借助美的資源優勢,供應鏈國產替代穩步推進
工業機器人的核心零部件占比七成價值量,外資企業壟斷嚴重。工業機器人的上游核心 部件是產業鏈的關鍵,是最高利潤部分,長期以來零部件外資壟斷嚴重,技術壁壘極高, 占機器人制造成本的 70%左右。掌握了三大核心零部件的技術和能力,就占領了工業機 器人產業鏈的制高點,將擁有很強的定價權。其中減速器主要被哈默、納博等日系品牌 占領,控制器主要被安川、ABB 等品牌占領,伺服電機主要被松下、安川、三菱等品牌 占領,國際龍頭通過壟斷上游核心技術,強勢侵蝕中下游利潤,自主化程度亟待提高。上游議價能力疲弱,國內工業機器人零件采購成本更高。由于核心零部件的技術缺失, 國內工業機器人的發展受到極大阻礙。根據產業信息網數據,以 165 公斤點焊機器人為 例,國內企業要以國外廠商的 4.4 倍價格購買減速器,以 2 倍左右的價格購買伺服電機、 控制系統等核心部件,綜合來看,核心部件的缺失導致國內工業機器人的總成本是國外 的 1.8 倍。
1、減速器:日資企業占據主導,美的發力自主研發
減速器相當于機器人的“關節”,其性能決定了機器人的精度和負載。減速器是連接伺服 電機和執行機構的中間裝置,負責把伺服電機運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪咬合輸 出軸上的大齒輪來達到減速目的,并傳遞更大的轉矩,工業機器人的每個“關節”都要 用到不同的減速器。
高精度 RV 減速器制作工藝復雜,當前日資企業占據主導地位。工業機器人用精密減速 器在精度、速度、耐久性等方面對于制作工藝有極高的要求,國內廠商技術水平尚不能 滿足其產品要求,因此中國工業機器人減速器市場仍由外資企業主導,日本的納博特斯 克、哈默納科分別是 RV 減速器、諧波減速器的龍頭,兩者合計占據全球工業機器人減 速器行業 75%左右的市場份額。目前國內高精度 RV 減速器、諧波減速器進口率均處于 較高水平,國產替代空間巨大。
美的已實現自主研制諧波減速器,有望聯手庫卡加快產研節奏,率先突破國產替代。2022 年 8 月 8 日,美的官宣自主研制的諧波減速器經國家工業機器人質量監督檢驗中心檢測, 產品綜合性能達到了行業龍頭同等水平,且通過了庫卡機器人 10000 小時壽命測試,精 度處于國際領先。未來有望廣泛應用于機器人、機床、AGV(自動導引車)等多個行業 領域,顯著提高了我國工業機器人產品的國際競爭力,同時也更方便直接賦能庫卡。我 們預計美的聯合庫卡,有望在減速器環節加快產研節奏,實現該零件的國產替代化。
2、伺服系統:外企壟斷高端市場,高創具備技術積累
伺服系統相當于機器人的“肌肉”,是驅動機械元件運轉的發動機。伺服系統是能夠精準 跟蹤目標變化從而實現自動化控制的系統,一般由伺服電機(執行部件)、伺服驅動器(指 令裝置、調節控制器)、編碼器(檢測反饋元件)組成。在工業機器人的伺服系統中,一 般安裝在機器人的“關節”處,依靠伺服系統來驅動工業機器人運轉。機器人的位移精 準度越高,對于伺服電機的性能要求也會越高。
百億市場空間廣闊,下游應用場景豐富。根據 MIR 數據顯示,2020 年伺服市場規模達到 近 164 億元。伺服電機下游的應用十分豐富,由中低端的紡織、包裝領域向高端的電子、 機床、工業機器人等領域延伸,其中電子制造設備、機床、工業機器人等領域合計占比 達 37%,其中工業機器人的占比達 9%。
外資企業占領高端市場,國牌配套能力逐漸完善,國產替代正在開啟。目前,國內伺服 電機高端市場主要被國外廠商所占據,以日系為主的三家龍頭企業松下、安川和三菱占 據 30%以上的市場份額,國內廠商匯川擁有較為完整的產業鏈覆蓋,占據 10%左右的市 場份額,目前已初具規模。近年來我國伺服系統行業受益于產業升級,國內企業配套能 力已經漸漸完善,技術水平與日系產品較為接近,有望率先開啟國產替代。
美的集團旗下高創具備伺服電機技術積累,國產化替代穩步推進。2017 年,美的收購以 色列企業高創(Servotronix),其主營產品包括運動控制器、伺服驅動器、伺服電機及編 碼器。高創是美的完善工業機器人產業鏈布局的有力一環,將極大充實美的在伺服電機 領域的技術儲備,并有望與庫卡形成供應鏈協同。目前高創的伺服系統已經與庫卡的低 負載小型機器人進行復配,未來將逐步嘗試應用到高負載大型機器人上。
3、控制器:軟件算法為核心,庫卡具備較強積累
控制器相當于機器人的“大腦”,負責控制整臺機器人的運動。控制器的主要任務是接收 來自視覺、力覺等傳感器的檢測信號,根據操作任務的要求驅動伺服電機,進而控制機 器人的位置、姿態、速度等狀態,控制器也具有各類輸入輸出接口、人機交互界面等, 擁有編程簡單、軟件操作方便等特點。控制器一般由機器人廠家自主設計研發,與機器 人本體綁定效應強,主要包含硬件和軟件兩個部分。目前國產控制器的硬件技術已經逐 漸成熟,技術差距主要在于軟件算法。

國內品牌起步較晚,四大家族壟斷高端市場。由于控制器多由廠家自主研發,各品牌均 有自己的控制系統與機器人相匹配,因此控制器的市場份額基本和機器人本體的市場份 額保持一致,發那科、庫卡、ABB、安川分別占據前四名,國內企業控制器尚未形成競爭優勢,份額占比相對較低。

庫卡擁有頂尖的控制器和控制算法,具備較強的技術積累。控制器是機器人的大腦,控 制算法很大程度上決定了機器人的性能,而庫卡在軟件算法方面優勢顯著,其運動控制 水平優于“四大家族”的發那科和安川。近年來庫卡在控制器方面不斷創新,在確保操 作簡單、高效的同時嵌入云環境,將各種軟件產品和數字化服務相結合,加入美的后借 助研發資源,成本有望進一步下降。

總的來看,庫卡盈利能力尚有極大提升空間,美的在供應鏈、生產制造、研發、管理方 面賦能庫卡、協同發展,未來利潤改善可期。