工业自动化行业2024年中期策略报告：机遇与挑战并存，国产替代和出海共舞

机遇与挑战并存，国产替代和出海共舞 工业自动化行业2024年中期策略报告 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 L” 4 数据来源：Wind，MIR睿工业，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明4 65% 数据来源：工控网，MIR,头豹研究院，智研咨询，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明5 OEM OEM/ 数据来源：MIR睿工业，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明6 2024OEM OEM 数据来源：Wind，MIR睿工业，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明7 请参阅附注免责声明8 数据来源：MIR睿工业，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明9 数据来源：MIR睿工业，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明10 2018-20202020-2023 数据来源：MIR睿工业，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明11 2017-2023 数据来源：MIR睿工业，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明12 2018 2023 22pct 4.65pct 3.18pct 2018-2023 CR5 48.87% 59.41%+10.27pct CR1065.52% 76.6%+11.08pct 请参阅附注免责声明13 数据来源：MIR睿工业，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明14 PLCPLCPLC 2023 73.69 PLC CAGR7.84% PLC PLC PLC54.93 86.76 2015-23 CAGR5.88%2023 PLC40.29 PLC 数据来源：MIR睿工业，国泰君安证券研究 PLC 请参阅附注免责声明15 PLCPLCPLC 2023 PLC PLC PLC 2015-23 PLC40.29 73.69 CAGR 7.84% PLC54.93 86.76CAGR 5.88% 2023 PLC PLC PLC 数据来源：工控网，MIR,头豹研究院，智研咨询，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明16 PLCPLCPLC PLC PLC 20182023 PLC 12.59pct 28.4%+7.4pct 2.83pct 21.01% PLC 数据来源：工控网，MIR,头豹研究院，智研咨询，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明17 PLCPLCPLC PLC PLC 2018-2020 2020-2023 5 3 2018-20202020-2023PLC 数据来源：MIR,国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明18 PLCPLCPLC PLC PLC 2018-2020 2020-2023 5 3 2018-20202020-2023PLC 数据来源：MIR睿工业，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明19 请参阅附注免责声明20 22.7% 28.9% 7 ABB 2019 2023 2023 2019 2023 2.1% 10.3% 17% 38.1% 1pct 4 6.2% 28.2% 7 4 数据来源：工控网，MIR,头豹研究院，智研咨询，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明21 PLC PLC 2019 2023 15.3% 15-25% PLC 22.8%2023 4.1% PLC PLC 2 8.4% 12.95% 3.42pct 1.2pct 7.5% 5 2023 PLC TOP5 88% 2 PLC 数据来源：工控网，MIR,头豹研究院，智研咨询，国泰君安证券研究 5 请参阅附注免责声明22 PLC PLC PLC I/O PLC 厂商 西门子 三菱电机 和利时 蓝普锋 南大傲拓 型号 S7-1500 IQ-R系列 LK210 RFC3000 NA400 分类 大型 大型 大型 大型 中大型 运算速度 位运算速度1ns字运算速度2ns 指令处理速度最高1.96ns(LD指今0.98ns) 位运算速度为0.013u字运算速度为0.013us 单指令处理速度为0.0lus(布尔量) 位运算速度为0.02us字运算速度为0.04us 更新时间 0.125ms 0.2ms - - - I/O 模块数16382个 点数4096个 数字量点数57344个模拟量点数3584个 数字量点数4万个模拟量点数2500个 模块数32个 高速计数器 2048 - 12 - 2 请参阅附注免责声明23 9.1%10% 20234807.34.0 2020-20226.7%9.1% 请参阅附注免责声明24 20242023 20234.9% 29.6% 30.6% 96.5% 39.4% 49.3% 2023 45% 2023 24% 2023 5.7% 2023 45% 请参阅附注免责声明25 图：2023年海外毛利率普遍高于国内市场毛利率图： 请参阅附注免责声明26 请参阅附注免责声明27 2023 — 2.44 157%300089%30 请参阅附注免责声明 28 请参阅附注免责声明29 请参阅附注免责声明30 PLC 请参阅附注免责声明31 50% 60% 50% 28 60% 50% Optimus 16.8% 14.0% 9.3% 60% 数据来源：深企投产业研究院，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明32 表：人形机器人核心模块主要包括控制器、电机、驱动器、传感器、减速器 核心模块 介绍 电机 电机是人形机器人中最常用的驱动器件之一，人形机器人通常采用高性能、高精度和高响应速度的电机来驱动关节和执行器。人形机器人常用的电机类型包括永磁同步电机、永磁直流电机、无刷直流电机、空心杯电机、步进电机和无框力矩电机。 传感器 人形机器人需要传感器来感知周围的环境和物体。常用的传感器有视觉传感器、力传感器、惯性传感器、温度传感器等。传感器的种类和性能影响着机器人的感知能力和精度。 控制器 控制器是人形机器人的大脑，负责机器人的运动控制和行为决策。包括计算机、控制芯片和通信模块等，通常由本体集成厂商自主研发。 减速器 减速器是机器人中用于降低电机转速的装置，能够提高机器人关节的扭矩输出和运动精度。人形机器人主要使用谐波减速器和行星减速器，少数部位会用RV减速器。 驱动器 用于控制电机旋转的装置，不同类型的驱动器有着不同的性能和应用范围，例如普通驱动器、步进驱动器、伺服驱动器等等。人形机器人的驱动器必须做到体积小、重量轻、轴向尺寸短、高功率密度、高能量利用效率、精度可控、耐冲击性等特性，结合机器人整机结构和控制系统设计优化，才能保证其关节动作的高效执行。 请参阅附注免责声明33 2030 75.2% 2030 79.8% 请参阅附注免责声明34 PMSM 性能 步进电机 无框力矩电机 永磁同步电机 空心杯电机 控制精度 取决于相数和拍数，两相混合式步进电机的步距角一般为1.8°、0.9° 取决于电机结构和编码器，高精度的无框力矩电机控制精度可以达到0.1° 甚至更高精度。 取决于编码器，高性能的永磁同步电机能达到0.1°甚至更高精度。 高性能的空心杯电机能达到0.1°甚至更高精度 低频特性 低速时易出现低频振动现象 扭矩产生相对平滑，无显著的扭矩脉动 具有良好的低频特性 具有良好的低频特性 矩频特性 输出力矩随转速升高而下降，低速时转矩较高，高速时转矩会急剧下降 具有高扭矩输出，且随着频率增加，扭矩性能逐渐减小 具有较高的转矩密度，使其在高速运行时仍然能够输出较大的扭矩 具有较高的功率密度，温升低，效率高 过载能力 一般不具有过载能力 具有较强的过载能力 具有较强的过载能力 具有较强的过载能力 运行性能 开环控制，启动频率过高或负载过大易出现失步或堵转的现象,停止时转速过高 易出现过冲现象 闭环控制，一般不会出现失步或过冲现象。 闭环控制，一般不会出现失步或过冲现象。 闭环控制，一般不会出现失步或过冲现象。 速度响应性能( 从静止到工作转速) 200-400毫秒 几毫秒到十几毫秒 20-50毫秒 <28毫秒 悬停能力 停转时转矩达到峰值，保持力矩较大，可以在不使用刹车的情况下保持在停止位置 在无外部扭矩作用下能够保持稳定的转速 悬停状态下能够保持稳定的输出，为悬停运动提供强大的支持 悬停状态下能够保持稳定的输出，为悬停运动提供强大的支持 经济性 结构简单，成本较低 结构相对简单，成本高 结构相对简单，成本高 结构相对简单，成本高 人形机器人 领域应用空间 小 大 大 大 主要玩家 卧龙电驱等 步科股份、杭州三相、大族电机等 卧龙电驱等 鸣志电器、鼎智科技、五颗星马达等 请参阅附注免责声明35 15 1/3 维度 滚珠丝杠 行星滚柱丝杠 传动效率 由于滚珠的使用，摩擦较小，因此具有较高的效率 滚柱丝杆的滚柱与螺纹接触面相对较大，可能产生较大的摩擦，效率较滚珠丝杆低 导程 受滚珠直径限制大于0.5mm 可小于0.5mm或更小 承载能力 滚珠与丝杠的接触为点接触，承载能力相对较低 滚柱丝杆能够承受更大的轴向力和径向力，抗冲击能力更高 抗冲击能力 相对行星滚柱丝杠较低 具有较强的过载能力 速度 速度相对行星滚柱丝杆较慢 行星滚柱丝杠没有轴向运动，速度更快 体积 在同载荷的情况下，体积相对行星滚柱丝杆较大 在同载荷的情况下，行星滚柱丝杠的体积比滚珠丝杠小1/3 寿命 寿命相对行星滚柱丝杠较低 寿命可达滚珠丝杠的15倍 主要玩家 上银、TBI、THK等 博特精工、南京工艺、新剑智能等 请参阅附注免责声明36 请参阅附注免责声明37 RV RV 维度 RV减速器 谐波减速器 行星减速器 技术特点 由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成，具有结构紧凑，传动比大等特点，以及在一定条件下具有自锁功能。 由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成，具有高精度、高承载力等优点，和普通减速器相比，由于使用的材料要少50%，其体积及 重量至少减少1/3。 利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构，具有体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长等特点。 工作原理 偏心轮驱动摆线针齿轮进行旋转，通过摆线针齿轮的连续啮合实现减速。 波发生器产生谐波运动，驱动柔性铰链轮实现减速输出。 行星轮在太阳轮的驱动下转动，实现减速输出。 功率密度 相对较低 高 相对较低 传动效率 可达95%以上 可达90%以上 可达80%以上 输出扭矩 大 中 小 可靠性 较高 相对较低 较高 成本 高 较高 低 人形机器人使用部位 腰部、髋关节等 肩关节、肘关机、腕关节、腰部、颈部等 手部、膝关节、踝关节等 主要玩家 智同科技、斯微特、南通振康等 昊志机电、大族精密、新宝等 赛威传动、纽卡特、纽格尔智能等 请参阅附注免责声明38 请参阅附注免责声明39 数据来源：Wind，国泰君安证券研究 公司名称 代码 收盘价 盈利预测(EPS) PE 评级 目标价 2023A 2024E 2025E 2023A 2024E 2025E 伟创电气 688698 2024.05.28 27.58 0.91 1.20 1.55 30.39 22.92 17.84 增持 35.8 麦格米特 002851 2024.05.28 30.8 1.26 1.55 1.89 24.53 19.87 16.29 增持 38.8 雷赛智能 002979 2024.05.28 18.74 0.45 0.71 0.85 41.83 26.35 21.95 增持 29.8 儒竞科技 301525 2024.05.28 59.31 2.29 3.47 4.44 25.85 17.11 13.35 增持 87.3 卧龙电驱 600580 2024.05.28 13