机器人行业展望：四大逻辑利好机器人产业链发展

机器人行业展望：四大逻辑利好机器人产业链发展 机器人产业深度研究报告 机器人 投资评级：推荐（首次） 投资要点 机器人是一种自动化设备或工具，当前处于第三代智能机器人的L3发展阶 段。机器人是一种自动化设备或工具，主要由传感、控制、机械三大部分组成， 2023年09月05日 证券研究报告|产业深度报告 分析师：曾文婉 分析师登记编码：S0890521020007电话：021-20321380 邮箱：zengwenwan@cnhbstock.com 销售服务电话： 021-20515355 行业走势图（2023年9月5日） 资料来源：iFind，华宝证券研究创新部 相关研究报告 又可细分为感知系统、控制系统、驱动系统、机械/执行机构、交互系统。全球机器人行业的发展目前处于智能应用期，且处于第三代智能机器人的发展过程中，智能化水平正处于在L3阶段深化发展、并向L4阶段迈进过程中。 我国市场以工业机器人为主，但服务机器人市场规模增速较快，全球范围看我国是工业机器人消费大国，但并非制造大国。机器人可分为工业机器人、服务机器人和特种机器人。中国机器人市场以工业机器人为主，具体机型以六轴多关节机器人、SCARA机器人为主，主要应用于搬运、焊接和装配。但服务机器人、特种机器人市场规模增速高于工业机器人。从全球范围看，我国是工业机器人消费大国，日本是机器人制造强国。 上游核心零部件是产业链中技术壁垒高、成本占比较大的环节。工业机器人行业按产业链分为上游、中游、下游和终端应用。上游为控制器、伺服电机、减速器（以上为三大核心零部件）、智能芯片、传感器等核心零部件生产。三大核心零部件成本占机器人比例约66%，国产化率不断提升，行业壁垒较高，在减速器、伺服电机以及控制器的软件层方面，国外厂商仍占竞争优势。中游为工业机器人本体生产，大小六轴、SCARA等机型以及汽车、电子等行业国产化率提升空间较大，本体厂商倾向于自研控制器、伺服系统。下游是基于终端行业特定需求的机器人系统集成商，行业集中度低、国产化率高，但高端领域仍被外资厂商占据，行业商业模式已向“日+美并行”模式转变。 国产替代、周期见底、技术迭代、劳动力短缺是看好机器人行业的主要逻辑。国产替代：机器人细分领域国产化率、渗透率提升空间大，政策驱动下国产替代、产业升级进程有望进一步加快。周期见底：根据历史数据，通用机械行业存在3-4年周期性波动的历史趋势，工业机器人行业或将在今年迎来新一轮的上涨周期。技术迭代：特斯拉等入局人形机器人，AI大模型助力具身智能，人形机器人迎来0到1的发展阶段。劳动力短缺：老龄化与人力短缺将带来生产关系的变革，催化机器人进一步替代人力劳动。 投资建议：1、关注国产化替代逻辑下，具备性价比优势的产业链企业。2、关注特斯拉人形机器人产业链相关企业。3、人形机器人的发展，将带来上游部分零部件、软件系统的增量需求，关注与之相关的企业。4、关注智能化程度高，应用场景更明确、刚性的本体制造商，以及提供机器人智能化基础设施平台的相关企业。 风险提示：下游行业复苏不及预期，行业竞争加剧、国产化替代不及预期，产业政策支持力度不及预期，行业技术发展、商业化进程不及预期，原材料价格、设备价格波动的风险，通用机械周期规律失效风险。 内容目录 1.机器人是一种自动化设备或工具，当前处于第三代智能机器人的L3发展阶段5 1.1.机器人是一种自动化设备或工具，具备人的特长和机器的特长5 1.2.机器人主要由三大部分、五大系统组成5 1.3.当前处于第三代智能机器人的L3发展阶段7 2.我国市场以工业机器人为主，是工业机器人消费大国、但非制造大国10 2.1.我国机器人市场以工业机器人为主，服务机器人市场规模增速更快10 2.2.我国是工业机器人消费大国，日本是机器人制造强国14 2.3.我国工业机器人以六轴多关节机器人、SCARA机器人为主，主要应用于搬运、焊接和装配16 2.4.我国服务机器人以家用服务机器人为主，商用服务机器人以商用清洁机和终端配送为主19 3.我国拥有较为完整的机器人产业链，上游核心零部件是产业链中技术壁垒高、成本占比较大的环节20 3.1.上游：三大核心零部件国产化率不断提升，但高端领域国外厂商仍占竞争优势22 3.1.1.机器人主要使用RV减速器和谐波减速器，市场均由日本厂商主导，国产化进程不断推进22 3.1.2.伺服系统中伺服驱动器、伺服电机成本占比较高，国产化率不断提升27 3.1.3.控制器国内外差异主要体现在软件层，市场竞争格局与本体厂商类似31 3.2.中游：大小六轴、SCARA等机型以及汽车、电子等行业机器人国产化率提升空间较大36 3.3.下游：国内系统集成行业集中度低、国产化率高，行业商业模式已向“日+美并行”模式转变40 4.国产替代、周期见底、技术迭代、劳动力短缺是看好机器人行业的主要逻辑43 4.1.国产化率、渗透率提升空间大，政策驱动下国产替代、产业升级进程有望加快43 4.2.经济复苏预期下，工业机器人行业或将迎来新一轮的上涨周期47 4.3.特斯拉等科技公司入局人形机器人，AI大模型助力具身智能，人形机器人迎来“0-1”阶段48 4.4.老龄化与人力短缺将带来生产关系的变革，催化机器人进一步替代人力劳动49 5.投资建议51 6.风险提示51 图表目录 图1：机器人组成部分7 图2：全球机器人历史发展阶段8 图3：工业机器人举例（以多关节机器人为例）11 图4：服务机器人举例（以商用清洁、终端配送机器人为例）11 图5：2017-2024年全球不同类型机器人市场规模及增长率12 图6：2017-2024年中国不同类型机器人市场规模及增长率12 图7：2015年-2023年7月中国工业机器人月度产量与增速12 图8：2015年-2023年7月中国工业机器人累计产量与增速12 图9：2016-2023上半年我国工业机器人分季度出货（销售）量（台）及增速（%）13 图10：2021年-2023年7月中国服务机器人月度产量与增速13 图11：2021年-2023年7月中国服务机器人累计产量与增速13 图12：智元机器人“远征A1”在工业场景中的应用（拧螺丝）14 图13：智元机器人“远征A1”在生活场景中的应用（打鸡蛋）14 图14：全球主要国家2011-2021年新增工业机器人数量（千台）14 图15：中国不同类型机器人市场规模占全球相应市场规模的比例（%）15 图16：中国新增工业机器人占全球新增工业机器人的比例（%）15 图17：2020年全球工业机器人行业竞争格局（%）15 图18：中国工业机器人分机械结构类型的销量结构（%）18 图19：中国不同机械结构类型的工业机器人销量增速（%）18 图20：全球机器人传统工业机器人与协作机器人销量及增速18 图21：2021年中国工业机器人分应用领域占比18 图22：协作机器人在3C行业装配中的应用19 图23：协作机器人在制作咖啡中的应用19 图24：2021年中国服务机器人不同类型市场占比（%）20 图25：2020-2021年全球专业（商用）服务机器人前五大应用类型销量（千台）与同比增速（%）20 图26：中国公共（商用）服务机器人不同类型市场规模（亿元）与增速20 图27：中国商用服务机器人不同应用场景市场规模（亿元）20 图28：机器人产业链（以工业机器人为例）21 图29：机器人成本构成（以工业机器人为例）21 图30：工业机器人各环节毛利率21 图31：机器人成本构成（以公共服务机器人为例，环境感知与运动控制模块自研）22 图32：机器人成本构成（以公共服务机器人为例，环境感知与运动控制模块外采）22 图33：中国RV减速器市场规模（亿元）24 图34：中国谐波减速器市场规模（亿元）24 图35：2014-2022年中国工业机器人用RV与谐波减速器使用量（万台）25 图36：2022年中国RV减速器市场份额25 图37：2022年中国谐波减速器市场份额25 图38：2018年-2022年精密减速器国产化率不断提升（%）26 图39：伺服系统原理27 图40：伺服系统成本占比情况27 图41：伺服驱动器示意图28 图42：编码器示意图28 图43：伺服电机示意图29 图44：中国通用及专用伺服系统市场规模（亿元）及增速（%）30 图45：中国伺服电机市场规模（亿元）及增速（%）30 图46：2019年大、中、小型伺服电机产品市场规模占比（%）30 图47：2022年直流、交流伺服电机市场规模占比（%）30 图48：2021年伺服系统下游应用行业分布（%）31 图49：2019-2022年中国通用伺服市场内外资厂商份额占比（%）31 图50：2022年中国伺服系统品牌市场份额（%）31 图51：机器人的控制系统工作原理32 图52：运动控制器基本结构33 图53：2020年PC-Based控制器、专用控制器、PLC控制器市场份额占比34 图54：2016-2022年中国运动控制器市场规模（亿元）34 图55：2016-2022年中国工业机器人用控制器市场规模（亿元）34 图56：2021年中国控制器市场竞争格局（%）36 图57：中国工业机器人控制器国产化率不断提升（%）36 图58：本体制造企业在不同应用领域的布局（以国内工业机器人本体公司为例）36 图59：2022年中国工业机器人竞争格局37 图60：2022H1—2023H1中国工业机器人市场格局变化37 图61：国内工业机器人国产化率不断提升（%）38 图62：中国工业机器人分机型国产化率（%）38 图63：2021年中国工业机器人分行业国产化率（%）38 图64：2021年中国工业机器人分应用场景国产化率（%）38 图65：2021年中国扫地机器人线上销售份额占比39 图66：2021年中国餐饮行业商用服务机器人市场份额39 图67：2021年商用清洁机器人市场竞争格局（市场规模占比）39 图68：工业机器人系统集成的主要模式41 图69：工业机器人系统集成市场规模及增速42 图70：2019年工业机器人系统集成市场占比（按行业细分）42 图71：2019年工业机器人系统集成市场规模（按内外资，%）43 图72：2019年各工艺段系统集成商本土和外资竞争格局（%）43 图73：2019年各行业系统集成本土和外资竞争格局（%）43 图74：中国工业机器人密度靠前，但仍有提升空间（单位：台/万人）44 图75：2010-2021年主要地区或国家工业机器人密度比较（单位：台/万人）44 图76：2022年中国工业机器人各行业渗透率调查（%）45 图77：2022年中国服务机器人各行业渗透率调查（%）45 图78：2008年以来金属切削机床、叉车、工业机器人月度产量同比（%）47 图79：AI技术将助力机器人智能化发展49 图80：人口出现负增长50 图81：人口老龄化趋势加剧50 图82：劳动力人口比例（%）下滑50 图83：制造业城镇单位就业人员数量下滑（万人）50 图84：2008年以来金属切削机床、叉车、工业机器人月度产量同比（%）51 表1：不同机构/标准对机器人的定义5 表2：机器人组成部分6 表3：中国机器人历史发展阶段8 表4：机器人智能等级阶段9 表5：根据应用领域对机器人进行分类10 表6：工业机器人分类（按机械结构）16 表7：工业机器人分类（按应用类型）以及对应常见的机器人机械结构类别16 表8：RV减速器与谐波减速器对比23 表9：精密减速器行业的进入壁垒较高26 表10：通用运动控制器分类33 表11：部分机器人本体厂商主要产品线及优势行业梳理37 表12：部分机器人本体厂商细分产业链布局情况39 表13：以工业机器人系统集成步骤为例40 表14：机器人细分产业链国产化率情况（以工业机器人为例）44 表15：近年各国或地区机器人行业重要相关政策45 表16：2016-2023年国内机器人行业重要相关政策46 1.机器人是一种自动化设备或工具，当前处于第三