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机械行业机器人专题研究报告:技术迭代、需求爆发,机器人行业开启新时代

机械设备2022-08-02刘海博、李睿鹏中信证券劣***
机械行业机器人专题研究报告:技术迭代、需求爆发,机器人行业开启新时代

2022年8月2日机械行业机器人专题研究报告技术迭代、需求爆发,机器人行业开启新时代刘海博,李睿鹏中信证券研究部机械组请务必阅读末页的免责条款和声明 1核心观点行业概况:机器人行业处于快速成长期,中国有望引领全球行业发展。➢2021年,全球/中国机器人行业规模为336/124亿美元,5年CAGR为10.6%/18.3%。中国市场占全球37%。中国在市场规模、产业链、产业环境等方面具备全球竞争优势。在无人机、扫地机器人、配送机器人、巡检机器人、AMR等领域,中国已培育出全球领先企业。需求变化:替代人工/辅助人工/新领域,疫情催化行业发展。➢机器人的需求来源,可以分为替代人工、辅助人工、创造新领域三大类。➢疫情下,“机器换人”的需求被激发。疫情让社会看到了机器人的价值,为行业做了一次全面的市场教育。供给变化:导航移动技术商业化程度高,头部企业技术平台化。➢目前的技术成熟度排序是导航移动>运动控制>感知交互。➢基于导航移动技术的扫地机器人、无人机已经每年有百万台级别的出货量;基于运动控制的工业机器人、协作机器人在快速成长中;基于感知交互的机器人产品由于技术限制,目前仍然难以完全满足用户的需求。行业催化:特斯拉入局,人形机器人有望从实验室到商业化。➢人形机器人是机器人行业终极发展目标。目前常见的机器人都只是人形机器人的子集。➢过去,人形机器人还停留在实验室阶段。特斯拉入局有望推动行业从实验室阶段过渡到商业化阶段。投资策略:产业链/国产化/新品类,三个方向挖掘投资机会。➢产业链:从导航定位模块、运动控制模块、感知交互模块、机身结构、芯片、电池等角度挖掘投资机会。➢国产化:寻找人形机器人的“蔚小理”。国内领先的人形机器人企业是优必选。其他机器人领域的龙头也可能会切入人形机器人市场。➢新品类:在通用型人形机器人尚未能够大规模商业化之前,在各个细分领域,依然需要特定的机器人产品。建议关注清洁机器人、无人机、配送机器人、巡检机器人、AMR、协作机器人、特种机器人等。风险因素➢机器人应用场景的发展潜力低于预期的风险;机器人技术进步速度低于预期的风险;人形机器人行业进展低于预期的风险;政府政策、资本市场、全球局势变化的风险。 目录CONTENTS21.行业概况:行业处于快速成长期,中国有望引领全球行业发展2.需求变化:替代人工/辅助人工/新领域,疫情催化行业发展3.供给变化:导航移动技术商业化程度高,头部企业技术平台化4.行业催化:特斯拉入局,人形机器人有望从实验室到商业化5.投资策略:产业链/国产化/新品类,三个方向挖掘投资机会6.风险因素&核心观点 31.行业概况:处于快速成长期,中国有望引领全球行业发展 42021年,全球/中国机器人行业规模为336/124亿美元,5年CAGR为10.6%/18.3%。➢全球/中国的工业机器人行业规模为145/66亿美元,5年CAGR为+2.0%/+10.5%。➢全球/中国的服务机器人行业规模为191/58亿美元,5年CAGR约+21.5%/+33.8%。资料来源:中国电子学会(含预测),中信证券研究部资料来源:中国电子学会(含预测),中信证券研究部全球工业机器人市场(单位:亿美元)中国服务机器人市场(单位:亿美元)1.1 行业前景:快速成长期,规模达到百亿美元级别-20%-10%0%10%20%30%40%0501001502002503003502016201720182019202020212022E2023E全球工业机器人市场全球服务机器人市场工业yoy服务yoy-20%-10%0%10%20%30%40%50%0204060801001201402016201720182019202020212022E2023E中国工业机器人市场中国服务机器人市场工业yoy服务yoy 52021年,中国机器人市场规模占全球的37%,由于中国的行业增速快于全球的增速,预计未来这一比例有望进一步提升。在无人机、扫地机器人、配送机器人等发展较成熟的子行业中,中国已经培育出一批全球领先的企业。资料来源:中国电子学会(含预测),中信证券研究部1.2全球格局:中国机器人市场规模占全球市场的37%中国机器人行业规模约占全球的37%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%40.0%45.0%50.0%2016201720182019202020212022E2023E 6中国机器人产业的优势体现在:➢广阔市场:扫地机器人、无人机、平衡车等发展较早的子行业,单一中国市场就能支撑百万级的产品出货量。规模效应不仅体现在成本优势上,还使得国内龙头企业能够在高出货量的基础上快速迭代自身产品。➢成熟产业链:成熟和完整的产业链使国内机器人产品的较海外具有明显成本优势。大量API接口的开放和核心部件的模块化有效缩短了国内厂商的生产研发过程。➢工程师红利:珠三角和长三角的服务机器人产业集群得益于国内的工程师红利。此外,华人学者在机器人相关领域的研究已走在世界前列。1.2全球格局:中国机器人市场规模占全球市场的37% 7一级市场:2014-2018年,机器人行业的融资项目数量快速增长。2019-2021年,虽然融资项目数量出现下降,但融资金额持续上升,单个项目平均融资额增长明显。资金有向头部项目集中的趋势。2022年上半年,虽然一级市场整体热度下降,但机器人板块的投融资仍然活跃,尤其是协作机器人和机器视觉赛道。二级市场:疫情以来,在“机器换人”和“国产替代”浪潮的催化下,机器人板块整体进入高景气阶段。在特斯拉机器人事件的催化下,机器人板块开启新一轮上涨趋势。资料来源:IT桔子1.3资本市场:市场热度不减,头部集中趋势明显国内机器人行业一级市场融资情况统计0.00.51.01.52.02.53.03.54.00200400600800100012002010201120122013201420152016201720182019202020212022H1融资数量,左轴个融资金额,左轴亿元单笔融资额,右轴亿元 82.需求变化:替代人工/辅助人工/新领域,疫情催化行业发展 9机器人的需求来源,可以分为替代人工、辅助人工、创造新领域三大类。在不同需求类别的机器人里,都已经诞生成功落地的企业案例。疫情期间,机器人的需求被大量激发,行业做了一次很好的市场教育。资料来源:中信证券研究部整理2.1需求来源:替代人工、辅助人工、创造新领域机器人场景分类和典型案例替代人类辅助人类创造新领域to B配送机器人云迹医疗机器人达芬奇外骨骼机器人Cyberdyneto C扫地机器人科沃斯航拍无人机大疆家庭陪护优必选产品作用目标客户 10过去,机器人的需求主要来自制造业的自动化需求,对应的产品是工业机器人。汽车和电子两大行业贡献了60%以上的工业机器人需求。中国第三产业在GDP中的占比持续提升,2020年已达到53.9%,同时,第三产业吸纳了超过47.7%的就业人员,是第二产业的1.7倍。资料来源:国家统计局,中信证券研究部资料来源:国家统计局,中信证券研究部第三产业在GDP中的占比超过50%第三产业吸纳的就业人员超过45%2.2需求来源1:替代人工,从制造业到服务业0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%20002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019第一产业第二产业第三产业0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%2000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018第一产业第二产业第三产业 11未来,随着第三产业的崛起,清洁、物流、餐饮等服务行业的自动化需求有望拉动相应的服务机器人品类的需求。尤其是在高风险的服务型行业,比如医护、救援、消防等,机器换人的需求更强。资料来源:亿嘉和官网资料来源:云迹官网亿嘉和的带电作业机器人替代人工进行电线检修云迹的配送机器人在酒店替代人类服务生2.2需求来源1:替代人工,从制造业到服务业 12机器人通过人工智能、运动控制、人机交互等技术,能有效提升人类现有的工作效率。这类机器人并不替代人工,而是以协作的形式共存。此类机器人价格主要以其对提高人类工作的价值为参考。以达芬奇手术机器人为例,使用其辅助手术,一般需要在传统手术费用基础上增加约3万元。资料来源:Intuitive Surgical官网资料来源:ARTAS官网达芬奇手术机器人协助医生实施复杂的外科手术ARTAS植发机器人协助医生完成植发手术2.3需求来源2:辅助人工,提升现有的工作效率 13目前此类产品大都处于市场探索和验证阶段,例如格斗机器人、情感机器人等。此类产品需要跟踪验证其所创造的新需求是否是真实的需求。资料来源:优必选官网资料来源:工匠社官网优必选推出人形机器人“悟空”工匠社推出格斗机器人Ganker2.4需求来源3:机器人创造新的应用场景 143.供给变化:导航移动技术商业化程度高,头部企业技术平台化 15底层硬件:主要包括芯片、传感器、电池等。技术模块:基于底层的芯片和传感器,以及配套的算法,能够开发出导航移动、运动控制、感知交互(视觉、语音)等技术模块。终端产品:机器人终端产品是技术模块与功能组件的组合,其中,技术模块是机器人智能性的基础,而功能组件决定其应用领域。资料来源:亿欧网,中信证券研究部3.1产业链:包括底层硬件、技术模块、终端产品。机器人产业链包括底层硬件、技术模块、终端产品 16机器人的智能性主要体现在导航移动、运动控制、感知交互(视觉、语音)。目前的技术成熟度排序是导航移动>运动控制>感知交互。基于导航移动技术的扫地机器人、无人机每年已经有百万台级别的出货量;基于运动控制的工业机器人、协作机器人在快速成长中;基于感知交互的教育机器人和导购机器人等由于技术限制,目前仍然难以完全满足用户的需求。资料来源:中信证券研究部3.2技术发展:导航移动技术商业化程度高机器人的智能性主要体现在导航移动、运动控制、感知交互技术模块导航定位运动控制感知交互核心技术激光雷达电机控制语音识别摄像头液压控制语音理解毫米波雷达步态计算机视觉超声波传感器非步态体感交互................................. 17单一爆款阶段:机器人企业在导航移动、运动控制、感知交互等技术领域拥有一项或多项核心技术,并找到这项技术落地的应用场景,再成功商业化推出爆款产品。技术平台化阶段:在爆款产品高出货量的基础上,不断迭代和打磨企业的核心技术,并将核心技术平台化,开发出其他品类的服务机器人。部分龙头企业也开始对外部企业提供模块化的核心部件和技术解决方案。资料来源:科沃斯官网,中信证券研究部3.3企业发展:头部企业从单一爆款阶段过渡到技术平台化从单一爆款阶段过渡到技术平台化(以科沃斯为例) 18发展较早的工业机器人行业已经形成“核心部件—本体制造—集成商”的产业链上下游模式。在一些规模较大的服务机器人领域,也出现了类似的产业生态。以农业无人机行业为例,各地的植保队购买无人机来为农户提供植保服务。同时,飞手培训和无人机保险等服务也开始完善。资料来源:中信证券研究部3.4产业生态:核心部件—本体制造—集成商核心部件—本体制造—集成商的上下游合作模式 194.行业催化:特斯拉入局,人形机器人有望从实验室到商业化 20人形机器人是机器人行业终极发展目标。目前常见的机器人都只是人形机器人的“子集”,仅具备人形机器人的某一种功能。过去,人形机器人还停留在实验室阶段,典型的代表是波士顿动力的Atlas和本田ASIMO。资料来源:石头科技官网、埃斯顿官网、中智卫安官网、特斯拉官网,中信证券研究部4.1人形机器人:机器人行业的终极发展目标目前常见的机器人都只是人形机器人的“子集”导航定位运动控制感知交互 21资料来源:

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