智能焊接机器人行业深度报告：智能焊接大势所趋，看好具备先发优势的国产厂商

证券研究报告·行业深度报告·机械 智能焊接机器人行业深度报告：智能焊接大势所趋，看好具备先发优势的国产厂商 首席证券分析师：周尔双执业证书编号：S0600515110002 证券分析师：罗悦 执业证书编号：S0600522090004luoyue@dwzq.com.cn18502542232 2023年12月9日 核心观点 我国焊工短缺困境突出，机器替人大势所趋 我国年均3亿吨钢材需要焊接加工，2022年全球占比50%以上，焊接需求大。当前我国焊接仍以人工为主，但在多重因素推动下，机器替人大势所趋：�新一代焊工供应量不足：人口红利减弱，年轻人就业意愿不足，2022年人社部统计报告显示焊工为最短缺的十大行业之一；②用人成本高企：2021年东部地区焊工平均年薪9-11万元，远高于制造业平均年薪7.2万元，高级焊工年薪高达20万元；③人工焊接质量亟待提升：人工焊接质量参差不齐，无法满足日益提升的焊接要求。焊接机器人焊接质量稳定、焊缝美观，一台可替代2-3名人工，经济性优异。 智能焊接渗透率提升，钢结构和船舶行业有望带来大量需求增量 焊接机器人大幅提高焊接自动化水平和柔性化程度，市场需求日益旺盛，2016-2021年销量CAGR17%。分下游看， 当前标准化程度较高的汽车工业为最大下游，2022年销量占比达37%。汽车行业虽是焊接机器人最大下游，但行业需求已经较为固定且机器人渗透率已相对较高。我们认为未来机会在于非标化的钢结构等行业，原因在于免示教智能焊接机器人的出现有望解决行业非标化焊接难题，行业成长空间被打开。智能焊接渗透率提升逻辑下，我们预计2035年我国钢结构行业焊接机器人需求量达到50万台，对应市场空间504亿元。 智能焊接核心壁垒在于焊接模型与3D视觉，看好具备先发优势的国产厂商 不同于搬运和码垛等其他机器人，其应用场景标准化程度高，动作路径固定，而焊接机器人的焊接对象非标化程度 高，无法用同一个动作完成大量非标件焊接。小批量、非标件的焊接需要机器人搭载具备识别和自主规划焊接路径 的焊接系统，目前焊接系统的突破难点在于焊接模型和3D视觉。�焊接模型：以CAD（计算机图形软件）、CAM （计算机辅助制造软件）、NC（数控软件）等工业软件算法为核心，大量数据积累为基石，发展难点在于跨学科技术+数据积累，技术壁垒较高，国内90%的工业软件由海外企业垄断。②3D视觉：以识别算法为核心，但国内3D工业视觉市场处于早期发展阶段，产业链尚不成熟，国内企业多为初创企业，算法迭代仍需大量数据反哺。随着柏 楚电子、中集飞秒等企业逐步突破模型及视觉难点，推出免示教智能焊接解决方案，国产厂商有望推动钢结构、船舶等行业向智能化焊接迈进。 投资建议：鸿路钢构大规模招标已经印证免示教焊接机器人产品成熟，行业进入1-10放量阶段，相关企业将充分受益。推荐掌握智能焊接系统底层技术的【柏楚电子】、焊接机器人领域隐形冠军【埃斯顿】，建议关注即将突破万台关口的【埃夫特】以及与CLOOS深度合作的【中集飞秒】（未上市）。 风险提示：智能焊接机器人推广不及预期、智能焊接机器人模型及视觉突破不及预期、市场竞争加剧风险 目录 一、我国焊工短缺困境突出，机器替人大势所趋 二、焊接机器人市场：钢结构和船舶行业有望带来大量需求增量 三、智能焊接机器人发展关键在于焊接系统与3D视 觉 四、行业竞争格局和重点公司研究推荐 �、投资建议与风险提示 1.1我国粗钢产量世界首位，焊接加工需求大 用钢量为衡量焊接水平的重要指标，2022年我国粗钢产量占全球57%，焊接需求大。据世界钢铁协会统计数据显示，2022年中国粗钢产量达10.5亿吨，占世界总产量56.5%；“十三🖂”规划期间，中国年均3亿吨钢材用于焊接加工，占全球焊接加工总量的50%以上。钢铁和焊接 加工产量位居全球领先地位。 焊接大致可分为熔焊、压焊、钎焊三类，细分来看点焊和弧焊为较多应用工艺。点焊是压焊的一种，主要用于厚度4mm以下的薄板构件冲压件焊接，特别适合汽车车身及车厢、飞机机 身的焊接，主要用于大批量生产金属件；弧焊是熔焊的一种，适用于焊接复杂形状的工件， 包括曲面焊接等。 图：焊接大致分为熔焊、压焊、钎焊三类 图：2022年我国粗钢产量为10.5亿吨，占世界总产量的54% 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 201120122013201420152016201720182019202020212022 14.00% 粗钢产量（万吨） 同比增速（%） 12.00% 10.00% 8.00% 6.00% 4.00% 2.00% 0.00% -2.00% -4.00% 数据来源：Wind，东吴证券研究所 数据来源：Wind，东吴证券研究所 我国焊工短缺，机器替人成为主要趋势。根据人社部发布的《2022年全国招聘求职100个短 缺行业》报告，焊工排在第十位，且需求量以每年3%的增速增长；并且预计到2024年，高级 焊工短缺可能会达到40万人左右。而我们认为机器替人为主要趋势的逻辑为： 1）新一代焊工供应量不足：我国人口红利逐渐减弱，上一代具有丰富焊接经验的成熟焊工即将退休，而新一代年轻人不愿意从事焊工职业，主要系焊接等生产制造业工作时间长、内 容枯燥乏味、工作环境脏乱差，年轻人就业意愿不足； 图：人社部统计报告中焊工为最短缺的十大行业 图：预计2024年我国焊工需求缺口为349万人 排序 职业名称 职业定义 1 营销员 从事市场调查、商品与服务推销工作的人员 2 车工 操作车床，进行工件旋转表面切削加工的人员 3 餐厅服务员 在餐饮场所中，安排顾客座位，点配菜点，进行宴会设计、装饰、布置等就餐服务的人员 4 快递员 从事快件揽收、派送和客户信息收集、关系维护及业务推广工作的人员 ··· ··· ··· ··· ··· ··· 10 焊工 使用焊机或焊接设备，焊接金属工件的人员 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 2010201220142016201820202022E2024E 400 焊工实际人数（万人，左） 制造业焊工需求（万人，左）焊工需求缺口（万人，右） 349 300 200 100 0 -100 -200 -300 -400 -500 -600 数据来源：人社部，东吴证券研究所 数据来源：国家统计局，中国焊接协会，Wind，东吴证券研究所 2）用人成本高企：由于工作环境恶劣&招工难，焊工工资高于其他行业，根据国家统计局数 据，2021年我国东部地区制造业员工平均年工资约7.2万元，而北京、上海等热门地区焊工平 均年薪资为9-11万元不等，远高于生产制造业平均工资，高级焊工年薪资甚至达到20万元以 上，企业财务负担大，而焊接机器人成本逐渐降低； 3）焊接质量&效率提升需求：市场上专业焊工少，焊接质量参差不齐，焊接一致性差，焊缝不美观；建筑、桥梁、船舶工程等行业产生焊接订单大多处于炎热夏季，工期短，人工大多 每天工作6-6.5小时，焊接效率较低，机器人可以24小时不间断工作，大幅提高焊接效率。 图：焊工平均工资高于制造业工人平均工资 2021年热门地区焊工年平均工资（万元） 10.7 10.0 10.5 9.6 10.0 9.8 10.2 9.3 12 10 2021年东部地区制造业员工年平均工资（万元） 8 6 4 2 0 北京上海 天津重庆江苏 浙江广东福建 数据来源：国家统计局，焊工团公众号，东吴证券研究所 1.3焊接机器人经济性优良，1年内即可回本 焊接机器人具备优良经济性，可节约大量人工成本。我们以一条万吨钢结构生产线为例，测算焊接机器人的经济性。按照一个焊接机器人可替代2-3名焊工，保守按照一台机器人替代2.5个焊工计算，一条万吨钢结构生产线熟焊工一年焊接400吨钢铁计算，一条万吨生产线焊接需要25个 焊工，若使用机器替人，则仅需10台机器人。焊工平均工资约10万元/年，而焊接机器人价格为28万元/台，按照焊接机器人使用年限2年计算，一条万吨钢结构生产线使用智能焊接机器人替代人工每年可节约110万元成本，具有优良经济性。 表：焊接机器人经济性优异 项目 焊工 智能焊接机器人 一条万吨钢结构生产线 25名 10台 单位成本10万元/人/年28万元/台 总成本25*10=250万元10*28=280万元 设备使用年限/2 平均年成本250万元140万元 成本差额250-140=110万元/年 目录 一、我国焊工短缺困境突出，机器替人大势所趋 二、焊接机器人市场：钢结构和船舶行业有望带来大量需求增量 三、智能焊接机器人发展关键在于焊接系统与3D视 觉 四、行业竞争格局和重点公司研究推荐 �、投资建议与风险提示 2.1.焊接机器人结构拆分 焊接机器人主要由机器人本体、焊接设备以及焊接系统三大部分构成。机器人本体大多为六轴 工业机器人或协作机器人。焊接设备部分，以点焊为例，由焊接电源、焊枪、传感器、修磨器 等部分组成。以松下示教焊接机器人为例，组成部分包括机器人控制柜、示教器、本体、焊枪(执行机构)、送丝装置(填充焊料，把焊料送到焊枪前段)、全数字焊机(提供热源，将电能转换为热能)、辅助装置等。 图：松下焊接机器人结构示意图 2.2制造业智能化升级驱动下，市场需求快速增长 焊接机器人市场需求不断提升，2016-2021年销量复合增速17%。焊接机器人已成为制造业发 展热点，由于能大幅提高焊接自动化水平和柔性化程度，市场需求日益旺盛。2016-2021年我 国焊接机器人市场销量从2.84万台增长至4.85万台，年复合增速为17%。2022年由于市场需求下行，销量有所下滑；2023年市场回暖，预计销量将回升至5.1万台。分种类来看，弧焊是焊接机器人最大类型，2016-2022年销量从1.41万台增长至3.08万台，总销量占比超过50%，主要系弧焊下游为一般工业，市场需求大。 图：2016-2023年我国各类焊接机器人销量及预测 （单位：万台） 图：2023年我国不同类型焊接机器人销量占比预测 （%） 其他焊接激光焊点焊弧焊 1.54 1.27 1.29 1.34 2.02 1.76 1.43 1.07 4.16 3.21 3.08 3.15 2.31 2.45 1.41 2.01 7 6 5 4 3 2 1 0 20162017201820192020202120222023E 点焊 26% 激光焊 其他焊接 7% 5% 弧焊 62% 数据来源：高工机器人，东吴证券研究所数据来源：高工机器人，东吴证券研究所 点焊和弧焊为传统焊接方式，激光焊接和搅拌摩擦焊为未来发展趋势。�点焊：主要应用于汽车领域，环节主要为汽车底板、侧围、顶盖等整车外壳拼装焊接；②弧焊：下游更偏向于一般工业，如3C电子制造、金属制品制造等。③激光焊接：利用高能量密度的激光束作为热源的一种新型焊接方法，优点在于焊接工件无变形、焊接效率高、焊后无需清理等，是目前最先进的汽车车身焊接技术，但缺点在于只能焊薄板。④搅拌摩擦焊：利用摩擦热作为焊接热源的一种固相焊接方法（金属间通过表面接触，不需要熔化过程，直接进行连接），适用 于铝合金等熔点较低的金属加工，广泛应用于飞机制造业。随着汽车、飞机、船舶逐渐向轻量化的方向发展， 铝合金焊接发展前景广阔。 国产厂商主要集中于弧焊领域，主要系�弧焊设备小，搭配中小型机器人，壁垒较低，而点焊需搭配重载六轴机器人，壁垒较高，国产厂商布局较少；②汽车工业与外资机器人黏性较强，而一般工业更追求性价比，国产厂商具备性价比优势。 图：机器人焊接技术类型、特点及主要应用 焊接类型 焊接技术 图示 特点 主要应用 传统焊接 点焊 通过机器人末端的焊钳来实现，一般搭配重型六关节机器人，多以160-210kg级别机器人为主，外资仍占据主