1959年世界第一臺工業(yè)機器人誕生，并于1961年在通用汽車公司安裝運行。自此，制造業(yè)開始踏上了“機器代人”的漫漫征途。隨著傳感與識別系統(tǒng)、反饋機制等技術(shù)的完善，機器人行業(yè)取得了巨大的突破，不再局限于器械生產(chǎn)的焊接、鍛造等簡單的步驟，而是不斷升級改造其結(jié)構(gòu)與功能，并場景化應(yīng)用多種領(lǐng)域，以其智能、靈活與穩(wěn)定等優(yōu)勢逐漸成為了生產(chǎn)制造中不可或缺的角色。
【資料圖】
當(dāng)前，機器人行業(yè)正處于高速發(fā)展期，市場規(guī)模穩(wěn)健增長。與此同時，伴隨國內(nèi)智能制造逐漸駛?cè)肟燔嚨溃詣踊侍嵘臻g巨大，國產(chǎn)機器人也進入了發(fā)展的黃金期，深受市場青睞。依托產(chǎn)品性價比、股東資源和當(dāng)?shù)厍乐С?，海外市場也存在諸多潛在的進入機會。
熱勢之下，機器人行業(yè)也存在瓶頸亟待突破，如核心零部件國產(chǎn)化率不足，規(guī)?；涞啬芰Υ岣叩?。那么，國內(nèi)機器人公司如何成長為巨頭?又該如何跨越階段發(fā)展的壁壘?機器人產(chǎn)業(yè)鏈哪些環(huán)節(jié)存在投資機會?
華興新經(jīng)濟基金硬科技團隊通過對機器人行業(yè)進行整體分析，并著重探討了工業(yè)機器人和物流機器人兩個細分領(lǐng)域，對機器人本質(zhì)的商業(yè)模式、國內(nèi)廠商的發(fā)展機會、突圍策略與投資邏輯進行了深入研究和思考，匯總成本篇文章，期望能給大家一些啟發(fā)與收獲。
機器人行業(yè)發(fā)展至今主要經(jīng)歷三個階段，目前行業(yè)處于多學(xué)科交叉融合的智能化階段：
初步發(fā)展階段(1958-1970年)：此階段的機器人主要用于工業(yè)生產(chǎn)的鑄造、鍛造和焊接。
技術(shù)迭代與商業(yè)化規(guī)模運用階段(1970-1990年)：工業(yè)機器人“四大家族”ABB、安川機器人、庫卡和發(fā)那科在70年代均開始了全球?qū)＠牟季郑瑱C器人的下游應(yīng)用場景逐步增加，在汽車、電子電器、金屬制品、重工業(yè)等的應(yīng)用逐漸普及。
智能化升級階段(1990年至今)：隨著運動、視覺、導(dǎo)航、光電等相關(guān)技術(shù)的進步，機器人傳感能力和學(xué)習(xí)能力得到提升，其應(yīng)用場景從工業(yè)制造拓展到了當(dāng)今的物流、家居、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、特種、軍用等領(lǐng)域，滲透率也逐漸提升。
資料來源：華興資本
2021年全球整體機器人市場規(guī)模約366億美元，行業(yè)整體保持穩(wěn)步增長。其中工業(yè)機器人約125億美元、物流機器人約50億美元。我們本次研究關(guān)注工業(yè)機器人與物流機器人：
資料來源：IFR，華興資本
工業(yè)機器人：制造業(yè)的機器換人是長期趨勢，且工業(yè)機器人的存量市場巨大，高端領(lǐng)域以四大家族的產(chǎn)品為主導(dǎo)，存在很大的國產(chǎn)替換空間，屬于長坡厚雪的確定性賽道。
物流機器人：物流機器人行業(yè)處于爆發(fā)期，而國內(nèi)滲透率不足10%，市場保持高增長，國內(nèi)廠商從技術(shù)、調(diào)度方案到場景know-how上具備領(lǐng)先優(yōu)勢。
如下圖所示，機器人的產(chǎn)業(yè)鏈分為上中下游。我們重點關(guān)注核心零部件及機器人本體制造環(huán)節(jié)：
資料來源：華興資本
上游的核心零部件包括控制器、伺服電機、減速器等。對于AMR，還包括激光雷達、超聲波雷達等傳感器。機器人成本結(jié)構(gòu)中，上游核心零部件成本占比最高，占到整體生產(chǎn)成本的60-70%左右，是工業(yè)機器人的核心技術(shù)壁壘。國產(chǎn)工業(yè)機器人面臨的最大問題是核心零部件主要依賴進口，國產(chǎn)化率長期不足30%。
(1)減速器：成本占比最高，但高端市場長期被日系壟斷。與國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn)減速器主要在壽命及穩(wěn)定性上有較大差距，大多只能應(yīng)用于中低端市場(本質(zhì)是材料的配比決定硬度和耐磨性)。
(2)伺服電機：壁壘低于減速器，國內(nèi)廠商近年來進步明顯。伺服系統(tǒng)市場分為日系、歐美系、臺灣系、國產(chǎn)品牌四個陣營，高端市場主要由海外品牌占據(jù)。國產(chǎn)品牌中，匯川、固高、英威騰、埃斯頓等品牌近年來的進步明顯。
(3)控制器：機器人廠商傾向于自研，國產(chǎn)化程度相對較高?？刂破靼布c軟件兩部分，控制器的算法為核心機密，大多數(shù)機器人本體廠商會自研控制器。造成國產(chǎn)控制系統(tǒng)“穩(wěn)、快、準”相對較差的原因主要是軟件上的劣勢;在核心算法上，國外企業(yè)憑借時間積累和技術(shù)沉淀的優(yōu)勢，在反應(yīng)速度、兼容性等方面更加優(yōu)化。
(4)傳感器：移動機器人的核心部件。目前主流移動機器人的競爭點已經(jīng)從激光導(dǎo)航轉(zhuǎn)向激光+視覺融合導(dǎo)航，公司的算法研發(fā)能力和場景積累程度決定了各種傳感器的選取和組合(即算法研發(fā)強的可以使用國產(chǎn)激光雷達+攝像頭的低成本方案，并實現(xiàn)精度更高、柔性更強的定位導(dǎo)航)。
資料來源：華興資本
中游的機器人本體制造環(huán)節(jié)是指從上游采購或自研零部件和材料，設(shè)計并集成制造成機器人本體結(jié)構(gòu)，由于此階段客戶的需求多元、場景多元，本體定制化程度較高，單純的本體制造廠商難以實現(xiàn)標準化、規(guī)模化。
此環(huán)節(jié)是國內(nèi)廠商競爭的主要地帶，但是國內(nèi)廠商仍主要集中在中低端市場，高端應(yīng)用市場仍由四大家族占據(jù)，我國尚未實現(xiàn)標準化和規(guī)模化。復(fù)盤四大家族的發(fā)展過程，我們認為掌握從零部件到本體制造的技術(shù)是工業(yè)機器人競爭的關(guān)鍵壁壘。
下游的系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)是指將工業(yè)機器人本體融合至下游應(yīng)用場景，呈現(xiàn)國內(nèi)集成商數(shù)量多、應(yīng)用領(lǐng)域分散、普遍規(guī)模較小的特點，集中度較低。相較于機器人本體制造商，工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商還需要具有產(chǎn)品選型能力、對終端客戶應(yīng)用需求的工藝流程理解、應(yīng)用行業(yè)的相關(guān)項目經(jīng)驗、較強的商務(wù)關(guān)系等，集成商在國內(nèi)市場的話語權(quán)和影響力會更強。
資料來源：華興資本
產(chǎn)業(yè)鏈圖譜
資料來源：MIR，華興資本
中國是全球最大的工業(yè)機器人應(yīng)用市場：根據(jù)IFR統(tǒng)計，全球工業(yè)機器人的安裝量由2009年的6萬臺增長至2020年的38.4萬臺，其中中國市場占比40%以上，2021年市場規(guī)模185億元，2025年穩(wěn)步增長到304億元。機器人銷量與汽車、3C電子等主要應(yīng)用行業(yè)的景氣度高度相關(guān)，目前新能源汽車、光伏、半導(dǎo)體產(chǎn)線將貢獻新的固定資產(chǎn)投資增量。
資料來源：IFR，華興資本
工業(yè)機器人橫向滲透下游應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢明確。機器人技術(shù)剛起步時面向的是大規(guī)模生產(chǎn)的汽車行業(yè)，汽車流水線嚴格的節(jié)拍使得其對機器人穩(wěn)定性、重復(fù)定位精度、壽命等指標要求最為嚴格，但到了2020年我國非汽車領(lǐng)域的應(yīng)用占比已超過70%，不斷滲透泛工業(yè)領(lǐng)域。國內(nèi)廠商的國內(nèi)市占率從2015年的18%提升至2020年的 29%。汽車領(lǐng)域長期被四大家族占據(jù)，國內(nèi)廠商在電子、鋰電、光伏等新興行業(yè)有更強的競爭力。
資料來源：IFR，華興資本
整體來看，國內(nèi)工業(yè)機器人市場呈現(xiàn)柔性化、場景化和全球化的趨勢。機器人應(yīng)用出現(xiàn)越來越多的細分化場景，同時四大家族尚未計劃在這塊領(lǐng)域開展重點布局，給了國內(nèi)廠商發(fā)展的空間。另外，國內(nèi)廠商具備性價比的競爭優(yōu)勢，海外市場機遇來源于海外客戶對機器人更高的接納程度和更強的付費意愿。
從機械結(jié)構(gòu)來看，工業(yè)機器人主要包括：垂直多關(guān)節(jié)機器人、SCARA機器人、并聯(lián)DELTA機器人以及協(xié)作機器人。工業(yè)機器人被設(shè)計為不同的形態(tài)主要是為了適應(yīng)不同應(yīng)用場景的需求。多關(guān)節(jié)機器人為主要的機器人形態(tài)，2019年國內(nèi)市場銷量占比63%。
資料來源：華興資本
目前，傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域的需求已近飽和，大負載多關(guān)節(jié)機器人增長放緩，且四大家族先發(fā)優(yōu)勢明顯，國內(nèi)廠商機會有限。華興經(jīng)研究認為國內(nèi)廠商的機會在于以下兩點：
協(xié)作機器人市場，行業(yè)增速快，代表小型化、柔性化、智能化的發(fā)展趨勢。
工業(yè)機器人在新興行業(yè)的場景挖掘和應(yīng)用，國內(nèi)廠商有先發(fā)優(yōu)勢，包括新能源汽車、鋰電、醫(yī)療、半導(dǎo)體、光伏等行業(yè)。
資料來源：公開資料研究，華興資本
技術(shù)：體現(xiàn)在研發(fā)團隊的規(guī)模、能否自研核心零部件以及產(chǎn)品的精度與穩(wěn)定性。前面提到國內(nèi)廠商在核心零部件的減速器、伺服電機等零件和國外存在技術(shù)差距，而這些零部件決定了產(chǎn)品的精度與穩(wěn)定性?？蛻魧τ诩夹g(shù)差距的感受度較低，會通過市場口碑和試用時的穩(wěn)定性來判斷。因此雖然國內(nèi)廠商基本在硬件結(jié)構(gòu)上趨同，在設(shè)計工藝、裝配標準和算法控制上的差異會體現(xiàn)在產(chǎn)品長期使用以后的性能差距。
渠道/生態(tài)資源：優(yōu)質(zhì)的渠道資源可為進入新行業(yè)、新客戶背書，提高市場開拓速度，加快交貨周期，覆蓋中長尾客戶。國內(nèi)廠商基本還處于硬件產(chǎn)品穩(wěn)定性的階段，出貨量千臺以上才會考慮生態(tài)問題。
價格：雖然市場滲透率不高，但在成熟領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)價格戰(zhàn)，大B客戶與小B客戶對價格敏感程度區(qū)別很大。機器人成本仍有30%的下降空間，來自于大規(guī)模的標準化生產(chǎn)、供應(yīng)鏈成熟以及本體廠商在采購端話語權(quán)的提高。
中國物流機器人行業(yè)保持較快增速，雖然其整體市場略小于工業(yè)機器人，但是增速更快。2021年中國物流機器人銷量為7萬臺，相比于2020年的4.1萬臺有明顯增長。市場銷售額達到126億元，預(yù)計2025年增長至250億元。
從機器人形態(tài)來看，AGV和KIVA占據(jù)市場的主導(dǎo)地位，銷量占比近85%，其中AMR占比15%。但由于AMR具備柔性配置的優(yōu)勢，伴隨其自主導(dǎo)航技術(shù)成熟和成本下降，預(yù)計AMR的市占率將顯著提升。
資料來源：公開資料研究，移動機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，華興資本
按照應(yīng)用場景，物流機器人分為倉儲物流和工業(yè)制造物流兩類。從發(fā)展形態(tài)上，物流機器人經(jīng)歷了導(dǎo)軌AGV、二維碼AGV、激光導(dǎo)航AMR與多傳感器AMR四個階段，由于各個方案各具優(yōu)劣勢，適用于不同的倉庫條件和揀選模式，因此目前各類方案都有在應(yīng)用。
技術(shù)上，AMR的硬件層面壁壘并不高，核心在于算法與系統(tǒng)的迭代積累，這主要體現(xiàn)在以下三個方面：
對客戶場景的數(shù)據(jù)分析：分析倉庫歷史數(shù)據(jù)，擬定部署方案和路徑方案;在實施期間，深入洞察客戶的業(yè)務(wù)，負責(zé)調(diào)查與實施的產(chǎn)品經(jīng)理與負責(zé)研發(fā)和后臺支持的業(yè)務(wù)團隊相配合，不斷打磨方案。
實現(xiàn)單機智能算法：包括單機導(dǎo)航算法和路徑規(guī)劃算法，后者涉及到對業(yè)務(wù)的理解，如何分區(qū)域、如何實現(xiàn)最短路徑、如何并行組單從而實現(xiàn)效率最大化。
實現(xiàn)集群調(diào)度算法：集群調(diào)度指的是同時調(diào)度數(shù)十臺甚至上百臺機器人，通過有效的合作，達到1+1>2的效果，實現(xiàn)倉內(nèi)作業(yè)效率最優(yōu)、成本最低。調(diào)度算法技術(shù)上門檻不高，廠商之間的差距來自于對于行業(yè)場景的了解程度和項目實施的經(jīng)驗積累。
取決于場景需求和技術(shù)路線，行業(yè)存在多種搬運方案，其存儲密度、揀選效率、投資回報均有所差異：
訂單到人方案：訂單到人最近1年開始推行的方案，適用于人機協(xié)同的場景。國內(nèi)較少企業(yè)專注于該模式，靈動科技為行業(yè)領(lǐng)先的公司。
貨架到人方案：Kiva式國內(nèi)推行時間超過6年，最早一批AGV/AMR玩家采用此方案，因此參與玩家眾多、行業(yè)競爭激烈。Geek+、快倉等頭部廠商也積極向其他搬運方案拓展，產(chǎn)品線豐富。
貨箱到人方案：貨箱到人由海柔首創(chuàng)，在鞋服領(lǐng)域取得成功案例后，其他玩家也積極推出相似方案。海柔的經(jīng)驗優(yōu)勢和規(guī)?；瘍?yōu)勢明顯。
資料來源：公開資料研究，華興資本
注：此處統(tǒng)計為倉儲物流場景的出貨量占比情況，工業(yè)物流場景約占整體出貨量的45%
海外傳統(tǒng)物料搬運巨頭布局AGV/AMR，初創(chuàng)公司或被巨頭并購。我們判斷國內(nèi)初創(chuàng)公司被并購的概率不大，原因在于：1)電商巨頭菜鳥、京東自研物流解決方案和機器人，對自身業(yè)務(wù)的理解更深;2)國內(nèi)尚未出現(xiàn)與客戶粘性非常強的初創(chuàng)公司;3)行業(yè)tier-1物流機器人廠商不會選擇站隊，頭部廠商有獨立IPO的明確計劃。
資料來源：華興資本
機器人行業(yè)的商業(yè)模式與軟件行業(yè)有較多相似之處，但硬件屬性使得估值略低。
資料來源：公開資料，公司資料，華興資本 行業(yè)早期存在技術(shù)壁壘，伴隨企業(yè)規(guī)模提升，距離成為偉大的企業(yè)還面臨標桿客戶突破、場景積累和規(guī)模化復(fù)制的難題：
資料來源：公開資料，公司資料，華興資本
早期技術(shù)壁壘克服：導(dǎo)航、定位技術(shù)、機器人控制技術(shù)、視覺識別技術(shù)落地形成產(chǎn)品。單機實現(xiàn)“能用→好用”，實現(xiàn)物流機器人柔性、智能化的特征，從公司成立到實現(xiàn)一個千萬級營收的出貨。
突破數(shù)據(jù)壁壘和場景壁壘：要聚焦核心客戶去打磨產(chǎn)品，實現(xiàn)從“好用”到“穩(wěn)定”?；谡{(diào)度軟件提供特定場景的解決方案，接入客戶的WMS或MES系統(tǒng)，提升客戶粘性。
突破行業(yè)壁壘與客戶壁壘：實現(xiàn)從1億元的營收做到10億的營收，這是最難的階段。一方面需要橫向拓展其他場景，在3-5個場景有極強的綜合能力;另一方面需要批量復(fù)制已有的核心場景，實現(xiàn)方案和成品一定程度的標準化，例如打磨好半導(dǎo)體、光伏的一些大客戶的方案后，能否把一些比較偏標準化方案對接給中小客戶。
形成規(guī)?；趬荆簶藴驶瘞右?guī)模上量，自建生產(chǎn)體系，整合上游供應(yīng)鏈，降低BOM成本。依托成品和客戶粘性，向物流智能化綜合解決方案商過渡，實現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)。
下游場景分散、重銷售、重售后運維等行業(yè)特性，決定了機器人公司的成長是一個漸進的過程，不存在顯著的成長拐點，整體成長周期也會較長。長期來看機器人行業(yè)會面臨一批優(yōu)勝劣汰，終局可能會由3-4家頭部公司占據(jù)大部分通用的場景。而在一些偏細分的場景也會有一批小公司。這批小企業(yè)的客戶粘性強，有較高的壁壘，專注做好某個行業(yè)或某個工序的自動化作業(yè)，有一定的生存空間。
工業(yè)機器人：中國是工業(yè)機器人應(yīng)用最大的市場，人口紅利消失+降本增效需求驅(qū)動機器人市場穩(wěn)步增長。國內(nèi)廠商在行業(yè)上抓住新興產(chǎn)業(yè)爆發(fā)帶來的CAPEX機會，在場景上布局柔性生產(chǎn)的協(xié)作機器人，結(jié)合對產(chǎn)業(yè)場景的深度理解，未來商業(yè)模式有望實現(xiàn)復(fù)制。
物流機器人：倉儲物流與工業(yè)物流主要依賴人工，自動化率不足10%，存在巨大的自動化市場空間。國內(nèi)廠商起步較早，在各類揀選方案上均出現(xiàn)國際領(lǐng)先廠商，處于核心產(chǎn)品能否規(guī)?；涞氐年P(guān)鍵階段。
綜上，建議關(guān)注公司短期訂單pipeline的兌現(xiàn)情況。中期視角關(guān)注公司產(chǎn)品線所對應(yīng)的市場空間，以及是否具備新場景的進入可行性和進入能力。遠期，我們看好制造業(yè)自動化轉(zhuǎn)型升級的長期趨勢，同時關(guān)注公司在優(yōu)勢場景的規(guī)?；瘡?fù)制效果，本質(zhì)即是關(guān)注公司的行業(yè)know-how、項目實施經(jīng)驗與其運營管理能力。
關(guān)鍵詞： 機器人行業(yè)
