工业自动化系列专题之一：工业自动化浪潮加速国产机器人崛起.pdf

本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 Table_Summary 报告摘要： 工业自动化 +国产替代双轮驱动行业高增长 短期看下游需求复苏： 随着下游制造业需求 的 逐步回暖以及新型应用场景的持续拓 展，叠加疫情后海外需求转移，国内制造业景气度持续增强，工业机器人行业 有望迎 来高增长 。 2020 年国内工业机器人实现产销分别为 23.7 万台 和 17 万台，同比 分别 增 长 约 27%和 21%。 由于疫情影响， 工业机器人 销量端滞后于生产端，但是行业长期增长 确定性较强。 中 长周期来看，国内工业机器人行业将显著受益于国内制造业升级带来的长期需求增 长。 随着国内人口红利的褪去，人力成本加速上涨，并且随着国内制造业的转型，国 内的制造业正在逐步从过去的劳动密集型产业逐步发展成技术密集型产业，对工业自 动化的需求正在加速增长。国内 机器人 企业正在经历最好的时代，行业 高增长和国产 替代空间大，规模效应有望形成对国产品牌的正反馈，加速形成工业机器人的全球巨 头。 换道超车提升份额，多维优势打开成长空间 “四大家族”的优势“赛道”包括整车等较早实现自动化生产的领域，国内企业换道 超车 。 过去十年 ，国内非汽车领域的工业机器人应用占 比 提升超过 40%，国内工业机 器人企业以海外竞争对手的 非重点 领域为基础，通过并购和内生增强优势，逐步 开始 直面竞争 ，并且随着国内制造业的升级，国产工业机器人的应用场景仍在拓展中 。 中长期来看，国产工业机器人可提升的市场份额仍然较大， 立足优势赛道，拓展新的 场景 。国产品牌的主要优势包括： 1）本土化优势： 国内工业机器人企业售后服务的响 应速度和成本具有明显优势 ； 2） 价格端 优势： 相比海外竞争对手，国产工业机器人价 格优势明显 ； 3） 供应链安全优势：使用国产机器人本体将提升下游制造业供应链的安 全自主可控 。 渗透率持续提升， 国产替代可期 工业机器人国产替代加速，龙头增速优于行业平均水平 。 2011-2020 年， 国内工业机 器人销量复合增速达 25.1%；其中国产工业机器人销量由 约 800 台增加至约 5 万台， CAGR 达 58.3%，高于国内整体销量增速约 33 个百分点；同期 国产工业机器人 市场渗透 率上升约 26 个百分点。 过去五年 国内龙头 工业机器人 出货量增加约 6 倍 ， 增速明显优 于行业 ， 渗透率可提升空间仍然较大 。 国内工业机器人品牌国内渗透率有望持续提升，驱动因素包括： 1）国内龙头通过前期 的并购整合，在部分细分领域已经建立优势，性能赶超海外竞争对手； 2）受益于国内 制造业升级，工业自动化需求显著增加，国内龙头扩产节奏匹配度较高，迅速提升份 额； 3）售后服务响应速度优势明显，维护成本相对较低； 4）国产品牌对下游制造业 的安全自主可控能力较高 。 从核心零部件到机器人本体的优势： 1） 核心零部件自制可以降低本体制造的成本 ； 2） 通过逐步提升零部件自制率，可以增加供应链体系的安全可控； 3） 核心零部件是 决定本体性能和产品标准的重要部分，形成较强进入壁垒； 4）增加客户粘性，提升后 市场服务质量。 Table_Invest 推荐 维持评级 Table_QuotePic 行业与沪深 300 走势比较 资料来源： Wind，民生证券研究院 Table_Author 分析师：关启亮 执业证号： S0100521020001 电话： 021-60876757 邮箱： 分析师：徐昊 执业证号： S0100520090001 电话： 021-60876739 邮箱： xuhao_ Table_docReport 相关研究 1.民生机械周报 20210607： H1 招标逐 步落地，锂电设备龙头订单发布 2.民生机械周报 20210531：下游扩产加 速，锂电设备景气度可持续 -2% 10% 21% 33% 44% 20-06 20-09 20-12 21-03 机械 沪深 300 Table_Title Table_Title 机械行业 行业研究 /深度报告 工业自动化浪潮加速，国产机器人崛起 工业自动化 系列专题之一 工业机器人行业 2021 年 06 月 10 日 深度研究 /机械 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 从系统集成发展到本体和核心零部件的发展路径的优势 ： 1） 对下游客户需求的认知更为 充分，产品设计研发更贴合需求端 ； 2） 产品售后更为直接，服务效率更高； 3）通过逐 步向本体和核心零部件拓展，公司盈利能力有望持续改善 。 投资建议 国内工业机器人正在经历一系列契机，驱动全球渗透率的提升，包括国内制造业升级驱 动的工业自动化需求增加、海外需求恢复驱动的制造业产能瓶颈等，工业自动化的空间 已经打开，国内企业有望持续受益于行业高增长和份额提升 。 我们 持续看好工业机器人 产业链 ， 推荐逻辑包括： 1）人口红利褪去，人工成本明显增加； 2）国内品牌持续增加 研发投入，并且通过外延并购提升技术和业务布局，应用场景增加； 3）行业规模增加， 规模效应凸显，降本增效空间较大； 4）国内制造业逐步从过去的劳动密集型产业转向高 端先进制造，自动化需求增加； 5）国产替代加速 。 重点 关注国内工业机器人龙头： 埃斯 顿、埃夫特 、 拓斯达 。 风险提示 制造业景气度不及预期，机器人新应用拓展不及预期，行业竞争加剧。 Table_ProfitDetail 盈利预测与财务指标 代码 重点公司 现价 EPS PE 评级 6 月 9 日 2020A 2021E 2022E 2020A 2021E 2022E 002747 埃斯顿 33.88 0.15 0.31 0.46 226 109 74 推荐 688165 埃夫特 * 11.09 -0.32 0.00 0.05 -35 - 222 暂未评级 300607 拓斯达 * 32.58 1.95 1.54 2.03 17 21 16 暂未评级 资料来源： Wind、标 *公司数据取自 Wind 一致预期 、民生证券研究院 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 Table_Page 深度研究 /机械 目录 1 工业自动化 +国产替代双轮驱动行业高增长 . 4 1.1 机器换人大势所趋，国产替代加速渗透 . 4 1.2 自动化技术持续升级，下游应用逐步拓展 . 6 1.3 四大家族引领独到 发展模式，细分领域各具优势 . 7 2 换道超车提升份额，多维优势打开成长空间 . 12 2.1 与海外巨头错位竞争，市场份额加速提升 .12 2.2 技术逐步赶超 海外龙头，零部件自制率加速提升 .14 2.3 国产价格优势显著，长期降本仍有空间 .17 3 国内 +全球渗透率持续提升，国产品牌销量高增长可 期 . 20 3.1 国内市场空间广阔，四大家族加大国内产能建设 .20 3.2 国内供应 商加速扩产，产销实现高增长 .21 3.3 国内工业机器人销量占比持续提升，国产替代加速 .22 3.4 国内工业机器人出口实现快速增长，海外市场份额持续扩张 .24 4 自主品牌崛起，国产替代加速进行中 . 26 4.1 埃斯顿：从核心零部件到本体的发展之路 .26 4.2 埃夫特：从系统集成到本体的发展之路 .27 5 行业营收利润波动上行 ，研发占比维持高位 . 29 6 风险提示 . 31 插图目录 . 32 表格目录 . 32 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 Table_Page 深度研究 /机械 Table_AuthorIntroduce 1 工业自动化 +国产替代双轮驱动行业高增长 1.1 机器换人大势所趋，国产替代加速渗透 1956 年，世界第一家机器人公司成立，随后 世界第一台 工业机器人 于 1959 年诞生，并 于 1961 年开始 在美国的通用汽车公司安装运行 ；此后，工业机器人应用领域逐渐延伸至电子 电器、金属制品、 化学橡胶塑料等行业 。 1978 年，美国 Unimation 公司推出通用工业机器人， 应用于通用汽车装配线， 汽车工业的自动化生产进入新的阶段，生产效率得到改善。之后全 球 第一台 SCARA 工业机器人 和第一台 DELTA 工业 机器人 逐步诞生并投入使用，随着技术的成 熟和多元化，工业机器人的下游应用场景逐步增加。 2000 年之后，全球化进程加速，汽车、 3C 等下游行业保持高景气度，叠加欧美国家人口 老龄化，人工成本显著上升等原因， 工业自动化需求持续增加 ，工业机器人行业在欧美国家 的渗透率持续提升。 2019 年，受 需求端 行业的周期性波动影响， 全球工业机器人出现短期波 动， 销量同比下降 11.6%； 2020 年 全球工业机器人 销量达 39.7 万台 ，尽管受到疫情影响，销 量 同比 仍增长 6.4%。 我们认为， 3-5 年的长周期来看，国内工业机器人行业将显著受益于国内制造业升级带 来的长期需求增长 ，增速有望保持在 40%+，主要逻辑 包括： 1）人口红利褪去， 人工成本明 显增加 ； 2） 国内品牌持续增加研发投入 ， 并且通过外延并购提升技术和业务布局，应用场景 增加 ； 3） 随着机器人行业规模明显改善，规模效应凸显，降本增效改善机器人性价比； 4） 国内制造业逐步从过去的劳动密集型产业转向高端先进制造，自动化需求增加； 5）国产替代 加速。 图 1：全球工业机器人发展进程 资料来源： OFweek，民生证券研究院 欧美国家已经 在 过去几十年中建立起完善的工业机器人产业体系，专注于自身拥有规模 效应的大型工业，并拥有成熟的供应商体系，形成了工业机器人四大家族：德国库卡、瑞士 ABB、日本发那科、日本安川。其中，日本的工业机器人产业链是相对最完善的，核心零部件 供应商如纳博特斯克在精密摆线针轮减速机处于绝对优势，在控制器、伺服电机等核心零部 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 Table_Page 深度研究 /机械 件都拥有完善的供应链体系。 工业机器人渗透率的提升促进了制造业的降本增效，并且提升了制造业生产的稳定性 ， 因此在人工成本高企的发达国家，对于工业机器人的发展已经提升到国家战略的高度。日本 工业机器人技术源于美国，具有发那科和安川等国际工业机器人供应商，行业地位长期稳固， 全球市占率约 60%；欧洲有德国库卡和瑞士 ABB 等优质工业机器人制造企业，其中拥有欧洲 机器人最大市场的德国在机器视觉和人机交互等领域拥有全球领先水平。 由于国内制造业正在加速从劳动密集型的中低端产业切换到高端制造领域 ，叠加人工成 本的快速上涨， 工业自动化需求驱动中国成为全球最大的工业机器人市场。 1972 年国内开始 研究工业机器人，直至 90 年代，市场仍以 技术研究为主，为行业后续发展进行技术和人才储 备。 1986 年 3 月国家推出高技术研究发展计划，大力支持机器人相关研发， “ 七五 ” 规划 （ 1986-1990 年）推动了喷涂、点焊、电弧焊接、运输机器人等工业机器人的研发。 20 世纪 90 年代，焊接机器人的研发成为重点，国家投资了 7 个机器人研发中心和 9 个产业化中心。 政策端对工业机器人以及核心零部件的支持也在逐步增加中， 十五规划（ 2001-2005 年） 中，危险作业机器人和仿生机器人等机器人品类被列入加入研发计划中；十一五规划（ 2006- 2010 年）中，加入了智能控制和人机协作 等关键技术的研究，并强调了机器人与自动化对集 成电路、船舶和汽车等行业的重要性；十二五年规划（ 2011-2015 年）中，“智能制造”的提 出要求制造业企业积极布局和使用机器人及自动化技术。 2013 年之后，国家出台了一系列政 策对工业机器人的发展提出详细规划，并多次重申其重要性。主要政策包括： 1） 2013 年的 关于推进工业机器人产业发展的指导意见； 2） 2015 年的中国制造 2025； 3） 2016 年 的机器人产业发展规划（ 2016-2020 年）。 表 1：国内工业机器人发展政策节点 时间 发展节点 事件 1972 开始研究工业机器人 1986 推出高技术研究发展计划 工业机器人应用的研发投入在 863 计划中被批准 1986 第七个五年计划 发展喷涂、点焊、电弧焊接、运输机器人 1990 政策决定优先发展焊接机器人 投资修建 9 个机器人产业化中心和 7 个研发中心 2001 第十个五年计划 研发反恐军械机器人，危险任务执行机器人和仿生机器人 2006 第十一个五年计划 要求掌握智能控制和人机交互的关键技术 2011 第十二个五年计划 要求中国制造业使用更多的机器人和一体化信息技术 2013 关于促进工业机器人产业发展的指导意见 提出了到 2020 年应实现的目标 2015 中国制造 2025 将先进的数控机床和机器人列入十大核心产业 2016 出台机器人产业发展规划 推进工业机器人向中高端迈进，促进服务机器人向更广领域 发展，强化产业创新能力，培养龙头企业 2019 出台国家重点研发计划 智能机器人 重点专项 发展“智能机器人”和“网络协同制造和智能工厂”等项目 资料来源： OFweek，民生证券研究院 国内工业机器人产业发展历经四大阶段： 1） 萌芽 阶段（ 2000-2009 年），在汽车等下游 行业较为低迷的背景下，国内工业机器人年均销量仅数千台，外资巨头加速布局国内市场， 国产供应商主要做集成和代理。 2）兴起阶段（ 2010-2012 年），受益于下游汽车、 3C 等产业 需求的高增长以及自动化率的提升，国内工业机器人行业快速增长，年均销量超过 2 万台， 内资集成发展壮大，并逐渐向中上游拓展。 3）高速发展阶段（ 2013-2017 年），随着政策补 贴的密集出台以及自动化产品价格逐步下降，汽车、 3C 等产业自动化市场快速增长，国内工 业机器人销量实现 5 年高增长，国产化率提高到 25%。 4）行业整合阶段（ 2018-2019 年），由 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 Table_Page 深度研究 /机械 于补贴大幅减少以及贸易 摩擦 的影响，国内汽车、 3C 电子等行业需求低迷，工业机器人产销 增速放缓， 2019 年销量约为 14 万台，同比下降 约 9%，国产工业机器人低端产能出清，市场 加速触底。 2020 下半年以来，国内工业机器人行业景气度 逐步 回暖，国产替代加速，行业集中度持 续提升 ，主要原因包括： 1）下游需求端制造业回暖； 2） 5G、新能源和医疗器械等领域快速 发展，新的应用场景持续扩展； 3）海外疫情导致国内制造业扩产需求激增，叠加用工荒导致 的供需矛盾，制造业对自动化改造需求大幅增加； 4）国内工业机器人龙头经过过去几年的收 购兼并，以及高额的研发投入，已经逐步成长成为可以与四大家族对标的优质制造商，国产 替代有望加速； 5）国内核心零部件配套能力逐步提升，行业独立性增强，产品线持续拓展。 综合来看， 国内的工业机器人行业在未来 3-5 年的时间维度内高增长的确定性很强，行业空 间和国产替代的空间都较大。 表 2：国内工业机器人产业发展四大阶段 发展阶段 市场规模 竞争格局 2000-2009（产业 萌芽 ） 年销量仅数千台 外资巨头布局中国市场，国内做集成和代理。 2010-2012（产业 兴起 ） 市场跨越式增长，年销量超过 2 万台，规模 约 50 亿元 外资格局确立，内资集成发展壮大，开始向中上游拓展，国内 进入高速增长期。 2013-2017（高速发展） 实现 5 年高增长， 2017 年销量 达 15.6万台，规模 约 260 亿元 本土企业爆发式增长，和外资巨头同台竞技，国产化率提高到 25%；年装机量超过排名其后的日本、美国、韩国、德国之 和。 2018-2019（回落调整） 产销增速下滑， 2018 年 销量 15.4 万 台， 2019 年销量 约 14 万，市场加速触 底 2018 年 国产 工业机器人 占 全球产量近四成，低端产能出清 。 国 产零部件、本体、集成均取得 较大 进步，国产化率持续提高。 2020-至今（ 明显 回暖） 2020 年销量 17 万台，同比增加 21%，增长快速 在内需 +出口驱动下，国内机器人市场逐渐回暖 ； 在智能制造和 5G 浪潮下， 国内 工业机器人有望实现高增长。 资料来源： IFR，民生证券研究院 1.2 自动化技术持续升级，下游应用逐步拓展 工业机器人技术发展历程主要分为三大阶段。 产生和初步发展阶段（ 1958-1970 年）：世 界上第一台工业机器人诞生，主要用于工业生产的铸造、锻造、和焊接等领域。技术快速进 步与商业化规模运用阶段（ 1970-1984 年）：这一时期的工业机器人相较于此前有很大的技术 进步，开始具有一定的感知功能和自适应能力。随着技术的快速进步，突出表现为商业化运 用迅猛发展的特点，工业机器人“四大家族”在 70 年代均开始了全球专利的布局。智能化升 级阶段（ 1985 年至今）：智能机器人能实现将传感器得到的信息进行融合，有效地适应环境 的变化，具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。 产业链方面，工业机 器人行业的上游和中游分别为控制器、伺服系统、减速机等零部件 领域和机器人整机制造；下游为系统集成，主要涵盖焊接、分拣、喷涂等生产领域；终端客 户包括汽车、 3C、金属、食品等行业。工业机器人应用场景广阔，其中海外品牌工业机器人 在汽车市场已实现成熟应用，领先国产工业机器人。随着工业机器人应用场景从汽车等领域 逐步转向通用制造业以及新兴产业，如新能源锂电池和光伏等行业，国内企业与海外供应商 可避免走入同质化低价竞争，增量市场空间广阔。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 Table_Page 深度研究 /机械 图 2：工业机器人应用场景演变 资料来源：民生证券研究院 在小负载焊接领域，国产工业机器人的重复定位精度 和 覆盖范围已与 “ 四大家族 ” 产品 相近，最高轴速上仍与 海外 品牌相比稍有差距。 在重复定位精度方面， 国产工业机器人可 精 确到 0.05mm，与海外 主要 供应商 的工业机器人 精度相近，而与 海外 精度最高的机器人 （ 0.02mm）相比仍有一定的进步空间。在覆盖范围方面，国内主要供应商机器人可实现 1440mm-2010mm，与四大家族产品可实现的 1200mm-2028mm 大体相当。最高轴速方面， 国内除 了工业机器人龙头 可达 约 700 /s 外， 大部分工业机器人的最高轴速 与海外品牌仍存在一定 差距 。 表 3：国内外企业焊接工业机器人参数对比 重复定位精度 (mm) 负载 (kg) 覆盖范围 (mm) 最高轴速 ( /s） 国内主要工业机器人供应商 0.050.08 610kg 14402010 360696 四大家族 0.020.08 612 12002101 500700 资料来源： 埃斯顿、新时达、埃夫特、拓斯达、安川、发那科、 ABB、库卡官网， 民生证券研究院 1.3 四大家族引领独到发展模式，细分领域各具优势 工业机器人领域中的四大家族为 ABB、发那科、安川和库卡。 1988 年， ABB 由 AseaAB 和 BBCBrownBoveriAG 合并而成 ，其中 ASEA 于 1969 年研发出全球首台喷涂机器人，开始进入工 业机器人研发制造领域， 合并后的 ABB 于 2001 年 成为全球首家机器人销量突破 10 万台的制 造商。 2010 年， 受益于下游 行业需求 高增长以及自动化率的提升，国内工业机器人行业 发展 快速， ABB 加速 在国内市场的布局 ， 在 国内建立了 最大的工业机器人生产基地和唯一的喷涂 机器人生产基地，之后 ABB 精简架构， 专注发展 机器人及离散自动化 等业务 。 2020 年，公司 收购并联机器人提供商， 开始 加速 布局 并联机器人领域。 库卡 成立 于 1898 年 ， 早期深耕汽车领域和焊接技术，在汽车业务领域拥有奔驰、宝马等 核心客户，高端制造行业客户广泛 。 随后 公司 逐渐发展为 全球领先 的智能自动化解决方案供 应商 ，主营 机器人、系统集成和瑞仕格（主要涉及医疗和仓储领域自动化的集成） 。 2017 年， 公司被美的集团收购约 95%的股份 ， 进一步 加速 公司 业务在中国市场的渗透 ； 2020 年，公司 与法诺集团签订合作协议，计划联合开发不同应用领域的智能机器人，进行产业资源共享 。 2010-2012 年 ， 国产 工业机器人 兴起， 中国 逐渐发展为 全球最大的工业机器人市场 ， 由 于 国产 工业机器人技术尚未 成熟 、核心零部件自制率低， 在 国内 市场份额处于较低水平 ；同 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 Table_Page 深度研究 /机械 期 外资巨头不断 加大在国内的 扩 产与合作 ， 在 国内 的 市场份额 加速 提升 。 2013-2017 年，国 内工业机器人技术快速 发展 ， 核心零部件自制率持续提升， 工业机器人 国产化率 超过 20%， 国产 替代加速 。 2018 年以来， 工业机器人技术水平不断 提高，叠加制造业 产业升级 需求 提升 ， 下游新兴 应用 领域 持续拓展 ， 国内 外 供应商可避免走入同质化低价竞争，增量市场空间广阔。 表 4：四大家族发展简史 时间 ABB 发那科 安川 库卡 1915 安川电机制作有限公司成立。 1970 KUKA 和 IWK 合并，简称IWKAAG。 1971 发那科成为全球最大的数控系统 制造商。 1974 安川实现世界上第一个通用晶 体管输入商业化生产。 1977 发那科美国公司成立。 1982 发那科机器人公司在美国成立 1988 ASEA 与 BBC 合并组建ABB。 1992 GM FANUC 成为发那科子公司，北京发那科成立。 1995 IWKAAG 机器人业务与焊接业务分离，成立机器人公司。 1997 上海发那科机器人有限公司成 立。 2000 KUKA 中国机器人公司成立，在上海成立中国总部。 2005 ABB 在上海成立机器人研发 中心，并建成机器人生产 线。 2010 ABB 在中国建成最大的工业 机器人生产基地和唯一的喷 涂机器人生产基地。 2011 安川开始商业化生产大型风力 发电机。 2014 KUKA 收购徠斯公司，同年收购 SAS，并与瑞仕格合并。 2015 2016 发那科全球累计机器人销量约 50 万台。 2017 ABB 收购贝加莱和 GE 工业系统业务。 KUKA 被美的集团以 292 亿元、溢价 36.2%收购。 2018 ABB 剥离电网，精简架构 KUKA 将中国的一般工业业务 与 Swisslog 中国业务合并成立 合资公司，扩大在中国的市 场。 2020 ABB 收购并联机器人提供商Codian Robotics。 发那科全球累计机器人 销量 超 60万台， 并 进一步提升产能。 KUKA 与法诺集团签订合作协 议 。 资料来源： ABB、发那科、库卡、安川官网，民生证券研究院 2014 年， ABB 研制出全球首台 人机 协作机器人 Yu Mi， 进一步提高了工业 机器人 的灵活 性 、安全性和 高效性 。 2015 年 ，虽然 ABB 在全球的机器人装机量已超 25 万台，但其创新能 力仍与库卡等国际巨头有一定差距，为了加速赶超竞争对手 ，公司 通过 并购 的 方式 完善 技术 体系 和产业链布局 。 考虑到 人机协作在制造领域 的 重要性不断提升 ， 公司于 2015 年 完成了对 协作机器人公司 Gomtec 的并购， 扩大 公司 协作机器人产品线 ； 2017 年 ，公司 收购 GE 工业系 统业务 ， 进一步完善 产业链上游 的布局 ，增强 产品 供应链 的 稳定性 ； 2020 年，公司研发出全 新 GoFa 和 SWIFTI 系列协作机器人，进一步拓展公司协作机器人产品组合。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 Table_Page 深度研究 /机械 1996 年， 库卡 成为第一家转型生产基于 PC 的机器人控制系统供应商 ； 2001 年，公司涉 足医疗行业，开发出全球首台可控制放射外科治疗系统的机器人。 2013 年，公司首次将全球 第一款量产的灵敏型机器人 LBR iiwa 用于人机协作 ， 该轻型机器人具有可编程的灵敏性 ， 其 所有轴都具有高性能碰撞检测 等 功能 。 技术 拓展 方面， 由于工业机器人行业技术壁垒高，且市场增速 快 、应用领域广泛， 四大 家族主要 通过 外延 并购 的方式 快速获得核心技术 ， 提升产品竞争力， 加速提升 市场 份额 。 工 业机器人行业 的 并购主要分为自上而下和自下而上 两种 方式 ，自上而下的并购适用于核心零 部件起家的机器人企业， 其 通过并购 可加速 丰富产品线、拓宽应用领域；自下而上的并购 则 适用起步于机器人中下游应用领域的企业， 其 通过并购可加速扩充业务板块、完善供应体系。 人机协作 方面， 2013 年以来， 由于协作机器人相比传统机器人具有 易于编程、操作灵活、 投资回收期较 短 等优势， 以 四大家族 为首的国内外机器人企业 积极 布局协作机器人市场 。 2016-2020 年，国内协作机器人市场规模已 由 约 2000 台增加至 约 1 万 台，年复合增速超过 40%。目前国内 协作机器人 性能上 仍有行驶速度 较慢 、负载较轻等不足，且编程方式仍以 手工 示教 为主 ， 未来 随着 协作 机器人 技术水平的不断提升 ，以及 具备高效率的 离线编程 的 加速渗 透 ， 协作工业机器人 市场渗透率 有望 加速 提升 。我们 认为 ， 预计 2023 年国内协作机器人市场 规模有望超过 3.5 万 台 ，市场空间广阔 。 表 5：四大家族技术演变 时间 ABB 发那科 安川 库卡 1969 ASEA 研制出全球首台喷涂 机器人。 1971 库卡为戴勒姆 -奔驰建造欧洲首 个由机器人运行的焊接流水 线。 1973 库卡研发出全世界第一台拥有 六个机电驱动轴的工业机器 人。 1975 发那科制造出第一台机器 人 。 1977 安川研发出日本第一台全电动工业 机器人 MOTOMAN-L10。 1978 ASEA 推出全球第一批走向商用的工业机器人。 1983 安川开始生产交流伺服驱动器系 列。 1996 库卡成为第一家转型生产基于 PC 的机器人控制系统的机器人 厂商。 1998 ABB 发布了 FlexPicker， 为 专门用于拾料和包装行业的 三角式机器人。 2001 公司成为首家机器人销量突 破 10 万台的制造商。 库卡机器人应用于全球首台机 器人控制的放射外科治疗系 统。 2003 发那科 智能机器人开始商业化生产 。 2004 安川 AC 伺服累计生产 400 万台 。 2005 安川新一代机器人（双臂机器人 /7轴机器人） 产品化 。 2006 开设机器人工作站， MOTOMAN 累计出厂达 15 万台。 2009 安川开发用于混合动力汽车的电动 机驱动系统。 2010 发那科 成功推出并联结构 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 Table_Page 深度研究 /机械 工业机器人，并进行批量 生产 。 2012 ABB 开发出全球最快的码垛 机器人 IRB 460。 2013 安川推出用于生物医学的MOTOMAN-BMDA3 机器人。 库卡首次将 LBR iiwa 机器人直接用于人机协作。 2014 ABB 研制出全球首台人机协作机器人 Yumi。 2015 ABB 收购 Gomtec 加码协作机器人业务。 发那科推出全新协作机器 人 。 安川开发全球首创的内置 GaN 功率半导体放大器的伺服系统。 2017 ABB 收购贝加莱和 GE 工业系统业务。 安川推出人类协作机器人和业界最 小最轻机器人 。 2018 发那科推出新的 SCARA 机器人系列 。 2020 ABB 研发 出全新 GoFa 和 SWIFTI系列协作机器人。 资料来源： ABB、发那科、安川电机、库卡官网，民生证券研究院 四大家族中，瑞士 ABB 最早做机器人和电机，核心领域包括自动化技术和运动控制系统。 运动控制是机器人制造难点之一，而运动控制是 ABB 机器人技术的核心优势，与公司自动化 技术相结合形成较高的技术壁垒。公司通过收购国际顶尖工业自动化解决方案提供商，加速 进军自动化集成领域。 日本发那科为全球数控系统龙头，核心领域包括数控系统、数控机床和机器人，公司通 过统一其三大业务板块的控制平台，提高集成度，为整车行业提供智能柔性解决方案；日本 安川为全球伺服电机和变频器等运控产品龙头，核心领域包括伺服电机、变频器和运动控制， 公司核心零部件 自制率高 ， 机器人产 品具有 高性价比 等优势 。 德国库卡为全球领先的专营机器人本体及系统集成公司，是四大家族中唯一一家全部业 务集中在工业机器人领域的企业。公司将机器人本体与系统集成协同应用，搭建完整 的 生产 线；此外，公司收购瑞仕格加码医疗和仓储系统集成领域 ,为多个行业提供解决方案。 四大家族中 ABB、发那科和安川采取自上而下的发展路径 ，初期深耕零部件领域，后期 向机器人本体及下游集成应用领域扩展 ；其中 ABB 运动控制技术在业内领先 ， 发那科以数控 系统起家，安川专注 于 伺服 和 变频器。 库卡则采取自下而上发展路径 ， 由焊接设备起家，以 下游的汽车领域系统集成为切入口， 而后 到本体制造，再到后期的控制器、伺服电机自制， 形成 逆向产业链一体化布局模式。 表 6：四大家族业务模式 公司 国家 开始做机器人时间 核心领域 核心优势 产品 布局 ABB 瑞士 1969 自动化技术、运动控制 系统 最早研发电机 ，运动控制和自动化结合较好 控制器、伺服电机、本 体、系统集成 发那科 日本 1974 数控系统、数控机床、 机器人 数控系统全球垄断性市场份额 控制器、伺服电机、本 体、系统集成 安川 日本 1977 伺服电机、变频器和运 动控制技术 伺服电机和变频器等运控产品龙头 控制器、伺服电机、本 体、系统集成 库卡 德国 1971 机器人本体 、 系统集成 本体材料及工艺创新 控制器、本体、系统集成 资料来源： ABB、发那科、安川电机、库卡官网，民生证券研究院 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 11 Table_Page 深度研究 /机械 图 3：四大家族主营产品 资料来源： ABB、发那科、安川、库卡官网，民生证券研究院 综合来看，国内工业机器人行业将显著受益于制造业升级带来的长期需求增长 ，叠加下 游逐步 拓宽 的新型应用领域带来高成长空间，行业 和国产替代 市场空间 广阔 。 四大家族 引领 自上而下和自下而上的独到发展模式， 通过外延并购的方式快速获得核心技术，提升产品竞 争力 。 国内主要工业机器人供应商积极借鉴四大家族 的 发展模式 和技术引进方式 ， 同时发挥 自身 优势，与海外巨头错位竞争，国产替代有望加速。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 12 Table_Page 深度研究 /机械 2 换道超车 提升 份额 ， 多维优势打开 成长 空间 2.1 与海外巨头 错位竞争 ，市场份额加速提升 细分领域龙头初现 ： 目前 汽车 行业仍 为 国内外工业机器人供应商下游 主要的 应用领域 ； 其中 海外 品牌 下游主要应用于汽车整车， 国内 品牌 主要提供冲压、焊接、喷涂、包装等 汽车 行业 细分领域 的 机器人产品 。 埃斯顿焊接技术优势显著， 2020 年完成了对领先的焊接企业 Cloos 的并购重组，目前公司压焊技术已超过部分海外品牌 ，细分领域龙头初现 ；埃夫特喷 涂技术优势明显，公司先后在境外收购喷涂机器人制造及系统集成商 CMA、通用工业机器人 系统集成商 EVOLUT，机器人喷涂技术 加速 提升。 突破高端市场： 2021 年，埃斯顿发布了与河南骏通车辆有限公司签署机器人销售合同的 订单，标志着公司在专用车辆整车制造的领域获得规模性订单。 我们认为，随着下游制造业 需求 的逐步回暖，工业机器人行业景气度有望持续提升，汽车行业作为下游 主要的 应用领域， 市场空间广阔；埃斯顿规模性标杆项目的建立打开了国产工业机器人 供应商 在整车制造领域 的市场空间， 随着国内供应商技术水平不断提升、项目经验逐渐丰富，国内 品牌在汽车行业 的渗透率有望持续提升 ， 国产替代加速。 表 7：国内主要工业机器人企业应用领域 品牌 行业领域 用途 埃斯顿 汽车 : 电动自行车（焊接）、汽车零部件（上下料、涂胶）、整车（装配、焊接） 3C: 印刷电路板（上下料）、光伏（排版） 锂电： 锂电（搬运） 机械加工： 金属成型（折弯、压铸） 家具： 家具（钻孔）、建筑材料（码垛） 埃夫特 汽车： 奇瑞凯翼车身焊接、汽车发盖涂胶、缸体缸盖加工上下料、轮毂模压搬运 3C： 上料、包装、贴标 家电： 家电搬运、码垛 卫浴： 马桶喷釉工艺、转运 食品： 白酒生成的最后一道工艺装甄、大米码垛 新时达 汽车 : 零部件（上下料、切边）、轿车底盘焊接 3C: 手机（玻璃加工） 光伏： 视觉查验 机械加工： 刀具加工打磨、折弯 仓储物流 搬运、码垛 家具： 玻璃加工（上下料、裁边、贴标签）、水龙头打磨 拓斯达 汽车： 零部件冲压、刹车片喷涂 工程机械： 导轨冲压、焊接 注塑： 注塑机、上料、下料 3C： 贴标、上下料、塑料件注塑注（塑机、上料、下料）、点焊、电池组装 家电： 电压力锅冲压、抛光打磨、镭雕 医疗器械 注塑成型、上下料 资料来源： 埃斯顿、埃夫特、新时达、拓斯达官网 ，民生证券研究院 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 13 Table_Page 深度研究 /机械 表 8：国内主要工业机器人企业客户结构 下游行业 客户 汽车及汽车零部件 众泰 汽车、 北汽、吉利汽车 、 菲亚特克莱斯勒、通用、大众、丰田、雷诺、奇瑞 、 法雷奥、麦格纳、马瑞利、布雷博、 Valmet、 长城汽车、比亚迪 、上汽集团 、 日产、宇通汽车 等 新能源 晶科能源、晶澳科技、阿特斯、中材锂膜 、 NVT 等 家电 、厨卫 格力电气、海尔、上海夏普 、 科勒卫浴 等 3C 电子 小米、京山轻机 、 蓝思科技、长盈精密、中光电 、 富士康、立讯精密、 TCL、欣旺达、捷普绿点 等 工程器械 南北车、合力、徐工机械 、三一重工 等 电网 国家电网 等 航空及轨道交通业 合力、 中车集团、中国商飞、阿尔斯通 、特变电工、郑煤机 等 通用工业 中集集团、京东物流、鸿路钢构、箭牌卫浴、全友家居、双虎家私等 食品包装制造行业 韶能股份 等 光电 伯恩光学 、隆基股份、中环股份 等 电梯 国奥的斯、芬兰通力、瑞士迅达、德国蒂森克虏伯、康力电梯、广日电梯 等 资料来源： 埃斯顿、埃夫特、新时达、拓斯达官网 ，民生证券研究院 表 9：四大家族工业机器人应用领域 公司 核心业务 应用领域 ABB 汽车、 3C、金属加工、食品、 全球电网、电气产品、工业自动化、机器人及运动领域 汽车组装、钣金喷漆、 3C 电子、物流搬运等 库卡 汽车、 3C、金属加工、食品、消费品、 机器人、机器人系统集成 汽车制造、码垛搬运等 发那科 汽车、 3C、食品、金属加工、消费品、新能 源、 数控、机器人 汽车制造、电子电器等 安川 汽车、 3C、金属、洁具、伺 服电机、运动控制