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机械设备行业周报:新型工业化时代到来,传统制造业升级与新兴产业发展共舞

机械设备2023-09-28开源证券张***
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机械设备行业周报:新型工业化时代到来,传统制造业升级与新兴产业发展共舞

新型工业化是全面推进强国建设、实现民族复兴伟业的关键任务 2023年9月25日工信部召开会议,传达学习习近平总书记就推进新型工业化的重要指示和全国新型工业化推进大会精神。会议重点提出要持续推动产业结构优化升级,加快改造升级传统产业,推进工业“智改数转”;提升产业供应链韧性和安全水平;积极培育新产业新赛道等要点。我们认为推进新型工业化有两条主要路径:一是推进传统制造业自动化、数字化、智能化升级,提高制造业附加值; 二是培育发展战略新兴产业,锻造中国制造业新板,带动制造业长期高质量发展。 推进新型工业化路径之一:加快传统制造业转型升级 我们认为,在推进新型工业化过程中,加快传统制造业转型升级有5个重要抓手:(1)提升高端数控机床与高端数控刀具国产化率(2)提升高端工业软件自主化程度,赋能流程自动化(3)提升工控部件国产化率和工业机器人密度,助力制造业自动化升级(4)提升高精度传感器国产化率,采用智能化检测系统帮助制造业企业进行全流程质量监控,实现降本增效。(5)着力发展工业基础件,为主机等装备制造业的发展提供强有力的支撑和保障。 推进新型工业化路径之二:大力培育发展战略新兴产业 我们认为,在推进新型工业化过程中受益的战略新兴产业可分为五类:(1)人形机器人:具备通用性,是未来的新质生产力,市场空间有望超过汽车,国家政策高度支持。(2)激光及设备:传统机械加工的智能化升级,除切割等宏观加工外,在MicroLED巨量转移、碳化硅切片等精细微加工领域具有很强的应用潜力。(3)半导体设备:集成电路向先进制程发展的基石,提升半导体设备国产化率是保障我国科技产业供应链安全的核心任务。(4)3D打印:缩短机械零部件的加工时间、具备加工复杂结构件的能力,比传统机械加工更加数字化,在3C等民用市场有望规模化应用。(5)新能源装备:新型工业化绿色发展的重要一环。 受益标的 工业母机和刀具:华中数控、维宏股份、豪迈科技、科德数控、秦川机床、宇环数控、海天精工、纽威数控、鼎泰高科、恒锋工具、新锐股份、华锐精密、欧科亿;工业软件和流程自动化:中望软件、川仪股份等;工控和工业机器人:汇川技术、信捷电气、雷赛智能、埃斯顿等;传感器和检测:奥普光电、康斯特、柯力传感、奕瑞科技、东华测试、华测检测;工业基础件:长盛轴承、怡合达等; 自动化:伊之密、博众精工、博实股份;人形机器人:五洲新春、中大力德、步科股份、柯力传感、拓邦股份;激光及设备:柏楚电子、杰普特、华工科技、锐科激光;半导体设备:晶盛机电、快克智能等;3D打印:铂力特、华曙高科、邵阳液压、金橙子;新能源装备:芯碁微装、京山轻机、帝尔激光等。 风险提示:传统制造业转型进程不及预期,新兴产业发展进程不及预期。 1、新型工业化:实现制造强国的关键任务 新型工业化是以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业的关键任务。 2023年9月25日工信部召开会议,传达学习总书记就推进新型工业化的重要指示和全国新型工业化推进大会精神。会议重点提出持续推动产业结构优化升级,加快改造升级传统产业,推进工业“智改数转”;提升供应链韧性和安全水平;积极培育新产业新赛道;推动人工智能创新应用,加快工业互联网规模化应用等要点。 我们认为推进新型工业化有两条主要路径:一是推进传统制造业自动化、数字化、智能化转型升级,提高制造业附加值。重点受益方向包括工业母机和刀具、工业软件和流程自动化、工控和工业机器人、传感器和检测、工业基础件。二是培育发展战略新兴产业,科技成长型赛道受益,主要方向包括人形机器人、激光及设备、半导体设备、3D打印、新能源装备等。 2、推进新型工业化路径之一:加快传统制造业转型升级 2.1、工业母机和刀具:推进制造业升级的大国重器与关键耗材 机床是制造各种设备、工业零部件的机器,机床的高端化升级是实现新型工业化的必要条件。机床的精度和效率直接决定各种工业核心零部件的精度,机床的数控化率水平体现一国制造业的发达程度。我国机床数控化率水平较低,2020年约为43%,相较德国、日本等发达国家超过80%的数控率水平有很大提升空间。同时,我国高端数控机床国产化率水平低,全国人大代表、德力西集团董事局主席胡成中指出近年来我国高端数控机床的国产化率仅约6%。 提升高端数控系统国产化率是国产数控机床产业升级的必要条件。数控系统是数控机床的控制系统,是数控机床最核心的部件,高端数控系统价值约占机床成本的20%-40%。高端数控系统主要满足航空航天、汽车、船舶等重要关键零件机械加工需求,一直是重要的战略资源,被发达国家严格管控。根据科德数控招股说明书(2021年7月)数据,我国高端数控系统国产化率不足10%,成为导致中国制造基础薄弱的“卡脖子”关键基础部件。 作为数控金属切削机床的易耗部件,国内金属切削机床数控率上升将带动数控刀具需求增长。刀具被誉为机床加工的“牙齿”。切削加工约占整个机械加工工作量的90%,高效先进刀具可明显提高加工效率,使生产成本降低10%~15%。目前国内切削刀具高端市场中国际巨头仍占据较大份额,国产数控刀具仍然有待高端突破。 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3/11 pNoX9ZcZqVqVdVaXvY9P8Q8OmOqQpNpMkPrRuNiNoMuM6MrQrOMYsRvNNZsRsR 图1:2022年我国数控系统海外厂商市占率约67% 图2:我国高端数控机床国产化率低 2.2、工业软件与流程自动化:赋能工业企业数字化、智能化升级 工业软件指专用于或主要用于工业领域,为提高工业企业研发、制造、生产管理水平和工业装备性能的软件,在中国工业体系向高端和智能的转型中起着至关重要作用。 工业软件可视为流程自动化的核心组成部分,扩大工业软件普及程度,提升高端工业软件国产化率是推进新型工业化必不可少的要素。工业软件分为研发设计软件、生产控制软件、经营管理软件及嵌入式软件4大类。从行业规模来看,2021年国产工业软件市场规模340亿美元,占比不到全球总量的8%,无法满足当前中国工业体系(占全球总份额的30%)发展的需要,更无法与实现中国制造业向高端化和智能化转型相匹配。从自主化程度来看,工业软件中最为关键的研发设计类软件(包括CAD、CAE、CAM、PDM、EDA等)国产化率不足10%,与国际领先水平相比,国产厂商基本处于起步水平。 图3:流程自动化主要涵盖自动化控制系统、工业软件、仪器仪表等 2.3、工控部件和工业机器人:助力制造业自动化升级 核心部件的自主可控对提高工业自动化程度有重要意义。工业自动化系统可分为控制层、驱动层、执行层,PLC是工业自动化系统中的控制器。2022Q3,小型PLC国产化率约21.1%。大中型PLC主要应用于被西门子、欧姆龙和罗克韦尔等海外厂商垄断,国产化需求迫切。除了控制层产品,驱动执行层的伺服系统在高端市场的占有率也有待提升。 工业机器人被视为可移动的“数控机床”,工业机器人密度是衡量制造业自动化程度的关键指标。根据IFR数据,2021年韩国制造业机器人密度1000台/万人,我国322台每万人,拥有高增长空间。根据工信部等十七部门在2023年年初印发的《“机器人+”应用行动实施方案》,到2025年我国制造业机器人密度要较2020年实现翻番。 图4:我国工业机器人密度还具备很大的提升空间 图5:2022Q3,我国小型PLC国产化率约21% 2.4、传感器和智能化检测系统:数据要素采集与流程质量把控的核心 工业企业数字化转型过程中,数据要素的采集有赖于传感器。传感器精度、寿命直接决定数字化的底层来源准确性,更新和升级需要迫切,根据《中国传感器发展蓝皮书》数据,我国流程工业高端传感器国产化率仅约8%。 制造业工程系统日趋复杂,设备的研制生产以及维护保障成本越来越高。同时,由于组成环节和影响因素的增加,发生故障和功能失效的几率逐渐加大。采用智能化检测系统成为帮助制造业企业进行全流程质量监控,降本增效的有力手段。 2.5、工业基础件:主机等装备制造业发展的根基 轴承、减速器、齿轮箱、液压件等基础件关键技术反映一个国家工业和国防装备的技术水平,具有十分重要的战略地位。工业基础件量大面广,应用广泛,是制造业的基础和核心,直接决定产品的性能、水平、质量和可靠性,其价值通常是自身价格的几十倍,具有很强的产业辐射能力和影响力。工业基础件产业的发展对工业发展具有重要的推动作用,其技术进步是下游整机应用行业技术创新的先决条件。 我国工业基础件产业仍需高端升级。以轴承为例,我国轴承出口价格基本为进口价格的一半,风电发电机轴承国产化约0.22%、风电齿轮箱轴承国产化率约为0.58%,高铁轴承几乎全部进口自海外,是卡脖子核心部件。 图6:进口均价高于出口均价,中高端轴承发展不足 图7:我国风机轴承国产化率仍然较低(2020年) 3、推进新型工业化路径之二:大力培育发展战略新兴产业 3.1、人形机器人:通用型智能机器人,未来的新质生产力 人形机器人具备通用性,理论上几乎能完成所有人类进行的任务,是面向未来的新质生产力。2022年9月30日特斯拉正式推出人形机器人原型机,随后不断展现出超预期的迭代水平,我们预计2024年有望在汽车工厂首次投入使用,在TOB端迭代升级后逐步渗透到广阔的社会服务、家庭服务市场。2023年8月,国内的小米、智元、傅里叶、达阀、追觅等多家企业发布人形机器人产品并公布了销售规划或落地场景,产生生态愈发完善。马斯克预计未来人形机器人需求能够达到100-200亿台,市场空间星辰大海。 图8:人形机器人有望在制造业、服务业、家庭领域替代人工 人形机器人的战略重要性高,国家政策高度支持人形机器人产业发展。2023年9月13日,工信部颁布未来产业创新任务揭榜挂帅工作通知,人形机器人是重点方向之一,意在从国家层面自上而下,集中力量,推动产学研一体突破人形机器人关键核心技术、寻找应用场景,为落地扫清障碍。同年8月,《北京市促进机器人产业创新发展的若干措施》政策出台,提出设立100亿元机器人产业基金、组建人形机器人创新中心等多项产业支持政策,此前上海也多次出台鼓励智能机器人产业发展的相关政策。 3.2、激光及设备:传统机加工智能化升级,精细微加工领域发展潜力大 激光具有高精度、高速度、高质量、高效率等特点,是传统机械加工的智能化升级。目前激光设备主要应用于切割、焊接等宏观加工领域,但激光同时作为精细微加工的先进制造工艺,在碳化硅划片、钙钛矿电池、Micro LED巨量转移等新兴领域具有很强的应用潜力。 图9:利用激光剥离转移技术大规模转移Micro-LED器件 3.3、半导体设备:集成电路向先进制程发展的基石 “一代设备,一代工艺,一代产品”,芯片性能不断迭代需要制造设备的支撑,芯片制造设备的自主可控是保障我国科技产业供应链安全的根基。目前我国半导体前道设备整体国产化率较低,特别是在光刻、前道量测、前道涂胶显影等环节。在推进新型工业化的过程中,提升半导体设备国产化率是提升供应链安全的核心任务。 表1:光刻机、量测设备、离子注入以及涂胶显影设备国产化率最低 3.4、3D打印:提升金属结构件加工效率 3D打印(又称“增材制造”)技术是一项前沿性的先进制造技术,利用3D打印机使三维CAD数据直接打印成三维模型,能够快速实现各种复杂个性化原型设计,比传统机加工更快速省时,此前在航空航天领域应用较为广泛。 表2:3D打印技术对比传统精密加工技术,具备生产周期短、可加工复杂形状等特点 苹果、华为引领,消费电子领域使用3D打印加工钛合金有望成为新趋势。 iphone15高端机采用钛合金中框,使用3D打印可以解决钛合金材质机械加工难度大、良率低、效率低的问题。目前苹果正在测试利用3D打印技术生产AppleWatchSeries的精密结构件、荣耀发布折叠屏手机MagicV2中的铰链轴盖部分采用了3D打印。 除钛合金外,其他材质的结构件也有望使用3D打印技术。在消费电子引领下,3D打印有望开启在民