从割裂到一体化的演变——从商业模式看机器人行业隐形冠军.pdf

识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 31 专题研究 |机械设备 2018 年 07 月 17 日 证券研究报告 本报告联系人：孙柏阳 021-60750636 sunboyanggf Tabl e_Title 广发机械机器人系列报告（四） 从 割裂 到 一体 化 的 演变 从商业模式看机器人行业隐形冠军 Table_AuthorHorizont al 分析师： 罗立波 S0260513050002 分析师： 代 川 S0260517080007 021-60750636 021-60750615 luolibogf daichuangf Table_Summary 核心观点： 产业链一体化，机器人企业发展终极之路 从技术角度 来 看，机器人行业的产业链较短，行业壁垒相对较高。核心零部件的性能直接决定了机器人的整体性能，具有技术含量高、利润高的特点；机器人本体是承 上启下的环节；下游系统集成商是机器人商业化、大规模普及的关键 ， 具有渠道优势。 从利润分配角度分析，工业机器人的产业链符合“微笑曲线”，附加值更多地体现在价值链的两段。核心零部件是整个产业链中利润最高的环节，议价能力最强；本体制造环节利润较低，但厂商通常具备较强的软 件 、 硬件结合的能力，对于行业上下游具备较强的渗透意愿和能力；集成商市场规模更大，且毛利水平较高。 整体来看，机器人产业的 零部件 、 本体制造、系统集成和服务分食了一个机器人全生命周期的利润。覆盖的产业链越长，盈利能力越强，因此，全产业链模式是当下工业机器人企业发展趋势，也是当前具备较高盈利水平的商业模式。目前国 内外较为成功的企业都采用了这种模式，或是正在向上下游逐步渗透，实现全产业链的转型。 从 海外 巨头 的成长路径 看 国内工业机器人 企业的 发展模式 从国际四大家族的经验来看，发那科走出了一条自上而下的路径，其特点在于： 1.核心技术的精通，既提高产品性能， 有助于提升 产业 地位；又降低成本，提高价格 的 弹性空间。 2.依托 核心 零部件优势，与机器人业务形成协同效应。 3.技术优势驱动企业进入高端下游领域。 而库卡选择 自下而上路径的优势在于： 1.广泛接触下游客户，了解终端用户的实际需求。 2.借助 在 下游 领域 积累的技能经验，研发、 拓展 其 他 领域的 自动化解决方案，易于形成本体制造和集成优势。 但自下而上成长路径的主要劣势在于会受到下游应用领域标准化程度和周期波动的影响。因此，集成商向上游纵深拓展的同时，也应兼顾下游的横向拓展。 投资建议： 全产业链模式是国内外工业机器人企业的发展趋势，采用该模式的企业在技术、盈利能力、市场地位、业务规模等方面具备发展潜力，有望成为工业机器人行业龙头。我们认为机器人板块的选股逻辑可以从三条主线着手：（ 1）工业机器人全产业链布局、实现一体化生产的公司，这类公司具备较好的品牌效应，建议关注埃斯顿、机器人等；（ 2）核心 零部件占整个生产成本的 70%左右，我们看好重点布局核心零部件、有望实现技术突破的公司，关注中大力德、上海机电等；（ 3）在下游系统集成环节具备规模优势，并逐步向上游突破的企业，关注拓斯达等。 风险提示： 机器人产业竞争加剧；核心零部件国产化进程不及预期；宏观经济波动。 Table_Report 相关研究： 机械设备行业周报 :研发投入与企业成长溢价探讨 2018-07-08 机械设备行业周报 :全球半导体硅片行业进入涨价和投资新周期 2018-06-24 广发机械机器人系列报告（三） :核心零部 件国产化对机器人行业的影响分析 2018-06-10 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 31 专题研究 |机械设备 目录索引 一、核心零部件国产化 ，加速 一体化模式探索 . 5 1.1 中国成机器人发展源动力，国产以低端为主 . 5 1.2 核心零部件加速国产化 . 6 二、产业链一体化，机器人企业发展终极之路 . 11 2.1 工业机器人商业模式 的划分 . 11 2.2 本体企业利润微薄，难成产业中心 . 13 2.3 集成商竞争激烈，难以形成规模效应 . 15 2.4 全产业链布局，机器人企业的终极之路 . 16 三、海外公司的成长路径，一体化是终极模式 . 20 3.1 四大家族 垄断全球市场 . 20 3.2 两种路径，布局全产业链的发展经验 . 22 3.3 国产企业全产业链布局之道 . 26 四、投资建议与风险提示 . 30 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 31 专题研究 |机械设备 图表索引 图 1： 全球及中国工业机器人销量（千台） . 5 图 2：中国 工业机器人产量（台 /套） . 6 图 3：中国工业机器人市场份额 . 6 图 4： 2016 年中国工业机器人细分产品的销量占比 . 6 图 5： 2015 年全球工业机器人减速器市场竞争格局 . 8 图 6： 2017 年中国工业机器人减速器销量（台） . 8 图 7： 2015 年国内工业机器人控制器销量市场份额 . 9 图 8：机器人产业链梳理 . 11 图 9： 2017 年中国工业机器人产品占比（按机型） . 13 图 10：自主品牌工业机器人市场占有率（ %） . 13 图 11： 2015 年国产企业零部件进口情况 . 14 图 12： 2015 年工业机器人总成本拆解 . 14 图 13： 2017 年国内工业机器人各类厂商占比 . 16 图 14： 2014-2016 年工业机器人下游销售量占比 . 16 图 15： 机器人产业链价值分布 . 17 图 16： 2016 年全球工业机器人企业市占率 . 18 图 17：机器人代表性企业净利率对比 . 19 图 18：机 器人代表性企业资产周转率对比（次） . 19 图 19： 四大家族全球市场份额 . 20 图 20： 2016 年四大家族在中国市场的高端领域份额 . 20 图 21： 2016 年四大家族中国市场份额 . 20 图 22： 2017 年机器人业务营业收入及营业利润率对比 . 21 图 23：发那科业务发展史 . 23 图 24： ABB 公司核心业务及市场地位 . 23 图 25：安川机电营业收入构成比例 . 24 图 26：安川分项业务营业利润（百万美元） . 24 图 27： ABB 营业收入构成比例 . 24 图 28：发那科营业收入构成比例 . 24 图 29： 库卡业务发展路径梳理 . 25 图 30：库卡分项业务营收对比（百万美元） . 26 图 31：库卡分项业务毛利润对比（百万美元） . 26 图 32：国内企业毛利率对比（ %） . 27 图 33：工业机器人业务营业收入对比（百万元） . 27 图 34： 埃斯顿机器人产业链布局 . 28 图 35： 拓斯达机器人产业链布局 . 29 表 1：机器人减速器国产化进展 . 7 表 2：国内主要伺服 电机 厂商介绍（金额单位：亿元） . 8 表 3：国内控制器厂商布局（金额单位：亿元） . 9 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 31 专题研究 |机械设备 表 4：工业机器人主要零部件生产企业梳理 . 10 表 5： 机器人商业模式梳理 . 12 表 6： 工业机器人产业链各环节主要参与者 . 12 表 7： 2017 年搬运 机器人裸机成本构成 . 14 表 8： 2017-2019 年中国工业机器人市场规模测算 . 15 表 9： 2017 年机器人产业 链上各企业盈利能力梳理 . 18 表 10：各企业机器人业务经营数据（金额单位：百万美元；人均产值单位：万美元/人） . 21 表 11：四大家族 核心优势对比 . 22 表 12： 国内企业产业链布局及机器人业务 2017 年经营数据（金额单位：百万元）. 26 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 31 专题研究 |机械设备 一、 核心 零部件国产化 ，加速 一体化 模式 探索 1.1 中国成机器人发展源动力 ，国产 以 低端为主 随着中国人口红利消失，制造业掀起了 “机器换人 ”的浪潮，我国工业机器人市场呈现高速增长的发展态 势。 从整体销量来看，中国是全球工业机器人增长的主要源动力 。根据 IFR的数据， 2017年全球工业机器人销量 38.7万台，同比增长 31.6%；另外根据中国机器人产业联盟（ CRIA）的数据， 2017年中国工业机器人市场销量 14.1万台，同比增长 58.1%，占全球机器人销量的 36.4%。自 2013年以来， 中国已连续五年成为全球最大工业机器人消费国。 图 1： 全球 及中国 工业机器人销量 （千 台） 数据来源： IFR， CRIA， 广发证券发展研究中心 在供给层面， 根据国家统计局的数据 ， 2017年我国工业机器人产量超过 13万台， 2018年前 5个月，我国共计生产工业机器人 60071台，同比增长 35.42%。 但从市占率来看，由于前期国内产业基础薄弱， 我国机器人市场红利主要被外资企业占据，自有品牌市场份额仅约为 30%。 从产品结构来看，我国 机器人 企业以低端产 品为主，汽车、 3C等行业的高端工业机器人 依赖进口。 根据 IFR的数据， 汽车 产业依然是工业机器人 最大的应用行业， 2016年占比达到 38%；比亚迪、吉利、上海通用、上海大众、广州本田、长安福特及奇瑞等多个国内外领先 汽车制造商的生产线上都已广泛应用了工业机器人 。 0%5%10%15%20%25%30%35%40%0501001502002503003504004502010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017工业机器人销量 中国工业机器人销量 中国工业机器人销量占比 -右识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 31 专题研究 |机械设备 图 2：中国 工业机器人产量（台 /套） 数据来源 ：国家统计局 ，广发证券发展研究中心 图 3：中国工业机器人市场份额 图 4： 2016年中国工业机器人细分产品 的销量占比 数据来源： IFR，广发证券发展研究中心 数据来源：工信部， CRIA，广发证券发展研究中心 1.2 核心零部件加速国产化 核心零部件一直是限制我国机器人产业发展的桎梏，从目前的情况来看， 国产企业也开始向该领域进军，诞生了一批真正拥有自主产权的企业，进口替代加速。 国内企业减速机业务推进顺利，订单频传 。根据公司公告的披露，上海机电旗下的纳博精机于 2015年 10月投产，目前 年度产能 已经达到 10万台；中技克美 2017年 年度产能 2万套，其中 50%-60%用于军工领域；中大力德将于 2019年底之前向伯朗特供0%20%40%60%80%100%120%140%160%-2,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,00020,000产量（台 /套） 同比增速010203040506070802013年 2014年 2015年 2016年自主品牌占比（ %） 外资品牌占比（ %）弧焊16%点焊15%物料搬运13%装配22%喷漆3%铸造3%冲压3%上料卸料15%其他10%识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 31 专题研究 |机械设备 货 RV减速器不低于 30000套。在谐波减速器方面， 国产谐波减速器 价格优势明显，绿的、来福已经实现较大规模的供货。根据高工机器人网的数据， 绿的谐波 2017年销售谐波减速器超过 11万台，来福谐波 2017年减速器出货量达 4万台 。 表 1：机器人减速器国产化进展 类型 企业 原有业务 当前进展 RV 减速器 南通振康 电焊机送丝机 目前 有三个系列 10 种规格产品， 年度 产能 3 万台 。 2017 年出货量同比增长 120%，2018 年销售目标 2 万套。旗下产品已被埃夫特、凯尔达、欢颜等机器人厂商部分采用。 秦川机床 数控机 床 研发 BX-E/C/F/RD 等四大系列 18 种型号共 85 种规格的产品， 2018 年度 产能 目标 2.2万台。 力克精密 关节减速器 2017 年月均销量 700 台左右，总出货量已经突破 5000 台，年产值 1.5 亿元， 年度 产能 3 万台。已与国内本体厂家展开合作 （如埃斯顿） ，处于小批量试用阶段。 双环传动 齿轮生产 2014 年布局减速器，与新松 、 埃夫特展开合作，进入量产阶段。埃夫特采购一万套 。 中大力德 减速电机 募投项目为年产 20 万台减速器项目。 2017 年减速器板块营收 1.18 亿元，同比增长73.25%。 谐 波减速器 绿的谐波 精密传动装置 共有 17 个系列、近千种谐波减速器产品，可满足全系列低负载机器人的需求。 2017 年出货量同比增长近 100%。 60 万台 年 产能的 新工厂处于布局中 。 来福谐波 谐波减速器 2017 年发货量近 10000 套，来自机器人行业的订单占比约 40%。目前公司产品均价降到 2000 元 左右一套 ， 2018 年 目标发货量 50000 套。 大族精密传动 精密传动装置 大族激光子公司，已自主研发生产 8 个系列， 18 种型号速比，共一百余款减速器 。 北京谐波 印刷包装 产品包括 XBD 短筒系列、 XB1 单级系列 、 XB2 复波系列、 XB3 扁平系列等 中技克美 谐波传动装置 国内第一家登陆资本市场的谐波减速器企业， 年度 产能 2 万套，其中 50%-60%用于军工领域， 2015 年开始涉足机器人行业。 数据来源 ：公司公告，高工机器人网， 广发证券发展研究中心 以减速器为例，其国产化推进主要包含几个原因 。 首先， 2015-2017年是我国工业机器人的高速发展期 ，下游本体出货量增长反向驱动国产核心零部件企业发展 。其次，2017年以来减速器 市场供不应求， 缺货现象严重。根据 GGII数据， 纳博特斯克供货周期 4个半月左右，住友重机订单已 排在 1年之后。 减速器全球供货缺口放大给国产企业打开市场创造了 机遇。 最后是国产企业布局积极，技术 破冰 。尽管目前国产工业机器人减速器研发困难重重，但是随着国内企业持续扩大研发投入及技术 升级，整体产品的质量在逐步提高，一些核心指标上已经达到国际水平。根据各公司官网披露的减速器技术指标， RV减速器方面 ，在同一输出转速和输入功率下，纳博特斯克的 RV-E系列和南通振康 RV减速器的输出扭矩范围相当，说明在传动效率上国内已经可以与国外相媲美。 谐波减速器方面，国内的苏州绿的和中技克美的减速比范围与日本哈默纳科水平相当，产品 性能基本满足要求，目前已经大量应用于国产机器人。而国外产品在输出扭矩、平均寿命和一致性等技术指标上依然占据优势。 随着国产减速 器 开始批量化生产，国产化率将加速提升。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 31 专题研究 |机械设备 图 5： 2015年 全球 工业机器人 减速器市场竞争格局 图 6： 2017年中国工业机器人减速器销量（台） 数据来源： OFweek机器人网，广发证券发展研究中心 数据来源：公司官网，高工机器人 ， 广发证券发展 研究中心 伺服电机：国产替代空间最高。 伺服电机的主流供应商有日系的松下、安川和欧美系的倍福、伦茨等，国内汇川技术等公司也占据一定的市场份额。根据产业信息网的数据，我国伺服电机市场随着工业机器人的发展而不断扩张。 2016年我国伺服电机市场规模 102.6亿元，同比增长 11.16%， 2007-2016年复合增长率为 21.6%。面对国外的竞争压力，国内企业在细分市场的突破成为差异化竞争的主要方式，在伺服电机领域也体现了这一思路。目前，国内的领先厂商包括汇川技术、埃斯顿、华中数控、英威腾等，这些企业原本是液压行业、 包装机械、注塑机械伺服电机的龙头企业，凭借着原有业务的技术积累，开始向机器人专用伺服电机突破。 表 2：国内主要伺服 电机 厂商介绍（金额单位：亿元） 公司 主要产品 收入 净利润 新产品 汇川技术 变频器、伺服系统等，产品应用于电梯、机床、包装等方面，是注塑机伺服系统龙头 47.77 10.60 多轴伺服驱动产品IS810N-INT 华中数控 中高档数控系列生产企业，主要产品为数控装备、伺服驱动装备和数控机床。 9.85 0.33 北 超伺服 拥有交流伺服电机、主轴电机以及伺服驱动器等产品，集中于数控机床、新能源汽车领域，工业机器人是其未来方向。 1.86 0.42 英威腾 为纺织机械企业提供整体解决方案，是产品最全面的纺织伺服系统生产厂商。 21.22 2.26 MH800 系列液压伺服系统 广州数控 生产伺服系统和工业机器人等，旗下伺服系统主要应用于机床、包装机械等方面。 - - 埃斯顿 产品包括金属成型机床数控系统、电液伺服系统、交流伺服系统和工业机器人等，是机床伺服系统龙头企业。 10.77 0.93 EHMA 系列伺服驱动 器 数据来源 ：公司官网， Wind， 广发证券发展研究中心 注：北超伺服退市，故其经营数据为 2016年数据，其余企业均为 2017年数据。 纳博60%哈默纳科15%住友10%SPINEA5% 其他10%020000400006000080000100000120000140000RV减速器 谐波减速器识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 / 31 专题研究 |机械设备 控制器：与国际差距最小的零部件。 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。 控制器的主流供应商包括美国的 Delta Tau 和 Gail、英国的 TRIO等公司 ，国产控制机在硬件上与国外产品相差 不 大，差距主要体现在 算法和兼容性方面。国内的主流供应商包括固高科技、埃斯顿、广州数控等企业， 根据高工机器人网统计 的数据，固高科技在 PC based控制器领域市占率接近 50%。另外，埃斯顿也收购了英国TRIO，借此转型高端运动控制方案商，后者是全球运动控制十大品牌之一。 图 7： 2015年国内 工业 机器人控制器销量市场份额 数据来源 ： OFweek机器人网 ，广发证券发展研究中心 表 3：国内控制器厂商布局（金额单位：亿元） 企业 进展 主要产品 收入 净利润 固高科技 涵盖了从三 轴到八轴各类型号机器人 ， 技术难度最大的八轴机器人控制系统实现批量生产 GUC 系列 英威腾 先后开发了 MTC,IMP 等标准型系列运动控制卡及 IMC 高性能运动控制器 MTC/IMP系列 21.22 2.26 新时达 收购深圳众为兴，扩大在运动控制领域的布局 - 34.04 1.38 广州数控 研发 GSK-RC 控制器，具有独立知识产权 GSK-RC 埃斯顿 收购 Trio，切入运动控制高端市场 - 10.77 0.93 汇川技术 推出基于 EtherCAT 总线的 IMC100 控制器，主要针对小型六轴、 SCARA 和并联机器人 IMC100 47.77 10.60 雷赛智能 第一家通过 UL 认证的运动控制企业 - 华中数控 自主要发 CCR 系列机器人控制系统 CCR 9.85 0.33 数据来源：公司公告 ， Wind，高工机器人， 广发证券发展研究中心 国产核心零部件的缺失会抬高国内工业机器人成本，产业长期以来通过压缩本体利润空间的方式，补贴了高昂的零部件进口成本。随着零部件企业由小批量生产向大批量供货迈进，核心零部件逐步国产化，带来成本下降，这使得真正具备竞争力的16%14%12%11%7%6%6%5%3%2%18%发那科库卡ABB安川爱普生OTC史陶比尔那智不二越川崎重工柯马其他识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 10 / 31 专题研究 |机械设备 企业在价格方面具有更大的灵活性。 减速 机、国产伺服电机实现稳步发展，控制器已经进入高端市场，中国在关键零部件上长期受制于 外资企业的情形正在慢慢发生改变。 我们认为会产生三方面的影响：1）对于本体企业来说，首先会降低生产成本，其次是产能的扩张，特别是 2017年零部件紧缺对机器人厂商产能的扩张形成一定制约。国产化并非一定会带来利润率的提升，当前国内本体厂商最重要的是扩张市场，处于 “以利润换市场 ”的阶段。 2）对于系统集成商来说，成本下滑会推广机器人的应用，使得机器人能够走进更多企业。下游需求增强，会提升集成商的产业地位，销售规模的扩张是可以预见的，从而 有利于集成商的发展。 3）对于商业模式来说，有利于国内企业向一体化模式探索。 从国际经验来看，四大家族均采用一体化的模式。我们认为，全产业链模式是当下工业机器人企业的发展趋势，在核心零部件有深入布局的公司，采用该模式将保障较高的盈利能力。 表 4：工业机器人主要零部件生产企业梳理 控制器 伺服系统 减速器 发展状况 技术差距较小，主要体现在算法和兼容性方面 日本 45%，韩国和台湾 10%，国产化率约 15%。 日本纳博、 HD 和住友占据 85%，但 国内企业已经加速突破 企业 主要产品 企业 主要产品 企业 主要产品 国外公司 库卡 KRC4 系统构架 松下 电机 、 驱动器 日本纳博 RV 减速器 ABB IRC5 控制器 安川 伺服电机 日本哈默纳科 谐波减速器 KEBA KeMotionr5000 三菱 伺服系统 日本住友 RV 减速器 发那科 RobotR-30iA 伦茨 伺服电机 SPINEA RV 减速器 安川 DX/MA 路斯特 伺服驱动 国内上市公司 机器人 SIASUN-GRC 机器人 伺服电机 上海机电 RV 减速器 新时达 - 华中数控 伺服电机 双环传动 RV 减速器 华中数控 CCR 系列 慈星股份 伺服系统 秦川发展 RV 减速器 埃斯顿 - 汇川技术 伺服电机 大族激光 谐波减速器 英威腾 IMP 系列 新时达 伺服系统 韶能股份 RV 减速器 汇川技术 IMC100 英威腾 伺服驱动 巨轮股份 RV 减速器 国内非上市公司 广州数控 GSK-RC 广州数控 伺服电机 南通振康 RV 减速器 固高科技 GUC 系列 雷赛智能 伺服系统 浙江恒丰泰 RV 减速器 卡诺普 伺服系统 苏州绿的 谐波减速 器 数据来源 ：各公司官网， 广发证券发展研究中心