心业务板块，包括自动化核心部件及运动控制系统以及工业机器人及智能制为行业提供更具竞争力的自动化一体化解决方案。数据来源：五洲新春官网、国泰君安证券研究均增速超过20%，为公司主要业务提供潜在增长空间。在中美贸易摩擦大背景下，虽机器人市场长期由外资垄断，内资企业开始在关键领年受到疫情防控的影响，工业制造业的景气度出现一定下滑，但是疫情防控同样影响到了外资品牌在国内市场的生产、交货和售后，内资企业凭借完整的产业链和灵活的服务方案，有望在中国市场装机量大请务必阅读正文之后的免责条款部分54of71图82：2022稳定增长，主营业务更加突出数据来源：埃斯顿财报、国泰君安证券研究公司业务方向以智能装备核心控制功能部件+工业机器人及成套设备为基础，主要业务综合毛利率为33.1%。占比，逐渐成为公司的第一大业务。同时工业机器人相关业务的毛利率也保持稳定的增长，由2012-2014年期间3定：营收占比随持续减少，但相关营业收入仍然保持增长，营收占比率保持在32%左右，2022年全年毛利率实现上请务必阅读正文之后的免责条款部分55of716.2.鸣志电器：国内步进电机龙头，运动控制技术业内以控制电机，通用自动化驱动控制系统及LED智能照动控制系统中植入现场总线技术和自产产品系统集成技术的能总线技术及产品系统集成技术充分融入并应用到LED控制和驱请务必阅读正文之后的免责条款部分56of71集成式智能步进伺服控制技术处于全球前列地位，收购完成后，公司控制驱动系统技术取得了长足发展。LIN产品的强劲市场竞争力。主营业务中，设备设备状态管理系统产品毛利请务必阅读正文之后的免责条款部分57of716.3.禾川科技：工控自动化行业龙头，有望实现业绩高增工业自动化控制核心部件及整体解决方案提供商。公司成立于201工业自动化产品的研发、生产、销售及应用集成。主要产品包括伺服系统、PLC等，覆盖了工业自动化领域的控制层、驱动层和执行传感层，并在近年沿产业链上下游不断延伸，涉足上游的工控芯片、传感器和下数据来源：禾川科技公司官网、国泰君安证券研究所增长主要系机器人、光伏等下游产业需求旺盛。公司盈利能力短期内受请务必阅读正文之后的免责条款部分58of71图91：收入年复合增长率高达35.15%数据来源：WIND、国泰君安证券研究数据来源：WIND、国泰君安证券研究服系统的快速增长主要受益于市场整体的扩大、销售渠道和重点客户的数据来源：WIND、国泰君安证券研究数据来源：WIND、国泰君安证券研究主要由于受市场竞争加剧、部分原材料采购价格上升及产品更新换代影请务必阅读正文之后的免责条款部分59of716.4.国茂股份：内资通用减速机龙头，多种零部件类别，已生产出的产品包括齿轮减速机（含模块化减速机和对国茂集团、国茂电机与减速机业务相关的经营性资产进行业务重组，数据来源：国茂股份官网、国泰君安证券研究归母净利润增速高于营收增速。2022年营业收入为26司实现主营业务收入6.26亿，同比上升2.62%，归母净利润同比上升24.25%。请务必阅读正文之后的免责条款部分60of71数据来源：国茂股份年报、国泰君安证券研究数据来源：国茂股份年报、公司主要产品为减速机，营收占比维持70%以上，2022公司毛利率27.17%。6.5.丰立智能：小模数齿轮领先，积极布局新能源及机器人小模数齿轮、齿轮箱以及相关精密机械件等产品研发、生产与销售的高新技术企业，其主要产品包括钢齿轮、齿轮箱及零部件、精密机械件、粉末冶金制品以及气动工具等产品。目前，公司主要产品作为重要零部件被广泛应用于电动工具、农林机械、医疗器械、智能家居、特高压电网、工业缝纫机等领域。目前，公司的产品主要面向电动工具的中高端市场，已进入全球一流企业供应链体系。公司已与博世集团、史丹利百请务必阅读正文之后的免责条款部分61of71公司。公司专注于小模数齿轮、齿轮箱以及相关精密机械件等产品的研发，曾先后研发出中国首套低噪声工业曲折缝纫机齿轮、电脑绣花机双曲线齿轮、高强度电锤齿轮、角磨机齿轮、中速平缝机齿轮、高速平缝机齿轮、热处理炉、齿轮啮合设备、粉末伞齿轮等精密机械件。公司先后成立工业级气动工具事业部、机床事业部、冶金事业部、齿轮箱事业数据来源：丰立智能官网、国泰君安证券研究2021年公司实现归母净利0.61亿元，增速达27.08%暖。2022年公司全年归母净利润4.49亿元/-26.14%。箱及其零部件、精密机械业务持续发力，营业收入占比持续扩大，长点。毛利率方面，齿轮持续成为公司毛利率最高的业务，其毛利请务必阅读正文之后的免责条款部分62of716.6.景业智能：核工业头部企业，围绕智能制造拓展产业链特种机器人及智能装备的研发、生产及销售，主要产品包括核工业系列机器人、核工业智能装备、非核专用智能装备等，产品主要应用于核工商，经过多年的行业积累与发展，现已成为核工业领域客户的重要供应业智能核工业产品在行业内占据重要地位，拥有自主的知识产权，技术产品为依托，不断开拓核工业全产业链，进一步扩大新能源电池、医药图106：拥有专业技术和管理队伍，已成为行业内的重要供应商请务必阅读正文之后的免责条款部分63of71数据来源：景业智能招股说明书、国泰君安度，公司非核智能装备业务因客户需求变更技术参数更改次数较多、安装调试过程较长耗费的成本较多进而毛利率较低，拉低了公司总体的毛净利率大幅上升，分别为47.68%和26.24%。请务必阅读正文之后的免责条款部分64of71非核专用智能装备是公司主营产品重要组成部分，是公司除核工业领域维修等技术类服务订单、军工类产品订单以及职业教育设备技术服务