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市场研究

我国工业机器人产业市场与成长性分析

来源:天风证券2020-11-16 我要评论(0 )   

 在工业机器人方面:我们对我国工业机器人进行了市场空间测算,以日本作为对照国,2014-2018年中国制造业GDP是日本的2.8-3.5X左右, 我国工业机器人的理论保有量在2018...

 在工业机器人方面:我们对我国工业机器人进行了市场空间测算,以日本作为对照国,2014-2018年中国制造业GDP是日本的2.8-3.5X左右, 我国工业机器人的理论保有量在2018年约为106万台左右,我国工业机器人实际保有量在2014年仅为18.9万台左右,到2018年约为64.9万台左 右,工业机器人保有量还有很大提升空间。由于机器人回收期不断缩短,我们假设工业机器人加速替代,假设到2020-2023年我国工业机器人 密度分别提升34、34、35、40台/百万人,计算得到2020年我国工业机器人本体市场规模约为341亿元左右,销量有望达到16.2万台,均价约为 21万元/台。


  同时我们认为:差异化+自主化是国内工业机器人行业崛起的必由之径。我国工业机器人下游应用行业正在不断拓宽,自主品牌机器人在努力 寻找差异化发展方向。与此同时,核心零部件自制带动成本下降也是关键,自制化对降成本意义巨大。


 我国工业机器人行业经历了2008-2017年连续10年的高速发展,从最开始的7.9千台增长至2017年的156.2千台。 2018-2019年行业经历调整期,部分是因为2017年行业大干快上、一定程度上透支了后续需求。


1  工业机器人:提升自制率+下游差异化为本土企业突围的关键,核心零配件优秀厂商长期受益

  1.1  工业机器人应用广泛,焊接+装配+涂装领域国产化率低

  

  1.2  我国工业机器人市场空间测算

  全球工业机器人年供给量持续增高,根据IFR,截止 2019年底全球工业机器人累计安装了270万台套,年 增长12%。我国工业机器人行业自2012年以来发展迅 速,根据国际机器人联合会统计,我国在2013年超越 日本成为工业机器人全球消费第一大国,2018年我国 工业机器人销量达15.4万台,占全球销量36.5%, 2012年至2018年的CAGR达到11.68%。其中18年 行业经历下滑,主要原因系行业在17年新增量巨大, 增速达到79%,一定程度透支了后续年份的行业需求, 以及下游领域的汽车行业、3C行业的需求放缓带来的 负面影响。

  

  我国工业机器人行业中长期仍存在成长基础,成长性来 自于我国工业机器人的低密度。近年来我国工业机器人 市场急剧扩张,我国工业机器人密度2012年至2018年 的CAGR达到52.80%,2017年超过全球平均水平, 2018年达到万人140台,但仍远低于日本(327台/万人) 和韩国(774台/万人)等制造业强国。由于我国人口老 龄化问题加剧,劳动力成本上升,自动化生产成为制造 业转型升级的必经历程,未来我国工业机器人密度有望 继续大幅上升,市场潜力较高。

  

  量化维度之一:中国vs.日本,工业机器人保有量还有很大提升空间。

  我们以日本作为对照国,日本为全球重要的制造业国之一,由于机器人的大规模使用,其制造业从业人员占总人口比 例逐步下降,从1999年的9.41%,逐步下降至2015年的7%左右。这说明,工业机器人的应用是解决制造国人口红利 消失的有效途径。

  在我国机器换人过程预计将仍进行较长时间。对比中国与日本2019年数据:1)我国制造业GDP为日本的3.5X,2) 制造业全部从业人员数量为日本的8.7X。这意味着我国制造业对劳动力依赖程度仍然偏高,后续如不持续进行机器人 换人,将面临老龄化+人口红利消失导致的劳动力约束,这就为工业机器人行业奠定了长期发展基础。

  

  根据IFR数据,日本本土机器人保有量在2014年达到了29.58万台,此后数据缺失,我们假设维持在30万台左右的水平;

  参考日本本土机器人保有量,我国工业机器人保有量理论空间有多大?我们认为需要引入一个调整系数,即中国制造业 GDP产值相较于日本制造业GDP的倍数,因为假设单台工业机器人的平均产能接近,在产值放大的情况下工业机器人的 保有量应该相应提升;

  我们测算得到,2014-2018年中国制造业GDP是日本的2.8-3.5X左右,我国工业机器人的理论保有量在2018年约为 106万台左右;

  我国工业机器人实际保有量在2014年仅为18.9万台左右,到2018年约为64.9万台左右,与理论保有量尚存在较大差距;

  上述测算还未考虑到我国制造业从业人员与日本的劳动生产率差异,如考虑该因素理论保有量更高。

  

  量化维度之二:工业机器人加速代替人工,更新需求逐步释放,预计到2023年机器人需求有望达到21万台以上。

  首先,工业机器人回收周期持续缩短,助推机器换人速度加快:

  已知我国工业机器人的均价在不断降低,2017-2019年国产机器人价格分别为24、23、21万左右,2018-2019年价格 下降4%、9%;而我国制造业人力成本不断提高,2017-2019年制造业工人工资分别为5.8、6.5、7.0万左右,2018- 2019年工资分别提高11%、9%;

  我们假设一台机器人可以代替3个左右的人工,机器人每年的成本为折旧费及维护费,折旧期设为6年,2017-2019年 维护费用分别为2.25、2.03、1.82万元/台每年,得到2017-2019年单台工业机器人的投资回收期分别为2.15、1.70、 1.33年,回收周期大幅缩短。

  

  1)工业机器人当年需求=替代需求+新增需求;2)工业机器人的折旧期约为5-6年,假设t年需面临(t-5)年约30%的 机器人更新替换的需求,比例设定为30%主要系:占比市场30%左右的国产机器人相对海外机器人耐用性较差,假设这 部分机器人到使用年限就必须更新替换;3)新增需求与机器人密度的提升值之间存在一定比例关系,经我们计算得 到,每增加1台机器人销售,工业机器人密度上升0.02%;4)核心假设:对于我国未来工业机器人密度的假设。由于 机器人回收期不断缩短,我们假设加速替代,假设到2020-2023年我国工业机器人密度分别提升34、34、35、40台/百 万人。

  基于上述假设前提,我们得到2020-2023年我国工业机器人的需求量分别为16.2、16.8、19.3、21.3万台,更新需求逐 渐成为重要的需求来源。

  

  基于上述分析,我们计算得到2020年我国工业机器人本体市场规模约为341亿元左右,销量有望达到16.2万台,均价约 为21万元/台;

  根据埃夫特招股说明书及IFR,工业机器人系统集成行业一般为整机规模的3X左右,因而系统集成市场规模将达到1022 亿左右;

  根据Ofweek工控网数据,多轴工业机器人的成本构成中,机械本体约占22%;伺服系统约占24%;减速器系统约占36%; 控制系统约占12%;其他外设约占6%,据此我们可以计算得到国内机器人伺服系统、减速器、控制系统及其他外设的 市场空间分别约为82、123、41、20亿元。

  

  1.3  差异化+自主化是国内工业机器人行业崛起的必由之径

  本土机器人在工业机器人行业中的竞争地位较低,海外机器人品牌主导市场。

  根据IFR及长沙智能制造研究总院数据,我们统计得到全球工业机器人主要厂商出货量数据及市占率情况,2018年 数据显示,四大家族机器人占全球机器人出货量的比例达到了58%,其中,发那科2018年销量达到7.3万台,市占 率达到了17.30%。

  我国本体出货量最大的为埃斯顿,全球市占率不及1%,仍有较大提升空间。

  

  自主品牌机器人努力寻找差异化发展方向。

  根据CRIA数据,我国自主品牌工业机器人在汽车领域的应用比例仅为11%,其主要集中在电子(19%)、通用设备 制造业(14%)、金属制品业(14%)、橡胶与塑料制造业(7%)及其他行业(29%);

  如果看市占率,我们看到自主品牌机器人2018年在汽车整车及零配件行业的市占率仅为10%,在电子、金属加工行 业的市占率逐步攀升至28.4%、51.8%;

  也就是说,本轮制造业复苏中,自主品牌由于下游更为广泛、对汽车依赖度更低,有望更加受益。

  

  与此同时,我们发现我国工业机器人下游应用行业正在不断拓宽。

  汽车整车及零配件为传统最大应用领域,但我国工业机器人在汽车领域的应用占比整体呈现下降趋势,2014年汽车应用占比为 36.41%,到2019年已下降为30.87%;相比而言,日本工业机器人在汽车领域应用比例高达37.01%;

  我国工业机器人应用领域正不断向金属加工、3C电子、食品饮料、通用/专用设备以及其他行业拓宽(其他行业包括光伏、锂电、 医药、建筑等);也就意味着受汽车行业景气度扰动程度逐渐下降,新兴行业的涌现提振工业机器人景气度。

  

  除了差异化竞争,我们认为核心零部件自制带动成本下降更加重要。

  自2000年起,中国工业机器人进出口平均价格呈现出先上升的趋势,在2011年左右达到最高点,此后,价格整体呈下 滑趋势,偶有波动。工业品通过每年一定幅度的价格下降,实现自动化普及,对于传统人工加工方式不断渗透。

  然而,二者之间的价格差距正在缩小,国产机器人价格下滑幅度小于国外。2015-2019年,全球工业机器人均价从32万 下降至26万,下降幅度为18.75%,而国产机器人价格从24.93万下降至21.38万元,下降幅度为14.24%。

  国产机器人价格下降幅度小,而市占率仍低,我们认为主要原因是本土厂商成本优势不显著,而非竞争力大幅提升。

  

  国产机器人给予代理商/批发商的毛利润空间有待提升。

  我们以10公斤级别的六轴工业机器人为例,发那科/ABB市场价可以达到13-14万元,以中位数13.5万来测算,其给 予代理商、批发商价格为11.5万、10.5万左右,则代理商、批发商毛利空间分别为17.4%、28.6%;

  而国产机器人埃斯顿、新时达的毛利空间相对偏低,其中埃斯顿的代理、批发毛利空间分别为14.7%、21.9%,而新 时达为8.3%、14.7%。埃斯顿与海外机器人差距相对较小,但仍有提升空间。

  

  核心零部件自主化是关键。国产机器人普遍存在发展时间较短、技术基础薄弱的问题,因而大量国内厂商存在主 要核心零部件均依赖外购的现象,在本体环节仅充当“集成”的角色,这就导致:1)成本居高不下,2)机器人 产品性能差、寿命低等问题;

  四大家族中实力最强的(全球TOP1)发那科在本体环节,除了减速器是外购,其余环节均为自制,而实力最弱的 (全球TOP4)库卡除控制系统自制外均为外购;

  国内机器人厂商开始注重自制,其中埃斯顿自制步伐较为领先,在伺服驱动、伺服电机、控制系统等环节逐步实 现自主化,埃夫特、新松、新时达在伺服和控制系统环节推进进口替代,埃夫特在减速器领域通过收购开始小批 量替换。

  

  自制化对降成本意义巨大。我们拆分了汇川技术、埃斯顿、拓斯达三家自动化企业成本构成均以原材料为主,占比 高达80-95%,由此可见对于机器人厂商而言,核心零配件采购是非常重要的。

  本体厂商外采核心零配件实际上是一个让渡利润的过程,因为上游享受了较高的盈利水平。以谐波减速器龙头 Harmonic Drive为例,其毛利率一般在45%以上,2018年净利率超过15%,而国内公司绿地谐波的毛利率接近50%, 2019年净利率超过30%。因而,实现关键环节的自制对于降低成本而言意义重大。

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工业机器人减速器发那科
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