借助美的资源优势,供应链国产替代稳步推进
工业机器人的核心零部件占比七成价值量,外资企业垄断严重。工业机器人的上游核心 部件是产业链的关键,是最高利润部分,长期以来零部件外资垄断严重,技术壁垒极高, 占机器人制造成本的 70%左右。掌握了三大核心零部件的技术和能力,就占领了工业机 器人产业链的制高点,将拥有很强的定价权。其中减速器主要被哈默、纳博等日系品牌 占领,控制器主要被安川、ABB 等品牌占领,伺服电机主要被松下、安川、三菱等品牌 占领,国际龙头通过垄断上游核心技术,强势侵蚀中下游利润,自主化程度亟待提高。上游议价能力疲弱,国内工业机器人零件采购成本更高。由于核心零部件的技术缺失, 国内工业机器人的发展受到极大阻碍。根据产业信息网数据,以 165 公斤点焊机器人为 例,国内企业要以国外厂商的 4.4 倍价格购买减速器,以 2 倍左右的价格购买伺服电机、 控制系统等核心部件,综合来看,核心部件的缺失导致国内工业机器人的总成本是国外 的 1.8 倍。
1、减速器:日资企业占据主导,美的发力自主研发
减速器相当于机器人的“关节”,其性能决定了机器人的精度和负载。减速器是连接伺服 电机和执行机构的中间装置,负责把伺服电机运转的动力通过输入轴上的小齿轮咬合输 出轴上的大齿轮来达到减速目的,并传递更大的转矩,工业机器人的每个“关节”都要 用到不同的减速器。
高精度 RV 减速器制作工艺复杂,当前日资企业占据主导地位。工业机器人用精密减速 器在精度、速度、耐久性等方面对于制作工艺有极高的要求,国内厂商技术水平尚不能 满足其产品要求,因此中国工业机器人减速器市场仍由外资企业主导,日本的纳博特斯 克、哈默纳科分别是 RV 减速器、谐波减速器的龙头,两者合计占据全球工业机器人减 速器行业 75%左右的市场份额。目前国内高精度 RV 减速器、谐波减速器进口率均处于 较高水平,国产替代空间巨大。
美的已实现自主研制谐波减速器,有望联手库卡加快产研节奏,率先突破国产替代。2022 年 8 月 8 日,美的官宣自主研制的谐波减速器经国家工业机器人质量监督检验中心检测, 产品综合性能达到了行业龙头同等水平,且通过了库卡机器人 10000 小时寿命测试,精 度处于国际领先。未来有望广泛应用于机器人、机床、AGV(自动导引车)等多个行业 领域,显著提高了我国工业机器人产品的国际竞争力,同时也更方便直接赋能库卡。我 们预计美的联合库卡,有望在减速器环节加快产研节奏,实现该零件的国产替代化。
2、伺服系统:外企垄断高端市场,高创具备技术积累
伺服系统相当于机器人的“肌肉”,是驱动机械元件运转的发动机。伺服系统是能够精准 跟踪目标变化从而实现自动化控制的系统,一般由伺服电机(执行部件)、伺服驱动器(指 令装置、调节控制器)、编码器(检测反馈元件)组成。在工业机器人的伺服系统中,一 般安装在机器人的“关节”处,依靠伺服系统来驱动工业机器人运转。机器人的位移精 准度越高,对于伺服电机的性能要求也会越高。
百亿市场空间广阔,下游应用场景丰富。根据 MIR 数据显示,2020 年伺服市场规模达到 近 164 亿元。伺服电机下游的应用十分丰富,由中低端的纺织、包装领域向高端的电子、 机床、工业机器人等领域延伸,其中电子制造设备、机床、工业机器人等领域合计占比 达 37%,其中工业机器人的占比达 9%。
外资企业占领高端市场,国牌配套能力逐渐完善,国产替代正在开启。目前,国内伺服 电机高端市场主要被国外厂商所占据,以日系为主的三家龙头企业松下、安川和三菱占 据 30%以上的市场份额,国内厂商汇川拥有较为完整的产业链覆盖,占据 10%左右的市 场份额,目前已初具规模。近年来我国伺服系统行业受益于产业升级,国内企业配套能 力已经渐渐完善,技术水平与日系产品较为接近,有望率先开启国产替代。
美的集团旗下高创具备伺服电机技术积累,国产化替代稳步推进。2017 年,美的收购以 色列企业高创(Servotronix),其主营产品包括运动控制器、伺服驱动器、伺服电机及编 码器。高创是美的完善工业机器人产业链布局的有力一环,将极大充实美的在伺服电机 领域的技术储备,并有望与库卡形成供应链协同。目前高创的伺服系统已经与库卡的低 负载小型机器人进行复配,未来将逐步尝试应用到高负载大型机器人上。
3、控制器:软件算法为核心,库卡具备较强积累
控制器相当于机器人的“大脑”,负责控制整台机器人的运动。控制器的主要任务是接收 来自视觉、力觉等传感器的检测信号,根据操作任务的要求驱动伺服电机,进而控制机 器人的位置、姿态、速度等状态,控制器也具有各类输入输出接口、人机交互界面等, 拥有编程简单、软件操作方便等特点。控制器一般由机器人厂家自主设计研发,与机器 人本体绑定效应强,主要包含硬件和软件两个部分。目前国产控制器的硬件技术已经逐 渐成熟,技术差距主要在于软件算法。

国内品牌起步较晚,四大家族垄断高端市场。由于控制器多由厂家自主研发,各品牌均 有自己的控制系统与机器人相匹配,因此控制器的市场份额基本和机器人本体的市场份 额保持一致,发那科、库卡、ABB、安川分别占据前四名,国内企业控制器尚未形成竞争优势,份额占比相对较低。

库卡拥有顶尖的控制器和控制算法,具备较强的技术积累。控制器是机器人的大脑,控 制算法很大程度上决定了机器人的性能,而库卡在软件算法方面优势显著,其运动控制 水平优于“四大家族”的发那科和安川。近年来库卡在控制器方面不断创新,在确保操 作简单、高效的同时嵌入云环境,将各种软件产品和数字化服务相结合,加入美的后借 助研发资源,成本有望进一步下降。

总的来看,库卡盈利能力尚有极大提升空间,美的在供应链、生产制造、研发、管理方 面赋能库卡、协同发展,未来利润改善可期。