核心零部件國產(chǎn)化，加速一體化模式探索

中國成機器人發(fā)展源動力，國產(chǎn)以低端為主

當前，我國工業(yè)機器人市場呈現(xiàn)高速增長的發(fā)展態(tài)勢。從整體銷量來看，中國是全球工業(yè)機器人增長的主要源動力。

根據(jù)IFR的數(shù)據(jù)，2017年全球工業(yè)機器人銷量38.7萬臺，同比增長31.6%;另外根據(jù)中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CRIA）的數(shù)據(jù)，2017年中國工業(yè)機器人市場銷量14.1萬臺，同比增長58.1%，占全球機器人銷量的36.4%。

自2013年以來，中國已連續(xù)五年成為全球最大工業(yè)機器人消費國。

在供給層面：

根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，2017年我國工業(yè)機器人產(chǎn)量超過13萬臺，2018年前5個月，我國共計生產(chǎn)工業(yè)機器人60071臺，同比增長35.42%。

但從市占率來看，由于前期國內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，我國機器人市場紅利主要被外資企業(yè)占據(jù)，自有品牌市場份額僅約為30%。

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看：

我國機器人企業(yè)以低端產(chǎn)品為主，汽車、3C等行業(yè)的高端工業(yè)機器人依賴進口。

根據(jù)IFR的數(shù)據(jù)，汽車產(chǎn)業(yè)依然是工業(yè)機器人最大的應用行業(yè)，2016年占比達到38%。

比亞迪、吉利、上海通用、上海大眾、廣州本田、長安福特及奇瑞等多個國內(nèi)外領(lǐng)先汽車制造商的生產(chǎn)線上都已廣泛應用了工業(yè)機器人。

核心零部件加速國產(chǎn)化

核心零部件一直是限制我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的桎梏，從目前的情況來看，國產(chǎn)企業(yè)也開始向該領(lǐng)域進軍，誕生了一批真正擁有自主產(chǎn)權(quán)的企業(yè)，進口替代加速。

國內(nèi)企業(yè)減速機業(yè)務推進順利，訂單頻傳。根據(jù)公司公告的披露，上海機電旗下的納博精機于2015年10月投產(chǎn)，目前年度產(chǎn)能已經(jīng)達到10萬臺;

中技克美2017年年度產(chǎn)能2萬套，其中50%-60%用于軍工領(lǐng)域;中大力德將于2019年底之前向伯朗特供貨RV減速器不低于30000套。

在諧波減速器方面，國產(chǎn)諧波減速器價格優(yōu)勢明顯，綠的、來福已經(jīng)實現(xiàn)較大規(guī)模的供貨。根據(jù)高工機器人網(wǎng)的數(shù)據(jù)，綠的諧波2017年銷售諧波減速器超過11萬臺，來福諧波2017年減速器出貨量達4萬臺。

以減速器為例，其國產(chǎn)化推進主要包含幾個原因：

首先，2015-2017年是我國工業(yè)機器人的高速發(fā)展期，下游本體出貨量增長反向驅(qū)動國產(chǎn)核心零部件企業(yè)發(fā)展。

其次，2017年以來減速器市場供不應求，缺貨現(xiàn)象嚴重。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，納博特斯克供貨周期4個半月左右，住友重機訂單已排在1年之后。

減速器全球供貨缺口放大給國產(chǎn)企業(yè)打開市場創(chuàng)造了機遇。

最后是國產(chǎn)企業(yè)布局積極，技術(shù)破冰。

盡管目前國產(chǎn)工業(yè)機器人減速器研發(fā)困難重重，但是隨著國內(nèi)企業(yè)持續(xù)擴大研發(fā)投入及技術(shù)升級，整體產(chǎn)品的質(zhì)量在逐步提高，一些核心指標上已經(jīng)達到國際水平。

根據(jù)各公司官網(wǎng)披露的減速器技術(shù)指標，RV減速器方面，在同一輸出轉(zhuǎn)速和輸入功率下，納博特斯克的RV-E系列和南通振康RV減速器的輸出扭矩范圍相當，說明在傳動效率上國內(nèi)已經(jīng)可以與國外相媲美。

諧波減速器方面，國內(nèi)的蘇州綠的和中技克美的減速比范圍與日本哈默納科水平相當，產(chǎn)品性能基本滿足要求，目前已經(jīng)大量應用于國產(chǎn)機器人。

而國外產(chǎn)品在輸出扭矩、平均壽命和一致性等技術(shù)指標上依然占據(jù)優(yōu)勢。隨著國產(chǎn)減速器開始批量化生產(chǎn)，國產(chǎn)化率將加速提升。

伺服電機：國產(chǎn)替代空間最高

伺服電機的主流供應商有日系的松下、安川和歐美系的倍福、倫茨等，國內(nèi)匯川技術(shù)等公司也占據(jù)一定的市場份額。根據(jù)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)，我國伺服電機市場隨著工業(yè)機器人的發(fā)展而不斷擴張。

2016年我國伺服電機市場規(guī)模102.6億元，同比增長11.16%，2007-2016年復合增長率為21.6%。面對國外的競爭壓力，國內(nèi)企業(yè)在細分市場的突破成為差異化競爭的主要方式，在伺服電機領(lǐng)域也體現(xiàn)了這一思路。

目前，國內(nèi)的領(lǐng)先廠商包括匯川技術(shù)、埃斯頓、華中數(shù)控、英威騰等，這些企業(yè)原本是液壓行業(yè)、包裝機械、注塑機械伺服電機的龍頭企業(yè)，憑借著原有業(yè)務的技術(shù)積累，開始向機器人專用伺服電機突破。

控制器：與國際差距最小的零部件

目前，國外主流機器人廠商的控制器均是基于運動控制平臺進行自主研發(fā)，以保證匹配性，導致國內(nèi)企業(yè)控制器尚未形成競爭優(yōu)勢。

控制器的主流供應商包括美國的DeltaTau和Gail、英國的TRIO等公司，國產(chǎn)控制機在硬件上與國外產(chǎn)品相差不大，差距主要體現(xiàn)在算法和兼容性方面。

國內(nèi)的主流供應商包括固高科技、埃斯頓、廣州數(shù)控等企業(yè)，根據(jù)高工機器人網(wǎng)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，固高科技在PCbased控制器領(lǐng)域市占率接近50%。

另外，埃斯頓也收購了英國TRIO，借此轉(zhuǎn)型高端運動控制方案商，后者是全球運動控制十大品牌之一。

國產(chǎn)核心零部件的缺失會抬高國內(nèi)工業(yè)機器人成本，產(chǎn)業(yè)長期以來通過壓縮本體利潤空間的方式，補貼了高昂的零部件進口成本。

隨著零部件企業(yè)由小批量生產(chǎn)向大批量供貨邁進，核心零部件逐步國產(chǎn)化，帶來成本下降，這使得真正具備競爭力的企業(yè)在價格方面具有更大的靈活性。

減速機、國產(chǎn)伺服電機實現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展，控制器已經(jīng)進入高端市場，中國在關(guān)鍵零部件上長期受制于外資企業(yè)的情形正在慢慢發(fā)生改變。我們認為會產(chǎn)生三方面的影響：

1）對于本體企業(yè)來說，首先會降低生產(chǎn)成本，其次是產(chǎn)能的擴張，特別是2017年零部件緊缺對機器人廠商產(chǎn)能的擴張形成一定制約。

國產(chǎn)化并非一定會帶來利潤率的提升，當前國內(nèi)本體廠商最重要的是擴張市場，處于“以利潤換市場”的階段。

2）對于系統(tǒng)集成商來說，成本下滑會推廣機器人的應用，使得機器人能夠走進更多企業(yè)。

下游需求增強，會提升集成商的產(chǎn)業(yè)地位，銷售規(guī)模的擴張是可以預見的，從而有利于集成商的發(fā)展。

3）對于商業(yè)模式來說，有利于國內(nèi)企業(yè)向一體化模式探索。從國際經(jīng)驗來看，四大家族均采用一體化的模式。

我們認為，全產(chǎn)業(yè)鏈模式是當下工業(yè)機器人企業(yè)的發(fā)展趨勢，在核心零部件有深入布局的公司，采用該模式將保障較高的盈利能力。

產(chǎn)業(yè)鏈一體化，機器人企業(yè)發(fā)展終極之路

工業(yè)機器人商業(yè)模式的劃分

工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈較短，可分為上中下游。

上游是關(guān)鍵零部件生產(chǎn)廠商，技術(shù)壁壘高；

中游是機器人本體制造環(huán)節(jié)，是機器人的支撐基礎(chǔ)和執(zhí)行機構(gòu)，屬于重資產(chǎn)環(huán)節(jié);

下游是系統(tǒng)集成商，根據(jù)不同的應用場景和用途進行有針對性地系統(tǒng)集成和軟件二次開發(fā)，收益率高但技術(shù)含量低導致競爭激烈。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)和資本要求，商業(yè)模式可分為5種：

1）單一本體;2）系統(tǒng)集成;3）核心零部件;4）本體生產(chǎn)+系統(tǒng)集成;5）全產(chǎn)業(yè)鏈。

根據(jù)全球地域劃分：可分為日本模式、歐洲模式和美國模式。美國本土不生產(chǎn)機器人，通常由公司進口，再自行設(shè)計外圍設(shè)備;日本的零部件技術(shù)突出，形成全產(chǎn)業(yè)鏈進行設(shè)計-開發(fā)-生產(chǎn)過程;歐洲以培育龍頭企業(yè)為核心，進行產(chǎn)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)。

我國工業(yè)機器人正處于加速發(fā)展期，但國產(chǎn)機器人企業(yè)面臨著零部件進口程度高、垂直一體化發(fā)展程度低等問題。我國目前的產(chǎn)業(yè)模式更接近美國，機器人企業(yè)大多集中在下游的系統(tǒng)集成，導致前期國內(nèi)自動化需求爆發(fā)帶來的機器人產(chǎn)業(yè)紅利被國外廠商占據(jù)。

面對外資品牌的激烈競爭，準確選擇有效可行、盈利可觀的商業(yè)模式是先決條件。

本體企業(yè)利潤微薄，難成產(chǎn)業(yè)中心

本體廠商主要工作是將各個零部件組裝以形成完整的結(jié)構(gòu)體，相對上游零部件廠商缺乏核心技術(shù)，相對下游集成廠商無法精確掌握客戶需求，因而受上下游利潤擠壓，盈利能力較弱。

上游核心技術(shù)缺失，本體商產(chǎn)品性能和成本劣勢明顯。

核心零部件是組成機器人最重要的裝置，影響循徑精度、運動速度、周期時間、可編程、多級聯(lián)動以及域外軸設(shè)備同步性等多項性能指標。

本體廠商受核心零部件技術(shù)制約，優(yōu)化設(shè)計相對較差，產(chǎn)品質(zhì)量、精度及穩(wěn)定性較弱。

具體到我國，在本體整合、軟件和系統(tǒng)技術(shù)方面較為弱勢，尤其控制器核心算法缺乏，使得國產(chǎn)工業(yè)機器人在穩(wěn)定性、故障率、易用性等關(guān)鍵指標劣于外資企業(yè)。

更為重要的是，核心零部件技術(shù)的匱乏使國內(nèi)企業(yè)無法有效針對客戶的實際需求，對機器人進行二次應用開發(fā)，進而無法為客戶提供符合其需求的機器人或整體解決方案。

零部件限制本體商向機器人中高端領(lǐng)域布局。

不同種類或行業(yè)的工業(yè)機器人價格差異較大，從十萬元至百萬元不等，一般而言高端領(lǐng)域獲益空間更大，但同時對技術(shù)指標要求較高，如應用于電子行業(yè)的SCARA機器人對精度和速度要求極高;

汽車行業(yè)對機器人精度、效率和穩(wěn)定性要求都很高。因此沒有掌握運動控制技術(shù)的本體商不易在航空航天、軍工、汽車制造等高端應用領(lǐng)域獲取收益。

高端領(lǐng)域存在商務關(guān)系、技術(shù)和資金三重壁壘，我國產(chǎn)品主要用于低端領(lǐng)域。

由于高端機器人一般同時有6臺以上伺服系統(tǒng)，國內(nèi)本體廠商的伺服系統(tǒng)核心算法跟不上，導致響應速度較低。

布局全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的四大家族則擁有底層算法，其核心控制器可以通過伺服系統(tǒng)的電流環(huán)直接操作電機，實現(xiàn)高動態(tài)多軸非線性條件下的精密控制，較快的響應速度和準確的定位使得機器人主要應用于高端領(lǐng)域。

核心零部件成本占比高，本體商盈利空間小

機器人的產(chǎn)業(yè)制造環(huán)節(jié)是整個產(chǎn)業(yè)鏈中利潤最低的環(huán)節(jié)，這是由于機器人成本結(jié)構(gòu)中核心零部件份額過高導致的。

根據(jù)《機器人產(chǎn)業(yè)白皮書》，核心零部件占機器人總成本75%左右，其中減速器、伺服電機和控制器占比分別為32%、22%和12%，而本體的機械結(jié)構(gòu)僅占30%，因此機器人本體企業(yè)對核心零部件價格波動較為敏感。

根據(jù)OFweek機器人網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年上半年，中國80%以上廠商本體業(yè)務同比增長，僅有20%的廠商同比下降;但從盈利能力來看，70%以上的企業(yè)的本體業(yè)務處于虧損狀態(tài)。

因為國內(nèi)80%的核心零部件依賴進口，受到核心零部件價格下降影響，本體廠商利潤微薄;此外，也與國內(nèi)企業(yè)在關(guān)鍵零部件環(huán)節(jié)材料消耗更大有關(guān)，產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，在永磁同步伺服電機中釹鐵硼材料成本，國內(nèi)單體用量比國外高接近1倍。

上游市場集中，本體商議價能力低

全球減速器行業(yè)集中度很高，根據(jù)ofweek數(shù)據(jù)，日本納博特斯和哈默納科全球機器人減速器市場份額超過75%，加之下游需求增多導致減速器供不應求，本體廠商相對上游企業(yè)議價能力低，造成其機器人產(chǎn)品針對全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在價格上無法形成優(yōu)勢，進而影響其快速搶占市場。

目前。我國機器人廠商上游零部件主要采用外購方式，相比于外資品牌更沒有議價權(quán)，采購成本較高，成為制約國產(chǎn)機器人發(fā)展的主要瓶頸之一。

因而在和技術(shù)成熟的國外全產(chǎn)業(yè)鏈廠商競爭時，國產(chǎn)本體廠商不具備成本優(yōu)勢和利潤價格彈性空間，也造成了外資品牌在我國機器人市場中占絕對主導地位的現(xiàn)狀。

本體相對于集成市場成長空間狹窄，盈利水平更低

從短期盈利出發(fā)，機器人產(chǎn)業(yè)鏈下端符合軟三元理論，即集成供應鏈環(huán)節(jié)比制造環(huán)節(jié)更易通過減少成本增加利潤。

核心原因本體廠商需要大量產(chǎn)線投入，導致固定資產(chǎn)占比大幅提升，固定資產(chǎn)折舊高，影響毛利率，因此本體商提升經(jīng)營效率以及成本的管控尤為重要。

長期來看，集成市場規(guī)模大約為本體的3倍。這是因為機器人下游應用領(lǐng)域具有周期性，作為和下游緊密聯(lián)系的系統(tǒng)集成商爆發(fā)力強，更能充分受益下游特定行業(yè)復蘇。

根據(jù)CRIA的數(shù)據(jù)，2017年中國工業(yè)機器人市場銷量14.1萬臺;另外根據(jù)IFR的預測，2018-2020年中國工業(yè)機器人有望保持25%-30%的增速，出于謹慎性原則，我們按照25%的增速測算，2018年我國工業(yè)機器人銷量有望達到17.5萬臺，對應的系統(tǒng)集成市場規(guī)模有望達到1181億元。

對于小企業(yè)來講，向下游也不具有議價權(quán)，生存空間狹小。

市場推廣依賴集成商

從產(chǎn)品應用角度，機器人本體必須通過系統(tǒng)集成之后才能為終端客戶所用。機器人系統(tǒng)集成供應商具有產(chǎn)品設(shè)計能力，并且對終端客戶應用需求工藝理解，相關(guān)項目經(jīng)驗豐富，能夠提供可適應各種不同應用領(lǐng)域的標準化、個性化成套裝備，也是促進本體銷售的重要渠道。

從銷售渠道角度來看，單一本體廠商不易形成品牌效應，在市場推廣方面會較為依賴系統(tǒng)集成商的支持。

集成商競爭激烈，難以形成規(guī)模效應

系統(tǒng)集成商處于機器人產(chǎn)業(yè)鏈的下游應用端，為終端客戶提供應用解決方案，負責工業(yè)機器人應用二次開發(fā)和周邊自動化配套設(shè)備的集成。

機器人下游應用領(lǐng)域廣泛，集成商在下游行業(yè)復蘇時能充分受益，展現(xiàn)出相對更高的彈性。

但與零部件和本體環(huán)節(jié)相比，系統(tǒng)集成的壁壘相對較低，競爭激烈，與上游議價能力較弱;且在不同行業(yè)之間橫向拓展困難，企業(yè)發(fā)展存在一定的瓶頸。

技術(shù)壁壘相對較低，競爭激烈：

由于工業(yè)機器人系統(tǒng)集成硬件產(chǎn)品價格逐年下降，應用領(lǐng)域仍在不斷拓展，同時在基礎(chǔ)應用方面，如搬運、碼垛、分揀等進入門檻越來越低，這導致下游廠商競爭激烈。

根據(jù)控制工程網(wǎng)的數(shù)據(jù)，截至2017年11月，國內(nèi)共有437家工業(yè)機器人企業(yè)，其中系統(tǒng)集成商278家，約占64%。

雖然隨著統(tǒng)集成商轉(zhuǎn)型或者升級，占比有所減少，但系統(tǒng)集成仍是國內(nèi)工業(yè)機器人行業(yè)主要布局的領(lǐng)域。

集成商的局限在于，下游行業(yè)爆發(fā)帶來的可觀收益存在瓶頸，單個集成商后續(xù)發(fā)展空間有限，向縱深拓展受限于本體與核心零部件技術(shù)壁壘，橫向發(fā)展受困于行業(yè)間工藝的不互通，不易通過并購擴張業(yè)務。

集成企業(yè)難以形成規(guī)模效應：由于系統(tǒng)的非標性，不同領(lǐng)域的系統(tǒng)不能完全復制，行業(yè)的拓展存在高壁壘，因此機器人系統(tǒng)集成商普遍規(guī)模較小，年產(chǎn)值不高，缺乏競爭優(yōu)勢。

主要原因是：

1）產(chǎn)線非標性：下游應用行業(yè)廣泛且需求各異，集成商難以簡單復制上量。

2）人員非標規(guī)模效應差：作為輕資產(chǎn)的訂單型工程服務商，集成商的核心競爭力是專業(yè)人才，不同技術(shù)人員在不同項目間不能通用，人員利用率會有空窗期，因此行業(yè)的拓展必然帶來成本的增長。

3）資金投入大，現(xiàn)金流壓力大：系統(tǒng)集成的付款通常采用“361”或“3331”的方式。因此大量尾款的積壓對企業(yè)的現(xiàn)金流是挑戰(zhàn)，也是限制進一步行業(yè)拓展的瓶頸。

全產(chǎn)業(yè)鏈布局，機器人企業(yè)的終極之路

全產(chǎn)業(yè)鏈模式是當下工業(yè)機器人企業(yè)發(fā)展趨勢，也是當前具備較高盈利水平的商業(yè)模式。目前國內(nèi)外較為成功的企業(yè)都采用了“重要零部件生產(chǎn)+本體生產(chǎn)+系統(tǒng)集成”的全產(chǎn)業(yè)鏈模式，或是正在向上下游逐步滲透，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈模式的轉(zhuǎn)型。

從技術(shù)角度看，機器人行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈較短，行業(yè)壁壘較高，每個環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。

核心零部件的性能直接決定了機器人的整體性能，具有技術(shù)含量高、利潤高的特點;

機器人本體是承上啟下的環(huán)節(jié)，有一定壟斷性，議價能力較強;下游系統(tǒng)集成商是機器人商業(yè)化、大規(guī)模普及的關(guān)鍵，且具有渠道優(yōu)勢。

從利潤分配角度分析，工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)鏈符合“微笑曲線”，產(chǎn)業(yè)鏈中，附加值更多地體現(xiàn)在價值鏈的兩段。

核心零部件是整個產(chǎn)業(yè)鏈中利潤最高的環(huán)節(jié)，議價能力最強;

本體制造環(huán)節(jié)利潤較低，但廠商通常具備較強的軟硬件結(jié)合的能力，對于行業(yè)上下游具備較強的滲透意愿和能力，可以有效整合上游零部件企業(yè)和下游系統(tǒng)集成商;集成商市場規(guī)模更大，且毛利水平較高。

整體來看，作為高端裝備，機器人的全生命周期的毛利率約為60%左右。其中單體、集成、服務分別占據(jù)三分之一，分食了一個機器人全生命周期的利潤。

因此，覆蓋的產(chǎn)業(yè)鏈越長，盈利能力越強，全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)最有望成長為工業(yè)機器人行業(yè)龍頭。

各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)企業(yè)盈利分析

我們從毛利率的角度考察產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的盈利水平，并選取了代表性企業(yè)作對比。

核心零部件減速器的代表生產(chǎn)企業(yè)包括納博特斯克、哈默納科和住友，全產(chǎn)業(yè)鏈的代表生產(chǎn)企業(yè)包括國際機器人四大家族，即ABB、發(fā)那科、安川和庫卡;本體+集成模式：EPSON、ADEPT;本體：川崎重工、現(xiàn)代重工;系統(tǒng)集成的代表性企業(yè)為杜爾集團和優(yōu)尼unix。

整體來看，全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)毛利率可高達30%以上，其中發(fā)那科達到40%以上;本體加集成模式的企業(yè)盈利能力也較高，行業(yè)中位數(shù)達39.01%。本體商的盈利能力最低，行業(yè)中位數(shù)僅為11.24%。從毛利率的角度來看，全產(chǎn)業(yè)鏈盈利較強的邏輯得到強化。

考慮到零部件制造、整機制造和渠道商的商業(yè)模式有所差異，用總資產(chǎn)報酬率和EBIT利潤率再進行比較分析發(fā)現(xiàn)，本體廠商的資產(chǎn)運營效率顯著低于零部件和集成廠商。

其中，核心零部件龍頭哈默納科的總資產(chǎn)報酬率和EBIT利潤率高達20%以上，而集成廠商龍頭的EBIT利潤率約為10%左右，核心零部件企業(yè)的盈利能力整體是優(yōu)于本體商和集成商的。

全產(chǎn)業(yè)鏈模式是國內(nèi)外工業(yè)機器人企業(yè)的發(fā)展趨勢，采用該模式的企業(yè)在技術(shù)、盈利能力、市場地位業(yè)務規(guī)模等方面具備發(fā)展?jié)摿Γ型蔀楣I(yè)機器人行業(yè)龍頭。