机器人产业篇：从量变到质变——国产机器人有望弯道超车.pdf

请务必阅读正文后的重要声明部分 2017 年 12 月 20 日 证券研究报告策略 专题报告 大国崛起系列三：机器人产业篇 从量变到质变 国产 机器人有望弯道超车 摘要 西南证券研究发展中心 此前我们率先推出大国崛起系列专题报告，旨在向投资者揭示中国制造业的许多细分领域正在发生的一些质的变化，进而挖掘其中的投资机会 。 我们用 与此前 类似的框架和逻辑，去分析国内的整个机器人产业链各环节的竞争格局，进而为投资者挖掘在细分领域已经或者有望脱颖而出的公司。 本篇报告的主要研究结论如下： 发展机器人产业既是制造强国的必经之路（工业机器人），也是迈向美好生活的重要切入点（服务机器人），因此国家对于机器人产业高度重视。 2015 年国务院发布的中国制造 2025文件正式标志着机器人产业（或者高端制造）正式上升为国家战略。 从产业链格局来看，机器人产业链较短，但技术壁垒高，主要包括四个核心环节：核心零部件、本体制造、系统集成和行业应用。 目前核心零部件和本 体制造方面，基本被美日欧的巨头公司垄断，而国产品牌精度和稳定性较差，国内国产品牌机器人市占率仅 26%，亟待突破。 从行业发展空间来看， 2008 年金融危机以来，全球机器人维持高速增长的态势。 全球年平均增长率达到 17%，而国内机器人产业更是达到 28%，远超全球平均水 平。在工业机器人领域，国内主要受制于核心零部件技术水平低，产品偏 低端，而未来在服务机器人领域，以及人工智能时代，中国与发达国家的差距较小，有望继续实现弯道超车。 在技术瓶颈约束下，中国制造公司通过并购加速国产化进程。 其中美的集团并购德国库卡集团的案例 最为出名，目前美的已经完成收购，而其他国内大型制造企业的海外并购案例屡见不鲜，这有助于快速突破技术壁垒，加速机器人国产化的进程。此外，在机器人产业浪潮下，国内二级市场的并购案例也相当频繁，仅 2017 上半年就达到 20 起。 投资策略：我们认为 在 政策的持续大力度的支持下， 机器人产业是未来 10 年确定性较高的高成长行业。从投资的角度，我们建议关注三条主线： 1）在核心零部件环节，关注技术研发取得突破，或通过并购取得技术的公司； 2）在系统集成环节，关注业务已经具备一定规模的公司； 3）在服务机器人以及人工智能新领域，关注已 经积极布局的公司。 建议关注 标的组合： 美的集团（ 000333）、机器人（ 300024）、汇川技术（ 300124）、克来机电（ 603960）、 埃斯顿（ 002747）、巨星科技（ 002444）、智云股份（ 300097）等。 风险提示： 机器人产业发展进程不达预期；中国制造业公司海外并购受到限制风险；国内再融资监管政策限制二级市场并购风险；市场系统性风险（地缘政治、金融去杠杆等）。 分析师：朱斌 执业证号： S1250515070001 电话： 021-68415861 邮箱： zhbinswsc 联系人：钱海 电话： 021-58351960 邮箱： qhaiswsc 联系人：武雪原 电话： 010-57758579 邮箱： wuxueyswsc 相关研究 1. 策略周报（ 1211-1217）： A 股回调接近尾声，请准备好 （ 2017-12-18） 2. 策略专题：小市值公司还有机会吗？（ 2017-12-12） 3. 策略专题：“他经济”真的就不如“她经 济 ” ？ 被 忽 视 的 男 性 消 费（ 2017-12-12） 4. 策略周报：注重周期股在当前的配置价值（ 2017-12-04） 5. 2018 年市场展望：潮平两岸阔，风正一帆悬（ 2017-12-01） 6. 策略周报：世界各国的慢牛是怎么样的（ 2017-11-26） 7. 策略专题：慢牛行情震荡不可避免（ 2017-11-19） 8. 策略周报：慢牛途中，市场无忧 （ 2017-11-12） 9. 策略专题：谁在主导 A 股 A 股大趋势系列（一）（ 2017-11-07） 10. 策略专题：周期增速放缓，消费景气度上升 A 股 2017 年三季报业绩全解（ 2017-11-01） 策略专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 目 录 1 引言 . 1 2 全球机器人历史变迁和产业链梳理 . 1 2.1 全球机器人发展历史变迁：发达国家主导 . 1 2.2 机器 人产业链梳理 . 2 3 全球机器人产业链环节的竞争格局分析 . 4 3.1 全球机器人产业发展现状：金融危机后快速发展 . 4 3.2 美日欧机器人产业模式比较：国际分工下各有优势 . 5 3.3 全球机器人产业链环节竞争格局分析 . 6 4 国内机器人产业发展趋势展望 . 7 4.1 国内机器人市场规模未 来有望保持高增长态势 . 7 4.2 政策的大力扶持以及产业族群的形成 . 9 4.3 工业机器人尚处于初期，服务机器人是新蓝海 . 12 4.4 并购浪潮与国产化替代加速 . 13 5 投资逻辑及标的组合 . 15 6 风险提示 . 16 策略专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 图 目 录 图 1：机器人产业发展历史简要梳理 . 2 图 2：机器人产业链全梳理 . 3 图 3：全球工业机器人应用领域分布 . 4 图 4：中国工业机器人应用领域分布 . 4 图 5： 2010 年以来全球工业机器人销售数量快速增长 . 4 图 6： 2010 年以来全球工业机器人销售金额快速增长 . 4 图 7： 2014-2019 年全球工业机器人安装量区域分布变化情况 . 5 图 8：美日欧机器人产业的产业模式和优势比较 . 6 图 9： 2016 年 全球工业机器人供给格局 . 6 图 10： 2016 年外资品牌工业机器人厂商市场份额 (%) . 6 图 11：全球工业机器人产业链各环节竞争格局梳理 . 7 图 12：中国工业机器人中各部件成本占比 . 8 图 13： 2017 年中 国工业机器人产业环节市场容量估算（亿元） . 8 图 14： 2012 年以来国内机器人市场规模变化趋势和预测 . 9 图 15：国内企业和外资企业机器人市场占有率对比 . 9 图 16：中 国制造 2025提出的到 2020 年机器人产业发展目标 . 11 图 17：从工业机器人到服务机器人再发展到 AI（人工智能） . 13 表 目 录 表 1：机器人核心零部件国内外厂商的技术对比 . 8 表 2：近年来国内机器人产业重大政策梳理 . 9 表 3：全国机器人产业 园分布梳理 . 12 表 4： 2017 年上半年国内机器人公司并购案例梳理 . 13 表 5：机器人产业链国内上市公司梳理 . 15 策略专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 1 1 引言 此前 我们率先推出大国崛起系列 专题报告，旨在向投资者揭示中国制造业的许多细分领域正在发生的一些质 的 变化 ，进而挖掘其中的投资机会。在今年 10 月份，我们先后推出了日出东方，谁与争锋 面板行业的替代、中国“芯”承载中国梦 国产芯片的崛起两篇报告，引起了市场的广泛关注 ，面板显示产业链（以京东方为代表），芯片产业链（以中芯国际、长电科技为代表）的优异市场表现是对我们报告逻辑的最好印证。 我们最早 也 梳理过 LED 产业 ，从 LED、面板、芯片这三个产业看国内制造业崛起的路径 有许多相似性。首先 在第一阶段， 作为新兴产业 ，这些产业一开始都受到政策的大力扶持 ，甚至直接给与补贴，因而在产业 初期，大大小小的企业如雨后春笋般发展起来，但随着产业扶持起来后，政策扶 持的力度逐渐减弱， 那些拥有较强管理经营能力的公司开始脱颖而出，并逐渐发展成为行业的国内龙头 ，而经营 效率较差 的中小企业开始退出市场。 其次进入 第二阶段，国内龙头 开始走向世界，在国际分工作用下，凭借较低的劳动力成本优势，以及政策优势，大力扩产能，以较低的毛利率换取国际市场份额；最后进入第三阶段，随着这些制造领域的市场份额达到全球领先的水平，中国企业的议价能力开始有质的回升， 财务表现上 就是毛利率的长周期拐点 ，同时业绩也开始加速回升。我们看到无论是国内光伏龙头隆基股份、LED 龙头三安光电、面板龙头京东方，大致都经历这 样的过程。 因此，从这个意义上来说，我们可以通过观测制造业细分领域毛利率的长周期拐点来判断产业的拐点。 本篇报告是大国崛起 专题 系列报告的第三篇，我们用类似的框架和逻辑，去分析国内的整个机器人产业链 各环节 的竞争格局，进而 为投资者 挖掘在细分领域已经或者有望脱颖而出的公司。 2 全球机器人 历史变迁 和产业链梳理 2.1 全球机器人 发展历史 变迁 ：发达国家主导 机器人从应用范围来说既有制造环境下的工业机器人，也有非制造环境应用下的服务机器人，因此机器人产业 既 是高端制造业的关键支撑设备，同时也是美好生活的重要切入点 ，其研发及产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志。 1954年 美 国研发出世界第一台可编程机器人， 随后 1959年美国造出第一台工业机器人，并成立了世界上的第一个机器人制造工厂，标志着全球机器人产业的开端。 此后 经过 60 多年的发展， 尤其是 2008 年全球金融危机之后，世界工业发达国际纷纷将机器人的发展上升为国家战略，力求继续保持领先优势， 当前 这些 国家已经建立起完善的工业机器人产业体系，核心技术与产品应用领先，并形成了少数几个占据全球主导地位的机器人龙头企业。 综合发达国家机器人行业发展经验，我们可以将机器人行业发展大致划分为五个阶段：发展萌芽期（技术准备）、发展初期（产业孕育）、产业形成期、产业发展期和智能 化 应用期。美日欧机器人产业已完成前 面 四个阶段，目前处于智能 化 应用期 。 而对比之下， 国内机器人研发起步于 20 世纪 70 年代，近年来，在一系列政策支持下及市场需求的拉动下，国内机器人产业实现快速发展，在服务机器人在科学考察、医疗康复、教育娱乐、家庭服务等领域已经研制出一系列代表性产品并实现应用，并 且自 2013 年起 中国成为全球第一大工业机器人应用市场，但总体来看， 国内 机器人产业还处于发展初期。 策略专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 2 图 1：机器人产业发展历史 简要梳理 数据来源：机器人网，西南证券整理 美国是工业机器人的诞生地，早在 1959 年，美国的 UNIMATION 公司就生产出了世界上第一台工业机器 UNIMATE。 到上世纪 70-80 年代，进入机器人行业的很多公司机器人业务开始出现亏损，财务数据显示，美国机器人产业在 1979 年 -1982 年经历了 5 年的巨额亏损，在这期间，每一年有净损失的生产者数量都要超过有净利润的生产者数量。 因此，在这个阶段，美国自身的工业机器人本体产业发展缓慢，而机器 制造业产能 也逐步 转移到亚洲（产业的转移背后有其固有规律，跟面板、芯片等发展格局类似）， 日本机器人产业 就是 在 80 年代 也顺势 实现了对美国的反超，成为机器人 制造大国 。 2.2 机器人产业链梳理 机器人产业链主要包括四个核心环节：核心零部件、本体制造、系统集成和行业应用 。总 的来说 ，机器人产业链较短，技术壁垒较高，而且每个环节都至关重要。 策略专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 3 图 2：机器人产业链全梳理 数据来源：机器人网，西南证券整理 （ 1） 核心零部件环节： 机器人的核心零部件包括伺服系统、减速器、控制器、传感器等，机器人的控制过程是由控制器发指令给伺服驱动， 然后 驱动伺服电机旋转， 最后 通过减速机执行动作。 （ 2）本体制造环节： 机器人本体也称为机器人裸机，按照机械结构分，可以分为直角坐标机器人、 SCARA 机器人、关节型机器人、圆柱坐标机器人等。从产业发展前景来看，国外工业机器人本体发展成熟，国内仍处于初步发展阶段。 （ 3）系统集成环节： 是指在本体上安装夹具及其他配套系统（视觉控制、力控等）以完成特定功能，集 成按照应用分类可以分为搬运应用、焊接应用、喷涂应用、切割应用等。 （ 4）行业应用环节： 目前来看， 汽车制造业 是工业机器人占比最高的应用领域，涵盖了汽车整车及汽车零部件生产、加工及仓储的全过程。而 电子行业 由于制造柔性化和生产高速性的要求，必将对工业机器人产生大量需求。 金属和机械加工行 业引入工业机器人，有利于产品的批量化生产，降低人力成本，提高生产效率和管理水平 ； 塑料橡胶等高污染行业 以及与民生相关的食品饮料和制药等行业也将是 未来 工业机器人 的 重要应用领域。 机器人产业链 核心零部件 伺服电机 减速器 传感器 控制器 本体制造 SCARA机器人 圆柱坐标机器人 直角坐标机器人 关节型机器人 系统集成 工业机器人 喷涂机器人 搬运机器人 分拣机器人 焊接机器人 服务机器人 专业服务机器人 国防和军工机器人 医疗机器人 野外作业机器人 物流系统机器人 家庭服务机器人 家务机器人 娱乐机器人 行业应用 汽车 石油化工 金属制品 电子 仓储物流 策略专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 4 图 3： 全球工业机器人应用领域分布 图 4：中国工业机器人应用领域分布 数据来源：前瞻网，西南证券整理 数据来源：前瞻网，西南证券整理 3 全球机器人 产业链环节 的 竞争 格局 分析 3.1 全球机器人产业发展现状 ：金融危机后快速发展 从总规模看，金融危机以来全球机器人产业保持快速发展态势。 金融危机影响后，全球机器人行业市场规模不断扩大，近 5 年来， 全球工业机器人销量年均增速超过 17%。 全球制造业机器人密度（每万名工人使用工业机器人数量）平均值由 5 年前的 50 提高到 66，其中工业发达国家机器人密度普遍超过 200。与此同时，服务机器人发展迅速，应用范围日趋广泛，以手术机器人为代表的医疗康复机器人形成了较大产业规模，空间机器人、仿生机器人和反恐防暴机器人等特种作业机器人实现了应用。根据 IFR（国际机器人联合会）发布的最新报告， 2016 年全球工业机器人销量继续保持高速增长，达到 29.4 万台，同比增长 14%。其中，中国工业机器人销量 9 万台，同比增长 31%。 IFR 预测，未来十年，全球工业机器人销量年平均增长率将保持在 12%左右。 图 5： 2010 年以来全球工业机器人销售数量快速增长 图 6： 2010 年以来全球工业机器人销售金额快速增长 数据来源：前瞻网，西南证券整理 数据来源：前瞻网，西南证券整理 36% 8% 23% 6% 3% 24% 汽车制造 金属制品 电子电气 塑料及化学制品 食品 其他 61% 8% 7% 7% 2% 15% 汽车制造 金属制品 电子电气 橡胶及塑料 食品 其他 -2002040608010012005101520253035402010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 全球工业机器人销量（万台） 同比增长（右轴： %） 051015202530350501001502002010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 全球工业机器人销售额（亿美元） 同比增长（右轴： %） 策略专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 5 从工业机器人安装量来看，中国已连续成为世界最大的工业机器人消费市场。 日本、德国的工业机器人水平全球领先，四大 巨 头成 为全球主要的工业机器人供应商 ，其中： 日本在工业机器人关键零部件（减速机、伺服电机等）的研发方面具备较强的技术壁垒 ； 德国工业机器人在原材料、本体零部件和系统集成方面有一定优势。 从市场需求的地区分布来看， IFR 统计显示， 2016 年全球工业机器人销售额首次突破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、美国和德国等主要国家销售额总计占到了全球销量的 3/4。 从全球工业机器人的年安装量变化情况来看，据 IFR 的统计， 2016 年中国安装量占 比提升至31.0%，北美、日本、韩国和德国的安装量比重略有下滑。整体来看， 2016 年亚太地区依然是工业机器人安装量增量最大的市场。据 IFR 的预测，到 2019 年，中国安装量比重将进一步上升至 38.6%。 图 7： 2014-2019 年全球工业机器人安装量区域分布变化情况 数据来源：前瞻网，西南证券整理 3.2 美日欧 机器人产业 模式比较 ：国际分工下各有优势 根据上文的分析， 从产业发展过程来看，当前 美日欧工业机器人产业发展 已经 完成了前四个阶段 ， 正迈向 智能化应用 期 ， 并形成了各自的产业模式 ，一言以蔽之，美国优势在系统集成，日本强调产业链分工，欧洲强调本体加集成的整体方案 。 总体来说 ，全球工业机器人主要由美日欧 主导， 并且已经实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。日本自上世纪 60 年代末从美国引进机器人技术后，已经成为机器人第一大生产国， 并且在工业机器人、家用机器人方面优势明显，期中 工业机器人约占全球 60%份额，主要代表企业有发那科、安川、那智不二越等 。 欧洲 在工业机器人和医疗机器人领域居于领先地位，期中工业机器人 占据全球 30%的市场份额，代表企业有 ABB（瑞士）、库卡（德国）、柯马（意大利）等。 而在新的国际分工下，美国更重视集成业务与机器人前沿技术的研发， 主要优势在系统集成领域，医疗机器人和国防军工机器人， 代表企业有 AdeptTechnology、AmericanRobot、 IntuitiveSurgical、 RethinkRobotics 等。 14.1 14.4 13.1 11.1 25.9 27 31 38.6 13.3 13.8 13.1 10.4 11.2 15.1 13.8 11.1 9.1 7.9 7.2 6 26.5 21.8 21.7 22.7 0%20%40%60%80%100%2014年 2015年 2016年 2019年预测 北美 中国 日本 韩国 德国 其他 策略专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 6 图 8： 美日欧机器人产业的产业模式和优势比较 数据来源： 前瞻网 ，西南证券整理 从企业来看， ABB、发那科（ FANUC）、库卡（ KUKA）和安川电机（ YASKAWA）这四家企业是工业机器人的 四大巨头 ，成为全球主要的工业机器人供货商，占据全球约 50%的市场份额 ， 其中 发那科（ FANUC）的销售占比最高，占比达到 17.3%。 图 9： 2016 年全球工业机器人供给格局 图 10： 2016 年外资品牌工业机器人厂商市场份额 (%) 数据来源：前瞻网，西南证券整理 数据来源：前瞻网，西南证券整理 3.3 全球机器人产业链环节竞争格局分析 从产业链结构上看，工业机器人由减速器、伺服电机、控制器、本体四大部件构成，前三者分别占整机成本约 35%、 25%、 15%，这三大部件大多被外资垄断，而国内机器人整机制造企业在关键部件配套方面严重受制于人，基本没有议价能力。而其中 精密减速机、交流伺服电机和控制器是机器人最核心的零部件。 在精密减速机方面，约 75%的份额被日本的Nabtesco 和 HarmonicDrive 两家垄断，其中 Nabtesco 在工业机器人关节领域有 60%的市占率。而交流伺服电机及控制器基本被日本、德国、美国垄断，代表企业有日本的安川、松下，德国的西门子，美国的 PMAC。 美国 产业模式： 系统集成 优势领域： 医疗机器人、国防军工机器人 代表企业 ：AdeptTechnology、AmericanRobot、IntuitiveSurgical、RethinkRobotics 日本 产业模式： 产业链分工 优势领域： 工业机器人、家用机器人 代表企业： 发那科、安川、那智不二越 欧洲 产业模式： 本体 +集成模式 优势领域： 工业机器人、医疗机器人 代表企业： ABB（瑞士）、库卡（德国）、柯马（意大利） 60% 30% 10% 日本 欧洲 其他 17.3 15.7 12.9 12.1 7.9 4.8 4.7 4.1 3.5 3.2 2.11 1.9 1.6 8.2 FANUCABBYASKAWAKUKAEpsonOTCKAWASAKIPannsonicNachi策略专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 7 图 11： 全球 工业机器人 产业链各环节 竞争格局 梳理 数据来源：机器人网，西南证券整理 中国在机器人核心零部件环节有非常大的提升空间。 以占机器人整机成本最高的减速器为例，目前精密减速器市场大半被日本企业占据，当下国外机器人在减速器上的成本在 15-20万，而国内的机器人的成本却在 30 万左右，比国外机器人成本高出近一倍。在伺服电机方面，国内公司的整体份额低于 10%；在驱动器上同样如此：国内 80%的驱动器需要从欧美和日本进口。国外的巨头厂商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，而且很多工业机器人厂商本身就是核心部件的提供商 ，比如 日本发那科是世界上最大的专业数控系统生产厂商，安川和松下都属于全球最大的电机制造商。 4 国内机器人产业发展趋势展望 4.1 国内机器人市场 规模 未来有望保持 高增长态势 国内机器人市场规模保持良好的发展态势，未来增长潜力巨大。 当前在中国面临着劳动人口红利较小、劳动力成本上升以及经济转型升级的大背景下， 国内机器人市场呈现高增长的态势，过去 5 年来的年均增长率高达 28%。， 而同期全球机器人市场的平均增长率为 17%。并且 中国已经连续五年成为全球 第一大 工业机器人应用市场 ，其规模约占全球市场份额的三分之一 。 2017 年 8 月，世界机器人大会上发布的中国机器人产业发展报告（ 2017 年）的数据显示， 2017 年，中国 工业机器人销量将首次超过 11 万台， 机器人市场规模预计将达到 62.8 亿美元 。 按照目前的发展速度测算，预计到 2020 年机器人产业市场规模将突破 100亿美元，有望成为全球第一大机器人（包括工业机器人、服务机器人、特种机器人等）应用市场，市场潜力巨大。 在核心零部件方面，中国在减速器、伺服电机、控制器等关键零部件上长期受制于人的状况正在发生改变。 近年来随着工业机器人下游需求火爆，本体生产制造商规模日益增大，核心零部件国产化趋势开始显现。在技术层面， 目前中国已将突破机器人关键核心技术作为重要战略，国内厂商已攻克减速器、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题， 正在稳步推进这些零部件的国产化，例如：中国自主研发的汽车车身柔性焊装自动生产线已打破这一