2024年凯尔达研究报告:自产机器人放量开启快速成长

  • 来源:招商证券
  • 发布时间:2024/07/11
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凯尔达研究报告:自产机器人放量开启快速成长。凯尔达是国内少数同时掌握机器人整机及工业焊接核心技术的高新技术企业之一。在“机器换人”的趋势下,焊接行业由人工转向焊接机器人是大势所趋。国内少数同时掌握机器人整机及工业焊接核心技术的高新技术企业之一。公司成立于2009年,初期主要开展工业焊接机器人研发、生产相关业务。公司于2013年推出机器人专用焊接设备和超低飞溅焊接机器人,2017年推出伺服焊接机器人。2020年以前,公司通过外购机器人整机,配套公司生产的机器人专用焊接设备。2020年以后,公司自主研发的机器人整机开始量产,搭配公司的焊接技术,整体技术达到国际先进水平,有望...

一、深耕焊接技术,厚积薄发

1、公司概况:同时掌握机器人与工业焊接核心技术

凯尔达是国内少数同时掌握机器人整机及工业焊接核心技术的高新技术企业之 一。公司成立于 2009 年,初期主要开展工业焊接机器人研发、生产相关业务。 公司于 2013 年推出机器人专用焊接设备和超低飞溅焊接机器人,2017 年推出 伺服焊接机器人。2018 年,公司收购主营业务为工业焊接设备的凯尔达电焊机 有限公司,完善了产品和技术体系。2020 年以前,公司通过外购(安川集团) 机器人整机,配套公司生产的机器人专用焊接设备,并嵌入公司机器人焊接配 套软件来推出焊接机器人系列产品。2020 年 6 月,公司自主研发的机器人手臂 及控制器量产,同年搭载公司机器人整机的焊接机器人实现销量 76 台。2021 年,凯尔达正式于科创板上市。公司自主研发的机器人手臂及控制器技术和伺 服焊接技术,整体技术达到国际先进水平,目前,正逐步替代国际品牌。

公司主要业务包括工业机器人、工业焊接设备两大类: 工业机器人业务:主要有超低飞溅和伺服焊接机器人两大产品系列。焊接机器 人由机器人整机(机器人手臂+控制器)和机器人专用焊接设备(焊接电源及控 制系统+送丝装置+焊枪)两部分组成。机器人整机和专用焊接设备协同合作。 专用焊接电源配合机器人手臂,同时采用以太网与机器人控制器实时通讯。 工业焊接设备业务:按照送(焊)丝自动化程度可分为全手动焊接设备和半自 动焊接设备。公司工业焊接设备以逆变主电路、数字化控制电路为基础,实现 了焊接电源的智能化、轻便化和绿色化。

2、业绩处于拐点,控费优势突出

近年来,受到宏观因素影响,公司业绩出现小幅下降,未来有望回到增长轨道 上。2017 年和 2020 年是公司业绩增长最显著的两年。2017 年公司营收/归母 净利润同比增长 238.79%/192.63%。2020 年公司营收/归母净利润同比增长 45.29%/259.83%: 2017 年:公司自主研发的伺服焊接设备正式投入市场,产品售价较国际竞 品低了 60%,竞争力强。当年共享单车市场爆发,使得工业机器人需求大 幅增长。 2020 年:焊接机器人市场需求持续提升。当年公司焊接机器人实现销量 2720 台,同比增长 122.59%,贡献营收 3.23 亿元。 2021 年至今,公司业绩出现下滑,但有关因素正在逐步消除: 2021 年,国内焊接机器人需求下降较多,主要原因为宏观经济增速放缓、 原材料(铁、铝等)成本上升、新冠疫情管控、出口海运受阻等。公司营 业收入及净利润随之减少。2021 年,公司焊接机器人销售量 2373 台,同 比减少 14.96%。2022 年,受供应链、物流、终端客户生产经营波动较大等因素影响,叠加 宏观经济增速放缓,公司下游客户对未来预期较弱,导致对焊接机器人需 求下降较多,营收/归母净利润同比减少 27.37%/37.99%。 2023 年,由于政府补助退坡以及生产投入的加大,虽然公司自产机器人销 量 1049 台,同比增长了 108.55%,营业收入 4.82 亿元,同比增长了 22.30%,但是仅实现归母净利润 2487 万元,同比减少 32.99%。

公司毛利率整体保持在 20%左右。净利率有所波动,但近三年维持在 10%左右。 期间费用率较低。 毛利率方面:2020 年毛利率较 2019 年提升了 1.35pct。毛利上升主要原因系公 司向永艺家具股份有限公司销售了 12 套伺服焊接机器人,该产品毛利率约 40%。同年公司实现自产机器人整机销售 76 台,该产品毛利率水平高。2021 年公司毛利率下降主要原因是受原材料涨价影响,工业焊接设备及售后服务成 本上涨。其中,售后服务毛利率较 2020 年减少 16.21pct。2022 年毛利率下降 2.26pct 主要受疫情以及原材料价格上涨影响。 净利率方面:2016-2019 年。公司净利率分别为 9.64%/8.37%/7.39%/5.03%。 公司股东股权转让涉及股权激励,2018/2019 年分别确认股份支付费用 92.10/1207.96 万元。2020 年,公司净利率提升 7.43pct,主要原因系产品销售 向好的同时各项费用有所下降。2022 年,公司净利率下降 1.62pct,主要原因 系疫情对供应链和物流影响较大。2023 年由于扩建产能,加大生产制造投入, 净利率下降 4.26pct。 期间费用率方面:公司期间费用率常年维持在 10%左右,明显低于同行可比公 司。

2017 年,公司主营业务占营收比例为 81%。2023 年,该比例达 94%。2017 年,主营业务中的工业焊接设备/焊接机器人部分营收占比为 44%/37%。截至 2023 年,工业焊接设备/焊接机器人部分营收占比为 33%/60%,焊接机器人营 收占比有显著提升。随着 2020 年公司自主研发的机器人整机的推出以及伺服焊 接设备的持续推广,公司焊接机器人业务毛利率有所上升。2019 年,公司焊接 机器人业务毛利率为 19.68%,2021 年,该业务毛利率达 20.31%,但由于 2022-2023 年疫情和原材料价格上涨影响,回落至 18.80%。

3、科技创新能力突出,管理层技术背景深厚

公司股权结构清晰稳定。公司实际控制人为王仕凯、王三友、王国栋和王金。 四人通过凯尔达集团有限公司分别持有公司股份 5.16%/4.98%/4.75%/4.66%。 四人为亲属关系,为公司实控人。其中,王国栋是王仕凯、王三友两兄弟的堂 叔,王金是王仕凯儿子。第二大股东安川电机(中国)有限公司持有公司股份 13.75%。杭州凯尔达电焊机有限公司为公司全资子公司。

公司 5 名高管、董事(含公司董事长侯润石)为公司核心技术人员。其中,侯 润石、前安川电机(中国)总经理西川清吾为行业内公认顶级专家。5 名高管 均有参与行业内重大研发项目的经历。

公司注重技术创新,拥有较强的研发实力。2016 年,公司专利仅 30 项,包含 发明专利 17 项。截至 2023 年年报,公司已累计拥有知识产权 147 项,包括发 明专利 36 项。公司所获专利覆盖机器人运动控制、操控等机器人整机技术,以 及数字逆变、超低飞溅、伺服焊接等工业焊接技术。此外,公司还设立了“凯 尔达机器人省级重点企业研究院”、“凯尔达数字化智能焊接技术省级高新技术 企业研究开发中心”,先后起草了 13 项行业标准。

二、“机器换人”趋势已经确立,国产替代稳步上 升

1、焊接领域“机器换人”大势所趋,焊接机器人将成主流

“机器人+”顶层设计出炉,机器换人趋势确立。2023 年 1 月,工信部等十七 部门印发“机器人+”应用行动实施方案,意味着我国机器人产业顶层设计落地, 指向性进一步明晰。方案提出,到 2025 年,国内制造业机器人密度较 2020 年 实现翻番,服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升,机器人促 进经济社会高质量发展的能力明显增强。聚焦 10 大应用重点领域,突破 100 种 以上机器人创新应用技术及解决方案,推广 200 个以上具有较高技术水平、创 新应用模式和显著应用成效的机器人典型应用场景,打造一批“机器人+”应用 标杆企业,建设一批应用体验中心和试验验证中心。

中国已成为全球工业机器人最大市场,2022 年新增装机量占全球一半以上。国 际机器人联合会 IFR 发布数据显示,2022 年中国新装工业机器人 29.0 万台, 同比增长 8%,在全球市场占比超过了 50%。2016-2022 年,中国工业机器人 装机量 CAGR 达到 20.0%,全球其他地区装机量 CAGR 仅为 4.1%。如今,在 中国的工业机器人运营库存已正式突破 100 万台大关。我国制造业机器人密度 从 2014 年 36 台/万人快速上升到 2022 年的 392 台/万人,但相较韩国 1012 台/ 万人及新加坡 730 台/万人,仍有较大差距。

焊接工艺是工业机器人第二大应用领域,是重要的自动化应用场景。根据 IFR 数据,2019-2022 年,世界范围内焊接始终是工业机器人的第二大应用领域, 2022 年焊接机器人年装机量占比约 15.7%,仅次于搬运。2022 年焊接机器人 年装机量增速为 10.37%。在中国市场,应用占比方面,2020 年用于搬运、上 下料的机器人占比 42%,焊接占比 21%。

焊接机器人是从事焊接的工业机器人,主要包括机器人和焊接设备两部分。机 器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。而焊接装备,以弧焊为例,则由焊接电源(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪等部分组成。

工业机器人供应商可根据核心部件来源分为自产型和组装型,全球主要机器人 公司均掌握了机器人控制器自制技术。  自产型供应商,即工业机器人整机或特定功能系统(如焊接设备等)两大 核心组成部分中,有一部分为供应商自产。由于该类型供应商掌握了机器 人系统中某一关键组成部件的核心技术,壁垒更高,竞争能力更强。 组装型厂商所使用的工业机器人整机及特定功能系统(如焊接设备、喷涂 设备等)均为外购,其自身主要负责将外购产品组装、调试,掌握的核心 技术相对较少,面临的市场竞争激烈。

厂商通常从机器人和机器人焊接设备两个角度出发涉入焊接机器人行业竞争。 机器人“四大家族”——发那科、库卡、安川、ABB,都是基于自身机器 人本体技术的优势,参与焊接机器人市场的竞争,国内的埃斯顿、新松机 器人、埃夫特等,也是以机器人整机为切入点参与竞争。 日本 OTC、日本松下以及奥地利伏能士等企业,在专用焊接设备方面,有 很强的技术优势。其中伏能士仅出售机器人专用焊接设备,而日本 OTC、日本松下则将机器人专用焊接设备主要配套其工业机器人整机整体出售。 国内麦格米特、山东奥泰以机器人专用焊接设备为切入点参与竞争。 凯尔达类似日本 OTC,起初见长于专用焊接设备,经过多年的发展,目前也可 以自产工业机器人。

2、焊接自动化程度不断提高,国产机器人迎来发展机遇

送丝自动化为焊接自动化的前提条件,焊丝占焊接材料之比可近似代表焊接自 动化程度。手动焊接设备使用焊条进行焊接,而半自动化、全自动焊接设备则 使用焊丝等焊接材料进行焊接,因此从焊丝占焊接材料整体占比情况可以推算 出焊接行业的自动化程度。

我国焊接行业的自动化程度呈现持续上升趋势,仍有进一步提升空间。焊材在 整体结构上发生了巨大变化,焊条占焊材总量的比例已经从 1985 年 90%以上 下降到 2022 年的 34%。而日本、欧洲、北美早在 2014 年手动焊接比例仅分别 为 9.40%、11.00%以及 12.00%,随着这几年焊接自动化的进一步普及,预计 日本、欧洲、北美的焊接自动化程度更高。整体而言,我国焊接自动化程度较 发达国家仍有一定差距,我国焊接行业整体自动化水平仍然具有进一步提升的 空间。 焊接机器人从汽车行业向一般工业渗透,增长空间进一步打开。在机器换人的 趋势中,相较于焊接机器人应用密度更高的汽车行业,一般工业领域焊接机器 人增长前景更为可观,如工程机械、船舶、金属制品等行业对焊接机器人的需 求逐年增加。近年来自动化焊接渗透率稳步提升,焊接机器人的应用越发广泛。 2023 年,整体制造业将呈现复苏态势,带动一般工业行业的需求增加。

国产焊接机器人加速发展,进口机器人显著减少。目前,我国焊接机器人市场 依然是国外品牌占据主要份额,包括四大家族、OTC、松下等,这些企业在汽 车制造、3C 电子、工程机械等高端焊接领域占据主导地位,而国产品牌则主要 从健身器材、二三轮车、五金家具等民用工业行业发力,提升市场占有率。据 海关统计数据,进口电弧焊接机器人从 2015 年 267 台降至 2022 年的 115 台, 同步反映了国产焊接机器人在国内市场的可接受度正在逐步提升。据 GGII 统计 数据显示,2023 年中国市场弧焊机器人受整体下游需求影响,销量 2.86 万台, 同比下降 7.14%。在 2022 年之前均保持逐年增长态势,预计 2024 年将重回增 长区间。

制造业焊工紧缺,工资持续增长。焊接作为制造业的一门基础工艺,广泛应用 于制造业的各个领域。2022 年,焊工连续四季度入选人社部“全国招聘大于求 职‘最缺工’的 100 个职业排行”,每次都名列前茅,反映出市场对焊工的需求 旺盛。与此同时,工资也一路走高,焊工月收过万元的新闻屡见报端,掌握专 业焊接技能和发达地区的焊工则能获得更高级别的收入。 单台焊接机器人的投资成本,与沿海发达地区单一焊接工人 1 至 1.5 年的薪酬 水平基本等同,并有望继续下降。焊接机器人通常有 5-10 年的使用寿命,价格 优势凸显。随着产品迭代和市场竞争更加充分,机器人和焊接设备的价格预计 将进一步下降,机器人相对人工将更具成本优势。

预计未来传统焊工数目仍将继续减少。从总体人口来看,我国人口自然增长率继续走低,2022 年中国人口自 1960 年以来首次负增长,适龄劳动人口总体减少。 从目前现有焊工年龄结构来看,由于焊接工作环境恶劣,年轻人从业意愿 较低,焊工以 70 后、80 后主导,断层现象明显。 从职业培养来看,传统焊工从学徒到掌握成熟技能,通常需要数年的培养, 时间成本大。各地职业院校开始大力推广焊接机器人,短时间培训即可上 岗,手工焊的人才培养体系将逐渐被替代。 从用人单位来看,部分行业机器换人已经起到理想的效果,对焊接机器人 操作人员的需求会代替对传统焊工的需求,反向影响焊工供给。

焊接机器人优势显著,显著提高焊接效率。与人工焊接相比,机器人焊接主要 优势有: 节约焊材用量:使用自动焊接机器人在点焊时,相比人的手工焊可以节约 15%的焊材用量;连续焊接时,相比人的手工焊节约 30%的焊材用量。 工作时间长:机器人可以 24h 不间断工作,人工工作时长通常 8-12h,机 器人单日工作效率可达人工的 2-3 倍。 焊接质量:机器人焊接通过设定参数保障稳定的质量输出,焊接质量受人 为因素影响较小,对工人操作技术要求降低,质量稳定。 焊接机器人是焊接领域降本增效的有效工具,“机器换人”的进程将会持续推 进。原因有三:(1)焊工紧缺的现象将持续,与之相应的则是焊接自动化程度 的不断提高。(2)焊接机器人已经在各行各业逐渐普及,替代效果理想,趋势 不可逆。(3)同发达国家相比,中国焊接自动化仍有上升空间,前景高度确定, 同时国产焊接机器人厂商也有望获取更多的市场份额。

3、焊接电源直接决定焊接设备品质,焊接工艺效果直接反 馈焊接设备性能

焊接的本质,是两种或两种以上同种或异种材料,通过原子或分子之间的结合 和扩散连接成一体,主要通过加热和加压实现这一过程。最早的现代焊接技术 出现在 19 世纪末,热源的研究与开发是推动焊接工艺发展的根本动力。热源主 要包括火焰、电弧、电阻、超声波、摩擦、等离子、电子束、激光束、微波等 等,每一种热源的出现,都伴有新的焊接工艺的出现。新兴工业的发展也会要 求焊接工艺的进步,如微电子工业的发展促进微型连接工艺的和设备的发展; 陶瓷材料和复合材料的发展促进了真空钎焊、真空扩散焊的发展;宇航技术的 发展也将促进空间焊接技术的发展。 焊接设备,是指实现焊接工艺所需要的装备,通常包括焊机、焊接工艺装备和 焊接辅助器具。工业焊接设备的上游属于成熟制造行业,市场竞争充分,主要 有钢铁、有色金属、线材、电子元器件等。下游应用广泛,包括船舶制造、石 化装备、管道建设、压力容器、桥梁建设、电力电站、车辆、机械制造、钢结 构、建筑装饰、五金、家电等领域。

电弧焊是目前应用最为广泛的焊接方法。根据中国机械工程学会的统计,电弧 焊接设备占各大类焊接设备比例为 53.70%,电弧焊接是目前应用最为广泛的焊 接方法。电弧焊,是指以电弧作为热源,利用空气放电的物理现象,将电能转 换为焊接所需的热能和机械能,从而达到连接金属的目的。依据焊接工艺技术 的不同,弧焊设备通常分为手工弧焊机、气体保护焊机、氩弧焊机、埋弧焊机。

焊接电源性能高低直接决定了整个焊接设备的品质。电弧焊利用焊接电源形成 电弧为金属焊接提供能量。焊接工艺是复杂的物理过程,对焊接电源的静态输 出能力以及不同焊接工艺下的动态变化能力要求极高,需要焊接电源根据不同 的焊接材料、焊接环境、焊接工艺输出不同的电流,因此,焊接电源性能高低 直接决定了整个焊接设备的品质,是工业焊接设备中最重要的构成部件。 逆变焊接电源占比超 50%,应用趋于成熟。逆变电源采用 IGBT 等功率开关构 成的逆变主电路,实现了对电路交流电频率的控制,更好的满足焊接工艺的需 求。与非逆变电源相比,逆变电源的体积更小、重量更轻,可以节能 20%-30%、 省材 80%-90%。自 20 世纪 70 年代问世以来,逆变焊接设备发展极快,广泛应 用于美、日等工业发达国家。我国逆变弧焊设备技术在小功率民用领域的应用 已经趋于成熟。逆变焊接设备在行业内使用占比过半,并呈现逐年上升趋势。

焊接电源数字化为焊接自动化、智能化发展提供基础。依据控制电路的控制方 式,可以分为数字化控制焊接电源以及模拟控制焊接电源。数字化控制焊接电 源实现了反馈控制环节的数字化、信息输入和输出的数字化、PWM 脉冲控制的 数字化,较模拟控制焊接电源的控制精度更高,且增加焊接工艺参数储存和自 动选择功能、数字化通讯接口,既增加了焊接电源的功能,又为焊接电源自动 化、智能化发展提供基础。

低飞溅技术受到行业欢迎,电源及送丝技术要求越来越高。焊接飞溅是指焊接 时从焊接区域喷出的小金属液滴 — 通常落在工件、焊缝或焊枪上。除了产生耗 时且成本高昂的清洁之外,焊接飞溅还会导致焊缝质量问题和工业现场安全问 题,因此需要尽可能减少焊接过程中的飞溅。在减少飞溅的工艺开发中,确保 焊接电源电流和焊丝送丝稳定乃至动态可控成为一个可靠路径。

焊接工艺的效果可直观反馈焊接设备的好坏。尽管焊接方法都在不断进步,但 焊接的物理本质目前未曾发生变化。同等厚度同等材料下,焊接样本的质量测 试结果、焊缝的外在直观效果、焊接的速度及焊接的能耗都是直观可测的。表 面上智能焊接电源的特性主要体现在软件中的专家焊接参数不同,调用的软件 库不同,背后深层次的差异是对复杂焊接工艺的深入研究和焊接数据的积累。 这也将是高端焊接电源竞争的焦点和高端焊机厂商的核心壁垒。 我国焊接设备市场持续增长,近八成为内销。根据电器工业协会电焊机分会的 数据,电焊机行业销售额持续增长,2022 年焊接分会 60 家电焊机厂商销售额 已达到 120 亿元,相较 2017 年增长 14.8%。从金额来看,内销焊接设备金额 占比 78%。考虑到电焊机分会成员单位为较大规模焊接企业,出口比例更大, 全行业内销比例预计数值大于 78%。

焊接设备中低端市场竞争激烈,不足三分之一的企业贡献行业超一半收入。根 据电气工业协会电焊机分会的数据,60 家电焊机行业企业近两年利润率在 9%- 10%左右。行业工业增加值占全年工业总产值比例不足 30%,技术人员占比不 足 25%,具有中低端制造业工业增加值和技术人员占比偏低的特点。以行业平 均值为指标,不足 30%的企业超过行业平均水平。根据凯尔达招股说明书,目 前我国焊接行业共近 700 家企业,然而年主营业务收入超过 1 亿元的企业仅 50 余家,主营业务收入超过 2 亿元的企业仅 20 余家,行业内企业以中小民营企业 为主,企业整体规模较小。

高端焊接设备仍以国外品牌主导,部分领域国产焊接设备已达世界先进水平, 市场份额预计将上升。以美国伊萨集团、奥地利伏能士、日本松下、日本 OTC、 美国林肯等为代表的国外焊接龙头企业成立时间较早,部分企业已经拥有了 120 余年的历史,企业整体规模较大、行业知名度较高,在企业规模与知名度 方面具有较为明显的竞争优势。除少部分企业掌握了超低飞溅焊接技术、伺服焊接技术、全自动化焊接技术、双丝/多丝焊接技术并实现量产以外,我国绝大 多数焊接企业所生产的产品仍然集中在中端和中低端焊接设备上,我国高端制 造业采用的先进焊接设备主要还是依赖进口,进口替代空间较大。 未来焊接设备行业的发展趋势主要如下:(1)自动化、数字化和智能化焊接设 备成为潮流,将在未来占据主要市场地位;(2)焊接设备向绿色节能方向发展, 焊接工艺性能成为技术竞争焦点;(3)多用途、多功能的焊接成套设备需求将 更为旺盛;(4)随着下游行业焊接自动化需求升级,为用户提供整体焊接解决 方案成为新发展趋势。

三、焊接技术全球领先,自产机器人将成增长新动 能

1、焊接技术世界先进,产品性价比显著

公司焊接机器人采用的主要焊接方式为熔化极气体保护电弧焊,是一种使用熔 化电极,利用气体作为电弧介质和保护介质的焊接方法。根据保护气体的不同, 这种电弧焊可以被进一步细分为 CO2(二氧化碳)、MIG(惰性气体 Ar/He)、 MAG(活性气体)焊。 衡量焊接效果的主要两大指标为飞溅量和焊接速度。1)飞溅量:焊接过程中电 弧在较大的短路中被点燃致使电弧压力变高的这个过程会导致(焊丝)飞溅。 一方面,飞溅会影响焊接过程的稳定性和焊接接头的完整性,另一方面,飞溅 会造成环境污染及对焊接材料不必要的消耗。因此,减少飞溅量是焊接技术的 首要原则之一。2)焊接速度:单位时间内完成的焊缝长度。在一定时间内焊接 超过 2 米的称为高速焊接。

凯尔达开发出了超低飞溅焊接和伺服焊接两大焊接技术,在飞溅控制和焊接速 度上实现重大突破。公司在焊接机器人及高端工业焊接设备领域与日本松下、 日本 OTC、奥地利伏能士、美国林肯等国外龙头企业的竞争不断加剧。

超低飞溅焊接技术:公司的超低飞溅焊接技术最高可将飞溅量减少至普通数字 焊接电源的 10%。国际上,伏能士的对标技术 Advanced Low Spatter 约可将 飞溅量减少至标准系统的五分之一。林肯电气的 Rapid X 技术相较于传统的脉 冲可以减少 30%的飞溅量。国内,山东奥太的强力电弧技术能将飞溅量降低至 原来的 10-20%,麦格米特的焊机与直流焊机相比,飞溅量能减少 80%以上。

伺服焊接技术:公司的伺服焊接技术和伏能士在飞溅控制和焊接速度上基本持 平。公司的伺服焊接技术实现了对抽送焊丝过程高达每秒 100 次以上的控制, 能将飞溅量降低 95%以上(250A 以上的纯 CO2 焊接飞溅量可降低为传统焊接 方法的 2%)。该技术可实现对 1mm 超薄板 2m/min 的高速焊接,还能控制焊接 热输入量和鱼鳞纹成型。国际上,伏能士的 CMT(冷金属过渡工艺)对标技术 理论上“spatter-free”(没有飞溅量),且焊接速度最高达 2m/min。 伺服焊接系统:尽管伏能士的 CMT 焊接技术理论上没有飞溅量,但实际上该 系统在飞溅量控制上要落后于凯尔达的伺服焊接系统。只有在 100A 电流、 600mm/min、混合气体保护的设定下,公司伺服焊接系统的飞溅量(29mg)高 于伏能士 CMT 焊接系统的飞溅量(20mg)。其他设定下,公司的伺服焊接系统 均能实现更低飞溅量。

公司的焊接设备较伏能士对标产品还具有绝对的价格优势。在焊接技术与伏能 士对等甚至更优的情况下,公司的焊接设备价格显著低于对方,以伺服焊接系 列产品为例,相关产品售价较伏能士等国外龙头的相关产品售价大幅降低,具 有极强的性价比及竞争优势。在技术+价格的双重优势下,在机器人焊接设备领 域,公司有望赢得更多市场份额。

2、下游应用场景广阔,新能源赛道前景可期

凯尔达的超低飞溅和伺服焊接技术广泛应用于汽车零部件、摩托车零部件、医疗器械、日用五金、运动器材、金属家具等领域。公司的伺服焊接技术较传统 焊接方法更适合应用于超薄板、高强钢、铝合金等焊接领域。据公司 22 年 1 月披露的调研纪要显示,售出的伺服焊接系列产品中有 70%应用于铝合金焊接, 我们认为,公司有望通过其优异的焊接技术切入新能源铝合金焊接市场,实现 收益。 铝合金材料是实现汽车轻量化的重要途径。铝合金是一种主要金属为铝,且掺 杂了其他金属的材料。铝合金具有密度小、耐蚀性好、塑性优良、易于回收等 特点,能达到白车身 40-50%、整车 10%的减重效果,是汽车工业轻量化材料 的首选。

新能源车铝合金应用市场已在爆发之际。对于传统燃油车来说,铝合金可用于 车身、发动机、底盘、车轮等结构件中,市场空间广阔。根据 2020 年 Ducker Frontier 发布数据,2019 年全球平均整车用铝量为 179.2kg,2025 年将提升至 198.8kg。同时,据中国汽车工程学会,我国 2025 年/2030 年单车重量将较 2015 年下降 20%/35%,对应单车用铝量 250kg/350kg。新能源车主要比传统 燃油车多了动力电池组这一结构件。其中,电池托盘(又称电池壳)占动力电 池组重量的 20-30%,是新能源车需要重点减重的领域。目前,以新能源电池铝 壳为主流的电池封装方式已经占到了国内市场 86.4%的份额。然而,新能源车 提高续航里程、节能减排的需求还将继续推动新能源单车用铝量的增长。根据 Ducker Frontier 预测,2019-2025 年全球平均单车电池壳用铝量仍将上升 12.38kg,是所有汽车结构件中增长最显著的。

新能源车销量的提升预计在 2025 年带来 20.6 万 kg 用铝量的铝合金市场。中 国汽车工业协会公开数据显示,2022 年新能源车销量为 688.7 万辆,占比高达 25.6%。金融研究院院长管清友预测 2025 年汽车销量将达 3000 万辆,假设届 时新能源车销量占比为 50%,测算可得新能源车及传统燃油车销量。据《汽车 用铝全产业链发展机会分析》及中国汽车工程学会预测,2021 年新能源车/传统 燃油车单车用铝量分别为 173kg/145kg,于 2025 年将达 275kg/225kg(以实现 中国汽车市场 250kg 的单车用铝量)。测算后得出,新能源车总用铝量将于 2025 年达 20.6 万 kg,CAGR=10.21%。

伏能士的冷金属过渡技术具备无飞溅、超低热输入、超稳定焊弧、焊接速度快 等特点,以及卓越的间隙搭桥能力。 1)低飞溅量减少焊丝材料浪费:在钢的焊接中,CMT 工艺较脉冲电弧和短路 电弧飞溅量减少 99%; 2)低热输入能够减少较薄板的变形量:CMT 工艺焊接铝合金时,较冷丝 TIG 焊减少了 90%的热输入; 3)焊接速度快能够获得更好的焊缝外观:相同的焊缝质量和熔深要求下,焊接 速度可提高 10 倍。 因此 CMT 最适合应用于钢/铝复合接头焊接。此外,该项技术还适用于热镀锌和电解镀锌板的无飞溅焊接,以及 0.3-0.8mm 铝板的轻型焊接。 目前,公司伺服焊接技术直接对标的伏能士 CMT 技术已经在新能源车铝合金 电池托盘焊接上得到成功应用。

除了降低飞溅、改善外观和减少变形,CMT 技术能够通过减少手工返工给下游 客户带来实际的经济效益。比如,CMT 帮助高端家具制造商 Embru Werke AG 每年省去几百个小时的手工返工,提升了该公司的盈利水平。CMT 还帮助汽车 供应商 Magna Steyr 实现了组件报废或返工率归零的佳绩。

我们认为,与伏能士焊机效果相当的凯尔达伺服焊接系统也将成功应用于新能 源车铝合金薄板焊接领域,而返工率下降带来的经济效益将不断提升下游客户 对伺服焊接的接受度。新能源车为满足轻量化需求大量使用铝合金薄板。铝合 金因其物理性质,在焊接过程中存在焊穿、气孔、飞溅大、成型不一致,熔深 不足等问题。凯尔达的伺服焊接系统有着精确的能量控制,超低的飞溅量及全 球顶尖的焊接速度,非常适用于铝合金的超薄板焊接。公司的伺服焊接系统操 作简便,电弧稳定,相较于复杂的 TIG、脉冲氩弧焊设备及焊赤较浅的 MIG 焊 接设备具备很大的优势。

目前,公司已经打入多个车企供应链。公司的弧焊系统在汽车产业链的终端客 户已经包括宁德时代、奇瑞、中国一汽、吉利、比亚迪和广汽等。未来,储备 飞行激光技术有望代替点焊。公司储备的飞行激光焊接技术可以实现传统点焊 机器人 10 倍左右的焊接速度,大大提高了焊接工艺的生产效率。目前公司的激 光焊接机器人产品已经向奇瑞等汽车公司实现销售。激光技术焊接速度快、质 量好、焊缝深宽比大、焊接不易变形、热输入小等优点能够提高车身装配精度, 增加车身强度,降低车身制造过程中的冲压和装配成本,未来会逐渐替代目前 主流的车身伺服点焊。

3、自产机器人产能释放将提升盈利水平,控制器自主可控 增添无限可能

公司同时具备机器人和机器人焊接设备核心技术,具备稀缺属性。全球范围内, 在焊接机器人领域中,工业机器人整机及机器人专用焊接设备均为自产且具有 较高行业影响力的,仅日本 OTC 及日本松下两家。随着凯尔达自主生产的工业 机器人整机投产,意味着其将拥有焊接机器人两大核心组成部件的核心技术与 生产能力,且产品性能均达到国际先进品牌水平。

自产机器人生产线即将达产,订单产能将得到保障。公司募投项目——“智能 焊接机器人生产线建设项目”已达到预定可使用状态,随着对相关生产设备的 不断调试、持续的技术工艺参数优化与调整等,公司自产机器人产能将逐步释 放, 2024 年进入产能稳定期。该项目达产后,公司机器人整机的生产、装配、 调试能力及生产的自动化程度将得到显著提升。

公司此前焊接机器人以外购安川整机为主,自产机器人将有效降低成本增厚利 润。公司与二股东安川电机长期保持密切联系,在公司自产机器人以前,基本 都以外购安川机器人整机为主。机器人整机成本占公司焊接机器人成本的比例 约 88%。使用外购整机时,机器人整机毛利率为 16%-17%左右,若改为自产 机器人,毛利率有望提高到 30%,与埃斯顿、OTC 毛利率水平接近。伴随着公 司在后续市场销售中优先使用自产机器人,公司产品盈利能力将得到显著提高。 公司量产自产机器人逐渐获得市场认可,销售持续放量。2023 年公司自产机器 人相较上年度在市场上认可度有显著提升,外购机器人占比下降幅度超过 9.9%, 订单主要来源于汽车零部件、工程机械、医疗器械、电动自行车、摩托车、金 属家具等行业。2023 年公司自产机器人达到 1049 台,同比增长 108.55%。公 司外购机器人整机比例显著降低,随着 2024 年公司自产机器人产能的释放,销 售有望继续上升。同时,公司与安川机器人继续保持高度的合作关系。

现有经销商网络渠道丰富,有利于自产机器人市场拓张。2020 年公司焊接机器 人及机器人专用焊接设备合计销量约 3883 台,占我国工业弧焊机器人行业整体 销量的比例为 14.53%,其中机器人销量为 2720 台,2021 年机器人销量略有 下降到 2373 台,市场占有率较高。公司以经销为主、直销为辅,经销收入占公 司主营业务收入的比例约为 70%。工业焊接机器人经销商团队除了需在当地具 有良好的销售渠道之外,还负责为客户提供安装、维修、调试、更新等售后服 务,对经销商技术实力、人员构成的要求较高,培养周期较长。公司现有 400 余家经销商,形成以华东地区为核心,辐射全国的焊接设备及工业焊接机器人 的销售网络,现有渠道将有助于公司自产机器人的推广。

控制器解决方案为业内领先水平,具备竞争优势。公司研发的基于工业计算机 (由 WinOS、RTOS 及 EtherCAT 构成)的机器人控制器,突破了工业机器人 国际主流厂商所擅长的“专用 PC+运动控制卡”或“PLC 控制器”的硬件控制 技术。降低了产品硬件成本,且在运动控制精度及完成复杂任务适应性方面达 到目前国际主流厂商水准,并可实现机器人控制系统在线扩展,升级和维护,以便 完成更复杂多样的工作。具有较强的竞争优势。2023 年,凯尔达发布了新一代 工业机器人控制器 KC30,该控制器采用了一种在高速情况下也能保持无抖动、 顺滑动作的“新运动控制”算法,该算法可以根据机器人状态计算出最佳加减 速规划曲线,使得凯尔达自产机器人运动速度提高明显,动作变得更加柔顺, 有效提升了机器人运动的稳定性和精准度。机器人控制器持续的优化迭代,彰 显了公司在该领域沉淀的实力和技术创新能力。

从焊接机器人到多用途机器人,持续开拓新空间。凯尔达此前相继推出 1.4 米 KR1440 机器人和 2 米 KR2010 机器人,主要聚焦弧焊领域。2022 年新推出了 额定负载 25 千克的新型多功能机器人 KP25,可满足客户对中小负载多用途机 器人的需求。实现机器人机型在负载和用途上的拓展,预计未来凯尔达将继续 向市场推出更多类型、更大负载的多用途自主机器人产品。 综上,我们认为凯尔达凭借焊接和机器人双重核心技术,构建自身护城河。凯 尔达的焊接工艺技术和机器人技术都为国际先进水平,其中焊接技术表现更为 突出。焊接工艺效果的直观可测性将助力凯尔达向上市场突破,伴随我国机器 换人和国产替代加速,深耕焊接领域的凯尔达在技术表现出色的基础上凭借价 格成本优势实现市场份额扩张。

编辑:火腿肠
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