机器人行业最新深度：智造中国奋力前行，机器换人大有可为

　　引言：工业机器人行业自2011年高速增长以来，保持每年30%以上的复合增长趋势。经历了2015年以来的估值下修阶段，在目前为止，我们认为在需求结构、产业阶段、估值水平等方面发生了比较明显的变化。本篇报告，我们立足于几个新的角度：

　　1. 经历了2016年以来的经济复苏，机器人行业具有典型的顺周期属性。

　　2. 国产零部件企业的突破是否有进展？

　　3. 主要的机器人企业估值回落之后，是否进入了投资时点？

　　4. 在工业互联网的浪潮下，机器人作为核心智能设备，有哪些角色转变？

　　核心观点

　　下游需求逐步扩散，核心量部件国产化空间大

　　随着自动化水平不断提高，工业机器人的运用领域逐步扩大，由汽车向电子、金属化工等领域扩散。考虑未来应用的可能，我们认为工业机器人将在汽车产业、通信电子、金属制品、化工塑料、家电行业等有较为深入的应用。机器人技术核心集中在上游零部件市场，而国外巨头拥有成本和技术优势，导致前期国内产业发展带来的红利被国外厂商占据。目前，国产企业也开始向核心零部件领域进军，通过技术积累和产业资源的积累，有望突破核心零部件的桎梏。

　　四大家族为主导，中国成为增长核心动力

　　工业机器人在产业化过程中，以瑞士ABB、日本发那科、德国库卡和日本安川为首的四大家族占据全球市场的主要份额。随着机器人产业的越发成熟，工艺和技术难点的逐步突破使得各企业之间的技术差距不断缩小，传统四大家族的市场份额被不断蚕食。根据IFR的数据，2016年中国工业机器人销量的市场份额已经达到30%，制造业的机器人使用密度接近世界平均水平，而汽车行业的机器人使用密度相对更高。随着产销规模的扩大，国产机器人企业也在积极参与国际竞争，有望迎来成本拐点，进而实现进口替代。

　　顺应经济周期和工程师红利周期，工业机器人前景光明

　　工业机器人产业呈现出顺周期性，全球销量增速与实际GDP增速的相关性极高，具体到各国而言，周期和成长属性则取决于各国经济状况和工业竞争力演化。我国的自动化装备也和经济增速有关，但呈现的弹性各不相同，工业机器人弹性最大；而工程师红利的释放，有望带动产业实现技术突破。中国工业机器人浪潮渐行渐近，具体推动因素包含几个方面：（1）外部竞争环境日趋激烈，终端企业开始逐步转型自主生产机器人；（2）劳动力成本上升叠加机器人回收期缩短，企业存在提升内部生产、管理效率的动因；（3）国家政策倾斜，机器人行业有望获得长期政策红利。

　　投资建议：一方面，国内厂商以资本为纽带通过外延式并购快速布局；另一方面，很多公司也通过自主研发的方式切入机器人产业，呈现投资并购与自主研发双轮驱动的格局，加速工业机器人国产化的进程。我们认为机器人板块的选股逻辑可以从三条主线着手：（1）具备自主研发、生产能力的工业机器人制造企业；（2）重点布局核心量部件、有望实现技术突破的公司；（3）在下游系统集成具备规模优势的企业。（由于合规因素，具体标的请参考我们正式报告内容）

　　风险提示：机器人行业竞争加剧；下游投资不及预期；外资品牌的核心零部件提价风险；外延发展实施进度的风险。

　　一、产业链梳理，零部件有望突破桎梏

　　1.1 发展历程，机器人进入智能时代

　　工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，可以代替人类完成自动化生产的需求。历史上流水线生产方式的诞生使得批量生产成为现实，为了满足大量的生产需求，各国开始研发能够替代人类生产的自动化设备。世界上第一台可编程机器人诞生于美国，并于1961年首次运用于工业现场，但当时的机器人只是用于简单搬运和重复劳动。70年代，日本日立开发出具备动态视觉的机器人，随后开始搭载微处理器，并广泛应用于工业中。经过几十年的发展，现代机器人已经具备决策和运算能力，机器人发展开始进入智能时代。

　　工业机器人产业链可以分为上中下游，上游是关键零部件生产厂商，主要是减速器、控制系统和伺服系统。控制器由硬件设计、底层软件技术和上层功能应用软件组成，通过输入程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制，相当于机器人的“大脑”。

　　中游是机器人本体，即机座和执行机构，包括手臂、腕部等，部分机器人本体还包括行走结构，是机器人的机械传统和支撑基础。按照结构形式，本体可以划分为直角坐标、球坐标、圆柱坐标、关节坐标等类型。

　　下游是系统集成商，根据不同的应用场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发，国内企业都集中在这个环节上。生产出来的机器人只有通过系统继承之后，才能投入到下游的汽车、电子、金属加工等产业，为终端客户所用。

　　1.2 需求的变迁，电子行业成为新增动力

　　汽车产业是最主要的应用领域。在传统的国内市场中，工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业。根据国际机器人产业联盟IFR的数据，2016年机器人应用于汽车行业的需求增长6%，占2016年总销量的35%。2010年以来，主要汽车生产国对新兴市场的新产能投资导致机器人装机数量的增加。尽管近几年现有产能出现剩余，但应用新材料、开发高效率驱动系统以及汽车行业的激烈竞争，都推动了机器人产业的投资。汽车工业的发展是一直是工业机器人增长的原动力之一。

　　需求结构出现变化。随着人工成本逐渐上升，自动化水平不断提高，工业机器人的运用领域逐步扩大，由汽车向电子、金属化工、食品饮料等领域扩散。自2013年以来，电子行业的机器人销售额显著上升。根据IFR的数据，2016年电子行业的销量增长41%达到91300套，占2016年总销量的31%，2011年至2016的年均增长率为19%。机器人产业对电子产品的需求日益增长，包括对电池、芯片和显示器的需求，都是促进行业占比提高的驱动因素。

　　考虑未来行业应用的可能，我们认为中高端工业机器人将在汽车产业、通信电子、金属制品、化工塑料、家电行业等有较为广泛及深入的应用。而中国内地广泛存在的其他行业则有望采用中低端工业机器人，这些行业包括仓储物流、五金卫浴、石油化工、食品饮料等，众多下游领域的需求还在形成与增长中。

　　1.3 核心零部件，国产替代空间较大

　　从成本来看，机器人技术的核心和难点就集中在上游零部件市场，成本和利润也都集中在这一领域，减速器、控制器和伺服电机占总成本的比例接近70%。因此，掌握核心零部件的企业就占领了产业高点，其议价权就相对更强。

　　控制器：技术难度较低，硬件差距较小。通过传感信息控制机器人完成一系列动作，主要控制运动轨迹、操作顺序和时间等。控制器本质上就是一个数据处理器，随着半导体技术的成熟，半导体芯片的性价比越来越高，因此控制器在硬件上并无太高门槛。在机器人的核心零部件中，控制器的技术难度是最低的，国内企业开发的控制器产品已经可以满足大部分功能要求。

　　但控制器的核心在于算法要与机器人本体相匹配，成熟厂商一般是自主开发控制器，因此国内企业控制器尚未形成竞争优势。根据OFweek机器人网的数据，2015年国内控制器市场中，发那科、安川、ABB占据53%的份额，爱普生、OTC等二线企业占据23%的份额。可以说，国产控制机在硬件上与国外差距不大，差距主要是算法和兼容性方面。

　　伺服系统：国内品牌占据一定市场份额。利用各种电机产生的力矩，驱动本体执行各种动作，通常由伺服电机以及伺服驱动器组成，其中最主要的产品就是伺服电机。根据产业信息网的数据，我国伺服电机市场随着工业机器人的发展而不断扩张，主流的供应商包括日本松下、安川、三菱，以及欧美的伦茨和博世力士乐。

　　国产品牌主要集中在中低端，高端产能和技术水平不足，因此主要依赖进口。根据《工业机器人产业竞争情报分析》论文公布的数据，我国伺服电机以日系、欧美系等品牌为主导，自有品牌率仅占15%。但是诸如汇川技术、埃斯顿等国内企业也占据了一定市场份额，未来有望实现伺服电机的进口替代。

　　减速器：技术壁垒最高。减速器按结构可以分为谐波齿轮、摆线针轮行星、RV、精密行星和滤波齿轮减速器等5种，其中RV减速器有逐渐取代谐波减速器成为最主流减速器的趋势。

　　目前，一台减速器在国外的成本约2-5万元，而国内进口这类产品的成本在7-12万元，进口成本高昂。根据OFweek的数据，2015年全球精密减速器市场被日本的两家企业所垄断，其中纳博特斯克生产RV减速器，约占60%的份额，哈默纳科生产谐波减速器，约占15%的份额。

　　减速器市场空间较高，国产企业布局积极，有望率先突破。一般情况下，一台通用机器人需要的减速器个数为4-6套。对于已保有的工业机器人，减速器本身有额定的工作寿命，需要定期更换。期间减速器作为传动、承重部件，磨损是不可避免的，因此，我国当前保有工业机器人维修保养也需大量的减速器。

　　减速器是制约降低国产工业机器人成本最重要的因素。尽管目前国产工业机器人减速器研发困难重重，国内产品的性能与日本还存在一定的差距，但是整体产品的质量在逐步提高，目前国内部分上市公司已经开始积极布局精密减速机业务。主要上市公司包括双环传动、秦川机床、上海机电和巨轮股份等，其涉足类型包括合作研发和自主研发。这些公司原有业务也基本上属于精密仪器件领域，包括齿轮、数控机床等。

　　以双环传动为例，公司2014年开始加快布局RV减速器，曾经承担863专项课题“机器人RV减速器研制及应用示范”、国家工信部智能制造专项“工业机器人高精度减速器智能制造建设项目”。目前公司已拥有全系列RV减速器销售能力，实现小批量供货。最近，公司与埃夫特签订战略合作协议，埃夫特将在2019年6月前采购公司减速器一万套，共同促进工业机器人和关节减速机的市场占比，扩大市场份额和影响力，共同打造中国名牌产品。RV减速器进口替代需求强烈，随着国产企业由小批量生产向大批量供货迈进，国产减速器业务有望迎来拐点。

　　总体来看，国产企业大多集中在中游的本体组装和下游的系统集成，这些环节的工业附加值较低，利润微薄，导致前期国内工业机器人发展潜力带来的产业红利被国外厂商占据。目前，国产企业也开始向核心零部件领域进军，诞生了一批真正拥有自主产权的企业，上市公司主要包括新松机器人、新时达、埃斯顿、华中数控等，非上市公司主要是广州数控、雷赛智能、南通振康等。这些国内优秀公司若能在零部件技术上实现突破，那么工业机器人行业有望迎来进口替代。

　　二、竞争格局，中国市场处于崛起之路

　　工业机器人诞生于美国，在随后的产业化过程中，核心生产技术一直牢牢掌握在欧美国家手中，以瑞士ABB、日本发那科、德国库卡和日本安川这四大家族为主导的国际企业占据了全球工业机器人市场的主要份额。2008年全球金融危机之后，机器人市场规模持续扩大，行业增速稳定。

　　根据IFR的数据，2016年中国工业机器人销量的市场份额已经达到30%，这些年中国的产业升级以及对工业自动化改造的需求激活了机器人市场，使得全球工业机器人使用密度大幅提升，国际企业纷纷在中国抢滩登陆。中国市场的崛起，带动全球机器人市场迎来新一轮增长。

　　2.1 行业增速稳定，形成以四大家族为主导的竞争格局

　　世界工业机器人在产业化的过程中，形成了三种不同的发展模式：日本模式、欧洲模式和美国模式。日本注重产业链的分工，总部负责以生产新型机器人为目标，并将任务拆解，由子公司分工完成。以安川为例，旗下子公司分别负责研发、生产、组装和销售等一系列流程，这种全产业链布局将市场交易转化为企业集团内部生产，使生产更加稳定；而在欧洲，制造商主要负责设计和技术研发，实行外部采购零部件并最终组装的模式；由于美国本土不生产机器人，通常由公司进口，再自行设计外围设备。目前中国工业机器人产业化的模式与美国接近，众多企业集中于机器人系统集成，核心零部件的技术掌握在几家国际巨头手中，核心零部件技术的缺失严重抬高国内工业机器人成本。

　　全球工业机器人保持稳定增长。随着产业化的深入，工业机器人性能得到不断提升，其在各种行业的应用也保障了工业机器人的需求。根据IFR的统计数据，2016年全球工业机器人销售额首次突破132亿美元，同比增长13.8%，2012-2016年年均复合增长率15.9%。从销量来看，2009年受到全球金融危机的影响，当年销量下滑46.9%；随后世界经济进入缓慢复苏阶段，工业机器人销量也随着经济周期而稳定向上。2016年工业机器人销量29.4万台，同比增长15.7%。从保有量的角度来看，不仅仅是保有量的绝对值，其增速也呈现边际加速的趋势。2016年全球工业机器人保有量182.8万台，同比增长12%，增速创下近十年新高。整体行业还处于上升通道之中，增量空间较大。

　　发展集中度高，中国成为主要市场。2016年中国、韩国、日本、美国的工业机器人销量分别为8.7、4.1、3.9和3.1万台，中国的市场份额已经达到了30%，接近欧洲和美洲的总和（9.7万台），是全球第一大消费国。这四个国家占到全球销量的67.5%，他们对工业自动化的需求支撑了工业机器人市场，也使全球工业机器人使用密度大幅提升。

　　国际四大家族收入及市场份额测算。从国际竞争格局来看，目前工业机器人市场基本被瑞士的ABB、德国的库卡、日本的发那科和安川电机占据。日本的机器人市场发展较为成熟，在工业机器人关键零部件（减速机、伺服电机等）的研发方面具备较强的技术优势，使得其制造商国际竞争力较强；而德国的工业机器人在人际交互、机器视觉和系统集成方面有一定优势。我们根据各家企业公布的年报业务拆分进行了统计，近几年ABB、库卡、发那科和安川的工业机器人业务收入均保持在10亿美元以上，但是相互之间的差距在不断缩小。我们进一步以当年工业机器人的销售额为总量，测算各企业的市场份额。

　　根据我们的测算，四大家族的合计市场份额出现了持续性的下滑。随着机器人产业的越发成熟，工艺和技术难点的逐步突破使得各企业之间的技术差距不断缩小，传统四大家族的市场份额被不断蚕食。如果国内企业也能够参与到国际竞争中，那么将充分享受市场扩张和产业化深入带来的红利。

　　我们梳理了国内外主要机器人企业的经营数据。从总体业务收入来看，ABB的营业规模要远高于其他企业，主要因为ABB是电力电机设备巨头，机器人业务比重仅为4%左右，但从机器人业务来看，日本发那科的体量最高。从毛利率和营业利润率来看，发那科的盈利水平要显著高于其他企业。原因在于发那科可以自主生产机器人核心量部件伺服电机以及控制系统，这种内部生产与机床业务形成了规模效应；其次就是发那科软件业务毛利率较高，拉高整体盈利水平。而ABB的一些零部件产品需要外购，考虑到核心零部件占总体成本较高，外购费用拉低了机器人业务的毛利率，但在电机领域的优势，也使ABB的营业利润率能维持在8%-10%。相比之下，库卡的营业利润率在几家企业之中处于较低水平，部分原因在于零部件的外购，但主要因为库卡专注于焊接设备，下游应用主要集中在汽车行业，核心客户包括戴姆勒、大众、通用汽车、奔驰等。汽车行业发展成熟，竞争充分，盈利水平相对较低。

　　ABB和日本安川以电力设备起家，发那科则继续巩固在控制系统领域的优势，而库卡则专注于汽车行业的焊接设备生产，几家企业都是在掌握了核心技术之后，最终走向了纵向全产业链一体化发展，成为机器人巨头。

　　2.2 国内企业奋力前行，中国成为增长源动力

　　中国市场发展迅速。过去几年，由于我国制造业装备智能化改造升级的需求日益凸显，工业机器人市场需求旺盛。2016年，我国工业机器人销售额34亿美元，同比增长31.3%，2012-2016年复合增长率34%，市场发展速度显著高于世界平均水平。我国已成为世界机器人发展的主要增长动力。。

　　机器人密度接近世界平均水平，汽车行业密度相对更高。根据IFR的数据，2016年全球机器人平均密度约为每万名制造业员工中，安装74台工业机器人。目前世界上自动化程度最高的国家是韩国、新加坡、德国和日本。自2010年以来，韩国在制造业中拥有的机器人密度一直是最高的，尤其是韩国在半导体技术的快速发展拉动了机器人的新一轮投资，2016年密度为631台/万人。而新加坡的密度为488台/万人，主要由于制造业员工较少且机器人大量安装，因此使用密度非常高。而德国和日本的机器人密度分别为309和303台/万人，自2009年以来，日本机器人密度一直在下降。

　　由于近年来机器人销量的显著增长，中国机器人使用密度已经达到68台/万人，基本持平世界平均水平，但仍然落后于工业发达国家（根据IFR的数据，2016年工业国家机器人密度普遍超过200台/万人）。

　　然而这种平均使用密度是以制造业员工数量为分母，中国较高的人口基数注定了使用密度处于较低水平，我们进一步测算了工业机器人在汽车行业的使用密度。我们使用工业机器人保有量/汽车保有量，从测算结果来看，韩国、德国和日本是汽车行业使用机器人密度最高的国家，全球平均密度为14台/万辆，而中国在这一指标上超过了世界平均水平，为20台/万辆。中国机器人在汽车行业较高的使用密度，也在一定程度上反映出中国工业机器人的高速发展水平。

　　国际巨头加快布局中国市场。随着中国市场重要程度的日益提高，国际工业机器人巨头也看中了中国巨大的发展潜力。为了快速响应中国市场需求、降低产品制造成本，国际巨头也都纷纷在中国建立产业基地，全方位抢占市场高点。ABB、安川、发那科都在中国成立了本体制造商，库卡宣布再次加大对中国的投资，建设中国二期厂房，以满足中国市场以及其他亚洲市场对自动化解决方案的需求。那不智二越、纳博特斯克等也都在中国成立了生产基地。由于国外巨头把控着众多核心零部件环节，因此巨头的涌入给国产机器人，尤其是以低端机器人应用集成为主要营业收入来源的公司，形成了重要的冲击。

　　我国机器人产业基础薄弱，目前市场主要份额仍然为国外机器人品牌所占据，特别是以传统“四大家族”为首的优势企业。2016年库卡、ABB、安川、发那科在中国的市场份额分别为14%、13%、12%、18%。除去其他外资品牌的份额，市场表现较好的国内厂商分别是新松机器人、埃夫特、埃斯顿、广州数控等，这些厂商相较其他本土企业起步较早，目前都已具备一定规模和技术实力。

　　随着产销规模的扩大，国产企业有望突破成本桎梏。工业机器人企业的发展水平、盈利状况与其产销规模密切相关，经验上，年产销100台套可称为起步，年产销500台套可实现收入-支出的平衡，年产销1,000台套以上有望实现盈利。根据《我国工业机器人技术现状与产业化发展战略》的研究，以165kg焊接机器人产业化成本分析为例，随着核心零部件国产化，优化配套厂家资源，批量材料加工件效率，当年产销达到1000台套时，单台成本将由当前的30万元左右降到18万元左右，大幅降低56%。我们进一步梳理了我国主要机器人企业的主要收入，新松机器人、拓斯达、埃斯顿、伯朗特四家企业机器人业务收入大幅增长，2016年合计收入打动12.7亿元，同比增长超过50%。国产企业的增速高于国内机器人市场，可以说国内品牌的市场占有率和影响力在逐步扩张。随着产销规模的扩大，国产机器人企业奋力前行，有望突破成本桎梏，进而实现国产替代。

　　国产品牌积极布局机器人业务，产业集群逐步形成。近年来，在需求快速扩张及国家创新政策的引导下，大批国内企业与科研院所合作进入机器人生产领域，全国范围都掀起建设机器人产业园区的热潮，一定程度上促进了地方机器人产业的发展。随着我国企业研发技术的提高，各地骨干企业已经在部分零部件领域实现了技术突破，并逐步向本体开发或一体化纵向发展。同时，随着行业自身的优胜劣汰，以及地方政府对机器人产业发展定位的高度重视，在长三角、珠三角、京津冀及东北地区形成了一批机器人产业园区。新一轮的产业集群正在逐步形成，相互之间的协同效应有望使我国机器人产业迎来拐点。

　　三、趋势展望，机器人浪潮渐行渐近

　　近几年，德国和美国分别提出了工业4.0和工业互联网的概念，以应对制造业的疲软，强调“制造业回归”；中国也提出了中国制造2025，用于制造业技改和自动化升级。这些政策虽然概念不同，但其核心都是实现制造业自动化、智能化，大幅提高生产力，工业机器人的发展将会引起政府的高度重视。尤其是在中国经济景气度持续、工程师红利发酵的背景下，中国工业机器人展现出更强的弹性，顺周期属性进一步凸显。国家政策倾斜、外部竞争加剧和产业发展的倒逼，都将产生催化剂的作用，推动中国工业机器人的弯道超车。

　　3.1 顺周期性，中长期发展的持续性

　　随着资本积累和技术进步，在劳动力成本上升的情况下，我们已经逐渐跨入了一个机器人的时代。在此过程中，也诞生了ABB、发那科等机器人厂商。我们认为，机器人产业的发展与国家的经济周期存在千丝万缕的关联，我们试图通过发掘二者之间的关系来寻找工业机器人的需求拐点。

　　工业机器人的需求量增速与GDP增速关联性较强。由于中国经济的持续增长，在成本压力之下制造业对于工业机器人的需求快速扩张。中国已成为全球工业机器人最大的市场，根据IFR的数据，2006-2016年中国占全球机器人销量的比重从5%上升至30%。可以说，工业机器人在伴随着中国经济的上升周期而崛起。

　　除中国市场外，全球工业机器人销量增速与实际GDP增速的相关性极高。处于扩张期的中国对于全球工业机器人销量影响很大，为了剔除中国的影响，我们进一步对比了除中国以外的工业机器人销量增速与全球实际GDP增速的关系。我们发现，总体来看在全球其他区域，工业机器人呈现非常明显的顺周期的需求特征。受亚洲金融危机、互联网泡沫、全球金融危机的影响，全球GDP增速在1999年、2001年和2009年出现了大幅下滑，在这几年机器人销量增速也出现了负增长。而在其余各年份，工业机器人销量增速伴随着GDP增速而波动，并且幅度更高。近几年，工业机器人在全球经济的缓慢复苏中稳定增长。

　　具体到各国而言，周期和成长属性则取决于各国经济状况和工业竞争力演化。以主要发达国家为例，美国的工业机器人销量的成长性较强，2006-2016年的销量复合增长率达到7.8%，远高于其同期的GDP或工业增长水平；而日本的工业机器人销量则主要体现了周期波动，德国的情况则介于美国与日本之间，其工业机器人需求既体现一定成长性，也有较强周期波动。

　　结合中国的情况，我们认为总体上工业机器人的需求呈现出顺经济周期波动，具体要考虑各国的经济发展和工业基础，此时将呈现出周期和成长结合的趋势。

　　我国的自动化装备也和经济增速有关，但呈现的弹性各不相同，工业机器人弹性最大。从历史数据来看，我国自动化装备，例如叉车、金属切削机床，与制造业投资息息相关。在09-11年的四万亿投资中，大量基建投资拉动制造业上行，同期的自动化装备增速较快。

　　而从短周期的视角来看，2016年以来，我国制造业呈现改善态势，相应的以制造业投资为主要需求来源的装备多数迎来明显好转的市场态势，但是各产品的弹性各不相同。回暖的受益力度，既与产品属性有关，也与企业竞争力有关。

　　机床与工业机器人相比，都在制造业工厂中广泛应用，但前者与工业企业的产能扩张、技术升级的关联度更高，而后者同时还受益于劳动力的替代。根据国家统计局的数据，我国金属切削机床2017年全年产量为64万台，同比仅增长6.8%。而由于企业竞争力的差异，工业机器人相比叉车的弹性要更高。根据国家统计局数据，叉车在2017年销量达到49.7万台，同比增长34.2%；而2017年我国工业机器人产量为13.1万台/套，较上年同期增长68.1%，高基数上还有增速加快的现象。工业机器人的弹性在自动化装备中是最高的。

　　中国工业机器人还将受益本轮工程师红利周期。20世纪80年代初，我国人口出生率为1.82%，在随后的几年中保持在2%以上的高位。随后计划生育的出台使出生率于90年代逐步下滑。这批80年代婴儿潮的成长历程对应着中国产业结构的变迁，在婴儿潮人群20岁左右，即1998-2007年，是中国出口产业链发展最迅速的时代；而在婴儿潮人群25-28岁左右，即2004-2013年，迎来中国房地产的黄金十年。

　　我们对比了我国工业机器人销量增速与25-34岁占总人口的比例，在2009年之前，二者几乎完全同步，而在2009年之后，25-34岁人口比例逐步回升，而机器人增速也在震荡中上行。目前我国25-34岁人口比例已经恢复到17%的高位，而随着人口周期的进一步演化，婴儿潮人群将进入黄金工作年龄，在各个岗位担任重要职务。这将发挥出中国素质教育普及的优势，促成中国产业链升级的第三个阶段，即人口红利向工程师红利转化，而中国机器人产业的发展也将充分受益本轮工程师红利。

　　随着青年人口比重下降，劳动密集型产业已难有优势，将向技术密集型产业转移，向高端装备制造倾斜，即十九大报告中提出的制造强国战略，而工业机器人作为通用型高自动化装备，将是制造强国的必经之路。而婴儿潮人群整体接受过系统化的教育，这一代人成为职业主力的阶段，将推动中国新产业开始加速赶超。中国PCT专利申请量的占比在快速提升，并且很可能在两年内居全球第一位。其实人才的积累与技术收获是一个相辅相成的过程，中国的人口红利引导制造业做大，而工程师红利周期将引导制造业做强，带动工业机器人的成长。大量的研究型人才以及留学归国人员为机器人产业发展积累了雄厚的人才储备，有望使行业突破国企的技术封锁，实现中国制造业的升级。

　　机器人的周期特性结合中国经济的成长属性，中国工业机器人产业有望迎来戴维斯双击，而本轮工程师红利的到来，有望带动行业实现技术突破、做大做强。

　　3.2 多重因素助推，中国机器人前景光明

　　站在当前的时点，中国工业机器人产业已经处在爆发的前夕，具体的推动因素包含几个方面：（1）外部竞争环境日趋激烈，终端用户企业开始逐步转型自主生产机器人；（2）劳动力成本上升叠加机器人回收期缩短，企业存在提升内部生产、管理效率的动因；（3）国家政策倾斜，机器人行业有望获得长期政策红利。

　　（1）外部环境：竞争加剧，终端企业向上游延伸

　　由于近几年中国工业机器人的需求迅速膨胀，采购规模也随之水涨船高，下游重点需求领域的龙头企业，例如富士康、美的等，开始加快研发和自供机器人。以美的为例，美的集团在收购国际机器人“四大家族”之一的德国库卡公司后正式宣布进军机器人产业，通过自身积累的下游行业应用经验，与库卡在上游核心零部件、中游本体生产环节的技术，迅速建立起竞争优势；随后，美的与以色列运动控制系统解决方案提供商Servotronix达成战略合作，与安川建立机器人合资公司生产工业机器人和服务机器人。除此之外，还有上海机电、埃夫特、东方精工等利用资本市场的杠杆切入机器人产业。

　　当然，传统制造业在实现自动化升级的过程中，除了以资本为纽带快速布局，很多公司也通过自主研发的方式切入机器人产业，呈现投资并购与自主研发双轮驱动的格局。例如，格力电气已经在机器人定位为未来转型方向，并已在工业机器人、智能AGV、注塑机械手等10多个领域进行投入，投资建设了集团智能机器人武汉生产基地，2017年计划生产2500台套智能机器人。而富士康则从小型化机器人的研发着手，第一台样机深圳1号于2006年底研发成功，2008年产量约500台，2010年富士康机器人产能增加至年产能1万台，并于2012年达到最高峰年产量8,000台，占当年国内机器人市场的份额达到29%。2013年，富士康机器人的销量回落到3,000台，主要是因为机器人产品寿命5-8年，而手机制造工艺变化不大，追加新设备不多，设备投资的周期性影响了产量。

　　（2）内部管理：劳动力成本上涨与机器人成本下降形成“剪刀差”

　　2013年开始，我国工业机器人行业开始爆发式增长，原因在于劳动力短缺造成的人工成本上行，以及产业化进程的推进使得机器人生产成本下降，下游行业机器换人的节奏加快。

　　劳动力成本上行：由于生育持续保持较低水平和老龄化速度加快，15-64岁劳动年龄人口的比重从2010年的高点（74.5%）持续下滑，2017年底降至71.8%。目前的人口结构中，比老龄化更严重的问题是青壮年劳动力不足。党的十八届五中全会提出实施全面二孩政策，但要形成劳动供给增量需要18年以上，同时，由于二胎生育的增加还将降低现有青壮年劳动力的供给。

　　随着人口红利的消失，我国制造业的劳动力成本优势也不再具备。根据国家统计局公布的数据，2012年-2016年，我国人均可支配收入以8%左右的增速逐步上涨，如果保持现有增速水平，2019年底我国人均收入将达到4.2万元。劳动力成本的上升导致制造业成本提升，在劳动密集型产品中，制造业受到人工成本冲击非常明显。

　　工业机器人价格下行：在劳动力成本的推动下，我国制造业也迎来了一轮机器换人。行业需求端的旺盛，也带动了产业化进程。随着我国产业基础的建立，以及投资热潮来临，工业机器人生产技术愈发成熟，使得单位成本下降。工业机器人种类繁多，根据应用功能和技术性能的不同，单台售价差异较大，从十万元至百万元不等。我们以中国市场工业机器人的销售额除以当年销量来大致计算机器人的平均价格。

　　根据国际机器人产业联盟IFR的数据，2012年和2016年中国工业机器人的销量分别为23千台和87千台，另外根据中国电子学会 公布的《中国机器人产业发展报告（2017年）》披露的数据，2012年和2016年中国工业机器人销售额分别为10.6和34亿美元，按照美元兑人民币6.335的汇率计算，折合销售额分别为67和215亿人民币，由此可以计算出工业机器人人均销售价格已经有2012年的29万/台下降到了2016年的24.6万/台，价格的年均复合变化为-4.18%。若保持4%左右的降幅，2019年工业机器人的售价有望突破22万元。售价在一定程度上会反映制造成本，而在成本降低的同时，使用性能还在不断上升。这些都成为机器人行业快速发展的主要推手。

　　机器人回收周期测算与敏感性分析：根据国家统计局和IFR的数据，我们以销售额除以销量计算平均售价，则2016年我国工业机器人平均售价24.6万元。目前机器人的使用寿命为8年左右，我们以此为标准计算出2016年的折旧额为3.08万元，再加上每年10%左右的设备维修费用，则每年的总费用为5.5万元，对应的回收周期为3.12年。根据国家统计局的数据，我国人均可支配收入的年均增速在8%左右；而工业机器人售价在4%左右，我们假设未来几年保持现有的增速，则机器人的回收周期有望下降到1.81年。通过敏感性分析我们可以发现，如果2017年机器人成本下降6%，人均收入增长9%的情况下，回收周期有望缩短到2.47年。两大因素对回收期的影响是相似的。随着人力成本的上升、老龄化的加剧，各地区“招工难”的现象愈发频繁。在劳动力成本上升和机器人制造成本下降形成的“剪刀差”之下，机器人的投资回收期还将进一步缩短，将有助于机器人产业实现劳动力替代。企业也存在提升管理和生产效率的内部动力。

　　（3）国家政策：政策利好，工业机器人有望获长期红利

　　最近十年，为了促进机器人行业的发展，国家陆续出台了与工业机器人相关的宏观政策。一方面，国家从战略方向、推广、税收等各个维度支持产业发展。例如《中国制造2025重点领域技术路线图》从战略方向上提出关键零部件国产化比率和国产机器人的市场占有率，打造机器人配套产业集群。在财政税收和进口方面，国家鼓励进口6轴喷涂机器人、6轴涂胶机器人；对关键零部件生产企业，国家给予财政补贴补贴。除了鼓励政策，国家也设立了《工业机器人行业规范条件》，通过限制不达标企业的进入，营造良好的发展环境。从专项政策上确定了发展十大标志性产品，建立机器人创新中心、建设国家机器人检测评定中心，着力推进应用示范。

　　在外部竞争加剧、内部效率改善和政策红利的共振下，机器换人是制造业转型升级的重要举措，我国机器人产业有望迎来爆发。

　　3.3 未来发展会达到怎样的水平？

　　现阶段我国工业机器人以新增需求为主。经过近几年的快速发展，我国工业机器人行业已经实现了快速增长。根据IFR的数据，2016年全社会工业机器人保有量为34万台，同比增长32.8%，占全球保有量的18.6%。由于我国机器人行业起步较晚，前期工业机器人行业的保有量较低。我们比较了行业保有量增加值与当年的销量，2011年之前两者几乎完全相等，因此可以说21世纪的前十年，中国市场对工业机器人的需求基本都是增量需求。即便是2011年之后，二者之间出现差值，但这种更新需求的占比非常低。以2016年为例，当年工业机器人销量8.7万套，保有量增加值为8.4万套，3000套的更新需求占总销量的比例仅为3.44%。随着工业机器人下游应用空间的扩大，我国机器人产业有望爆发，未来几年的销量将依然以新增需求为主导。

　　工业机器人及子行业市场空间预测。2016年中国机器人销量已接近全球市场份额的30%，连续四年成为全球最大的工业机器人市场。因此，中国市场的销量一定程度上决定了全球未来几年的行业走势。根据国际机器人产业协会IFR在2017年做出的预测，2017-2020年中国机器人行业有望维持20%-25%的增速，因此我们以官方协会的预测为参考，取中间值23%作为新增需求增速的中性预测情况，并上下浮动5%作为乐观和保守预测。

　　根据上述逻辑，在乐观/中性/保守的情况下，2020年我国工业机器人销量预计会分别达到23.35/19.91/16.87万套。根据IFR数据，以销售额除以销量计算的机器人平均价格在过去5年中的复合增速为-4%，假设保持这种增速，则2020年机器人平均价格将会下降到20.92万元/套，对应三种情况的市场空间分别为488.5/416.5/352.8亿元。

　　根据OFweek机器人网的统计，我国机器人核心零部件市场中，控制器、本体、伺服电机、减速器的占比达到12%、25%、22%和32%，分别对应2020年50、104、92和133亿元的市场空间。其中，减速器的市场空间最高，同时该块业务也是整个机器人产业链最核心的利润中心，也是目前国产机器人最缺乏的、最亟待突破的。在机器人产业链中，从事本体开发的机器人公司盈利能力和市场规模都要低于核心零部件，如果没有打通产业链协同（特别是核心零部件的自主开发制造），其成本就不具备竞争优势。

　　四、几条主线，梳理行业内投资机会

　　2016年中国工业机器人的市场份额已经达到30%，这些年中国的产业升级以及对工业自动化改造的需求激活了机器人市场。下游机器换人领域从汽车行业向食品饮料、医药、3C等行业深化，机器人类型从多关节机器人向更普遍的并联机器人和SCARA、码垛机器人过渡。去年中国名义GDP回升，企业整体处于盈利改善的周期中。在中国经济景气度持续的背景下，中国工业机器人相比机床、叉车等自动化设备展现出更强的弹性。伴随着工程师红利的释放，中国工业机器人有望实现弯道超车，带动制造业做大做强。

　　一方面，国内厂商以资本为纽带通过外延式并购快速布局；另一方面，很多公司也通过自主研发的方式切入机器人产业，呈现投资并购与自主研发双轮驱动的格局，加速工业机器人国产化的进程。我们认为机器人板块的选股逻辑可以从三条主线着手：（1）工业机器人全产业链布局、实现一体化生产的公司，这类公司具备较好的品牌效应，建议关注机器人、埃斯顿（未覆盖）等；（2）核心零部件占整个生产成本的70%左右，我们看好重点布局核心量部件、有望实现技术突破的公司，关注汇川技术、上海机电等；（3）在下游系统集成环节具备规模优势的企业，关注拓斯达、智云股份、三丰智能等。

　　4.1 拓斯达：机器人新锐，向全能型集成商迈进

　　公司是一家专业为下游制造业客户提供工业自动化整体解决方案及相关设备的高新技术企业。目前，公司的主要产品及服务包括机械手及配套方案、多关节机器人应用方案、注塑机辅机设备、注塑自动化供料及水电气系统等四大系列，广泛应用于3C、家用电器、汽车零部件、医疗器械等众多领域。

　　公司成立初期，下游客户主要集中在注塑行业，2011年起先后向市场成功投放单轴机械手、多轴机械手、专用大型机械手等产品，以及各类基于机械手、多关节机器人集成应用的自动化整体解决方案。随着公司产品及服务的不断升级，公司下游领域也从注塑环节逐步扩展延伸至五金加工、玻璃精雕、码垛组装等多个劳动密集型的制造环节，旨在提高生产效率、降低生产成本，具有较强的“机器换人”、“替代人工”的属性，为客户设计并实现高性价比的自动化整体解决方案。至此，公司基本完成了由单一领域设备制造商向工业自动化解决方案服务商的成功转变。

　　拓斯达的工业机器人业务主要包括直角坐标机器人和多关节机器人应用方案两类。

　　1.多关节机器人应用方案：多关节机器人是工业领域中最常见的工业机器人的形态之一，主要由回转和旋转自由度构成，通常有很高的自由度4-6轴。多关节机器人适合任何轨迹或角度的工作，应用于诸多工业领域的机械自动化作业，如：自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作，可以看作是仿人手臂的结构。

　　2.直角坐标机器人：公司的直角坐标机器人又称为机械手，有三个互相垂直的移动关节，机械手是能够实现自动控制的、可重复编程的、运动自由度间成空间直角关系的、多用途的操作机，一般由直线运动单元及其组合，驱动电机，控制系统和末端操作器组成。

　　公司自主研发、生产的机械手主要采用伺服马达驱动，使用皮带、齿轮、齿条进行传动，并配备高精密线性滑轨用以导向运行，使产品具有定位精准、运动速度快、运行稳定等特点，可应用于直线、平面、立体的工件搬运移载、检测定位、自动装配等工序，在替代人工、提高生产效率、稳定产品质量等方面具备显著的应用价值。公司的机械手产品主要包括旋臂式机械手、横走式单轴机械手、大型牛头式机械手、横走式多轴机械手四大系列。

　　从公司业务结构变化来看，2012年公司业务收入中注塑机占比达到80%。从2013年开始，公司机器人业务发展良好，该板块营业收入逐年增长。2017上半年公司工业机器人有关业务占比已经达到了49%（直角坐标机器人+多关节机器人应用方案），实现了从早期的注塑机辅机业务向机器人业务转型的过程，显示出良好的成长性。

　　在盈利能力方面，我们重点对比了几个可比公司的毛利率水平。目前国内机器人行业主要分为本体企业和系统集成企业。系统集成企业采购本体进行自动化集成，这两类企业目前从毛利率上来看，集成企业的毛利率普遍高于本体企业。主要原因包括：（1）本体企业核心零部件成本刚性，由于大部分重要的核心零部件都需要外购，包括减速机、伺服控制器等；（2）系统集成企业拥有大量的工程师红利，从产业地位来看，目前本体企业对系统集成商的议价能力比较弱。

　　拓斯达的毛利率水平一直稳定在40%以上，但最近一直处于下降的趋势，核心原因在于其产品结构的调整，公司核心产品分为机器人和注塑机辅机设备，而公司机器人辅机毛利率水平高达50%+，机器人及系统集成业务的毛利率略低于注塑机辅机设备。我们单独看公司的机器人业务毛利率水平，一直稳定在44%左右。

　　风险提示：工业机器人景气度下滑；行业竞争加剧；系统集成投资不及预期。

　　4.2 埃斯顿：深耕核心零部件，加速全产业链布局

　　埃斯顿创立于1993年，以金属机床数控系统产品起家，随后延伸到伺服系统，并于2011年切入工业机器人领域。由于伺服系统、控制器和减速器占机器人成本的70%，公司在伺服系统方面拥有一定的技术沉淀，借助核心量部件上的优势转型为国产机器人企业。2015年公司上市，成为中国拥有完全自主核心技术的国产机器人主流上市公司之一。

　　公司目前已形成了二大业务模块：1）智能装备核心功能部件模块，包括数控系统、电液伺服系统、交流伺服系统及运动控制解决方案；2）工业机器人及智能制造系统模块，包括机器人本体、机器人标准化工作站及智能制造系统。在经历了2015年制造业的低迷后，这两年公司业绩保持快速增长。根据业绩快报的披露，2017年公司实现营业收入10.79亿元，同比增长59.04%。其中智能装备核心控制功能部件产品深耕优势领域，运动控制及伺服系统产品快速增长，较去年同比增长50%左右，数控系统业务稳步增长。

　　在工业机器人方面，作为国内为数不多的具有核心技术和核心部件的工业机器人企业，形成从核心部件、工业机器人到机器人集成应用全产业链竞争优势，并将以此为基础打造基于工业互联网和大数据的数字化智能工厂，应用领域不断扩展，2017年业务收入同比增长130%。

　　盈利能力方面，根据业绩快报的披露，2017全年公司实现归母净利润95百万元，同比增长38.77%。2017年前三个季度公司净利率维持在10%左右的水平，毛利率小幅上升1个百分点，达到32.7%。

　　公司在新的发展阶段提出了“双核双轮驱动”发展战略：双核即二项核心业务：智能装备核心功能部件及工业机器人；双轮即二种发展动力：内涵式发展（技术，产品和业务模式创新），外延式发展（并购，投资和跨业发展）。

　　在内涵发展方面，公司着力提升核心零部件的技术水平，打造自主化的机器人本体产品，是为数不多的具有自主技术的控制器、伺服系统、减速装置等核心零部件的机器人企业之一，除了部分减速器需要外购以外，其余产品均是自主研发。旗下拥有全系列工业机器人产品，包括六轴通用机器人、六轴桌面机器人、四轴码垛机器人、SCARA机器人、DELTA机器人、冲压直线机器人，其中标准工业机器人规格从3KG到450KG。其中，高端应用的六轴机器人占公司总销量的80%以上，部分产品已经走出国门，服务于国外企业。

　　在外延式并购方面，公司在上市之后相继收购了意大利Euclid、上海普莱克斯以及南京锋远自动化公司，获得了机器人3D视觉技术、进入压铸机周边自动化机器人集成业务，以及汽车焊装自动化柔性生产线细分领域。2017年，公司以1550万英镑收购英国的TRIO MOTION的100%股权，现有交流伺服产品与TRIO的运动控制器属于互补型产品，可以借此切入欧美市场，行业定位将从之前的核心控制功能部件生产商转化为行业高端运动控制解决方案提供商。而同为去年收购的美国BARRETT TECHNOLOGY公司则专注于微型伺服驱动器、人机协作智能机器人和医疗康复机器人研究与制造，参与了多个美国国防部资助的非军用研发项目，并长期与美国能源总署（DoE），美国航天总署（NASA），以及美国全国卫生基金会（NSF）等单位合作。公司此番收购，是为全面进军康复医疗机器人市场创造条件。

　　公司深耕伺服系统多年，借助核心零部件的优势转型工业机器人，目前已经形成从核心部件、工业机器人到机器人集成应用全产业链竞争优势。

　　风险提示：机器人业务产能扩张不及预期；投资项目持续经营不及预期；工业机器人市场竞争加剧。

　　4.3 机器人：国内工业机器人龙头

　　新松机器人隶属中国科学院，是机器人与自动化成套设备供应商，从事工业机器人、自动化装配与检测设备、物流与仓储成套设备、交通自动化系统的设计与销售。根据年度业绩快报的披露，公司2017年实现营业收入24.55亿元，同比增长20.73%；实现归母净利润4.48亿元，同比增长8.99%。受益于2017年机器人与智能制造需求旺盛，新松积极建设全球化市场营销布局，实现业绩的持续增长。

　　公司是中国机器人产业的龙头，也是全球机器人产品线最全的厂商之一。从工业机器人收入规模来看，公司是国内体量最大的上市公司，具备较强的品牌影响力。公司以蒋新松院士为核心，成立了四千人的研究团队，率先研发一系列新型工业机器人，进一步拓展在3C、厨卫、新能源等新兴领域的应用。在汽车及零部件、工程机械等领域为华晨宝马、上海交运、长春一汽等大型客户提供高端的系统化服务。

　　2017年，新松扩宽了其业务范围，工业机器人、移动机器人、洁净机器人、服务机器人、特种机器人及数字化工厂均囊括其中。此外，新松以6.4亿元收购韩国新星，切入半导体与集成电路领域。

　　目前，公司成功研制了具有完全自主知识产权的工业机器人、移动机器人、特种机器人、服务机器人产品，面向智能装备、智能物流、智能工厂、智能交通，形成八大产业方向。其中，移动机器人综合竞争实力全球领先；洁净（真空）机器人打破国外技术封锁，填补中国在该领域的空白；工业机器人在高端领域批量应用；服务机器人业已销往海内外。

　　新松机器人的主要业务已经涵盖了核心零部件、机器人系列产品（工业、移动、洁净、服务和特种机器人五大类）、自动化系统解决方案等板块，覆盖机器人完整产业链。作为行业龙头，公司有望充分享受工业机器人爆发带来的产业红利，借助品牌效应和科研水平，率先实现国产替代。

　　风险提示：行业竞争加剧、新业务扩展不及预期

　　五、投资建议与风险提示

　　投资建议：一方面，国内厂商以资本为纽带通过外延式并购快速布局；另一方面，很多公司也通过自主研发的方式切入机器人产业，呈现投资并购与自主研发双轮驱动的格局，加速工业机器人国产化的进程。我们认为机器人板块的选股逻辑可以从三条主线着手：（1）具备自主研发、生产能力的工业机器人制造企业；（2）重点布局核心量部件、有望实现技术突破的公司；（3）在下游系统集成具备规模优势的企业。（由于合规因素，具体标的请参考我们正式报告内容）

　　风险提示：机器人行业竞争加剧；下游投资不及预期；外资品牌的核心零部件提价风险；外延发展实施进度的风险。

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