机器人行业深度研究（一）：寻找人形机器人产业投资机会

/ 汽车行业深度研究 机器人行业深度研究（一）：寻找人形机器人产业投资机会 / 2022年08月19日 【投资要点】 2021年8月，马斯克在特斯拉首个AI开放日上发布人形机器人的概念图及视频，并预计会在2022年完成，第一版可在2023年投入生产。Optimus将使用了轻量化的材质，头部有扫描外界信息的屏幕，具备人类级别的手以及2个用于保持平衡的轴脚，全身共搭载40个机电驱动器。我们推测Optimus的价格大概率可能会落在20-30万区间，这将有望推动人形机器人在全球范围的快速应用，改变整个人形机器人的生态及市场空间。 当前主要经济体对于机器人产业链的发展均保持支持态度，且有出台相关政策法规来扶持机器人产业链的发展。考虑到未来全球存在大量劳动力缺口，人形机器人有望成为解决方案。根据麦肯锡的报告显示，预计到2030年全球劳动力缺口在1亿人左右的水平，假设50%的缺口被人形机器人取代，结合特斯拉人形机器人在20-30万元的售价，仅劳动力类型的人形机器人市场空间就在10万亿元以上。且随着人形机器人智能化程度的提高，应用场景将会更加广泛，可能远不止我们预期的市场空间。 工业机器人最核心且成本最高的三个零部件分别是减速器、伺服电机、控制器，我们认为这三大块可能也是人形机器人产业链中机会最大的部分。另外，在本体结构件部分，特斯拉人形机器人倡导轻量化，以往做汽车铝合金压铸件的企业可能也会存在较多机会；在电池部分，工业机器人多使用铅酸蓄电池或镍氢电池，人形机器人出于对运动性的考量，会使用到锂电池，我们认为锂电池热管理部分也将会有很大机会。 【配置建议】 我们推测人形机器人可能在减速器、伺服电机、控制器、本体制造以及热管理等领域存在较多投资机会。结合目前国内相关产业的发展情况，在减速器行业建议重点关注绿的谐波和双环传动；在伺服电机及空心杯电机行业建议重点关注汇川技术、禾川科技、鸣志电器和江苏雷利；在结构件上建议关注旭升股份、拓普集团、文灿股份、广东鸿图、爱柯迪等标的；热管理系统上建议重点关注三花智控。 【风险提示】 特斯拉人形机器人延期发布；特斯拉人形机器人未来产销不及预期；核心技术突破不及预期；经济周期持续下行。 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 东方财富证券研究所 证券分析师：周旭辉 证书编号：S1160521050001 联系人：张科理 电话：021-23586305 相对指数表现 8/1810/1812/182/184/186/188/18 10% 0% -10% -20% -30% -40% 汽车沪深300 相关研究 《轻量化大势所趋，一体化压铸蓄势待发》 2022.06.22 1 行业研究 汽车行业 证券研究报告 2017 正文目录 1.人形机器人发展历史4 1.1.人形机器人的启蒙及发展4 1.2.早稻田大学人形机器人Wabot-14 1.3.波士顿动力人形机器人Atlas5 1.4.特斯拉人形机器人Optimus6 2.人形机器人发展的基础6 2.1.各国政策法规的支持6 2.2.未来全球存在大量劳动力缺口，人形机器人有望成为解决方案8 3.寻找人形机器人产业投资机会9 3.1.减速器行业情况及相关机会9 3.2.伺服电机行业情况及相关机会11 3.3.控制器行业情况12 3.4.本体行业相关机会13 4.重点关注公司13 4.1.绿的谐波：深耕谐波传动20年，国内谐波减速器领军者13 4.2.双环传动：国产RV减速器龙头，业绩持续快速增长14 4.3.汇川技术：国产工控龙头，持续增长可期15 4.4.禾川科技：伺服系统国内领先供应商，业绩稳健增长16 4.5.鸣志电器：全球领先的系统级运动控制解决方案供应商16 4.6.江苏雷利：深耕微电机行业，多领域协调发展17 4.7.三花智控：国内汽车热管理龙头，业绩稳步增长18 5.风险提示19 图表目录 图表 1：人形机器人发展历程....................................... 4 图表 2：早稻田大学人形机器人Wabot-1.............................. 5 图表 3：波士顿动力人形机器人Atlas................................ 5 图表 4：Teslabot外形参数........................................ 6 图表 5：Teslabot具体细节参数.................................... 6 图表 6：主要经济体机器人相关政策................................. 7 图表 7：2020年-2030年全球劳动力短缺情况......................... 8 图表 8：2030年因人才缺口可能导致的全球GDP损失（单位：十亿美元）. 8 图表 9：2030年预计全球劳动力缺口（单位：万人）................... 8 图表 10：工业机器人产业图谱...................................... 9 图表 11：工业机器人成本拆分...................................... 9 图表 12：谐波减速器和RV减速器性能比较.......................... 10 图表 13：2021年中国谐波减速器市场格局........................... 10 图表 14：2021年中国RV减速器市场格局............................ 10 图表 15：2020年中国伺服系统市场格局............................. 11 图表 16：空心杯电机............................................. 12 图表 17：2020年全球控制器市场格局............................... 12 图表 18：人形机器人结构拆解..................................... 13 图表 19：绿的谐波营业收入及同比增速............................. 14 2017 图表 20：绿的谐波归母净利润及同比增速........................... 14 图表 21：双环传动营业收入及同比增速............................. 14 图表 22：双环传动归母净利润及同比增速........................... 14 图表 23：汇川技术营业收入及同比增速............................. 15 图表 24：汇川技术归母净利润及同比增速........................... 15 图表 25：禾川科技营业收入及同比增速............................. 16 图表 26：禾川科技归母净利润及同比增速........................... 16 图表 27：鸣志电器营业收入及同比增速............................. 17 图表 28：鸣志电器归母净利润及同比增速........................... 17 图表 29：江苏雷利营业收入及同比增速............................. 17 图表 30：江苏雷利归母净利润及同比增速........................... 17 图表 31：三花智控营业收入及同比增速............................. 18 图表 32：三花智控归母净利润及同比增速........................... 18 图表 33：行业重点关注公司（截至2022年8月17日）............... 19 2017 1.人形机器人发展历史 1.1.人形机器人的启蒙及发展 人形机器人的历史最早可以追溯到1495年意大利科学家达芬奇设计的第一款人形机器人，以风能和水力为驱动力，用齿轮作为驱动装置，使得机器人可以挥舞胳膊或者站立。现代人形机器人的代表性定义由日本科学家森政弘与合田周平在1967年首次提出，即一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器。1972年，早稻田大学教授加藤一郎发布全球第一台具备动态平衡能力的全尺寸人形机器人Wabot-1，同时加藤一郎提出人形机器人应当具备脑、手、脚等三要素；非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器；平衡觉和固有觉传感器。此后，各类人形机器人如雨后春笋般出现。 图表1：人形机器人发展历程 人形机器人发展历程 早稻田大学加藤一郎发布Warot-1 2017 2016 2015 2013 2010 2008 2000 2000 1997 1986 1972 1960 时间 MiomirVukobratović在1960年代引入的零矩点(ZMP)稳定性理论 本田公司研制E0，发布E系列机器人 本田公司发布HumanoidP3机器人 本田公司发布Asimo，并开始模仿人类动作和形态 中国国防科技大学发布先行者 首次发布用于认知科学研究的iCub机器人 NASA发布航天用机器人Robonaut2 日本软银公开发售Pepper类人机器人 MIT研发DRC-ATLAS NeuroroboticsRobotDesigner平台建立，旨在创建有大脑的机器人 波士顿动力发布新版人形机器人Atlas 2021特斯拉宣布将推出人形机器人Optimus 资料来源：《Humanoidrobotics—History,currentstateoftheart,andchallenges》，东方财富证券研究所 1.2.早稻田大学人形机器人Wabot-1 Wabot-1被认为是人形机器人的鼻祖，由1972年早稻田大学教授加藤一郎所制造，是全球第一款真人大小的人形机器人。Wabot-1能够用腿走路，用胳膊抓握，并用两个摄像头作为眼睛观察。这款人形机器人能够用日语与人交流，工作时还能判断视野内物体的距离和方向。有专家估计，这台机器的精神能力相当于一个一岁半的孩子。Wabot-1在当时的推广非常有限，它走上一步需要45s。而后科学家们又创造出能够从事艺术活动的Wabot-2，它能够弹琴，阅读乐谱，甚至为人伴奏。 2017 图表2：早稻田大学人形机器人Wabot-1 资料来源：早稻田大学官网，东方财富证券研究所 1.3.波士顿动力人形机器人Atlas Atlas是由美国国防高级研究院指派波士顿动力公司研发的人形机器人，起初研发的主要目的是用于重大灾难的救援和重建。经过近10年的更新迭代，Atlas已经成为目前世界上最先进的人形机器人之一，它身高1.5m，体重89kg，使用3D打印的部件来提供跳跃和翻跟头所需的力量。Atlas拥有极其紧凑的移动液压系统，能够为其28个液压关节中的任何一个提供高输出功率来进行移动，且通过先进的控制系统进行运动，Atlas的速度可以达到9km/h。目前，Atlas已经可以熟练的完成垂直起跳、跨越障碍、后空翻，并逐步开启手脚都参与的跑酷功能。 波士顿动力公司对Atlas的期待是成为世界最强动态性能的人形机器人，考虑当前波士顿动力公司旗下低端机器人售价已经达到了7.5万美元，未来Atlas的售价可能会更高。 图表3：波士顿动力人形机器人Atlas 资料来源：波士顿动力官网，东方财富证券研究所 2017 1.4.特斯拉人形机器人Optimus 2021年8月，马斯克在特斯拉首个AI开放日上发布人形机器人Optimus的概念图及视频，并预计会在2022年完成，第一版可在2023年投入生产。