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摆线针轮减速机

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人形机器人孕育新机遇产业链机遇解读!

米6体育网页版:人形机器人孕育新机遇产业链机遇解读!

来源:米6体育APP 作者:m6米乐在线登录入口网页版 时间:2022-09-11 12:15:02

  今年8月4日,马斯克在特斯拉股东大会上表示,特斯拉的“擎天柱”机器人将比特斯拉的电动汽车更有价值,可以彻底改变世界经济。受此消息影响,A股引发了一波围绕机器人概念的炒作。其中,减速机龙头绿的谐波底部在不到4个月的时间里上涨了400%以上,成为市场关注的焦点之一。

  虽然目前机器人概念已经过热,但从长远来看,相关领域仍处于爆发初期。今天就和大家一起分析一下机器人行业的增长逻辑和投资机会。

  在各国产业政策的鼓励和支持下,全球工业机器人的密度不断上升。据CRIA统计,2018年全球工业机器人平均保有量已达到99台/万人,其中新加坡最高达到831台/万人,韩国774台/万人,338台德国有338台/万人,中国有338台/万人。每万人140台,较2017年增长34.3%。各国汽车制造、3C行业、化工、金属加工业、食品制造等领域对工业机器人的需求持续增长,呈现良好态势发展趋势。

  2010-2018年全球工业机器人产量年均增长率为16.90%,但自2018年第四季度以来,工业机器人行业受到下游汽车、3C行业低迷的较大影响,对工业机器人行业造成了一定的影响。

  2019年工业机器人出货量。但随着自动化趋势的持续和技术进步,2020-2022年的年均增长率可以保持在11.97%,2022年全球工业机器人销量将达到59.3万台。

  目前,亚太地区的机器人销量占全球机器人销量的50%以上,成为全球最大的工业机器人市场。2018年销量总计28.3万辆,连续第六年创下新高,约占全球市场的67%。2018年,在亚太地区,中国、日本、韩国、新加坡和泰国的工业机器人销量分别位列全球第一、第二、第四、十二、十四位。其中,中国已成为全球工业机器人。最大的市场,约占总量的36%,已经超过了欧洲和美洲的总产量。

  目前,中国已成为全球最大的工业机器人市场,工业机器人作为自动化生产的终端设备,在制造业升级中发挥着至关重要的作用。

  预计2023年我国工业机器人市场规模将接近590亿台。据《机器人产业发展报告》统计,我国工业机器人市场近5年来年均复合增长率超过12%,现已成为全球最大的工业机器人应用市场。2021年,全国工业机器人产量将达到36.6万台,同比增长44.9%。预计随着国内下游制造领域的生产智能化和数字化升级浪潮,工业机器人市场规模看好。

  2023年,我国服务机器人市场规模有望突破600亿。2016-2021年,我国服务机器人年均复合增长率将达到34%,市场规模整体增速高于工业机器人。近年来,人工智能发展迅速。长期来看,未来人工智能最大的应用市场将出现在服务机器人领域,视觉引导机器人、陪伴服务机器人等新兴场景和产品将快速发展。随着消费群体的日益强大,服务机器人的市场空间更大。

  2021年12月28日,《“十四五”机器人产业发展规划》由十五个部门联合发布。

  提出到2025年,中国将成为全球机器人技术创新源头、高端制造业集聚区和集成应用新高地。机器人产业营业收入年均增长20%以上,制造机器人密度翻倍。其中,2020年机器人产业营业收入将突破1000亿元,制造业机器人密度为每万人246台,接近全球平均水平的两倍。

  “十四五”期间的主要任务是:1)提高产业创新能力,加强机器人关键核心技术研究;2)弥补产业发展短板,提升机器人关键零部件水平;3)聚集优势资源,推动高端机器人产品研发;4)拓展应用的深度和广度,实施“机器人+”应用动作;5)优化产业结构,打造一批专精特新“小巨人”企业,支持产业链上中下游协同创新,大中型企业融合发展,推动机器人产业链供应链多元化。“十四五”期间,机器人产业将迎来蓬勃发展。

  仿人机器人产业链主要分为上、中、下游三部分。具体来说,上游是核心软硬件,硬件主要包括伺服电机、减速器、控制器、传感器等;软件包括机器视觉、人机交互、机器学习、系统控制等;中游是人形机器人本体制造商,国内企业包括优必选、北钢科技,国外企业包括波士顿动力、美国敏捷机器人、日本丰田、本田、特斯拉。

  下游尚无成熟的商业应用,可能的应用场景包括欢迎酒会、展厅指导、大学研究等。工业机器人更多用于汽车、电子、金属加工、化工产品、食品制造等行业,执行焊接、上下料、装配、喷涂、上下料等任务。运动控制是仿人机器人外部供应链的主要环节。机器人的基本框架包括:交互、运动控制和识别。特斯拉介绍,软件主要是自己做的,比如行为决策和运动控制、自动神经网络训练等。在硬件方面,人形机器人对运动控制和感知计算能力有很高的要求。它们与工业机器人的核心部件基本相同。数量和质量都需要升级。预计运动控制将采用外部供应链。国产工业机器人伺服系统、减速机低端领域实现进口替代,高端领域持续提升;控制系统与工业机器人有较大区别,开发供应模式尚不明确。

  参考较为成熟的工业机器人成本结构,核心部件减速机、伺服系统和控制系统的成本占比分别超过65%、32%、22%和12%。目前,最有价值的部分是减速机。

  减速器:机器人移动的关节。减速机可以通过降低转速来增加扭矩来传递更大的负载,克服了由于伺服电机功率有限而导致输出扭矩较小的缺陷。减速机按结构和传动原理可分为RV减速机、谐波减速机、齿轮减速机和摆线针轮减速机等。机器人使用的减速机主要有3种:RV减速机、谐波减速机、行星减速机。最常用的是RV和谐波。

  预计25年后我国工业机器人的RV/谐波需求为4.6/41亿,仿人机器人将提高谐波减速器的需求天花板。人形机器人需要谐波的部位是头颈部、前臂、手腕、手等。RV应用于腰部、上臂、下臂等惯性大、扭矩输出大的部位。谐波局部化趋势明显。2021年,Harmonaco在中国的市场份额为38%。绿调占比大幅提升,新玩家入局,包括日本新宝、来福、铜川、大族。全球房车三大巨头分别是Nabtesco、Sumitomo和SPINEA,21年日本企业/Nabtesco的全球份额约为80%/60%。国产房车在技术上取得突破,高端/重载市场的市场占有率和产品系列的完善性有待进一步提升。

  伺服系统:机器人运动的心脏。伺服系统直接影响工业机器人的运动精度、控制速度和稳定性,主要包括伺服驱动器、伺服电机和编码器三部分。

  2021年我国工业机器人伺服系统需求20.7亿元,其中交流伺服占比65%。仿人机器人可能主要使用直流无框架力矩电机,可以在小体积内输出大的力。其中,颈、肩、肘、腕、腰、膝、踝等大关节一般采用100-200瓦的标准功率。电机组合形式;手关节可采用微型电机系统和微型电动缸系统,功率约为30~100瓦。2021年国产工业机器人伺服电机国外品牌占比约65%,汇川科技份额快速提升。CR1050%的中国无刷直流伺服市场,国内企业包括:布克、雷赛智能、和利时、江苏雷力等。国内领先企业中小功率产品核心技术指标达到国际领先水平,产品稳定性和耐用性存在差距。

  3.控制器:机器人运动的大脑。控制器是控制工业机器人位置、速度、加速度等的核心部件。

  工业机器人与人之间的人机交互也依赖于控制器。控制系统主要由控制器(硬件)和控制算法(软件)组成。

  2021年中国工业机器人控制器市场规模为14.7亿元。工业机器人控制器主要采用PC-Based控制。该系统具有很强的通用性和可扩展性,能够满足工业机器人复杂运动的算法要求。人形机器人的伺服驱动器数量高达几十个。对客户应用场景和工艺要求的了解是主要因素。单个厂商很难让仿人机器人在各种场景下通用。制造商负责车身制造+控制部分。该系统可能是解决方案之一。

  目前,仿人机器人的生产规模较小。未来进入量产阶段后,供应链方式将逐渐明朗。国内机器人供应链主要有埃斯顿、汇川科技、广州数控、华中数控、英威腾、雷赛智能、绿谐波、双环传动等,其中最有价值的是减速器模块。

  公司是国内领先的谐波减速机,谐波减速机是高端自动化设备的核心部件,技术壁垒高。经过十年的技术积累,公司通过自主研发掌握了核心技术,率先打破国外技术垄断,实现规模化生产。

  产品寿命/精度/效率等关键性能指标领先行业,同时具有更高的产品性价比和更好的技术服务。能力和更快的响应速度,具有全球竞争力。公司持续推进产业链横向拓展,研发机电一体化减速模块、伺服传动系统、机器人关节等精密零部件,推出新产品谐波数控转台(第五轴)生长。减速机的领跑者,深深受益于机器人行业的长期发展和进口替代趋势。

  公司作为我国工业机器人龙头企业,拥有丰富的机器人产品矩阵,涉及电子、新能源、汽车等下业。目前,公司主营业务包括自动化核心部件及运动控制系统、工业机器人及智能制造系统两大板块。收入增长表现良好。2021年实现收入30.2亿元,2021年同比分别增长+20.14%/20.42%。2022年Q1营收8.05亿元,同比增长26.59%,5年复合增长率高达34.8%。近年来,公司不断扩张和收购优质资产。2016年投资视觉公司Euclid,2017年投资运动控制公司Trio和机器人集成商M.A.i.,2019年收购焊接领域单项冠军Cloos。

  公司打通了“核心零部件+机体+集成应用”的全产业链竞争优势,机器人关键机械零部件自主加工率达到90%以上。同时,锂电池和光伏下游市场需求逐步打开,公司产品竞争力和影响力将进一步提升。

  公司是国内工控龙头,在产品、份额、技术、平台、管理等方面优势突出。业务涵盖通用自动化、电梯电气设备、新能源汽车、工业机器人、轨道交通等领域。2021年业务占比分别为50%/28%/17%/2%/3%。2021年伺服国内第一,变频器国内前三,SCARA机器人内资份额第一,电梯集成控制器份额第一,电控份额新能源汽车将位居第三。2022Q1公司营收和归母净利润分别增长40%/11%,订单和营收保持较高增速。其中,新能源汽车、工业机器人、通用自动化等收入增长167%/54%/28%。业务结构变化、上游压力、投资增加导致盈利能力调整。公司4月已上调系列产品价格,叠加成本优化效应,公司毛利率有望自Q2回升。

  公司专注于齿轮行业30年。以齿轮为核心打造工业“同心圆”,乘用车领域跟随变速箱从手动到自动再到电驱动,商用车领域引领商用车变速箱发展趋势,工业机器人领域成为RV精密减速机国内领先。再次进军注塑齿轮行业,布局电子元器件齿轮,始终专注于齿轮核心领域。客户覆盖新能源汽车、传统乘用车、商用车、工程机械等行业的国内外龙头企业,资源丰富,实力雄厚。受新能源汽车快速增长、工业机器人持续发酵、商用车稳步复苏及向自动变速器过渡等多重因素驱动,公司业绩有望继续稳健增长。

  随着劳动年龄人口逐年下降,人口红利逐渐消失,劳动力结构性短缺和劳动力成本上升已成为制约全国许多地区制造业发展的问题。人口老龄化和劳动力成本上涨是两个不可逆转的趋势,因此机器人替代劳动力是必然趋势。特斯拉人形机器人的出现,将整个行业带入了一个新阶段,机器人行业正迎来创新发展升级的重要机遇期。经过多年发展,国内工业机器人核心零部件厂商具备相应的技术储备,有望率先受益于即将到来的仿人机器人时代。