春季策略报告之策略会主题分享：AI赋能，人形机器人开启产业化元年

通用性是人形机器人商业化的关键，AI大模型赋能加速机器人产业化。 FoundationModels fine-tuning  70%Optimus +++ /XYZMxMyMz  请参阅附注免责声明1 请参阅附注免责声明2 请参阅附注免责声明3 请参阅附注免责声明4 波士顿动力AtlasIHMCNadia特斯拉OptimusValkyrieDigitV2 韩国HUBO 资料来源：国泰君安证券研究 德国LOLA 意大利WALK-MAN 法国TALOS 请参阅附注免责声明5 通用性是人形机器人商业化的关键。 资料来源：OntheOpportunitiesandRisksofFoundationModels 请参阅附注免责声明6 12345678 资料来源：国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明7  2017 GPT-1BERTGPT-2GPT-3GPT-4 Transformer FoundationModels fine-tuning EmbodiedAgents ChatGPT PaLM-ERoboCatRT-2RT-X 大模型兼顾预训练和微调功能微软、谷歌一众企业推出具身智能大模型 资料来源：百家号、澎湃、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明8 GPT 1 GPT 2 GPT ChatGPT2022 Chain-of-Thought PromptingElicitsReasoninginLargeLanguageModels 3 GPTchatgpt 4 2023年4月25日，腾讯推出自研机器人灵巧手TRX-Hand和机械臂TRX-Arm，灵活程度堪比人手。 资料来源：机器人大讲堂请参阅附注免责声明9 4-- 12 3C++Python 具备工业/商用/服务领域通用性的机器人控制软件（机器人大脑）有了实现的可能 资料来源：华尔街见闻 请参阅附注免责声明10 1TaskLevel 2SkillLevel 3MotionLevel 4PrimitiveLevel 5ServoLevel 5 500Hz1000Hz2000~4000hz; 机器人控制层级分5级PaLM-E任务推理频率1Hz，机器人按5Hz控制频率执行Low-level运动 资料来源：《我们需要什么样的机器人大模型？》，韩峰涛 请参阅附注免责声明11 1 2 Zero-shot 3 4 & RT-2 资料来源：《我们需要什么样的机器人大模型？》，韩峰涛 请参阅附注免责声明12 多模态物理大模型——力的信息： 1 VLM 2 sora 3 GPT1-GPT3 。 VoxPoser使用VLM和VLM的能力来将机器人的观测空间（一般为三维空间和待操作的对象）转换为一 个3D值图，使用概率路线图ProbabilisticRoadMap在3D值图上搜索生成可用的机器人运动路径 资料来源：《我们需要什么样的机器人大模型？》，韩峰涛 请参阅附注免责声明13 机器人遥操作： 1 2 3 GPT ChatGPT 遥操作路径展示遥操作现场展示 资料来源：X技术，机器人大讲堂请参阅附注免责声明14 自动生成训练数据： /RT-1RT-2PaLM-E RoboCatDeepMindGato / 首先通过人工示教数百次建立新任务基础能力，然后通过机器人自己生成的训练数据，加快其技能学习速度 资料来源：《我们需要什么样的机器人大模型？》，韩峰涛 请参阅附注免责声明15  Figure OpenAI demo 1 2 Figure01 3 4 Figure01 OpenAI Figure 。 Figure 得到OpenAI大模型能力加持的Figure01 资料来源：机器之心机动组、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明16 浙江大学研制的仿人机器人 国防科大先行者清华大学THBIP-I WuKong WuKong-II WuKong-III WuKong-IV 北京理工大学研制的仿人机器人 20012002 2010 2018 2019 2020 2021 2022 优必选 Walker 资料来源：科学启蒙、浙江大学官网、网易、优必选官网、机器人大讲堂、国泰君安证券研究 WalkerX铁大 请参阅附注免责声明18  70% + Optimus+ + + 机器人核心零部件成本占比约70%特斯拉人形机器人执行器种类 15% 35% 10% 15% 25% 减速器伺服系统本体 控制器 其他 资料来源：特斯拉AIDAY、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明19 螺距决定丝杠精度，机床引发的渐进线误差是关键。 。 丝杠加工精度以螺距误差为主要标准丝杠螺距误差按误差源变化规律划分 资料来源：何泽军《高精度滚珠丝杠磨削加工误差分析》、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明20 衡量丝杠产品的精度标准种类繁多，从机加工方式看，磨削精度最高。 ISO DIN JIS C2 C0-C10GB JIS C0 C1 C3 IT C5 C5 C3 C7C10 IT01 IT0 IT1-IT18 P1-P10 C7C10 P1P2P3P4 P5P7P10 1.25~0.16μm IT IT8~IT5 IT8~IT7 1.6~0.8μm IT01为IT标准公差等级中最高等级不同加工方式的加工精度等级不同 资料来源：金属加工、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明21 丝杠的加工工艺类型多样，具体包括： 1 2 3 4 丝杠的加工工艺方法行星滚柱丝杠具有明显优势 2 10 , 1μm 2m/s 6000r/min 10000rad/s2 / 90% , 1/3 6~15 , 资料来源：《行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究》、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明22 螺纹磨削： 5862HRC 2/3 磨削滚珠丝杠机械加工工艺过程 序号 工艺内容 序号 工艺内容 1 下料 12 粗磨90°V形槽 2 球化退火热处理并检验校直 13 磁力探伤 3 加工端面，钻中心孔 14 时效处理并检验 4 粗车 15 研磨中心孔 5 高温时效并检验 16 半精磨滚道 6 加工端面，研修中心孔 17 低温时效处理并检验 7 半精车 18 铣键槽 8 铣 19 磨端部螺纹 9 粗磨 20 研磨中心孔 10 工作表面与加工基准淬、回火 21 精磨滚道，全检 11 研磨中心孔 22 装配-跑合-检验-防锈包装-检验入库 备注 磨制滚珠丝杠加工工艺周期约为30-45天，周期长，效率低，成本高。 资料来源：郑红《精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究》、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明23 高速硬车： CBNPCBN 图19：CBN专用车刀（左）和刀杆（右） 资料来源：张广明《滚珠丝杠滚道硬车加工技术研究》研究 请参阅附注免责声明24 旋风铣削： 3~5 70% 旋风硬铣削加工的工作原理旋风硬铣削加工的工作原理 资料来源：宋现春《旋风硬铣削加工技术及其在精密滚珠丝杠加工中的应用》、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明25 滚轧（冷轧）成形： 20%30% 20%40% 5% 轧制丝杠加工工艺周期在1-3天 资料来源：郑红《精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究》，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明26 丝杠的4种加工工艺对比 工艺 优劣 加工精度 表面质量 加工效率 硬车 可以避免因切削热导致丝杠硬度降低，从而提高可靠性；无油烟粉尘污染、绿色环保。 P2-P3 Ra≤1.6μm 较高，是磨削的2-3倍。 磨削 工序复杂、对砂轮品质要求高、生产能耗大、易产生粉尘污染等问题；在高速磨削高硬材料时，砂轮容易脱粒，并在工件表面产生磨削烧伤与微裂纹。 P1 受砂轮品质和使用寿命直接影响。 低，一般在2h/副，10副 /天。 旋风铣 可以有效深化残余应力，提升工件的使用寿命；但加工成本较高，原材料和刀具国产化是降低铣削加工成本的关键因素。 P3 Ra=0.4μm 高，是磨削的3-5倍。 冷轧 可以提高产品强度和表面质量；易于实现自动化；节 省原材料；工艺流程较短，生产效率高。 C5 高 资料来源：张广明《精密滚珠丝杠制造技术的变革创新》，陈辉《行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究》，黄祖 尧《滚珠丝杠螺纹制造技术向高效、低耗、绿色方向发展》，、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明27 外资品牌占据绝对主导地位，行业集中度高。 NSKTHKSKF E 2022 CR5 GSA 46% Rollvis 50% 全球滚珠丝杆行业市场竞争格局情况外资品牌主导中国行星滚柱丝杠市场 54% 46% 其他 CR5 0.9%0.9% 9.4% 9.4%28.0% 9.4% 14.0% 28.0% Rollvis GSA Rexroth EWELLIX 南京工艺济宁博特优仕特 CMC 资料来源：华经产业研究院、王有雪《E公司滚柱丝杠产品营销策略研究》、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明28 国家和地区 主要产品 应用领域 Rexroth 德国 直线导轨、滚珠/轧制滚柱丝杠、电动缸、直线运动模组 汽车-线性传动技术 上银科技 中国台湾 滚珠丝杠、直线导轨、轴承、末端效应器 汽车-转向系统 �洲新春 中国 滚珠丝杠、轴承及配件、精密机械及零件 汽车-转向/驻车/电子刹车等 长盛轴承 中国 滚珠丝杠、润滑轴承 汽车、军工、数控机床等 GSA 瑞士 直径范围5-245mm、导程范围0.5-50mm研磨级滚柱丝杠 航空航天、钢铁冶金、军工 Rollvis 瑞士 直径范围5-245mm、导程范围0.1-50mm研磨级滚柱丝杠 航空航天、钢铁冶金、军工 部分丝杠厂商公司介绍 Ewellix瑞典 轴、 精密滚珠丝杠副、精密滚动直线导轨副、高速精密电主数控机床、军工设备、核电装备、航 博特精工 中国 精密机械主轴单元、X-Y精密双坐标工作台、精密主轴等 空航天等 直线导向类（成型/精密导轨、直线轴承）、滚珠/滚柱丝杠、电动缸、直线模组 医疗设备、自动化生产线、非道路机械和其他通用设备 新剑传动中国行星滚柱丝杠、电动缸汽车、轨道交通、机器人 南京工艺中国高精度滚柱丝杠副、大型滚珠丝杠副、滚动导轨副数控机床 贝斯特中国高精度滚珠/滚柱丝杠副、高精度滚动导轨副等 数控机床、自动化装备、机器人、新 能源汽车、医疗器械等行业 恒立液压中国滚珠丝杆、重载滚珠丝杆、行星滚柱丝杆电动缸等。数控机床、自动化装备、机器人等 �洲新春中国丝杠螺母轴承组件、滚珠丝杠等汽车、机器人等 资料来源：立鼎产业研究网，前瞻网，王有雪《E公司滚柱丝杠产品营销策略研究》，公司公告、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明29  / / 123.28KN 177.28KN 18-60mm GSA 4700rpm 168.9KN 246.9KN 20-63mm Ewellix / 133KN 197.KN 8-64mm 国产行星滚柱丝杠性能低于国外同规格产品 资料来源：前瞻产业研究院、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明30 外螺纹磨床： Mitsubishi外螺纹磨床数控高精度外圆磨床高精度中心磨床液压精密平面磨床 资料来源：三菱、大金湖精密机床、精大机床、临清兴和宏鑫机床 请参阅附注免责声明31 海外厂商在外螺纹磨床上技术领先。TornosStuderSchütteKappNiles 行业先进的外螺纹磨床产品主要来自欧洲和日本 Mitsubishi ZE26C ZE26C KappNiles KX100Dynamic KX100Dynamic Studer S41 S41 Reishauer NRK NRK Klingelnberg Oerlikon Oerlikon 资料来