智能制造之—被人卡脖子的核心零部件

时间:2019年07月15日 23:08:36 浏览:

[摘要] 本系列文章的《智能制造总论》梳理了智能制造的必然性和未来趋势;《智能制造之工业机器人四大家族》介绍了全球工业机器人四大家族情况;本文主要介绍占机器人成本70%的核心零部件。

正文

2019年07月15日 23:08:36

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今天的文章是智能制造系列第三篇,前两篇分别是:

智能制造总论

工业机器人四大家族

问:当你在商场买东西受到价格歧视时会怎么想?

比如同样一块钱卖给别人的产品卖给你标价2块。而在某些尚未实现自主可控的核心领域,中国企业正受到这样的憋屈,但是技不如人也无可奈可,今天要说的工业机器人核心零部件就是之一。

一.核心零部件及市场规模

核心零部件占比:工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,其核心零部件包括减速器、伺服系统、控制器三大核心零部件,这三大零部件占机器人总成本的70%左右——减速器36%,伺服系统24%,控制器12%,剩余为本体和其他,如下图。【不同统计比例略有差别,大致是65%-70%】

衡量机器人的核心指标是精度、稳定性、负荷能力等,以上三大核心零部件决定了这些关键指标,其中精密减速器技术壁垒最高。

核心零部件市场规模:

测算方式一:六轴机器人和四轴机器人7:3开,每一个轴需要一台减速器和伺服电机,2017年我国工业机器人销量13.79万台,13.79*(0.7*6+0.3*4)=74.5万台,减速器均价6000元,市场空间约为45亿,421比例推算伺服系统22.5亿,控制系统11亿,考虑到增量和降价,未来量年基本这个规模。

测算方式二:按全球和中国市场规模、毛利、比例倒推,结论大同小异。

二.核心零部件市场格局

1.关节减速器:日企把控,国产突围

机器人关节核心,他是技术壁垒最高的环节,四大家族都靠外购,主要功能是将高速运转的动力转为低速高、转矩的运动,技术好不好直接影响机器的精度和负荷,占机器人成本的36%左右(这是国内比例,国外因为价格便宜很多,占比没这么高)。

按照原理分为很多种,其中以谐波减速器、 RV减速器这两种为主。

玩家主要就两家日本企业,哈默纳科是谐波减速器的龙头,博纳是RV减速器龙头,两个占据了高端减速器75%以上的市场份额,处于非常强势的地位,举例四大家族依托长期合作关系,拿货价格是中国客户的一半,而博纳给中国客户减速器售价就是其他客户的2倍。

主要两种减速器

正是因为有如此价格歧视,国内企业有很强的动力自主研发,但是毕竟起步较国外晚20年,差距有点大,前几年不少上市公司机器人关节减速器项目纷纷触礁(秦川机床2015年减速器项目虎头蛇尾,股价已经打两折),这两年才有所突破,2018年是转折点。

RV减速器,2018年5月伯朗特与中大力德签订3万台RV减速器订单,南通振康、双环传动也都获得万台级订单(2018.3双环传动——埃夫特10000台,2018年南通振康——上海欢颜、埃夫特18000台),说明国产品牌在逐步获得信任,任重而道远。

主要企业:南通振康、埃斯顿、中大力德、双环传动、秦川机床。

谐波减速器有几家非上市公司近年做的不错,苏州绿的、来福谐波。

2.伺服系统:

伺服系统负责驱动机器人的运动,由伺服电机和伺服驱动器组成,占机器人总成本的24%左右,“伺服”这个词的原本含义是奴隶,顾名思义,就是指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动,而其中的运动要素包括位置、速度和力矩等物理量。

作用有三:

①以小功率指令信号去控制大功率负载; 

②在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动;

③使输出机械位移精确地跟踪电信号,如记录和指示仪表等。

伺服电机要求的是高响应能力、调速范围宽、转矩质量好、散热性好,依然是日本企业为主,如松下、安川、 三菱处于行业前五,欧美的伦茨、西门子和博世则把控最高端市场。

国产追赶者中,汇川技术、固高科技、埃斯顿做的比较出色。

3.控制器

控制器的功能是通过硬件和软件将指令给执行机构操作,相当于人的 “大脑”,占机器人总成本的12%左右,各大本体厂商基本自给,因此市占率和机器人市占率较为一致,国产占30%左右,是三大核心零部件中实现国产化比例最高的部分。

控制器结构图如下,也包括软硬件部分,硬件就是一个数据处理器,国产差距不大,软件的差距主要在于数据经验积累,总体而言这是三大核心零部件中和国外差距最小的。

因为基本都是和本体合一,相关公司也基本依附于机器人公司,国内的如埃斯顿、新时达。

最后,一张图梳理从核心零部件到机器人的国内外主要公司,如下:

    核心零部件最值得关注的是关节减速器,其成本占比最高,技术难度最高,毛利率最高,目前国产已经开始取得信任突破,未来如果实现进口替代市场规模不小。

需要说明的是,在分析相关环节所提到的上市公司,卖方分析也会覆盖,大都是强烈看好的溢美之词,而事实上这其中不少公司目前主体业务仍然是技术含量不高的制造业,受经济环境冲击后营收、毛利率双双下滑,而所涉足的核心零部件业务尚未打开市场,短期业绩难有起色,股价低迷属于正常合理,分析归分析,属于长期逻辑,行业触底反转之前,在短操相关股票时候基本面暂时退居其次。

主要风险:

经济大背景,工业增速放缓,工业机器人行业暂时低谷,核心零部件需求受影响。

一旦真突破,很可能面临外企的价格降维打压,这种情况很多行业发生过。

作者不持有文中所涉及的股票或其他投资组合,未来5个交易日内也不打算买入或做空。

本文仅代表撰稿人个人观点,不代表摩尔投研平台。

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