机械行业专题报告：制造业环境持续改善关注工业机器人进口替代.pdf

行业专题 报 告 请务必阅读正文之后的免责声明 渤海证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格 1 of 38 Table_MainInfo 制造业环境持续改善，关注工业机器人进口替代 机械行业专题报告 专题研究小组成员 ： 郑连声 2021 年 5 月 12 日 Table_Summary 投资要点： 下游 制造业环境持续改善 制造业 PMI 自 2020 年 3 月以来持续维持在荣枯线之上， 2021 年 3 月 制造业 固定资产投资额累计同比 回升至 29.8%。从工业机器人应用占比最大的汽车 制造业和 3C 行业固定资产投资增速来看，汽车制造业固定资产投资方面， 受益于各地出台相继出台的汽车消费促进政策，汽车制造业固定资产投资 累 计 增速 降幅持续收窄 ， 2021 年 3 月为 -3.3%； 3C 制造业 去年 4 月以来 固定 资产投资 稳步复苏， 今年 3 月 累计同比提升 40.4%。 整体来看，下游制造业 应用端景气度保持持续回升态势。 机器换人是未来发展确定趋势 1.近年来我国制造业就业人员平均工资不断上涨， 15-64 岁人口比例不断下 降， 适龄劳动力人口占比不断走低，我国人口红利优势正在逐渐消退 。 2. 工 业机器人价格不断下降与制造业工人工资不断上升之间形成的剪刀差正在不 断缩小，考虑到 机器换人 带来的效率和安全性等方面的提升，机器换人具 备 较高性价比。 3.自动化水平高的 企 业在 疫情 复工中展示出较大优势，疫情影 响消散后， 势必 将 促进机器人自动化应用 的 渗透 。 离线编程加速渗透，人机协作是重要发展方向 1.目前我国 工业机器人应用中，手工示教的编程方式占据较大份额，未来离 线编程方式有望凭借较高的编程效率加速渗透。 2.随着未来工业机器人稳定 性和智能化水平的不断提高，协作工业机器人将凭借其在生产过程中的灵活 性优势成为未来工业机器人重点发展方向。 投资建议 我国正处于制造业产能由低端向高端转型的重要阶段，随着我国人口红利逐 渐消退以及工业机器人价格不断下探，二者价格剪刀差已经明显缩小，机器 换 人 将 成 为 未来制造业转型的重要趋势 。此外，虽然目前我国国产品牌工业 机器人占比仍较低，但随着近年来国产厂商不断加大研发和投入， 在 细分行 业中出现了一批行业龙头，未来随着产业链国产化率的不断提升，有望进一 步提升国产工业机器人的市场竞争力。 在此过程中建议关注国产减速器龙头 绿的谐波（ 688017）、 国产机器人本体 龙头埃斯顿（ 002747）、 系统集成领域 龙头拓斯达（ 300607）。 风险提示： 疫情全球蔓延风险；宏观经济增速低于预期；原材料价格波动风 险；全球贸易摩擦风险。 行 业 研 究 证 券 研 究 报 告 专 题 报 告 Table_IndTeam 专题研究小组 证券分析师 郑连声 郑连声 SACNO S1150513080003 SAC No： 1150513080003 022-28451904 Table_Contactor 研究助理 宁前羽 SAC No： S1150120070020 Table_IndInvest 子行业评级 船舶制造与港口 设备 中性 工程机械 看好 化石能源机械 中性 铁路设备 中性 重型机械 看好 机床工 具 中性 航空航天 中性 仪器仪表 中性 金属制品 中性 其他专用设备 看好 轻工机械 中性 制冷空压设备 中性 基础零部件 中性 Table_StkSuggest 重点品种推荐 绿的谐波 增持 埃斯顿 增持 拓斯达 增持 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 2 of 38 目 录 1.全面进入工业化后期，机器换人是大势所趋 . 5 1.1 疫情不改行业复苏，制造业景气度持续回升 . 5 1.2 人口红利 逐渐消退 ，机器换人是确定趋势 . 7 1.3 全面进入工业化后期，对 标 日 本 ，该阶段 工业机器人 发展迅速 . 9 1.4 下游 应用领域结构升级仍有空间 . 11 2.工业机器人细分行业分析 . 14 2.1 多关节机器人 . 14 2.2 协作机器人 . 16 2.3 Delta 机器人 . 17 2.4 SCARA 机器人 . 18 3.细分领域龙头初现，国产替换确定性强 . 20 3.1 工业机器人产业链情况 . 20 3.2 上游核心零部件 . 22 3.2.1 核心零部件一：减速器 . 22 3.2.2 核心零部 件二：伺服系统 . 23 3.2.3 核心零部件三：控制器 . 24 3.3 中游工业机器人本体 . 26 3.4 下游工业机器人集成领域 . 26 4.工业机器人未来发展展望 . 29 5.推荐标的 . 30 5.1 绿的谐波 . 30 5.2 埃斯顿 . 32 5.3 拓斯达 . 33 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 3 of 38 图 目 录 图 1：我国工业机器人产量持续提升 . 5 图 2：预计 2022年全球工业机器人销量达到 59.3万台 . 6 图 3：我国制造业 PMI走势 . 6 图 4：制造业固定资产投资额持续复苏态势 . 6 图 5：汽车制造业固定资产投资累计增速降幅持续收窄 . 7 图 6： 3C制造业固定资产投资累计增速持续复苏 . 7 图 7：我国制造业城镇单位就业人员平均工资不断上涨（元） . 8 图 8： 15-64岁人口占总人口比例不断下降 . 8 图 9：工业机器人价格与制造业就业人员平均工资差距逐渐缩小（万美元） . 9 图 10： 2019年世界各国工业机器人销量情况（千台） . 10 图 11： 2019年各国家工业 机器人人均保有密度（台 /万人） . 10 图 12： 1970-1990年日本工业机器人爆发式增长 . 11 图 13： 2018年全球工业机器人下游应用领域占比 . 11 图 14： 2019年全球工业机器人下游应用领域占比 . 11 图 15：无线耳机出货量将持续走高 . 12 图 16：全球汽车产量呈下滑趋势 . 13 图 17：全球汽车销量呈下滑趋 势 . 13 图 18：工业机器人主要分类 . 14 图 19：多关节机器人结构示意图 . 15 图 20： 6 轴多关 节机器人增速放缓 . 15 图 21： 2020 年我国 20kg6-axis 机器人市场结构 . 16 图 22： 2020 年我国 20kg6-axis 机器人市场结 构 . 16 图 23：协作机器人结构示意图 . 16 图 24： 2016 年以来我国协作机器人市场规模 . 17 图 25： 2020 年我国协作机器人市场结构 . 17 图 26：并联机器人结构示意图 . 17 图 27： 2016 年以来中国 Delta 机器人市场规模 . 18 图 28： 2020 年我国 Delta 机器人市场结构 . 18 图 29： SCARA 机器人结构示意图 . 18 图 30： 2016 年以来中国 SCARA 市场规模 . 19 图 31： 2020 年我国 SCARA 机器人市场结构 . 19 图 32：工业机器人成本占比情况 . 20 图 33：工业机器人产业链企业盈利能力情况 . 21 图 34： 2018年减速器市占率情况 . 23 图 35：工业机器人用伺服系统市场规模及占比情况 . 24 图 36： 2018年中国伺服系统市场份额 . 24 图 37：中国工业机器人控制器占比情况 . 25 图 38： PLC控制下游应用领域 . 25 图 39： PC-Based控制下游应用领域 . 25 图 40：专用控制下游应用领域 . 25 图 41： 2020年中国工业机器人出落量占比 . 26 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 4 of 38 图 42： 2016-2022年中国工业机器人系统集成市场规模及预测 . 27 图 43： 2019年工业机器人系统集成商地区分布情况 . 27 图 44： 2015-2022年内外资系统集成商占比情况 . 28 图 45：各工艺段内外资系统集成商竞争格局 . 28 图 46： 2019年工业机器人系统集成市场占比 . 28 图 47： 2019年各细分行业同比增长情况 . 28 图 48： 2017年以来绿的谐波营收增长情况 . 30 图 49： 2017年以来绿的谐波归母净利润增长情况 . 30 图 50： 2021Q1绿的谐波毛利率创近年来新高 . 30 图 51：近年来绿的谐波净利率水平不断提升 . 30 图 52： 2020年绿的谐波业务构成 . 31 图 53：绿的谐波产能扩张计划图（万台） . 32 图 54： 2017年以来埃斯顿营收增长情况 . 33 图 55： 2017年以来埃斯顿归母净利润增长情况 . 33 图 56： 2017年以来拓斯达营收增长情况 . 34 图 57： 2017年以来拓斯达归母净利润增长情况 . 34 图 58： 2020年拓斯达业务构成 . 35 表 目 录 表 1： 工业机器人支持政策汇总 . 7 表 2：工业化不同阶段的标准（ 2004年） . 10 表 3：各国新能源汽车发展规划 . 12 表 4：国内市场国内外企业机器人本体市场份额 . 20 表 5：国内市场国内外企业机器人本体市场份额 . 21 表 6： RV 减速器、谐波减速器对比 . 22 表 7：本次非公开发行股票募资投资计划（万元） . 33 表 8：推荐标的估值及盈利预测（万得一致性预测） . 35 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 5 of 38 1.全面进入工业化后期，机器换人是 大势所趋 1.1 疫情不改行业复苏，制造业景气度持续回升 根据国家统计局的数据显示，我 国 工业机器人 产量自 2019 年 10 月走出 2018 年 9 月以来的低迷负增长 阶段 ，期间虽 在 2020 年初 受到 新冠 疫情影响，但不改行 业 整体 复苏态势， 行业自 2019 年 10 月以来，产量同比增速屡创新高 ， 2021 年 3 月工业机器人产量为 3.3 万台，同比增长 80.8%。 图 1： 我国 工业机器人产量持续提升 资料来源： 国家统计局， 渤海 证券 全球销量方面 ， 2018 年四季度以 来，工业机器人行业受下游汽车和 3C 行业不景 气影响较大，对 2019 年工业 机器人产销 量造成一定的影响，销量同比下滑 11.61%，但随着持续的自动化趋势及技术改进， 2020-2022 年均增长率能够保持 在 11.97%， 2022 年全球工业机器人销量有望达到 59.3 万台。 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 6 of 38 图 2：预计 2022年全球工业机器人销量达到 59.3万台 资料来源： IFR，渤海 证券 从下游需求来看， 全球 范围 内 制造业 投资 保持 复苏 态势， 从全球 主要国家 制造业 PMI 指数 来 看， 4 月 英国 制造业 PMI 达到 创 26 年内 新高的 60.9； 美国 PMI 自 去 年 3 月 以来 连续 14 个月 处于 50 以上。 国内方面， 我国 制造业 PMI 自 2020 年 3 月以来持续维持在荣枯线之上， 2021 年 3 月制造业固定资产投资额累计 同 比回 升至 29.8%。从 工业机器人应用占比最大的汽车制造业和 3C 行业固定资产投资 增速来看，汽车制造业固定资产投资方面，受益于各地出台相继出台的汽车消 费 促 进 政策 ，汽车制造业固定资产投资累计增速降幅持续收窄， 2021 年 3 月为 -3.3%； 3C 制造业去年 4 月以来固定资 产投资稳步复苏，到 3 月累计同比提 升 40.4%。整体来看，下游制造业应用端景气 度保 持持 续回升态势。 图 3： 我国制造业 PMI走势 图 4： 制造业固定资产投资额 持续复苏态势 资料来源： 国家统计局，渤 海 证 券 资 料 来源： 国家统计局， 渤海 证券 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 7 of 38 图 5： 汽车制造业固定资产 投资累计增速降幅持 续收窄 图 6： 3C制造业固定资产投资累计增速 持续复苏 资料来源： 国 家统计局， 渤海 证券 资料来源： 国家统计局， 渤海 证券 1.2 人口红利 逐渐消退 ，机器换人是确定趋势 利好 政策 频出 ，国家大力支持工业机器人发展。 我国已 连 续 多 年 成为 全球 工业机 器人最大市场，工业机器人作为实现自动化生产的终端设备，在制造升级中扮演 着至关重要的角色。 政府 多次 出台政策大力支持我国工业机器人行业发展，国务 院提出的 中国制造 2025明确 了制造 升级的 发展方向，工业机器人是重中之重。 随着中国智造升级的产业政策和下游行业的需求增长，预计到 2025 年我国制造 业重点领域将全面实现智能化，其中关键岗位将由机器人替 代 。同时，随着工业 机器人的价格下降、性能提升、应用领域扩大，工业机器人行业将继续保持较快 增长的势头。 2020 年 5 月，两会再次提出要扶持工业机器人核心零 部 件 产 业 发 展 ，看好未来国内工业机器人产业链加速闭环。 表 1： 工业机器人支 持政策汇总 发布时间 发布部门 政策名称 主要内容 2020 年 发改委 关于 支持 民营企业加快改革发展与转型 升级的实施意见 机器人及智能装备推广计划。 2020 年 发改委 关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大 新增长点增长极的指导意见 工业机器人、 高 端装备生产制造试点示范。 2020 年 两会提案 扶持工业机器人核心零部件产业。 2019 年 发改委 产业结构调整指导目录（ 2019 年本） 在鼓 励 类 产 业 机械 部分增加“机器人 用关键 零部件：高精密减速器、高性能伺服电机和驱 动器、全自主编程等高性能控制器、传感器、 末端执行器等”“工业机器人 RV减速机谐波 减速机轴承”等内容。 2017 年 发改 委 增强制造业核心竞争力三年行动计划 （ 2018-2020 年） 计划八大重点领域中包含智能机器人关键技 术产业化，重点开发基础性、关联性、开放 性的机器人操作系统等关键共性技 术 。 2016 年 国务院 “十三五”国家战略性新兴产业发展规划 构建工业机器人产业体系，全面突破高精度 减速器、高性能控制器、精密测量等关键技 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 8 of 38 术与核心 零 部 件 ， 重点 发展高精度、高可靠 性中高端工业机器人。 2016 年 国务院 装备制造业标准化和质量提升规划 推动装备 智能化和 质量提升：突破高档数控 机床与工业机器人、增材制造装备、智能传 感与控 制装备 、智能 检测与装配装备、智能 物流与仓储装备等关键技术装备，实现工程 应用和产业化 ，提升装备制造业智能化水平。 2015 年 国务院 中国制造 2025 突破新型传感器、智能测 量 仪表、工业控制 系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核 心装置，推进工程化和产业化。 资料来源： 政府网站， 渤海证券 我国制造业人口红利优势逐步消退。 中 国 制造 业过 去的成长方式 主要依靠从业人 口基数大带来的低成本优势 ， 而从 1994 年开始到 2019 年，中国人口出生率从 17.8 跌至 10.48 ， 低于 2018 年 全球粗出生率的 18.17 。而出生 率的下 降 直 接导致制造业从业人员工资的增长 。 根据国家统计局的数据显示， 我国制造业城 镇单位就业人员平均工资从 2010 年的 30916 元上涨到 2019 年的 78147 元，年 均复合增速 达 到 10.85%；从劳动力人口结构分布来看，我国 15-64 岁人口占总 人口比例不断下降，到 2019 年仅为 70.65%，可以看出目前我国人口成本不断提 升， 适 龄 劳 动 力人 口占比不断走低，我国人口红利优势正在逐渐消退 。 图 7： 我国 制 造 业城镇单位就业人员平均工资 不断上涨 （元） 图 8： 15-64岁人口占总人口比例不断下降 资料来源： 国家统计局，渤海 证券 资料来源： 国家统计局，渤海 证券 价格差距逐渐缩小，机器换人具有较高性价比。 从工业机器人价格方面来看， 1996 年 到 2019 年间，我国工业机器人进口均价已经由 4.76 万美 元 /台下降到 1.63 万 美元 /台，工业机器人价格不断下降与 制造业工人工资不断上升之间形成的剪刀差 正在不断缩小，考虑 到工业机器人代替人 工所带 来的效 率和安全性等方面的提升， 目前机器换人已经具有了较高性价比。 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 9 of 38 图 9：工业机器人价格与制造业就业人员平均工资差距逐渐缩小（ 万 美元） 资料来源： IFR，国家统计局，渤海 证券 疫情推动制造业自动化升级需求。 我国首部机器人产业蓝皮书中国机器人产业 发展报告（ 2019） 主 编 石 胜君 先生近期接受采访时谈到，疫情过后，更多行业 也将加速推向“少人化、无人化、 智能化”；而在人民网“金台圆桌 ”人民战 疫企业对策共商会上， 万博新经济研究院院长滕泰先生同样也表示，疫情 结束 后 ，企业 会越来越多的采用自动化、机器人、人工智能等现代的管理方法。本次 COVID-19 疫情中，制造业龙头企业自动化水平较高，在复工中展示出较大优 势，疫情短期影响过去之后 ， 势必会促进机器人自动化的进一步应用渗透，会在 较长时期内促进制造业自动化率提升。整体而言，机器 换人长期 趋势不会改变。 1.3 全面进入工业化后期，对 标 日 本 ， 该 阶段 工业 机器 人 发展迅速 我国全面 进入工业化发展后期阶段 。 2019 年我国人均 GDP 为 70891.78 元， 约 为 10141.89美元， 处于钱纳里模型中的工业化后期阶段；三次产业结构为 7.1% 38.6% 54.3%，满足 A10%、 II A20%,AI AS AS A10%,IS 第一产业就业比重 60% 45%-60% 30%-45% 10%-30% 10% 制造业增加值占总商品增加值比重 60% 城镇化率 75% 资料来源： 中国地区工业化进程的综合评价和特征 分析 ， 渤海证券 借鉴 日本 发展经验 ，我国 工业机器人 发展 前景 仍较广阔 虽然我国是全球工业机器人销量第一大国，但保有密度仍较低。 虽然我国 2019 年工业机器人销量达到了 14.05 万台， 占据 全球销量的 37.67%， 继续保持 全球 工业机器人供应第一大国 的位置 。 但从世界主要国家工业机器人人均保有密度来 看，作为目前全球工业机器人保有量密 度 最 高 的 新加 坡已经达到了 918 台 /万人， 相比之下， 2019 年 我国工业机器人保有密度虽较去年提升 47 台 /万人，达到 187 台 /万人 ，但仍远低于韩国（ 855）、日本（ 364）、德国（ 346）等较 发达国 家，未 来国内工业机器人仍有巨大的增量空间。 图 10： 2019年 世界各国工业机器人销量情况（千台） 图 11： 2019年各国家工业机器人人均保有密度（台 /万人） 资料来源： IFR，渤海 证券 资料来源： IFR，渤海 证券 我国工 业机器 人目前发展背景与当初日本极为相似：人工成本急剧上升、产业结 构升级、国 家专项 政策支 持。 按照钱纳里 工业化模型 ，日本在 1970 年左右进入 工业化后期阶段。 该 阶段作为智能化、自动化生产代表设备之一的工业机器人产 品进入需求爆发增长期。其机器人保有量在 1970-1980 年间年均复合增长率超过 50%。 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 11 of 38 图 12： 1970-1990年日本工业机器人爆发式增长 资料 来源 ： IFR，渤海 证券 1.4 下游 应用领域结构升级仍有空间 工业机器人 下游应用领域 中 ， 汽车和 3C 领域占比 最高 。 根据 IFR 的数据显示， 2019 年汽车与 3C 行业合计占比超过 50%以上 ，其中 汽车制造 业 是工业机器人应 用最广泛、最成熟、数量最多的工艺领域 ，占比达到 28.15%。 3C 行业由于 产品 制造对生产效率和精度要求 较高 ， 而 工业机器人的特点符合 其 高精度、高柔 性 的 要求 ， 其下游应用 占比达到 23.59%，位列第二位 。 图 13： 2018年全球工业机器人下游应用领域占比 图 14： 2019年全球工业机器人下游应用领域占比 资料来源： IFR，渤海 证券 资料来源： IFR，渤海 证券 新能源汽车、 5G 手机加速渗透，工业机器人需求有望回暖。 过去几年 ，受限于 传统燃油汽车和 3C 行业增速放缓，市场对工业机器人需求 呈现 疲软 态势 ， 不过 随 着 各国相继推出新能源汽车发展规划以及 5G 商用牌照陆续发放，新能源汽车 和 5G 手机的加速渗透将支撑工业机器人需求的持续回暖。 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 12 of 38 表 3： 各国新能源汽车发展规划 国家 发展目标 文件名称 禁售时间 中国 到 2025 年新能源汽车销量占比达到 20%左右，到2035 年，纯电动汽车成为新销售车辆的主流 新能 源汽车 发展规划（ 2021-2025 年） 美国 加州： 2035 年起禁售新汽油车 日本 到 2030 年，电动汽车占比达到 20%-30% 汽车产业战略 2014 2050 年 德国 2030 年注册至少 700 万辆电动汽车 2030 气候规划 英国 2030 年电动乘用车销量占比达到 50%-70% The Road to Zero 2040 年 欧盟 到 2030 年， EV+PHEV 车型占比达到 35% 资料来源： 政府网站， 渤海证券 无线耳机渗透率仍 较低，未来 3C 行业占比有望再次提升。 自 2016 年 苹果推出 Airpods 无线耳机以来，全球无线耳机出货量始终保持三位数增长态势， 2020 年 全球无线耳机出货量为 2.7 亿套，同比增长 105.4%。我们认为，目前无线耳机 的渗透率 仍 较低，随着未来技术愈发成熟以及价格逐渐降低，无线耳机出货量持 续增加将带动 3C 行业对工业机器人新的需求，成为工业机器人新的增长点。 图 15：无线耳机出货量将持续走高 资料来源： Counterpoint， MIR DATABANK，渤海 证券 纵 向 对比，应用领域结构升级值得关注。 通过与 2018 年下游应用结构 占比进行 对比， 我们可以发现， 虽然 2019 年 汽车和 3C 两大领域仍然占据第一、二位，但 对比 2018 年， 2019 年两大领域应用占比 分别 下降 9.29%、 2.69%， 而 在未分类 领域应用占比上涨 9.45 个百分点，说明目前全球工业机器人下游应用领域出现逐 步扩散趋势 ，未来工业机器人应用领域结构升级值得关注 。 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 13 of 38 图 16： 全球汽车产量呈下滑趋势 图 17： 全球汽车销量呈下滑趋势 资料来源： 中国汽车工业协会，渤海 证券 资料来源： 国际汽车制造商协会，渤海 证券 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 14 of 38 2.工业机器人细分行业分析 目前工业机器人可分为多关节机器人、协作机器人、 Delta 机器人和 SCARA 机 器人四大类。 图 18：工业机器人主要分类 资料 来源 ： ABB 官网，拓斯达官网，渤海证券 从国内工业机器市场销量来看， 2020 年 销 量占比最高的是 6 轴 多关节机器人， 市场销量约为 10.78 万台，占比约为 62.88%，其次分别为 SCARA 机器人、协 作机器人和 Delta 机器人，分别占比 29.49%、 4.38%和 3.24%。 2.1 多关节机器人 多关节机器人一般指拥有 6 个 旋转轴的关节机械手臂，其优势在于类似于人手拥 有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工 作 。通过搭配不同的末端执行 器，多关节机器人可适用于 装货 、卸货、 喷漆、表 面处理、测试、测量、弧焊、 点焊、包装、装配、切屑机床、固定、特种装配操作、锻 造、铸造等 大量应用场 景 。 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 15 of 38 图 19： 多关节 机器人结构示意图 资料来源： 360 图片 ，渤海证券 受限于传统汽车需求见顶，多关节机器人增长放缓。 从 6 轴多关节机器人出货量 来看， 由于多关节机器人多应用于汽车制造业，近年来随着汽车制造业固定资产 投资逐渐放缓，行业对上游多关节机器人需求也逐渐放缓。未来新能源汽车占比 的 不断 提升有望重新带动多关节机器人市场需求的提升。 图 20： 6 轴多关节机器人增速放缓 资 料来源： Mir databank，渤海证券 20kg 多关节机器人由外资品牌主导，小负载竞争格局较为激烈。 根据 MIR Databank 统计的数据显示， 2020 年我国 20 公斤以上 6 轴机器人市场份额为 44421 台，其中份额前五位的发那科、安川、库卡、川崎、 ABB 均位外资品牌， 合计占据市场份额约 70%，该领域中，国产龙头埃斯 顿仅 占据 6.9%的市场份额 。 而在小负载（ 20kg） 领域，竞争格局相对分 散，竞争较为激烈，行业 CR5 为 50.8%，该领域中，内资品牌能够占据一定的市场份额。 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 16 of 38 图 21： 2020 年我国 20kg6-axis 机器人市场 结构 图 22： 2020 年我国 20kg6-axis 机器人市场 结构 资料来源： Mir databank，渤海 证券 资料来源： Mir databank，渤海 证券 2.2 协作机器人 协作机器人（ Collaborative robot）指被设计成可以在协作 区域内与人直接进行交 互的机器人。与传统机器人不同，协作机器人具有很强的独立性，机器人和人之 间可以互换，在生产过程中灵活性非常高。不过其缺点 也很明显，在与人 协作 过 程中，未来保护人的安全 ，对机器人控制能力和防碰撞能力都提出较高要求，因 此协作机器人运行速度普遍只有传统机器人的 1/3-1/2。此外，为了减少机器人运 动时的动能，其设计结构一般较为简单、重量较轻，这就导致其负载一般只能在 10kg 以下，应用场景受到限制。 图 23：协 作机器人结构示意图 资料来源： 前瞻产业研 究院 ，渤海证券 协 作机器人出货量快速增长，遨博、优傲占据市场 2/3。 协作机器人市场规模从 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 17 of 38 2016 年的 1714 台快速增长到 2020 年的 7514 台，年复合增速达到 44.70%，预 计到 2022 年，我国协作机器人市场规模有望增长到 9426 台。从市场结构来看， 行业内两大领导者遨博和优傲分别占据 33.3%和 30%，合计占据我国协作机器人 市场份额的 2/3。 图 24： 2016 年以来我国协作机器人市场规模 图 25： 2020 年我国协作机器人 市场结构 资料来 源： Mir databank，渤海 证券 资 料来源： Mir databank，渤海 证券 2.3 Delta 机器人 并联机器人 是指手臂含有闭环结构杆件的机器人，由动平台、静平台和至少两个 独立的运动支链构成， 行业内 通常将具有 3 个空间自由度和 1 个转动自由度的并 联机器人叫做 Delta 机器人 ，从产品结构上来看， Delta 机器人占 据并 联机器人市 场份额的 60%-70%。与传统串联机器 人结构不同，并联机器 人其中一个轴的运 动不会改变另一个轴的坐标原点。 图 26：并联机器人结构示意图 资料来源： 360 图片 ，渤海证券 并联机器人体量较小，常被用于分拣包装。 根据 MIR Databank 的数据， 2020 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 18 of 38 年 Delta 机器人市场规模为 5563 台，仅占 2020 年全国工业机器人市场规模的 3.24%。 体量较小主要由于并联机器人造价过高，以应用最多的 Delta 机器人为 例，其造价普遍在 10 万元左右，而进口水平 关节 机器人单价在 5 万元左右，虽 然并联机器人在运动速度 上优势明显，但水平关 节机器人在精度更高的同时，性 价比优势更高，未来并联机器人还需要进一步降低生产成本，凭借较为接近的性 价比刺激下游需求。 图 27： 2016 年以来中国 Delta 机器人市场规模 图 28： 2020 年我国 Delta 机器人市场 结构 资料来源： Mir databank，渤海 证券 资料来源： Mir databank，渤海 证券 2.4 SCARA机器人 SCARA 机器人（ Selective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配 机械手臂）属于平面关节型 工业机器人，结构包括 3 个相互平行的旋转关节和 1 个垂直于平面的移动关节，分别用与对平面上物体的定位和工业机器人垂直平面 内的运动。 图 29： SCARA 机器人结构示意图 资料来源： 360 图片 ，渤海证券 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 19 of 38 市场规模快速增长， 3C 行业 SCARA 机器人需求大。 SCARA 机器人具有负载 小、 速度快的产品特点，主要被应用在 3C 行业、食品行业 、半导体行业和医疗行 业 等，其中 3C 行业一条电子生产线上所需机器人数量 往往 达上百台以上，其对 SCARA 机器人需求量最大，占比约为 60%。 从市 场规模来看， 2016 年以来我国 SCARA 机器 人市场规模从 18779 台增长到 50574 台，年符合增速达到 28.10%。 预计到 2022 年，我国 SCARA 市场份额有望达到 58278 台。 图 30： 2016 年以来中国 SCARA 市场规模 图 31： 2020 年我国 SCARA 机器人 市场 结构 资料来源： Mir databank，渤海 证券 资料来源： Mir databank，渤海 证券 爱普生、雅马哈占据市场半壁江山，汇川为国产龙头。 目前我国 SCARA 机器人 市场已基本形成由爱普生、雅马哈两家外资企业主导的格局， 2020 年两家企业合 计占据中国市场份额的 50%，其中爱普生自 2011 年起一直保持全球 SCARA 机 器人市占率第一名，是全球范围内 行业 绝对 龙头。国内企业 由于 起步较晚， 从出 货量上来看国内企 业市场规模较小，其中 汇川技术是内资龙头企业， 2020 年出货 量达到 3535 台，占比约为 7%。 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 20 of 38 3.细分领域龙头初现，国产替换确 定性强 自 2013 年起，中国已经成为全球最大 的工业机器人市场。根据 IFR 统计， 2015 年至 2018年中国的工业机器人安装量分别为 6.85万台、 9.65万台、 15.62和 15.40 万台。工业机器人本体方面， 2019 年 国内市场中国内外的机器人本体市场份额（以 台数计算） 为 29.7%，较 2015 年的 18.6%有明显提升 。 表 4： 国内市场国 内外企业机器人本体市 场份额 年度 2015 年 2016 年 2017 年 2018 年 2019 年 国外企业占比 81.4% 76.5% 76.9% 72.3% 70.3% 国内企业 占比 18.6% 23.5% 23.1% 27.7% 29.7% 资料来源： MIR DATABANK，拓斯达年报， 渤海证券 3.1 工业机器人产业链情况 目前工业机器人产业链主要可分为上游核心零部件、中游本体制造和下游系统集 成三大方面。从 成本角度来看，三大零部件是工业机器人成 本占 比较大的部分， 尤其是减速器成本占比已经超过了本体 的 比重 ，达到 32%， 另外两大核心零部件 伺服系统、控制器分别占比工业机器人成本的 22%和 12%。 图 32：工业机器人成本占比情况 资料来源： 中国产业信息网，渤海 证券 市占率方面， 全球工业机器人市场主要被四大家族（瑞士 ABB、德国库卡、日本 发那科、日本安川）占据，四家企业合计占据全球 50%以上、国内 60%左右的份 额。从产业链环节来看，四大家族在上游零部件和 中游 机器人本体制造环节占据 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 21 of 38 主导地位，而国内企业由于自 主核心技术较少、机器 人技术水平较低、产品主要 面向低端产品。 不过随着近年来国产机器人自主化率不断提升，虽然外资仍然占 有优势地位，但国产企业将 凭借成本和服务优势逐渐向核心零部件领域发展， 目 前国内已经出现一批具有较强实力的核心零部件企业。 表 5： 国内市场国内外企业机器人本体市场份额 产业链阶段 细分领域 国内企业 国外企业 核心零部件 减速器 哈默纳科、纳博特斯特、 住友等 绿的谐波、南通振康、双环传动、秦川 机床等 伺 服系统 安川、松下、三菱、西门 子、台达等 汇川技 术、埃斯顿、新时达等 控制器 发那科、库卡、 ABB安 川电机、爱普生、科控、 贝加莱等 固高科技、埃斯顿、埃夫特等 整机制造 ABB、 安川电机、发那科、 库卡、那智、川崎、现代、 柯 马等 埃夫特、新松机器人、埃斯顿、广州数 控、拓斯达、华中数控、钱江机器人、 伯朗特等 系统集成 库卡、柯马、 ABB、 FFT 等 埃夫特、新时达、广州 明珞、华昌达、 哈工智能、瑞松智能、埃斯顿、拓斯达、 三丰智能等 资料来源： 中国产业信息网 ， 渤海证券 从盈利能力角度来看，工业机器人 上游 零部件、中游本体和下游集成领域的盈利 能力具有一定 差异。 其中处于中游本 体领域的企业毛利率、净利率水平相对较低， 零部件和集成领域凭借其较高的工艺要求和客户资源优势盈利能力较强。 图 33：工业机 器人产业链企业盈利能力情况 资料来源： Wind，渤海 证券 行业专题 报 告 请务必 阅读正文之后的免责声明 22 of 38 3.2 上游核心零部件 3.2.1 核心零部件一：减速器 目前应用于机器人领域的减速机主要分为谐波减速器、 RV 减速器两种。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，一般被放置在机座、 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。 表 6： RV 减速器、谐波减速器对比 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，组成零部件较多。 通过若行的弹性变形传动运动，主要由柔轮、刚轮、波 发生器三个核心零部件组成。与 RV及其他精密减速器相 比，谐波减速器使用的钢材、体积、重量大幅下降。 产品性能 体积大、高负载能力、高刚度。 体积小、传动比高、精密度高。 应用场景 一般 应用于多 关节机器人中机座、大 臂、肩部等重负载的位置。 主 要应用于机器人小臂、 腕部及手部。 终端领域 汽车、运输、港口码头等行业中通常 使用配有 RV减速器的重负载机器人 3C、半导体、食品、注塑、 模具、医疗等行业中通常使 用由谐波减速器组 成的 30kg负载以下的机器人。 价格区间 5000-8000元每台 1000-5000元每台 资料来源 ：绿的谐波招股说明书， 渤海证券 全球减速器市场中谐波减速器行业龙头为哈默纳科， RV 减速器的行业龙头为纳 博特斯克，目前在精密机器人减速器市场中，上述两家公司凭借雄厚的资本实力 和长期的 技术积累，占据了全球工业机器人减速器市场 75%左 右的份额。国产减 速器 龙头为绿的谐波， 虽然 其较早地完成了工业机器人谐波减速器技术研发并实 现规