智能焊接机器人行业专题：智能焊接大势所趋，钢结构行业放量在即

行业研究·行业专题 机械设备 投资评级：优于大市（维持） 证券分析师：吴双0755-81981362wushuang2@guosen.com.cnS0980519120001 核心逻辑 ➢焊接需求大、焊工短缺，钢结构等非标场景机器换人需求迫切 •焊接机器人现状：传统焊接机器人以示教机器人为主，已广泛应用于流程标准化的汽车、3C等行业；但在钢结构/船舶等行业中，焊接呈现“多品类、小批量、非标件”的特点，仍以人工焊接为主，只有焊接智能化才能满足此类非标场景的柔性化焊接需求，实现机器换人。 •钢结构、船舶等行业机器换人大势所趋，智能转型升级是必然趋势。钢结构等行业焊接需求大，而焊接生产环境较差、焊接经验要求高导致年轻人就业意愿不足，成熟焊工出现短缺且焊工成本持续上升，叠加较为激烈的行业竞争，钢结构企业有迫切的降本增效需求。在此背景下，技术进步使得非标场景的智能焊接机器替人已经具备可行性，从单层到多层焊的智能焊接技术正在持续取得突破。相比人工焊接，智能焊接机器人效率高、一致性强，同时依托于国内成熟的供应链体系已逐步具备性价比优势。 •钢结构企业已开展焊接智能化工作，船舶、重工业等行业伴随技术成熟也有望跟随。钢结构行业龙头鸿路钢构2021年成立智能制造研发团队，加速推进焊接智能化，2023年8月和2024年4月两次大规模招标智能焊接机器人，预示着相关技术已经逐步成熟，其他钢结构厂商也在积极布局产线智能化。除此之外，船舶、重工业、航空航天等行业机器替人难度更大，整体仍以人工焊接为主，未来也具备智能化升级的空间，船舶行业已有部分成熟焊接解决方案案例。从焊工人数看，2025/2035年钢结构焊工人数需求或达35/50万人，船舶行业中国船级社当前持证焊工数量约18.78万人，按照1台机器人替换2-3名焊工测算，钢结构和船舶行业长期智能焊接机器人需求约为20-35万台。 ➢钢结构行业智能焊接机器人放量在即，核心难点在于算法和Know-how工艺库 •钢结构行业智能焊接机器人放量在即，预计未来5年市场空间累计可达166亿元。考虑1台机器人替换2-3名焊工，未来5年机器换人渗透率达35%，据此测算钢结构行业智能焊接机器人累计市场规模达166亿元；远期考虑船舶行业机器换人，智能焊接机器人还有潜在巨大空间。 •智能焊接核心在于软件算法和Know-how工艺库，硬件端可通过传统机器人供应链迭代升级完成。钢结构、船舶等行业焊缝种类多、工艺复杂度高、场景多样，使得非标属性突出，智能焊接核心在于需要根据工件信息和工艺Know-how数据库，通过算法自动定位并提取焊缝，自动规划加工路径，根据板材、板厚和焊接位置自动匹配工艺，完成整个焊接过程；硬件端可沿用传统焊接机器人供应链迭代升级完成适配。 •全产业链推动智能焊接机器人放量，相关企业将充分受益。硬件环节包括本体、焊接电源及相关焊接套件等，主要企业包括库卡、大族机器人、埃斯顿、埃夫特、麦格米特等，软件环节壁垒更高，格局相对更好，主要企业包括柏楚电子、智流形等，其中柏楚电子在激光切割控制系统深耕多年，复制算法优势切入智能焊接先发优势显著，集成企业包括中集飞秒、行健机器人、倍可机器人等。 ➢投资建议：维持“优于大市”评级 •智能焊接大势所趋，钢结构行业已开始从0到1放量，相关企业将充分受益。重点推荐激光切割控制系统龙头【柏楚电子】，关注本体厂商【埃斯顿】、【埃夫特】、激光焊接设备厂商【大族激光】等。 智能焊接技术发展不及预期；下游企业的焊接智能化改造意愿不及预期；智能焊接机器人行业竞争加剧。 智能焊接机器人产业链潜在相关的主要标的 智能焊接机器人：蓝海市场，钢结构行业放量在即 ➢所处阶段：已实现从0-1突破，钢构行业放量在即 •必要性：焊接需求稳健增长背景下，钢结构等非标行业焊工短缺现象突出，焊工成本持续上升，亟需机器换人； •确定性：钢结构行业竞争激烈，机器换人能显著增效降本提升企业竞争力，是钢结构企业转型升级的必然选择，当前技术发展使得智能化焊接替人已经具备技术可行性和经济性； •发展节奏：钢结构龙头鸿路钢构持续推动焊接智能化，目前已完成两轮智能焊接机器人招标；其他大型企业积极跟进，船舶等行业亦在推进焊接智能化，当前已有智能焊接机器人展开应用，实现从0到1的突破； •如何实现真正放量：核心解决焊接机器人的智能化，智能化需要解决控制算法和工艺know-how的瓶颈，掌握控制系统技术。 ➢智能焊接机器人展望：累计潜在市场空间或近千亿的蓝海市场 •钢结构行业：智能焊接机器人正在从0到1放量，预计未来5年累计市场规模达166亿元，随着技术从单层焊、多层焊到全熔透多层多道焊的持续突破，考虑长期渗透率达到80%，累计市场规模达480亿元； •船舶行业：中国船级社当前持证焊工数量约18.78万人，按照1台机器人替换2-3名焊工测算，考虑到船舶焊接大型化，按单台50万测算，智能焊接机器人累计潜在市场规模或达300-500亿元； 资料来源：高工机器人，国信证券经济研究所整理 •其他：重工业、航空航天等行业技术难度更大，远期具备潜在的机器换人空间。 智能焊接机器人产业链及主要玩家梳理 一图看懂智能焊接机器人价值量和主要构成 目录 焊接机器人市场现状概览01智能焊接：钢结构、船舶行业需求迫切，放量在即02智能焊接发展难点、市场空间及竞争格局03投资建议04风险提示05 焊接机器人：工业机器人的主要品类之一，智能化是发展趋势 •焊接机器人是工业机器人最主要的品类之一。工业机器人是智能制造业最具代表性的装备，其规模化应用是未来制造业机器换人、提高生产效率的重要手段。2022年全球工业机器人新增安装量中，焊接机器人占比约16%，仅次于搬运机器人。 •传统（示教）焊接机器人已大规模应用汽车、3C等行业，但无法解决钢结构、船舶等流程非标化的焊接工作。传统焊接机器人具有高效率、高精度、一致性等优点，被广泛用于汽车/3C/金属制品/工程机械等焊接流程高度标准化、批量大的行业，替代了大部分人工焊接工作。但在钢结构/船舶等行业中，焊接呈现“多品类、小批量、非标件”的特点，需要焊接智能化才能满足此类柔性化的焊接需求。 •焊接机器人主要由机器人本体部分和焊接配套设备两大部分构成。机器人本体部分主要由六轴机械臂及控制器构成，其核心零部件为控制系统、减速机及伺服电机，焊接配套设备包括焊接电源、专用焊枪、自动送丝装置等。就结构区别而言，传统焊接机器人有示教器，智能焊接机器人新增了大量软件和传感器，不需要人工编程，能自适应调整加工参数和路径，无需示教器。 资料来源：高工机器人、国信证券经济研究所整理 焊接工艺：传统焊接机器人单一，智能焊接机器人可灵活切换 ➢根据焊接工艺的不同，焊接一般分为熔焊、压焊、钎焊 •1）熔焊：工件加热后局部熔化，形成熔池，熔池冷却凝固后接合。适用于各种金属和合金的焊接加工。 •2）压焊：加热或不加热状态下对组合焊件施加一定压力，使其产生塑性变形或融化，并通过再结晶和扩散等作用实现焊接。适用于焊接小型、精密、复杂的焊件。 •3）钎焊：采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适用于各种材料的焊接加工。 ➢传统机器人为弧焊/点焊，智能焊接机器人具备多种工艺 •传统机器人：一台掌握一种工艺，弧焊、点焊机器人合计占90%。 ✓1）弧焊（熔焊）机器人：适用于广泛的材料厚度和焊接要求，对运动轨迹要求更加严格，需要沿着预设的焊缝路径精确地移动，保持焊枪与工件之间的距离一致。焊接效率高、质量高，广泛应用于汽车制造、重型机械和金属加工等行业。弧焊机器人销量占焊接机器人的65%。 ✓2）点焊（压焊）机器人：主要用于薄板件之间的点状焊接，速度快、精度高、适应性强，广泛应用于汽车车身、家电生产和一些金属连接作业。点焊机器人销量占焊接机器人的25%。 •智能焊接机器人：一台可同时掌握熔焊、压焊、钎焊等多种工艺，通过自动化控制、参数调节和传感器反馈的综合运用切换不同的焊接工艺。 下游应用：传统/智能焊接机器人分别满足标准化/非标行业需求 ➢掌握单一工艺的传统焊接机器人仅能满足标准化行业需求，汽车、3C电子是主要下游。 •传统焊接机器人的下游包括汽车、3C电子等标准化行业。汽车、3C电子行业的产品具有大量相同的部件，适合批量生产，具有明显的标准化特征。在实际生产中，掌握单一焊接工艺的机器人可以通过批量化生产发挥最大效益，因此标准化行业是传统焊接机器人的主要下游：2023年，汽车、3C电子、金属制品占比分别为36.9%/10.5%/10.0%。 ➢传统焊接机器人无法解决非标行业的机器换人，智能焊接是最优解。 •钢结构、船舶等行业的焊接需求具有高度非标、小批量、多品种、项目制的特点，焊接工艺要求复杂多变，若使用传统焊接机器人，人工编程示教等工作量大幅增加，且无法通过大批量生产摊薄成本，因此过去未能解决这些行业的机器换人。未来，随着智能焊接机器进一步成熟，非标行业的焊接机器人渗透率有望持续提升。 资料来源：高工机器人、国信证券经济研究所整理 资料来源：高工机器人、国信证券经济研究所整理 钢结构、船舶等非标场景有大量焊接需求 •下游行业焊接需求庞大，钢结构、船舶等非标场景行业机器换人空间大。目前国内焊接需求较高的行业包括汽车及汽车零部件、钢结构、船舶等行业。根据行业协会或高工机器人测算数据，钢结构、汽车及汽零、重工业、航空航天等行业体量未来增速为个位数；船舶行业周期明显且处于上行周期，预计未来几年体量将保持较高增速；新能源行业处于快速发展趋势中，预计未来增速为两位数增长。 钢结构、船舶等非标场景机器换人空间广阔 ➢非标领域有大量的机器替人需求，机器换人空间广阔 •1）非标行业：钢结构和船舶行业属于高度非标行业，虽然焊接需求大，但是仍以人工焊接为主，机器换人空间大；•2）部分非标行业：新能源、重工业、航空航天等行业的焊接工件部分非标准化，仍有较多的机器换人的空间。•3）标准化行业：汽车及汽零行业标准化程度高。目前焊接自动化程度为80%-90%，仍有少量机器换人的空间。 目录 焊接机器人市场现状概览01智能焊接：钢结构、船舶行业需求迫切，放量在即02智能焊接发展难点、市场空间及竞争格局03投资建议04风险提示05 钢结构机器换人动力：焊接需求大，但焊工短缺&焊工成本上升 ➢必要性：焊接需求大，焊工短缺&焊工成本持续上升 •钢结构行业健康发展，焊接需求持续增长。2022年我国钢结构加工制造总产量10140万吨。《钢结构行业十四五规划及2035年远景目标》提出，到2025年钢结构产量达到1.4亿吨，到2035年产量达到2亿吨，预计未来十年产量CAGR约5%，焊接需求增速或与产量持平。 •经验丰富的焊工短缺现象严重。钢结构焊接生产环境较差、焊接经验要求高。目前老一代焊工逐渐退休，新一代年轻人当焊工意愿低，但焊工需求持续增加，导致焊工缺口持续扩大：根据中国政府网新闻，2022年第四季度全国招聘大于求职“最缺工”的100个职业排行中，焊工位列第12名。根据人社部、工信部、教育部公布的《制造业人才发展规划指南》统计，预计到2025年，全国制造业重点领域人才缺口将接近3000万人，缺口率将达48%，技能型人才供应将呈现供不应求的状态，主要集中在10个重点制造业领域里，包括船舶制造、汽车制造、工业机械设备打磨等。 •焊工成本或将持续增加。目前焊工平均年薪已经超过18万元/人，且经验丰富的成熟焊工年薪更高，考虑到焊工供给紧张且需求持续增加，未来焊工的平均薪水有逐渐上升趋势。 资料来源：中国政府网、国信证券经济研究所整理 钢结构机器换人动力：行业有降本诉求&机器人经济优势突出 ➢迫切性：①钢结构企业有迫切的降本诉求 •智能化是钢结构行业产业升级的关键，政策支持产业升级。2021年12月，工业和信息化部、国家发展和改革委员会等八部门联合印发《“十四五”智能制造发展规划》：70%的规模以上制造业