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行业周报:工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,国内产业发展基调已定

机械设备2023-11-05孟鹏飞、熊亚威开源证券ζ***
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行业周报:工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,国内产业发展基调已定

工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,奠定国内产业基调 2023年11月2日工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,提出到2025年初步建立人形机器人创新体系,实现2-3个全球影响力企业及2-3发展集聚区; 2027年综合实力达到世界先进水平。 我们认为,此次《指导意见》:(1)奠定了人形产业的整体目标,将人形机器人产业的战略意义上升到“举国体制”和“制造强国”层面;(2)为人形机器人最重要的落地场景问题指明方向,设定了特种作业、制造业、民生三个大类场景,及3C、汽车、医疗、家政等数个细分应用;(3)细化、确立了人形机器人技术组件的发展路线,将传感器这类投入大、见效慢、对外依赖严重的环节重要性提前,路线调整迅速。此外,在工信部对《指导意见》的解读中,将发展人形机器产业定义为“培育形成新质生产力”。此前提新质生产力是北斗+,说明两者的战略地位同样重要。我国人形机器人产业基调已定,有望与T链双线并行。 关注传感器、执行器等《指导意见》重点产品及特斯拉测试、产品送样进度在产品培育方面,《指导意见》提出打造整机产品、夯实基础部组件、推动软件创新等三个主要方向,重点产品和部组件攻关包括:基础版整机、功能型整机、传感器、执行器、控制器、动力能源。 目前,我国整机领域初创厂商设计迭代迅速,博实股份(与哈工大达成合作)、天奇股份(与优必选达成合作)、小鹏(发布人形机器人)等上市公司陆续入局; 传感器环节在政策中优先级提升,国产化空间大;高密度执行器国内产业链较为完善,降本、卡位是竞争关键;控制器、软件环节较为薄弱,优先关注算法开发能力强、能够大规模量产的企业;增材制造与生产设备等铲子股有望受益于人形机器人机身轻量化、量产需求。建议关注特斯拉测试及国内厂商产品送样进度。 受益标的 整机:博实股份、天奇股份;编码器:奥普光电、禾川科技;力传感器:柯力传感;其他传感器:芯动联科、康斯特、华依科技;执行器:拓普集团、三花智控; 电机:步科股份、鸣志电器、拓邦股份、伟创电气;减速器和齿轮:中大力德、丰立智能、兆威机电、汉宇集团、双环传动、绿的谐波;丝杠和轴承:五洲新春、光洋股份、斯菱股份、贝斯特;专用芯片:峰岹科技;液压马达及泵阀:邵阳液压;高性能控制器:雷赛智能、固高科技、汇川科技、埃斯顿;增材制造:铂力特、华曙高科;轻量化材料:中研股份;电机绕线:田中精机;机床:日发精机、浙海德曼;加工耗材:恒锋工具、沃尔德。 风险提示:相关政策发布、落地不及预期;相关零部件、技术研发突破不及预期;人形机器人量产落地进度不及预期。 1、工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,国内人形机 器人产业发展基调已定 1.1、《指导意见》确立人形机器人发展目标、方向、路线、细节 2023年11月2日,工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》(后称《指导意见》)。《指导意见》指出,我国应在机器人已有成熟技术基础上,发挥制造业门类齐全、应用场景丰富、市场规模庞大以及新型举国体制优势,加快推动我国人形机器人产业创新发展,为建设制造强国、网络强国和数字中国提供支撑。 《指导意见》提出,到2025年初步建立人形机器人创新体系;2027年综合实力达到世界先进水平,成为重要的经济增长新引擎。发展目标具体如下: (1)2025年:初步建立人形机器人创新体系,突破“大脑、小脑、肢体”等关键技术,确保核心部组件安全有效供给。整机产品达到国际先进并实现批量生产,在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用。培育2-3家有全球影响力的生态型企业和一批专精特新中小企业,打造2-3个产业发展集聚区。 (2)2027年:显著提升人形机器人技术创新能力,形成安全可靠的产业链供应链体系,构建具有国际竞争力的产业生态,综合实力达到世界先进水平。产业加速实现规模化发展,应用场景更加丰富,相关产品深度融入实体经济,成为重要的经济增长新引擎。 《指导意见》将人形机器人发展路线和方针划分为5个方面:突破关键技术、培育重点产品、拓展应用场景、营造产业生态、强化支撑能力,并就各个方面给出细节指引 在关键技术突破方面,《指导意见》推动打造人形机器人“大脑”和“小脑”、突破“肢体”关键技术、健全技术创新体系,主要集中于四个方面:机器人大脑、机器人小脑、机器肢、机器体。 表1:《指导意见》推动国内机器人关键技术攻关 在产品培育方面,《指导意见》推动打造整机产品、夯实基础部组件、推动软件创新,主要包括:基础版整机、功能型整机、传感器、执行器、控制器、动力能源。 表2:《指导意见》推动培育机器人重点产品 在场景拓展方面,《指导意见》推动服务特种领域需求、打造制造业典型场景、加快民生及重点行业推广,主要应用场景包括服务特种领域需求、制造业应用场景需求、民生及重点行业需求。 表3:《指导意见》推动机器人拓展场景应用 1.2、指导政策精准赋能,我国人形机器人产业基调已定,与T链双线并行 我们认为,此次《指导意见》的意义主要有以下三点: (1)奠定了人形产业的整体目标。2025年人形机器人创新体系初步建立,2027年形成安全可靠的产业链供应链体系。将人形机器人产业的战略意义上升到“举国体制”和“制造强国”层面。 (2)为人形机器人最重要的落地场景问题,提供了具体方向。划定特种作业、制造业、民生三个大类场景,及3C、汽车、医疗、家政等数个细分应用。 (3)细化、确立了人形机器人技术组件的发展路线。重点产品排序为整机、传感器、高密度执行器、控制器、动力能源,照“揭榜挂帅”有了调整,尤其是将传感器这类投入大、见效慢、对外依赖严重的环节重要性提前,路线调整迅速,反映出国家对人形机器人产业的重视,以及产业链建设的迫切性。 此外,在工信部对《指导意见》的解读中,将发展人形机器产业定义为“培育形成新质生产力”。此前提新质生产力是北斗+,说明两者的战略地位同样重要。2023年以来,我国人形机器人产业相关政策密集出台,人形机器人产业基调已定。 表4:2023年以来人形机器人相关支持政策密集出台 国内自上而下国家层面引导推动人形机器人逐步落地。从国内视角看,人形机器人产业已经从特斯拉一枝独秀,逐渐转化到T链、国产双线并行,整机厂、零部件多点开花的产业化新阶段。 我们预计国内人形机器人落地节奏为:2023Q4揭榜挂帅—2024年各项测试推进(千台级别)—2025年揭榜挂帅初级目标实现(万台级别)—2026~2030商业化推广(万台到百万台)。特斯拉人形机器人落地节奏预计为:2023年11月行走测试—2024年AIDay召开—2024Q1定样,确立供应商—2024Q1进工厂测试学习—2025~2026全特斯拉工厂拓展期—2027~2028特斯拉产业链工厂拓展期。 2、关注传感器、高密度执行器等《指导意见》重点产品 2.1、整机:国产初创厂商设计迭代迅速,上市公司陆续入局 机器人整机为《指导意见》重点培育方向,国产初创厂商设计迭代迅速。在2023年8月的世界机器人大会上,参展的国产人形机器人厂商超过10家,部分机器人厂商迭代速度超过特斯拉:宇树科技历时6个月推出人形机器人“H1”,预计2023Q4以9万美金以内的价格对外发售。达闼双足人形机器人XR-4单机60余个自由度,将在2024年正式发布,未来落地家庭服务。傅利叶GR-1单机40个自由度,预计2023年年底量产发售。 博实股份、天奇股份等上市公司陆续入局。 博实股份:与哈工大联手开发人形机器人。博实股份是国内较早从事工业机器人研发应用的企业之一,成功研发电石矿热炉高温特种作业机器人。2023年,博实股份拟投资研发经费1亿元,与哈工大合作研发人形机器人关键技术及原理样机。 其中技术成熟、市场价值大的部组件或将考虑提前产业化。后续逐步形成通用高智能人形机器人产品。产业研发成果及知识产权由双方共有。 天奇股份:与优必选合作成立人形机器人合资公司。天奇股份与优必选科技签署战略合作框架协议,拟在人形机器人在新能源汽车、3C电子、智慧物流等工业场景的应用领域构建深度合作关系,并将适时设立合资公司推进合作深入发展。合资公司注册资本1亿元,公司认缴注册资本2200万元,持有合资公司22%股权。 图1:优必选推出人形机器人WalkerX产品 小鹏:2023年10月24日小鹏在小鹏汽车科技日上推出自主研发的人形态双足机器人——PX5。PX5的最大特点是其超轻量级类人手臂。这款手臂采用了仿人灵巧手设计,单手拥有11个自由度,可以实现精准的物体抓取和操作。此外,PX5的刚柔混合驱动方案使得机器人在行走过程中保持高稳定性和灵活性,从而顺利完成室内外行走和越障等任务。未来PX5有望首先应用于小鹏汽车工厂与门店内。 图2:小鹏推出自主研发的人形态双足机器人PX5 2.2、传感器:政策优先级提升,国产化空间大 《指导意见》中重点产品排序:整机、传感器、高密度执行器、控制器、动力能源。技术和零部件突破的排序照揭榜挂帅有了调整,将传感器这类投入大、见效慢、对外依赖严重的环节重要性提前。 传感器为机器人核心部件,其中力矩传感器和编码器是人性机器人的核心传感器。以特斯拉为例,特斯拉机器人全身共使用40个关节执行器,其中旋转关节采用高低速双编码器+力矩传感器,线性关节采用力传感器+位置传感器(编码器),手部关节应用编码器。 特斯拉机器人的旋转关节采用高低速双编码器和力矩传感器。编码器方面,目前国产编码器的精度和综合性能和国外差距较大,国内高精度市场被日本厂商多摩川和尼康垄断,国内厂商主要面向中低端市场。传感器方面,全球传感器市场的主要厂商有霍尼韦尔、意法半导体、飞思卡尔、博世、飞利浦等,中国市场上的高端传感器进口占比高达85%,国产化率低,未来国产化空间较大。 图3:特斯拉旋转关节采用双编码器+力矩传感器 图4:协作机器人关节模组中采用双编码器 2.3、高密度执行器:国内产业链较为完善,降本、卡位是关键 高密度执行器包括电机、减速器、齿轮、丝杠、轴承、控制器与驱动器、专用芯片、液压马达及泵阀构成。目前国内执行器产业链较为完善,电机、减速器等零部件国内供应商也具备较高的制造水平,以满足人形机器人大规模、低成本的供应需求。 2.3.1、减速器 目前,国内人形机器人厂商减速器方案以行星为主。国产人形机器人厂商大多采用“伺服电机+驱动器+谐波减速器/行星减速器+传感器”的方案。在需要高承载能力的关节,高刚性高精度的行星减速器可能是更好的选择。 表5:目前,国内人形机器人厂商减速器方案以行星为主 在机器人产业化要求上,规模量产所带来的降本能力是减速器厂商的核心优势。 (1)谐波减速器:行业整体进入扩产期,绿的谐波等国产谐波减速器品牌知名度打开。其主要下游工业机器领域增速放缓,即将迎来洗牌。 从抢占市场份额及同质化竞争的维度看,量产能力是各大厂商降本能力的保障,已实现规模生产的企业在价格竞争中韧性更强;龙头及已与下游客户建立紧密联系、具有品牌效应的企业存活下来的概率更大。 从切入特斯拉人形机器人供应链的维度看,谐波减速器厂商配合特斯拉进行新型减速器研发、整机降本的能力同样需要稳定的主业(即客户能力)及量产支撑。 图5:国内谐波减速器龙头绿的谐波拟大幅扩产 图6:国内工业机器人谐波减速器需求量增速或将放缓 (2)行星减速器:行业整体比谐波成熟,精密行星减速器领域的玩家较多,如中大力德、丰立智能等,格局相对稳定。特斯拉人形机器人所需要的行星减速器对加工工艺、精度的要求较高,所需要的CNC设备价值量较大。在特斯拉的降本要求下,供应链厂商需具备量产带来的利润韧性,并以足够稳健的主业支撑新设备投入。 2.3.2、关节轴承 特斯拉机器人关节处使用的轴承可以复用新能源汽车的轴承供应链,加速降本。 根据我们测算,当特斯拉机器人量产达到百万台量级,各类轴承的单价均可降到百元以内,以100万台产量计算,带来的轴承市场空间增量约37亿元。我国轴承产业目前大而不强,高端轴承市场被以SKF、NSK为代表的国际厂商占据,国内厂商以生产小型、中