2024年工控与机器人2025年度策略报告：工控复苏拐点渐进，人形机器人产业化加速

一、国产替代+复苏共振，国际化打开成长天花板

1.1 行业筑底，工业自动化行业复苏可期

工业自动化行业三季度承压。从目前国内工控企业三季度业绩来看，以汇川技术、伟创等为 代表的国内工控企业营收保持正增长，然而受国内宏观经济波动影响，多数企业归母净利润负 增长。分企业来看： 1） 海外收入占比相对较多的伟创电气，业绩保持高速增长，麦格米特等业绩维持正增长。 2） 汇川技术、信捷电气等利润略有承压，但收入保持正增长，显示工控行业国内替代持续。

从整个行业来看，2024Q1-Q3，国内工控行业企业收入规模约为 540 亿元，同比增长 13.5%，依 然保持较高增速；利润方面，2024Q1-Q3，国内工控行业归母净利润为 53 亿元，同比下降 9.3%。 我们认为，随着国内经济刺激政策的落地，工业企业有望补库，工控企业利润有望得到一定改 善。

分季度来看，工控行业 2024Q3 收入为 187 亿元，同比增长 10.1%，环比略有下降；利润方面， 2024Q3 归母净利润为 18.1 亿元，同比下降 8.7%。

盈利略有承压，研发费用保持较高水平。2024Q3 工控行业毛利率为 32.5%，归母净利率为 10.6%，环比均有所下降； 费用率方面，销售费用率、财务费用率和研发费用率环比增长，工 控行业维持较高研发投入。

PMI 重回扩张区间，工业产成品存货处于较低水平。11 月中国制造业 PMI 指数为 50.3%，达到 枯荣线之上，整体景气度有所改善，进入扩张区间。此外，工业产成品库存同比增速处于历史 较低水平，规模以上工业企业产成品存货 10 月同比为 3.9%、我们认为库存周期或仍处于底部 阶段，随着经济数据的改善，未来有望进入扩张区间。

部分传统行业有望复苏，高端制造设备国产替代持续加速。1）传统行业方面，有望随着需求 恢复+自动化程度提升，部分工业自动化产品需求回暖，以纺织服装为例，2024 年 10 月固定资 产累计同比为+17.5%，固定资产投资增速逐步恢复，部分传统行业触底回升；2）高端制造行 业方面，以半导体设备为例，我国近几年半导体设备市场规模保持较高增速，未来随着国产替 代的继续，我们认为相关设备市场有望保持较高增速，带动相应工业自动化设备增长。

锂电光伏行业影响减弱。我们认为，锂电光伏等新能源行业近几年的高速发展，造就了其行业 资本开支的大量增长，对工控行业需求量有较大的拉动作用，而锂电光伏行业的扩产高峰结束， 对工控行业则有一定拖累作用。随着锂电、光伏行业的触底，工控领域的增长压制有望逐步减 弱。

国内经济刺激政策+行业复苏双击，工控市场有望回暖。1）政策方面，2024 年 11 月，全国人 大常委会表示增加 6 万亿元地方政府债务限额，用于置换存量隐性债务。此外，财政部表明加 大力度支持大规模设备更新，扩大消费品以旧换新的品种和规模，有望刺激工控设备回暖；2） 从国内自动化产业来看，工业产成品存货若进行补库，有望抬升相应设备销量。参考 MIR 预测， 2025 年，低压变频器、PLC 等市场有望逐步回暖。

1.2 小型化优势逐步显现，国产替代加速

通用产品方面，小型化优势有望显现。以众辰科技 22KW 变频器与汇川技术、英威腾、正弦电 气同类型变频器对比可知，众辰科技变频器体积为 8296.85cm³,体积和尺寸较小，而在调速范 围、稳速精度、启动转矩差不大，但转矩精度较好。在主要功能参数差别不大以及个别参数较 优的情况下，众辰科技产品的体积相对较小、定价具有竞争力，从而使得产品毛利率在同行业 可比公司中保持中等偏上的水平。

小型化有望降低成本。以众辰科技产品价格与伟创电气、正弦电气对比，2022 年众辰科技变 频器均价为 794 元，正弦电气、伟创电气均价为 1013、899 元，众辰科技产品价格略低于同行 价格，但毛利率依然维持较高水平。我们认为，在同等性能下，采用软件算法和结构优化等方 式将变频器等工控产品小型化，可以降低原材料成本和客户安装空间，从而保障公司盈利能力， 未来通用产品方面有望逐步向着小型化发展。

变频器等产品行业专机竞争力相对较高。我们认为，相比通用类型产品，为行业专门定制的 专机能够提升公司产品在客户层面竞争力，同时可以提升对应产品在该行业运行性能，更符合 行业需求，是国内企业国产替代持续提升的原因之一。以变频器为例，目前大量使用的行业专 用变频器包括纺织专用、供水专用、注塑机专用和电梯专用变频器等。据智研数据显示，2023 年中国专用变频器市场规模约为 56.5 亿元，行业产需量分别约为 129.2、235.8 万台。

国内二线工控企业产品线逐步齐全，竞争力有望显现。随着自动化行业的深入发展，国产品 牌的第二梯队产品线也逐步完善，覆盖伺服、变频器、PLC 等一系列产品。我们认为齐全的产 品线是国内企业国产替代的又一关键因素，有望助力国内工控企业满足客户定制化需求。

1.3 出海大势所趋，国际化布局打开成长天花板

全球工控市场规模超过 1700 亿美元。根据贝哲斯咨询的调研数据，2024 年全球工业控制和工 厂自动化市场规模为 1731 亿美元，预计到 2029 年其规模将达到 2562 亿美元。2024 年，亚太 地区的工业控制和工厂自动化市场在整个市场中占最大份额（35.9%）。我们认为，中国工控 市场规模约占全球四分之一，中国工控品牌出海市场辽阔。

欧美、日本等海外品牌占据全球工控领域主导地位，国内厂商有望打破原有竞争格局。据美 国“控制（CONTROL）”杂志统计 2022 年全球工业自动化市场具有较大影响力的品牌包括西门 子、艾默生、ABB、施耐德、罗克韦尔等企业，这些企业占据较大全球市场份额，在工控领域 积累了完整的自动化产品体系和智能制造解决方案，具备高水准的产品质量和服务能力。国内 工控品牌以汇川技术为代表，积极布局海外市场，有望开拓全球工业自动化市场。

产品性能上，国内外厂商差距不断收敛。欧美、日韩等地区的 OEM 厂家具有相关产品的研发能 力，对于工控解决方案的需求较小，因此更加重视标准化工控产品的竞争力。以变频器为例， 我们认为国内头部工控厂商在调速范围、转矩精度等核心指标上已接近海外产品标准，在部分 发达经济体市场中有能力取得一定市场份额。

国内自主品牌凭借定制化+响应速度+性价比优势有望打开新兴国家市场。1）我们认为，国内 自主企业定制化能力和响应速度优势明显，以汇川技术为代表的国内自主品牌以行业线模式开 发市场，对特定市场采用定制化方案，同时维持较快的响应速度，在中国市场的市占率提升明 显，在海外市场有望复制对应战略，快速打开新兴国家市场；2）我们认为东南亚、拉美、俄 罗斯等国家或地区受制于经济发展客观条件，更偏好性价比高的工控产品以缓解成本压力。以 变频器为例，同型号下国产厂商价格显著低于海外厂商，因此对于新兴市场而言，国产产品相 比于欧美、日韩产品更具有吸引力，更易于被国内工控品牌突破。

我们认为国内工业企业出海+新兴市场的发展，或将给国内工业自动化企业出海带来契机。 1） 国内企业出海，包括一带一路地区出海，有望带动国内工控企业出海。参考 MIR 睿工业统 计，2023 年，富士康在越南累计建厂 15 座，在建 2 座，拟建 2 座。2023 年越南新建一座 工厂，投资规模高达 1.3 亿，主要产品为 MacBook。 2） 新兴市场经济增长有望带来新机遇： 2024 年印度工业自动化市场规模约为 151.2 亿美元， Mordor Intelligence 预计 2029 年达到 294.3 亿美元，期间年复合增长率为 14.26%。参考 典型工控企业施耐德工业自动化收入情况，24Q3 亚洲占比约为 32%，考虑到国内国产替代 下进程（海外企业在中国市场规模缩小），亚洲其他新兴经济体工业自动化市场可观。

借船出海与行业线出海并行。我们认为国内工控企业出海分几个方面：1）与国内工业企业绑 定出海，通过与国内优秀客户协同出海，能够提升与客户绑定深度，并将自身产品影响力扩展 到对应国家；2）通过拓展海外经销商数量模式，公司可以凭借国内工控产品较高的性价比， 通过开发经销商模式，迅速打开海外市场；3）寻找典型细分市场，中国工控企业在定制化能力方面具有较大优势，凭借行业线模式+针对海外市场定制对应工控市场，有望实现公司在特 定领域的影响力。4）此外，我们认为国内工控企业有望复制其他行业出海经验，通过收并购 海外品牌等方式实现自身在海外市场的突破。

二、机器人产业化加速，国内产业链生态逐步完善

2.1 产业化落地加速，华为入局打造国内机器人生态

华为入局，平台赋能有望加速国产人形机器人落地。2024 年 11 月，华为（深圳）全球具身智 能产业创新中心成立，华为在具身智能关键技术和产业生态上已经提前做了技术储备和产业布 局，并已与超百家企业共同搭建了具身智能和机器人产业的合作生态。2024 年 11 月 15 日，华 为与乐聚机器人、大族机器人、拓斯达、中坚科技、中软国际、禾川人形机器人、兆威机电等 16 家企业签署了战略合作备忘录。我们认为，华为正式入局人形机器人，加上盘古大模型的加 持，有望赋能机器人赛道，加速国产人形机器人项目落地。 华为未来在人形机器人领域的参与方式，我们认为可以参考华为入局汽车行业的方式发展。华 为在在汽车领域分别有标准零部件模式/HI 模式/智选三种合作模式： 1） 标准零部件模式：华为向车企提供激光雷达、毫米波雷达、摄像头等零部件以及一些电控 解决方案，合作参与度较低； 2） HI 模式：合作企业包括北汽极狐 HI 版、长安阿维塔 11 等，用华为全栈的智能汽车解决方 案，合作参与度较高，华为通过计算和通讯架构等方式赋能车企； 3） 智选模式：华为不仅提供全栈智能汽车解决方案，还做整车的产品定义，产品设计，制造 工艺设计，用户体验设计，产品市场营销和产品销售。在智选模式中，车企负责的部分只 是传统的机械工程、底盘调校和工厂的生产制造。在智选模式下，华为选择了赛力斯作为 合作车企。

国内地方整车厂也逐步参与人形机器人行业。2024 年 10 月，重庆市经信委等部门印发《重庆 市“机器人+”应用行动计划（2024—2027 年）》提出了五个重点领域：制造业、农业、智能 建造、公共服务、特种应急。重点工作包括攻关机器人产业关键核心技术，开发中高端机器人 产品，培育机器人重点企业，搭建“机器人+”应用供需平台，探索“机器人+”应用创新模式 等。在产业基地方面，2024 年 7 月，中西部首个人形机器人创新中心——成都人形机器人创新 中心正式登“岛”入驻。我们认为以重庆、成都为代表的中西部地区发布相关产业政策、建设 产业基地，同时以长安汽车、赛力斯等为代表的车企入局人形机器人产业，国内机器人产业链 有望逐步完善，人形机器人可以借助汽车产业链规模化能力降低生产成本。

1) 长安汽车：11 月 15 日举办的 2024 广州车展上，长安汽车宣布，未来五年内计划投入超 500 亿布局海陆空立体交通方案和人形机器人。在机器人领域，将开展类人机器人、汽车 生态机器人等相关产业布局。2026年前推出长安飞行汽车产品，2027年前发布人形机器人 产品。 2) 赛力斯：2024 年赛力斯就在招聘软件上陆续发布多个与人形机器人相关的岗位，其中包括： 具身智能控制工程师、嵌入式软件开发（电机-机器人）、产品经理（机器人）、具身智 能应用开发 leader 等，储备机器人相关技术。 3) 小鹏：小鹏在人形机器人领域探索较早，11 月 6 日，在 2024 小鹏 AI 科技日上，小鹏董 事长兼 CEO 何小鹏正式发布了最新款人形机器人——小鹏 Iron。

人形机器人初步落地场景逐步明确。我们认为工厂有望成为人形机器人初步落地场景，以特 斯拉、Figure 2 等为代表的企业将人形机器人应用在工厂领域。我们认为，工厂场景有望作为 人形机器人落地的第一个场景，后续在逐步应用到家庭等其他场景。

2.2 optimus 再升级，灵巧手成为重点

特斯拉人形机器人再更新，量产有望提速。从 2024 年 10 月特斯拉人形机器人进展来看，目前 optimus 在 AI 的驱使下可以在工厂中完成一些任务，可以自主探索空间，进行避障，依托特斯 拉汽车一致纯视觉方案，可随时捕捉外界环境特点，自主识别复杂环境进行决策、规划和行动。 Optimus 可自主充电，可承载较大的有效载荷，如 11KG 电池托盘，并且可以与人互动，在运动 性能方面，展示了爬楼梯等能力。 1） 量产预期有望提速：马斯克给出的量产时间节点是 2025 年年初进行小批量生产，率先在 特斯拉内部使用；当年年底，特斯拉工厂将应用数千台 Optimus；2026 年，特斯拉将大幅 度提高 Optimus 产量，并向外部出售。 2） 目前主要改进方向：改进设计，简化生产流程，构建供应链，从而实现大规模生产。 3） 在 2024 年 11 月，公司展示 22 自由度灵巧手，未来扩展触觉传感集成、通过肌腱实现更 精细的控制、减轻前臂重量有望成为潜在发展方向。

从特斯拉 2024 年 4 月公布的灵巧手专利来看，第二代灵巧手采用线绳的欠驱动模式，其手部 结构：一个机器人手系统可以包括一个手掌区域和一个或多个手指，每个手指包括一个驱动装 置；一个近端部件，其第一端机械地耦合到手掌区域并配置为绕着相对于手掌区域的第一枢轴 旋转；一个远端部件，其第一端机械地耦合到近端部件的第二端，并配置为绕着相对于近端部 件的第二枢轴旋转；一根电缆，其第一部分耦合到驱动装置，第二部分沿着近端部件和远端部 件延伸，第二部分与第一枢轴和第二枢轴分离，且其末端具有比电缆直径更大的尺寸，具有更 大尺寸的末端结构用于在驱动装置拉动电缆时与远端部件啮合。我们认为采用欠驱动模式，可以简化结构保障灵活性，从构成来看： 1） 总共 6 个执行器，大拇指 2 个，其他每个手指一个 2） 电缆布线，有助于产生更均衡的关节扭矩，并有助于微调扭矩 1） 采用扭矩弹簧，可以为手指关节提供一定刚度，同时使用磁铁和霍尔效应传感器精确 检测手指位置和关节角度。

特斯拉机器人手部自由度增加，手部电机降本有望引起重视。2024 年 5 月，马斯克表示 Optimus 的双手将升级为拥有 22 个自由度，这非常接近人类拥有 27 个自由度的双手，灵巧 手的零部件配置有望发生改变，手部电机数量有望进一步增长。在控制生产成本的情况下，电 机降本诉求有望提升。 1） 如果考虑采用一体化电机技术，将电机与其他传动设施集成在一起，从而缩小体积、减少 重量，此外也可以使用改进电机内部设计，增大功率密度。 2） 空心杯电机属于无齿槽电机，无刷电机减少了机械接触和磨损，寿命更长且维护成本较低； 有齿槽磁能更集中，相比空心杯电机模组转速更低可以节省齿轮箱，性价比优势较突出。 因此出于人形机器人降本需求，搭载无刷有齿槽电机的灵巧手商业化进度可能更快。

灵巧手减速器方案可以分为行星齿轮箱、谐波方案等： 2） 谐波减速器：哈默纳科在 23 年年报中特别强调了用于人形机器人手部的迷你执行器 RSF-3C 及 RSF-5B，集成谐波减速器、无刷伺服电机及编码器于一体，显示出哈默纳科 在人形机器人手部执行器技术上的领先优势。这些微型减速器极可以用于手指关节， 每根手指配置 2-3 台。 3） 行星齿轮箱：价格相对便宜，国内如帕西尼，DexH13 驱动结构采取旋转电机主流驱动 方案，手指传动方案采取行星齿轮箱+丝杠+连杆的方式。考虑成本因素，我们认为短 期内行星齿轮箱方案可能性更大。

参考刘伟等《机器人灵巧手研究综述》，灵巧手的主要传动方式有连杆传动、齿轮传动、 带传动以及线绳传动： 1）连杆传动多用于工业和商业用途，多个连杆串并联混合的使用形式较为常见。手指的 运动和动力由刚性连杆传递，能够抓取大型的物体且结构设计紧凑，可以完成包络抓取。 但是在远距离的控制上就比较困难，容易发生弹射，抓取的空间较小。 2）齿轮传动在工业机器人中应用比较广泛，它能获得稳定的传动比，传递效率高，可靠 性更强。但齿轮本身的质量加大了整体的质量和惯性。 3）线绳驱动是目前灵巧手研究中应用最为广泛的一种传动方式，线绳在一定程度上模拟 了人手的肌腱结构，线绳传动使得大型的驱动器远离了执行机构，减轻末端的负载和惯量，提升了抓取的速度，它排布灵活，适合空间狭小且需要驱动自由度数目较多的传动场合。 但它也有自身的局限性，如带负载能力弱，预紧力变化大，负载越大效率越低等。

参考刘伟等《机器人灵巧手研究综述》，从目前灵巧手种类来看，已经有部分灵巧手自由 度达到 20 以上。从传动方式来说，腱绳、韧带、连杆等均有应用，腱绳方式应用相对较 多，在复杂度较高的灵巧手中可能更为适用。

综合前文论述，我们认为特拉斯目前 22 自由度灵巧手方案可能采用腱绳驱动方案，采用 行星齿轮箱+丝杠+腱绳设计。 参考韩运峥《空间五指灵巧手控制系统设计》，腱绳驱动的原理如下图所示，电机和滚珠 丝杠外置于手臂中，电机通过减速箱带动滚珠丝杠，电机轴的转动被转化为丝杠螺母的平 移运动，丝杠螺母拉动腱绳，腱绳另一端连接到手指指骨上，拉动手指绕关节轴旋转。由 于手腕的俯仰和侧摆运动会扭动腱绳的位置和形状，消除手腕运动对腱绳的影响，在腱绳 外面套上硬质弹簧，类似自行车刹车线的原理。

人形机器人需要增加触觉传感集成，有望催化电子皮肤加速落地。电子皮肤一种人工智能皮 肤，由多个传感器组成，模仿人类皮肤的触觉能力。它可以用于机器人、假肢等，赋予它们触 觉能力，并且可以测量体内和环境的各种参数。电子皮肤可以赋予机器人类似人类皮肤感知力， 人形机器人的发展有望加速电子皮肤的产业化落地。

静待工艺成熟，看好电子皮肤在人形机器人领域应用潜力。目前电子皮肤仍处于实验室阶段， 在成本、感知性能上依然有较大提升空间，具体来说有以下难点：1）在材料层面，需要具有类似组织的机械性能和在生理环境中的优异稳定性；2）在器件层面，需要使用具有出色电子 特性的低工作电压（例如高电荷载流子迁移率和低亚阈值摆幅）进行安全高效的机体操作；3） 在系统层面，需要具有足够晶体管数量、逻辑深度和功能复杂性的信号调理电路；4）在应用 层面，柔软的电子皮肤需要感官信息的仿生编码和设备生物界面的神经形态驱动，以实现自然 感觉和低功耗。

编辑：火腿肠