2021年机器人行业报告

导语

智能转型时代，机器人前景可期。智能化时代到来，工业机器人和服务机器人逐渐普及。

来源：东莞证券

智能转型时代，机器人前景可期。智能化时代到来，工业机器人和服务机器人逐渐普及。疫情后制造业走出低迷，中国工业机器人月产量创新高。全球老龄化问题日益严重，中国作为劳动密集型制造大国也已出现 老龄化现象，出现刘易斯拐点，自动化生产或成制造业刚需配备。中国 “十四五”规划将加速智能制造产业链进程，工业机器人行业将受益。

制造业升级转型，工业机器人稳速增长。工业机器人下游应用企业多为制造行业，如汽车、电子、食品、饮料等。中国2019年工业机器人装机量为14.05万台，预计2022年有望突破20万台。目前中国工业机器人密度排全球第15名，2019年中国汽车行业工业机器人密度较非汽车行业高， 但与美、日、德相比仍有一定差距。预计汽车行业、非汽车行业工业机 器人密度将持续增高，工业机器人需求量将稳定上升。
核心零部件高技术壁垒，伺服系统进口替代有望突破。工业机器人上游核心零部件分别为控制系统、伺服系统、减速器，相比中、下游技术壁垒较高。目前国内市场高端核心零部件仍然以进口为主，中国出口核心零部件大多为中低端产品。工业自动化上游核心零部件控制器由日本发那科、瑞士ABB、日本安川电机、德国KUKA占领；伺服系统主要是日系企业天下，国内企业市场份额占比约15%；减速器日系企业占比70% 以上，国内企业占比不足30%。国内伺服系统企业埃斯顿、汇川技术、雷赛智能的技术已达世界水平，有望逐步实现进口替代。
安川电机领头伺服系统领域，国内企业加速追赶。安川电机拥有伺服系 统领域全球前沿技术，处于行业顶端；埃斯顿、汇川技术、雷赛智能核心技术已达世界水准。安川电机和埃斯顿均为工业机器人产业链一体化覆盖模式，汇川技术和雷赛智能还涵括其他自动化产品业务。安川电机新伺服产品达世界顶级，埃斯顿、汇川技术、雷赛智能的伺服产品参数、规格与安川电机大致相同，有望实现进口替代。

1．智能转型时代，机器人前景可期

1.1 制造业 PMI 持续高于荣枯线，下游制造行业复苏
随着科技进步，机器人的技术逐渐成熟，机器人产品应用在各个行业的不同场景。根据应用环境，国际机器联盟（IFR）将机器人分为工业机器人和服务机器人，其中工业机器人主要包括切割焊接机器人、装配机器人、喷涂机器人、运输机器人、分拣机器人等；服务机器人包括个人/家用机器人、专业服务机器人以及特种机器人三类。
两类机器人相比较，服务机器人多见于日常生活，如扫地机器人、送餐机器人、场 地机器人、陪伴机器人等愈发常见。Digitimes 指出留守老人在发达国家中已成为重要问 题，而陪伴机器人的出现有助于降低老年人因孤独产生的精神和经济成本，也能提升老人的生活质量和居家安全。
工业机器人普遍用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于汽车、3C、物流、化工等各个工业领域之中。工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。机器人学 院提出工业机器人成本通常仅为人工成本的四分之一，且在工作质量、效率方面有所提 升。
中国、美国、欧洲、日本、全球制造业 PMI 在 2019 年呈下降趋势，在 2020 年疫情影响初期，景气度受挫，下降至近十年历史低位。自 2020 年初疫情爆发，中国 2020 年 2 月制造业 PMI 跌落近年低位 35.7%，3 月回升并连续 13 个月位于荣枯线上。2021 年 3月环比提高 1.3 个百分点至 51.9%。中国制造业 PMI 指数显示国内经济保持复苏态势，制造业景气度良好，行业仍处于扩张阶段。
2021 年 3 月美国、欧洲、日本、全球制造业 PMI 均高于中国，分别为 64.7%、62.5%、 52.7%、55%。数据显示美国、欧洲、日本、全球制造业景气度站在荣枯线上，由此反 应各国和全球经济均在持续复苏。

另外，2020 年初制造业工业增加值指标触底至-1.8%，通用设备制造业、专用设备制造业工业增加值指标分别为-5.4%、-2.2%；随后呈上升趋势至 2021 年 3 月，制造业工业增加值为 15.2%，通用设备及专用设备制造业工业增加值高于行业平均水平，分别为 20.2%、17.9%，制造行业复苏态势明显。
1.2 人口老龄化，自动化生产成刚需
如果 65 岁以上老年人口占总人口数达 7%，意味着国家或地区的人口处于老龄化社会。日本统计局数据显示，制造业大国日本早在 1980 年已进入人口老龄化阶段，截至 2019 年 65 岁及以上人口为 3582 万人，占总人口比例 28.39%。自 1995 年开始日本出生 率持续低于 10‰，人口增长率于 2009 年第一次出现负增长。2011-2019 年日本人口连续 9 年出现负增长，且降幅呈持续扩大趋势，从-1.9‰扩大至-2.1‰。
虽然日本进入老龄社会已久，但日本仍保持制造业大国地位，2018 年工业机器人出 口量是中国的 2 倍。这有赖于日本专注于高新技术发展，制造业自动化覆盖率高，工业机器人密度高达 364 台/万人。2019 年中国工业机器人出口量激增 76%至 10.55 万台，相较日本出口量仅差 318 台。近两年中国工业机器人出口量有望赶超日本成为出口量第一。
国家统计局数据显示，中国 2019 年 15-64 岁人口为 98910 万人，占总人口比例为 70.65%。与 2018 年相比下滑 0.5 个百分点，从 2010 年开始连续第 9 年下降且降幅有持续扩大的趋势。65 岁及以上人口从 2000 年逐年上升至 2019 年的 17603 万人，占总人口 比例 12.57%，同比增长 0.6 个百分点。此外，自 2000 年开始，婴儿出生率和自然增长率呈下降趋势，在 2012-2016 年小幅上升后继续下降。2019 年出生率和自然增长率跌至 近十年最低，分别为 10.5‰和 3.3‰。2019 年出生率较 2018 年下降 0.4 个千分点，婴儿出生人数比 2018 年减少接近 60 万人。中国社会人口老龄化严重，已出现刘易斯拐点。
另一方面，制造业城镇单位就业人员平均工资从 2010 年的 30916 元提升至 2019 年 的 78147 元，年复合增长率为 10.85%。假设按照每年 10%的平均工资增长率，工资增速远高于年通胀水平，员工薪资对企业将是一个沉重负担。另外，在电力供应充足情况下工业机器人可 24/7 工作。工作精细度、生产效率方面相比人工生产也有明显提升。
我国的劳动密集型产业以低廉的劳动力成本著称，该特点推动了我国的经济发展， 使中国成为世界制造工厂。近年由于人口老龄化和人工成本提高，削弱我国制造行业竞争力，也对劳动密集型产业带来冲击。制造业承受压力增大，行业未来的不确定性随之提升。这或许是行业转型的新拐点，打破现状将生产自动化全面实行，有望将自动化生产普遍化，成为制造企业生产的刚需配备。
1.3 国家大力推动智能发展，促进工业机器人技术创新
中国制造业转型除了需要行业领头企业带领改革创新，还需国家政策扶持辅助加速 进程。为了贯彻“中国制造 2025”，机器人作为智能制造发展领域的重要一环，推进我国工业机器人行业的健康发展，国家出台一系列相关政策支持与鼓励工业机器人的技术创新和行业发展。国务院在 2016 年发布的《机器人产业发展规划（2016-2020 年）》， 明确到 2020 年工业机器人年产量达 10 万台，机器人密度达 150 以上。根据国家统计局 数据，2020 年底中国工业机器人年累计生产 237068 台。IFR 公布数据显示 2019 年中国 工业机器人密度已达 187 台/万人。
同时，工业机器人作为制造业自动化升级的关键设备，行业潜力巨大。行业通过推 出标准体系将提高行业进入壁垒，促进行业企业技术革新提高技术壁垒。我国工业机器人发展已数十年，标准体系已初步形成，但可能存在标准缺失或老化问题，且近年来机器人行业发展快速。2017 年颁发《国家机器人标准体系建设指南》提出制定行业完整标准体系，建立检测评定系统；予以应对由于行业的研发技术标准滞后带来的企业技术要求统一困难，产品质量缺保证等问题。另外，国家在多项政策中提出，多个高端设备行业包括机器人行业应加强检测认证体系和鼓励行业标准化建设。为促进积极性，国家将团体标准纳入各地财政补贴范围。
2021 年我国“十四五”规划和 2035 年目标纲要提出，持续鼓励、推动智能产业发 展，工业机器人行业也将受益。具体内容是推动机器人等产业的创新发展和“机器换人” 计划。国产替代也将成为未来重要主题。目前大部分国内工业机器人企业技术暂未达到 世界级水平，厂家生产大多为低端产品。高端工业机器人所需核心零部件多为国外知名 企业生产，但国内仍有多家优秀上游核心零部件企业，如伺服系统企业埃斯顿、汇川技术和雷赛智能等。

2．制造业升级转型，工业机器人稳速增长

2.1 工业机器人月产量创新高，需求量有望突破 20 万
工业机器人指在工业领域中的多关节机械手臂或其他拥有多自由度的机械装置。它能 365 天 24 小时无间断替代人工从事流水线生产环节的工作。工业机器人集成了机械制造、电子电器、计算机编程等顶级技术制造而成，是智能制造领域具有代表性的产品之一。
工业机器人在全球范围应用广泛，从工业机器人密度可以了解到国家或地区的自动化生产程度。工业机器人密度可作为指标判断各国、区域制造业自动化程度差异。数据显示 2019 年亚洲工业机器人密度已超过欧洲、美洲、乃至全球，分别为 118 台/万人、114 台/万人、103 台/万人、113 台/万人。亚洲的工业机器人密度 2012-2019 年复合增长率为 14%，高于全球工业机器人密度增长率 10%，是欧洲和美洲工业机器人密度增长的 2 倍。在 2019 年全球国家与地区制造业工业机器人密度数据中，新加坡（918 台/万人）、 韩国（855 台/万人）和日本（364 台/万人）为前三名，是工业机器人高密度国家。中国以 187 台/万人排在 15 位，2012-2019 年复合增速高达 49.89%，远高于日本和韩国的年复合增速，分别为 1%、12%。
根据 IFR 统计，近十年中国是工业机器人需求大国，2013 年中国工业机器人装机量已超越日本，占据当年全球装机量的 1/5；2019 年全球工业机器人装机量达 37.3 万台，中国的装机量达 14.05 万台，占全球总量的 37.67%；比 2018 年稍有回落，主要反映汽 车和 3C 行业正经历艰难时期。2020 年全球有 270 万台工业机器人正在运行工作中，同比增长 12%；2020 年工业机器人累计产量 23.7 万台，同比增长 26.81%；2021 年 3 月， 中国工业机器人月产量 33075 台，同比增长 91.84%，创月产量新高；2021 年 1-3 月累 计生产 78714 台，同比增长 127.2%，工业机器人的需求量持续上升。
2019 年工业机器人下游应用行业需求量有明显下降，尤其汽车和 3C 行业相比 2018 年购买量共下降约 4 万台。我们认为 2020 年上半年疫情后工业机器人需求不降反升，随着全球经济的进一步复苏，我们预测 2020-2023 年工业机器人装机量分别为 16.85 万 台、19.38 万台、21.32 万台、22.39 万台。
在进出口方面， 2019 年中国工业机器人进口量 6 万台，同比下降 39.37%。中国出口量 2017-2019 年持续上升，分别 2.77 万台、6 万台、10.55 万台，出口量年复合增速 94.91%。根据 IFR 的数据，中国工业机器人出口均价 2280 元/台远低于进口均价 16309 元/台，进出口均价差异严重。主要原因为中国出口工业机器人大部分为中低端产品，高端产品仍以采购国外厂商为主，导致进出口金额的悬殊差距。
2.2 下游应用行业广泛，长尾行业有望拉动需求
2019 年汽车行业仍是全球下游行业应用工业机器人占比最高的行业，占比 33.9%。电子行业占比 24.68%，排名第二。金属加工行业、塑料和化学制品行业、食品行业分别占比为 10.32%、6.68%、2.97%。
根据 IFR，2019 年中国仍然是工业机器人全球第一大潜力市场。工业机器人在中国的应用范围广泛，服务于国民经济 44 个行业大类。工业机器人主要服务于制造业；按细分应用行业分，中国工业机器人在下游行业分布与全球分布基本相同，汽车、电子以及金属加工行业占据前三，分别为 35.79%、28.7%、8.19%。
2018 年末开始制造业面临巨大下行压力，固定资产投资增速持续下滑，2020 年 2 月受疫情影响触底，制造业固定资产投资完成额累计增速-31.5%。疫情后固定资产投资完成额累计增速持续上升至 2021 年 2 月，2021 年 3 月整个制造业固定资产投资完成额累计增速较 2 月呈下降趋势，主要原因系 2020 年 2 月基数较低导致。2021 年 3 月制造 业固定资产投资完成额累计增速为 29.8%，计算机、通信和其他电子设备制造业固定资产投资完成额累计增速 40.4%，高增速拉动行业平均水平。2021 年 2 月汽车制造业固定 资产投资完成额累计增速在经历约 3 年持续低增长和负增长后，首次出现高于 10%的正 增长，3 月累计增速回落至-3.3%；食品制造业、金属制品业、通用设备固定资产投资完成额累计增速分别为 25.6%、23.6%、19%。
2011-2019 年中国工业机器人密度年复合增长率高达 44%。由于我国工业机器人行 业仍在高速发展，生产自动化有序进行，我们认为 2020-2023 年中国工业机器人密度将 以 20%复合增速增长。预计 2020-2023 年我国工业机器人密度将会达到 224 台/万人、269 台/万人、323 台/万人、388 台/万人。国内工业机器人市场空间巨大。
IFR 数据显示，我国 2019 年汽车行业工业机器人密度全球排名第 12 位，达 938 台/ 万人。和美国 1287 台/万人（全球排名第 7 位）、德国 1311 台/万人、日本 1248 台/万人 相比，中国汽车行业自动化生产和发达国家的差距已逐渐收窄，2010-2019 年汽车行业 工业机器人密度年复合增长率为 27.55%，结合汽车制造业的固定投资完成额累计增速持 续负增长和现有数据的增长周期等因素考虑，我们认为 2020 年、2021 年、2022-2023 年工业机器人密度增长约 9%、20%、10%；假设按此速度增长计算，预测 2020-2021 年 中国汽车行业工业机器人密度将分别达 1022 台/ 万人、1234 台/万人；2022-2023 年的汽车行业工业机器人密度分别为 1361 台/万人、1502 台/万人，2023 年中国汽车行业工业 机器人密度接近日本的密度峰值，同时也是我国近 10 年来的密度最高点，我们认为之后将会在此峰值波动停留一段时间。2019 年中国、美国、日本、德国非汽车行业工业机器人密度分别为 95 台/万人、139 台/万人、273 台/万人、199 台/万人。
2019 年国内非汽车行业自动化生产仍在起步阶段， 仅为汽车行业 2010 年的水平，上升空间巨大。我们认为随着工业机器人技术愈发成熟，作业更加精细化，工业机器人在食品、饮料等长尾行业中的包装、挑拣、分配等工作的 使用率将逐渐提高。预测 2020-2023 年中国非汽车行业工业机器人密度以 35%增速增长，分别达到 128 台/万人、173 台/万人、234 台/万人、316 台/万人。
经历疫情影响，自动化生产的优势凸显。同时在食品饮料行业中，减少产品与人的 接触更有利于保障食品安全。我们认为长尾行业将加大自动化生产力度，对于“机器换人”将会加速进行。有望拉动对中游工业机器人的需求，工业机器人产业链上游也会随之受益。

3．核心零部件高技术壁垒，伺服系统格局分散

我国工业机器人行业在经历数十年发展后形成完整的行业产业链。上游零部件作为 原材料对于工业机器人极为重要，三大核心零部件控制系统、伺服系统、减速器分别占总成本的 12%、22%、32%，合计成本占比近 7 成；目前国内大部分零部件较依赖国外知名厂商。中游为机器人本体，下游是集成系统。目前工业机器人的应用市场包括汽车、3C、食品、饮料等行业。
3.1 控制系统
控制器相当于工业机器人的大脑，对机器人的性能有决定性影响。工业机器人的控制器主要包括两个部分，第一是控制柜，控制柜中包含了多个 PLC 控制模块，用于控制机器人六轴或 N 轴的运动；第二是示教器，示教器是人机掌控的连接器，可用于编程和 发送控制命令给控制柜以命令机器人运动。工业机器人控制系统的主要任务是控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹，操作顺序及动作的时间等，具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。
控制器分为硬件和软件，核心技术为软件算法，与本体一样大部分均为品牌自主研制。控制器硬件方面国内外技术基本无异，软件算法方面国外企业优势凸显。国内外控 制器差距在于软件的算法、反应速度、兼容性等方面。由于核心算法的优势，使用外资企业的控制器的工业机器人在稳定性、故障率等指标均优于国内企业。控制器通过伺服系统操作实现工业机器人的精细动作；尤其四大家族拥有软件的底层算法，令工业机器人反应速度与准确定位等方面均优于其他企业。控制器下游应用广泛，前五大行业分别是工作机械（11.73%）、包装（11%）、纺 织（9.59%）、工业机器人（9.11%）、半导体（7.43%），总共占比 48.86%。控制器在 中国的市场规模从 2015 年 20.7 亿元增至 2018 年 42 亿元，年复合增速 26.6%。假设每 台工业机器人配套一套控制器系统需3.5万元，根据中国工业机器人销量预测，2019-2023 年控制系统规模分别为 49.2 亿元、59 亿元、67.9 亿元、74.6 亿元、78.4 亿元。
中国控制器市场主要以四大家族发那科、库卡、ABB、安川电机为主导，分别占比 为 16%、14%、12%、11%，CR4 占据约 53%市场份额；外资品牌控制器的国内市场份 额占比超过 80%。国内控制器企业的软件算法技术与国外存在差异，尚未对市场上知名 品牌或四大家族形成威胁。
3.2 伺服系统
伺服系统又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服 系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变 化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。伺服系统作为工业自动化的重要组成部分，是工业机器人的执行器，利用电动机产生的力矩驱动机器人本体，使机器人得以做出各种动作。一个普通的伺服系统主要由伺服驱动器、伺服电机、编码器（反馈装置）三部分构成。
伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位。伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。它可控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
机器人自由度的高低取决于其可移动的关节数目，关节数愈多，自由度越高，位移 精准度也越出色，所需使用的伺服电机数量就相对较多；简单而言，越精密的工业型机器人，其内的伺服电机数量越多。目前全球伺服系统以日本品牌为主导分为三大类，日系、欧美系、国产。日系代表有松下、安川、三菱、三洋等；欧系包括西门子、施耐德等；国产企业有埃斯顿、汇川技术、雷赛智能以及中国台湾的台达等。我国大陆伺服系 统技术比日本、欧美企业起步较晚，在 2000 年后开始自主研发。目前我国伺服系统大 部分进口为主，中国大陆企业国内市场占比仍有待提升。
2019 年日本品牌伺服系统企业松下和安川占据第一、二名。日系品牌销量有下滑趋势，总占有率相比 2018 年下降 4%至 43%；欧美品牌除施耐德（2.5%）销量下降导致总占有率下降 1%至 9%，西门子（4.2%）、贝加莱（2.3%）销量均有稍微涨幅；中国大陆企业汇川科技（10.7%）、雷赛智能（2.3%）与台企台达（13.5%）总体占据市场份额 26.5%，较上年有 1.5%涨幅。经历 20 年发展，通过引进与吸收国外先进高新技术，国 内伺服系统企业在高速成长，在中国市场占据份额有望持续增加。近年来国内伺服系统行业发展迅速，广泛应用于电子制造、机床工具、纺织机械、包装机械、机器人等行业。伺服系统在电子制造行业应用量最大达 17.7%；机床工具 （16.1%）、纺织机械（10.4%）应用量位列第二、三名；包装机械和机器人行业分别占 10%、8.7%；其他行业占比 22.6%，包括锂电制造设备、3C 制造设备、橡胶机械等行业。我国伺服系统规模稳速增长，从 2012 年 52 亿元增长至 2018 年 116.53 亿元，年复合增 长 14.39%。
2019 年制造业明显受压，多个行业市场规模出现下降，我们认为 2019 年伺服系统 市场规模降幅小于工业机器人销量降幅，综合考虑，我们认为 2019 年伺服系统规模下 降约 4%至 111.9 亿元；2020-2021 年将以 18%增速，2022-2023 年将以 15%增速，对应每年伺服系统市场规模分别为 132 亿元、155.8 亿元、179.1 亿元、206 亿元。3.3 减速器
减速器是工业机器人必不可少的核心零部件之一，决定工业机器人的精度和负载。控制器发出指示，伺服系统执行，减速器此时便发挥作用。由于工业机器人各轴的转速和力矩参数未必在伺服系统的工作范围内，因此要搭配减速器使工业机器人各轴参数输出达到需求值。减速器是连接伺服电机和执行机构之间的中间装置，它负责把伺服电机高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速目的，并传递更大的转矩。减速器构成工业机器人运动的“关节”，每个关节使用的减速器各不相同。工业机器人对减速器的精度、负载和寿命等要求极高，其技术壁垒是工业机器人核心零部件中最高的一个，是对工业机器人本体性能影响程度最高的核心零部件。
在全球减速器销量占比中，RV 减速器和谐波减速器各占 40%，Spinea 减速器占剩余的 20%。RV（Rot-Vector）减速器和谐波减速器为工业机器人用的主流减速器。两者主要区别为承重量不同；RV 减速器主要用于 20KG 以上工业机器人关节，主要安装于机座、大臂、肩部等重负载部位。谐波减速器主要用于 20KG 以下工业机器人关节，主要安装于小臂、腕部、手部等部位。
减速器对技术要求极高，核心技术工艺主要在齿面热处理、加工精度、成组技术、装配精度等方面。在核心工艺上的丝毫差距会影响减速器的精度、刚度、损耗速度和寿 命。2018 年日系企业纳博特斯克和哈默纳科占据全球减速器市场份额的 75%，基本垄断全球市场。国内在核心技术方面相比国外相对较弱，还需有经验累积的过程。根据 GGII 数据显示，目前国内机器人减速器 70%以上份额仍被外资企业垄断，国产减速器份额占比不足 30%。减速器市场格局变化不大。四大家族仅减速器均无自主研发，使用的减速 器均为外购产品。RV 减速器和谐波减速器领域分别由纳博特斯克、哈默纳科垄断。
近年，国内谐波减速器的进步较为明显，国产谐波减速器行业涌现值得关注的企业， 绿的谐波表现较为亮眼，工艺技术水平已达国际水准；RV 减速器技术差距仍有一段距离。由于减速器作为承重，传动的零部件，磨损消耗速度较快，一台工业机器人需要 4-6 套，使用寿命大约在两年。智研咨询表示 2018 年一台 RV 减速器约 5000 元，一台谐波减速器约 2000 元。通过技术进步等因素影响，我们认为未来 RV 减速器和谐波减速器两者的合理定价分别为 4000 元和 1250 元。我国 2023 年减速器市场规模将达 121 亿元。

4．安川电机领头伺服系统领域，国内企业加速追赶

4.1 安川电机
日本安川电机成立于 1915 年，初创至今已有百年历史，可分为几个阶段。1915-1949 年是安川电机的初创期；1950-1970 年动态的安川（モートルの安川）主营动态控制业 务，于 1958 年研发全球第一部伺服电机（minertia 电机）；1970-1990 年自动化的安川 （オートメーションの安川）开始提供自动化业务；1990-2005 年机电一体化的安川（メ カトロニクスの安川）开始推动机械电子工程发展；2005 至今安川（トータルソリュー ションの安川）已经成为能为客户提供工业自动化全方位解决方案，同时公司在工业机 器人的研发与生产方面已超过 50 年经验，特别是动态控制（控制系统和伺服系统）领域的工业机器人核心技术处于世界顶级水平。根据公司最新数据显示，公司在全球伺服系统市场份额占比 17%，相比 2018 年下降 1 个百分点。

公司是全球工业机器人行业领头企业之一，与日本发那科、瑞士 ABB、德国库卡并 称工业机器人四大家族；业务覆盖工业机器人上游控制和伺服系统、中游工业机器人本体、下游工业机器人系统集成应用的全产业链。公司在采购方面有一套对环境保护准则，对供应商的筛选也有一套严格的标准；产品在安川电机工厂生产过程中会根据既定流程 把对环境影响降至最低。安川电机伺服产品系列包括Σ-7 系列、Σ-V 系列，Σ-V Mini 系列和大容量Σ-V 系列，主要应用于电子、机械行业，各系列特点明显，公司技术优势主要在于性能稳定。公司 2021 年 2 月宣布研发伺服新产品“AC Servo Drive Σ-X”，转速从每分钟 6000 转提高至 7000 转。新款伺服电机的转速为目前世界最高水平，停止时的精度也大幅改良，误差从 2 厘米减至 4 毫米。此外，安川电机执行董事表示，新型伺服产品除了供应现有下游行业外，并希望延伸至光伏、锂电等行业，还将深挖去碳化等环境保护相关市场。安川电机高端技术、品牌效应、发展历史等方面存在优势，使公司议价能力较强，占据较大市场份额；同时与合作伙伴有着良好且信赖关系，共同发展愿 为全球客户提供优质的产品和世界前沿技术。

公司专注于长期经营策略“Vision 2025”中的“i3-Mechatronics”体系，代表“integrated” （統合的に：整合）、“intelligent”（知能的に：智能）、“innovative”（革新的に：创新）。实现“产品销售+解决方案销售”一体化，即从销售单品转型为产品和解决方 案共同销售；基于客户工厂设备和数据，通过大数据做分析并提供解决方案。目前 i 3 机 电一体化将在安川电机生产工厂实行，不断完善后推出。同时公司致力于数字化转型， 结合“i 3 -Mechatronics”体系望达到工业生产核心竞争优势。

4.2 埃斯顿
南京埃斯顿自动化成立于 1993 年，是国内工业机器人行业龙头。公司业务与安川电机在工业机器人业务方面相同，覆盖上中下游，构建从技术、成本到服务的全方位竞争优势。实现机器人产品线“ALL MADE BY ESTUN”的战略。2015 年埃斯顿于深交所上市，进入快速发展阶段。公司先后收购意大利 Euclid、英国 Trio、美国 Barrett、德 国 M.A.i、德国 Cloos 等工业机器人技术型公司，为公司扩大技术优势、走向国际化提供强劲的支持，向工业机器人四大家族看齐。

目前公司是中国少数具有控制器、伺服系统等机器人核心部件自主核心技术的机器人企业，公司将不断巩固技术领先地位、大力加强研发创新、提升核心竞争力，赶超国际品牌。公司拥有“国家机械工业交流伺服系统工程技术研究中心”、“江苏省交流伺 服系统工程技术研究中心”等多个研发中心；先后承担多项国家项目，为中国智造做出 贡献，成为工信部力推“中国机器人 TOP10”标杆企业之一。公司伺服产品有通用伺服 驱动器 Pronet 系列和 Summa 系列；通用伺服电机 EMG 系列、EMB 系列、EMJ 系列、 EML 系列。埃斯顿伺服驱动器产品与安川电机Σ系列各产品均具备免调谐功能、最高转 速基本相同。
公司充分发挥 TRIO 全球运动控制专家产品和技术优势，协同埃斯顿交流伺服系统 形成通用运动控制解决方案，为行业专用及客户定制运动控制解决方案。公司市场定位已从核心部件生产商向高端运动控制解决方案提供商转型，具备为客户提供复杂运动控制解决方案及高附加值产品的能力。公司在高性能工业机器人交流伺服系统关键技术研发项目中获江苏省科学技术进步二等奖。2021 年 3 月，埃斯顿与南京欧米麦克机器人签订投资协议，优化整合双方资源。欧米麦克和埃斯顿将充分利用双方高端技术，共同推出基于埃斯顿运动控制平台的高精度全方位移动机器人，以满足各行业用户需求；基于埃斯顿的产业生态链资源及全产业链发展战略，充分发挥欧米麦克先进技术及经验，为用户提供准确无误、稳定可靠和效率更高的智能化物流解决方案。

4.3 汇川技术
汇川技术成立于 2003 年，从事工业自动化和新能源相关产品研发、生产和销售业务；公司聚焦工业领域的自动化、数字化、智能化，以客户价值需求为导向，立足国内、拓展国际，为全球客户提供创新的解决方案与服务。经历时间与经验的积累，公司已成为国内工业自动化领先企业。目前公司伺服系统在中国市场份额处于前五名，伺服系统产品的市场占有率位居内资品牌第一名。汇川技术通过并购打通产业链，吸收并购企业的技术、优化资源，与公司自身研发技术等方面发挥互补作用产生协同效应，得到迅速发展。
公司技术产品分为标准化产品与定制化产品，根据宏观行业分析、客户关键需求分析、技术发展方向分析等方面进行技术储备和产品开发。公司研发涵盖“技术研究、平台产品开发、定制化产品开发”。通过技术研究和预研，跟进国际领先技术，补齐关键技术短板，并对关键器件进行前瞻性研究；通过平台产品开发，搭建高性能、高可靠性、 低成本的标准化平台产品，为客户提供综合产品解决方案；通过定制化产品开发，为行业客户提供创新的定制化解决方案。公司伺服产品众多，分为小功率伺服产品、中大功率伺服产品以及通用伺服产品；根据不同配置、设置等有不同的系列产品；适用场景与安川电机基本相同。
公司打造先进的供应链管理模式，基于质量管理、交付管理、成本管理的全流程运 作体系保证了产品的高品质、低成本和快速交付的竞争优势；建立以计划、采购、制造、 质量、工艺、物流为核心业务的扁平化生产组织，高效柔性地保障市场要货需求。根据 产品交付特点不同，生产模式为“订单+安全库存”模式。公司产品下游应用极其广泛，伺服系统类产品通过代理商、经销商、系统集成商将产品销售给客户；采购量大、个性化产品要求高的战略客户以直销为主。

4.4 雷赛智能
雷赛智能成立于 2007 年，专注于为智能制造装备业提供运动控制核心部件及行业 运动控制解决方案的技术型企业，主营步进系统类、伺服系统类、控制系统类产品。经过不断的技术研发，公司已掌握伺服系统核心技术，已取得 71 项专利技术和 107 项软件著作权，部分技术已达到世界级水平。公司与比亚迪、大族激光、立讯精密等企业建 立长期合作关系，同时是华为、富士康、宁德时代等行业龙头的产业链核心部件供应商。
公司采取行业营销、区域管理的销售模式；以直销为主、经销为辅的方式，基本覆 盖全国的营销服务网络。公司坚持“深挖老行业，开拓新行业”的市场营销策略，产品的应用领域不断拓展，新客户开发及订单获取增长情况良好，为公司不同类型产品应用 积累了大量的用户资源。生产采取外协生产和自主生产相结合方式；公司产品由半成品组件和结构组件组合而成，PCBA 半成品加工主要采用外协生产完成；自主生产为完成半成品组装、软件烧录、测试和检验等核心工序，以达严格控制产品质量。生产策略采用备货式生产和订单式生产相结合模式，非标定制品按订单生产，充分兼顾生产计划的原则性和灵活性。
公司始终坚持以技术研发和产品创新为业务发展的核心驱动力。产品研发创新体系包括产品中心、研发中心和测试中心三大部分。公司“新产品、新行业、新客户、新项目”策略取得成功；高压伺服电机系列和 L7 系列为公司主要伺服产品，ACM2 系列伺服电机最高转速每分钟 6500 转。2020 年公司研发高端伺服 L8 系列，其性能指标达到国际一流水平；产品目前主要应用于电子制造、机器人、医疗等行业，同时大力开拓了光伏、锂电、物流、激光切割领域等多个客户与项目。
安川电机、埃斯顿已建立核心零部件-工业机器人-集成系统/解决方案销售的模式转型，形成工业机器人全产业链覆盖。受到疫情影响，数字化转型将是一个趋势，埃斯顿将建立核心部件-机器人-工业互联网商业闭环，通过大数据实时收集生产数据，精准快速判断异常情况，保证产品质量；同时通过检测设备中数据，预测设备和装置故障，实现对设备的防御性维护，以新的商业模式获取服务费。安川电机的商业模式基本相同， 中长期计划实行数字化改革，同时结合实行 i 3 体系的商业模式，实现“产品+解决方案销售”策略。汇川技术和雷赛智能也以工业自动化和行业解决方案的模式覆盖产业链。
埃斯顿、汇川技术、雷赛智能以收购企业吸收技术和自主研发的组合模式提高企业 技术水平，相比安川电机收购企业获取技术的机会较少。安川电机经历百年发展，屹立不倒，秉持着不断创新，研发领先技术的愿景，站在伺服系统行业的顶端。埃斯顿、汇川技术、雷赛智能累积多年经验，伺服系统产品核心技术已达世界级标准。安川电机在品牌效应、技术历史等方面优势显而易见，最新产品最高转速达每分钟 7000 转为世界顶级水平。但国内企业在技术方面正奋力追赶，国内企业的产品与安川电机所有Σ系列 产品的参数、规格大致相同，应用下游行业或场景大部分一致。我们认为剔除损耗方面考量，埃斯顿、汇川技术、雷赛智能的伺服系统产品有望在中国市场替代安川电机伺服系统产品。

4.5 财务分析
安川电机的营收规模远大于国内企业。2015-2018 年营收持续增长，2019 年营收 262.68 亿元，同比下降 0.52%。对比国内企业埃斯顿、汇川技术、雷赛智能 2015-2020 年营收保持增长，其中 2019 年营收分别为 15.81 亿元、73.9 亿元、6.63 亿元，同比增长 8.23%、25.81%、11.19%；2020 年营收分别为 25.10 亿元、115.11 亿元、9.46 亿元，同比增长 58.74%、55.76%、42.69%，主要是下游行业复苏，工业自动化需求增长推动。安川电机2015-2019年营收年复合增长率6.47%，埃斯顿、汇川技术和雷赛智能2015-2020 年营收年复合增长率分别为 39.04%、32.96%、20.78%，国内企业年复合增速为安川电 机的 3 倍以上。（注：安川电机 2020 年财报暂未公布，故采用 2019 年财报数据；2020Q2 埃斯顿在同一控制下合并鼎派机电，故 2019 年营收、归母净利润等数据为追溯后数据。）安川电机 2019 年主营业务分为动态控制、机器人、工程系统，分别占总营收的比例为 43.29%、37.03%、14.14%。埃斯顿 2020 年核心零部件和工业机器人业务占比分别为 33%和 66%，相比 2019 年营收构成变化较大，主要系工业机器人业务坚持“通用+ 细分”战略和收购合并德国 Cloos 的技术、品牌效应等因素助力增加通用机器人和焊接 机器人的销量扩大营收占比。汇川技术 2020 年工业自动化业务占比 81.24%，较 2019 年上升 1.17 个百分点，其中运动控制类产品占比 18.98%，较 2019 年上升 3.46 个百分点。雷赛智能伺服系统类和控制技术类业务占比分别为 22.58%、15.65%，较 2019 年增长 -0.73%、1.66%；安川电机 2019 年扣非归母净利润为 9.95 亿元，同比下降 57.23%，主要系当年需求较低迷、收入减少等因素影响。埃斯顿、汇川技术、雷赛智能 2020 年归母净利润分别 为 1.28 亿元、21 亿元、1.76 亿元，分别同比增长 103.97%、120.62%、63.54%，归母净利润均实现高增长，主要原因为行业需求旺盛，收入大幅增长。
安川电机 2019 年毛利率为 30.39%，同比下降 2.65 个百分点；净利率为 3.83%，同比下降 4.74 个百分点；埃斯顿 2020 年毛利率为 36.01%，同比几乎持平，上升 0.02 个百 分点；净利率为 6.04%，同比小幅下降 0.16 个百分点；汇川技术 2015-2019 年毛利率和净利率持续下降至最低点，2019 年分别为 37.65%、13.67%，2020 年盈利指标回升，分别为 38.96%、18.95%，主要系降本增效措施及产品销售结构变化策略效果良好。雷赛 智能 2020 年毛利率为 42.34%，同比上升 0.28 个百分点；净利率为 19.88%，同比上升 2.8 个百分点；毛利率和净利率自 2019 年开始回升，净利率创新高。安川电机相比国内企业，全球市场份额占据较大，与发那科、ABB、KUKA 稳占全 球前四地位。安川电机 2015-2019 年海外收入占比维持在 63%以上，海外销售地区有美洲、中东、亚洲等；出口中国营收金额为海外营收最高约 51.12 亿元，占海外营收的 30.86%。埃斯顿 2020 年海外营收占比大幅提升，2019-2020 年海外营收分别为 4.06 亿元、11.27 亿元，占总营收 25.66%、44.89%，考虑主要系海外资源整合优化，德国 Cloos 海外资源和渠道助力导致。汇川技术和雷赛智能海外营收占比较平稳。汇川技术 2019-2020 海外 营收分别为 3.43 亿元、4.95 亿元，占总营收 4.64%、4.3%；雷赛智能 2019-2020 年海外 营收分别为 0.24 亿元、0.33 亿元，占总营收 3.64%、3.53%。安川电机 2015-2019 年研发费用分别为 8.35 亿元、10.9 亿元、10.3 亿元、11.57 亿元、12.14 亿元；2019 年国内 3 家企业中研发费用最大的汇川技术仅为安川电机的 2/3。安川电机持续投入大量资金用以技术研发，令其技术领先于其他企业，站在时代尖端。
埃斯顿持续收购国际技术型企业，以实现国际化策略，同时获得全球先进技术并可为自主研发提供强有力的技术支持；研发费用逐年增加，从 2015 年的 0.53 亿元增至 2020 年的 1.69 亿元。汇川技术通过引进国际领先技术和持续高比例研发投入，巩固在行业的领先地位；研发费用从 2015 年的 2.58 亿元增至 2020 年的 8.56 亿元。雷赛智能以市场为导向，以技术创新为核心，以项目管理为主线的研发管理体系，研发费用从 2015 的 0.38 亿元增至 2020 年的 0.87 亿元。安川电机 2015-2019 年研发费用复合增长率为 9.82%；埃斯顿、汇川技术和雷赛智能2015-2020年的研发费用复合增长率分别为26.04%、31.67%、18.37%。
安川电机技术水平已处于世界领先地位，每年研发费用率维持在 4.5%左右，意在有效利用公司资金不断提高研发能力；国内企业技术发展时间远少于安川电机的百年历史，未来研发费用仍将占据营收较高的比例。
近两年埃斯顿、汇川技术和雷赛智能都在控费减少成本，从期间费用率看出汇川技 术控费效果明显，期间费用率由 2017 年的 38.81%下降至 2020 年的 21.02%；埃斯顿 2020 年期间费用率为32.62%，同比上升0.11 个百分点；雷赛智能2020年期间费用率为 22.13%， 相对平稳。
汇川技术和雷赛智能的控费有成效，2015-2020 年销售费用率及管理费用率呈下降趋势，2020 年销售费用率分别为 7.57%、7%，管理费用率分别为 5.04%、6.47%。埃斯顿 2020 年销售费用率和管理费用率为 8.88%、12.99%，销售费用率上升 2.12 个百分点， 主要系 2020Q2 发生同一控制下合并导致。
埃斯顿、汇川技术和雷赛智能 2015-2019 年的财务费用率呈上升趋势，2020 年都有不同幅度的下降。埃斯顿 2020 年财务费用率为 4.03%，同比下降 0.3 个百分点；汇川技术和雷赛智能财务费用率分别为-0.48%、-0.58%，汇川技术财务费用率大部分时间为负。

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