2023世界機器人大會的“凝心聚智-全球開放合作論壇”上,工信部副部長指出,隨著技術變革和應用的不斷深化,機器人產業已經邁入新的發展階段,即將迎來變革性的飛躍。
機器人作為智能制造時代轉型的主力軍,發揮著至關重要的工業生產作用。數據顯示,自2015年至2022年,國內工業機器人產量從3.3萬臺飆升至44.31萬臺,年復合增速高達45%,這背后是政策和市場的雙重驅動。政策層面,近期各地紛紛出臺支持機器人發展的政策。6月,《上海市推動制造業高質量發展三年行動計劃(2023-2025年)》提出,未來三年新增應用工業機器人不少于2萬臺。市場層面,老齡化、國產替代及產業結構轉型等因素推動機器人產業中期發展。隨著人口老齡化趨勢加快,中國服務機器人市場具有巨大的潛力和發展空間。特別是2022年,中國服務機器人市場得到快速增長,教育、公共服務等領域的需求成為主要推動力,服務機器人市場規模達到447.76億元。展望未來,到2023年,隨著新興場景的進一步拓展,服務機器人有望成為我國機器人產業的最大應用領域,市場規模將突破500億元。此外,《“機器人+”應用行動實施方案》明確,到2025年我國制造業機器人密度較2020年實現翻番,行業發展潛力巨大。具體到A股市場,人形機器人有望推動產業鏈內公司快速成長,未來特斯拉機器人進一步降本國產零部件有望持續受益,方向上,伺服器、控制器、減速器等核心零部件環節有望充分受益。- 電池系統。熱管理:三花智控、拓普集團、銀輪股份、盾安環境 ; FPC:東山精密
- 電驅系統。伺服電機/液壓缸體:匯川技術 ;直流無刷電機:恒帥股份、中科三環 ;微型電機:江蘇雷利、德昌電機 ; 精密減速器:綠的諧波、雙環傳動; 熔斷器:法拉電子; 電機控制器:英博爾
- 智能感應系統。視覺/傳感器:聯創電子、韋爾股份、藍思科技
- 結構件&外涂覆層。結構件:愛柯迪、拓普集團、旭升股份 ;外涂覆層/碳陶:金博股份、天宜上佳
- 核心零部件是關鍵,占整機成本的70%。主要是伺服系統(25%)、控制器(10%)、減速機(35%)、本體制造(15%)等。從盈利水平看,減速器毛利率為 40%,伺服系統為 35%,控制器為 25%。
- 重視減速器環節機會,國產減速器廠商有望獲得更大份額。
- 機器人向輕量化、柔性化發展,將帶動新領域如碳纖維復合材料和稀土釹鐵硼電機等需求。
- 服務機器人較工業機器人產業鏈更為復雜,當下存在與電動車共享部分產業體系的可能。
2021年8月,馬斯克首次公開展示特斯拉人形機器人Tesla Bot。今年6 月,馬斯克再次于推特宣稱,特斯拉將于今年9月30日公布人形機器人原型機,并將其命名為Optimus(擎天柱),預計最早將于2023年開始生產。根據公開信息,Optimus 身高1.72m,體重57kg,可負載20kg,最快運動速度8km/h。考慮到特斯拉強大的產業化能力與市場影響力,特斯拉 Optimus 的推出有望拉開人形機器人產業化序幕。人形機器人較其他服務機器人更容易被人們接受。參照“恐怖谷效應”,人形機器人在外形和行為設計上模仿人類,具有手部、足部、頭部和軀干等,容易獲得人類好感、親近感并能滿足情感認同,被接受和認可的程度更高。從基礎功能角度來看,人形機器人已初步具備產業化條件;從現狀來看,人形機器人距離真正產業化仍有一定距離。特斯拉新一代 Optimus 人形機器人,若其能夠市場需求和成本之間形成有效平衡,就有望實現商業化的落地和規模化的量產。機器人核心零部件為伺服電機、減速機、控制系統、驅動器等(見下圖)。從目前特斯拉公布的應用范圍來看,人形機器人為服務機器人的技術升級,涉及到自動駕駛、視覺導航、傳感器技術等多種技術融合,機械產業鏈方面主要涉及到機器人的核心零部件(伺服電機、減速機、控制系統、驅動器等)與機器視覺等方面。核心零部件占整機成本的 70%,機器代人趨勢下核心零部件有望直接受益。從工業機器人的成本拆分來看,伺服系統/控制器/減速器/本體制造分別占機器人整機成本的25%/10%/35%/15%,其中核心零部件成本合計約占整機成本的 70%機器人的核心技術包括感知模塊、交互模塊和運控模塊。特斯拉Optimus 將搭載約 40 個電機,實現對頸部、手臂、手指、軀干、腿部等部位的控制,電機數量較傳統工業機械人和服務機器人有大幅提升。類比工業機器人,“電機+減速器”的集成有望成為人形機器人大關節的主要動力組合,減速器需求空間將被打開。(1)諧波減速器:據國盛證券預測,肩部、肘部、腿部、腕部、腰部、頸部等幾個主要關節的諧波減速器用量為 9~14 個,假設諧波均價為 1500 元,單臺用量為 10 個,則單臺機器人諧波減速器價值量約為 1.5 萬元,100 萬臺人形機器人銷量對應諧波需求量約為 1000 萬個,對應市場規模 150 億元。(2)RV減速器:據國盛證券分析,人形機器人腰部、髖部空間較大,且對承載能力要求較高,預計配備 RV減速器 2~4 個。假設均價為 3000 元,單臺用量為 2 個,則單臺機器人RV 減速器價值量約為 6000 元,100 萬臺人形機器人銷量對應 RV 減速器需求量約為 200 萬個,對應市場規模 60 億元。產能+成本優勢明顯的國產減速器廠商有望獲得更大市場份額。2.2 伺服系統:機器人的動力系統,工業領域市場規模近 300 億元目前我國伺服供應商由國外品牌主導,國內企業處于成長階段。根據 MIR數據統計,在 2020 年的伺服市場中,前三名仍被日系伺服品牌牢牢占據,合計占比達 40%,其中安川占比 11.3%,排名第一位,緊隨其后的是松下(10.5%)和三菱(9.9%)。日臺系廠商業績普遍下滑;國內伺服企業增長迅速,以匯川、禾川技術和埃斯頓比較典型。控制系統相當于機器人的大腦,負責向機器發布和傳遞指令動作,控制機器人在工作中的運動位置、姿態和軌跡。典型的運動控制系統主要包括控制器、伺服系統和傳感器三個部分,運動控制器向伺服系統發送指令,進而帶動工作機械(負載)實現特定運動。2.4 本體+視覺控制等外圍:本體材料輕量化,傳感技術或仍以視覺為主(1)本體:輕量化的復合材料、金屬材料為首選,對觸感要求高的部位或采用硅膠(2)傳感:仍以視覺傳感為主,或引入工業級雙目/多目相機人形機器人需要很多傳感器。根據檢測對象的不同,可以分為內部傳感器、外部傳感器2.4 散熱:風冷、散熱器散熱、導熱材料+新興散熱解決方案由于要面對大量信息,大量的動作,人形機器人運算量非常大,其所有的元件都在發熱,因此,散熱也是研制人形機器人需要解決的最重要問題之一。2.5 電池:三元鋰電池或為主要解決方案特斯拉bolt原型機將在今年9月30日現身。國金證券梳理的產業鏈圖譜如下:
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