中國工業機器人：乘科創板東風破千浪
http://www.debgrams.com 2019-05-24 16:34 來源：摯金資本 陳維斌
相較于服務機器人，工業機器人更能在研發、制造上體現 “中國智造”的競爭力。但由于工業機器人產業存在一系列需要攻克的“隘口”：激烈的國際競爭、較長的研發周期、較高的技術及資金門檻、非標準的落地場景、模糊的市場爆發前景等。使得其從技術到市場的路徑顯得并非那么清晰，與資本市場上一個投資周期中追求 “短平快”的激進打法適配度較低。
2015年“中國制造2025”的頒布，2016年“十三五”規劃綱要的出臺，使得高端制造行業真正進入資本視線。但彼時消費互聯網、人工智能風頭正勁，作為高端制造的技術先鋒的工業機器人并未受到資本偏愛。其中最直觀的表現就是資本給定的市銷率，工業機器人全球領軍者“庫卡”2017年被美的收購時市銷率僅為2倍，遠低于同期的互聯網和人工智能軟件、服務機器人項目。而進場的資本也多希望“快進快出”，與工業機器人自身的前期投入大、周期長、成長速度慢的等特質存在矛盾，甚至加劇工業機器人企業向下游扎堆，進行價格戰。
即便如此，中國自2013年起便連續5年成為全球最大機器人市場，是世界上除日韓外第三個具有完整產業鏈的國家，在工業機器人供銷兩端表現亮眼。2017年中國市場工業機器人銷量為13.6萬臺，同增60%，占全球比重達35%，國際機器人聯合會（IFR）預測2018-2020年中國機器人銷量增速為20%-25%。機器人企業數量也從2013年不到300家爆發式增長到2017年超6500家。市場的膨脹、產業鏈的完整并不意味中國工業機器人廠商已經制霸全球，而這一點主要由中國工業機器人產業鏈的不均衡造成。但我們認為無論是從產業層面還是宏觀層面趨勢來看，中國工業機器人已經進入前所未有的歷史機遇期。
供給端趨勢——下游向上游延伸、國產替代化進程加快
工業機器人是指面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器設備。人的動作由大腦操控，大腦發出的指令經由小腦、神經的協助，驅動肌肉、骨骼做出反應。機器人也是如此，三大系統中控制系統的控制器起到大腦作用，動力系統中起到驅動作用的伺服器和起傳動作用的減速器，接收控制系統指令，傳導到與肌肉、骨骼同構，由機身、手臂等部件構成的機械系統，由其承載并實際完成運動。綜上，機器人產業鏈主要由上游以控制器、伺服器、減速器為代表的核心部件研發生產商，中游由機械部件構成的機器人本體研發制造商，下游涉及行業垂直解決方案的系統集成商組成。其中上、中、下游市場規模比約為2:3:10，本土競爭力分別為低、中、高。毛利率分別為30%-40%、10%-20%、30%-40%。下游市場以其規模大，本土競爭力強，毛利率高成為必爭之地。
下游集成方案商主要是指軟件進一步開發以及針對客戶定制系統集成。按照工作性質、場景可分為搬運（上下料、碼垛）、加工（打孔、焊接、噴漆、激光切割、拋光、涂裝）、檢查、組裝（裝配、包裝）等，主要應用于汽車、電子、金屬加工等細分行業。目前，由于缺乏技術壁壘，且國際品牌因服務縱深不夠難以切入，國內企業大都在此聚集。2017年工業機器人系統集成商超過3000家，國產覆蓋率達90%以上。龍頭以強大的資源整合能力、專業而深刻的行業理解，以及足以應對“3331”付款周期的資金規模等優勢收割市場、淘汰小玩家，使得競爭白熱化。
中游主體部分機械部件主要有，機座（部分有行走結構）、機身、臂部、腕部、手部等，整體趨勢是智能化、輕量化、可移動化。按照機械結構，可主要分為直角坐標型、圓柱坐標型、球面坐標型、關節坐標型。直角坐標型圍繞X、Y、Z三軸進行運動，適用于大工作空間的物料搬運；圓柱坐標型可作升降、回轉和伸縮動作；球坐標型能回轉、俯仰和伸縮；關節坐標型有多個轉動關節，以下幾種為主流：垂直多關節型，其中六軸包括旋轉S、下臂L、上臂U、手腕旋轉R、手腕擺動B、手腕回轉T共6個自由度，每個軸由伺服電機、軸減速器驅動，廣泛用于汽車、電子生產工序；平面多關節型SCARA，適用于小范圍、高速運動，如3C行業精密裝配；并聯關節型Delta，與串聯型相比精度較高、自由度較大、承載能力強，主要用于高速取放、篩選。自動導引運輸型AGV主要應用于智能倉儲。
目前主體以“四大家族”為主，2017年日本發那科、德國庫卡、瑞士ABB及日本安川的銷量占全球份額為49.3%，而中國市場上本土工業機器人品牌只占25%。由于不具備對于產業鏈上下游的控制力，就無法形成壁壘、獲得市場，且這一部分國際競爭較強，毛利率相對較低，除非有較強技術和資源整合能力的公司，目前國內廠家很少單獨切入這一模塊。
上游減速器、伺服器、控制器為工業機器人的三大核心零部件，成本占總體比近70%。其中減速機占比最高達40%且技術壁壘最強，直接影響機器人的速度、精度，因而對于該技術的突破能為企業賦予更高議價權。目前兩種主流減速器，RV及諧波中日本廠商納博特斯克和哈默納科分別占據60%、15%的市場。受制于技術及精密制造能力，核心部件國產化率在全產業鏈中處于最低。而工業機器人的國產化替代需要穿透到底層核心零部件，才能保證在中美貿易摩擦等國際大環境下順利實現國產化替代，因而攻克這一部分的技術和市場，對于中國企業來說任重道遠且勢在必行。
總體而言，中國工業機器人產業趨勢是下游向上游延伸以及國產化替代加快。產業鏈中的價值高地為上游核心部件的國產替代，在解決技術瓶頸、實現高穩定性產品量產后，中國企業以性價比、出貨速度、服務質量和對終端市場的理解取勝。中游企業應與上下游聯動，以市場為導向將技術價值最大化，將技術力、產品力轉化為實在的市場表現。下游集成傾向于找準定位，提供垂直領域更為深入、專業的服務，在競爭激烈形成自己的護城河。未來機器人產業上中下游呈現融合趨勢，具有合作能力或者全產業鏈研發能力的企業將走出來。
打破外資公司壟斷上，國產品牌搶占客戶心智最重要的是產品的標準化、穩定性、適用性，因而預計整個行業需進入標準化的時代。各自為營導致市場上產品魚龍混雜，缺乏統一衡量標準。使得客戶呈現兩極分化，一部分對于品牌的敏感超越了對于價格的敏感，因為品牌為產品質量背書，能減少選擇成本，避免后期使用、維護、人工替代中的額外問題。另一部分初始預算有限的客戶，并不注重品牌差異，只是選擇最低價產品，驅動機器人進行價格戰的同時，不易于其自身使用效果的提升。
對于投資機構而言，踏實沉到產業鏈中尋找具有壁壘、高效、落地能力強的技術路徑和標的，深入到終端市場中尋找真正的剛性需求和需求解決方案提供者,而產品邏輯和商業模式經得起產業和市場驗證的公司，才真正具有投資價值。
需求端趨勢——市場、政策助力下，短期波動不會改變“機器代人”進程
2018年受終端行業形勢影響，中國工業機器人行業增長放緩。中國汽車行業經歷了28年來的首次下滑，2.8%的負增長導致工業機器人在汽車行業的銷量下降15％。而全球智能手機銷量下滑5％，也將工業機器人在3C行業的銷量拉低8％。長期來看，就存量市場而言，目前中國工業機器人滲透率與歐美國家對標，還存在較大提升空間。2017年中國汽車行業機器人密度為634 臺每萬人，約為日本、美國、德國的1/2，韓國的1/4。非汽車行業31臺每萬人，更是約為美國的1/4、德國的1/6、日本的1/7、韓國的1/17。
就增量市場而言，隨著經濟復蘇、新能源汽車替代市場的成熟、5G技術的商業化應用，工業機器人市場也將回暖。無論是從能源安全、環境保護還是中國汽車工業在全球市場的戰略布局角度，新能源汽車發展已成必然趨勢，因而目前中國新能源汽車3.73%的低滲透率意味著巨大的增長空間。而預計2020年拉升中國GDP增長超4190億元的5G技術，將帶來通信產業鏈變革，其中上游器件、中游設備最先受益，相應的工業機器人需求也將爆發。
此外，政策因素在中國工業發展中起到重要作用。2018 年工業強基工程重點名單強調的“控制器”、“高精密減速器”、“伺服電機”與工業機器人息息相關。今年兩會政府也將制造業增值稅從16%降至13%，使企業有機會卸下包袱，在智能制造的應用上有所動作。資本市場科創板淡化利潤、鼓勵券商推薦五大行業，都為工業機器人企業尋求資本市場助力開了綠燈，目前科創板受理的72家企業中，工業機器人系統集成相關企業就有5家，將硬科技為科創板重點扶植，已成為共識。
工業機器人上升曲線最具有驅動力的因素是勞動力。中國已進入人口紅利拐點后周期，2018年人口出生率降至創歷史新低的10.94‰，勞動人口數量也首次下降，未來用工成本高漲趨勢將持續并加劇。正是由于此種趨勢，“機器代人”從機械化、自動化逐步向信息化、智能化方向延伸。機械化層面機器在重復性動作上輔助人工生產；自動化層面機器在操作上驅動生產，在這一制造業、物流業由低端向先進轉型的浪潮下，生產呈現精細化、穩定化、高效化趨勢，機器代人也從低精度延伸到高精度領域，特別是在極端環境、全天工作等場景下。此時，機器以更全面的性能表現，在更多維度替代人工，實現自動化生產。而當下工業機器人信息化、智能化趨勢正興，工業領域“機器代人”更呈現機器智能向人工智能轉化的新趨勢，除機器視覺等傳感器帶來的性能提升外，深度學習也尋求在工業機器人領域的落地，以期實現機器自主學習、人機交互甚至機器決策。疊加大數據在生產流程、內部管理和消費市場各個環節的滲透，真正實現定制化、精細化生產，在執行、應用層面助力工業物聯網及智能制造，切實促進“中國制造”向“中國智造”轉型。
因而我們認為具有機器智能、人工智能底層技術、數據能力，又能與工業機器人產業鏈結合的項目會為智能制造和工業機器人帶來改變。但智能制造領域人工智能的落腳點在“制造”，只有通過制造，算法、數據才得以訓練、搭載，實際生產中出現的成本、效率、量產、品控等問題也才得以真正解決，切不可本末倒置。
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