http://m.casecurityhq.com 2023-10-07 13:50 來源:未來智庫
1 人形機(jī)器人開啟新紀(jì)元
2021 年 8 月,特斯拉 CEO 馬斯克于首屆“人工智能日”公開展示特斯拉人形 機(jī)器人概念機(jī) Tesla Bot。2022 年 2 月,特斯拉在提出概念后短短 6 個月內(nèi)成功 推出人形機(jī)器人原型機(jī),并作為開發(fā)平臺進(jìn)行深度研發(fā)。2022 年 9 月 30 日,特 斯拉舉行第二屆“人工智能日”,并發(fā)布最新版本的Optimus人形機(jī)器人,其可 實(shí)現(xiàn)直立行走、搬運(yùn)、灑水等復(fù)雜動作。據(jù)馬斯克預(yù)計,Optimus 將于 3-5 年內(nèi) 實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上市,最終數(shù)量將會達(dá)到百萬級,而成本將降至 2 萬美元左右。2023 年 5 月 16 日,特斯拉在 2023 股東大會上發(fā)布了 Optimus 人形機(jī)器人最新演示視 頻。視頻中,Optimus 走路更加自然和靈活,完成了一系列復(fù)雜任務(wù)如電機(jī)扭矩 控制,更精確的力度控制、環(huán)境探測與記憶等。Optimus 也展示了其基于端到端 AI 學(xué)習(xí)人類行為的過程對物體進(jìn)行分類擺放等。特斯拉機(jī)器人取得全方位進(jìn)展, 運(yùn)動控制與 AI 能力持續(xù)提升。馬斯克稱特斯拉的長期價值將主要來自人形機(jī)器 人,并預(yù)測人形機(jī)器人需求將達(dá) 100 億臺。
1.1 Optimus 細(xì)節(jié)詳解
目前特斯拉的人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了 28 個自由度,相當(dāng)于人體功能的約 1/10。這 28 個自由度主要分布在上半身和下半身。 上半身包括肩部(6 個自由度),肘部(2 個自由度),腕部(6 個自由度)和腰 部(2 個自由度)。 下半身包括髖關(guān)節(jié)(6 個自由度),膝關(guān)節(jié)(2 入自由度),和踝關(guān)節(jié)(4 個自由 度)。 靈巧手單手 6 個執(zhí)行器,11 個自由度。靈巧手采用金屬肌腱帶動機(jī)器人精確抓 住小而薄的物體。電氣與智能系統(tǒng)方面,基于成熟的電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)電 池系統(tǒng)集成、FSD 等技術(shù)和產(chǎn)品的復(fù)用,基于經(jīng)驗(yàn)積淀,將有助于人形機(jī)器人加 速產(chǎn)業(yè)化。 特斯拉設(shè)計了人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)分布,優(yōu)化過程通過仿真模型和實(shí)際驗(yàn)證, 在低功耗,低成本和最有質(zhì)量的目標(biāo)下,最大效能的發(fā)揮各個執(zhí)行器。經(jīng)過分 析優(yōu)化將共 28 個大的執(zhí)行器(不含手指執(zhí)行器),其中包含 14 個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和 14 個線性執(zhí)行器減少到 6 種實(shí)際的執(zhí)行器,包含 3 個系列的直線/線性執(zhí)行器, 和 3 個系列旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器。
旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器主要分布于肩髖等需要大角度旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié),線性執(zhí)行器分布于膝肘 等擺動角度不大的單自由度關(guān)節(jié)和腕踝兩個雙自由度但是體積緊湊的關(guān)節(jié)。
減速器、伺服電機(jī)、線性執(zhí)行器、滾柱絲杠是人形機(jī)器人的運(yùn)動控制產(chǎn)業(yè)鏈中 價值量較大的硬件設(shè)備。 1) 電機(jī):數(shù)量更多、品類更豐富,需滿足全身各關(guān)節(jié)的驅(qū)動需求,手部需采用 微型電機(jī)。 2) 減速器、傳動裝置:數(shù)量更多,旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器延續(xù)了對 RV、諧波減速器的需 求,線性執(zhí)行器中需要用到行星滾柱絲杠作為線性傳動裝置。 3) 環(huán)境感知:區(qū)別工業(yè)機(jī)器人在固定場景外接機(jī)器視覺設(shè)備實(shí)現(xiàn)識別的方案, 人形機(jī)器人場景復(fù)雜,需采用激光雷達(dá)、攝像頭等方案實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、三維 重建并實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃,對設(shè)備品類、算法、實(shí)時算力要求更高。 4) 運(yùn)動控制:類似于工業(yè)機(jī)器人,運(yùn)控算法均是廠商自研,開發(fā)難度大,是核 心競爭力之一;特斯拉 Optimus 復(fù)用特斯拉汽車的感知和計算能力,在全 自動駕駛 FSD 芯片基礎(chǔ)上開發(fā)適合人形機(jī)器人的控制器系統(tǒng)。人形機(jī)器人傳 感器數(shù)量、品類、執(zhí)行機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度遠(yuǎn)高于工業(yè)機(jī)器人,對控制器實(shí)時算力、 集成度要求高。 考慮到當(dāng)前零部件的國產(chǎn)售價,將特斯拉 Optimus 做成本拆分,旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(電 機(jī)+諧波減速器+抱閘+雙編碼器+力矩傳感器+軸承組成)占到 40%,直線/線性關(guān) 節(jié)(電機(jī)+行星滾柱絲杠+位置編碼器+力傳感器+軸承組成)占到 30%,手部占到 14%,其他部分占比 16%。
1.1.1 旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器
旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器由電機(jī)+諧波減速器+抱閘+雙編碼器+力矩傳感器+軸承組成。
旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器整體采用電池組供電,搭配電驅(qū)伺服關(guān)節(jié)的形式,基于電機(jī)+諧波減 速器的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)整體的輸出扭矩密度和當(dāng)前各大人形機(jī)器人廠家的 關(guān)節(jié)性能類似,突出了力輸出能力。 在人形機(jī)器人中,用 RV 減速器的可能性比較低,因?yàn)?RV 減速器的精度低于諧波 減速器且體積重量大于諧波減速器。RV 減速器更適合高強(qiáng)度高扭矩大負(fù)載產(chǎn)品。 諧波減速器更適合小負(fù)載小體積小重量的場景。
1.1.2 直線/線性執(zhí)行器
直線執(zhí)行器由電機(jī)+行星滾柱絲杠+位置編碼器+力傳感器+軸承組成。
特斯拉使用了行星滾柱絲杠,它屬于絲杠類中性能最優(yōu)異、但也最昂貴的一個 子類。行星滾柱絲杠以其高承載、高剛度、長壽命的特點(diǎn)或成為人形機(jī)器人線 性執(zhí)行器的關(guān)鍵傳動裝置,通過適配人形機(jī)器人需求實(shí)現(xiàn)降本是大規(guī)模放量的 前提。根據(jù) Tesla AI Day 2022 會上展示的信息來看,Optimus 線性執(zhí)行器采 用的方案即為行星滾柱絲杠一體式伺服電動缸。我們認(rèn)為下肢髖、膝、踝關(guān)節(jié) 及上肢的肘關(guān)節(jié)的伺服電缸采用高承載、高剛度的行星滾柱絲杠作為傳動裝置 可能性比較大。行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大因而成本很高,通過調(diào)整 設(shè)計、工藝方案適配人形機(jī)器人的需要來實(shí)現(xiàn)降本是其大規(guī)模應(yīng)用的前提。
2 人形機(jī)器人核心硬件拆解
2.1 減速器
減速器是工業(yè)基礎(chǔ)元件,是一種較為精密的機(jī)械傳動裝置。減速器利用齒輪的 嚙合改變電機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩及承載能力,可以用于實(shí)現(xiàn)精密控制??蓮V泛用于機(jī) 器人、數(shù)控機(jī)床、光伏設(shè)備、醫(yī)療器械等多個行業(yè)領(lǐng)域。
2.1.1 減速器是機(jī)器人核心零部件
機(jī)器人核心零部件研發(fā)制造主要包括伺服系統(tǒng)、減速器和控制器占工業(yè)機(jī)器人 成本的 70%左右。減速器、伺服系統(tǒng)(包括伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動)及控制器直接 決定工業(yè)機(jī)器人的性能、可靠性和負(fù)荷能力,對機(jī)器人整機(jī)起著至關(guān)重要的作 用。其中成本占比最高的是減速器,占到 35%。
人體之所以能夠活動自如,是因?yàn)橛?ldquo;骨關(guān)節(jié)”結(jié)構(gòu),大部分骨關(guān)節(jié)經(jīng)由軟骨 保護(hù)骨頭避免磨損。關(guān)節(jié)位于人體各個部位,可以使動作能夠更加協(xié)調(diào),同時 通過關(guān)節(jié)活動,可以使人體完成復(fù)雜動作時更為靈巧,更為“精準(zhǔn)”。 工業(yè)機(jī)器人“運(yùn)動”主要靠伺服電機(jī)、減速器和控制器三個主要部件完成。伺 服電機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動,伺服電機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速快、扭矩小,而關(guān)節(jié)處則需要慢 轉(zhuǎn)速和大扭矩。 減速器是由多個齒輪組成的傳動零部件,利用齒輪的嚙合改變系統(tǒng)輸出的轉(zhuǎn)速、 扭矩及承載能力。它可以精確地將伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速降低到工業(yè)機(jī)器人各個部位需 要的速度,提高定位精度、輸出更大的扭矩,使機(jī)器人運(yùn)動更加精準(zhǔn)。通俗的 說,減速器可以提高機(jī)器的定位精度和重復(fù)定位精度。
減速器在工業(yè)機(jī)器人中的另一作用是傳遞更大的扭矩。當(dāng)負(fù)載較大時,一味提 高伺服電機(jī)的功率是很不劃算的,可以在適宜的速度范圍內(nèi)通過減速器來提高 輸出扭矩。 減速器可分為通用、專用、精密減速器,其中應(yīng)用于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的主要為精密 減速器。通用減速器一般指齒輪減速器、蝸桿渦輪減速器和行星減速器,以中 小型為主,廣泛應(yīng)用于各個行業(yè);專用減速器一般以大型、特大型為主,多為 行業(yè)專用減速器,比如汽車減速器、光伏減速器、風(fēng)電減速器。
行星減速器過去主要用于工業(yè)領(lǐng)域,目前精密行星減速器用在直角坐標(biāo)工業(yè)機(jī) 器人,也可以用在人形機(jī)器人小型關(guān)節(jié)(如手指)或者運(yùn)動關(guān)節(jié)(如腿部)領(lǐng) 域。精密行星減速器在運(yùn)行過程中類似于一個太陽輪有多個行星輪繞轉(zhuǎn),所以 其體積小、質(zhì)量較輕,相較于其他減速器啟動更加平穩(wěn),且剛性、精度和扭矩 高。其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)緊湊、低轉(zhuǎn)速大扭矩、價格便宜但減速比低。總體來說,行 星減速器運(yùn)用到高新能機(jī)器人上目前仍有一定難度。 而精密減速器以微型、小型為主,廣泛用于工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床、半導(dǎo)體、航空 航天等高精度場景,尤其大量運(yùn)用在機(jī)器人上,主要有兩類:諧波減速器和 RV 減速器。
諧波減速器具有單級傳動比大、體積小、質(zhì)量小、運(yùn)動精度高并能在密閉空間 和介質(zhì)輻射的工況下正常工作的優(yōu)點(diǎn)。且與一般減速器比較,在輸出力矩相同 時,諧波減速器的體積可減少 2/3,重量可減輕 1/2,這使其在機(jī)器人小臂、腕 部、手部等部件具有較強(qiáng)優(yōu)勢。RV 減速器傳動比范圍大、精度較為穩(wěn)定、疲勞 強(qiáng)度較高,并具有更高的剛性和扭矩承載能力,在機(jī)器人大臂、機(jī)座等重負(fù)載 部位擁有優(yōu)勢。不過,諧波減速器的負(fù)載輕,容許力矩負(fù)載在 1,500N·m 以內(nèi), 因此限制了其向重負(fù)載部位拓展的可能。而 RV 減速器容許力矩負(fù)載可達(dá) 8,000N·m,其重量重、外形尺寸較大的特性,也使其無法向輕便、靈活的輕負(fù) 載領(lǐng)域發(fā)展。 兩者適用領(lǐng)域不同,還不能互相取代。諧波減速器體積小、重量輕、傳動比大 的特點(diǎn)使其能夠廣泛應(yīng)用于人形機(jī)器人等輕負(fù)載領(lǐng)域。 國內(nèi)諧波減速器價格逐年下降,目前在 1000-3000 元/個,未來在人形機(jī)器人大 規(guī)模量產(chǎn)下有望降價至 500-1000 元/個。根據(jù)綠的諧波招股書,2018、2019 年 公司諧波減速器單價分別為 1885 元/個、1632 元/個,后續(xù)公司未單獨(dú)披露諧波 減速器收入,以近年來技術(shù)成熟從而降低成本為前提,我們預(yù)計目前國內(nèi)諧波 減速器單價在 1500 元/個,后續(xù)若人形機(jī)器人大規(guī)模量產(chǎn),價格有望下探到 500-1000 元/個。
2.1.2 減速器市場迎來“黃金時代”
從需求的角度看,新增的機(jī)器人需求是減速器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動力。此外, 減速器本身有額定的使用壽命,需要定期更換,即存量市場的更換亦是需求方 向之一。工業(yè)機(jī)器人的工作壽命一般為 8-10 年,期間減速器作為傳動、承重部件,磨損不可避免,其使用壽命通常在兩年左右。因而,當(dāng)前保有的工業(yè)機(jī)器 人維修保養(yǎng)亦需要大量的減速器替換。 GGII 數(shù)據(jù)顯示,2021 年中國工業(yè)機(jī)器人減速器總需求量為 93.11 萬臺,同比增 長 78.06%。其中增量需求 82.41 萬臺,同比增長 95.05%;存量替換量為 10.7 萬 臺,同比增長 6.57%。隨著 AI 進(jìn)程的加快推進(jìn),機(jī)器換人將受益其中,預(yù)計未 來幾年減速器市場增長的確定性進(jìn)一步增強(qiáng),到 2026 年市場總需求量有望超過 270 萬臺。
2022 年,我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為 44.3 萬套,對減速器的總需求量約為 110 萬 臺。其中,諧波減速器與 RV 減速器的需求量分別為 64 萬臺與 46 萬臺,比例約 為 58% :42%。
2.1.3 國內(nèi)諧波減速器市場國產(chǎn)替代持續(xù)進(jìn)行
全球范圍內(nèi),哈默納科(Harmonic Drive System)與納博特斯克(Nabtesco) 分別在諧波減速器和 RV 減速器領(lǐng)域取得了市場主導(dǎo)地位。其依靠長期的研發(fā) 技術(shù)積累、規(guī)?;纳a(chǎn)能力、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和性能,二者與 ABB、發(fā)那科、 庫卡、安川等國際工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)商合作歷史悠久,在行業(yè)內(nèi)的市場地位較為 突出。 2020-2021 年,我國諧波減速器市場最大的兩個外資品牌——哈默納科和日本新 寶在中國市場的占有率之和由 46%降低至 42.9%。國內(nèi)做諧波減速器的企業(yè)總共 有 30 多家,實(shí)力較強(qiáng)的有綠的諧波、來福諧波、福德機(jī)器人、大族傳動等企業(yè), 2020-2021 年,這四家企業(yè)在中國市場上的占有率之和由 35.9%提升至 41.1%。 整體看來,中國機(jī)器人減速器國產(chǎn)化趨勢正在形成。根據(jù) GGII 的數(shù)據(jù),2014- 2021 年工業(yè)機(jī)器人精密減速器國產(chǎn)品牌市場份額由 11%提升至 41%。隨著下游需 求持續(xù)拓寬,預(yù)計未來減速器國產(chǎn)化率還將得到大幅提升。諧波減速器技術(shù)較 RV 偏低,因此從技術(shù)上看,對國產(chǎn)廠商而言更加易于突破。
2.1.4 人形機(jī)器人催化減速器放量
相較于傳統(tǒng)機(jī)器人,諧波減速器在單臺 Tesla Bot 上的需求量更多、價值量更 大。與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人不同,人形機(jī)器人的形態(tài)和動作更接近 人類,自由度更多,因而單臺 Tesla Bot 需要用到更多的減速器。 例如特斯拉人形機(jī)器人共有 28 個自由度,對比六軸工業(yè)機(jī)器人僅用 6 個減速器, 相較于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人或服務(wù)機(jī)器人,諧波減速器的使用量更多。人形機(jī)器人 若能達(dá)到消費(fèi)級體量將驅(qū)動減速器市場持續(xù)擴(kuò)容。
過去我國工業(yè)機(jī)器人減速器依賴進(jìn)口,國產(chǎn)品牌難以突破。為了擺脫海外的技 術(shù)限制,中央及地方密集出臺政策,扶持全產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)足短板,行業(yè)發(fā)展明顯提 速。國內(nèi)減速器廠商迎來發(fā)展機(jī)遇,充分受益減速器國產(chǎn)替代進(jìn)程。
2.2 滾柱絲杠:人形機(jī)器人中的重要零部件
絲杠是工程機(jī)械和精密機(jī)械上最常使用的傳動部件。絲杠的主要結(jié)構(gòu)由絲桿與 螺母構(gòu)成,其主要功能為將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成線性運(yùn)動,或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反 復(fù)作用力。其原理為當(dāng)絲杠作為主動體時,螺母隨絲桿的轉(zhuǎn)動角度按照對應(yīng)規(guī) 格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動。被動工件可通過螺母座和螺母連接,從而實(shí)現(xiàn)對應(yīng) 的直線運(yùn)動。
2.2.1 行星滾柱絲杠有望憑借性能優(yōu)勢在人形機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域大展拳腳
機(jī)床絲杠按其摩擦特性可分為三類:滑動絲杠、滾動絲杠及靜壓絲杠?;瑒咏z桿 是滑動摩擦,結(jié)構(gòu)簡單但精度差,主要用于電梯、汽車等各領(lǐng)域。靜壓絲杠裝 置較大,必須有油泵、蓄壓器、液體循環(huán)裝置、冷卻裝置和過濾裝置等眾多的 輔助裝置,且其靜壓油腔加工困難,且存在環(huán)境污染問題。位于德國格平根 (Göppingen)的 Hydrostatik Schönfeld 這家小公司是目前唯一一家供應(yīng)商, 且價格不菲。
滾珠絲杠利用滾珠鏈在絲杠軸與螺母之間做滾動運(yùn)動,將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線 運(yùn)動。由于滾珠不斷在兩個負(fù)載承載面之間循環(huán),存在相互碰撞及末端急劇轉(zhuǎn)向,導(dǎo)致高轉(zhuǎn)速條件下絲杠傳動效率降低、噪聲大,一般只適用于中等性能要 求的應(yīng)用場合。 行星滾柱絲杠主要是由滾柱絲杠、滾柱螺母、滾柱、內(nèi)齒圈、壓蓋及擋圈組成。 行星滾柱絲杠綜合了行星輪系、滾珠絲杠、滾針軸承的運(yùn)動特點(diǎn),通過在絲杠 周圍設(shè)置若干行星螺紋滾柱,可大幅增加傳動過程中絲杠副的受力接觸面積, 使機(jī)構(gòu)可以承受更大的載荷和沖擊,可靠性高,行星滾柱絲杠傳動非常適合用 于高速重載工作的應(yīng)用場合。行星滾柱絲杠因其較小的體積空間使用,高效精 準(zhǔn)的大推力輸出,以及耐用穩(wěn)定的性能等特點(diǎn)正被越來越廣泛的應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng) 域,對滾珠絲杠、液壓驅(qū)動等技術(shù)路線形成有效替代,在機(jī)器人、自動化、數(shù) 控機(jī)床、醫(yī)療器械、汽車、石油天然氣等領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸普及。 總體來說行星滾柱絲杠較滾珠絲杠具備高承載能力、高剛度、高傳動速度、更 大的導(dǎo)程范圍等優(yōu)勢。行星滾柱絲杠與滾珠絲杠的最大區(qū)別在于載荷傳遞元件 為螺紋滾柱,因此大幅度增加了絲杠的受力接觸面,從而使得承載能力和剛性 比普通滾柱絲杠更高,同時用滾柱替代滾珠,解決了滾珠直徑取值范圍小,空 間和承載能力有限的問題。
當(dāng)比較不同直徑相似的螺桿技術(shù)的負(fù)載能力和效率值時,均為 1mm 導(dǎo)程,行星滾 柱絲杠的載荷是滾珠絲杠的四倍。這種性能和設(shè)計特點(diǎn)的結(jié)合使?jié)L柱絲杠成為 許多機(jī)器人以及機(jī)器人相關(guān)應(yīng)用的理想解決方案。例如,使用線性激活連接的機(jī) 器人(類似于人身體二頭肌控制前臂運(yùn)動的方式)從較高的負(fù)載等級和較低的重 量滾子螺絲執(zhí)行器中獲益。 特斯拉人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)分為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與線性關(guān)節(jié),其中“電機(jī)+行星滾柱絲+ 傳感器”為線性關(guān)節(jié)提供了良好的解決方案,有助于提升人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)性 能。
2.2.2 市場規(guī)模:人形機(jī)器人打開長期成長空間
據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2021 年全球滾珠絲杠市場規(guī)模達(dá)到 17.5 億美元,同比 增長 6.0%,年均復(fù)合增速達(dá)到 6.2%。預(yù)計 2022 年全球市場規(guī)模達(dá)到 18.59 億美 元。 從國內(nèi)市場規(guī)模來看,中國作為滾珠絲桿產(chǎn)品重要的消費(fèi)市場之一,國內(nèi)市場 規(guī)模占全球規(guī)??偭康?20%左右。據(jù)統(tǒng)計,2021 年我國滾珠絲桿市場規(guī)模為 25 億元,預(yù)計 2022 年市場規(guī)模達(dá) 28 億元。未來伴隨機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,以人形機(jī)器 人為代表的產(chǎn)品有望成為滾珠絲杠的新需求爆發(fā)點(diǎn)。
從國內(nèi)行業(yè)供需情況來看,滾珠絲桿需求量大于產(chǎn)量,行業(yè)供需缺口明顯。據(jù) 統(tǒng)計,2021 年中國滾珠絲桿(滾珠絲桿副)產(chǎn)量達(dá)到 983 萬套,需求量為 1406 萬套。
人形機(jī)器人給絲杠帶來新的增量。根據(jù)特斯拉的公布信息,特斯拉 Optimus 機(jī) 器人上會采用行星滾柱絲杠,海外舍弗勒售價0.3萬美元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過特斯拉人形 機(jī)器人總的預(yù)期成本2萬美元,這顯然是特斯拉不能接受的,所以國產(chǎn)化是必然路徑。單個機(jī)器人的價值量中直線/線性關(guān)節(jié)(電機(jī)+行星滾柱絲杠+位置編碼器 +力傳感器+軸承組成)占到 30%,其中電機(jī)驅(qū)動器占到約 70%,那么行星滾柱絲 杠的價值量為占到剩余的 30%,即為總價值量的 9%,為 0.18 萬美元,約 1.3 萬 元人民幣。隨著我國滾柱絲杠廠商技術(shù)的持續(xù)完善,以及降本增效訴求驅(qū)動下, 滾柱絲杠國產(chǎn)步伐有望迎來提速。
2.2.3 市場格局:國內(nèi)行星滾柱絲杠目前處于早期階段
行星滾柱絲杠制造壁壘極高。海外企業(yè)大多于 1950 年左右在國防軍工等領(lǐng)域開 啟產(chǎn)品研發(fā),主要企業(yè)包括瑞典 ewellix、瑞士舍弗勒等。舍弗勒集團(tuán)于 2022 年收購 ewellix 公司,其前身為 SKF 行星滾柱絲杠部門,結(jié)合旗下傳統(tǒng)高端行星 滾柱絲杠品牌 GSA,舍弗勒基本壟斷國際高端行星滾柱絲杠市場。
國內(nèi)行星滾柱絲杠目前還處于早期階段,生產(chǎn)難度較大,國內(nèi)企業(yè)較少布局。 國內(nèi)外在行星滾柱絲杠的產(chǎn)品差距主要為制造材料(硬度、耐腐蝕、可加工性 等)和制造能力(含機(jī)床、工藝等)。近年來以華中科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、 南京理工大學(xué)為代表的高校力量逐步推動底層研究。近期人形機(jī)器人、精密機(jī) 床等行業(yè)的發(fā)展帶動了國內(nèi)企業(yè)在行星滾柱絲杠方面的投入。中國目前的主要 參與企業(yè)包括秦川機(jī)床和鼎智科技。
3 重點(diǎn)公司
3.1 拓普集團(tuán):特斯拉電動車核心供應(yīng)商
拓普集團(tuán) 1983 年成立,成立早期主要從事汽車 NVH(汽車噪聲、振動和聲振粗 糙度)等業(yè)務(wù),具體是減震和隔音(內(nèi)飾)產(chǎn)品。目前拓普主要有八大業(yè)務(wù)板 塊,分別是:汽車 NVH 減震系統(tǒng)、內(nèi)外飾系統(tǒng)、輕量化車身、智能座艙部件、 熱管理系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、空氣懸架系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)。主要客戶包括國際國 內(nèi)智能電動車企和傳統(tǒng) OEM 車企等。
3.1.1 業(yè)績保持高速增長,平臺化戰(zhàn)略有望助力公司成長
公司 2022 年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 159.93 億元,較上年同期增長 39.52%;實(shí)現(xiàn)利潤總 額 19.60 億元,較上年同期上升 70.98%;實(shí)現(xiàn)歸屬于上市公司股東的凈利潤 17.00 億元,較上年同期上升 67.13%。內(nèi)飾功能件占比 36%,減震器產(chǎn)品占比 25%,平臺化優(yōu)勢穩(wěn)步增長是公司業(yè)績的穩(wěn)定支持。底盤系統(tǒng)占比 29%,為當(dāng)下營收最核心的增長點(diǎn)。公司具有全球領(lǐng)先的輕量化底盤布局,同時持續(xù)募資擴(kuò) 產(chǎn)夯實(shí)優(yōu)勢,布局建成后將形成年產(chǎn) 600 萬輛供貨能力。公司熱管理業(yè)務(wù)在 2021 年放量,2022 年已占比 9%,有望成長為與輕量化底盤同樣的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)。 汽車電子占比 1%,目前處于處成長期,后續(xù)隨定點(diǎn)的釋放有望成為中長期增量 來源。
3.1.2 受益于特斯拉產(chǎn)業(yè)鏈,公司積極布局機(jī)器人產(chǎn)業(yè)
2016 年,拓普集團(tuán)進(jìn)入特斯拉產(chǎn)業(yè)鏈,定點(diǎn) Model 3 鍛鋁控制臂。2017 年北美 Model 3 量產(chǎn),拓普集團(tuán)正式供貨。在此期間,拓普集團(tuán)在特斯拉的配套產(chǎn)品也 更加豐富,從最初的鍛鋁控制臂增加到減震器、輕量化底盤結(jié)構(gòu)件、內(nèi)飾功能 件等。2021 年,公司從汽車電子業(yè)務(wù)延伸出的熱管理系統(tǒng)也進(jìn)入特斯拉產(chǎn)業(yè)鏈, 單車價值提升到 6000 元以上。2021 年前三季度來自特斯拉收入為 32.4 億元, 占比 41.5%,為公司第一大客戶。特斯拉在 2023 年 3 月確定于墨西哥建立第三 座海外工廠,并極力動員中國供應(yīng)商赴墨西哥建廠達(dá)成再度合作。拓普集團(tuán)方 面則于去年9月開始宣布在墨西哥投資建廠,未來有望在配套特斯拉方面形成一 部分新的海外收入。 公司積極布局機(jī)器人產(chǎn)業(yè),樣品已經(jīng)獲得客戶認(rèn)可。以特斯拉 Optimus 為例, 搭載配置如下:身體執(zhí)行器 28 個+手部自由度 11 個+電池組 2.3Kwh+完全自動駕 駛(FSD 電腦)+Autopilot 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),售價不到 2 萬美元。運(yùn)動執(zhí)行器包括 電機(jī)、電控及減速機(jī)構(gòu)等部件組成,是機(jī)器人的核心部件之一。2023 年 7 月 12 日拓普集團(tuán)官方發(fā)文稱,因業(yè)務(wù)發(fā)展需要將拆分設(shè)立機(jī)器人事業(yè)部。此外官方 還表示研發(fā)的人形機(jī)器人執(zhí)行器也已多次向客戶送樣,獲得客戶認(rèn)可及好評, 目前項(xiàng)目進(jìn)展順利。同時人形機(jī)器人電池模塊需搭配電池組和熱管理系統(tǒng)。而 拓普集團(tuán)的熱管理系統(tǒng)被列在人形機(jī)器人供應(yīng)鏈全景圖中,后續(xù)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
3.2 三花智控:與特斯拉合作共贏,新賽道助力實(shí)現(xiàn)更快發(fā)展
三花智控以家用制冷的閥件產(chǎn)品起家,經(jīng)過三十余年的深耕細(xì)作,先后逐步發(fā) 展商用空調(diào)零部件、洗碗機(jī)零部件、微通道等新業(yè)務(wù)。公司立足于閥類產(chǎn)品, 新能源熱管理零部件品類拓展,并積極開發(fā)組件集成與子系統(tǒng)解決方案,從 “機(jī)械部件開發(fā)”向“電子控制集成的系統(tǒng)控制技術(shù)解決方案”升級。2017 年 三花智控收購三花汽零 100%股權(quán),同時募集 13 億配套資金,加碼新能源汽車熱 管理業(yè)務(wù),現(xiàn)已成功開拓特斯拉、寶馬、戴姆勒、大眾、沃爾沃、通用等大量 優(yōu)質(zhì)汽車客戶。
3.2.1 業(yè)績穩(wěn)步向好,新業(yè)務(wù)加速拓展
三花智控 2022 年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 213.48 億元,同比增長 33.3%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 25.73 億元,同比增長 53%,同時實(shí)現(xiàn)扣非歸母凈利潤 22.91 億元,同比增長 54.1%。按照產(chǎn)品劃分,制冷空調(diào)電器零部件業(yè)務(wù)營收 138.34 億元,同比增長 23.3%,汽車零部件營收 75.14 億元,同比增長 56.5%。公司業(yè)績增長得益于制 冷業(yè)務(wù)公司積極抓住能效升級、冷媒切換、多聯(lián)機(jī)、廚電、熱泵的發(fā)展。同時 公司進(jìn)行橫向新能源品類擴(kuò)張,新能源汽車業(yè)務(wù)訂單持續(xù)放量,保持高增長。 2022 年公司汽零業(yè)務(wù)新增三個生產(chǎn)基地,進(jìn)一步完善全球化布局,公司 2022 年 新能源汽車熱管理產(chǎn)品營收 66.7 億元,占汽車零部件業(yè)務(wù)收入比重 88%,充分 受益于新能源汽車行業(yè)的高速增長。
3.2.2 開展機(jī)器人等業(yè)務(wù),布局新成長點(diǎn)
三花智控作為特斯拉汽車熱管理系統(tǒng)核心供應(yīng)商,也在積極布局機(jī)器人業(yè)務(wù)。 一方面,公司熱管理產(chǎn)品亦可應(yīng)用在人形機(jī)器人領(lǐng)域。另一方面,運(yùn)動執(zhí)行器 是機(jī)器人的核心部件之一,三花智控深度布局電機(jī)執(zhí)行器,技術(shù)與客戶積累深 厚,并積極整合上下游伺服電機(jī)、傳動組件、編碼器、控制器等零部件資源, 已與多個客戶建立合作,具備先發(fā)優(yōu)勢。公司將同步配合客戶量產(chǎn)目標(biāo),并積極籌劃機(jī)電執(zhí)行器海外生產(chǎn)布局。2023 年 4 月公司發(fā)布公告,與蘇州綠的諧波 傳動科技股份有限公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,雙方將在三花墨西哥工業(yè)園共 同出資設(shè)立一家合資企業(yè),合資公司主營業(yè)務(wù)為諧波減速器,未來深度配套可 期。
3.3 綠的諧波:國產(chǎn)諧波減速器龍頭
公司經(jīng)過多年持續(xù)研發(fā)投入,在諧波減速器理論創(chuàng)新和技術(shù)研發(fā)實(shí)力已經(jīng)處于 行業(yè)前列。實(shí)現(xiàn)了精密諧波減速器的規(guī)模化生產(chǎn)及銷售,打破了國際品牌在機(jī) 器人用諧波減速器領(lǐng)域的壟斷,并實(shí)現(xiàn)批量出口。于 2020 年,在上海證券交易 所科創(chuàng)板上市。
3.3.1 公司技術(shù)底蘊(yùn)深厚
公司前身為恒加金屬,最初從事金屬來料材料加工業(yè)務(wù)?,F(xiàn)任董事長左昱昱 1999 年加入后,全面負(fù)責(zé)精密機(jī)械加工業(yè)務(wù),在其帶領(lǐng)下恒加金屬生產(chǎn)加工能 力逐步提升,逐漸向電氣、自動化、閥體等精密零部件領(lǐng)域拓展,并成為了 ABB、 通用電氣、那智不二越、阿法拉伐等國際知名企業(yè)的精密零部件產(chǎn)品的合格供 應(yīng)商。恒加金屬較強(qiáng)的精密零部件機(jī)加工能力以及穩(wěn)定的質(zhì)量控制水平,為諧 波減速器的大規(guī)模生產(chǎn)奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。同時恒加金屬快速的加工響應(yīng)能力, 也進(jìn)一步加速了綠的諧波產(chǎn)品的設(shè)計迭代速度,諧波減速器新產(chǎn)品從設(shè)計、仿 真模擬到樣品生產(chǎn)能夠在較短時間內(nèi)完成。
2003 年起,公司決定在恒加金屬原有業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上建立團(tuán)隊向自主研發(fā)設(shè)計產(chǎn)品 的路徑發(fā)展,提高公司長期競爭力。經(jīng)過市場調(diào)研,左昱昱認(rèn)識到諧波傳動具 備廣闊的發(fā)展空間,但是當(dāng)時諧波減速器市場主要被外資品牌占據(jù),中高端市 場更是一直被日本哈默納科壟斷,因此 2003 年至 2011 年間左昱昱與李謙帶領(lǐng)公 司研發(fā)團(tuán)隊進(jìn)行諧波傳動的理論與技術(shù)研究。恒加金屬經(jīng)過多年發(fā)展,建立了 一支包括材料、機(jī)械設(shè)計、加工工藝等多方面人才的研發(fā)隊伍。 2013 年,公司打破外資壟斷,成為國內(nèi)第一家量產(chǎn)諧波減速器的廠商,當(dāng)年產(chǎn) 銷超過 3000 臺。2016 年底,成功向國際主流機(jī)器人廠商優(yōu)傲機(jī)器人批量供貨。 2018 年,為適應(yīng)諧波減速器未來市場需求,公司推出融合諧波減速器、電機(jī)、 傳感器的機(jī)電一體化模組產(chǎn)品,簡化用戶安裝使用時間和成本。2020 年公司成 功在科創(chuàng)板上市。
3.3.2 產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)均已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平
公司突破了以傳統(tǒng) Willis 定理為基礎(chǔ)的漸開線齒輪設(shè)計理論。以自主開發(fā)的 新一代諧波嚙合“P 型齒”數(shù)學(xué)模型、3D 仿真軟件、誤差修正方法、動態(tài)補(bǔ)償 方法、壽命預(yù)測模型為基礎(chǔ),建立全新齒形設(shè)計理論體系,新一代三次諧波技 術(shù)、機(jī)電耦合技術(shù)、軸承優(yōu)化、獨(dú)特材料改性技術(shù)、齒廓修形優(yōu)化技術(shù)、協(xié)同 高效潤滑技術(shù)及超精密制造加工工藝等核心技術(shù)。以此為基礎(chǔ)開發(fā)的產(chǎn)品性能 達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。相較于哈默納科,綠的諧波產(chǎn)品的性能、壽命已經(jīng)基本達(dá) 到的相同水平,并且公司擁有更加完善的生產(chǎn)流程和更低的產(chǎn)品成本,在市場 競爭中具備一定的優(yōu)勢。其減速器產(chǎn)品從模型設(shè)計、產(chǎn)品試制、小批量供貨到 規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化制造歷經(jīng)不斷迭代優(yōu)化和完善,在傳動誤差、背向間隙、空程 誤差、傳動效率、噪聲、運(yùn)行溫升等各項(xiàng)性能指標(biāo)均已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
3.3.3 公司有豐富配套機(jī)器人經(jīng)驗(yàn)
在國內(nèi)企業(yè)中,綠的諧波較早地完成了工業(yè)機(jī)器人諧波減速器技術(shù)研發(fā)并實(shí)現(xiàn) 規(guī)模化生產(chǎn)。在工業(yè)機(jī)器人諧波減速器領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)了對進(jìn)口產(chǎn)品的替代,在 行業(yè)內(nèi)確立了一定的競爭優(yōu)勢,并較大地降低了國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)的采購成本及采購周期。經(jīng)過多年發(fā)展,公司已積累了一大批機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等高端裝備 行業(yè)的優(yōu)質(zhì)客戶,并成功躋身國際主流市場。
2023 年 4 月綠的諧波與三花智控簽署了框架協(xié)議,雙方同意在三花墨西哥工業(yè) 園共同設(shè)立合資企業(yè),綠的諧波有望借助三花的渠道和客戶優(yōu)勢加速出海,具 備打入人形機(jī)器人供應(yīng)鏈的潛力。
3.3.4 業(yè)績持續(xù)快速增長,國產(chǎn)諧波龍頭產(chǎn)能加速釋放
2021 年公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 4.43 萬元,較上年增長 104.15%;歸屬于母公司所有 者的凈利潤 1.89 億元,較上年增長 130.49%。產(chǎn)能擴(kuò)張下公司市場份額有望快 速提升,業(yè)績有望持續(xù)穩(wěn)定增長。2022 年公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 4.46 億元,同比增 長 0.54%,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 1.55 億元,同比下降 17.91%;我們發(fā)現(xiàn)綠的諧波 2020 年諧波減速器銷售單價出現(xiàn)回升拐點(diǎn),行業(yè)競爭程度好于預(yù)期。2017 年到 2019 年公司主要產(chǎn)品諧波減速器的平均銷售單價分別為 1,922.79 元/臺、 1,885.13 元/臺、1,631.95 元/臺,但根據(jù)綠的披露數(shù)據(jù)測算,2020 年綠的諧波 減速器銷售單價為 1,837.28 元/臺。從 2017 年以來綠的諧波銷售諧波減速器單 價首次出現(xiàn)反彈,說明行業(yè)并未陷入惡性價格戰(zhàn),國內(nèi)二線諧波減速器品牌在 產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)工藝上距離綠的仍有一定差距,同時在綠的諧波主導(dǎo)控制下 的小幅度降價有利于綠的諧波新增減速器產(chǎn)能得到消化。
在 IPO 募投項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)之前,公司每年諧波減速器產(chǎn)能約 9 萬臺,只有哈默納科 諧波減速器產(chǎn)能(178 萬臺)的 5%。截至 2023 年 5 月 31 日,募投“年產(chǎn) 50 萬 臺精密諧波減速器項(xiàng)目”的實(shí)際項(xiàng)目投資進(jìn)度已達(dá) 81.79 %,項(xiàng)目預(yù)定可使用狀 態(tài)日期為2023年12月。募投產(chǎn)能達(dá)產(chǎn)以后,公司精密諧波減速器產(chǎn)能59萬臺。 2020 年到 2022 年,綠的諧波實(shí)際產(chǎn)能利用率分別為 93.51%、106.98%、83.95%, 產(chǎn)能消化情況良好。 我國人形機(jī)器人處于新的發(fā)展階段,未來發(fā)展前景廣闊,如果未來人形機(jī)器人 訂單激增,綠的諧波有可能承接更多訂單,產(chǎn)能建設(shè)對于零部件廠商來說至關(guān) 重要。
3.3.5 毛利率表現(xiàn)突出,護(hù)城河效應(yīng)凸顯
綠的諧波的毛利率在 2021 年達(dá)到 52.52%,遠(yuǎn)大于國內(nèi)諧波減速器和 RV 減速器 上市公司平均毛利率 30%。由于技術(shù)路線不同及國內(nèi)外人工費(fèi)用差異,受益于成 本上的巨大優(yōu)勢,使綠的諧波即使是在產(chǎn)品均價遠(yuǎn)低于哈默納科、規(guī)模遠(yuǎn)小于 哈默納科的情況下,其毛利率在近三年仍高于哈默納科約 10%,較高毛利率是公 司的核心競爭力體現(xiàn)。
極高的毛利率水平使綠的諧波擁有了護(hù)城河,在行業(yè)中獲得了較大的競爭優(yōu)勢。 這也有力支持了公司研發(fā)方面的持續(xù)投入,公司研發(fā)投入持續(xù)保持較高水平, 進(jìn)而有力的支持公司產(chǎn)品競爭力的不斷提升。
3.3.6 高估值證明其稀缺性
公司自 2020 年上市以來估值波動較大,主要受兩個因素影響。首先,機(jī)器人行 業(yè)的整體變化影響著投資者的預(yù)期;其次,2022 年年初受到內(nèi)外部宏觀因素沖 擊,A 股走勢整體下滑,高估值企業(yè)受影響更為嚴(yán)重,公司估值快速回落。綠的 諧波 2021 年 PE 最大值為 241.79x,2022 年全年平均值為 102.93x。遠(yuǎn)高于同行 業(yè)其他公司。我們認(rèn)為支撐綠的諧波高估值的原因有兩個,首先是其在A股的稀 缺性,公司通過自主研發(fā)突破技術(shù)壁壘,率先打破日系企業(yè)在諧波減速器行業(yè) 的壟斷,其高毛利率、高營收增速也證明了公司的稀缺性;其次,AI 賦能機(jī)器 人行業(yè)屬于當(dāng)下熱門賽道,未來增長空間巨大。
3.4 雙環(huán)傳動:國內(nèi) RV 減速器頭部玩家
3.4.1 公司深耕機(jī)器人關(guān)節(jié)高壁壘賽道,已成功布局 RV 和諧波兩大產(chǎn)品類
除工業(yè)機(jī)器人外,近期人形機(jī)器人成為市場關(guān)注焦點(diǎn),或成減速器新的增長點(diǎn)。 相比工業(yè)機(jī)器人,人形機(jī)器人需要更多的自由度,相應(yīng)的也需要更多減速器, 更具有想象空間,一旦應(yīng)用成熟,減速器的市場空間將有望從百億增長到千億 級別。 諧波減速器具有體積小、傳動比大的優(yōu)點(diǎn),但是抗沖擊能力方面稍差。RV 減速 器傳動比范圍大、精度較為穩(wěn)定、疲勞強(qiáng)度較高,并具有更高的剛性和扭矩承 載能力,一般放置在機(jī)器人機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置。從技術(shù)角度出 發(fā),我們認(rèn)為兩者都可以實(shí)現(xiàn)在人形機(jī)器人上的應(yīng)用,但都會做出特殊的設(shè)計 調(diào)整,不是單個零件,而是以模組化形態(tài)融入,精度更高、體積更小。
雙環(huán)傳動創(chuàng)立 40 余年以來專注于機(jī)械傳動核心部件的研發(fā)、設(shè)計與制造。主要 產(chǎn)品涵蓋傳統(tǒng)汽車、新能源汽車、軌道交通、非道路機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人等多個 領(lǐng)域。公司在精密齒輪制造積累了多年工藝經(jīng)驗(yàn),發(fā)展歷程中堅持投入高端設(shè) 備,并通過和設(shè)備磨合參透齒輪生產(chǎn)技術(shù),是國內(nèi)少數(shù)可以大批量供應(yīng)四級精 度齒輪的廠商。 雙環(huán)傳動深耕機(jī)器人關(guān)節(jié)高壁壘賽道,目前成功布局 RV 和諧波兩大產(chǎn)品類。公 司從 2013 年開始研發(fā) RV 減速器,歷時 3-4 年成功打破外資壟斷,掌握擺線輪磨 齒及總成裝配等多項(xiàng)核心減速機(jī)技術(shù),產(chǎn)品批量供貨國產(chǎn)頭部機(jī)器人企業(yè),已 經(jīng)成為市場份額最高的國產(chǎn) RV 減速器供應(yīng)商。2022 上半年公司中小負(fù)載機(jī)器人 用新一代高功重比 RV 減速機(jī)規(guī)模量產(chǎn),中大負(fù)載機(jī)器人(50Kg-210Kg 負(fù)載)用 RV 減速機(jī)產(chǎn)品取得關(guān)鍵性突破。公司將進(jìn)一步向高端項(xiàng)目邁進(jìn),促進(jìn) RV 減速器 項(xiàng)目產(chǎn)能釋放,有望繼續(xù)拓寬“護(hù)城河”,穩(wěn)固行業(yè)龍頭地位。 雙環(huán)傳動新研制的大負(fù)載及高功重比的系列化減速機(jī)產(chǎn)品已成功批量應(yīng)用于國 內(nèi)主流機(jī)器人產(chǎn)品中,已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)器人減速器產(chǎn)品全覆蓋,并且形成工業(yè)機(jī) 器人用全系列 RV 減速器產(chǎn)品。根據(jù)高工機(jī)器人數(shù)據(jù),2021 年雙環(huán)傳動的國內(nèi)市 場份額僅次于納博特斯克,是國內(nèi)廠商第一。
3.4.2 公司盈利能力創(chuàng)新高
公司 2022 年營收 68.38 億元,同比增長 27%;歸母凈利 5.82 億元,同比增長 80%。2021 年公司 RV 減速器業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入 1.84 億元,毛利率達(dá)到 26.95%。收入 較 2018 年首次實(shí)現(xiàn)減速器營收的 0.63 億,增長 190%,年化增速高達(dá) 43%。公司 2022 年實(shí)現(xiàn) RV 減速器、諧波減速器等收入 4.57 億元。目前公司現(xiàn)有的 RV 減速 器年化產(chǎn)能大約為 10 萬,公司借力于 RV 的技術(shù)與市場的協(xié)同效益,新業(yè)務(wù)諧波 減速器已形成多個型號產(chǎn)品的批量供貨,產(chǎn)品性能已獲得客戶認(rèn)可。
對于業(yè)績增長的原因,公司披露的第一個原因是減速器業(yè)務(wù)的增長,“隨著機(jī)器 人減速器國產(chǎn)化的加速,公司機(jī)器人精密減速器業(yè)務(wù)取得了快速發(fā)展,銷量與 上年同期相比呈現(xiàn)大幅增長。”同時公司其他業(yè)務(wù)也有所增長,公司重型卡車自 動變速箱齒輪業(yè)務(wù)較上年同期呈現(xiàn)良好的增長態(tài)勢;新能源汽車齒輪業(yè)務(wù)保持 著穩(wěn)步增長;公司持續(xù)推動內(nèi)部降本增效、自主創(chuàng)新等工作,有效提升制造能 力,降低單位成本,推動公司業(yè)績穩(wěn)步增長。
3.5 秦川機(jī)床:國產(chǎn)絲杠的龍頭骨干企業(yè)
秦川機(jī)床成立于 1965 年,專業(yè)從事機(jī)床工具制造,是中國機(jī)床工具行業(yè)品類最 多、精密復(fù)雜程度最高、產(chǎn)業(yè)鏈最完整、綜合競爭優(yōu)勢顯著的企業(yè)之一。在齒 輪加工機(jī)床、加工中心、車削中心、螺紋磨床、復(fù)雜刀具等領(lǐng)域處于國內(nèi)第一 梯隊。集團(tuán)旗下?lián)碛星卮ū静?、漢江機(jī)床、漢江工具、沃克齒輪、秦川數(shù)控等 多家專精特新“小巨人”企業(yè),先后承擔(dān)國家重大專項(xiàng) 100 余項(xiàng)。
3.5.1 重組并購,整合產(chǎn)業(yè)資源
2000 年以來,公司經(jīng)歷一系列重組并購、戰(zhàn)略合作,拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域,整合產(chǎn)業(yè) 資源。以高端數(shù)控機(jī)床業(yè)務(wù)為引領(lǐng),向機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈上下游延伸,根據(jù)公司 2022 年報,公司主營業(yè)務(wù)可分為四大塊:主機(jī)業(yè)務(wù)、高端制造業(yè)務(wù)、核心零部件業(yè) 務(wù)、智能制造及核心數(shù)控技術(shù)業(yè)務(wù)。公司預(yù)計到“十四五”末,公司將實(shí)現(xiàn)機(jī) 床主機(jī)收入、高端制造收入、核心零部件收入、智能制造及核心數(shù)控技術(shù)收入 分別占到總銷售收入 50%、20%、20%、10%的具體目標(biāo)。
3.5.2 公司 2020 年以來業(yè)績明顯改善
公司營收增長明顯,零部件與機(jī)床增速較快。公司在 2018 年與 2019 年營收幾乎 保持在 32 億元左右,2020 年公司啟動內(nèi)外部改革后,當(dāng)年收入增長近 30%至 40.95 億元,2021 年繼續(xù)增長 23.4%至 50.52 億元。公司在 2021 年報披露的收 入中,機(jī)床占比接近 50%,零部件類占比約為 32%,二者營收在過去兩年均實(shí)現(xiàn) 了較快增長。2020年,零部件類收入同比增長88.8%,主要是由于公司當(dāng)年收購 沃克齒輪,使得零部件類銷售量、生產(chǎn)量、庫存量大幅提升。據(jù)公司 2021 年報, 機(jī)床類收入同比增長 42.5%,主要由于當(dāng)年機(jī)床行業(yè)景氣,且公司加快技改速度, 有效緩解卡脖子工序、提升產(chǎn)能,公司當(dāng)年機(jī)床類產(chǎn)銷量均同比增長超過 23%。 2022 年,制造業(yè)持續(xù)面臨市場需求不足、行業(yè)下滑等諸多問題,國際、國內(nèi)環(huán) 境變化等復(fù)雜因素對機(jī)床行業(yè)影響較大。報告期內(nèi),秦川機(jī)床實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 41.01 億元,比上年同期下降 18.83%; 實(shí)現(xiàn)歸屬于母公司凈利潤 27,500 萬元, 比上年同期下降 2.07%。 凈利潤回升明顯,機(jī)床和零部件貢獻(xiàn)主要毛利率。2020 年,公司收購具有零部 件規(guī)?;a(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的沃克齒輪,使得零部件類毛利率抬升明顯,從 2019 年的 4.8%提升至 2020 年的 16.7%;同年,機(jī)床毛利率從 10.1%升至 13.0%,2022 年再 次提升至 18.6%,公司整體毛利率亦有明顯增長,由 2019 年的 15.0%升至 2022 年的 18.9%,原因除了主要產(chǎn)品貢獻(xiàn)的毛利率提升,還包括公司改革優(yōu)化了人員 結(jié)構(gòu)。
3.5.3 滾珠絲杠量產(chǎn)優(yōu)勢明顯
秦川機(jī)床下設(shè)子公司漢江機(jī)床專門負(fù)責(zé)絲杠導(dǎo)軌業(yè)務(wù),其規(guī)模和競爭實(shí)力處于 國內(nèi)第一梯隊。秦川機(jī)床所屬漢江機(jī)床生產(chǎn) 2 級、3 級精度的滾珠絲杠、直線 導(dǎo)軌,有較高的精度保持性,完全可以滿足中高檔數(shù)控機(jī)床的要求,實(shí)現(xiàn)了在 新能源汽車領(lǐng)域制造裝備滾動功能部件和精密螺桿副的國產(chǎn)化推廣應(yīng)用。滾動 功能部件在國內(nèi)機(jī)床工具行業(yè)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位,是國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造廠 家配套滾珠絲杠副的首選。 公司在絲杠導(dǎo)軌方面技術(shù)積累深,近年產(chǎn)能釋放加速。秦川的絲杠導(dǎo)軌產(chǎn)品主 要由子公司漢江機(jī)床生產(chǎn),漢江機(jī)床是中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會滾動功能部件分 會的會長單位,有 50 余年絲杠導(dǎo)軌產(chǎn)品的技術(shù)積淀,品牌知名度較高。公司的 絲杠、導(dǎo)軌瞄準(zhǔn)高端客戶,研發(fā)型號產(chǎn)品 60 多個,絲導(dǎo)產(chǎn)品在漢江機(jī)床收入占 比約 40%。
根據(jù)公司 2022 年報,漢江機(jī)床收入 4 億元,測算當(dāng)年絲導(dǎo)部分收入約為 1.6 億 元。公司經(jīng)營情況改觀后,2022 年 1 月 28 日公司董事會決定支持漢江機(jī)床“高 檔數(shù)控功能部件產(chǎn)業(yè)化升級項(xiàng)目”建設(shè),項(xiàng)目投資規(guī)模1.2億元,該項(xiàng)目是公司 零部件板塊重點(diǎn)發(fā)力點(diǎn),后續(xù)不排除持續(xù)地投入。公司抓住新能源汽車領(lǐng)域發(fā) 展機(jī)遇,已實(shí)現(xiàn)制造裝備及新能源汽車領(lǐng)域用滾珠絲杠副的國產(chǎn)化推廣。當(dāng)前, 漢江機(jī)床行星結(jié)構(gòu)滾柱絲杠在軍工領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,隨著人形機(jī)器人市場的發(fā) 展,未來應(yīng)有更大的發(fā)展空間。