行业报告中国智造系列之二工业机器人开启新篇章-170822 22页

1、投资策略主题报告证券研究报告 2017 年 08 月 22 日 工业机器人开启新篇章“中国智造”系列之二 工业机器人特点：发展工业机器人是实现工业互联网的基础，也是第一步。工业机器人是智能制造装备中的关键，具有提高产品品质、提高产出、适用范围广三大优势。工业机器人的标准化、精细化生产可以提高产品品质。机器人可以代替工人完成单调、繁琐的重复性操作通过机器不间断操作提高单纯性输出。机器人可以运用在危险、恶劣的环境业， 应用范围广。分析师SAC 执业证书编号：S1450517010001.c凡捷分析师SAC 执业证书编号：S145051

2、7070002彭玮骏报告联系人 相关报告“中国智造”脱虚向实，助力产业升级“中国智造”系列之一 工业机器人供求双侧开花：市场认为工业机器人产业发展的主要驱动在于机器换人带来的成本优势，但是由于国内产业主要集中在系统集成领域，难以突破核心零部件技术，因此长期不看好工业机器人。与市场不同的是，我们认为此次行业的爆发在于供给和需求双侧的红利。其中在供给端，我们认为国内企业在关键技术的逐步突破实现国产化替代是一支强心剂，表明我国产业在快速崛起。此外，在机器人人才的供给不断增加、国家政策支持和行业标准确定的情况下，机器人产业获

3、得了良好的发展环境。在需求端，随着下游汽车工业的升级、3C 产业的爆发，机器人的应用也将迎来爆发。而随着机器人相关零部件技术的成熟，机器人的制造和使用成本也在不断下降，与人力成本间的缺口不断缩小，甚至从长期来看，机器人性价比更高。因此我们认为，此次机器人产业的崛起是供求两侧的合力结果。2017-08-22 工业机器人介绍：机器人的分类方式很多，按照机械结构分类可以分为串联机器人和并联机器人。按照程序输入方式可以分为编程输入型和示教输入型。按照坐标形式分类，可以将机器人分成直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和关节型四类。按应用领域可分为焊接、装配、喷涂、处理和搬运五大类。工业机器人的产业链分为上游

4、核心零部件，中游本体和传感器等生产，以及下游的系统集成等。 投资逻辑：我们建议关注从全产业链领域布局（机器人、埃斯顿、拓斯达等）、核心技术领域突破（汇川技术、上海机电等），以及锂电池生产自动化（先导智能、赢合科技、智云股份等）、机器视觉领域（劲拓股份等）四方面来布局。 风险提示：1、工业机器人产销低于预期；2、核心技术突破存在困难本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。1投资策略主题报告内容目录1.工业机器人特点41.1. 端的作用：工业互联网的基础41.2. 三大优势：提高产品品质、提高产出、适用范围广5工业机器人供求双侧开花52.1. 供给端：关键技术突破62.2. 供给端：人才

5、供应增加72.3. 供给端：政策支持+行业标准形成82.3.1. 政府的支持力度越来越大82.3.2. 行业标准正在形成82.4. 需求端：下游应用爆发92.5. 需求端：机器人成本降低12工业机器人介绍133.1. 分类133.2. 产业链153.2.1. 核心零部件153.2.2. 本体173.2.3. 下游系统集成18投资逻辑194.1. 全产业链布局194.2. 核心技术突破202.3.4.图表目录图 1：本文投资逻辑图4图 2：智能制造重点领域5图 3：技术人员是工业机器人普及的关键7图 4：工科毕业生人数逐年增加（单位：人）8图 5：相关国家的工业机器人销量（单位：台）：中国机器人

6、销量增长迅速 9图 6：2015 年工业机器人的应用领域：汽车领域最多10图 7：我国工业机器人产量（单位：台）10图 8：2017 年机器人需求量将突破 11 万10图 9：汽车销量预测（单位：万辆）11图 10：各国汽车行业的机器人密度：日本遥遥领先，是中国的 3.26 倍11图 11：全球智能手机出货量持续上涨，2017 到 2021 年 CAGR 仍能保持 4%（单位：百万部）. 11图 12：电脑越来越轻薄12图 13：适龄劳动人口正逐年下降，劳动力不足是关键13图 14：制造业人均工资持续走高，人工成本增加13图 15：按照坐标形式分类的机器人14图 16：工业机器人按应用分类14

7、图 17：工业机器人产业链15图 18：减速机图解16图 19：国内对减速机的需求量16图 20：伺服系统分类17本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。2投资策略主题报告图 21：机器人本体构成18表 1：目前国内布局减速机的企业梳理6表 2：国家相关部门政策梳理8表 3：机器人产业标准逐步形成9表 4：工业机器人应用集成领域的标准9表 5：2015 年到 2020 年国产机器人市场复合增长率将超过 80%10表 6：制造业用工成本增加的同时，机器人成本在下降（单位：元）13表 7：不同应用领域的机器人种类15表 8：国内工业机器人行业相关公司梳理19本报告版权属于安信证券股份各项

8、声明请参见报告尾页。3投资策略主题报告写在前面的话：本文是“中国智造”系列第二篇，我们在第一篇报告“中国智造”脱虚向 实，助力产业升级中已经论述了国内发展智能制造是我国的必经之路，智能化生产是产业的发展趋势。未来的智能化生产必须建立在自动化的基础上，同时工业互联网必须建立在线下的终端连接上。工业机器人作为自动化的重要工具，也承担起工业互联网线下端的作用。随着关键技术的突破和产业逐渐成熟，我国工业机器人产业有望率先受益于“中国智造”产业升级之路。2017 年 8 月 1 日，科技部发布“智能机器人”重点专项指南；8 月 3 日，浙江省“机器人+”行动计划 ，浙江成为全国率先公布“机器人+”方案的

9、省份。8 月 23 日，2017 世界机器人大会（世界机器人论坛、世界机器人博览会、世界机器人大赛总决赛）将在北京举行。大会将为我国制定机器人产业发展战略、推动制造业转型升级提供决策参考，并进一步提升我国机器人产业的国际影响力。 图 1：本文投资逻辑图资料来源：安信证券研究中心1. 工业机器人特点1.1. 端的作用：工业互联网的基础目前我国处于机械化、电气化、自动化、数字化并存阶段，加快制造业升级，抛弃低端生产方式是必然趋势。但是这并不意味着一步登天，技术发展和升级是一个循序渐进的过程，同 时也是一个积累的过程。中国制造 2025中着重发展的三大领域包括智能制造装备和产品、制造过程智能化和深化

10、物联网应用，这三者在政策层面上虽是并驾齐驱，但本质上存在前后发展的关系。智能制造装备是三者的基础，也是三者的实现终端，智能制造装备产业包括高档数控机床、工业机器人、自动化成套生产线、精密仪器仪表、智能传感器、汽车自动化焊接线、柔性自动化生产线、智能农机、3D 打印机等领域。而智能制造装备中工业机器人是 关键。工业互联网是通过端上的数据传输，经过大数据分析和云计算处理，再进行智能化决策的一整个过程，其中端的数据传输是基础。工业互联网的端包括机器人、传感器等一切线下连接端口。因此发展工业机器人是实现工业互联网的基础，也是第一步。本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。4投资策略主题报告

11、图 2：智能制造重点领域资料来源：中国制造 2025，安信证券研究中心1.2. 三大优势：提高产品品质、提高产出、适用范围广机器人在生产上的优势可以分为提高产品品质、提高产出以及适用范围广三个方面。提高产品品质工业机器人的标准化、精细化生产可以提高产品品质。通过设定相同的程序，机器人可实现重复操作，保证了产品的标准化；在精细化生产方面，工业机器人可实现低于 0.1 毫米的运动精度，可以完成精细的雕刻工作。 提高产出由于机器人可以代替工人完成单调、繁琐的重复性操作，因此既可以避免由于工作本身的单调性给工人带来的工作效率下降，又可以因为机器的不间断操作提高单纯性输出。也正是因为机器人可胜任重复性工

12、作，也避免了工人的职业病，同时也因为设定好的程序，机器人的产出很稳定。此外，工业机器人的使用是实现自动化生产的关键一步。麦肯锡预计自动化可以使全球生产力年化增长率达 0.8%至 1.4%。相对而言，1850-1910 年间的蒸汽机革命带来的不过是 0.3% 的年化生产力提升。因此，发展工业机器人推动国内自动化水平，提高产出是目前的不二之选。 适用范围广机器人相对于工人的优势还体现在应用范围广。机器人可以运用在危险、恶劣的环境业。如点焊机器人、切割机器人可以完成危险的电焊、切割工作；搬运机器人搬运有害物料。近年来制造业工人工资不断攀升，而由于高危行业除了高企的工人工资还有福利保障等支出， 对企业

13、造成较大的成本负担。机器人在高危行业的使用可以减轻企业负担。2. 工业机器人供求双侧开花市场认为工业机器人产业发展的主要驱动在于机器换人带来的成本优势，但是由于国内产业主要集中在系统集成领域，难以突破核心零部件技术，因此长期不看好工业机器人。与市场不同的是，我们认为此次行业的爆发在于供给和需求双侧的红利。其中在供给端，我们认为国内企业在关键技术的逐步突破实现国产化替代是一支强心剂，表明我国产业在快速崛起。此外，在机器人人才的供给不断增加、国家政策支持和行业标准确定的情况下，机器人产业获得了良好的发展环境。在需求端，随着下游汽车工业的升级、3C 产业的爆发，机器人的应用也将迎来爆发。而随着机器人

14、相关零部件技术的成熟，机器人的制造和使用成本也在不本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。5投资策略主题报告断下降，与人力成本间的缺口不断缩小，甚至从长期来看，机器人性价比更高。因此我们认为，此次机器人产业的崛起是供求两侧的合力结果。2.1. 供给端：关键技术突破长期以来，工业机器人的关键零部件包括减速机、伺服电机和控制器等。就全球机器人市场而言，目前工业机器人市场主要被瑞典 ABB，日本发那科、日本安川，德国库卡 ，在我国的市占率高达 70%1。2015 年，我国精密减速机约有 75%从日本进口，另外伺服电机和驱动的进口率高达 80%，据机器人工控网数据显示减速机是成本差异最大部分

15、，国内和国外成本比达到 4.4，控制器的国内外成本比为 2.6，伺服电机（驱动）的国内外成本比为 1.68（1.95）。对于我国的机器人技术，市场普遍认为国内机器人企业在关键技术领域的落后，因此竞争能力不强。但是近年来随着我国技术对机器人制造业的重视，部分企业已经在减速机、伺服系 统以及控制器等关键领域取得阶段性突破。 减速机就减速机领域而言，涉足 RV 精密减速机的上市企业包括秦川机海机电、巨轮智能，新三板公司为恒华股份，非上市公司包括南通振康、恒丰泰、武汉精华、上海精华、山东帅克等，目前涉足谐波减速机的非上市公司为苏州绿的谐波传动科技、北京中技美克谐波传动等。国内的减速机在可以运用在冲料上

16、下床、搬运等领域。南通振康的减速机除了寿命以外的其他核心指标均达到甚至超过进口水平：凭借高性价比目前已经得到市场认可。国内沈阳新松、安徽埃夫特等知名机器人企业均批量使用振康 RV 减速机产品。此前， 上海欢颜向南通振康采购 1.5 万台减速机。苏州绿的在减速机的寿命和技术上也已达到世界领先水平，其已经通过 2 万小时的精度寿命测试，远高于国际精度寿命 6000 小时。此外，绿的谐波减速机研发出全新的建立在接触摩擦学基础上的基于曲线（曲面）几何映射理论齿形设计理论，设计出非共轭的谐波啮合齿形，可以在大幅提高谐波减速器使用寿命的前提下，提高其扭矩承受能力2。不仅如此，今年 3 月份，据央视新闻联播

17、报道，由哈尔滨工业大学自主研发的精密减速机投 产，可使我国工业机器人的整机成本下降约 1/3。 表 1：目前国内布局减速机的企业梳理公司RV 减速机谐波减速机上市公司巨轮智能双环传动恒华股份南通振康恒 丰 泰武汉精华上海精华山东帅克苏州绿的资料来源：公司公告，安信证券研究中心1数据来源：赛迪中国机器人产业发展白皮书（2016 版）资料来源：中国机器人网2本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。6中技美克投资策略主题报告 伺服系统&控制器伺服系统和控制器领域，目前国内也有多家企业涉足。其中伺服电机的准入门槛相对较低， 因此我国与国外的差距也较小。目前国内的多家企业开始布局伺服系统，并将

18、产线延伸到机器人本体的一体化生产中，如埃斯顿、汇川技术等。在控制器领域，埃斯顿和拓斯达积极研发控制器。政府的研发补助成为企业技术创新的推动力，在国家对机器人产业发展政策的推动下，各省 市也出台相应的研发补助政策。如福建泉州在今年 3 月出台人民政府关于推动机器人产业快速发展的实施意见，重点支持研发机器人高性能伺服、电机及驱动器、高精度减速机、智能控制系统、视觉识别系统、传感器等重点领域技术开发及系统集成，经评定，并对实施单位给予最高 200 万元资金补助；对在原理、结构、性能等方面有重大创新的机器人及其伺服电机、减速机、控制器等关键零部件或总集成项目，经认定为首台（套）重大装备和关键部件的，

19、按其研发投入的 30%给予补助，最高不超过 100 万元。2.2. 供给端：人才供应增加市场通常关注一线工人供应不足对工业机器人需求的刺激作用。我们认为，比起需求的不断提升，供给端瓶颈的突破更加值得重视。除了上文提到的关键技术突破之外，目前的正在突破的一大瓶颈在于技术人员的供给。机器人的生产涉及到的有机器人厂商的高级工程师，机器人运行中的维护人员，以及之后的售后保障人员，三者的费用在机器人替代过程中占据较高的费用。之前由于三方面人才的缺失，导致机器人的研发和运营成本高企不下、中小企业“不敢用”机器人的情况经常出现。图 3：技术人员是工业机器人普及的关键资料来源：安信证券研究中心近年来我国工科毕

20、业生数量呈现持续上升趋势，为机械工程师行业输送大量优质人才。在我国工程师薪酬远低于国外的基础上，叠加高水平工程师数量增加的优势，为我国工业机器人研发提供了高素质人才和低成本的双重优势。近年来，高校开设的机器人专业数量增加，同时相关领域领域的研究性人才也在不断向企业输出：1.机器人专业方面：教育部公布的2016 年度普通高等学校本科专业备案和审批结果发现，有超过 20 家高校新增了“机器人工程”专业；2.以硕博士毕业论文为例，从 2001 年到 2015 年硕博士论文题目和关键词中带有“机器人”字样的博士生论文有 2352 篇，硕士生论文有 18580 篇。此外，在今年的 6 月 28 日， 全

21、国工业机器人职业岗位工程师培养项目正式启动，也意味着我国工业机器人领域的专业人才会进一步增加。本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。7投资策略主题报告 图 4：工科毕业生人数逐年增加（单位：人）研究生普通本科（右轴）2000001800001600001400001200001000008000060000400002000001400000120000010000008000006000004000002000000资料来源：wind，安信证券研究中心2.3. 供给端：政策支持+行业标准形成国家为了促进机器人行业的发展，采取萝卜+大棒的方式。通过政策优惠支持机器人发展， 其次通过

22、行业规范限制质量不达标企业进入，营造良好的机器人发展行业环境。2.3.1. 政府的支持力度越来越大国家政策主要从关键技术突破和国产化率两部分来支持机器人的发展。2012 年以来国家科技部、工信部等从顶层设计角度为我国机器人的发展制定相应政策要求，这一方面有利于督促地方政府加快扶持发展地方机器人产业，另一方面，有利于激发机器人企业的创新动力。表 2：国家相关部门政策梳理时间政策科技部出台智能制造科技发展“十二五”内容专项规划和服务机器人科技发展“十二五”专项规划“十二五”国家战略性新兴产业发展规划工信部关于推动工业机器人产业发展的指导意见十三五规划纲要2012.4“十二五”期间将重点培育发展工业

23、和服务机器人新兴产业。重点发展自动控制系统、工业机人等感知、控制装臵及其伺服、执行、传动零部件等核心关键技术。到 2020 年，形成较为完善的工业机器人产业体系，培育 3-5 家具有国际竞争力的龙头企业和 8-10 个配套产业集群；高端产品市场占有率提高到45%以上，机器人密度达到 100 以上。大力发展机器人产业。到 2020 年实现自主品牌工业机器人年产量达到 10 万台，六轴及以上工业机器人年产量达到5 万台以上。平均无故障时间（MTBF）达到 8 万小时，在关键零部件中取得突破。在六轴及以上工业机器人中实现批量应用，市场占有率达到 50%以上。集成应用方面，完成 30 个以上典型领域机

24、器人综合应用解决方案，机器人密度达到 150 以上。围绕智能机器人基础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人、服务机器人、特种机器人六个方向部署发展。2012.72013.122016.3工信部、发改委、财政部发布机器人产业发展规划（2016-2020）2016.42017.8科技部“智能机器人”重点专项指南资料来源：工信部，科技部，浙江省人民政府，安信证券研究中心2.3.2. 行业标准正在形成随着智能制造的进一步推广，国家补贴的持续注入，机器人行业规模也随之增大。但与此同时面临的便是由机器人零部件型号各异导致的通用性差，不匹配问题。为了规范机器人行业的发展，国家发改委、工信部等自

25、2015 年以来连续出台多份标准化规范文件。2015 年工信部和国家标准化管理委员会发布的国家智能制造标准体系建设指南（2015 年版）中明确给出了机器人的数据格式、通信协议、编程和操作图形用户接口、机器人与生产线协同作业本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。8到 2020 年，机器人在经济社会各领域的应用取得重大进展，形成一批富有活力和可持续发2017.8浙江省浙江省“机器人+”行动计划展的“机器人+”新模式、新业态，建设国内一流的机器人应用示范基地和产业创新发展示范区。投资策略主题报告等标准。 表 3：机器人产业标准逐步形成时间单位行业标准提出智能制造标准体系框架，包括“基础”

26、、“安全”、“管理”、工信部、国家标准化管理委员会发布国家智能制造标准体系建设指南（2015 年版）国家发展改革委、国家质检总局、工信部、国家认监委工信部中国机器人产业联盟工信部“检测评价”、“可靠性”等5 类基础共性标准和“智能装备”、“智能工厂”、“智能服务”、“工业软件和大数据”、“工业互联网” 等5 类关键技术标准以及在不同行业的应用标准。首次发布“中国机器人认证（CR）”标志工业机器人行业规范条件中国机器人产业联盟标准公告2015.122016.11.22016.12.92016.12.142017.5.23工业机器人行业规范管理实施办法（征求）资料来源：工信部，中国机器人产业联盟，

27、安信证券研究中心 表 4：工业机器人应用集成领域的标准通用标准产品标准机器人与机器人装备，工业机器人的安全要求机械安全，设计通则，风险评分与风险减小 机械电气安全机械电气设备机械安全集成制造系统基本要求工业机器人安全实施规范机械安全控制系统有关安全部件第 1 部分：设计通则GB 11291.2-2013GB/T 15706-2012GB 5226.1-2008GB 16655-2008GB/T 20867-2007GB/T 16855.1-2008资料来源：工信部，安信证券研究中心2.4. 需求端：下游应用爆发我国已经成为机器人最大的市场，我国工业机器人从 2012 年开始就保持迅猛的需求势头

28、，连续四年蝉联销售量世界第一。中国机器人产业联盟数据显示 2016 年国产工业机器人销量29144 台，同比增长 16.8%，其中多关节机器人销量 11756 台。 图 5：相关国家的工业机器人销量（单位：台）：中国机器人销量增长迅速中国日本韩国德国美国全球（右轴）800007000060000500004000030000200001000003000002500002000001500001000005000002001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015资料来源：wind，安信证券研究

29、中心国产机器人服务的行业达到 34 个国民经济行业大类，91 个行业中类，服务行业继续扩大。IFR 统计数据显示中国工业机器人销量 9 万台，同比增长 31%。今年以来国产机器人需求迎来爆发式的增长，需求量一直保持着持续增长的势头。今年 7 月份国内工业机器人产量高达12458 万台，同比增长 113%。今年上半年国内工业机器人产量达到 59097 台（套），同比本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。9GB 28526-2012机械电气安全、安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全2017.8.15工信部工业机器人行业规范管理实施办法正式实施投资策略主题报告增长 52.3%

30、3，快速上涨趋势明显。 图 6：2015 年工业机器人的应用领域：汽车领域最多 图 7：我国工业机器人产量（单位：台）2016年2017年同比增速14000120001000080006000400020000160%140%120%100%80%60%40%20%0%12,61412,45810,16310,0579,7823月4月5月6月7月资料来源：易观，安信证券研究中心资料来源：wind，安信证券研究中心（同比增速由当月值与去年同月值算得根据机器人规划，到 2020 年，中国自主研发工业机器人年产量达到 10 万台，密度达到 150以上，根据 2015 年工业机器人密度为 49，可得工

31、业机器人在未来将以 25%的复合增长率增 加。同时在国产化率提高的基础上，我国国产机器人的复合增长率将达到 80%。叠加随着工 艺和技术成熟带来的生产成本降低，预计到 2020 年我国国产机器人利润复合增长率将超过80%。表 5：2015 年到 2020 年国产机器人市场复合增长率将超过 80%20152020E年复合增长率机器人密度国产化率498%15050%25%-资料来源：中国机器人产业联盟，安信证券研究中心 图 8：2017 年机器人需求量将突破 11 万需求量（台）增长率%（右轴）1700001800001600001400001200001000008000060000400002

32、0000070%60%14000050%1150009200640%6855630%5709620%365602298710%0%201220132014201520162017E2018E2019E资料来源：wind，机器人网，安信证券研究中心下游应用爆发是刺激工业机器人增长的主要因素之一。下游应用包括汽车、3C 电子、家电等多个领域。其中汽车和 3C 电子是主要运用领域。3资料来源：21 世纪经济报道本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。10总体3.927580%投资策略主题报告 汽车领域机器人在汽车领域的应用已经比较成熟。日本是汽车领域引入工业机器人技术的尝鲜者。目前日本汽车

33、行业的机器人密度是中国的 3.26 倍，也是日本整体工业机器人密度的 4.18 倍。中金产业信息网的数据显示 2016 年汽车领域使用的工业机器人占总体机器人的 39%。由于汽车领域具备标准化和流水线生产的特点，机器人的使用有利于提高产品的标准化。不仅如此，汽车制造业对精度和速度的要求也需要借助工业机器人完成。以焊接机器人为例，汽车制造业对焊接精度和速度等细分指标的要求越来越高，为了满足多车型的市场需求，提高车身车间生产能力的柔性和弹性，焊接机器人广泛运用于汽车行业。中汽协预测 2017 年的汽车产销量将达到 2940 万辆，相对于 2016 年的 2803 万辆，增长 4.9%。在汽车行业需

34、求日益旺盛的背景下，机器人行业也将迎来长足的发展。图 9：汽车销量预测（单位：万辆） 图 10：各国汽车行业的机器人密度：日本遥遥领先，是中国的3.26 倍乘用车商用车日本整体中国日本美国德国350030002500200015001000500018001600140012001000800600400200030002850270025803633663703732010201120122013201420152017201820192020资料来源：安信证券研究中心资料来源：wind，安信证券研究中心3C 领域3C 领域对机器人的需求主要体现在两个方面：第一是由于 3C 市场体量急剧扩大

35、带来的总量需求；第二则是由于 3C 产品精细化、轻薄化趋势对工艺设备的要求越来越高。首先是总量需求的增加：3C 市场领域的市场空间在消费升级背景将进一步打开。以手机市场为例，IDC 预测 2017 年到 2021 年仍将保持 4%的年复合增长率。此外，渠道推进、产品创新等因素也将成为刺激3C 产品需求增加的关键。GFK 数据预测 2017 年整个中国消费电子市场销售金额将达到 2 万亿的规模，预计增长 7.1%，远超全球 3%的增长速度。3C 领域作为机器人第二大应用市场，其产销量的增加会进一步打开机器人的市场。图 11：全球智能手机出货量持续上涨，2017 到 2021 年 CAGR 仍能保

36、持 4%（单位：百万部）2000180016001400120010008006004002000全球智能手机出货量CAGR 4%资料来源：IDC，安信证券研究中心本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。11200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017E2021E投资策略主题报告其次是产品精细化、轻薄化的需求增加。近年来 3C 产品的轻薄化趋势愈加明显。以笔记本为例，电脑从原本的厚重型逐渐演变为目前的轻薄型，2015 年苹果率先推出当时世界上最轻薄的笔记本 Macbook，最厚处仅 1.3 厘米，最薄处 2

37、毫米，此后各品牌竞相推出轻薄型产品，背后折射出产品的先进、高端和品质化程度越来越高。3C 产品的精细化做工需求提高也意味着对加工设备，即机器人的需求也在增加。 图 12：电脑越来越轻薄资料来源：DELL，苹果官网随着大数据、云计算等技术的成熟，柔性化生产将被运用到生产中，届时机器人将更多被运用到飞机制造业等其他行业。2.5. 需求端：机器人成本降低在制造业企业用工成本增加的同时，机器人的成本在逐渐降低。在机器人工艺逐步成熟的同时伴随着机器人成本的逐步降低，机器人的性价比逐步提升。工业机器人的成本降低得益于三个方面：第一是我国核心零部件技术的逐步突破，可以替代部分国外产品；第二则是机器人行业标准

38、化提高了产品的通用性；第三是整个机器人行业的技术成熟带来的成本下降。首先是国产核心零部件替代我国工业机器人比国外贵的原因在于核心零部件技术的缺失，因此必须通过进口引入核心零部件。但是随着国产技术的崛起，部分机器人本体制造商开始采用国内的减速机，这极大降低生产成本。 其次是产品标准化带来的通用性提高工信部等国家部位以及机器人产业联盟等行业组织对机器人零部件的产品标准规范有利于 提高产业的标准化。标准化包括零部件的标准化，本体的标准化以及下游集成的标准化。产业的标准化可以提高单机与产线的匹配度。标准化可以提高工作效率，同时受益于规模效应带来的经济利润。按照标准规范的操作可以降低试错成本，同时通过一

39、定时间的训练可以提高工作效率，增加产出。此外，标准化生产通过减少生产类别，专注生产特定产品，扩大产量，强化规模经济效益。 最后是行业技术的成熟机器人技术的成熟体现在现有技术的运用成本降低以及高端技术的突破。对于现有工艺的熟练把握降低了机器人制造成本。在用工成本不断增加，机器人工艺成熟降低成本的的情况下， 机器人的实用性将渐趋升高。我们对工业机器人对人工的替代性进行了测算（见表 6）。根据中国工控网假设，一台大型焊接机器人，初始购臵成本200 万，三班倒计算可代替 7 个工人。根据日经中文网的调研数据显示工业机器人的平均使用期限是 10 年，我们假定每年的维护本报告版权属于安信证券股份各项声明请

40、参见报告尾页。12投资策略主题报告和折旧费用均为总费用的十分之一。根据 Ofweek 的数据显示，目前机器人的价格以每年的5%的速度下降。国家统计的近几年制造业城镇单位就业人员工资情况表明工资增速放缓，2014 年和 2015 年的增速分别为 10.6%和 7.7%，后续会进一步放缓。我们以边际递减速度放缓来估计之后几年的工资增长情况。从 2017 年开始，机器人使用成本既可以低于人工成本。 图 13：适龄劳动人口正逐年下降，劳动力不足是关键 图 14：制造业人均工资持续走高，人工成本增加就业人员平均工资:制造业（元/年）65岁及以上比例 15-64岁比例（右轴）0-14岁比例出生率 7000

41、0600005000040000300002000010000075.074.574.073.573.072.572.071.571.070.570.023211917151311975 20022004200620082010201220142016资料来源：wind，安信证券研究中心资料来源：wind，安信证券研究中心 表 6：制造业用工成本增加的同时，机器人成本在下降（单位：元）2017E2018E2019E2020E2021E项目制造业人均工资人工工资涨幅机器平均可替代工人数625736.0%660145.5%696455.1%729884.8%763454.6%77777机器人总价格

42、机器人价格降幅机器人折旧费用机器人维护费用20000005%20000020000019000005%19000019000018050005%18050018050017147505%17147517147516290135%162901162901资料来源：中国工控网，国家，安信证券研究中心3. 工业机器人介绍3.1. 分类机器人的分类方式很多，按照机械结构分类可以分为串联机器人和并联机器人。串联机器人： 一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点，比如六关节机器人。并联机器人：一个轴运动不影响另一个轴的坐标原点，比如蜘蛛机器人。按照程序输入方式可以分为编程输入型和示教输入型。编程输入型是将计算

43、机上已编好的作业程序文件，通过串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。示教输入型机器人示教方法有两种，一种是由操作者用手动控制器（示教操纵盒），将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演。另一种是由操作者直接带领执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。按照坐标形式分类，可以将机器人分成直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和关节型四类。直角坐标型的可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的可以完成升降、回转和伸缩动本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。131990199219941996199820002002200420062008201020122014201

44、6年化机器人费用400000380000361000342950325803人工成本438008462098487514510914534416投资策略主题报告作，具有一个旋转轴和两个平移轴；球坐标型的能回转、俯仰和伸缩，具有两个旋转轴和一个平移轴；关节型的有多个转动关节，其中又可以细分为平面关节和多关节机器人， 通常由大小两臂和立柱等机构组成，大小臂之间用铰链连接形成肘关节。图 15：按照坐标形式分类的机器人资料来源：安信证券研究中心工业机器人的应用领域也在不断增加。工业机器人主要分为焊接、装配、喷涂、处理和搬运五大类。焊接机器人进一步分弧焊和点焊；装配机器人主要用于零部件装配；喷涂机器人则

45、主要分为涂装、点胶和喷漆；处理机器人主要运用于打磨抛光领域；搬运机器人分为上下料、搬运和码垛。我国目前工业机器人主要集中在中低端，以运用于搬运类的上下料的三轴和四轴机器人为主，运用于汽车制造、焊接等较高端的六轴以上机器人占比低。中国机器人联盟统计2016 年国产机器人的主要应用领域：搬运与上下料全年销售1.65 万台，同比增长22%；焊接机器人销量为 5100 台左右，同比增长 36.3%；装配与拆卸机器人销量达 3700 台，涂层与胶封机器人同比增长 32.9%，其中喷漆上釉机器人销量增长 138%。图 16：工业机器人按应用分类资料来源：易观，安信证券研究中心本报告版权属于安信证券股份各项

46、声明请参见报告尾页。14投资策略主题报告机器人下游的应用场景包括汽车、3C 电子、食品加工、物流、橡胶塑料等。不同领域对机器人的功能需求不同，汽车、3C 领域以焊接、搬运等为主，物流领域需要机器人完成分拣工作，食品加工领域还需要机器人具备清洁功能。 表 7：不同应用领域的机器人种类焊接搬运喷涂装配处理分拣其他汽车电子电气食品加工金属/机械加工物流清洁、加工资料来源：易观，安信证券研究中心3.2. 产业链工业机器人的产业链分为上游核心零部件，中游本体和传感器等生产，以及下游的系统集成等。核心零部件是减速机、伺服系统、控制系统三部分，分别对应执行系统、驱动系统、控制系统，分别占成本的 35%、25

47、%和 15%左右4。图 17：工业机器人产业链资料来源：易观，安信证券研究中心3.2.1. 核心零部件工业机器人的核心零部件包括减速机、伺服电机和控制器等。减速机减速机将电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，并传递更大的转矩。根据结构可以将减速机分为谐波减速机、摆线针轮行星减速机、RV 减速机、精密行星减速机和滤波齿轮减速机五种，目前RV 减速机和谐波减速机是精密减速机中重要的两种减速机。RV 减速机具有体积小、传动比大、零背隙、高传动/ 体积比等优势。相比于谐波减速机，RV 减速机具有更高的刚度和回转精度。因此在关节型机器人中，一般将RV 减

48、速机放臵在机座、大臂、肩部等重负载的位臵；而将谐波减速机放臵在小臂、腕部或手部。机器人第一关节到第四关节全部使用RV 减速机，轻载机器人第五关节和第六关节有可能使用谐波减速机。重载机器人所有关节都需要使用 RV 减速机。平4数据来源：克来机电招股说明书本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。15橡胶塑料加工投资策略主题报告均而言，每台机器人使用 4.5 台 RV 减速机。 图 18：减速机图解资料来源：晶道机器人官网，安信证券研究中心国产 RV 减速机在额定扭矩和传动效率等方面与国外产品差距较小，但在扭转刚度、传动精度等稳定性和精度指标方面差距还比较明显，由于材料和工艺水平差距，耐疲

49、劳强度方面差距也比较明显。谐波减速机结构相对简单，仅有三个基本零部件，此外，哈默纳科的专利已到期，叠加国策支持因素，目前国产谐波减速机与国外的差距正在缩小。 图 19：国内对减速机的需求量需求量（万套）5045403530252015105046.236.929.620162017E2018E资料来源：前瞻网，安信证券研究中心伺服电机伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。作为一种补助马达间接变速装臵，伺服电机可使控制速度，位臵精度准确， 可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机需要受到控制器的控制，在控制信号发出之前，转子静

50、止不动；当控制信号发出时，转子立即转动；当控制信号消失时， 转子能及时停转。伺服电机相当于机器人的心脏。伺服系统由伺服电机和控制器构成。传统伺服系统分为液压、电气和气动，主要运用于机器人的电气伺服系统分为直流、交流和步进系统以及包括直线伺服在内的其他伺服系统。直流电机电刷容易磨损形成火花。步进电机由于功率不大， 一般用于低精度小功率机器人。交流伺服电机驱动器具有转矩惯量比高、无电刷等优势。所以目前工业机器人的动力源通常使用交流伺服电机。本报告版权属于安信证券股份各项声明请参见报告尾页。16投资策略主题报告 图 20：伺服系统分类资料来源：网络资料，安信证券研究中心目前我国企业在中低端伺服系统领

51、域已经可以实现大规模量产，但高端伺服系统尚未形成商品化和批量生产能力，精密伺服电机控制系统的需求主要依赖进口。目前国内伺服电机领域的领先企业包括汇川技术、广州数控、华中数控、埃斯顿等。 控制器控制器是机器人的大脑，主要负责发布和传递动作指令。控制器的主要任务是对机器人的正向运动学、逆向运动学求解，以实现机器人的操作空间坐标和关节空间坐标的相互转换，完成机器人的轨迹规划任务，实现高速伺服插补运算、伺服运动控制。控制器主要分为硬件和软件两部分：硬件是指工业控制板卡，包括主控单元、信号处理部分等电路，国产品牌已经掌握；软件部分主要是控制算法、二次开发等。国产品牌在稳定性、响应速度、易用性等还有差距。国内机器人厂商如广州数控、广泰数控、埃斯顿等均研发了控制器与控制系统。3.2.2. 本体机器人本体制造商负责工业机器人执行机构和感知系统与核心部件的生产加工组装后，交由下游厂商生产。本体企业在整个产业链中起到了整合上下游的作用。本体生产包括手臂、腕部、 、腰部、基座等部件生产组装，还包括位臵传感器、力传感器和机器视觉等感觉系统。也正是因为机器人的多个传感器功能，保证了机器人在工业互联网构建中的“端”位臵。其中机器视觉从字面上