大国崛起专题之机器人篇：机器人智能制造版图上不可缺少的环节

SOUTHWESTSECURITIESSOUTHWESTSECURITIESl投资逻辑：1）工业机器人持续增长是工业自动化水平不断提升的自然需求，我国已成为全球机器人增长的最重要市场；2）工业机器人的应用场景在近些年发生了巨大拓展，3C、食品饮料、医疗等领域的应用越来越广，而我国是这些相关产业的聚集地，下游需求强劲，带动行业规模迅速扩张；3）我国过去工业机器人主要以进口为主，进口替代空间巨大，无论从市场规模的总体增长还是从市场结构角度看，中国机器人企业发展空间广阔。l全球格局，四大家族占据半壁江山，核心技术是打开天花板的钥匙：工业机器人四大家族ABB、库卡、发那科、安川电机占据超过半数的市场份额。从四大家族发展历史来看，几乎都借力于日、德等汽车工业强国的巨大需求背景，拉动企业不断发展壮大。同时，四大家族都在运动控制、伺服系统、数控等领域各有所长，我们发现核心部件技术储备是机器人企业打开长期发展天花板的重要保障。他山之石，可以攻玉，我国是工业机器人应用新兴产业的聚集地，这为我国本土企业发展提供了强大的需求动力，同时，从长投资周期来看，应该关注那些具有核心技术储备、持续加大研发投入的企业。l机器人产业规模不断扩张，行业营收、业绩持续增长，盈利能力有所下滑，但前景光明：自2010年以来我国本土工业机器人产业规模不断扩张，营收、业绩增速持续保持高位，14年之后其增速甚至脱离了与工业企业利润之间周期关联性，走出独立强势增长行情，这佐证了行业发展和需求速度的增长。但同时我们也应看到行业盈利能力（毛利率、净利率）在14年后出现持续下滑，这是因进口替代过程中价格不断下滑以及研发投入保持高位所造成，这可以和光伏行业进行类比，我们判断随着行业规模不断扩张、集中度持续提升、格局不断优化，行业的盈利能力提升前景光明。l投资建议：1）从中短期投资的角度来看，首先应该关注的是系统集成企业。系统集成企业是产业链最下游，直接受益于强劲的下游需求带来的红利，且系统集成行业盈利能力较强，应重点关注销售能力强，下游客户丰富的企业。建议重点关注拓斯达（300607克来机电（603960）。2）从长投资周期角度来看，应该重点关注在机器人核心部件领域有所沉淀的企业。核心部件占据产业链的价值核心，该类企业需要长期投入，但可厚积薄发，天花板高，具有长期投资价值，建议长期重点关注埃斯顿（002747）、汇川技术（300124）。3）从供需关系角度来看，应关注规模化以及产能拓展积极有效的企业。目前工业机器人仍处在快速发展期，但目前的市场占有率、产品线丰富度将对客户格局、未来行业格局产生重要影响。从该角度，建议关注机器人（300024）。l风险提示：下游需求增长不及预期风险；政策面不可持续风险。西南证券研究发展中心西南证券研究发展中心行业相对指数表现行业相对指数表现机械设备沪深300 -1% -8%-15%16/1117/117/317/517/717/917/11数据来源：聚源数据基础数据基础数据相关研究相关研究 数据来源：公司公告，西南证券1机器人发展历史—起源于上世纪中叶的新兴领域 11.1以美国为起点，从日本走向全球 31.2全球工业机器人市场“四大家族” 52机器人分类 103机器人行业产业链—上游是核心，下游市场规模最大 133.1上游：核心零部件—减速器是核心，需产业协同配合发展 143.2中游：机器人本体—经济型本体是发展方向 173.3下游：系统集成商 184多因素促使需求爆发，规模扩张助力未来盈利能力提升 204.1多因素刺激需求不断提升，势不可挡 204.2需求带动规模不断扩大，盈利能力在阵痛期中，前景光明 235工业机器人行业发展前景 265.1云互联工业机器人—数据挖掘实现产业迭代 265.2智能化工业机器人 276投资建议 306.1投资受益周期 306.2个股推荐 317风险提示 31图1：2015-2020年全球工业机器人年供给量（台） 1图2：2015-2020年亚洲、欧洲及美洲机器人年产量（台） 1图3：2015-2020年中国机器人年产量（台） 2图4：全国机器人产业园不完全名单 2图5：人类历史上第一个机器人——Unimate机器人 3图6：工业机器人全球市场份额占比 5图7：库卡历史上的四个阶段 6图8：发那科工业机器人 8图9：安川电机发展历史 9图10：国际机器人联盟对机器人分类 10图11：中国电子学会对机器人分类 10图12：2017年我国机器人市场结构 10图13：2015-2020年全球工业机器人销售额及增长率 11图14：工业机器人密度（台/万人） 11图15：达芬奇手术机器人 12图16：2015-2020年全球服务机器人销售额及增长率 12图17：2015-2020年全球特种机器人销售额及增长率 12图18：工业机器人产业链 13图19：工业机器人成本构成及产业链毛利率 13图20：核心零部件成本占比和进口率 14图21：工业机器人控制系统 15图22：工业机器人伺服系统中各类电机占比 15图23：中国伺服市场发展 16图24：RV减速器 16图25：谐波减速器 17图26：国内工业机器人市场份额 18图27：2014-2016年世界范围内工业机器人应用领域分布（万台） 19图28：2001-2015年工业机器人全球销量及增速 20图29：2001-2015年工业机器人我国销量及增速 20图30：2015年各国机器人使用密度对比 21图31：1995-2016年城镇集体单位就业人员平均年收入 22图32：2011-2015制造业城镇单位就业人员平均工资 22图33：机器人板块及其他板块营业总收入增长率 24图34：机器人板块及其他板块净利润增长率 24图35：工业企业利润总额季度同比增速（%） 24图36：机器人板块及其他板块毛利率变动情况 25图37：机器人板块及其他板块净利率变动情况 25图38：2008-2016年机器人研发费用增长率 25图39：2007-2016年机器人板块研发费占收入比 25图40：云互联工业机器人系统示例 26图41：协作机器人 28图42：机器视觉系统 29表1：机器人发展史 3表2：20世纪60-70年代机器人技术发展编年表 4表3：ABB近年大事件 5表4：KUKA近年大事件 7表5：FANUC近年大事件 8表6：2017年科技部重点专项项目分布 22表7：机器人产业发展规划2020年目标 23表8：埃斯顿盈利预测表 311机器人发展历史—起源于上世纪中叶的新兴领域1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。”我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高级灵活性的自动化机器”。美国著名科学幻想小说家阿西莫夫于1950年在他的小说《我是机器人》中，首先使用了机器人学（Robotics）这个词来描述与机器人有关的科学，并提出了有名的“机器人三守则”：1）机器人必须不危害人类，也不允许他眼看人将受害而袖手旁观；2）机器人必须绝对服从于人类，除非这种服从有害于人类；3）机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类或者是人类命令它做出牺牲。这三条守则，给机器人社会赋以新的伦理性，并使机器人概念通俗化更易于为人类社会所接受。至今，它仍为机器人研究人员、设计制造厂家和用户，提供了十分有意义的指导方目前全球正在使用的工业机器人已经超过150万台，到2018年，这一数据预计将突破230万台，其中140万台在亚洲。亚洲是全球工业机器人近几年及未来增长的主要驱动因素，世界机器人联盟（IFR）预测，到2020年亚洲机器人产量将达到190万台，其中中国机器人年产量将达到95万台，中国在世界工业机器人产量占比将达到40%。据IFR统计，自2013年以来，中国已连续五年成为全球第一大机器人消费国。根据世界卫生组织预测，2050年，中国将有35%的人口超过60岁，成为世界上老龄化最严重的国家。人口红利消失及人力成本上升，将推动机器人需求的快速上升，国内机器人行业将迎来广阔发展空间，国产工业机器人产量呈现出爆发式增长的趋势，全国已建成和在建的机器人产业园区超过了40个，主要聚集在长三角、珠三角和京津冀地区。0数据来源：国际机器人联盟（IFR），西南证券整理0数据来源：国际机器人联盟（IFR），西南证券整理110数据来源：国际机器人联盟（IFR），西南证券整理数据来源：界面新闻，西南证券整理22今日工业机器人的最早研究可追溯到第二次大战后不久。在上世纪40年代后期，橡树岭和阿尔贡国家实验室就已开始实施计划，研制遥控式机械手，用于搬运放射性材料。这些系统是“主从”型的，主机械手由使用者进行导引做一连串动作，而从机械手尽可能准确地模仿主机械手的动作，后来用机械耦合主从机械手的动作加入力的反馈，使操作员能够感觉到从机械手及其环境之间产生的力。上世纪50年代中期，机械手中的机械耦合被液压装置所取代。），美国ConsolidetedContral公司制造了第一美国Unimation公司开始销售示教再现机器人日本机器人真正开始普及“机器人元年”数据来源：日本机器人工业协会（JARA西南证券整理1958年，“工业机器人之父”JosephF.EngelBerger创建了世界上第一个机器人公司——Unimation公司，并参与设计了第一台Unimate机器人——一个可以自动完成搬运的机械手臂。数据来源：西南证券整理31959年，美国ConsolidatedControls公司研制出第一代工业机器人原型。1960年美国机床铸造公司（AMF）生产出圆柱坐标的VERSATRAN型机器人，可做点位和轨迹控制，同年第一批电焊机器人用于工业生产。1968年，日本川崎重工业公司与Unimation公司谈判，购买了其机器人专利。斯坦福研究院发明带视觉的自由计算机控制的行走机器V.C.Sheinman及其助手发明C.Rose及其同事成立了机器人智能公司数据来源：机器人网，西南证券整理整个70年代，更多机器人商品在工业生产中逐步推广应用。据国外统计，到1980年全世界约有2万余台机器人在工业中应用。80年代，随着视觉传感器、力觉、触觉、接近觉传感器及信息处理技术的发展，出现了第二代机器人，即有感觉的机器人。80年代中期，第二代机器人在工业中开始普及应用。1984年全世界机器人使用总台数是1980年的四倍，到1985年底达到14万台，1990年达到30万台左右，其中高性能的机器人所占比例将不断增加，特别是各种装配机器人的产量增长较快，和机器人配套使用的机器视觉技术和装置正在迅速发展。1985年前后，FANUC和GMF公司又先后推出交流伺候驱动的工业机器人产品。通常认为，上世纪70年代工业机器人实现了“量产化”，80年代则是“普及元年”，并Automation）等新型生产系统。在过去30~40年间，机器人学和机器人技术获得引人注目的发展，具体体现在：①机器人产业在全世界迅速发展；②机器人的应用范围以汽车领域为起点遍及工业、科技和国防的各个领域；③形成了新的学科——机器人学；④机器人向智能化方向发展；⑤服务机器人成为机器人的新秀而迅猛发展。41.2全球工业机器人市场“四大家族”“它山之石，可以攻玉”：虽然我国已经成为全球最大的工业机器人消费市场，但从全安川电机（YASKAWA）四家公司占据着工业机器人53%的市场份额。数据来源：世界机器人联盟（IFR），西南证券整理瑞士ABBABB于1988年由瑞典的ASEA公司和瑞士的BBCBrownBoveri公司合并而成，总部坐落于瑞士苏黎世。ABB的业务涵盖电力产品、离散自动化、运动控制、过程自动化、低压产品五大领域，以电力和自动化技术最为著名。ABB拥有当今最多种类的机器人产品、技术和服务，是全球装机量最大的工业机器人供货商。ABB在机器人领域核心技术是运动控制系统，这使得ABB可以轻易实现循径精度、运动速度、周期时间、可程序设计等机器人的性能，大幅度提高生产的质量、效率以及可靠性。ABB与拓斯达签订战略合作伙伴协议，强化在ABB收购瑞典系统集成公司SVIA，将为包括汽车、塑ABB机器人退出互联服务，提高正常运行时间并改善在慕尼黑国际机器人研讨会上，ABB的YuMi获得了“机器人与自动化发明与创业奖”四川长虹与ABB签订战略合作协议，宣布在成都设立人的远程无线监控管理、配置、运维、大数据应用和可视化智能生数据来源：wind，西南证券整理中国是ABB机器人全球最大的生产基地，也是销量最大的市场。ABB注重与中国客户的合作，华为、长虹、拓斯达分别是3C和家电行业重要的应用企业和集成商。ABB对3C5行业高度重视，我们判断公司看到过去工业机器人的核心领域是在汽车整车方向，而新兴产业的增长点来源于3C、食品饮料、包装、医药等细分领域，在这些细分领域中，3C行业的人员最为密集，产值规模巨大，要求精密程度不断提高，也成为新兴应用行业中增长最快的细分领域。德国库卡（KUKA）德国库卡由JohannJosephKeller和JakobKnappich于1898年在奥格斯堡创立。最初主要专注于室内及城市照明。1936年，KUKA在德国制造了第一把电动电焊枪。1971年，KUKA为戴姆勒奔驰公司建造了欧洲第一条带机器人的焊接流水线。1973年研发了名为FAMULUS的第一台工业机器人。库卡公司主要客户来自汽车制造领域，这显然与德国领先全球的汽车工业有着密不可分的关系。机器人早期大量使用在汽车领域，为汽车包括焊装、总装等一系列重要工艺环节提供了效率和一致性提升的保证，同时由于汽车生产线所对应的产值巨大，也能够支撑早期机器人高成本的问题。库卡机器人定位偏中高端，主要应用于契合整车和汽配行业，收入占到50%。涉足领域：物料搬运、加工、点焊和弧焊，涉及到自动化、金属加工、食品和塑料等产业。使用库卡机器人的重要客户包括：通用汽车、克赖斯勒、福特、保时捷、BMW、奥迪、奔驰、福斯、法拉利、哈雷、波音、西门子、宜家、施华洛世奇、沃尔玛、百威啤酒、BSNMedical、可口可乐等著名企业。库卡书写了作为机器人先锋的历史。1973年，KUKA开创了作为机器人先驱的辉煌历史，研发出FAMULUS-世界上首台拥有六个机电驱动轴的工业机器人。1996年，KUKA作为首家机器人制造商着手研发开放式、以计算机为基础的控制系统。2007年，KRtitan被推出市场：它具有1000公斤的承载能力及3200毫米的作用范围，是世界上最大、力量最强的6轴工业机器人。2013年，KUKA迎来了新一代的机器人：KUKA通过LBRiiwa推出了世界上首台适用于工业领域的轻型机器人（感知型机器人且各轴均带有内置的传感系统。应该说，KUKA是真正意义上工业机器人的重要开拓者，这与德国汽车工业紧密相连的基因是密不可分的，而汽车工业也是对一致性、重复性、耐久性要求最高的一个应用领域，自上而下的技术路线，为其发展奠定了良好的基础。数据来源：公司官网，西南证券整理66库卡集团总裁访渝，并与两江新区、长安工业签订了三方合作备KUKA参加HUAWEICONNE美的完成要约收购KUKA集团94.55%股份交割工作数据来源：wind，西南证券整理库卡于2000年在上海设立了全资子公司，2004年设立了库卡柔性系统制造公司，负责库卡在中国的系统集成业务。近年来，KUKA加快布局中国市场本土化服务，KUKA也积极与华为合作，积极推动产业变革，促进3C电子行业进行自动化变革，为在该领域的智能制造孕育出了更多突破性技术。美的收购库卡：有望改变中国工业机器人市场竞争格局。2017年1月6日，美的集团发布公告称，公司完成要约收购库卡集团股份的交割工作，并已全部支付完毕本次要约收购涉及的款项。据公告显示，本次要约收购交割完成后，美的将合计持有库卡94.55%的股份。我们认为，美的收购库卡会造成两方面的影响，一方面将加速库卡在中国的业务拓展，也帮助库卡将工业机器人应用领域拓展到其他行业；另一方面也有望助推美的实施智能制造战略，快速提升自身机器人研发与应用水平。在此之前，库卡收入主要集中于北美和欧洲，在下游应用领域以汽车行业为主，中国作为全球制造中心，中国市场无论在绝对空间还是成长性上，都无人可及，由此我们判断，库卡在中国市场将有极大的拓展空间，美的收购库卡将有望改变中国工业机器人市场的竞争格局。日本发那科（FANUC）掌握数控系统核心技术，构成竞争壁垒。FANUC公司创建于1956年，是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业之一，也是最早进入中国市场推广机器人技术的跨国公司。1971年发那科数控系统世界第一，占据了全球70%的市场份额。在此之后，FANUC的产品日新月异，成为当今世界上数控系统、设计、制造、销售实力最强的企业之一，掌握数控机床核心技术的发那科，也促进了全球数控机床技术水平的提升。发那科从数控系统起家，涉足伺服电机制造，以此为基础，研发机器人。作为全球最大的数控系统生产厂，FANUC工业机器人与其他企业相比独特之处在于：①采用独有的铝合金外壳，机器人重量轻，日常保养方便；②同类型机器人底座尺寸更小；③独有的手臂设计。77数据来源：公司官网，西南证券整理发那科将在茨城县新设机器人工厂，计划投资约500亿日元，使焊接和装箱用工业机器人的产能翻一番格兰仕“联姻发那科达成战略合作，宣布加快智能化工厂布局数据来源：wind，西南证券整理日本安川电机（YASKAWA）安川电机（Kabushiki-gaishaYaskawaDenki）创立于1915年，是日本最大的工业机器人公司。1977年，安川电机运用自己的运动控制技术开发生产出了日本第一台全电气化的工业用机器人，此后相继开发了焊接、装配、喷漆、搬运等各种各样的自动化作用机器人，并一直引领着全球产业用机器人市场。安川电机主要生产的伺服和运动控制器都是制造机器人的关键零件。安川电机之所以可以掌握核心科技与其有着近百年专业电气的历史密不可分，这让安川电机在开发机器人方面有着独特优势。其核心的工业机器人产品包括：点焊和弧焊机器人、油漆和处理机器人、LCD玻璃板传输机器人和半导体芯片传输机器人等，除了将工业机器人应用在汽车行业外，安川电机也是将工业机器人应用到半导体生产领域最早的厂商之一。88数据来源：安川电机（中国）公司官网，西南证券整理日本工业机器人发展成今天的规模，总结起来有如下几方面原因：①日本具有强大的汽车工业作为机器人应用的重要平台，这与KUKA拥有强大的德国汽车工业背景相类似；②日本在机电一体化、自动化控制等领域有着长期的积累，这为机器人工业中的包括伺服和运动控制系统提供了重要的工业基础；③减速器高度集中于日本厂商。减速器属于机械工业中设计加工难度最大的产品之一，要求其在非常有限的空间内实现大功率精确控制输出。对于多轴工业机器人，单减速器就占整个成本的36%，目前全球机器人行业75%的精密减速器被日本的Nabtesco和HarmonicDrive两家垄断，这为日本工业机器人发展奠定了强大的优势。结合四大家族工业机器人的历史来看，我们对我国本土工业机器人发展有如下几点思考：1）强大的工业背景给机器人企业提供重要的产业发展支撑。四大家族产生主要源于德国和日本与其汽车业长期蓬勃发展有着直接的关系。如前文所述，汽车工业单条生产线对应着巨大的产值，叠加其焊装、总装等工艺环节需要高度的一致性，前者为工业机器人的早期应用提供了价值保障（能够消化工业机器人早期的高成本后者提升了工业机器人应用的重要性。从这个角度来看，首先我国的国产机器人短期内尚不具备在整车领域和四大家族竞争的实力，这一方面源于机器人企业对整车生产工艺流程理解储备不足，另一方面也源于与单线对应的庞大产值比较起来，整车企业单纯因为价格原因更换供应商的可能性不大。所以，我国本土机器人生产企业应该拓展其他机器人新兴的应用场景，如3C、食品饮料、医疗自动化等领域。尤其是3C领域，劳动密集度大、产值高，而对应的机器人产品门槛相对却较低，切入并大量占有该类市场对我国机器人产业发展壮大即势在必行也至关重要。2）四大家族绝大部分都在数控、运动控制、伺服系统等领域具有强有力的基础，这为其本体的设计、生产质量，产品的运动控制精度、重复性、一致性等提供了强有力的保障。所以，对于国产化机器人企业，我们也同样认为那些在数控、控制、伺服领域具有积累的企业在产业发展过程中会更有后劲，天花板也要更高。992机器人分类机器人是具有感觉、思维决策和动作功能的智能机器。根据机器人的应用环境，国际机器人联盟（IFR）将机器人分为工业机器人和服务机器人。其中，工业机器人指应用于生产过程和环境的机器人，主要包括人机协作机器人和工业移动机器人。服务机器人指除工业机器人以外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，主要包括个人/家用服务机器人和公共服务机器人。数据来源：国际机器人联盟(IFR)，西南证券整理由于我国在应对自然灾害、军事消防和公共安全事件中，对特种机器人有有着突出的需求，中国电子学会将机器人分为工业机器人、服务机器人和特种机器人。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，在工业生产加工过程中通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁、重复的长时间作业，主要应用于焊接、搬运、码垛、包装、喷涂、切割、净室等领域。服务机器人指在非结构环境下为人类提供必要服务于的多种高技术集成的先进机器人，主要包括家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人，其中公共服务机器人指代在农业、物流、金融、教育等除医学领域外的公共场合为人类提供服务的机器人。特种机器人指代替人类从事高位环境和特殊工况的机器人，主要包括军事机器人、极限作业机器人及应急救援机器人。2017年，预计我国机器人市场规模将达到62.8亿美元，2012-2017年CAGR达到28%，其中，工业机器人42.2亿美元，服务机器人13.2亿美元，特种机器人7.4亿美元。数据来源：国际机器人联盟（IFR西南证券整理数据来源：国际机器人联盟（IFR西南证券整理（1）工业机器人：亚洲市场最具潜力据IFR统计显示，2016年全球工业机器人销售额突破132亿美元，其中亚洲销售额76亿美元，欧洲销售额26.4亿美元，北美地区销售额达到17.9亿美元。中国、韩国、日本、美国和德国销售额总计占到了全球销售的3/4。到2020年，全球工业销售额有望突破199亿美元，其中亚洲将是最大的销售市场。我国工业机器人密度显著低于全球平均水平。截止2015年，我国每万人拥有工业机器人的数量为49台，仍显著低于全球每万人69台。2013年工信部下发《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，提出到2020年机器人密度达到每万人100台，由此判断，国内工业机器人本体市场具有广阔增长空间。250.00200.00150.00100.0050.000.0014%15%14%13%13%12%11%8%2015A2016A2017E2018E2019E2020E16%14%12%10%8%6%4%2%0%销售额（亿美元）增长率数据来源：国际机器人联盟（IFR），西南证券整理数据来源：国际机器人联盟（IFR），西南证券整理（2）服务机器人：具备消费属性，行业未来前景广阔根据世界机器人协会的定义，服务机器人是指从事工业生产以外的，为人类健康或设备良好状态提供有帮助服务的一种机器人。服务机器人分为专用服务机器人和家庭/个人服务机专业服务机器人运用于完成某类商业/公用/医疗任务，通常有专门的操作人员负责操作，包括医用领域的康复机器人、外科手术机器人、物流领域的搬运机器人及公用事业领域的电力巡检机器人等。家庭/个人服务机器人直接面对家庭和个人，具有消费品的属性，随着人工智能兴起，服务机器人价格下降，服务机器人将走进千家万户。根据国际机器人联盟统计数据，2017年全球服务机器人预计达到29亿美元，截止2020年将快速增长到69亿美元。2017年，全球医疗服务机器人、家用服务机器人和专用服务机器人市场规模预计分别为16.2亿美元、7.8亿美元和5亿美元，其中医疗服务机器人市场规模占比高达55.9%。数据来源：互联网，西南证券整理80.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000.0044%37%21%16%14%13%2015A2016A2017E2018E2019E2020E50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%销售额（亿美元）增长率数据来源：国际机器人联盟（IFR），西南证券整理（3）特种机器人IFR预测，2017年，全球特种机器人市场规模将达到56亿美元，至2020年，预计全球特种机器人市场规模将达77亿美元，2016-2020年年均增速12%。近年来，特种机器人引起各国政府高度重视。2014年6月，欧盟启动“火花”计划：到2020年，将投入28亿欧元用于研发民用机器人，开发包括特种机器人在内的产品并迅速推向市场，值得注意的是，这是目前全球最大的民用机器人研发计划。2015年1月，日本制定“机器人革命”5年计划，涵盖特种机器人、新世纪工业机器人和服务机器人三个主要方向，计划到2020年实现市场规模翻倍，其中特种机器人将是增速最快的领域。2016年10月，美国150多名研究专家共同完成《2016美国机器人发展路线图-从互联网到机器人》，计划将特种机器人列为未来15年重点发展方向。90.0080.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000.0025%16%14%16%14%13%11%10%2015A2016A2017E2018E2019E2020E30%25%20%15%10%5%0%销售额（亿美元）增长率数据来源：国际机器人联盟（IFR），西南证券整理3机器人行业产业链—上游是核心，下游市场规模最大工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度。驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作。控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。从机器人产业链来看，上游是核心零部件的生产厂商，包括机器人所用的伺服系统、控制系统、减速器等核心部件，中游是本体生产商，包括工业机器人本体、服务机器人本体的组装和集成，下游是系统集成商，根据不同的应用场景和用途进行有针对性地系统集成。数据来源：中国机器人产业发展白皮书，西南证券整理在产业链中，技术上的核心和难点就集中在了上游生产商，即核心零部件的生产，相应的，成本和利润也集中在了这一领域，核心零部件的成本占到了整个机器人本体的70%以上，所以谁掌握了核心零部件的生产技术和能力，就占领了机器人产业的最高点，拥有很高的定价权。目前在我国的工业机器人市场中，上游核心零部件的供应基本被国外厂商所占据，国内厂商大多集中在中游的机器人本体组装和下游的系统集成，承担系统二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的工作，使得国内机器人市场的巨大潜力带来的产业红利被国外产商占据。国外工业机器人巨头本身就是核心部件的提供商，因此他们在零部件成本上拥有先天的成本优势和技术优势，另外他们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，而国内的中小企业在进口核心零部件时，往往要以高出国外厂商近3倍的价格购买减速器，以近2倍的价格购买伺服电机。数据来源：wind，西南证券整理我国国产机器人大多处于行业低端，高端机器人严重依赖进口，尤其是以减速器为代表的核心零部件，国内厂商受困于进口率达到了75%以上。如前文所述，全球高精度机器人减速器市场中，日本纳博特斯克和哈默纳科两家产品的市场占有率达75%；伺服电机从市占率来看，国产品牌约占20%左右的市场份额；而控制器相对来说技术难度略低，国内知名厂家大多能自主生产，但基于性能的差距和应用的需求，进口的比例依然很高。由于核心技术的差距，工业机器人市场份额基本被世界机器人“四大家族”（发那科、ABB、安川和库卡）和其他外资企业所占据，达到了92%，国内虽然有超过3000家的机器人企业，但是大部分从事相关零部件生产，整机制造的机器人企业全国也就十多家，拥有自主产权的更少，整个行业需要质的提升。国产机器人在整体市场占有率极低，仅有8%，如果国产机器人在性价比上具备和国际品牌竞争的能力，那么国产替代进口的市场空间是巨大的。数据来源：中国机器人产业发展白皮书，西南证券整理控制器控制器是工业机器人的大脑，它根据指令以及传感信息控制工业机器人来完成一定的动作或作业任务，主要控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及运动时间等。控制器本身在硬件上并无太高门槛，本质上是一个数据的处理器，随着微电子技术的发展，微处理器的性能越来越高，而价格则越来越便宜，国内外厂商均能生产满足控制精度需求的控制系统，而其核心在于控制算法，其壁垒在于与工业机器人本体的匹配。控制器及其配套软件一般由机器人厂家自主设计研发。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发，各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配。因此，控制器的市场份额基本和机器人保持一致，国内企业控制器尚未形成市场竞争优势。国产机器人控制器产品在技术上已经较为成熟，所采用的硬件平台和国外产品相比并没有太大差距，差距主要体现在控制算法和二次开发平台的易用性方面，是核心零部件中与国外差距最小的。不同厂家的控制器所使用的操作系统和软件环境差异性较大，一般工业机器人公司都有自己独立的开发环境和独立的机器人编程语言，操作系统也有VxWorks、WindowsCE、嵌入式Linux以及μC/OS-Ⅱ等成熟的系统平台。数据来源：网络资料，西南证券整理在未来，机器人控制接口的统一是必然趋势，包括了硬件和软件。随着工业机器人系统的愈加强大，承担的任务越来越复杂，多种类机器人的协同工作、统一控制是大势所趋，只有这样才能形成高效的有机整体。那么如何将不同厂家、不同类型的工业机器人结合到一个系统中，这就要求控制系统的标准化和开放化，目前已经有一些企业着眼于标准化控制平台的开发。伺服系统工业机器人的伺服系统利用各种电机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构，通常由伺服电机以及伺服驱动器组成。除了可以进行速度与转矩控制外，伺服系统还可以进行精确、快速、稳定的位臵控制。伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补充马达间接变速装臵，它将电压信号转化为转矩和转速，以驱动控制对象，可使控制速度、位臵精度非常准确，是工业机器人的动力系统，是机器人运动的“心脏”。伺服电机分为交流伺服和直流伺服电机两大类，因交流伺服系统易于维护、动态响应好、输出功率大，目前，工业机器人使用较多的是交流伺服电机，而交流伺服电机由于采用矢量控制方法，对驱动器和控制器的要求较直流而言更高。数据来源：中自传媒研究部，西南证券整理中国的伺服市场随工业机器人市场的不断走高而随之连年增高，但国产品牌占比还比较低，未来增长空间巨大。目前，在中国工业机器市场，主流的供应商包括，日本松下、安川、三菱，以及欧洲和美国的伦茨和博世、力士乐。从市占率来看，目前国外伺服企业在我国的市场占有率达75%。其中，日本品牌占比为50%；欧美品牌占比达25%。而国产品牌只占据了20%左右的市场份额，其中还包括占10%的台湾品牌。国产品牌已经可以实现中低端的伺服系统的大规模量产，但高端伺服系统生产能力和技术水平不足，需求主要依赖进口。随着国产工业机器人市场占比的提升，国产伺服系统的市场占有率也会逐步提高，国产化替代是大势所趋。数据来源：中国机器人产业发展白皮书，西南证券整理减速器目前应用于机器人领域的减速机主要有两种，一种是RV减速器，另一种是谐波减速器。在关节型机器人中，由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度，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。工业机器人第一关节到第四关节通常使用RV减速器，轻载机器人第五关节和第六关节可以使用谐波减速器，而重载机器人则全部需要RV减速器。1台工业机器人平均需要4.5个RV减速器对于高精度机器人减速器，日本具备绝对领先优势，目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的纳博特斯克和哈默纳科两家垄断，包括ABB、发那科、库卡等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。其中纳博特斯克的RV减速器市场占有率约60%，哈默纳科的谐波减速器拥有15%的市场占有率。数据来源：网络资料，西南证券整理RV减速器是在摆线针轮行星传动的基础上发展而来的的一种新型机构。其结构主要分为两级：第一级为渐开线圆柱齿轮行星传动机构和第二级摆线针轮行星传动机构；第二级摆线针轮传动主要构件包括转臂曲柄、摆线轮、针齿壳。其特点在于在承受大负载的同时保证高的运动精度，其技术难点在于加工工艺：1）摆线轮零件对钢材尺寸精度、形位公差以及粗糙度要求极高，摆线齿廓曲线要求修形精准，强度硬度要求高，该零件的加工工艺过程及原理技术壁垒极高，我国还未完全掌握；2）RV减速器对零件的加工、装配精度要求非常高，我国的精密制造技术及设备尚不能达到加工RV减速器的，在国际上也仅有极少数国家能生产。另外在专利方面，纳博特斯克1980年代就取得了精密摆线针轮RV减速机专利，并于1986年开始批量生产，所以国内的研发进程也是受制于人，要想取得突破就必须进行创新。由于国内企业大多不具备核心技术生产能力，订单量小缺乏议价能力，在进行减速器采购的时候成本往往比国外“四大家族”贵2~3倍，国外机器人总成本中减速器占比13%，而国内机器人可以占到31%，因此国内机器人在价格上与国外产品并无优势，性价比处于天然劣势。综合来看，RV减速器技术壁垒极高，国产化道路需要依赖于国家整体的工业研发和制造能力的提升。谐波减速器结构相对简单，有三个基本零部件：波发生器、柔轮和刚轮，加上哈默纳科的专利早已到期，国产谐波减器机跟国外相比差距不算大。国产谐波减速机与国外减速机在技术等方面已经几乎没多大差距，甚至在某些方面超过国外谐波减速机性能。目前国产谐波减速器市场占比较低还是和既有市场格局有关，而本身也并无太大的优势，所以要打破格局还需要更高的性价比或依靠国产工业机器人的占比提升。数据来源：网络资料，西南证券整理机器人本体制造商负责工业机器人支柱、手臂、底座等部件与精密减速器等零部件生产加工组装及销售，应用和集成可以本体企业自己实施，也可以给集成商来完成，本体企业具有有效整合上游零部件和下游系统集成商的入口能力。国际上的工业机器人本体制造商包括库卡、ABB、发那科、安川电机等。国内包括新松机器人、广州数控、锐奇股份、埃斯顿、埃夫特、佳士科技、亚威股仹等。国内大多数机器人本体公司以采购集成为主，且市场占有率较低，只有8%。国内厂商以组装和代加工为主，主要是三轴、四轴等中低端机器人，大部分集中于搬运、码垛等低端应用。2015年中国销售量最多的是多关节机器人，全年销售4万余台，同比增加12.5%。坐标机器人销售总量超过1.6万台，销量同比增长38.4%；SCARA机器人全年共计销售8000余台，同比增长13.1%；工厂用AGV机器人、并联机器人、圆柱坐标机器人销量实现不同程度增长。国产机器人中，坐标机器人销量最多，为10600台，多关节机器人和平面多关节机器人销量分别为6000台和2179台。8.00%8.00%34.50%13.50%18.00%12.00%14.00%u发那科u安川u库卡uABBa其他外资品牌a国产品牌数据来源：中国机器人产业联盟，西南证券整理经济型本体是国产机器人本体的发展方向。国外机器人行业伴随汽车行业的成长，而且汽车行业对机器人精度、效率和稳定性要求非常高。在汽车领域，国内机器人企业短期不能和国外企业竞争。开发应用于汽车以外一般制造业的经济型机器人是国产机器人本体现阶段发展方向。经济型本体包括低成本的六轴通用机器人和三、四轴专用机器人。经济型本体分为两类：1）国产核心零部件可以突破，国内机器人企业可以批量化生产降低成本的通用六轴关节机器人；2）应用于某一领域的专用机器人，如用于电子行业的SCARA机器人、桌面机器人就属于经济型本体中的专机，这类专用机器人通常三、四轴（国外通常称为机械手）。下游系统集成则是机器人商业化、大规模普及的关键。机器人系统集成是指在机器人本体上加装夹具及其他配套系统完成特定功能，是工业机器人自动化应用的重要组成。工业机器人系统集成商为终端客户提供应用解决方案，负责工业机器人应用二次开发和周边自动化配套设备的集成。在我国，系统集成商一般是从国外购买机器人整机，然后根据不同行业或客户的需求，制定符合生产需求的解决方案。系统集成的市场规模一般是机器人市场规模3倍左右。2015年中国工业机器人系统集成市场规模达到357亿元，同比增长11.2%。系统集成具有两个特点：（1）具有非标准化特点。系统集成很难形成规模效应。因为不同行业之间对工业机器人系统的需求不同，需个性化定制，所以国内厂商通常专注于特定行业，这种针对单种产品的系统集成具有规模瓶颈，难以跨行业拓展业务。国内系统集成商普遍规模较小，产值较低。（2）要理解应用行业的需求和工艺要求。系统集成要针对应用产业的特点进行针对性的设计和集成。汽车工业依然是工业机器人应用最多的产业，而且国外品牌基本形成了壁垒，国产品牌和系统集成商打破市场格局机会较小。但随着3C产业的发展，在电子、家电制造、金属制造、塑料化工、食品等行业对工业机器人需求的增加，为国产品牌带来了机会，外资机器人企业行业经验和客户基础优势并不明显，这是国产机器人的超车机会。数据来源：IFR，西南证券整理4多因素促使需求爆发，规模扩张助力未来盈利能力提升全球需求稳定增长。目前作为机器人行业的最大的子分类——工业机器人已经在汽车、金属制品、电子、橡胶及塑料等行业取得了广泛的应用。并且，随着性能不断提升，各种应用场景不断明晰，工业机器人的全球市场正以平均15.2%的速度快速增长。2017年，工业机器人将进一步提升普及率，销售额有望突破147亿美元，其中亚洲仍将是最大的销售市场。100.91%100.91%全球工业机器人年销量（台）增长率37.69%28.70%18.77%19.31%23.55%11.79%-4.02%-12.11%-46.87%300000250000200000150000100000500000120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%-60%2.35%-7.53%10.68%-0.60%200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015数据来源：Wind，西南证券整理国内工业机器人增速更快。即从2010年来开始进入持续增长，除了2012年销量有略微回落波动。再从横向关系比较来看，中国自进入21世纪以来工业机器人销量一直猛烈增长，从2000年我国销量占全球销量不足1%到2010年销量占比超过10%，再到2016年销量占比超过30%。短短的十六年时间，中国已经几乎占据全球工业机器人销量的三分之一，这足以表明我国已然成为机器人的需求大国。80000700006000050000400003000020000100000我国工业机器人年销量（台）增长率171.10%59.05%56.17%171.10%59.05%56.17%27.71%29.34%19.72%20.07%-25.43%14.06%140.73%50.73%50.73%1.82%1.82%-29.88%-29.88%200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015200%150%100%50%0%-50%数据来源：中国社会科学网，西南证券整理我们认为催生我国工业机器人需求端爆发的原因主要有以下几方面因素：（1）国内国产机器人低基数因素。我国目前工业机器人密度仍然很低，我国2015年工业机器人使用密度为36台/万人，韩国为478台/万人，日本为314台/万人，德国为292台/万人，美国为164台/万人，全球平均为66台/万人，我国机器人密度还不及世界平均水平，与韩日等国家相距甚远。机器人在全球制造业密度只有0.62%，我国仅有0.3%，即全球制造业99.38%和中国制造业99.7%依然依靠人力。中国工业机器人密度不足世界平均值的一半，在国家制造业转型大背景下，工业机器人未来发展空间广阔增长空间还很大，按照中国《机器人产业发展规划(2016-2020年)》，到2020年工业机器人密度要到的150台/万人6004785004003142923143002002001001000韩国日本德国美国全球平均水平中国工业机器人使用密度（台/万人）数据来源：wind，西南证券整理（2）强大的制造业基础为机器人在新兴领域的应用提供了增长基础。工业机器人在汽车领域已经有了成熟应用，前文已提到国产机器人在该领域短期内很难有大规模的渗透率提升。但在类似于3C、食品饮料、医疗、陶瓷等领域我国都是制造大国。尤其是3C领域，我国每年的规模以上电子信息制造业实现销售产值在10万亿元以上，且该领域人员密集，生产精密度越来越高，成为机器人应用的天然应用平台。为我国机器人需求提供了强大的需求拉动动力。同时，这些领域的机器人应用主要以机械手等中低端产品为主，这也为我国机器人行业从弱到强的发展提供了不断进阶的保障。（3）中国人口红利优势正在丧失，“机器换人”或迎来拐点。我国机器人行业发展具有“起步晚、发展快”的特点。其中，“起步晚”是因为我国早期劳动人口众多，人工成本较低。然而近年来，我国人口老龄化加速，中国15岁至64岁的人口占总人口比例从2011年开始下滑，且降速不断提升，适龄的劳动人口不断下降。另一方面，据国家统计局数据，我国制造业城镇职工平均工资每年平均增速在11%以上，净增值在4千元以上，但是随着技术的发展和更新，工业机器人的成本和价格正以4%的速度逐年降低，使用寿命也越来越长。从性价比上讲，“机器换人”是大势所趋。数据来源：Choice，西南证券整理数据来源：国家统计局，西南证券整理（4）政策面不断推动，智能制造已成重要战略方向。2017年7月20日,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,提出2030年前我国人工智能发展的总体战略、重点任务、资源配置及相关保障措施的整体规划。《规划》提出六项重点任务，智能机器人是六大重点领域之一，其中提到加快发展智能机器人、智能运载工具、智能终端，推进智能制造、智能物流发展促进产业的智能化升级，推广应用智能工厂，加快培育人工智能产业领军企业，还指出要重点发展智能制造，推进关键技术装备系统集成应用。智能制造是全球经济中的新风口，工业自动化是实现智能制造的前提，预计到2020年我国智能制造产值有望超过3万亿元。发展智能制造是《中国制造2025》战略的主攻方向，与之相关的政策规划不断出台，并推动制造业逐步向智能化、绿色化等方向转型升级，而人工智能与制造业融合创新，将加快制造业的智能化进程，进一步推动智能制造发展。根据中国《机器人产业发展规划(2016-2020年)》，到2020年实现工业机器人密度(每万名工人使用工业机器人数量)达到150以上。“十三五”期间聚焦“两突破”、“三提升”，即实现机器人关键零部件和高端产品的重大突破，实现机器人质量可靠性、市场占有率和龙头企业竞争力的大幅提升。6服务机器人388服务机器人13数据来源：科技部网站，西南证券整理表7：机器人产业发展规划2020年目标服务机器人伺服电机及驱动器重点发展弧焊机器人、真空(洁净)机器人、全自主编程智能工业机器人、人机协作机服务机器人营收、净利润规模不断扩大，增速与工业企业利润紧密相关。我国机器人行业营业总收入一直维持增长，其中自2013年以来营收增势明显加速，2016年的营收同比增长率已超40%。目前，2017年前三个季度的营收同比增长率为38%，预计2017年全年营收同比增长率很有可能也超过40%。与营收变化趋势相似，净利润在2012年触底后迅速反弹。在2014年以后基本保持在20%左右的净利润年增长率，今年前三个季度的净利润同比增长率已达到22.44%。净利润增速中枢从10年~13年间的高于营收增速到14~17年间显著低于营收增速来看，主要原因是机器人价格随着国产化的逐步提升，机器人价格处于下滑趋势中，但随着整个行业规模不断提升以及新兴产业对国产化机器人需求的拉动，未来营收和业绩端增速保持同步的拐点已不远。同时，和工业企业利润同比增长情况对比来看，10~13年从营收增速基本和工业企业利润同比增速保持同向，且平均幅度也基本一致，周期保持约1年的滞后。这说明，工业机器人在这一阶段和工业企业补库存扩产能的周期同步，工业机器人的应用场景还基本停留在原有行业当中，人口红利拐点仍未形成质变效应。但2014年之后工业机器人行业营收增速与工业企业利润同比增速相关性显著降低，增长形成单边行情。我们判断这是工业机器人在产能扩张、技术提升、需求场景不断丰富（这一点最关键，因为出现了机器替换人的强需求，而且是人不愿意做的行业，例如3C行业）、进口替代等多项变化的共同作用下的结果，总量、结构同时利好国产机器人行业。 数据来源：Wind，西南证券整理50%40%30%20%10% 数据来源：Wind，西南证券整理工业企业:利润总额:当季同比数据来源：wind，西南证券整理规模扩大过程中毛利率、净利率仍处在下行通道，前景看好。虽然我国机器人行业的营收和净利润增长势头明显，但是毛利率和净利率近年来都有走低趋势。其中毛利率在2010年到2016年之间从40.89%下滑至而34.53%，今年前三个季度的毛利率为31.65%。而净利率的下降趋势更为明显，今年前三个季度的净利率仅为12.34%，而反观2010年的净利率却高达23.24%。盈利能力下降一方面是由于持续走高的研发投入导致的，另一方面则是因为行业竞争加剧而造成产品价格下滑。我们可以看到整个机器人行业研发费用一直保持20%以上的高增速，但从14年以来研发费用占比已呈现下降趋势。这是因为在机器人行业规模不断扩张的背景下，营收水平高速增长，未来我们判断这一占比将会持续降低，四大家族目前研发费用占比基本稳定在3%~5%的区间。我们判断行业盈利能力符合行业发展规律，我们可以一定程度上与光伏行业进行对标，光伏行业早期也处在产能扩张阶段，而下游整体成本下降的强要求会驱动整个行业不断降价，量升价减的趋势持续数年，而在此过程中行业也不断进行洗牌，产能不断向研发能力强、规模大、成本低的公司汇集，随着规模不断提升和行业格局向好，行业盈利能力将迎来拐点。我们判断17~19年将是行业在下游需求拉动下持续扩大产能的过程，行业格局也将不断优化，市场份额不断向规模企业、研发能力强、占据产业链更长的企业集中，盈利能力拐点已在前方不远处。而随着盈利能力和规模的不断提升，行业的整体高估值将被不断消化。行业也将从早期阶段向快速发展阶段不断演化。数据来源：Wind，西南证券整理数据来源：Wind，西南证券整理数据来源：Wind，西南证券整理8%6%4%2%数据来源：Wind，西南证券整理5工业机器人行业发展前景随着科技的快速发展，尤其是互联网和人工智能技术的突飞猛进，为工业机器人注入了新的活力，能极大提高工业机器人的作业能力，丰富工业机器人的应用场景，我们预计，工业机器人未来的发展方向主要是云互联和智能化两方面，云互联是基于大的工业机器人作业体系，而智能化指的是工业机器人个体。工业4.0是把现实工厂与虚拟世界连接起来，通过数字化技术把生产变得更透明化，提升生产效率和降低生成成本，而这也正是云互联技术所能解决的问题。云互联工业机器人将是未来的一种趋势。机器人连接网络后，通过传感器采集各种数据，如动力信息、运动信息及其他状态量等，数据上传到云端后，在控制终端可以通过不同位置机器人的数据进行比较分析以预测机器人状况，并能够对工业机器人进行远程配置和操控。这种方式可以改善工业机器人的维护，精准定位问题，方面调试，通过数据分析进行生产线的配置，进一步改进优化生产流程，同时可以预测机器故障点，提前做好设备保养，从而降低停机风险。云互联是机器人走向更加智能化的必经之路。工业互联网，是人与机器人、机器人与机器人、机器人与设备之间实现交互的桥梁。只有实现互联，机器人的数据才能实现交互，交互之后才能实现智能化。其核心是数据，获取机器人的数据需要加入很多外围传感设备，未来通过增加传感器，如图像处理、三维视觉、语音交互等，机器人都可以实现交互，许多新的场景也都可以通过云互联来实现。实现云互联主要依靠两个关键环节：物联网和云平台。数据来源：埃斯顿官网，西南证券整理物联网是工业机器人云互联系统的脉络物联网技术中，每台工业机器人都有一个IP，相当于一个类似手机一样的移动互联终端，机器人的各项数据通过物联网打造的通道传输到云端进行计算，然后再进行分析和决策。每个机器人都通过物联网连为一体，一台机器人遇到的技术问题，将会实时反馈给管理人员并且经过分析后将解决方案回馈给机器人整体，大量机器人与工人在协同中产生的数据，将为生产流程的优化提供第一手资料。由于移动终端的普及和发展，时间和空间不再是限制人机协作的障碍，同时，物联网的普及与大范围应用，则将会进一步把物品和物品、物品和人、物品和信息、物品和服务等连接起来，成为了真正的移动互联。未来，在智能终端与移动应用双重驱动下，产业工人、机器人、信息、环境之间的多重连接方式必将全面重塑，人机协作、人机共生的趋势越来越明显，传统制造与新技术走向融合，呈现出多重共振效应与复合影响力。移动互联网的普及，允许用户通过手机、移动平板等网络设备，可以在任何时间、任何地点都可以与互联网连接。移动互联，让人可以在千里之外查询机器人的工作状态、下达各种操作指令，这并不是简单的远程操作，而是在地理和空间上都对人机协作的概念进行了拓展。云平台是工业机器人云互联系统的中枢云平台汇集了各个机器人终端的数据，并对数据进行分析，产生决策，然后再将指令下发到各个终端，完成相应的动作。云平台获取设备的各种状态，进行OEE效率分析、机器人健康评估、机器人效能优化等计算和分析，可以实时监测到车间的生产概况，实现了生产信息化、过程可视化和决策智能化。不同机器人之间、机器人与工人之间“会话”产生了大量的原始数据，而云计算对这些原始大数据的归类、分析、整理挖掘能力，借由物联网技术作为传输和反馈媒介，收集并将结果返回到人机协作的实时过程之中，迅速优化生产制造流程，为实现智能制造、个性化制造提供技术有力支撑。人机协作过程中产生的原始数据可以分为两种主要类型，一种是协作过程中的主动数据，比如工人在何时做某个零件放到了何处，机器人某个动作持续的时长，这些属于基础协作数据；另一种是被动数据，比如工人某个无意识的行为习惯动作发生的频率，机器人在不同工人行为的影响下的运作效率等，这些数据更为隐蔽且容易被忽视。然而通过实时彼此互联的不同传感器组成的物联网，这些数据都被迅速收集，并且当数据达到一定数量时，就可通过数据挖掘和强劲的计算能力对从这些数据中分析出某种“模式”，看似简单的人机协作，也会在大数据的分析之下，得到某些之前无法察觉的结果，从而进一步更新优化整个人机协作流程，提高制造生产效率。对于工业机器人个体来说，基于传感技术和人工智能技术的发展，机器人也会越来越智能，未来发展的形态应该是人机协作。具体来说，工业机器人的进化方向是与人共处（要求安全监测）、可以处理非结构化或半结构化场景中的问题（具备机器视觉和轨迹规划能力）、可以装配等接触性工作（要求力控制）以及使用的简易性（简单示教和新一代通用上位机软协作机器人是未来工业机器人的形态人机协作是工业机器人发展的新形态，把人的智能和机器人的高效率结合在一起，共同完成作业；简单来说就是“人”直接用“手”来操作机器人。人机协作是机器人进化的必然选择，特点是安全、易用、成本低，普通工人可以像使用电器一样操作它。国际标准化组织将“人机协作”定义为，机器人与工人在一定的工作区域范围内为达成任务目标而进行的直接合作行为，机器人从事精确度高、重复性强的工作，人在机器人的辅助下做更有创造性的工作。而物联网技术、移动互联网、云计算、大数据等互联网技术深度应用于人机协作过程中，有助于探索并发掘出人机协作过程中的更多反馈结果，发现人机协作过程中的不足，优化制造生产效能，推进“人机协作”理念迈向更高级层次。数据来源：西南证券整理协作机器人结构简单，主要通过软件整合来实现功能。硬件构成主要是球形关节、反向驱动电机、力觉和视觉传感器及更轻的材料，传统的减速机等核心零部件未来将不再关键。协作机器人具有很强的交互性和柔性。随着材料、制造、工艺等各方面技术的不断更新，机器人将更加智能与安全，仿生物特征（比如模仿人）将更加明显。人工智能技术推进工业机器人智能化发展人工智能技术的发展将推动机器人的智能化发展。如今，全球都在关注人工智能的发展方向，争夺人工智能的制高点。目前，人工智能技术在智力竞赛、无人驾驶、语音识别、图像识别等领域均逐渐迈入快速发展阶段。而在工业机器人领域，人工智能主要的应用是机器视觉和深度学习。机器视觉是现有的机器人从自动化设备转变为智能机器的一个关键因素。机器视觉要解决的问题主要是抓取和避让问题。技术路线主要包括2D视觉、3D视觉以及机器学习。机器视觉最初是作为机器人的辅助工具，提高柔性和对工作环境的反馈，主要应用于引导和定位、检测和识别等，随着工业大数据和深度学习的发展，未来将使机器视觉成为智能生产系统的主导，做出决策和预判断。数据来源：网络资料，西南证券整理深度学习主要是为了提高工业机器人对于新任务的工作效率，摆脱预编程序的束缚，真正走向智能化。深度学习使机器人可以像人一样通过学习掌握新的技能，适应未知的工作环境。深度学习在工业机器人的应用分为三个层次，一、机器人通过试错学会新技能；二、多台共享经验提高学习效率；三、机器人可以预防并且自行修复故障。目前已经到了第二个阶6投资建议在我国大力发展智能制造和实现制造业由大国向强国转型的过程中，工业机器人在其中扮演着至关重要的作用。工业机器人的大规模应用有助于整个工业生产效率的提升，也是在人口红利逐步消退背景下对制造业持续做大、做强的重要保障。同时，由于过去很长时间工业机器人几乎完全被海外企业垄断，这造成我国工业企业在进行生产线自动化升级过程中尤其在机器人环节需要付出更高的代价。从这个角度上来看，工业机器人的发展对我国智能制造战略版图具有举足轻重的地位，国产化替代的过程也是不断摆脱该领域对海外企业依赖的过程。从产业链和投资周期的角度来看，我们认为有以下几个时间段：（1）从中短期投资的角度来看，首先应该关注的是系统集成企业。原因有几点：第一，目前工业机器人下游新兴产业需求强劲，需求端直接对应的就是产业链最下游的系统集成板块，国产机器人企业在这一领域尤其是销售拓展领域具有