机械设备行业周报：智能焊接渗透空间大，国产焊接控制系统率先突破

智能焊接难度高，渗透率提升空间大 智能焊接对缓解焊接行业用工难以及降本增效具备重要意义，然而我国如船舶、建筑钢、轨道交通等对焊接需求旺盛的行业却基本没有实现智能化改造，主要因为这些行业呈现工件标准化程度低、小批量的特点，也没有相对固定的设备和产线，智能改造难度大。智能焊接控制系统在加工图形导入、路径规划、传感技术等方面的难度高于切割控制系统，也加大了焊接智能化升级的难度。根据IFR数据，2021年焊接机器人安装量仅占全球工业机器人安装量的18.5%，2019年焊接机器人保有量占全球工业机器人保有量的23.5%。十四五期间我国目标实现焊接加工装备数控化率50%以上，高端焊接装备市场占有率增加10%。智能焊接渗透率提升空间大。 汽车行业焊接智能化程度最高，钢结构、船舶等非标行业智能焊接需求广阔根据GGII，2021年中国焊接机器人应用于汽车行业的占比为34.7%。按照年产10万台产能作为一个单独汽车厂的标准，同时限定只生产一款车型，则需要80台焊接机器人。除汽车外，钢结构、船舶等非标行业的智能化焊接需求广阔。根据柏楚电子公众号数据，到2035年，我国钢结构制造关键工序数控化率要超过50%，全行业全员人均劳动生产率平均要超过100吨/年，钢结构生产亟待智能化升级。根据我们测算，2022年国内钢构行业焊接机器人约20亿元规模，到2025年有望增长至102亿元。2023年1-6月我国造船三大指标全面增长，中国船舶工业协会副秘书长谭乃芬预计，中国船舶工业年承接新造船订单额在4500-5000万载重吨，船舶用钢需求将保持较快增长。以4万吨散货船建造时间比较，中国造船所需时间平均是日本的3-7倍，船舶行业焊接智能化升级需求高。 焊接控制系统率先实现突破，智能焊接产业国产替代加速 目前焊接智能化程度最高的汽车行业的厂商倾向于选择ABB、发那科、那智不二越、川崎重工等国际龙头厂商，因此中国智能焊接产业国产化率低。柏楚电子是国内率先自主研发智能焊接离线编程软件、智能焊缝跟踪系统、智能焊接控制系统以及工件视觉定位系统的厂商，以控制系统为基推出免示教机器人，适用于非标行业智能焊接且价格低于海外龙头。目前，柏楚电子已分别与鸿路钢构、江苏宏宇、江苏八方钢构、中建钢构江苏有限公司达成合作或签署购买协议。我国非标行业智能焊接需求的提升以及国产免示教焊接机器人控制系统的突破将共同推进智能焊接产业国产替代进程加速。 受益标的 控制系统：柏楚电子；焊接机器人：埃斯顿、埃夫特、新时达；激光焊接设备：联赢激光、华工科技、大族激光。 风险提示：宏观经济下行、非标行业焊接智能改造需求不及预期；国产免示教焊接控制系统、国产焊接机器人渗透率提升不及预期。 1、智能焊接难度高，渗透率提升空间大 焊接是金属热加工方法之一，焊接技术的进步是衡量一个国家工业发展的标志。 焊接是通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体（工件）产生原子间或分子间结合力而连接成一体的方法，常见的焊接工艺可分为点焊、电弧焊、激光焊、 CO2 焊接、超声波焊等。 智能焊接对缓解焊接行业用工难以及降本增效都具备重要意义。根据2022年7月人社部公布的数据，“焊工”高居人才短缺行业第15位。据GGII数据，一个熟练的焊工必须有五六年现场实操的经验积累和成长，才能达到理想状态。从经济效益来看，焊接施工成本在国内外大型结构件制造成本中占比高，一艘船的焊接成本可占40%-50%。根据柏楚电子公告，公司生产的智能焊接机器人每台可取代2-3个焊工工位。目前国内每位熟练焊工的年薪约为10万元，按替代3个工位测算，三位熟练焊工年薪合计30万元，高于柏楚电子生产的智能焊接机器人售价。 我国有大量对焊接需求旺盛的非标行业没有实现智能化改造。船舶、建筑钢、轨道交通、石油管道、核电设备等行业对焊接需求大，但智能化焊接程度低，是因为这些行业呈现工件标准化程度低、小批量的特点，而且没有相对固定的设备和产线，实现自动化难度大。从控制系统角度分析，智能焊接控制系统在加工图形导入、路径规划、传感技术等方面的难度也高于切割控制系统。 表1：智能焊接控制系统技术壁垒高于切割控制系统 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3/10 dVbWcUbWeWvYvYvYrUoXoXbRbP8OoMrRmOtQfQmMzRkPoOsN7NrQmPMYmRmOwMmQvM 焊接智能化改造需求大。根据IFR数据，2021年全球焊接机器人安装量仅占全球工业机器人安装量的18.5%，2019年全球焊接机器人保有量占全球工业机器人保有量的23.5%。中国焊接协会发布的《焊接行业“十四五”发展规划》指出，十四五期间我国目标实现焊接加工装备数控化率50%以上，25%以上的焊接企业实现生产管理信息化、焊接加工数字化，高端焊接装备市场占有率增加10%，智能焊接渗透率提升空间大。 图1：2021年焊接机器人年安装量占全球工业机器人年安装量的18.5% 图2：2019年焊接机器人保有量占全球工业机器人保有量的23.5% 2、汽车行业焊接智能化程度最高，钢结构、船舶等需求广阔 汽车：汽车行业是焊接机器人第一大下游，GGII数据显示，2021年中国焊接机器人应用于汽车行业的占比为34.74%。按照年产10万台的产能作为一个单独的汽车厂的标准，同时限定只生产一款车型，需要80台焊接机器人。 船舶：2023年1-6月我国造船三大指标全面增长，中国船舶工业协会副秘书长谭乃芬预计，中国船舶工业年承接新造船订单额在4500万~5000万载重吨，全球市场份额总体维持在40%以上，因此船舶用钢需求将保持较快增长。我国造船自动化水平较低，据《我国船企和日韩船企的差距》报道，以4万吨散货船建造时间比较，中国造船所需时间平均是日本的3-7倍，因此对造船工艺的智能升级需求高。 图3：2023年1-6月我国造船三大指标全面增长 钢结构： 目前我国钢结构制造业仍处于中低端水平，关键工序数控化率低，设备自动化程度低。根据柏楚电子公众号数据，到2035年，我国钢结构制造关键工序数控化率要超过50%，全行业全员人均劳动生产率平均要超过100吨/年。钢结构生产智能化升级需求高。 图4：预计2022-2025年中国钢结构加工量CAGR为11.4% 2022年国内应用于钢结构件行业的焊接机器人约20亿元规模，2025年有望增长到102亿元。根据《中国机器人产业发展报告（2022年）》数据，2022年国内工业机器人市场约609亿元，根据IFR数据，焊接机器人约占工业机器人市场的25%。 目前钢结构件行业焊接智能化程度低，我们假设2022年钢结构件占焊接机器人下游的13%，对应2022年国内钢结构件焊接机器人市场规模为20亿元。假设2023-2025年中国工业机器人市场同比增速分别为15%、25%、22%，2025年焊接机器人占工业机器人总市场的33%，钢结构件占焊接机器人下游比例提升至29%，则对应2025年国内钢结构件焊接机器人市场规模达到102.2亿元，2022-2025年CAGR达72.8%。 表2：2022年应用于钢结构件行业的焊接机器人约20亿元规模，2025年有望增长到102亿元 3、智能焊接行业国产替代加速 由于目前汽车行业是焊接智能化程度最高的下游，而汽车厂商倾向于库卡、ABB、发那科、那智不二越、川崎重工等焊接机器人龙头，因此智能焊接市场的国产品牌渗透率较低。 表3：国内焊接机器人市场玩家主要为日本、欧洲和国产厂商 3.1、国产新能源车强势成长带动国内激光焊接产业发展 焊接主要用在动力电池生产的中道和后道，并且以激光焊为主。中道工艺包括极耳的焊接（包括预焊接）、极带的点焊接、电芯入壳的预焊、外壳顶盖密封焊接、注液口密封焊接等；后道工艺包括电池PACK模组时的连接片焊接，以及模组后的盖板上的防爆阀焊接等。 汽车电动化率提升带来动力电池需求，我国新能源车产业高速发展拉动国产动力电池激光焊接需求。2022年我国动力电池装机量约260.94GWh，同比增长86%。 根据乘联会数据，2022年我国新能源车渗透率达26%，预计2023年将超过三成以上，达到36%，新能源车渗透率逐年提高，动力电池仍然处于扩产周期。同时，国产新能源车占有率的快速提升为国产激光焊接设备厂商带来发展机遇。 图5：汽车电动化率提升带动动力电池需求增长 表4：国产新能源车发展迅猛 3.2、免示教焊接控制系统的突破给予国产厂商弯道超车机遇 免示教智能焊接机器人满足非标化焊接需求。传统焊接机器人产品主要为示教焊接机器人，示教过程需要人工引导机器人进行预期动作的编辑，多应用于重复、标准化加工中。国内激光切割控制系统龙头柏楚电子的免示教智能焊接机器人则相当于给传统机器人安装了“眼睛”和“大脑”，适应小批量、多种类非标工件的柔性加工。 “大脑”：通过自主研发的离线编程软件自动提取焊缝、生成免碰撞空移路径与焊接路径。 “眼睛”：使用自研的3D相机，只需将工件摆放在机器人工作区域即可识别，搭配寻缝器实现焊缝的寻位与跟踪，用于矫正工件下料和装配的偏差。 表5：免示教机器人适用于非标化工业行业 焊接工艺智能化程度低的核心原因是下游行业的非标生产程度高，柏楚电子以焊接控制软件为核心率先推出国产免示教焊接机器人，有望带领国内智能焊接行业加速国产化。国际龙头生产的免示教焊接机器人价格昂贵，柏楚电子在国内率先自主研发了智能焊接离线编程软件、智能焊缝跟踪系统、智能焊接控制系统、工件视觉定位系统，推出适用于非标行业焊接的免示教机器人，已分别与鸿路钢构、江苏宏宇、江苏八方钢构、中建钢构江苏有限公司达成合作或签署购买协议。我国非标行业智能焊接需求的提升以及国产免示教焊接机器人控制系统的突破将共同推进智能焊接产业国产替代进程加速。 4、受益标的 柏楚电子、埃斯顿、埃夫特、新时达、联赢激光、华工科技、大族激光。 5、风险提示 宏观经济下行、非标行业焊接智能改造需求不及预期；国产免示教焊接控制系统、免示教机器人渗透率提升不及预期。