电力设备：Tesla Bot深度报告-Tesla Bot产业化前夕，上游零部件国产替代加速

证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明01证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明——Tesla Bot 产业化前夕，上游零部件国产替代加速2022年8月7日Tesla Bot深度报告邓永康、李佳 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明•Tesla Bot 是一款可以执行重复性任务的人形机器人，其本质是替代人类进行危险、无聊、重复的工作，有望解决人工不断短缺的问题。Tesla Bot 名为Optimus（擎天柱），身高172cm，体重57公斤，拥有和人类一模一样的形态，行动速度最高可达8公里/小时，最多可提45磅重的物品，是特斯拉今年最重要的产品。此前特斯拉CEO马斯克在推特上预告，将在2022年9月30日的特斯拉人工智能日上发布原型机。Tesla Bot 预计23年初开放预定，年底开始交付，我们预计中性情况下2023-2025年交付量为5、25、50万台。•上游核心零部件成本占比高，对应市场空间大。传统的工业机器人中，上游零部件合计占比约70%（减速器35%/伺服25%/控制器10%）。人形机器人核心零部件与现有的工业机器人类似，但考虑使用场景更为复杂，对自由度、动作精度、传感性能的要求更高，我们预计人形机器人中动力系统及AI系统的比重或将增加，预计人形机器人主要成本构成为：动力系统（能源电池、传动、减速器、控制器等）占比约35%；智能AI系统（传感器、芯片等）占比约30%；结构单元（碳纤维等）占比约20%；其他部分（线束、面罩玻璃、接插件等）占比约15%。根据特斯拉公告人形机细节，预计Tesla Bot 量产后将带动核心零部件市场规模增加，根据敏感性测算，在乐观、中性、悲观三种假设下，我们预计2025年，减速机增量规模分别为451/361/226亿元；驱动电机增量规模分别为338/254/169亿元；电机控制器增量规模分别为158/118/79亿元；空心杯电机增量规模分别为68/51/34亿元。•国产替代有望先行，市场空间广阔。我们认为成本突破是人形机器人产业化的关键要素，复盘特斯拉新能源车的国产供应链导入的影响来看，机器人降本的重要途径同样在于上游零部件的国产替代，中国领先的上游零部件供应商有望实现突破。•投资建议：Tesla Bot 产业化有望推动人形机器人产业整体发展，相关供应链有望受益，重点推荐：【三花智控】（热管理）、【鸣志电器】（空心杯电机）；同时，受益于中国工程师红利，具备全球竞争力的工业控制领先企业有望提速，建议关注：【汇川技术】、【伟创电气】、【雷赛智能】等。•风险提示：宏观经济波动风险；原材料供货紧张及价格波动风险； 行业竞争加剧风险。1摘要 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明上游核心零部件迎来国产化新机遇02工控景气度修复，中长期成长逻辑稳健03Tesla Bot 发布，激起千层浪01投资建议&推荐标的04风险提示052 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告Tesla Bot 发布，激起千层浪01.3 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明Tesla Bot 的来龙去脉014•Tesla Bot 是一款可以执行重复性任务的人形机器人，有望解决人工不断短缺的问题。Tesla Bot 名为Optimus（擎天柱），身高172cm，体重57公斤，拥有和人类一模一样的形态，行动速度最高可达8公里/小时，最多可提45磅重的物品，是特斯拉今年最重要的产品。此前特斯拉CEO马斯克在推特上预告，将在2022年9月30日的特斯拉人工智能日上发布原型机。资料来源：TED，Techweb，民生证券研究院图表：Tesla Bot 参数信息参数名称主要参数身高1.72m体重56kg负载20kg最快运动速度8km/h全身机电执行器腿部12个手部12个双臂12个颈部2个躯干2个核心设备FSD计算机和自动驾驶摄像头产品用途作为一款能完成重复性任务的人形机器人，有助于解决劳动力短缺问题。产品造价预计20万元左右上市日期预计9月30日原型亮相量产日期预计最早2023年时间事件2021/8/19首届特斯拉 AI Day 在美国加州总部召开，Tesla Bot 概念公开，通过PPT介绍了机器人的初始参数2022/6/3马斯克在推特上预告了人形机器人的最新消息，Tesla Bot 的名字改为擎天柱(Optimus)，并将在今年 9 月 30 日举行的特斯拉 AI day上推出 “擎天柱”（Optimus）原型机2022/6/21马斯克在卡塔尔经济论坛上表示，特斯拉团队将推出最先进的人形机器人“擎天柱”，原型机将现身9月30日特斯拉 AI Day图表：Tesla Bot 时间线梳理资料来源：TED， Techweb，民生证券研究院 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明什么是人形机器人？—形态像人、替代人工作的机器015•人形机器人是机器人内置为形体类似人类。通常，类人机器人具有躯干，头部，两条手臂和两条腿，尽管某些形式的类人机器人可能仅对身体的一部分建模，例如从腰部向上。一些类人机器人还具有设计用于复制人的面部特征（如眼睛和嘴巴）的头部。人形机器人应当能“在人工作和居住的环境工作，操作为人设计的工具和设备，与人交流”，因此，对于人形机器人而言，对机器人的基础三大要素（规划、控制和感测）对应的装置要求非常高，如对于感测（传感器），人通过半规管保持人体的平衡和方向，并通过感官和肢体的触碰确定方向，但人形机器人通过使用加速度计来测量加速度，倾斜传感器测量倾斜度，手脚上的传感器测量与环境的接触力度，位置传感器指示实际位置等等。图表：人形机器人主要部件构成资料来源：优必选官网，民生证券研究院 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明人形机器人发展到什么阶段？—产业化前期016•人形机器人的研究可以追溯至15实际末的达·芬奇时代，由一份“类人机器人设计草图”引发对于“人形机器人”的深度研究。21世纪以来，人形机器人的研究已经有了很显著的成就，如优必选、钢铁侠科技等公司均推出各自的产品，人形机器人涉及各领域，在不同方面发挥着作用。阶段年份事件初具雏形（21世纪以前）15世纪末“人形机器人”的研究启程1927世界第一台人形机器人Televox诞生，不能走动，可以进行简单操作1937世界第一个类人机器人“摩托人Elektro”诞生1961世界第一台数字化和编程的机器人Unimate被安装在通用点击装配线上1972世界第一台全尺寸人形机器人WABOT-1诞生1973日本早稻田大学的加藤一郎研发出包含肢体控制系统、视觉系统和对话系统的真人大小的人形智能机器人1986本田开发了双足机器人E0，这个双足机器人是机器人历史中一个里程碑不断探索（2000-2015年）2000我国第一台人形机器人“先行者”问世20062006年Aldebaran Robotics发布的Nao和2014年软银推出的Pepper在商用社交领域取得成功，波士顿动力是行业内的领导者2011波士顿动力公司推出一款现代机器人PETMAN，以其自然灵活的动作而闻名2014初代Atlas机器人正式发布，它已经能在不太平坦的道路上顺畅行走，还能在遇到不太大的冲击时保持平衡。产业化前期（2016年-至今）2017本田发布第三代人形机器人T-HR3，可以模仿远程操纵者动作2018发布机器狗SpotMini，能够进行海上油田巡逻和检测2019波士顿动力展示人形机器人Atlas已经具备相当成熟度2020美国敏捷机器人公司成功推出第一款商业化出售的双足机器人Digit,能在无人干扰环境下自行选定搬箱子21世纪以来优必选、钢铁侠科技等公司推出仿人机器人产品图表：人形机器人发展历程资料来源：OFweek 、民生证券研究院 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明中国人形机器人2025年仅三大服务市场规模超160亿元，前景广阔017资料来源：《制造业人才发展规划指南》、中国网、艾媒咨询、民生证券研究院整理•市场规模：仅制造业、社会服务业与家庭服务业三大服务市场来看，我们预计2025年我国人形机器人市场规模达161.08亿元，若考虑其余应用场景，市场规模仍有更大空间。•核心假设：①人形机器人下游应用场景主要为制造业、社会服务业与家庭服务业，在其中将逐步替代人力；②制造业：据人社部、工信部发布的《制造业人才发展规划指南》显示：中国制造业10大重点领域2021年的人才缺口超过2350万人，2025年这个数字将接近3000万人，我们预计保持平稳增长态势；③社会服务业：据国务院人力资源社会保障部2021年外卖员超770万，2017-2021年CAGR为12.1%，我们预计未来几年将保持平均增速持续增长；④家庭服务业：据艾媒咨询2021年家政服务从业人数为3760万人，作为朝阳行业市场需求将进一步扩张，预计未来保持稳定增长；⑤ 假设人形机器人单机为20万，随着规模量产及技术成熟，预计每年下降5%。图表：中国人形机器人市场规模测算（亿元） 20212022E2023E2024E2025E中国制造业人才缺口（万人）2350 2500 2650 2800 3000 中国新蓝领人员数目（外卖员+快递员）（万人）1070 1198 1342 1503 1684 中国家政服务人员数目（万人）3760 3988 4231 4488 4760 机器人在劳动力中渗透率//1.00%3.00%5.00%人形机器人在机器人中渗透率//0.59%1.22%1.89%人形机器人单价（万元）//20.00 19.00 18.05 三大场景中国人形机器人市场规模（亿元）//9.70 61.13 161.08 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告上游核心零部件迎来国产化新机遇02.8 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明•工业机器人上游零部件成本占比约70%。根据中商情报网统计，工业机器人上游主要三大零部件减速器、伺服系统、控制器成本占比分别为35%/25%/10%，合计占70%左右份额，是工业机器人成本构成的重要环节。•人形机器人技术难度更高，伺服系统成本比重或增加。人形机器人核心零部件与现有的工业机器人类似，但考虑人形机器人使用场景更为复杂，对自由度、动作精度、传感性能的要求更高，我们预计人形机器人中动力系统及AI系统的比重或将增加，假设人形机器人主要成本构成为：动力系统（能源电池、传动、减速器、控制器等）占比约35%；智能AI系统（传感器、芯片等）占比约30%；结构单元（碳纤维等）占比约20%；其他部分（线束、面罩玻璃、接插件等）占比约15%。02图表：工业机器人平均生产成本构成资料来源：中商情报网，民生证券研究院9图表：人形机器人生产成本构成假设资料来源：OFweek ，民生证券研究院预测35%30%20%15%动力系统智能AI系统结构单元其他上游核心零部件成本占比高，国产替代有望先行35%25%10%15%15%减速机伺服系统控制器本体其他 证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明40%25%35%15%35%0%20%40%60%减速器控制器伺服系统本体系统集成Ø成本突破是人形机器人产业化的关键要素，中国上游零部件供应链有望实现国产替代。•目前减速器、控制器、伺服系统等上游核心零部件仍然大部分依赖进口。从工业机器人的毛利率水平来看，上游核心零部件的毛利率水平较高，其中减速器及伺服系统盈利水平较高，平均水平分别为40%、35%，后续存在降本空间。•与新能源汽车相似，供应链国产化将大力推动降本。复盘特斯拉产业指数来看，特斯拉上海超级工厂的成立带动中国本土产业升级转型，特斯拉产业指数一路高升。随后的多次降价，凸显特斯拉国产供应链优势，带动特斯拉产业指数一路高升。零部件国产替代将是Tesla Bot 步入产业化阶段重要途径。0210上游核心零部件成本占比高，国产替代有望先行05001000150020002500300035004000450050002017-01-032017-02-202017-03-312017-05-162017-06-282017-08-08