2023世界机器人大会的“凝心聚智-全球开放合作论坛”上,工信部副部长指出,随着技术变革和应用的不断深化,机器人产业已经迈入新的发展阶段,即将迎来变革性的飞跃。机器人作为智能制造时代转型的主力军,发挥着至关重要的工业生产作用。数据显示,自2015年至2022年,国内工业机器人产量从3.3万台飙升至44.31万台,年复合增速高达45%,这背后是政策和市场的双重驱动。政策层面,近期各地纷纷出台支持机器人发展的政策。6月,《上海市推动制造业高质量发展三年行动计划(2023-2025年)》提出,未来三年新增应用工业机器人不少于2万台。市场层面,老龄化、国产替代及产业结构转型等因素推动机器人产业中期发展。随着人口老龄化趋势加快,中国服务机器人市场具有巨大的潜力和发展空间。特别是2022年,中国服务机器人市场得到快速增长,教育、公共服务等领域的需求成为主要推动力,服务机器人市场规模达到447.76亿元。展望未来,到2023年,随着新兴场景的进一步拓展,服务机器人有望成为我国机器人产业的最大应用领域,市场规模将突破500亿元。此外,《“机器人+”应用行动实施方案》明确,到2025年我国制造业机器人密度较2020年实现翻番,行业发展潜力巨大。具体到A股市场,人形机器人**有望推动产业链内公司快速成长,未来特斯拉机器人进一步降本国产零部件有望持续受益,方向上,伺服器、控制器、减速器等核心零部件环节有望充分受益。- 电池系统。热管理:三花智控、拓普集团、银轮股份、盾安环境 ; FPC:东山精密
- 电驱系统。伺服电机/液压缸体:汇川技术 ;直流无刷电机:恒帅股份、中科三环 ;微型电机:江苏雷利、德昌电机 ; 精密减速器:绿的谐波、双环传动; 熔断器:法拉电子; 电机控制器:英博尔
- 智能感应系统。视觉/传感器:联创电子、韦尔股份、蓝思科技
- 结构件&外涂覆层。结构件:爱柯迪、拓普集团、旭升股份 ;外涂覆层/碳陶:金博股份、天宜上佳
- 核心零部件是关键,占整机成本的70%。主要是伺服系统(25%)、控制器(10%)、减速机(35%)、本体制造(15%)等。从盈利水平看,减速器毛利率为 40%,伺服系统为 35%,控制器为 25%。
- 重视减速器环节机会,国产减速器厂商有望获得更大份额。
- 机器人向轻量化、柔性化发展,将带动新领域如碳纤维复合材料和稀土钕铁硼电机等需求。
- 服务机器人较工业机器人产业链更为复杂,当下存在与电动车共享部分产业体系的可能。
2021年8月,马斯克首次公开展示特斯拉人形机器人Tesla Bot。今年6 月,马斯克再次于推特宣称,特斯拉将于今年9月30日公布人形机器人原型机,并将其命名为Optimus(擎天柱),预计最早将于2023年开始生产。根据公开信息,Optimus 身高1.72m,体重57kg,可负载20kg,最快运动速度8km/h。考虑到特斯拉强大的产业化能力与市场影响力,特斯拉 Optimus 的推出有望拉开人形机器人产业化序幕。人形机器人较其他服务机器人更容易被人们接受。参照“恐怖谷效应”,人形机器人在外形和行为设计上模仿人类,具有手部、足部、头部和躯干等,容易获得人类好感、亲近感并能满足情感认同,被接受和认可的程度更高。从基础功能角度来看,人形机器人已初步具备产业化条件;从现状来看,人形机器人距离真正产业化仍有一定距离。特斯拉新一代 Optimus 人形机器人,若其能够市场需求和成本之间形成有效平衡,就有望实现商业化的落地和规模化的量产。机器人核心零部件为伺服电机、减速机、控制系统、驱动器等(见下图)。从目前特斯拉公布的应用范围来看,人形机器人为服务机器人的技术升级,涉及到自动驾驶、视觉导航、传感器技术等多种技术融合,机械产业链方面主要涉及到机器人的核心零部件(伺服电机、减速机、控制系统、驱动器等)与机器视觉等方面。
核心零部件占整机成本的 70%,机器代人趋势下核心零部件有望直接受益。从工业机器人的成本拆分来看,伺服系统/控制器/减速器/本体制造分别占机器人整机成本的25%/10%/35%/15%,其中核心零部件成本合计约占整机成本的 70%机器人的核心技术包括感知模块、交互模块和运控模块。特斯拉Optimus 将搭载约 40 个电机,实现对颈部、手臂、手指、躯干、腿部等部位的控制,电机数量较传统工业机械人和服务机器人有大幅提升。类比工业机器人,“电机+减速器”的集成有望成为人形机器人大关节的主要动力组合,减速器需求空间将被打开。(1)谐波减速器:据国盛证券预测,肩部、肘部、腿部、腕部、腰部、颈部等几个主要关节的谐波减速器用量为 9~14 个,假设谐波均价为 1500 元,单台用量为 10 个,则单台机器人谐波减速器价值量约为 1.5 万元,100 万台人形机器人销量对应谐波需求量约为 1000 万个,对应市场规模 150 亿元。(2)RV减速器:据国盛证券分析,人形机器人腰部、髋部空间较大,且对承载能力要求较高,预计配备 RV减速器 2~4 个。假设均价为 3000 元,单台用量为 2 个,则单台机器人RV 减速器价值量约为 6000 元,100 万台人形机器人销量对应 RV 减速器需求量约为 200 万个,对应市场规模 60 亿元。产能+成本优势明显的国产减速器厂商有望获得更大市场份额。2.2 伺服系统:机器人的动力系统,工业领域市场规模近 300 亿元目前我国伺服供应商由国外品牌主导,国内企业处于成长阶段。根据 MIR数据统计,在 2020 年的伺服市场中,前三名仍被日系伺服品牌牢牢占据,合计占比达 40%,其中安川占比 11.3%,排名第一位,紧随其后的是松下(10.5%)和三菱(9.9%)。日台系厂商业绩普遍下滑;国内伺服企业增长迅速,以汇川、禾川技术和埃斯顿比较典型。控制系统相当于机器人的大脑,负责向机器发布和传递指令动作,控制机器人在工作中的运动位置、姿态和轨迹。典型的运动控制系统主要包括控制器、伺服系统和传感器三个部分,运动控制器向伺服系统发送指令,进而带动工作机械(负载)实现特定运动。2.4 本体+视觉控制等外围:本体材料轻量化,传感技术或仍以视觉为主(1)本体:轻量化的复合材料、金属材料为首选,对触感要求高的部位或采用硅胶(2)传感:仍以视觉传感为主,或引入工业级双目/多目相机人形机器人需要很多传感器。根据检测对象的不同,可以分为内部传感器、外部传感器2.4 散热:风冷、散热器散热、导热材料+新兴散热解决方案
由于要面对大量信息,大量的动作,人形机器人运算量非常大,其所有的元件都在发热,因此,散热也是研制人形机器人需要解决的最重要问题之一。2.5 电池:三元锂电池或为主要解决方案
特斯拉bolt原型机将在今年9月30日现身。国金证券梳理的产业链图谱如下:
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