2023年固高科技研究报告:运动控制领先厂商,助力高端装备产业国产化

  • 来源:中信建投证券
  • 发布时间:2023/07/27
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固高科技研究报告:运动控制领先厂商,助力高端装备产业国产化。1.运动控制领先厂商,垂直整合持续深耕行业①自成立至今,公司二十余年来坚持专注于运动控制及智能制造的核心技术研发,形成了运动控制、伺服驱动、多维感知、工业现场网络、工业软件等自主可控的技术体系。②公司以运动控制技术为核心,形成运动控制核心部件类、系统类、整机类的产品体系。其中,核心部件类是公司自成立以来的业务根基和主要收入来源;系统类、整机类产品是公司聚焦特定应用场合、立足解决特殊产业痛点而实施的垂直整合战略,是未来重点布局业务。③2019-2022年,公司营业收入从2.48亿元增长至3.48亿元,复合增长率达到12.06%,得益于主...

一、发行人所处行业概况

1.1 发行人的行业分类

根据国家统计局发布的《国民经济行业分类》( GB/T 4754-2017),公司归 属于“C40 仪器仪表制造 业” 行业中的“C4011 工业自动控制系统装置制造” 细分行业。 根据国家统计局发布的《战略性新兴产业分类( 2018)》,公司所属行业归 属于战略性新兴产业中的 “智能制造装备产业”之“智能测控装备制造”之 “工业自动控制系统装置制造”。

1.1.1 智能制造与装备制造业概述

智能制造是基于新一代信息技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造 活动各个环节,具有自感知、自决策、自执行、自适应、自学习等特征,旨在提高制造业质量、效益和 核心竞争力的先进生产方式。作为制造强国建设的主攻方向,智能制造发展水平关乎我国未来制造业的 全球地位,对于加快发展现代产业体系,巩固壮大实体经济根基,构建新发展格局,建设数字中国具有重 要作用。智能制造以工艺装备为核心,以数据为基础,通过制造技术突破、工艺创新和业务流程再造, 实现生产制造的数字化、网络化、智能化。智能制造是一种先进的生产方式,“怎样生产和用什么生产” 则依赖于装备制造业提供具体的智能制造装备。装备制造业的技术水平是衡量一个国家工业化水平的重 要标准。智能制造装备集机械系统、运动控制系统、信息管理系统等多种技术于一体,具备高速、高精 度、高实时响应的作业性能,是有效减少生产过程对人力劳动的依赖,显著提高生产效率、生产精度和 生产质量的先进工业装备。智能制造装备具有感知、控制、决策、执行、数据闭环反馈功能,是先进制 造技术、信息技术和智能技术的高度集成。先进工艺、信息技术与智能制造装备的深度融合,推动实现 了数字化、网络化、智能化的智能制造。

1.1.2 运动控制行业概述

运动控制是指对机械运动部件(机械机构)的轨迹、位姿、位置、速度、加速度等进行实时控制, 使其按照预期的运动参数进行运动。实现高精度的运动控制,需要掌握运动控制、伺服驱动等运动控制 领域的核心技术。运动控制技术是现代工业不可或缺的“制器之技”,人类通过运动控制技术来制造更有 序、高效、高速、精密、稳定和可靠的先进工业装备(“好机器”)。一套完整的运动控制系统由运动控制 器、驱动器、电机、传感器件等核心部件构成,可在复杂条件下,将预定的控制方案、规划指令转变成 期望的机械运动,实现机械运动的高速精准位置控制、速度控制、转矩控制或力控制,进而实现先进工 业装备“高速、高精度、高实时响应”的作业性能。运动控制系统被广泛地应用于高端工业装备中,是 实现工业自动化的基础技术。运动控制系统的精度决定了生产设备制造的精密程度。高精度运动控制技 术不足也是国内制造业难以实现超高精密加工的主要原因之一。微米级乃至纳米级的高精度运动控制技 术广泛应用于 3C 及半导体制造所需的精密加工设备,掌握高精度运动控制技术对国家高端装备的国产化 突破具有重要意义。

①基本概述

A、运动控制技术

以反馈控制为核心、机构为被控对象、数学为基础的运动控制技术是人类发明和制造机器的过程中 发展起来的一门科学技术。人类通过运动控制技术来制造更有序、高效、高速、精密、稳定和可靠的 “好机器”。机器改变世界,而运动控制技术改变机器设计与制造,是现代工业不可或缺的“制器之技”。 现代运动控制技术的发展起源于工业革命后对蒸汽机、电动机等各类机械设备进行精确控制的想法。得 益于现代控制理论、微电子学、计算机技术的进步,运动控制技术成为现代工业自动化发展最为活跃的 领域之一,并已广泛应用于微电子、机器人、数控机床、电子加工和检测、生产自动化等各类工业制造 领域。在现代化工业时代,运动控制技术的应用水平是衡量一个国家装备自动化、智能化水平的标志, 体现了制造业的发展水平和市场竞争力。

B、运动控制系统

运动控制系统是智能制造装备的核心基础部件,决定了装备的精度、效率,是不同品牌装备形成差异 化的重要环节。

从基本结构上看,典型的运动控制系统主要包括控制器、驱动器+电机(执行器)和传感器三大部件。 其具体功能是在复杂条件下,将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动,实现机械运动高速、 高精度的轨迹和位置控制、速度控制、转矩控制或力控制。其中,运动控制器相当于运动控制系统的“大 脑”,驱动器+电机相当于“心脏”和“血管”,传感器则是“神经系统的感知单元”。而机械系统就是承载任务 的“四肢”。运动控制器向驱动器发送控制指令,驱动器将其转化为能够运行电机的电流,驱动电机运转,进而带动工作机械(负载)实现特定运动。同时,电机和机械系统的多种传感器经过信号处理将实时信 息反馈给控制器,控制器进行实时调整,保证整个系统的稳定运转。

运动控制系统由硬件和软件两部分集成,硬件即工业控制板卡,包括主控单元、信号处理等部分, 软件包括运动控制算法、逻辑任务、系统调度及相关工业应用软件。硬件的质量、结构,软件、算法的 优劣,共同决定了运动控制系统的精度、效率。在硬件的差异化不明显的情况下,软件算法是运动控制 系统的关键。运动控制软件可在使用过程中通过升级来提升性能或改变用途,从而使智能化装备具有真 正的柔性。 在装备制造业高质量发展,整体制造业向精益管理综合能力和全局效益提升方向发展的背景下,运 动控制系统的核心指标包括:运动控制系统的整体可靠性、稳定性、适用于不同应用场景的性能和功能 指标(高速高精、高实时性和高带宽等)和快速二次开发能力,以及人机交互的友好、易用与可重构,针 对机械系统的预测性维护(智能感知与故障诊断)能力,与产线及周边设备交互并参与整体节拍效率、 产能以及供应链的决策等。

②运动控制系统核心部件

A、运动控制器

运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心,以传感器为信号敏感元件,以电机或动力装置和执行单 元为控制对象的一种控制装置,其主要任务是根据运动控制的要求和传感器件的信号进行必要的逻辑、 数学运算,为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号。 运动控制器由硬件、固件、软件等组成,其中硬件部分包括微处理器、存储器、接口电路、通信接 口、电源等;固件是指固化在微处理器、存储器、可编程逻辑器件等元件中的软件;软件部分由实时操 作系统、运动控制指令编译器、运动控制参数的预处理及优化、运动控制函数、通信管理等模块构成。

运动控制器负责向伺服系统等部件传递控制指令,是运动控制系统的核心模块,其性能直接决定了 运动控制系统的性能水平。

B、伺服系统

伺服系统是一种能对机械运动按预定要求进行自动控制的系统,其作用是使输出的机械位移(或转 角)准确地跟踪输入的位移(或转角),实现输出变量精确跟随或复现输入变量。 伺服系统通常由驱动器和电机构成。驱动器是用来控制电机的一种装置,主要应用于高精度的定位 系统,一般通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位。电机是 指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,可精准控制速度,位置,可将电压信号转化为转矩和转速 以驱动控制对象。

1.2 发行人所处行业的政策分析

公司所处行业近年来受到国家相关部门的高度重视,国家出台过多项相关政策给予支持。我国陆续 制定了《国家智能制造标准体系建设指南(2018 年版)》、《十三部门关于印发制造业设计能力提升专项行 动计划(2019-2022 年)的通知》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远 景目标纲要》、《“十四五”智能制造发展规划》等政策,为我国智能制造及运动控制行业提供了良好的产业 政策环境,将推动我国智能制造产业实现更快更高质量的发展。运动控制系统作为智能制造的基础核心 环节,将充分有益于我国智能制造产业的快速发展。

1.3 发行人与主要竞争者的比较及其在行业中的地位以及行业竞争格局分析

1.3.1 行业竞争格局分析

1、国外领先企业

目前高性能运动控制及伺服驱动产品的主要参与主体为国外厂商。运动控制器生产商主要包括 Delta Tau Data Systems Inc.(美国泰道,已被欧姆龙收购)、ACS Motion ControlLtd.(以色列 ACS)、 Aerotech Inc.(美国 Aerotech)等。伺服驱动器生产商主要包括 Kollmorgen Corp.(美国科尔摩根)、以 色列 Elmo Motion Control Ltd(以色列 ELMO)等。

2、国内同行业企业

国内运动控制器生产商主要包括汇川技术、雷赛智能、埃斯顿、柏楚电子,这些厂商在中低端市场 占比较高并在部分细分领域上具有一定竞争优势。

1.3.2 与同行业可比公司比较情况

主要财务数据/指标对比

国外竞争对手的主要客户、经营数据较难获得完整的公开数据。

1.3.3 固高科技市场地位

(1)公司长期立足国产替代,以突出的自主创新能力服务我国对高水平运动控制技术的需求。公司 秉承“创新驱动”理念,长期专注于运动控制及智能制造核心技术的自主研发,是国内少数掌握运动控制、 伺服驱动、多维感知、工业现场网络、工业软件等运动控制领域多项核心技术的高科技企业,具备与欧 姆龙、倍福、ACS、Aerotech、ELMO、科尔摩根等国际先进企业同台竞争的能力。 固高研发人员在运动控制技术领域形成了多项理论与技术成果,包括系统定位与误差补偿理论、复杂系统的相位控制理论、多主从对等环网技术、高速高精度伺服控制技术、复杂系统的运动规划技术、 高速高精度传感器技术等。 基于突出的自主创新能力,公司运动控制器、伺服驱动器等代表性产品不断迭代升级、持续满足我 国先进制造业对于更高速高精度全互联性能的需求。拟推出的储备产品 GVN 系列运动控制器、 GSCD/GSVD 系列伺服驱动器等将实现更强性能突破,继续引领业界高水平发展。

(2)公司技术和产品满足“高速高精、高实时性、高可靠性”的高端装备及关键工序的高性能需求, 广泛应用于国内先进工业制造领域。固高运动控制技术和产品广泛应用于国内先进工业制造领域,满足 其对于高端装备及关键工序的高性能需求,达到突出的效果。在金属模具加工表面质量和加工精度苛刻 要求的领域,搭载固高运动控制系统的机床达到了国外高端系统的加工效果;在柔性材料激光加工设备 中达到比肩 ACS 和 Aerotech 控制系统的轮廓精度;在复杂模具加工领域,固高运动控制产品不仅支持多种五轴机床模型,并可以通过 RTCP(旋转刀具中心)功能提高曲面加工精度;固高运动控制产品也支持 6R(六自由度串联)、SCARA 多种机器人构型,可实现多组机器人联动,已批量应用于冲压,焊接,喷 涂等工业制造领域。 凭借覆盖装备制造关键环节的完整技术能力,公司为客户提供高性能运动控制系统核心部件及行业 应用专业控制系统,满足其对于高速、高精、高实时响应等需求,助力装备制造商在半导体装备、工业 机器人、高档数控机床、激光精密切割、3C 自动化与检测装备等领域突破进口壁垒。公司亦为焊接、包 装、纺织、印刷、物流冶金等传统制造业提供定制化解决方案,帮助客户升级改造自动化产线,提高生 产效率,改善全生命周期成本管控。

1.4 发行人所处行业的发展前景分析

1.4.1 行业发展趋势

运功控制行业技术发展趋势基于行业技术特点:(1)高可靠性:高可靠性是指产品可在规定条件下 和规定时间内完成规定功能的能力,通常以平均无故障时间来界定。工业装备能够长期、稳定地可靠运 行是用户的最基本要求。现代工业场景下,装备的系统复杂度提升,非确定性因素增加。作为装备的大 脑,运动控制系统需在面对各种作业环境和需求变化的情况下,消除整体系统的非确定性,保证装备的 长期稳定有效运行。随着运动控制系统设计更加复杂,软件的可靠性主要体现在其容错能力和代码强健 性上,而对于硬件来说,在持续降低系统功耗的同时,提升其在各种严苛环境下(高温高湿、超低温和 温度冲击、粉尘油污、腐蚀性气体、金属颗粒物、强电磁干扰等)的抗干扰能力、7*24 小时运行环境中 抗疲劳强度、抗扰动能力和信号链传递损失与补偿等作为智能制造装备的核心基础部件,高可靠性对于 运动控制器系统来说是一项基本的核心要求。一方面,在生产过程中需采用经过严格筛选测试的优质元 器件,组装过程也应具备严格的质量控制程序,以确保装备长期使用时的高稳定性和高可靠性。另一方 面,运行中控制系统的故障源经常来自于各类连接点和运动部件扰动。如何减少连接,强化网络数据传 输的实时安全,以更加紧凑的结构实现更加复杂的控制过程,在保证可靠性的同时,还要能够支撑更加 复杂的算力需求;(2)实时性:实时性作为运动控制系统的一项重要性能指标,是指事件发生的时间确 定性(相对与绝对的确定),以及在此基础上数据处理的精准和快速性,这对设备和任务间的时间同步精 度,以及系统中的任务执行效率提出了新的要求。实时性需要解决在保证运动控制事件的时间确定性情 况下系统的冗余安全、复杂网络中信息实时交互、多时钟源协同精准补偿,复杂系统相位控制中的高速信号处理和大型软件的实时性处理等等。(3)高速高精度:高速高精度是运动控制系统在性能上永恒的 追求,面对不同应用场景,高速高精的具体指标有所不同,但总体指标要基于被控对象的模型辨识,对 速度和控制精度进行自适应和自优化,取得综合性全局最优。类似木桶效应,一个系统的整体性能取决 于最短的木板。输入激励信号源的运动规划与被控对象响应能力是否匹配,系统各控制环节的同步性, 传感反馈的物理分辨率精度,系统模型辨识的线性化能力,机械系统谐振频率和动刚度特征,关键部件 热传导与热辐射效应,信号链完整度、扰动频域是否与工作频域重合等,都会制约系统整体高速高精度 性能指标的达成,成为最短的那块木板。

产品及技术发展趋势往三个方向发展。一、向开放性、灵活性、易用性并重的方向发展:开放性代 表系统要为用户打开二次技术开发、工艺快速迭代升级的技术路径,并为用户自身核心竞争力构建提供 必要的技术手段。灵活性意指系统要能适应各种复杂工艺要求的能力,既有性能上的深度和功能上的宽 度,还要具备多源异构系统的重构便利性。易用性表示系统需具备人机交互的友好、直观、简便,安装 调试的简洁、安全,运行维护的可预测、便捷和低成本。在现代智能制造更高精度、效率和制程柔性化 的需求下,未来运动控制系统发展的核心需求之一为实现开放性、灵活性、易用性的统一。二、网络化 程度日益加强。传统机械设备采用的电机和 I/O 数量有限,往往采用一对一直连的方式连接。直连方式最 大的问题在于布线复杂,线缆使用量较大,同时传输信号极易受到干扰。为解决这些问题,各装备或部 件厂商纷纷采用高速工业总线连接伺服驱动器及运动控制器,网络化趋势明显。采用高速工业总线后, 运动控制器、伺服驱动器和 I/O 模块之间除了常规的控制命令及反馈信息传递外,还可以根据需要实时调 节伺服驱动器的各类参数,从而实现更为复杂灵活的控制要求,设备连接的轴数和 I/O 数量也不断增加。 在数字化、智能化发展趋势下,工业总线作为“工业数字血管”的重要性日益凸显。逐渐成长为现代工业体 系内一个独立的产业细分领域,并作为智能制造体系的底层核心技术支撑,成为制造大国产业竞争的战 略制高点。三、从工业现场总线到工业网络全互联。在新的工业体系中,工业数据成为制造业的“血液”, 居于核心位置。以工业数据为脉络,整个智能制造逻辑重构为数据产生(工业现场)、数据传输、数据管 理与价值发掘几个环节。从制造效率及工业大数据安全可靠角度看,制造业领域必须完整实现从现场总 线到工业现场网络全互联的技术升级。

1.4.2 发展机遇

我国运动控制产业根植于中国制造。一方面,深入实施制造强国战略,加强产业基础能力建设是我 国发展的战略制高点。多年以来,我国运动控制市场的分布与装备制造产业整体格局基本相似,主要集 中于我国东部沿海等制造业发达的地区。近年来,在全国范围基础设施不断完善、产业跨区域转移日益 增多的背景下,装备制造业在国内不同地区呈特色化产业集群态势。国家制定的《“十四五”智能制造发 展规划》等产业政策中明确“鼓励地方、行业组织、龙头企业等联合推广先进技术、装备、标准和解决 方案,加快智能制造进集群、进园区”、“支持产业特色鲜明、转型需求迫切、基础条件好的地区建设智 能制造先导区”,为各地地方制造业的数字化、智能化转型提供引导方向。运动控制行业的区域性分布亦 将匹配装备制造业的发展趋势。另一方面,中国拥有全球最完整的制造业产业链,最丰富的工艺业态和 最庞大的消费群体。这两点决定了中国智能制造,以及其核心基础环节的运动控制产业将实现长期较快 的高质量发展,且中长期看将整体达到乃至引领全球竞争力水平,这是行业发展面临的长期机遇。

1.4.3 发展挑战

运动控制产业是典型的人才与技术密集型行业,这既是行业竞争壁垒,也是最大的发展挑战。一方 面,运动控制融合了软件算法、电子、通信、光学、机械等多学科交叉的技术和人才,且需要长期深入 工业一线应用场景进行不断的知识反馈、经验吸收和技术迭代,是基础研究和应用实践紧密结合的高竞 争壁垒领域。另一方面,随着产品和工艺装备的精密度与复杂性的进一步提高,技术综合程度不断增加, 以及生产工艺过程日益成为一个各工序紧密联系着的有机整体,现代智能制造对产业技术人才提出了更 高的挑战。当前智能制造产业的高技能人才尤其是高端复合型人才紧缺严重,而高技能人才培养时间长, 难度大,行业高素质人才的紧缺一定程度上制约了整个行业的发展,亟需打造真正有效的产学研培育模 式,满足产业人才的迫切需求。 运动控制行业下游行业众多,客户分布广泛,受单一下游行业周期性的影响相对可控,除受到宏观 经济周期的影响外,不存在明显的周期性。但若出现具有较大影响的下游终端产业的显著波动,如 3C 消 费电子的市场大幅波动,可能对上游的装备制造业及运动控制产业带来一定的影响。

1.5 所处行业生命周期及对固高科技的影响

国家对智能制造做了明确的中远期发展规划。《国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远 景目标纲要》提出“推动制造业优化升级”、“深入实施智能制造工程,发展服务型制造新模式,推动制 造业高端化智能化”。《“十四五”智能制造发展规划》提出:到 2025 年,我国规模以上制造业企业基本 普及数字化,重点行业骨干企业初步实现智能转型;到 2035 年,规模以上制造业企业全面普及数字化, 骨干企业基本实现智能转型。加强高端装备制造业核心基础技术的自主可控能力,已成为国家、社会、 产业界的共识和战略聚焦。高端装备是具备“高速、高精度、高实时响应”作业性能的机电一体化产品, 蕴含其中的运动控制技术是决定其作业性能和效率的关键基础。先进的运动控制系统决定了工业现场核 心装备及关键工序的数字化、网络化、智能化水平,是高端装备的核心基础部件,也是支撑智能制造落 地的关键环节。

运动控制行业整体发展趋势和发展驱动力:①全球科技和产业竞争聚焦制造业,智能制造成为全球 主要工业国家的重点发展方向,智能制造产业拥有广阔的市场空间和发展前景。随着全球新一轮科技革 命和产业变革深入发展,新一代信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术等不断突破,并与先进 制造技术加速融合,为制造业高端化、智能化、绿色化发展提供了历史机遇。同时,国际环境日趋复杂, 全球科技和产业竞争更趋激烈,大国战略博弈进一步聚焦制造业,美国“先进制造业领导力战略”、德国 “国家工业战略 2030”、日本“社会 5.0”和欧盟“工业 5.0”等以重振制造业为核心的发展战略,均以智能制 造为主要抓手,力图抢占全球制造业新一轮竞争制高点。 我国智能制造及其基础产业之装备制造业近年来实现了快速发展。据中商产业研究院数据,2017- 2021 年我国智能制造装备市场规模保持较快增长趋势,年复合增长率达 17.49%,估计 2022 年我国智能 制造装备可以达到 2.68 万亿元。 综上,智能制造是我国高质量发展的战略制高点,发展前景广阔,这也必定带动上游运动控制系统 等核心基础环节的快速、高水平发展。

②随着劳动力成本的上升、人口红利的减弱,我国制造业转型升级的需求迫切,“机器替人”已成为 必然的发展方向,运动控制及智能制造产业的发展有着长期的内在驱动力。我国经济发展已进入速度变 化、结构优化和动力转换的新常态。资源环境约束不断强化,劳动力等生产要素成本正在上升,主要依 靠资源要素投入、规模扩张的粗放发展模式已难以为继,提质增效已成为经济发展的主要目标。根据国 家统计局数据,我国劳动年龄人口比例由 2013 年的 73.90%下降至 2021 年的 68.33%,8 年间降幅达 5.57 个百分点;相对应的是我国制造业的年平均工资由 2012 年的 4.17 万元快速增至 2021 年的 9.25 万元,年 复合增长率为 8.99%。劳动力成本的上升、人口红利的减弱带给我国制造业巨大的产业升级压力,生产制 造将必然向自动化、智能化方向发展,“机器替代人”成为不可逆的发展方向。

③除传统制造业转型升级需求外,我国以半导体、新能源、机器人、3C 电子等为代表的新兴制造需 求快速增加,运动控制及智能制造的应用领域不断扩大,进一步推动了行业发展。我国已经在新能源汽 车、光伏、集成电路、通信设备、高端显示器件、航空航天等高端制造领域形成具备一定竞争力的产业 集群,产生对国产高端装备和基础核心技术的广泛应用场景。同时,传统基础制造业如纺织、印刷、物 流、冶金等也在市场化规律下形成特色化产业集聚,并在全面人工替代、高速同步控制、分布式控制、 传统工艺数字化提炼等领域形成广泛的智能化提升需求。 新兴产业的蓬勃发展和传统制造业的转型升级带来的是数万亿级的智能终端市场空间,进而带来的 是万亿级的装备制造产业规模和数百亿级的工业装备。

④运动控制及智能制造的核心基础技术实现自主可控是国家战略,相关产业将充分受益于国产替代 进程。我国经济社会各领域的发展,要求制造业提供更先进的生产技术水平、高品质的消费产品、自主 可控的重大技术装备。从“制造大国”转变为“制造强国”,是我国制造业发展的战略选择。发展先进制造技 术,增强制造领域的自主创新能力和整体实力,推进制造质量和产品品牌建设,才能全面提升我国制造 业水平。长期以来,我国制造业基础技术研究薄弱已经成为制约制造业发展的主要瓶颈。我国制造业向 智能制造发展,必须依靠传感、控制、通信、工业软件等底层基础技术的突破和深度应用。《“十四五”智 能制造发展规划》明确提出,要加强关键核心技术攻关,攻克智能感知、高性能控制、人机协作、精益 管控、供应链协同等共性技术,针对感知、控制、决策、执行等环节的短板弱项,要加强用产学研联合 创新,突破一批“卡脖子”基础零部件和装置。

⑤运动控制系统是智能制造装备的大脑、工业控制的核心,在智能制造大力推进、传统制造业转型 升级、新兴制造需求快速增加以及国产替代等背景下,我国运动控制行业市场规模持续增长。先进的运 动控制系统融合了传感、通信、控制、工业软件、机构优化等多项基础技术,决定了工业现场核心装备 及关键工序的数字化、网络化、智能化水平,是高端装备的核心基础部件,也是智能制造落地的关键环 节。经过多年发展,中国制造业已经实现了全世界最完整的全产业链基础,具有全世界最丰富的工艺业 态和供应链群和全世界最庞大的消费群体。运动控制系统融于广泛的“新场景、新服务、新业态”的现 代智能制造场景中,呈持续增长的发展趋势。 根据国际市场研究机构 Markets and Markets 发布的研究报告,2020 年全球智能制造市场规模 2,147 亿 美元,预计到 2025 年将增至 3,848 亿美元,复合增长率达到 12.4%。据此假设按照运动控制系统年复合 增长率 10%测算,2022 年,我国运动控制系统市场接近 570 亿元,2023 年将达到约 622 亿元。其中,运 动控制器 2022 年市场规模约 113 亿元,2023 年预计市场规模约为 124 亿元。

⑥产业链得到重塑,运动控制系统需要进一步满足智能制造对于精益管理综合能力和全局效益的提 升的需求。中国制造业具备全球最完整的全产业链基础,但过于离散的制造业带来人、财、物和能源的 极大浪费。2020-2022 年全球供应链断裂更加剧了全球制造业的离散度和中间消耗,国际制造业产业链分 工模式面临调整,区域化全链协作需求对制造产业布局影响明显,产业链需要周期更短、响应更快、灵 活性和柔性更强;从消费端来看,国产消费产品正在蓬勃兴起,个性化体验感的创新驱动、高质量供给 引领和创造新需求成为必然。受消费和供应两端的需求变化拉动,正在重构的制造产业链生态圈将发挥 中小制造型企业的灵活性,通过工业互联网与智能化手段拉通企业间的数据流、信息流,实现设备互联 互通,节能降耗,提质增效,全面无人化等,设备全生命周期综合投资回报率的计算(一次性投入和综合维护成本)取代固定资产一次性投资回报率的计算成为企业主关注的问题。这一系列的变化,在推动 整体制造业向精益管理综合能力和全局效益的提升上发展,这是制造业智能化的关键价值,而作为智能 制造核心实现路径就是:在制造业关键工艺装备和自动化装备实现国产自主可控的同时,通过运动控制系 统的综合能力提升,实现其长期稳定可靠地工作、数据安全与智能地交互、远程故障诊断以及更高能效 利用率。

1.6 固高科技所处行业供给需求分析

公司的技术、产品和系统解决方案广泛应用于半导体装备、工业机器人、数控机床、3C 自动化与检 测装备、印刷包装设备、纺织装备等众多高端装备制造领域。下游行业需求情况如下:

(1)半导体制造装备行业

半导体作为信息产业的基础和核心组成部分,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和 战略性产业。根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)统计数据,中国半导体市场规模由 2014 年的 917 亿美元增长至 2019 年的 1,441 亿美元,2019 年占全球半导体市场规模的 34.95%。 当前的国际政经环境及我国半导体自主可控的需求,带动了我国半导体装备制造的快速发展。硅片 设备、制造设备,以及包含固晶机、贴片机、焊线机、划片机、倒装机、切筋成型设备、清洗机、测试 机、分选机和探针台等在内的封装、测试设备等半导体装备需求旺盛。根据国际半导体产业协会(SEMI) 统计,2020 年中国半导体设备行业市场规模达 187.20 亿美元,同比增长 39.18%。2009 年至 2020 年,中 国半导体设备行业市场规模复合增长率为 31.25%。 根据《上海集成电路产业发展研究报告》,2019 年我国半导体装备(该数据包括集成电路、LED、面 板、光伏等设备)的国产化率约为 18.8%,其中集成电路设备国产化率仅为 8%左右,未来国产替代空间巨 大。

(2)工业机器人行业

工业机器人广泛应用于机械制造、汽车制造、船舶制造、电子、物流、化工等现代工业领域,是产 业转型升级、实现智能制造的重要抓手。工业机器人包括多关节机器人、SCARA 机器人、坐标机器人、 并联机器人等多种类型,随着技术不断成熟,工业机器人整体往更加高速、高精度、智能化、柔性化等 方向发展。 我国早在 2013 年就成为全球工业机器人的最大市场,当年装机量超过日本、美国、韩国、德国之总 和。根据国际机器人联合会(IFR)及中国机器人产业联盟(CRIA)统计数据,2014 年至 2020 年间,我 国工业机器人销量由 5.71 万台增至 15.60 万台,年复合增长率达 18.24%,2021 年市场规模有望突破 70 亿 美元。2017 年,我国工业机器人的国产化率约为 29%,其中高端机器人国产化率为 17.5%,国产替代空 间同样巨大。

(3)数控机床行业

数控机床是装备制造的工业母机,机床产业的技术水平、加工效率、精准程度及长期稳定可靠工作 对一个国家制造业至关重要。随着制造业加速转型,精密模具、新能源、航空航天、轨道交通、3D 打印、 医疗器械等新兴产业迅速崛起,其生产制造过程高度依赖数控机床等智能制造装备,这将有力推动高速、高精、高效、高稳定性、智能化、多轴化、复合化等高档数控机床的发展。 中国制造业的规模决定中国数控高精密机床拥有广阔的提升空间。但我国数控机床企业主要定位于 中低端市场,高端产品渗透率虽在提升但仍处于较低水平。根据前瞻研究院整理的资料,2018 年我国低 档数控机床国产化率约 82%,中档数控机床国产化率约 65%,高档数控机床国产化率仅约 6%。我国国产 机床并非没有市场,而是因为我国智能制造转型升级需求和国产机床整体水平之间不平衡不匹配,从而 抑制了国产机床消费能力。《中国制造 2025》规划中明确提出“高端数控机床与基础设施装备”之具体目标 如下:“到 2025 年,高档数控机床与基础制造装备国内市场占有率超过 80%。高档数控机床与基础制造 装备总体进入世界强国行列”。未来我国机床行业的数控化提升和中高端替代具有高度确定性,高档数控 系统价值约占高端数控机床成本的 20%-40%,发展空间巨大。

(4)激光装备行业

受益于各类金属及非金属工业材料加工的旺盛需求,激光加工装备市场迎来持续稳定的增长。根据 《2021 年中国激光产业发展报告》和联赢激光 2022 年年报摘要引用的数据,我国 2022 年激光设备市场 销售收入已达 862 亿元,2014 年至 2022 年间年复合增长率达 16.16%。但目前高端激光装备的国产化率 仅为 10%。 未来激光加工装备仍将持续往数字化、智能化、切割柔性化的趋势发展,而运动控制系统是激光加工 装备的关键功能部件,是推动激光装备向更高功率、更快速度、更高精度发展的技术保障,将持续受益 于激光装备市场的增长。

(5)传统制造产业

传统制造业是我国工业体系的基础构成,其健康稳定发展对我国国民经济发展具有深远影响。中国 装备制造业的提升不仅仅是在半导体、数控机床、工业机器人、激光精密装备等高端装备领域,还包括 纺织、印刷、包装、焊接、压铸、冲压、注塑、压装等更广泛的各类工业装备。在新的发展阶段,各类 制造产业都迫切需要通过先进制造技术实现装备和工艺的数字化、智能化提升,并依托工业数据进行智 能分析,实现运维、能耗、产能、效率、质量等多维度价值提升。

一方面,印刷、纺织、包装、食品、冶金等多种传统制造产业为满足新经济环境下对高品质、定制 化和快速服务响应的需求,需要对自身进行智能化升级改造,以满足新需求、开拓新市场;另一方面, 传统制造业亟需提升数字化、网络化、智能化水平以解决劳动力严重短缺、人力成本上升、柔性化生产 能力瓶颈、市场响应缓慢、产品同质化严重等产业发展痛点。同时,经过多年发展,传统制造产业的地方 特色集聚现象愈发明显,行业共性的智能化升级需求不断显现,并呈现出由点带面加速落地的示范推广 效应。 我国运动控制系统企业基于对本土需求的深刻理解和更强的本地化技术服务能力,将在赋能传统制 造业,推动转型升级和智能化改造中发挥重要作用。

二、发行人经营状况及发展前景

2.1 发行人商业模式分析

公司以运动控制技术为核心,形成运动控制核心部件类、系统类、整机类的产品体系,覆盖了高性 能运动控制器、伺服驱动器、驱控一体机、工业自动化组件、工业软件、垂直行业专用控制系统、特种 装备等装备制造核心环节。公司的主要盈利模式为向装备制造业客户提供运动控制相关产品及定制化解 决方案。

2.1.1 釆购模式

公司采购主要包括原材料和外协加工服务采购。公司主要原材料包括电子元器件(芯片、PCB、电 容、电阻等)、结构件(钣金件、塑胶件)、包材辅料等。公司会针对部分关键原材料进行一定的战略性 备货。外协加工服务采购主要指公司将 PCBA 加工等非核心的生产环节外包给专业的外协加工服务商。 2019-2022 年,公司与外协加工服务商之间的采购业务按照委托加工业务处理,与同行业可比公司处理方法 基本一致。

2.1.2 生产模式

公司采用备货式及订单式生产结合的生产模式,即标准品备适量安全库存数+滚动批量生产,非标准 化定制产品按订单生产。产品生产主要包括半成品 PCBA 加工环节以及组装、软件烧制、老化、调试检 测、包装等过程。其中,PCBA 等非核心工序委托技术成熟的外协加工商完成;公司自行完成半成品组装、 软件烧制、老化、调试检测等剩余工序。公司已建立了东莞松山湖智能制造基地,满足核心产品的集中 生产和高效供应。

2.1.3 销售模式

公司产品主要以直销方式销售给下游装备制造厂商和具有增值服务能力的系统集成商。在部分整机 类、伺服驱动器销售中,公司适当采用了经销模式。直接销售为主的模式更有利于公司深入工业一线应 用场景,把握客户核心需求,实时获得知识反馈,提升产品和服务的竞争力。公司下游客户以具备一定 规模实力、具有较强自主二次开发能力的装备制造商为主。公司通常配备技术团队进行售前的需求发掘 和产品方案制定,以及售后及时的服务支持和技术培训。具有增值服务能力的系统集成商通常定位于某 几类专业制造领域,通过采购上游核心部件产品,并进行二次技术开发等增值服务后销售给终端装备制 造商。系统集成商具备特色化的软件开发和硬件配套能力,服务于下游装备制造商,解决其个性化需求 强、技术开发能力或资源精力有限的问题。因下游装备制造商数量多、个性需求分散,公司在有限资源 条件下,通过与具有专业服务能力的系统集成商合作,可形成更广泛的覆盖能力。此外,公司针对部分 核心部件类产品及教学培训装备,也采用经销商模式进行推广销售。

2.2 发行人经营状况分析

固高科技是位于智能制造底层基础环节的科技公司,20 余年来坚持专注于运动控制核心技术的研发, 为装备制造业输出先进制造技术,协助装备制造企业造出“好机器”。除少部分特种装备外,公司本身不涉 足下游装备制造和系统集成领域。公司业务定位决定了其经营规模相对较小、盈利能力相对较强、经营 性现金流较好的“专精”特性,且盈利水平与下游装备制造业的发展直接相关。 公司业绩与下游装备制造业的发展直接相关。2019-2022 年公司营业收入从 2.48 亿元增长至 3.48 亿 元,年复合增长率为 12.06%,主要受益于装备制造客户整体呈良好增长态势。 2022 年,公司实现归母净利润 0.53 亿元,同比下降 18.38%,主要由于股份支付费用增加、芯片等原 材料涨价、员工薪酬上涨。

公司已形成运动控制核心部件类、系统类及整机装备类产品体系。其中运动控制器、伺服驱动器等 核心部件类产品是公司的业务根基,2019-2022 年公司核心部件类产品营业收入占主营业务收入比例均保 持在 65%以上。 系统类(垂直行业专用控制系统)、整机类产品系公司聚焦工业现场应用、立足解决特定产业痛点而实施的垂直整合战略,是核心部件类的自然延伸,也是未来重点布局业务;2020-2022 年尚处于业务开拓 阶段,其营收规模及占比呈现一定波动。

(1)运动控制核心部件类的销售收入分析

公司运动控制核心部件类产品主要包括运动控制器、伺服驱动器、驱控一体机和工业自动化组件。 2020-2022 年,公司运动控制核心部件类的销售收入分别为 2.14、2.51、2.30 亿元,占主营业务收入的比 例分别为 77.05%、75.42%和 67.99%。

运动控制器是公司自成立以来的代表性产品和主要收入来源。2019-2022 年,其收入分别为 1.42、 1.73、1.88 亿元,在运动控制核心部件类中的占比分别为 83.61%、81.01%、74.90%和 67.48%。公司运动 控制器的收入波动趋势与公司营业收入波动趋势、原因基本一致。 公司伺服驱动器业务由全资子公司固高伺创负责并自 2019 年起成为公司的重点拓展方向。受益于 GSHD 系列等高性能伺服驱动器的推出和快速推广,公司伺服驱动器业务自 2020 年以来实现了较快增长, 2021 年相关营业收入同比增长达到 150.06%。 公司驱控一体机通常配套其他产品和软件构成成套控制系统,向客户提供定制化行业应用解决方案, 具有较强的定制化特色,单独销售金额较少。2022 年,公司驱控一体产品均应用于运动控制系统类业务, 无单独销售的情况。工业自动化组件种类繁多,包括通讯模块(如 gLink200 系列 I/O 模块)、轴控模块、 HMI 显示屏、线缆、机器视觉部件(智能相机等),是运动控制系统运行的功能组件。2020-2022 年其营 收变动与营业收入的整体变动趋势较为匹配。

(2)运动控制系统类的销售收入分析

2019-2022 年,公司运动控制系统类的销售收入分别为 3,196.15 万元、4,467.66 万元、4,919.76 万元和 6,317.12 万元,占主营业务收入的比例分别为 13.20%、16.10%、14.80%和 18.69%。运动控制系统类是公 司提供的面向典型场景和细分行业应用的成套控制系统,是基于客户特定工艺需求而开发的定制化解决 方案,其业务数量、产品价格、产品配置通常呈现一定的波动。2022 年度,随着下游装备制造业客户的 需求逐步回暖,公司运动控制系统类的销售收入同比增长 28.40%。

(3)运动控制整机类的销售收入分析

2019-2022 年,公司运动控制整机类的销售收入分别为 3,144.68 万元、1,201.48 万元、3,008.00 万元和2,646.34 万元,占主营业务收入的比例分别为 12.99%、4.33%、9.05%和 7.83%。2019-2022 年,公司整机 类业务以教学培训装备为主,其品类较多、业务需求通常呈现较大的波动性。以力位控制装备为代表的 特种装备是公司未来垂直整合的发展重点。

2.3 发行人盈利能力及财务状况分析

2.3.1 毛利率水平及变动

毛利率稳定在 50%以上,加权净资产收益率波动大。2019-2022 年的毛利率稳定在 50%以上,主要 由于公司核心产品运动控制核心部件类毛利率高,维持在 60%左右,且营收占比较高。2021 年、2022 年 公司毛利率同比分别下降 1.30、2.09 个 pct,主要系由于核心部件类产品由于成本上升,毛利率有所下降。

分业务毛利率看,运动控制核心部件类毛利率维持在 60%左右;运动控制系统类属于定制化系统解 决方案,处于业务开拓阶段,其对毛利率贡献率随收入波动而呈波动态势,2019-2022 年毛利率维持在 40%-50%之间;运动控制整机类以教学培训装备为主,其需求量存在一定波动,2019-2022 年毛利率由 34.68%提升至 46.76%,增长了 12.08 个 pct。

运动控制核心部件类毛利率贡献率分别为 43.51%、47.52%、45.06%和 38.05%,是影响公司主营业务 毛利率水平的主要因素。其中,代表性产品运动控制器对主营业务毛利率贡献率最大,2019 年-2022 年工 业自动化组件的毛利率贡献率随着收入占比逐年提升而呈稳定增长态势。

运动控制系统类属于定制化系统解决方案,处于业务开拓阶段,2019-2022 年其对毛利率贡献率随收 入波动而呈波动态势。其中,2020 年,因收入占比由 2019 年的 13.20%上升至 2020 年的 16.10%,导致其 毛利率贡献率由 5.36%上升至 6.86%。2020 年、2021 年,运动控制系统类的毛利率贡献率分别为 6.86%、 7.10%,保持稳定。2022 年,随着运动控制系统类的收入占比有所提高,其毛利率贡献率提高到 8.32%。 运动控制整机类以教学培训装备为主,其需求量存在一定波动,而以力位控制设备为代表的特种装 备尚处于业务开拓阶段。整体而言,整机类产品收入占比小、毛利率相对较低,其对主营业务毛利率的 贡献率较低。

2.3.2 期间费用水平及变动

公司管控费用效果明显,期间费用占营业收入比重呈下降趋势。2019-2022 年公司期间费用占营业收 入比重分别为 38.00%、45.36%、36.89%和 38.44%。2020 年公司期间费用率较高,主要系公司当年实施 股权激励并计提 3,249.00 万元股份支付费用所致。

2.3.3 现金流情况分析

公司现金情况良好。2019-2022 年,公司销售商品、提供劳务收到的现金分别为 1.72、2.50、3.03、 3.13 亿元,占同期经营活动现金流入的比重分别为 87.59%、90.72%、93.16%和 95.09%,为经营活动现金 流入的主要来源,其他经营性现金流入主要为政府补助等。2019-2022 年,公司销售商品、提供劳务收到 的现金与营业收入的比值分别为 69.29%、88.34%、89.69%和 89.93%,公司业务收入获取现金的能力总体 呈增强趋势。 从净现比来看,2019-2022 年,公司净现比分别为 73.42%、340.96%、78.10%、107.88%,表明公司 净利润质量较高。

2.3.4 偿债能力分析

偿债能力方面总体较好。2019-2022 年各期末,公司流动比率分别为 2.01 倍、2.11 倍、5.16 倍和 5.26 倍,速动比率分别为 1.56 倍、1.72 倍、4.00 倍和 4.17 倍,资产负债率分别为 37.77%、32.93%、12.88%和 12.71%,资产负债率逐年降低。2021 年末,公司流动比率及速动比率大幅上升、资产负债率大幅下降, 主要系公司 2021 年 3 月公司完成持股层级调整,获得股权增资款项所致。公司流动性整体较好,具有较 强的偿债能力。本次发行完成将进一步募集到发展所需资金,公司流动比率、速动比率、资产负债率等 偿债指标将进一步优化。

2.3.5 营运能力分析

营运能力整体较好,存货周转率降低服务于战略考虑。2019-2022 年固高科技的应收账款周转率分别 为 2.75、3.1、3.99、3.73,与同行业可比公司均值接近。2019-2022 年固高科技的存货周转率分别为 1.48、 1.45、1.47、1.36,明显低于可比公司平均水平(剔除柏楚电子),主要系公司采用常规性备货与战略性备 货相结合的采购策略。尤其在近年来国际政经局势动荡、全球贸易摩擦加剧、海外供货紧张的背景下, 公司更加重视芯片等关键原材料的安全稳定供应,适度加大了关键原材料的战略备货,导致公司存货周 转率相对较低。公司战略备货以芯片为主,减值风险低,适度的安全库存充分有利于公司持续稳定经营, 降低关键材料供应风险和材料价格波动风险。 注:柏楚电子专业定位于激光切割控制系统领域,其所在的行业市场规模小(根据柏楚电子招股说 明书,估计 2022 年我国激光切割控制系统市场规模约 14.96 亿元),市场竞争格局和销售模式和发行人有 较大差异,因此不具备可比性。

2.4 发行人发展前景分析

公司具有技术优势、人才优势、深度服务实体产业优势与产业链独特优势,发展前景较好。

2.4.1 技术优势一一自主创新,打造完整体系的“装备制造核心技术平台”

①自主创新是公司发展与竞争能力的核心源泉。公司长期深入运动控制技术、伺服驱动技术、多维 感知技术、工业现场网络技术、工业软件技术等核心技术研究,在运动控制技术领域积累了深厚的基础 性、原理性创新。 公司成立起就确立为工业制造提供底层基础核心技术及产品的经营定位,并一直遵循着“Control and Network Factories of the Future”的技术理念,如何将数字化、网络化、信息化再到智能化的工业升级之 路打通,是公司持续努力的方向。

②以自主创新为基础,公司构建了覆盖装备制造关键环节的完整技术体系。凭借多年的聚焦、精深、 创新与发展理念,公司打通从底层基础共性技术到“光机电、软硬件一体化”产品开发设计,再到行业应用 系统方案的技术能力,并据此打造出固高科技“装备制造核心技术平台”,致力输出覆盖“感知、控制、决 策、执行、工业互联”等装备制造关键环节的先进制造技术,助力装备制造的国产突破及数字化、网络化、 智能化转型升级。

2.4.2 人才优势——固高特色人才培育体系

公司于 1999 年由李泽湘、高秉强、吴宏三位在机器人、半导体和运动控制领域的国际知名学者共同 创立,三位创始人均具有多年的知名高校任教经历,多年来从事产业和人才培育。李泽湘长期从事机器 人、运动控制以及工业自动化领域的研究,开创了机器人在非完整约束下的运动规划这一重要学术领域, 2019 年获得国际电气与电子工程师学会机器人与自动化领域国际奖项。高秉强是先进半导体设计、制造 领域的世界级专家,曾获国际电气与电子工程师学会(IEEE)“固体电路奖”吴宏长期专注运动控制核心 技术研究,是中国工业机械电气系统标准化委员会副主任委员。作为灵魂人物,三位创始人为公司奠定了 扎实的理论技术基础,科学的研发创新体系,前瞻性国际性的发展视野。公司自创立以来,就具备鲜明 的工业控制及半导体应用技术基因,并始终看齐国际水准。

2.4.3 深度服务实体产业优势一一解决工业制造现实问题的可靠能力

固高科技“装备制造核心技术平台”根本落脚点在于服务实体产业,协助装备制造商快速实现高端 装备的产业化。公司长期聚焦工业一线,深入理解工业现场刚性需求,针对性提出解决方案,解决了大 批产业痛点问题,切实实现了面向装备制造与终端智能制造业的核心技术赋能。

工业现场网络相当于中枢神经,实现工业现场各单元和设备之间的高速互联互通、实时响应和同步 控制,打通数据采集、流通、分析、应用的全闭环。gLink 是开放式的工业现场网络通信协议,解决了国 外工业现场总线协议存在的开发与应用两端封锁,工业现场控制复杂、协议转换难度高、数据安全隐患 大等诸多障碍,构建了便捷通畅、安全可靠的工业互联体系。

2.4.4 产业链优势——广泛的客户群体、体系化的产业布局

二十余年来,固高科技坚持做装备制造业的技术赋能者,与一批致力于实现先进装备国产替代的企业家群体成为了产业链长期合作伙伴,同时也成为新兴领域创新型装备初创团队在完成技术攻关和团队 培养的可靠合作方。 公司长期服务各行业领域超过 2,000 家装备制造客户,包括大族激光、博众精工、新益昌、联赢激光、 阿达智能、南通振康、广东科杰、亚威股份、慈星股份等高端装备制造领先企业。广泛的下游客户群体 为公司提供了全方位的技术应用场景和实时动态的知识反馈,有利于公司持续保持技术领先性,是公司 长期稳定发展的基本盘。

2.5 发行人主营业务分析

公司二十年来坚持专注于运动控制及智能制造的核心技术研发,形成了运动控制、伺服驱动、多维 感知、工业现场网络、工业软件等自主可控的技术体系,构建了“装备制造核心技术平台”,为我国装备 制造业提供数字化、网络化、智能化转型升级所需的底层、基础、核心技术,助力高端装备产业的国产 化突破。公司长期致力于搭建学术与产业之间的桥梁,推动产学研结合的创新发展模式,支撑高端装备 产业自主创新的良性发展体系。

二十余年来,公司为各行业 2,000 多家装备制造商累计部署超过 50 万套先进运动控制系统,协助装 备制造商开发出适应终端产业发展且具备高性能、高性价比的工业装备,践行了“协助客户成为成功的企 业”之使命。公司的技术、产品和系统解决方案广泛应用于半导体装备、工业机器人、数控机床、3C 自动 化与检测装备、印刷包装设备、纺织装备等高端装备制造领域。公司服务的客户既包括大族激光、博众 精工、新益昌、联赢激光、阿达智能、南通振康、广东科杰、亚威股份、慈星股份等国内高端装备制造 行业龙头企业,也包括众多专精特新“小巨人”装备制造企业。

(1)运动控制器

①运动控制器相当于运动控制系统的“大脑”,基于对被控对象(运动机械机构)的运动学和动力学 模型,将接收到的控制目标指令进行运动规划和控制预测,并通过多种传感器信息反馈实现闭环控制。 运动控制器依托内置的逻辑控制、精密定位、轨迹控制等高性能运动控制算法,完成特定运动轨迹、位 姿、位置、速度与加速度控制,以及符合控制目标的精准指令输出(如温度、流量、压力、位移等)。 运动控制器的核心技术指标包括最大控制轴数、同时控制设备台数、单坐标系中最大联动插补轴数、 支持的模拟量/数字量 I/O 模块、基础运动规划模式、PSO(位置同步输出)功能、误差补偿功能、专用运 动控制算法(五轴旋转刀具中心点编程、龙门控制、轨迹优化,速度前瞻、面向空间曲线的高阶 S 曲线 加减速规划、轮廓精度等算法)、行业专用功能(工业机器人、五轴数控专用功能等)等。

(2)伺服驱动器

驱动器作为运动控制系统的驱动层和“心脏”,驱动器接收控制信号并将其转化为能够运行电机的电 流、电压信号,进而驱动电机(执行层)运转,带动工作机械运行,最终实现机械运动高速、高精度的 位移(角度)、速度、力矩控制。驱动器核心技术指标包括位置/速度/电流控制的精度及响应带宽、振动 抑制、精密定位、非线性补偿如摩擦力/齿槽转矩补偿、重力补偿及机械负载的辨识性及自适应性等。驱动器主要包括步进式、直流伺服和交流伺服类,固高科技主要定位于满足高速高精度高实时响应需求场 景的交/直流伺服驱动器。公司伺服驱动器具有高速电流环、速度环和位置环的全闭环控制功能,响应带 宽性能突出,可实现对电机的角度,速度和力矩的超精密控制,保证了工业装备加工速度、加速度、加 工轨迹精度、重复定位精度等作业效果,提高设备效率和市场竞争力。公司伺服驱动器主要包括 GSHD,GTHD,GTDD 和 GTSD15 系列产品,广泛应用于焊线机、固晶机、精密激光切割、3C 精密装配、 数控机床等高端装备及智能制造行业,实现了 μm 及 nm 级加工及定位,成为公司快速拓展的代表性产品。

(3)驱控一体机

固高科技于业内创新性地推出驱控一体概念及相关产品。驱控一体机系集工业 PC、运动控制、伺服 驱动、安全模块及相关传感器变送模块为一体的运动控制核心部件,具有体积小、功率密度高、集成度高的特性,可实现电流、速度及位置全闭环控制,极大简化了客户的电气设计,提高了装备性能和可靠 性。固高驱控一体机通常需配套其他产品和软件构成成套的控制系统,向客户提供定制化的应用解决方 案,具有较强的定制化特征。固高驱控一体机产品分为单轴驱控一体机和“拿云”系列四轴、六轴等驱控一 体机,分别满足特定领域应用需求。例如,“拿云”四轴系列驱控一体机集成了四轴伺服驱动器,主要用于 SCARA/DELTA 等轻量型机器人应用场合。

(4)工业自动化组件

公司工业自动化组件系运动控制系统配套功能组件,通讯模块、轴控模块、HMI 显示屏、线缆、机 器视觉部件等,在智能装备和智能制造中起到机器视觉感知、数据通信、信息交互等关键作用。

(5)垂直行业专用控制系统

公司自成立以来的核心产品为运动控制核心部件类,在此基础上,公司不断推动垂直整合业务模式 的探索和发展。2009 年,公司推出 CPAC 计算机可编程自动化控制器,标志着公司跨入工业自动化行业 解决方案新阶段;公司开放式数控系统解决了曲面加工中的多个难题,成为金属加工行业的优选方案。 此后,公司进一步针对性地推进垂直行业和产品的整合战略,一是围绕特定行业应用需求开发出特色化 系统级解决方案,二是着力开发出以力位控制技术为核心的特种装备。 2014 年,开放式、可重组的 CNC、工业机器人系统开发平台正式推出;2017 年,拿云系列四轴/六 轴驱控一体机推出,为行业应用提供了更好的系统解决方案;2018 年,“伺服压力机”特种装备及“精准力 位控制系统方案”推向市场;2019 年至今,公司进一步丰富和完善包括 CNC 全套解决方案、分布式驱控 一体物流解决方案、慧眼机器人控制系统、电子加工与测试等行业定制化解决方案。

(6)特种装备——精准力位控制装备

为满足高精度装配、压装等工业应用场景中对于“精密位置、压力控制”的迫切需求,公司开发了 以力位控制技术为核心的特种装备,并为客户提供了智能力位控制器及系统开发平台,满足各种压力设 备对压力闭环、速度和位置闭环精确控制的需求。精准力位控制装备的代表产品包括伺服压力机、扭力 扳手等。典型产品伺服压力机是以高性能驱控一体、力位控制技术为基础开发的特种装备。

2.6 发行人治理分析

公司根据《公司法》《证券法》《上市公司章程指引》等相关法律、法规的要求,制定了《公司章程》, 建立了《股东大会议事规则》《董事会议事规则》《监事会议事规则》《独立董事工作制度》《董事会秘书 工作制度》等制度,并建立了董事会战略委员会、提名委员会、薪酬与考核委员会、审计委员会专门委 员会四个专门委员会。 公司董事会由 9 名董事组成。董事会设董事长 1 名,独立董事 3 名,董事会秘书 1 名。公司监事会由 3 名监事组成,其中股东代表 2 人,职工代表 1 人。 从招股书披露的内容来看,公司股东大会、董事会、监事会以及管理层均按照《公司章程》和公司 内部制度规范运作,切实履行各自应尽的职责和义务,保障公司和全体股东的利益。

2.7 发行人经营战略分析

2.7.1 整体经营目标

未来,公司仍将坚持专注运动控制核心技术的研发,不断夯实装备制造核心技术平台,持续为装备 制造业输出先进制造技术,协助客户成为更好的企业,助力中国高端装备制造的深度国产化和智能化转 型升级。公司仍将不懈地推进育人计划,不断实践并推广学术与产业之间的高效转化路径,持续为社会 培育运动控制技术研发和应用人才,为中国智能制造贡献力量。

2.7.2 未来具体发展规划

夯实核心技术,围绕智能制造产业发展不断拓宽技术应用边界。公司未来仍将围绕“运动控制、伺 服驱动、多维感知、工业现场网络、工业软件”等运动控制核心技术领域,重点投入新一代视驱控一体 控制系统、工业现场网络技术拓展、工业无线自组网与等环网全互联的工业物联网、工业软件平台、特 种电机与高性能驱动研发、“复杂场景下、高可靠、高精度”多维感知技术、智慧焊接机器人控制系统、 精密力控系统与装备、五轴数控系统等领域的研发创新。通过持续的研发创新,公司将打造完整、开放、 全互联的运动控制技术、产品体系,拓展更为广阔的复杂工业控制应用场景,不断提升面向行业提供定 制方案的核心竞争力。

产业链布局体系的优化整合。针对公司智能制造产业布局体系内各具优势的企业群体,公司将进一 步做好科学引导与支持,积极推动彼此间的技术与市场协同,集成提供面向智能制造的全栈式技术、产 品和服务方案。 持续推动固高特色育人计划。创始人及公司将坚持“新工科”教育理念,不断摸索并完善固高特色 育人计划,并与高等院校深化合作,输出固高人才培育体系和培养方案,为中国智能制造产业输出未来 人才。

2.8 固高科技研发技术分析

公司长期深入自主创新,掌握了运动控制、伺服驱动、多维感知、工业现场网络、工业软件等运动 控制领域多项核心技术,核心技术相关产品收入占主营业务收入比例的 100%。

三、发行人募集资金投资项目分析

3.1 募集资金运用概况

公司拟公开发行不超过 4,001.00 万股人民币普通股(A 股),占发行后公司总股本的比例为不低于 10.00%。实际募集资金扣除发行费用后的净额用于智能装备研制生产能力提升建设项目和补充流动资金, 募投项目总计统计 4.5 亿元,预计使用募集资金 4.5 亿元。

3.2 募集资金投资项目分析

3.2.1 运动控制系统产业化及数字化、智能化升级项目

本项目的实施主体为发行人全资子公司东莞固高,投资总额为 12,000.00 万元,拟使用募集资金金额 为 12,000.00 万元。本项目的实施将系统性提升公司运动控制既有核心产品及储备产品的产业化能力,并 进一步推动研发、生产制造、供应链管理、销售服务、技术支持等全业务流程的数字化、智能化升级。

3.2.2 运动控制核心技术科研创新项目

本项目的实施主体为发行人,投资总额为 18,000.00 万元,拟使用募集资金金额为 18,000.00 万元, 用于运动控制核心技术科研创新项目,进一步增强公司核心技术储备,巩固公司在行业的领先地位。 中国制造向智能制造发展并实现高端装备的自主可控,必须依靠传感、控制、数据信息交互、工业 软件等底层基础技术的突破和深度应用。以高端数控机床国产突破为例,我国制造业为解决高档数控系 统等核心部件的短板,将对运动控制核心技术的深度应用提出更高的要求。 公司作为提供装备制造核心技术平台的企业,长期立足国产替代,推动我国运动控制技术和产品的 发展。本项目旨在进一步加强运动控制基础性、原理性技术的研发创新,同时在更广阔的复杂工业控制 应用场景下,不断加强运动控制技术与工业制造领域关键工序相结合的能力,更好地服务我国下游产业 对高水平运动控制技术的需求。

3.2.3 补充流动资金项目

为保障公司未来发展战略在上市后能够有效落实,公司在满足上述募集资金投资项目资金需求的同 时,拟使用本次发行募集资金中的 15,000.00 万元用于补充流动资金。本项目募集的资金有利于满足公司持续增加的研发投入需求,如配置先进的研发设备、仪器、引进优秀高端技术人才来提升研发环境。 由于公司生产销售规模持续扩大,对流动资金的需求也逐步增加,公司通过本次发行募集资金补充 流动资金,有利于公司提高财务稳健性、增强抗风险能力、扩大生产规模,巩固和发展主要产品的市场 地位,从而优化公司财务状况,进而提升公司的长期盈利能力和核心竞争力。 此外,本次补充流动资金到位后还将进一步增强公司资金实力,公司流动比率及速动比率将得到一 定程度的提高,从而有利于提升公司短期偿债能力。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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