技术、产品策略和全球化是什 么造就了卡特彼勒和小松

1、正文目录前言 5技术创新：弯道超车制胜法宝 71930s 之前：蒸汽机技术时代 71930s-1940s：大萧条时期的技术跨越柴油发动机技术突破 71950s-1970s：深耕柴油发动机核心技术，卡特进攻日本市场 8美日基建热潮创造大量工程机械需求，发动机技术引领行业发展 8卡特彼勒：实施 3400 系列发动机计划，发动机业务发展成为三大支柱业务之一.9小松：外部联手康明斯（CMI N）提升发动机技术，内部展开质量控制计划 .10 HYPERLINK l _TOC_250024 1980s-2000s：率先掌握液压技术，小松实现弯道超车 11 HYPERLINK l _TOC_250023 基

2、建潮褪去、房地产兴起，液压技术成关键 11 HYPERLINK l _TOC_250022 小松率先掌握液压技术，在美国本土市场重创卡特彼勒 12 HYPERLINK l _TOC_250021 卡特彼勒与日本三菱（7011 T）合作，追赶液压技术 12 HYPERLINK l _TOC_250020 2000s 至今：工业物联网时代来临，再次提供弯道超车时机 14 HYPERLINK l _TOC_250019 本章总结：每个弯道超车的时间节点，技术创新都发挥着决定性的作用 14 HYPERLINK l _TOC_250018 在周期性行业里，抵御周期波动 15 HYPERLINK l _T

3、OC_250017 围绕核心业务的产品多元化 15 HYPERLINK l _TOC_250016 卡特的产品多元化：工程机械发动机矿山机械 15 HYPERLINK l _TOC_250015 小松的产品多元化：工程机械矿山机械产业机械 17 HYPERLINK l _TOC_250014 重视组织的灵活性，提升快速反应的能力 19 HYPERLINK l _TOC_250013 本章总结：产品多元化以及灵活应对能力，抵御周期波动 23 HYPERLINK l _TOC_250012 全球化经营，分散风险 24 HYPERLINK l _TOC_250011 美日龙头业务遍布全球，海外业务是

4、重要收入来源 24 HYPERLINK l _TOC_250010 全球化布局之一：扩大出口 25 HYPERLINK l _TOC_250009 全球化布局之二：海外建厂 25 HYPERLINK l _TOC_250008 全球化布局之三：遍布全球的代理商网络&完善的售后体系 28 HYPERLINK l _TOC_250007 开展增值服务，卡特彼勒构建完整业务价值链 29 HYPERLINK l _TOC_250006 全球市场覆盖，小松销售与服务网络成型 30 HYPERLINK l _TOC_250005 因地制宜，小松在华销售网络建立 31 HYPERLINK l _TOC_25

5、0004 本章小结：全球产销一体化及稳固的经销商体系，难以短期复制的竞争优势 32 HYPERLINK l _TOC_250003 看好中国工程机械行业全球竞争力 33 HYPERLINK l _TOC_250002 中国工程机械龙头厂商海外竞争力持续提升 33 HYPERLINK l _TOC_250001 三一重工（600031 CH，买入，目标价：34.69 元）：核心竞争力突出，公司持续强化 34 HYPERLINK l _TOC_250000 风险提示 35图表目录图表 1： 19792020 年卡特彼勒股价走势（年线） 5图表 2： 19732020 年小松股价走势（年线） 5图表

6、 3： 贝斯特和霍尔特发展历程 7图表 4： 大萧条时期美国 GDP 和农用拖拉机产量 7图表 5： 大萧条时期美国固定资产投资规模及增速 7图表 6： 第一台柴油发动机 D9900 于 1931 年投产 8图表 7： 1926-1936 年卡特比勒销售额 8图表 8： 小松前期发展历程 8图表 9： 1956-1980 年美国基建投资大幅度增长 9图表 10： 1950s-1970s 美国城镇化率快速提升 9图表 11： 1960-1979 年日本建设投资迅速增长 9图表 12： 1960-1980 年日本城镇化率快速提升 9图表 13： 19501981 年卡特彼勒收入利润增速 9图表 1

7、4： 19 世纪 60 年代卡特彼勒和小松推土机性能差距 10图表 15： A 对策具体项目 10图表 16： 小松、卡特推土机市场销售额对比（1966 年） 11图表 17： 小松、卡特推土机市场占有率对比（1966 年） 11图表 18： 19812000 年美国基建总投资增速放缓 11图表 19： 1980 年开始美国基建总投资占 GDP 的比例逐年下降 11图表 20： 80 年代美国运行与维修占比超过新增资本投入 11图表 21： 美国房地产迅速发展 11图表 22： 1980 年开始日本建设投资增速降低 12图表 23： 1980 年之后日本城镇化率趋于饱和 12图表 24： 19

8、81-1992 年卡特彼勒收入及增速 12图表 25： 1982-1985 年卡特彼勒亏损四年（百万美元） 12图表 26： 1983-2000 年卡特彼勒研发支出占比 13图表 27： 1992-1998 年卡特彼勒液压技术发展路径 13图表 28： 卡特彼勒收入及增速 13图表 29： 1993 年卡特彼勒重新开始盈利（百万美元） 13图表 30： 卡特彼勒运用的新兴科技 14图表 31： 工程机械技术发展路径 14图表 32： 卡特彼勒研发支出及占营收比重 14图表 33： 小松研发支出及占营收比重 14图表 34： 20062010 年卡特彼勒收入构成 15图表 35： 2011201

9、9 年卡特彼勒收入构成 15图表 36： 2019 年全球前十大工程机械厂商及国内主要厂商工程机械产品布局比较 16图表 37： 卡特彼勒发动机领域布局史 16图表 38： 2011 年卡特彼勒和比塞洛斯设备构成 17图表 39： 美国工程机械和矿用设备产值 17图表 40： 2011 年比塞洛斯部分产品市占率 17图表 41： 20042019 年小松产品销售额构成 17图表 42： 小松工程机械产品发展历程 18图表 43： 19902018 年日本挖掘机产值占工程机械行业的产值从 45%提升到 75% 18图表 44： 久益环球与小松营收额比较 19图表 45： 2017 年 KMC（久

10、益环球）与小松销售额比较 19图表 46： 20002007 年卡特彼勒收入变化趋势 19图表 47： 20002007 年卡特彼勒净利润变化趋势（百万美元） 19图表 48： 20002007 年小松收入变化趋势 20图表 49： 20002007 年小松净利润变化趋势（百万美元） 20图表 50： 19942007 年净利率：卡特彼勒 VS 小松 20图表 51： 19962008 年存货周转率：卡特彼勒 VS 小松 21图表 52： 19962008 年销售及管理费用率：卡特彼勒 VS 小松 21图表 53： 20042019 年卡特彼勒收入变化趋势 21图表 54： 20042019

11、年卡特彼勒净利润变化趋势 21图表 55： 20062019 年小松收入变化趋势 22图表 56： 20062019 年小松净利润变化趋势 22图表 57： 20062019 年净利率：卡特彼勒 VS 小松 22图表 58： 20072019 年毛利率水平：卡特彼勒 VS 小松 22图表 59： 卡特彼勒 20042019 年存货情况 22图表 60： 小松 20062019 年存货情况 22图表 61： 2019 年卡特彼勒各地区销售收入占比 24图表 62： 2006-20H1 卡特各地区销售收入占比 24图表 63： 小松世界各地区收入构成 24图表 64： 小松海外工厂产值情况 25图

12、表 65： 卡特彼勒全球化扩张阶段 25图表 66： 卡特彼勒办事处及工厂全球地点分布 26图表 67： 卡特彼勒仅在美国本土生产的产品 26图表 68： 卡特彼勒在中国发展历程 26图表 69： 卡特彼勒中国大事记 27图表 70： 1980s 初美元兑日元汇率 27图表 71： 1985 年广场协定后美元兑日元 27图表 72： 2019 年小松工程与矿山机械全球业务布局（公司或工厂/家） 28图表 73： 1980 至 2018 年卡特彼勒代理商数量及地点变化 28图表 74： 卡特彼勒认为合格代理商所具备的条件 28图表 75： 2011-2016 年卡特彼勒代理商资产净值 29图表

13、76： 2000-2018 年年芬宁国际主营业务收入及增速 29图表 77： 卡特彼勒商业模式 29图表 78： 近三年金融产品部门销售收入及占比 30图表 79： 2018 年 Cat financial 营业收入占比 30图表 80： 卡特彼勒再制造流程 30图表 81： 小松 203 家经销商分布情况（2019 年） 31图表 82： 小松全球分销商分布（2019 年） 31图表 83： 2019 年工程机械企业全球市场份额 33图表 84： 中国工程机械行业行业出口交货值及增速 33图表 85： 三一重工海外收入规模及占比（亿元） 33图表 86： 徐工机械海外收入及占比（亿元） 33

14、图表 87： 中联重科海外收入及占比（亿元） 34图表 88： 柳工海外收入及占比 （亿元） 34图表 89： 工程机械行业国内外公司估值表 35前言作为周期性行业，工程机械行业重复复苏繁荣衰退萧条这个周而复始的过程。什么样的企业能穿越周期，在复苏中首先把握机会，在萧条中积极储备力量，等待下一次复苏时再次起跳？工程机械全球龙头企业的核心竞争优势是什么？什么是导致企业之间收入体量差异的根本原因？本文选取的研究对象，是工程机械行业最优秀公司的代表，两家始建于 19 世纪 20 年代的工程机械行业百年企业，卡特彼勒和小松制作所。卡特彼勒：成立于 1925 年，公司最早的产品履带式农用拖拉机（该项技术

15、后来被用于军用坦克）和福特汽车（FDMB L）一起，被认为是美国工业崛起的代表。此后的 90年时间里，卡特彼勒平稳度过了数次经济危机，一步步地将业务拓展到全世界。数十年前，公司就已经成为全球最大的重型机械制造商，2012 年销售额峰值为 659 亿美元，2019 年为 538 亿美元。截止 2020 年 12 月 17 日市值 975 亿美元，创历史新高，自 1984 年底部上涨 60 倍。图表1： 19792020 年卡特彼勒股价走势（年线）资料来源：Wind，华泰证券研究所小松制作所，成立于 1921 年，收入仅次于卡特彼勒排名全球第二，公司 80%以上的收入来自海外，一度依靠领先的液压技

16、术在美国本土打败卡特彼勒。2012 年公司销售峰值为 251 亿美元，2019 年为 226 亿美元。截止 2020 年 12 月 17 日市值 26900 亿日元。股价高点出现在 2018 年，从 74 年底部到高点上涨 10 倍。图表2： 19732020 年小松股价走势（年线）资料来源：Wind，华泰证券研究所经过研究，我们的结论是：技术创新：弯道超车制胜法宝。在低谷期持续进行研发投入，等待需求复苏的时候占领市场。小松曾经因为首先掌握液压技术，在美国本土超越卡特，卡特也因为补上液压技术短板，重回辉煌。我们认为作为周期性行业的工程机械行业，企业的核心竞争力应该体现在：是否可以准确预测商业周

17、期，并加以利用；能否从低谷中迅速反弹，恢复收入和利润。卡特彼勒和小松的做法：1）围绕核心业务的产品多元化；2）在经济低谷期最大程度降低公司运营的成本和费用，尽可能保护供应链和代理商体系。技术、产品布局、优秀的管理方法都可能被竞争对手模仿，但耗费几代人心血建立起来的具备相当忠诚度和实力雄厚的代理商网络却不然。因而，卡特彼勒和小松的竞争对手难以效仿其代理商制度，也正因如此，健全和健康的代理商网络或许是我国新时期中国工程机械龙头的最大着力点。技术创新：弯道超车制胜法宝1930s 之前：蒸汽机技术时代霍尔特和贝斯特开创“大型蒸汽机”时代，履带式拖拉机打响卡特彼勒名声。19 世纪 80年代初期，美国农业

18、发展代替寻金热，催生了对于机械化耕作的需求。1889 年贝斯特推出他的第一部蒸汽牵引机并取得专利，成为农业机械化发展史中的里程碑之一。1904 年，霍尔特首次对履带式拖拉机进行测试，取得了成功。拖拉机的接地面积大大增加，从而提升了牵引力性能。1906 年他首次推出汽油动力的履带式拖拉机，并成功应用在洛杉矶导水管工程。一战时，将近 10000 台 Holt 75 履带式拖拉机应用在繁重的作业任务，对军用物资运输做出巨大贡献；而霍尔特的“Caterpillar”商标因此举世闻名。1925 年，两家公司合并成为卡特彼勒拖拉机公司。图表3： 贝斯特和霍尔特发展历程资料来源：卡特彼勒百年发展史(2000

19、05)，华泰证券研究所1930s-1940s：大萧条时期的技术跨越柴油发动机技术突破美国经济进入大萧条，固定资产投资锐减，降成本提效率成为用户需求。1929 年，美国爆发历史上最严重且持续最久的经济危机。1929 年美国 GDP 为 1046 亿美元，1933 年仅为 572 亿美元，CAGR 低至-142.01%。与此同时，美国固定资产各类投资及总投资都急剧缩减，固定资产总投资由 1929 的 187 亿美元跌至 1933 年 62 亿美元，而与 1929 年相比，住宅类和非住宅类投资分别下降了 83%和 62%。美国农用拖拉机产量 1929 年达 223081 台，自此逐年下降，1932

20、年猛跌到 19000 台左右，是 19151932 年的最低点；1933 年在 1932 年总数上再跌落 40%，只有 1929 年的 5%。在经济萧条日益加深，拖拉机相关产业开工不足、萎靡不振之际，降成本提效率成为拖拉机用户的迫切需要。图表4： 大萧条时期美国 GDP 和农用拖拉机产量图表5： 大萧条时期美国固定资产投资规模及增速(十万美元) 1,200,0001,000,000800,000600,000400,000200,000019291930193119321933(台) 250,000GDP农用拖拉机产量200,000150,000100,00050,0000(十 20亿美元)(

21、固定资产投资:总计固定资产投资:非住宅:建设固定资产投资:非住宅:设备固定资产投资:住宅 固定资产投资同比增速:总计 固定资产投资同比增速:非住宅:建设固定资产投资同比增速:非住宅:设备固定资产投资同比增速:住宅18161412108642019291930193119321933%) 20100(10)(20)(30)(40)(50)(60)资料来源：BEA，华泰证券研究所资料来源：BEA，Wind，华泰证券研究所经济低谷期逆周期加大研发投入，卡特彼勒推出首台柴油发动机引发柴油机革命，一跃成为世界上最大的柴油发电机生产厂商之一。卡特彼勒于 1927 年开始新产品的研发，并于 1930 年完成

22、首台柴油发动机D9900 的安装，经过 16 个月的测试之后在 1931年下半年开始量产。1931 年，公司首台柴油拖拉机卡特彼勒 60 型开始量产。这款新产品生产率高、耗油量少了一半，操作费用低，引发柴油机革命。1933 年，卡特彼勒柴油机产量超过了1932 年美国总产量，拥有全世界唯一的柴油发动机流水装配线，柴油发动机成为公司的核心业务。在大萧条期间，公司销售额从 1929 年的 5180 万美元降至 1931 年的 3410 万美元。而随着柴油发电机的成果，1936 年卡特比勒销售额达到 5400 万美元，超过了 1929 年创下的记录，帮助公司度过经济低谷期。图表6： 第一台柴油发动机

23、 D9900 于 1931 年投产图表7： 1926-1936 年卡特比勒销售额资料来源：卡特彼勒官网（https:/ HYPERLINK / /），华泰证券研究所资料来源：卡特彼勒百年发展史(200005)，华泰证券研究所通过仿制卡特比勒柴油发动机技术，小松转型工程机械。1948 年小松开始生产柴油发动机，随着这一技术的攻克，工程机械成为小松主攻领域。由于前期卡特彼勒在推土机制造领域技术领先世界，小松选择模仿其产品来发展。图表8： 小松前期发展历程资料来源：小松官网（ https:/home.komatsu/en/company/history/），华泰证券研究所1950s-1970s：深耕

24、柴油发动机核心技术，卡特进攻日本市场美日基建热潮创造大量工程机械需求，发动机技术引领行业发展二战后基建兴起，工程机械需求快速增长。二战后，美国开展修建州际公路等大量土方工程，基建投资大规模模扩张，1957-1980 年基建投资的复合增速达到了 8.29%；1956 年美国的城镇化率已达到 64%以上，上升斜率逐渐趋缓，美国的工程机械需求主要由基建拉动。另一方面，日本战后经济高速增长，建设投资大幅增加，1964 年东京奥运会后，日本进入了高速建设期，大量的高速公路和新干线（高速铁路）同时开建，1961-1978 年建设投资的复合增长率达到 17.1%；城镇化率也显著提升，1950-1975 年，

25、日本城镇化率从 37.3%左右提高到 75.9%，基本完成了城镇化。同时，世界上的工业化国家正处于历史上的长期繁荣期，兴建巨大工程同样创造了大量的运土设备等工程机械需求。发动机技术引领行业发展，美日龙头深耕核心技术。卡特彼勒和小松都深知发动机是推土机等工程机械的核心零部件，其技术水平决定了产品的性能以及附加值。因而在此阶段，它们通过自主研发、技术合作以及并购等方式，分别建立起自己在发动机核心技术领域的优势地位。图表9： 1956-1980 年美国基建投资大幅度增长图表10： 1950s-1970s 美国城镇化率快速提升(十亿美元)250200150100500美国:固定资产投资:私人和政府:非

26、住宅:建设YOY(%)30%20%10%0%-10%(%) 85美国80757065195019541958196219661970197419781982198619901994199820022006201020142018601956196019641968197219761980资料来源：Wind，华泰证券研究所资料来源：Wind，华泰证券研究所图表11： 1960-1979 年日本建设投资迅速增长图表12： 1960-1980 年日本城镇化率快速提升600,000%40(亿日元)日本建筑投资增长率（ ）500,00030400,000300,00020200,00010100,000

27、1960196119621963196419651966196719681969197019711972197319741975197619771978197900100% 日本城市化率80%60%40%20%192019251930193519401945195019551960196519701975198019851990199520002005201020150%资料来源：Wind，华泰证券研究所资料来源：Wind，华泰证券研究所卡特彼勒：实施 3400 系列发动机计划，发动机业务发展成为三大支柱业务之一实施 3400 系列发动机计划，发动机业务发展成为卡特彼勒三大支柱业务之一。前期卡

28、特彼勒制造的发动机主要为内部配套使用，基于支持不断扩大的土方机械销售业务、为新型施工产品提供先进动力装置，跻身卡车等新型发动机业务领域三方面的考虑，公司于 1969年开始了一项庞大的研究计划3400 系列发动机计划。1981 年卡特彼勒收购燃气轮机制造商索拉透平，弥补了在涡轮增压发动机技术方面的短板，发动机销售额突破了 20 亿美元，占公司收入的 1/3，成为公司三大支柱业务之一。在发动机业务带动下，19501981年卡特彼勒得到快速发展，营收年均增长率超过 11%。图表13： 19501981 年卡特彼勒收入利润增速资料来源：Broomberg，华泰证券研究所小松：外部联手康明斯（CMI N

29、）提升发动机技术，内部展开质量控制计划卡特彼勒登陆日本，威胁小松本土市场地位。1960 年，日本政府决定加速贸易自由化，并逐渐解除对机械进口的限制。受此吸引，卡特彼勒与三菱合资于 1964 年 11 月正式建厂运营，开始抢占日本推土机市场。根据机械巨人小松，当时的小松与卡特彼勒生产规模约为 1：10，推土机技术存在较大差距：大修间隔为 2000 小时：5000 小时，机器寿命比为 6000 小时：10000 小时。小松明白自身的推土机技术根本无法与卡特比勒抗衡，开始从内外两条路径寻求彻底革新。外部联手康明斯，小松弥补发动机技术短板。康明斯是当时世界发动机技术的龙头，拥有多种型号发动机的核心技术

30、与完整生产线。虽然小松已经能自己生产柴油发动机，但是与欧美企业还是有一定的技术差距。1961 年 11 月，小松与之签订发动机技术合作协议，借助强大盟友，小松成功弥补了技术缺陷。1968 年，小松在小山工厂完成了柴油发动机完整的生产线与设备建设，此后其与卡特彼勒在柴油发动机领域的较量一直持续至今。图表14： 19 世纪 60 年代卡特彼勒和小松推土机性能差距卡特彼勒小松(小时) 12,00010,0008,0006,0004,0002,0000大修时间间隔机器寿命资料来源：机械巨人小松20180801，华泰证券研究所内部开展质量控制计划，全面提升推土机零部件工艺。1961 年 9 月，小松针对

31、推土机 3000多个零部件开启质量控制计划，史称“A 对策”，旨在不顾成本、不惜一切代价制造最好的零部件，从而超越日本工业 JIS 标准，生产出比卡特彼勒更好的推土机。图表15： A 对策具体项目分类目标追求推土机新产品性能1)大修间隔 5000 小时2)机器寿命 10000 小时3)机能率 90%4)改进 3000 多个推土机零部件5)修理费控制在售价 1.3 倍以内重审工厂设计制造工序超越日本 JIS 工业标准资料来源：机械巨人小松20180801，华泰证券研究所动力与零部件技术突破，小松守垒成功。1965 年 4 月卡特彼勒三菱公司在日本本土制造出第一批推土机时，小松的 A 对策早已完成

32、。1966 年日本市场小松的推土机市场占有率高达 54%，卡特彼勒三菱公司的推土机市场占有率仅为 30%，直到 1977 年，小松的推土机销售额超过 3500 亿日元，卡特彼勒三菱的推土机销售额仅为 1400 亿日元。小松策略守垒成功，化解了“卡特彼勒危机”。图表16： 小松、卡特推土机市场销售额对比（1966 年）图表17： 小松、卡特推土机市场占有率对比（1966 年）销售额(亿日元) 4,0003,5003,0002,5002,0001,5001,0005000卡特彼勒小松小松54%其他16%卡特彼勒30%资料来源：机械巨人小松20180801，华泰证券研究所资料来源：机械巨人小松201

33、80801，华泰证券研究所1980s-2000s：率先掌握液压技术，小松实现弯道超车基建潮褪去、房地产兴起，液压技术成关键美国基建初步饱和，房地产行业开始崛起，液压技术登上历史舞台。1980 年起，基建总投资增速逐渐缩小，占美国 GDP 的比例也从 1980 年的 2.72%降为 2000 年的 2.38%。且从基建投资构成来看，从 80 年代起，基建投资中用于运行和维修的占比超过用于新建基础设施的资本投入，且逐年增大。另一方面，美国房地产投资从 70 年代末起大幅度增长， 19812000 年的复合增长率约为 8%，而 1975 年之前的 25 年内仅为 4.78%。此外，钢筋混凝土技术成熟

34、，建筑物呈现高层化趋势，地基深度增加，房地产施工作业的多元、多维要求促使以液压技术为核心的挖掘机开始登上历史舞台。图表18： 19812000 年美国基建总投资增速放缓图表19： 1980 年开始美国基建总投资占 GDP 的比例逐年下降美元)美国:固定资产投资:私人和政府:非住宅:建设YOY(十亿 60050040030020010001981198419871990199319961999(%) 20%15%10%5%0%-5%-10%-15%(%) 3.00基建投资占GDP的比重2.802.602.402.201980198119821983198419851986198719881989

35、199019911992199319941995199619971998199920002.00资料来源：CBO，华泰证券研究所资料来源：CBO，华泰证券研究所图表20： 80 年代美国运行与维修占比超过新增资本投入图表21： 美国房地产迅速发展 资本投入 运行与维修 (百万美元)00 美国私人固定资产投资:房地产00000000000(%)70660550440330202101195619591962196519681971197419771980198319861989199219951998200120042007201020132016194719501953195619591962

36、1965196819711974197719801983198619891992199519980资料来源：CBO，华泰证券研究所资料来源：Wind，华泰证券研究所日本遭遇经济萧条，经济结构由投资主导转为出口拉动。80 年代，日本经历了第二次石油危机带来的慢性萧条（到 1983 年 2 月，长达 36 个月）和“日元升值萧条”（到 1986年 11 月，长达 17 个月），日本经济发展速度比高速成长期大为降低。19802000 年的城镇化率仅提高 3.5 pct，建设投资复合增长率仅为 1.5%，增速较 1950s1970s 大大放缓。日本抓住了时机进行经济结构调整，经济发展模式由过去的设备投

37、资主导型转变为出口拉动型。欧美市场成为日本工程机械行业出口的主要市场。图表22： 1980 年开始日本建设投资增速降低图表23： 1980 年之后日本城镇化率趋于饱和日本建筑投资增长率( 亿日元) 1,000,000800,000600,000400,000200,000(%) 20151050(5)(10)(%) 85日本城市化率80757065605501980 1983 1986 1989 1992 1995 1998(15)501970197519801985199019952000资料来源：Wind，华泰证券研究所资料来源：Wind，华泰证券研究所小松率先掌握液压技术，在美国本土市场

38、重创卡特彼勒通过与比塞洛斯合作，小松液压技术全面领先，在美国市场重创卡特。1960s 以前年代日本液压技术大多来自欧美，只有小松、日立等少数企业拥有自己的液压技术，但即使是小松、日立这样的企业，液压技术仍与欧美差距悬殊。1963 年小松与比塞洛斯公司开始合作，先后通过合作研发、获得授权、买断技术等方式掌握了当时最先进的液压技术，实现对欧美技术的全面反超，为 80 年代侵蚀卡特彼勒市场份额准备了条件。80 年代初期，小松发起了对卡特彼勒本土市场的挑战，向美国大量出口推土机与液压挖掘机。随着日元的贬值，小松的产品价格相比卡特彼勒具有不小优势，加上液压技术全面领先卡特彼勒，1986年，卡特彼勒在美国

39、的市场份额较 1985 年下滑了 7 pct，小松份额快速上升。卡特彼勒与日本三菱（7011 T）合作，追赶液压技术80 年代美国经济增长放缓，卡特彼勒液压技术发展滞后，公司发展陷入困境。19511980年卡特彼勒得到快速的发展，此时公司内部开始懈怠，放缓对新技术的开发和现有产品的改良，公司在 1972 年研制出其第一款液压式挖掘机 225，迈入了液压挖掘机领域，但到 1984 年，只有 225、235、245、215 四款液压挖掘机，这四款机器及其改进型号在全世界销售了超过 6 万台，可其在小型挖掘机技术上一直没有进展。公司研发费用占比从 1983年的 6.3%大幅下降到 1994 年的 3

40、.0%。19821985 年，卡特彼勒净利润连续四年亏损， 1985 年亏损 4.28 亿美元。图表24： 1981-1992 年卡特彼勒收入及增速图表25： 1982-1985 年卡特彼勒亏损四年（百万美元）12,00010,0008,0006,0004,0002,000019811983198519871989199140%销售收入（百万美元）销售收入同比增速30%20%10%0%-10%-20%-30%-40%1,0005000(500)(1,000)(1,500)(2,000)(2,500)(3,000)净利润198119831985198719891991资料来源：Bloomberg

41、，华泰证券研究所资料来源：Bloomberg，华泰证券研究所与日本三菱合作，卡特彼勒追赶小松液压技术。卡特彼勒与西德小型挖掘机厂商 Eder 合作，由 Eder 为卡特贴牌生产七款液压挖掘机，主要面向欧洲市场。随后，卡特彼勒于 1987年与三菱重工重组了卡特彼勒三菱，成立新卡特彼勒三菱，将具备自主液压技术的明石制作所纳入旗下，推出卡特彼勒“E”系列挖掘机。在“E”系列的此基础上，卡特彼勒以明石工厂技术团队为主体，结合美国本土和德国 Eder 的技术力量，于 1992 年推出 300 型系列液压挖掘机。公司研发支出占比稳步上升，从 1994 年的 4.35 亿美元，占销售额的3.0%，提升到 2

42、000 年的 8.54 亿美元，占销售额的 4.2%。图表26： 1983-2000 年卡特彼勒研发支出占比研发支出占销售额的百分比(百万美元) 9008007006005004003002001000(%)765432101983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000资料来源：Bloomberg，华泰证券研究所图表27： 1992-1998 年卡特彼勒液压技术发展路径时间技术革新影响1992300 型系列液压挖掘机实现液压技术的追赶1993生产出第一台 312A

43、 小型液压挖掘机密歇根州 Menominee 固定联接器公司成为卡特彼勒拥进入小挖市场深耕液压技术有全部权益的子公司，专门生产液压软管联接器和软管组合1995收购 Hydropro S.r.l 公司以制造液压油缸获得液压油缸技术1998收购 Material Handling Crane Systems 公司:设计和制获得液压挖掘机构件、液压锤技术造用于废品和材料搬运工业的液压挖掘机构件和芬兰汤姆洛克公司宣布建立合资企业以制造液压锤资料来源：卡特彼勒百年发展史（200005），华泰证券研究所液压技术研发上的持续发力，卡特彼勒在 90 年代重回增长。1993 年公司开始扭亏为盈，实现持续增长，1

44、995 年卡特彼勒净利润首次超过 10 亿美元，1998 年主营业务收入超过 200 亿美元，出口额超过 60 亿美元。图表28： 卡特彼勒收入及增速图表29： 1993 年卡特彼勒重新开始盈利（百万美元）25,00020,00015,00010,0005,00001981 1984 1987 1990 1993 1996 199940%销售收入（百万美元）销售收入同比增速30%20%10%0%-10%-20%-30%-40%2,0001,5001,0005000(500)(1,000)(1,500)(2,000)(2,500)(3,000)净利润1981 1983 1985 1987 198

45、9 1991 1993 1995 1997 1999资料来源：Bloomberg，华泰证券研究所资料来源：Bloomberg，华泰证券研究所2000s 至今：工业物联网时代来临，再次提供弯道超车时机大数据与自控技术，实现制造业服务化。卡特彼勒现今的创新领域正日益超越机器设备本身，利用大数据和自控技术等新兴科技的力量，为客户提供全新的理念，以降低运营成本、延长正常运行时间和提高利润。小松自上世纪末以来，先后开发出 KOMTRAX 管理系统， AHS 系统和 SMARTCONSTRUCTION 系统利用物联网与智能化技术，实现远程即时服务客户、自卸卡车与推土机、装载机的无人智能交互统一作业和智能施

46、工辅助作业。图表30： 卡特彼勒运用的新兴科技技术作用大数据分析和Uptake与 Uptake Technologies 合作，运用软件、应用程序和数据分析，为客户提供监控车队、跟踪燃料效率、怠速时间、地点，并在部件发生故障前主动预测所需的设备维护等服务。自控技术解决采矿作业中人类的失误和疲劳会导致意外事故增多、熟练劳动力短缺、以及基础设施不足的难题，提高安全性和提升盈利能力3D 打印直接在作业现场 3D 打印出零件，并作为永久性解决方案或在生产出零件之前用作临时替代品增强现实（AR） 旨在使机器维修技师在开展安全检查、执行保养和订购零件时能够获取快速的、无需用手的技术信息和语音命令，甚至还能

47、联系维修专家资料来源：卡特彼勒公司年报，华泰证券研究所本章总结：每个弯道超车的时间节点，技术创新都发挥着决定性的作用从工程机械技术经历了蒸汽机时代柴油发动机时代液压技术时代，动力技术绝对是工程机械的核心。卡特彼勒 30 年代因柴油发动机和履带式拖拉机兴起，50-70 年代因掌握最先进的发动机技术而壮大，因液压技术的滞后在 80-90 年代陷入困境。小松则在60 年代与康明斯的合作，解决发动机技术，实施 A 对策提升推土机零部件质量，因而守住本土推土机市场；也因率先掌握液压技术在 80 年代异军突起，围剿卡特彼勒、冲击美国市场，成为行业龙头。在每一个弯道超车的时间节点上，是否率先掌握核心技术，起

48、着决定性的作用。而今，动力技术已然发展成熟，工程机械开始进入智能化时代，参与者们几乎处于同一起跑线上，弯道超车的时机再次来临。图表31： 工程机械技术发展路径资料来源：BEA，华泰证券研究所图表32： 卡特彼勒研发支出及占营收比重图表33： 小松研发支出及占营收比重美元)( 卡特彼勒研发支出占比卡特彼勒研发支出(百万3,0002,5002,0001,5001,0005000%)(百万美元)小松研发支出680 小松研发支出占比57060450340230120101991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200

49、72008200920102011201220132014201520162017201820192000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201900(%) 4.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0资料来源：Bloomberg，华泰证券研究所资料来源：Bloomberg，华泰证券研究所在周期性行业里，抵御周期波动从收入增速的变化幅度来看，卡特彼勒和日本小松应对外部危机的能力显著超越同行。1991 年以后，卡特彼勒和小松的净利润波动区间大致收敛在-20%到 20%之

50、间。以 2009年为例，根据日本工程机械协会数据，受全球经济危机影响，日本国内挖掘机销量同比增速下滑了 60%以上，而同期小松的收入仅下滑了 20%。如何抵御周期波动，使公司表现远好于行业，从而成为行业最优秀的公司？围绕核心业务的产品多元化卡特的产品多元化：工程机械发动机矿山机械产品线的广度和质量对公司的繁荣发展至关重要，多元化的产品布局可以为公司提供更多的收入来源，降低对业务周期的敏感度。梳理卡特彼勒的产品布局进程，可以看到，卡特彼勒一直致力于产品市场的多元化。但卡特彼勒也深知盲目地开拓市场只会带来成本的增加，因而其多元化的进程也非常谨慎，一直是围绕紧密联系经营活动、强化公司的“核心业务”这

51、一目的进行。卡特彼勒通过自主研发和外部收购推动产品布局进程。2008 年以前，工程机械收入占比维持 60%以上，到 2012 年，工程机械业务下降到 20%左右，资源行业和动力系统的贡献超过 60%。这一变化，一方面由于 2012 年工程机械业务处于行业景气的低谷，另一方面也来自于公司产品布局的主动调整，公司正逐步将业务由工程机械行业进一步扩展到采矿及能源行业，随着工程机械行业复苏，2019 年，建筑工程、电力系统/能源与交通业务收入贡献分别为 45%、37%。图表34： 20062010 年卡特彼勒收入构成图表35： 20112019 年卡特彼勒收入构成100%90%80%70%60%50%

52、40%30%20%10%0%100%50%0%2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 201920062007200820092010机械 发动机 金融产品-50%金融产品其他分部建筑工程资源业务资料来源：Bloomberg，华泰证券研究所资料来源：Bloomberg，华泰证券研究所不断拓展工程机械产品线，成为工程机械行业产品覆盖度最广的企业。卡特彼勒在推土机和装载机时代一直走在行业前列，率先切入新市场且不断推陈出新。同时，在进入工程机械领域后不断拓展产品范围，依次进入吊管机、集材机、压实机、铺路设备等市场；并凭借先进的产品设计在每一类领域都占据了行业主

53、导地位。液压挖掘机时代，卡特彼勒在完成技术追赶后，通过收购、合资等方式积极布局液压核心零部件，如液压锤、液压油缸等，扩宽零部件业务的同时建立起自己在挖掘机领域的技术优势，成为工程机械领域的集大成者。图表36： 2019 年全球前十大工程机械厂商及国内主要厂商工程机械产品布局比较Backhoe LoadersMini or midiExcavatorsCompact or skid Excavatorspowered AccessTeiescopi c HandiersCransConrete EquipmentDozers/ crawier loadersCompactio n/road bu

54、ildingGradersExcavato rs(13t+)Wheeled LoadersADTsRigid HaulersDrilling/foundat ionsBreaker s & attach-mentsCrushin g&Scre eningCAT 小松日立建机沃尔沃利勃海尔徐工斗山三一约翰迪尔JCB 中联柳工资料来源：OFF HIGH WAY，华泰证券研究所工程机械往上游拓展到发动机，成为全球领先的发动机供应商。1969 年 3400 系列发动机计划开启，各系列发动机陆续投产；1981 年，公司全资收购索拉透平，发动机业务的参与面大大扩展，至此公司的发动机销售额突破 20 亿美元

55、大关。之后通过一系列研发和收购活动，卡特彼勒成为全球领先的发动机供应商，面向油农业、林业、采矿、钻井、建筑、制造、油井维护、气体压缩和发电等多种领域。由于其技术壁垒高，应用范围大，发动机业务在确保卡特彼勒自身产品高附加值的同时，也为公司带来高额收入，从 70 年代开始，发动机业务营收占比维持在 1/3，成为卡特彼勒最重要的业务板块之一。图表37： 卡特彼勒发动机领域布局史时间标志性事件1931开始生产第一个柴油拖拉机机型-卡特彼勒柴油 60 型1933柴油机产量超过了 1932 年美国总产量1957推出 159mm 缸径的发动机系列，迈入商用发动机业务领域的第一步1969中期：庞大研究计划：3

56、400 系列发动机计划1981收购燃气轮机制造商索拉透平1985花费 10 年研制的 3600 系列发动机投产，3400 和 3500 天然气发动机亦陆续推出1993南卡罗莱纳州 Greenville 新厂制造小型柴油发动机，北卡罗来纳州 Leland 新厂开始生产小型变速箱1997收购 Mak，进入船用柴油发动机领域1998收购领先的柴油和燃气发动机供应商珀金斯2010收购铁路机车和大型柴油发动机制造商 Electro-Motive Diesel 2011收购德国发动机制造商曼海姆，制造燃气发动机和发电机组2013收购船用推进和控制系统核心品牌Walter Berg AB资料来源：卡特彼勒官

57、网（https:/ HYPERLINK /en/company/history.html /en/company/history.html），华泰证券研究所通过自研和收购方式，称雄矿用设备。卡特彼勒于 20 世纪 60 年代进入矿用设备领域，前期主要集中于和自身传统业务相近的挖掘和搬运领域，如矿用卡车、装载机等。比塞洛斯于 2007 年收购地下煤矿开采系统解决方案领先供应商 DBT，2009 年收购雷克斯公司的采矿设备业务以弥补其露天采矿设备中液压挖掘机等短板，成为能够提供较为全面采矿设备的知名制造商，在吊斗铲、钻机等领域都占据了较高的市场份额。2011 年，卡特彼勒以超过 80 亿美元的价格

58、全资收购塞洛斯，弥补了自己在矿山设备领域的空白，实现了在采矿领域的全覆盖，包括拉铲、电铲、液压铲、钻机、地下采掘设备在内的全系列采矿设备。根据公司年报，2012 年卡特矿山设备板块的销售额超过 210 亿美元，而 2010 年公司矿山设备板块的销售额还不到 90 亿美元。目前卡特彼勒在北美市场的矿用设备行业市场占有率超过了 50%。图表38： 2011 年卡特彼勒和比塞洛斯设备构成卡特彼勒原有产品比塞洛斯原有产品露天采矿设备井下采矿设备推土机轮式装载机矿用卡车液压挖掘机地表钻机绳铲吊斗铲带式输送机地下带式输送机支架长板壁运开输采机 系工统作面刮长臂开采采煤机刨煤机井下钻机硬岩开采房柱开采资料来

59、源：卡特彼勒之道（201512），华泰证券研究所图表39： 美国工程机械和矿用设备产值图表40： 2011 年比塞洛斯部分产品市占率工程机械 矿用设备(百万美元) 50,00040,00030,00020,00010,0001997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620170(%) 1009080706050403020100吊斗铲大型爆破孔钻机大型电产资料来源：BEA，华泰证券研究所资料来源：Bloomberg，华泰证券研究所小松的产品多元化：工程机械矿山机械产业机械与卡特相

60、似，小松也在积极地进行产品多元化的布局，从模仿到超越，从独立研发到合资并购，小松从推土机到液压挖掘机，从工程机械到矿山机械，持续进行产品线的扩张。图表41： 20042019 年小松产品销售额构成Construction Equipment & VehicleIndustrial Equipment Others ElectronicsRetail Finance100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019资料来源：