2023年機(jī)械行業(yè)春季投資策略 工業(yè)機(jī)器人順周期彈性大

2023年機(jī)械行業(yè)春季投資策略工業(yè)機(jī)器人順周期彈性大一、工業(yè)自動化：一超多強(qiáng)，百花齊放（一）控制層：中型PLC為國產(chǎn)品牌彎道超車提供新機(jī)遇PLC在通用自動化控制層中最為典型，其具備通用性好、應(yīng)用門檻較低、軟件屬性強(qiáng)、客戶粘性高等特點(diǎn)。根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)，2022年受到、芯片缺貨、原材料漲價(jià)及制造業(yè)景氣度等因素影響，我國PLC市場規(guī)模為170億元，同比增長7.2%；其中，小型PLC市場規(guī)模為84.1億元，同比增長5.61%；中大型市場規(guī)模為85.8億元，同比增長8.76%。在我國PLC市場尤其中大型PLC市場中，德國西門子等歐日系品牌仍然占據(jù)較大市場份額。就2022年小型PLC市場來看，西門子、三菱合計(jì)占有率約達(dá)市場一半，國產(chǎn)PLC前兩大品牌匯川技術(shù)、信捷電氣市占率分別為11.9%/6.4%，仍具備提升空間，其中匯川2022年小型PLC業(yè)務(wù)同比增長77%，增長勢頭強(qiáng)勁；在中大型市場上，西門子、歐姆龍、三菱合計(jì)占比約75%，國產(chǎn)品牌份額占比仍處于較低水平，替代空間廣闊。2020年以來，受影響海外品牌供應(yīng)鏈?zhǔn)茏鑼?dǎo)致貨期延長，國產(chǎn)廠商在初期借助防疫物資生產(chǎn)設(shè)備的電控解決方案更快速地切入下游自動化設(shè)備廠商供應(yīng)鏈體系，新客戶的拓展速度大大加快，滲透率和品牌知名度得到加速提升。從下游市場來看，傳統(tǒng)行業(yè)如冶金、市政、汽車等多為項(xiàng)目型，對產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性要求高，并且由于工藝復(fù)雜，需要靈活和豐富的網(wǎng)絡(luò)拓展能力，在實(shí)際需求中以大型PLC居多，行業(yè)增速相對平緩。而隨著FA市場中鋰電、光伏、半導(dǎo)體等新興行業(yè)的崛起，自動化生產(chǎn)設(shè)備效率及工藝復(fù)雜度提升，對關(guān)鍵部件的需求逐漸走向高端，中型PLC在FA市場的重要性大幅提升，中型PLC下游從以PA市場為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镕A需求為主，并逐步下沉到小型PLC的應(yīng)用市場。受益于主控芯片等硬件的飛速發(fā)展以及以EtherCAT為代表的以太網(wǎng)總線的普及，小型PLC逐漸具備了高代碼執(zhí)行效率、豐富的I/O接口、靈活的組網(wǎng)等能力，呈現(xiàn)小型PLC中型化趨勢。而近年第三方softPLC平臺CODESYS逐漸成為國產(chǎn)中型PLC的首選，為國產(chǎn)品牌在新興產(chǎn)業(yè)加快實(shí)現(xiàn)彎道超車和進(jìn)口替代提供了便捷的工具和途徑。我們預(yù)計(jì)，隨著光伏、鋰電、半導(dǎo)體、3C等新興行業(yè)對高端中型PLC需求提升以及CODESYS平臺的普及應(yīng)用，未來國產(chǎn)品牌有望憑借快速貼身服務(wù)響應(yīng)，以及個性化定制能力等優(yōu)勢，深入客戶產(chǎn)品工藝層技術(shù)需求，形成較強(qiáng)的客戶粘性，實(shí)現(xiàn)PLC產(chǎn)品的彎道超車，國產(chǎn)化滲透率提升空間廣闊。（二）驅(qū)動層：競爭激烈程度加劇，國產(chǎn)品牌加速滲透伺服系統(tǒng)是先進(jìn)制造業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)自動化裝備實(shí)現(xiàn)位置控制高精度快速響應(yīng)的核心部件，在高端裝備如工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域擁有舉足輕重的地位。據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)，受到制造業(yè)景氣度、等因素影響，2022年我國通用伺服市場規(guī)模為223億元，同比下降4.6%，2017-2022年間CAGR為9.6%。在我國通用伺服市場中，過去是以外資品牌尤其是性價(jià)比出眾的日系品牌占據(jù)主導(dǎo)，近幾年匯川、禾川、信捷、埃斯頓等優(yōu)秀國產(chǎn)品牌經(jīng)過近十年的技術(shù)積累，憑借供應(yīng)鏈優(yōu)勢、高性價(jià)比解決方案，在鋰電、光伏等新能源行業(yè)上持續(xù)搶占份額，國產(chǎn)品牌滲透率得到顯著提升。根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算，2022年匯川、禾川、埃斯頓、信捷、雷賽的市場份額分別為21.5%/3.4%/2.7%/2.6%/1.6%；2022年匯川、禾川、埃斯頓、信捷、雷賽伺服業(yè)務(wù)增速分別27.2%/13.8%/18.4%/5.3%/35.0%，增長勢頭較大多歐美日系廠商強(qiáng)勁。由于通用伺服的替代難度相較控制層部件略低，預(yù)計(jì)內(nèi)資品牌競爭有所加劇。根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)，2022年鋰電、光伏、半導(dǎo)體等新興行業(yè)需求增速遠(yuǎn)高于包裝、印刷、紡織、木工等傳統(tǒng)行業(yè)。在新興行業(yè)的市場競爭中，國內(nèi)外企業(yè)的品牌影響力及市場拓展進(jìn)程處于同一起跑線，我們預(yù)計(jì)國產(chǎn)品牌有望憑借高性價(jià)比、本土化服務(wù)、工藝定制化等特點(diǎn)，快速提升在3C、半導(dǎo)體、鋰電、光伏等新興行業(yè)的市場占有率和品牌影響力，在進(jìn)口替代中實(shí)現(xiàn)更大的突破。（三）傳感層：應(yīng)用場景不斷豐富，國產(chǎn)化進(jìn)程加速機(jī)器視覺本質(zhì)是為機(jī)器植入“眼睛”和“大腦”，通過光學(xué)裝置和非接觸傳感器自動接收并處理真實(shí)物體的圖像，分析后獲取所需信息或者用于控制機(jī)器運(yùn)動。據(jù)GGII，我國2021年機(jī)器視覺市場規(guī)模為139億元，2018-2021年CAGR為26.3%，在工業(yè)自動化核心部件各細(xì)分領(lǐng)域中增速領(lǐng)先。目前機(jī)器視覺下游市場中，3C電子、半導(dǎo)體、汽車、鋰電池等新興行業(yè)占比較高，合計(jì)份額約六成。相比于傳統(tǒng)行業(yè)，新興行業(yè)對降本增效的需求更為迫切；同時(shí)隨著國產(chǎn)品牌的技術(shù)不斷積累，其高性價(jià)比進(jìn)一步降低了工業(yè)企業(yè)“機(jī)器替人”的投資回報(bào)周期，在人工成本不斷增加及勞動年齡人口不斷下降的背景下，工業(yè)企業(yè)中機(jī)器視覺替代“人眼”的進(jìn)程有望加速；此外，機(jī)器視覺企業(yè)的硬件能力提升推動算力增長、算子和算法庫不斷豐富，2D向3D技術(shù)升級，以及深度學(xué)習(xí)等應(yīng)用進(jìn)一步拓寬了機(jī)器視覺的應(yīng)用場景。根據(jù)GGII預(yù)計(jì)，至2025年我國機(jī)器視覺市場有望達(dá)到469億元，2021-2025年復(fù)合增速有望達(dá)到35.7%。目前我國機(jī)器視覺高端零部件及解決方案市場仍由海外頭部企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)，國產(chǎn)品牌從零部件、解決方案等方面切入經(jīng)過多年技術(shù)積累及沉淀，與國際龍頭的技術(shù)差異逐步縮小，部分企業(yè)已進(jìn)入國際龍頭客戶供應(yīng)鏈；在新興領(lǐng)域市場上國內(nèi)外品牌處于同一起跑線，國內(nèi)品牌有望憑借成本端、服務(wù)端、定制化等優(yōu)勢搶占更多的市場份額，持續(xù)提升國內(nèi)市場占有率。（四）FA零部件：通用屬性，專用內(nèi)核，一站式采購大勢所趨FA工廠自動化零部件是自動化設(shè)備制造業(yè)的重要配套產(chǎn)業(yè)，為下游設(shè)備廠商提供豐富的標(biāo)準(zhǔn)及非標(biāo)零部件產(chǎn)品。根據(jù)Reportlinker預(yù)計(jì)，至2024年全球工業(yè)控制與工業(yè)自動化市場規(guī)模將增長至2695億美元，2018-2024年CAGR預(yù)計(jì)為9.1%。FA零部件需求與下游行業(yè)自動化滲透率高度相關(guān)，傳統(tǒng)工業(yè)在勞動力成本增加且數(shù)量減少的背景下，自動化設(shè)備需求不斷提升；新能源鋰電、3C、汽車、光伏、工業(yè)機(jī)器人等新興市場快速發(fā)展進(jìn)一步拉動自動化設(shè)備需求的快速提升；同時(shí)，新興產(chǎn)業(yè)的工藝屬性較強(qiáng)，自動化設(shè)備定制化程度高，對非標(biāo)零部件的需求增長顯著。FA零部件具有小批量、高頻次、多樣化、短交期等特點(diǎn)，下游客戶采購時(shí)往往面臨設(shè)計(jì)耗時(shí)長、采購效率低、采購成本高、品質(zhì)不可控、交期不準(zhǔn)時(shí)等共性問題；一站式采購企業(yè)通過對非標(biāo)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行設(shè)計(jì)歸類，匯編成產(chǎn)品目錄手冊，為客戶提供“零部件簡單選型＋一站式采購”服務(wù)，解決下游客戶零部件采購過程中的痛點(diǎn)，客戶粘性強(qiáng)，一站化趨勢清晰。國內(nèi)市場中主要參與企業(yè)為日本米思米和國內(nèi)怡合達(dá)，由于自動化設(shè)備零部件選型由前端工程師設(shè)計(jì)行為所決定，對工程師需求了解程度成為核心壁壘，新進(jìn)入者難以在短時(shí)間內(nèi)建立高效的服務(wù)流程和專業(yè)的服務(wù)團(tuán)隊(duì)。國內(nèi)怡合達(dá)正不斷縮小和米思米中國區(qū)的收入差距，我們預(yù)計(jì)隨著怡合達(dá)產(chǎn)能擴(kuò)張、SKU不斷豐富，憑借線上線下銷售相結(jié)合、供應(yīng)鏈管理優(yōu)勢、本地化服務(wù)優(yōu)勢及制造體系配套優(yōu)勢，怡合達(dá)競爭優(yōu)勢將得到進(jìn)一步擴(kuò)大。二、機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人順周期彈性大，人形機(jī)器人正加速進(jìn)化（一）工業(yè)機(jī)器人：“可選工業(yè)品”屬性，順周期彈性大工業(yè)機(jī)器人是自動化水平的象征。2021年，全球工業(yè)機(jī)器人新增臺數(shù)52萬臺，存量臺數(shù)累計(jì)達(dá)348萬臺，安裝量呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。中國大陸作為全球的制造中心，人口紅利漸失下勞動力成本持續(xù)上升，伴隨著工程師紅利的顯現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人及核心零部件國產(chǎn)品牌崛起，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用成本和門檻不斷下行，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用需求持續(xù)增長，目前已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人需求地區(qū)。據(jù)IFR，中國大陸2021年工業(yè)機(jī)器人安裝量為26.8萬臺，同比增長51%；規(guī)模上遠(yuǎn)超第二位日本的4.72萬臺；占據(jù)全球總安裝量的51.9%，較2020年的45.2%進(jìn)一步提升6.7pct。2020年，我國大陸地區(qū)每萬人工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量提升至246臺，排名全球第九位。在我國機(jī)器人市場下游應(yīng)用中，電子電氣行業(yè)持續(xù)成為第一大應(yīng)用行業(yè)，未來隨著半導(dǎo)體、新能源汽車等先進(jìn)制造業(yè)在我國可預(yù)期的快速發(fā)展，預(yù)計(jì)工業(yè)機(jī)器人密度仍將保持提升態(tài)勢。此外，在后時(shí)代，制造業(yè)企業(yè)提升自動化率的意愿也明顯加強(qiáng)。目前我國工業(yè)機(jī)器人市場關(guān)節(jié)機(jī)器人以四大家族為主，而SCARA機(jī)器人市場日系仍占據(jù)舉足輕重的地位；2022年上半年外資品牌安川、川崎、史陶比爾，以及內(nèi)資品牌匯川、埃斯頓、埃夫特、節(jié)卡份額提升較為明顯。一方面，新興行業(yè)發(fā)展有望給國產(chǎn)品牌帶來新機(jī)遇；另一方面，國產(chǎn)品牌的高性價(jià)比有望進(jìn)一步推動工業(yè)機(jī)器人在一般制造業(yè)的應(yīng)用和普及。我們認(rèn)為，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場景以“機(jī)器替人”為主，具備“可選工業(yè)品”屬性，在制造業(yè)復(fù)蘇過程中更具備彈性。（二）人形機(jī)器人正加速進(jìn)化，打開智能機(jī)器人應(yīng)用藍(lán)海市場1、TeslaBot開啟AI新紀(jì)元。2021年8月19日，特斯拉在首個AI日上發(fā)布人形機(jī)器人“Optimus擎天柱”概念介紹，其身體由輕量材料覆蓋，眼睛搭配攝像頭和車載FSD芯片方案，雙腳可感應(yīng)反饋，實(shí)現(xiàn)平衡和敏捷動作，全身累計(jì)搭載40個機(jī)電執(zhí)行器，將實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)枯燥勞動的替代。2022年9月30日，TeslaBot的原型機(jī)“Optimus擎天柱”面世，重量為73千克，配備容量為2.3千瓦時(shí)的電池組，可以支持一天的使用電量；擁有28個關(guān)節(jié)驅(qū)動器，使全身能夠產(chǎn)生200個以上不同角度的動作；手部有五個手指，配備6個驅(qū)動器，形成類似人類肌腱的傳動系統(tǒng)。依靠視覺算法和機(jī)器學(xué)習(xí)，機(jī)器人能夠識別手部位置，并精準(zhǔn)抓握小型零件。此外，該機(jī)器人配備特斯拉Dojo（道場）超級計(jì)算芯片作為“大腦”，賦予人工智能強(qiáng)大學(xué)習(xí)能力，搭載特斯拉自主研發(fā)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練芯片D1，以120個訓(xùn)練模塊組裝成ExaPOD，成為世界上首屈一指的人工智能訓(xùn)練計(jì)算機(jī)，與業(yè)內(nèi)其他產(chǎn)品相比，同成本下它的性能提升4倍，同能耗下性能提高1.3倍，占用空間節(jié)省5倍。Optimus配備與特斯拉車輛相同的自動駕駛軟件，同時(shí)具備Wi-Fi和LTE網(wǎng)絡(luò)連接能力，擁有與汽車一樣的視覺感知，使用攝像頭輸入數(shù)據(jù)，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算，可以實(shí)時(shí)偵測環(huán)境中的物體動向。目前“擎天柱”可以完成下蹲、拿/搬運(yùn)箱子、抓取物體、澆花等一系列動作，并且可以部署在特斯拉工廠內(nèi)進(jìn)行工作，對行走的路徑形成記憶。Optimus與Tesla汽車共享供應(yīng)鏈體系、AI、算法和芯片體系，大幅降低成本，但從技術(shù)展示看來，雖已在特斯拉加州費(fèi)利蒙超級工廠完成測試，但是距離實(shí)際應(yīng)用及大規(guī)模量產(chǎn)還有很長一段路要走。2、國內(nèi)機(jī)器人群雄逐鹿，國產(chǎn)化趨勢加速。2022年8月11日，小米秋季新品發(fā)布會中展示出全尺寸人形仿生機(jī)器人CyberOne，身高1.77米，體重52kg。從情緒感知方面來看，能感知45種人類語義情緒，分辨85種環(huán)境語義；關(guān)節(jié)控制方面，使用小米自研全身控制算法，協(xié)調(diào)運(yùn)動21個關(guān)節(jié)自由度并能實(shí)現(xiàn)各自由度0.5毫秒級別的實(shí)時(shí)響應(yīng)；在運(yùn)動控制上可實(shí)現(xiàn)雙足運(yùn)動姿態(tài)平衡，全身5種關(guān)節(jié)驅(qū)動，峰值扭矩300Nm，支持單手握持1.5KG重物、反向拖動上肢復(fù)現(xiàn)運(yùn)動等功能。目前CyberOne的成本每臺大概六、七十萬元，尚無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。CyberOne的研發(fā)涉及包含仿生感知認(rèn)知技術(shù)、生機(jī)電融合技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)云計(jì)算技術(shù)、視覺導(dǎo)航技術(shù)等各領(lǐng)域的尖端技術(shù)。CyberOne搭載小米自研的三維重建算法，以及空間視覺模組實(shí)現(xiàn)8米內(nèi)深度1%的信息精度，另外，通過深度相機(jī)配合AI相機(jī)幫助機(jī)器人收入真實(shí)場景和物體，并支持GPS時(shí)鐘同步并配合雙麥克風(fēng)識音系統(tǒng)收集外界聲音實(shí)現(xiàn)視覺和聽覺感知。小米CyberOne和TeslaBot兩款人形機(jī)器人的身高體重所差無幾，但TeslaBot配備了更多的電機(jī)以及諧波減速器，甚至在手部就有12個自由度，所以TeslaBot擁有更高的靈活性以及智能操作性，而CyberOne手部類似“夾子”，手指并無操作自由度。此外，相比CyberOne，TeslaBot不僅能夠走得更快負(fù)重能力也更強(qiáng)。2022年8月8日，騰訊正式發(fā)布由騰訊RoboticsX實(shí)驗(yàn)室自研的多模態(tài)四足機(jī)器人Max二代機(jī)器人，采用原創(chuàng)的腿輪一體的本體設(shè)計(jì)。相較于“第一代”Jamoca，Max在視覺感知、軌跡規(guī)劃、運(yùn)動控制等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。基于單目視覺慣性定位算法（視覺定位技術(shù)+地形識別技術(shù)）、六維全向運(yùn)動軌跡實(shí)時(shí)規(guī)劃算法、模型預(yù)測控制算法、關(guān)節(jié)力矩反饋的觸地檢測能力，Max具備超強(qiáng)感知力、實(shí)時(shí)適應(yīng)力、精準(zhǔn)控制力、防摔抗壓力。并能夠在梅花樁上完成旋轉(zhuǎn)踏步、單樁跳躍、雙輪站立等高難度動作，且過樁速度提升了4倍。Teslabot及小米人形機(jī)器人的出現(xiàn)推動產(chǎn)業(yè)鏈從研發(fā)階段進(jìn)入量產(chǎn)階段，拉開人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化序幕，但均處于原型機(jī)開發(fā)階段，距離商業(yè)化應(yīng)用還有一段距離。人形機(jī)器人未來市場空間廣闊，國內(nèi)頭部零部件供應(yīng)商有望借助成本優(yōu)勢快速切入機(jī)器人零部件和本體制造環(huán)節(jié)，復(fù)刻新能源汽車發(fā)展路徑，加速關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化進(jìn)程，完善產(chǎn)業(yè)鏈布局，搶占市場份額。三、檢驗(yàn)檢測：優(yōu)質(zhì)成長，各有千秋（一）行業(yè)成長屬性優(yōu)異，市場化集約化趨勢明顯檢測檢測行業(yè)與宏觀經(jīng)濟(jì)波動存在一定相關(guān)性，同時(shí)由于下游行業(yè)分散，也具備一定穿越牛熊的市場特征。自2011至2021年，全球檢驗(yàn)檢測市場規(guī)模從966億歐元擴(kuò)大至2342億歐元，CAGR達(dá)9.3%，約為同期全球GDP平均增速（2.5%）的3.7倍，行業(yè)具備連續(xù)成長性。從我國檢測市場看，2014-2021年我國檢測市場規(guī)模從1631億元增長至4090億元，CAGR為14%，約為同期GDP平均增速的2.2倍，同全球檢測行業(yè)特征一致，我國檢測市場在2013年市場化推進(jìn)以來保持持續(xù)增長且增速波動率較低。目前我國檢驗(yàn)檢測市場呈現(xiàn)市場化、集約化趨勢。2013-2021年期間，我國事業(yè)單位制檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)占比持續(xù)下降，從2013年的42.6%下降至2021年的20.9%，相對應(yīng)企業(yè)制檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)至2021年已經(jīng)占比達(dá)7成以上；民營檢測機(jī)構(gòu)在2021年占全行業(yè)數(shù)量比重已經(jīng)達(dá)6成，在2014年占比不足3成，民營機(jī)構(gòu)在2021年的營收增速在15%-20%之間，高于全行業(yè)平均水平，業(yè)務(wù)成長性表現(xiàn)更為優(yōu)異；2021年我國規(guī)模以上檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)營收占比為78.9%，同比2020年提升1.5pct，規(guī)模效應(yīng)強(qiáng)、技術(shù)水平高、品牌信譽(yù)強(qiáng)的龍頭檢測企業(yè)市場占有率正在不斷提升。（二）下游增速差異化，行業(yè)布局各有千秋檢測市場下游復(fù)雜多樣，在我國2021年檢測4090億市場空間中，環(huán)境檢測、建筑材料，機(jī)動車檢驗(yàn)、食品等領(lǐng)域規(guī)模占比靠前，增速相對穩(wěn)健，我們預(yù)計(jì)2023年隨著因素的影響