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工業(yè)智能風起云涌 國內廠商核心技術有待突破

http://www.moduwu.com 2014-04-11 11:45 來源:中國證券報

   智能化工業(yè)裝備已經成為全球制造業(yè)升級轉型的基礎,發(fā)達國家不一而同地將制造業(yè)升級作為“第三次工業(yè)革命”的首要任務。美國的“再工業(yè)化”風潮、德國的“工業(yè)4.0”和“互聯(lián)工廠”戰(zhàn)略以及日韓等國制造業(yè)轉型都不是簡單的傳統(tǒng)制造業(yè)回歸,而是伴隨著生產效率的提升、生產模式的創(chuàng)新以及新興產業(yè)的發(fā)展。

  過去十多年,我國經歷了以工程機械快速發(fā)展為標志的粗獷式發(fā)展,而未來十年,我國將進入以智能化工業(yè)裝備快速發(fā)展為標志的集約化發(fā)展與制造業(yè)轉型升級階段。與工程機械發(fā)展初期相比較,在工業(yè)智能行業(yè)國外品牌將更加重視國內企業(yè),系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)將成為國內企業(yè)的切入點。目前我國工業(yè)智能產業(yè)鏈正逐漸完善,企業(yè)發(fā)展模式逐漸清晰。隨著我國勞動力結構和產業(yè)結構的調整,具備感知、分析、推理、決策、控制功能的智能裝備將成為“第三次工業(yè)革命”主力。

  發(fā)達國家“再工業(yè)化”風潮興起

  第一次工業(yè)革命是機械取代人力,第二次工業(yè)革命是自動取代手動,第三次工業(yè)革命將會是自動化升級為智能化。目前歐美日等發(fā)達國家工業(yè)已進入智能化時代。而工業(yè)自動化技術正在向智能化、網絡化和集成化方向發(fā)展。

  2012年年末以來,美國等發(fā)達國家在制造業(yè)發(fā)展中出現“再工業(yè)化”風潮,被業(yè)內稱為第三次工業(yè)革命的信號。

  之前,美國等發(fā)達國家將本國制造業(yè)中的低端部分安置在發(fā)展中國家,俗稱代工業(yè)務,依靠成品的高額利潤,發(fā)達國家盡享財富金字塔的塔尖部分。

  隨著發(fā)展中國家勞動力成本和管理成本不斷上升,2012年12月,蘋果公司CEO庫克宣布要把蘋果公司的部分生產線拿回到美國;另外,通用電器、克萊斯勒、惠普[微博]、耐克等著名品牌也相繼加入回流潮,紛紛把生產線轉移回美國。這都源于美國制造業(yè)的新戰(zhàn)略——“再工業(yè)化”。

  美國的再工業(yè)化,與第三次工業(yè)革命的遠景描述不謀而合。普遍認為,美國的再工業(yè)化,絕不是傳統(tǒng)意義上的制造業(yè)回歸,將催生一種新的生產方式,而帶有定制特征的智能設備被普遍應用將成為一大趨勢。

  在再工業(yè)化過程中,制度創(chuàng)新和技術創(chuàng)新交織在一起。制度創(chuàng)新由政府推動(其中還包括金融制度),技術創(chuàng)新方面由新興產業(yè)推動。在新興產業(yè)的發(fā)展過程中,高端的制造業(yè)設備成為創(chuàng)新的首要任務。

  2012年3月,奧巴馬提出投資10億美元,創(chuàng)建15個“美國國家制造業(yè)創(chuàng)新中心網絡”計劃(NNMI),以重振美國制造業(yè)競爭力。2013年1月,美國總統(tǒng)辦公室、國家科學技術委員會、國家先進制造業(yè)項目辦公室聯(lián)合發(fā)布《制造業(yè)創(chuàng)新中心網絡發(fā)展規(guī)劃》。2012年8月以來,美國已經成立了4家制造業(yè)創(chuàng)新中心,這些中心涉及的相關技術和產業(yè)有望成為未來制造業(yè)的發(fā)展方向。

  德國政府則提出“工業(yè)4.0”、“互聯(lián)工廠”高技術戰(zhàn)略。“工業(yè)4.0”最早是在2011年漢諾威博覽會上,由三位大學教授提出來的。制造業(yè)在德國的國民經濟占26%,作為提升傳統(tǒng)制造業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展方向,112頁的實施建議由項目研究組在2012年10月提交給德國聯(lián)邦政府此項目牽頭的教育科研部、經濟部和內政部,現已撥款2億歐元(約16億元人民幣)作為第一步研發(fā)經費。“互聯(lián)工廠”通過互聯(lián)網等通信網絡將工廠與工廠內外的事物和服務連接起來,構建新的商業(yè)模式。

  此外,日本潛心研究人工智能,解決勞動力斷層并支持未來的工業(yè)智能化。作為全球最早進入老齡化的國家,日本潛心研究的科技正是人工智能產業(yè),首先應用的領域就是工業(yè)化生產線。

  日本工業(yè)機器人(50.810, 0.27, 0.53%)產業(yè)早在上世紀90年代就已經普及了第一和第二類工業(yè)機器人,而今已在發(fā)展第三、四類工業(yè)機器人的路上取得了舉世矚目的成就。日本希望借助在該產業(yè)的高投入以解決勞動力斷層問題,降低高昂的勞動成本并支持未來的工業(yè)智能化。同時,政府對相關機器人制造企業(yè)實施了優(yōu)惠稅制、優(yōu)惠貸款、減稅等多項扶持政策。

  國內廠商核心技術有待突破

  美德日等發(fā)達國家的工業(yè)革命信號給中國制造業(yè)敲響了警鐘。而中國經濟產業(yè)結構調整、勞動力成本上升、勞動力供給下降和國家政策支持,正助推工業(yè)智能產業(yè)快速成長,帶有定制特性的智能裝備將推動中國制造業(yè)轉型。

  過去十年,受益于投資大時代和工程施工機械化,是我國工程機械行業(yè)大發(fā)展時代。未來十年甚至更長時間,我國將迎來新一輪人力替代,即工業(yè)智能化,工業(yè)智能裝備迎來春天。

  根據IFR統(tǒng)計,2012年我國工業(yè)機器人裝機量達到2.7萬臺,同比增長19.5%,占世界工業(yè)機器人裝機量的14.8%,僅次于日本居全球第二。2012年工業(yè)機器人本體市場約48億元,加系統(tǒng)集成工業(yè)機器人市場容量約192億元。2012年國內工業(yè)機器人存量已突破10萬臺,占世界存量的8%,僅次于日、美、德、韓。2009年之前,我國工業(yè)機器人年裝機容量不足一萬臺,并且?guī)缀跞縼碜試馄放疲袠I(yè)處于導入期。2010年之后,我國工業(yè)機器人行[微博]業(yè)進入快速增長期。

  但從全球機器人密度看,我國雖為制造業(yè)大國,平均每萬人保有的機器人量僅為21臺,低于全球平均水平55臺/萬人,并遠低于日韓等機器人市場成熟的國家,未來市場發(fā)展空間仍然十分巨大。我們預計2020年之前行業(yè)年均增速可達20%-30%,2020年工業(yè)機器人(包括系統(tǒng)集成)市場規(guī)模可達千億以上。

  通過比較我們發(fā)現,當前的智能化裝備與十年前工程機械發(fā)展初期具有很多共同之處,兩者都面臨著廣闊的發(fā)展空間,但也都具有相近的發(fā)展困難,機遇與挑戰(zhàn)并存。

  工程機械主要用于基建、房地產投資等,都是充分競爭市場。工業(yè)機器人目前主要用于汽車、電子等行業(yè),食品飲料、家電家居、金屬加工等行業(yè),應用正在逐漸增加。其下游行業(yè)中除軍工、石油石化等特種應用外,也都為市場化采購。

  目前國外機器人制造企業(yè)占據中國近90%的市場份額,發(fā)那科、安川、KUKA、ABB四家公司合計占據約65%的市場份額。我國工程機械市場發(fā)展初期也主要由卡特彼勒、小松等國際品牌占據,大約從2006年開始,三一重工[微博](5.83, -0.09, -1.52%)、中聯(lián)重科(5.03, -0.08, -1.57%)等國內品牌才逐漸崛起,成功實現進口替代。在工業(yè)機器人領域,導入期國外品牌占據絕對優(yōu)勢,快速成長期國內品牌有望逐漸實現進口替代。

  發(fā)展初期,工程機械的核心零部件液壓元器件、發(fā)動機、控制元器件和傳動系統(tǒng)等基本依賴進口;目前工業(yè)機器人的核心零部件控制器、驅動及伺服電機、減速機等也主要依賴進口。在工業(yè)機器人成本中,成本占比最高的為減速機,占33%-38%,驅動及伺服電機占20%-25%,控制器占10%-15%,機器人本體在總成本中占比只有20%左右。目前除了本體以外,我國工業(yè)機器人核心零部件還主要依賴進口。

  在控制器、驅動器與伺服電機方面,本體廠商可選的國外供應商較多,并且國內產品與國外品牌差距也在逐漸縮小。在減速機領域,國際供應商主要有納博特斯克和Harmonic兩家。在工業(yè)用機器人關節(jié)上的精密減速機上,納博特斯克Nabtesco產品的全球市場占有率達60%,特別在中/重負荷機器人上,其RV減速機市場占有率高達90%。Harmonic公司則以諧波減速機為主,在全球工業(yè)機器人關節(jié)減速機領域擁有15%左右市占率。由于市場集中度高,國內本體廠商議價能力較弱,其減速機采購成本可達發(fā)那科、KUKA、安川、ABB等國際巨頭采購價格的3-5倍。

  目前國內機器人本體公司中只有廣州數控、南京埃斯頓、新松機器人等公司在進行控制系統(tǒng)、驅動和伺服電機等核心零部件自主研發(fā)。專業(yè)核心零部件供應商中,固高是我國控制器領域技術較為領先的供應商,匯川技術在驅動與伺服電機領域具有較強技術優(yōu)勢。國內正在研發(fā)RV減速機的企業(yè)包括秦川發(fā)展、山東帥克、南通振康等,諧波減速機研發(fā)機構與企業(yè)主要有北京諧波傳動所、蘇州綠的、中技克美等,目前中技克美對國內部分整機廠家(如廣州數控)提供產品。

  由于國內公司起步晚,不掌握核心零部件技術,因此工程機械與工業(yè)機器人純粹依靠自主技術研發(fā)的公司都極少。少數國內公司技術來源為科研院所技術合作或轉型,如新松機器人與博實股份,工程機械中中聯(lián)重科最初也是由研究院轉制成立。

  近幾年國外品牌正加速布局中國市場,一方面給國內品牌帶來了更大的競爭壓力,另一方面也為國內培養(yǎng)了技術人才、供應商體系等發(fā)展條件。近幾年內“搶人”將是國內企業(yè)技術引進的重要手段。

  近幾年來,國家及各級政府不斷推出支持工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展的政策,推動行業(yè)發(fā)展。例如上海、昆山、徐州、蕪湖等多地規(guī)劃了機器人產業(yè)園,推出政府引導資金、所得稅優(yōu)惠等多項產業(yè)扶持政策。2013年11月,浙江省提出在未來五年年均實施“機器換人”項目5000項、完成技術改造投入5000億元。

  我國智能化裝備可能發(fā)展路徑

  工程機械與智能化工業(yè)裝備分別適應了我國不同發(fā)展階段對人工的替代需求,兩者在發(fā)展初期存在很多共同點與不同點,工程機械十年的黃金發(fā)展可以為目前智能化工業(yè)裝備的發(fā)展提供思路。

  首先,與工程機械可以直接應用不同,工業(yè)機器人必須進行生產線系統(tǒng)集成才能應用,具有二次系統(tǒng)集成需求。

  其次,國外龍頭品牌對待正在崛起的國內品牌態(tài)度不同。工程機械國內品牌發(fā)展初期,卡特彼勒、小松等國外品牌并未足夠重視,沒有采取有力措施遏制國內品牌成長,給了國內品牌成長機會。但目前來看,工業(yè)機器人市場的國外龍頭在國內品牌崛起過程中,加速布局國內產能,并不斷降低產品價格提升競爭力。以165Kg焊接機器人為例,國外品牌銷售價格已經由2010年30萬元左右降至當前22-24萬元。而由于國內工業(yè)機器人的核心部件采購成本較高,若國外品牌持續(xù)降價,將使得國內相關企業(yè)的盈利能力長期受到壓制。

  第三,工程機械為標準化產品,而工業(yè)機器人多數為定制化產品。定制化產品較標準化產品更難以提升規(guī)模。

  第四,客戶群體不同,銷售方式不同。工程機械以個人客戶為主,因此主要采用經銷模式,而工業(yè)機器人主要針對企業(yè)用戶,因此規(guī)模較小的情況下主要以直銷為主,但機器人本體規(guī)模提升后也將需要建設經銷渠道。系統(tǒng)集成商由于采用項目招投標方式獲得訂單,因此必須自建銷售隊伍。

  此外,目前銷售回款方式不同,工程機械銷售模式更加多樣化。工程機械銷售回款模式經歷了全款-全款+分期付款-全款+分期付款+按揭-全款+分期付款+按揭+融資租賃的發(fā)展過程,目前工業(yè)機器人還主要以全款方式為主,系統(tǒng)集成的工程墊款也較少。

  通過以上工程機械與工業(yè)智能裝備的比較,我們認為我國智能化裝備可能的發(fā)展路徑包括以下幾個方面。

  系統(tǒng)集成為國內工業(yè)機器人發(fā)展提供了機會。由于不同下游行業(yè)之間的系統(tǒng)集成差異較大,國內系統(tǒng)集成商通常在行業(yè)經驗、客戶關系、個性化服務能力等方面優(yōu)于國外集成商。

  機器人本體提升性價比是關鍵,短期內政府扶持是機遇,長期依靠核心零部件突破。目前如果采用進口核心零部件,我國工業(yè)機器人成本高于國外品牌。以165Kg焊接機器人為例,國外龍頭生產成本約16-18萬元,向國內銷售價格約22-24萬元。而如果采用進口核心零部件,國內企業(yè)成本接近30萬元。并且國外品牌正在擴展國內產能,降低生產成本與銷售價格,提升產品競爭力。

  國產品牌成本高于國外品牌的主要原因為核心零部件受制于人,而我國機器人核心零部件薄弱一方面是由于基礎技術實力影響,另一方面也受國內主機生產規(guī)模較小,市場需求不足以支撐核心零部件研發(fā)。最重要的是,與當初工程機械核心零部件廠商面臨的問題一樣,本體企業(yè)為了保證設備的穩(wěn)定性,較低返修率,以及客戶定制化需求,不愿意試用國產零部件。因此在行業(yè)發(fā)展初期,國家政策扶持是打破本體與核心零部件循環(huán)困境的突破手段之一。但長期來看,國內工業(yè)機器人本體的發(fā)展還有賴于核心零部件技術突破,降低生產成本提高性價比。

  長期來看搶人、搶市場將貫穿始終。對機器人本體以及核心零部件企業(yè),人才及技術引進將是提升產品技術水平的重要手段,因此國內企業(yè)與國外龍頭之間、國內企業(yè)之間的人才競爭將在未來多年伴隨行業(yè)的發(fā)展。而對于系統(tǒng)集成企業(yè),市場及客戶渠道是重要競爭優(yōu)勢,快速搶占市場,在細分行業(yè)內建立先發(fā)優(yōu)勢尤為重要。

  更加靈活的銷售模式提升競爭力。隨著行業(yè)的發(fā)展,市場競爭加劇,分期付款、按揭銷售、融資租賃等銷售模式或將在機器人本體市場逐漸出現,靈活的銷售模式,周到的客戶服務也將成為提升市場競爭力的重要手段。而系統(tǒng)集成商中BT、EPC等需要墊資較多的模式也將更具競爭力。

  低端傳統(tǒng)制造業(yè)的智能化改造市場空間巨大。隨著國外汽車等制造業(yè)進入中國市場,國外機器人企業(yè)在國內市場中定位于規(guī)模化、高端化的市場為主,主要瞄準完全競爭市場中的“高大上”行業(yè)進行配套。而中國存在著上萬億的低端制造業(yè)市場等待改造,特別是近幾年來,隨著招工難和人工成本逐年上升帶來的盈利持續(xù)下降,這些市場有極其迫切的需求進行自身改造,提升智能化率。如果國內企業(yè)抓這類龐大經濟型機器人市場,能快速完成規(guī)模積累。

  從工業(yè)智能裝備海外發(fā)展經驗來看,歐美及日本的發(fā)展模式各不相同。日本和歐洲都擁有完整的工業(yè)機器人產業(yè)鏈,不同之處在于日本工業(yè)機器人發(fā)展初期具有明確的專業(yè)分工,集群化效應構成了完整的工業(yè)機器人產業(yè)鏈,而歐洲公司則更傾向于全產業(yè)鏈一體化發(fā)展,單一公司即可完成一攬子交鑰匙工程。與歐洲及日本不同,美國在工業(yè)機器人產業(yè)鏈中主要集中于系統(tǒng)集成領域,機器人本體主要從日本及歐洲進口。

  目前我國工業(yè)機器人正處于發(fā)展初期,產業(yè)鏈正逐步完善,全產業(yè)鏈一體化布局與上下游分工合作集群化發(fā)展兩種模式在并行發(fā)展。我們認為,工業(yè)智能的發(fā)展是我國制造業(yè)轉型升級的基礎,未來必將快速發(fā)展。對工業(yè)機器人市場,短期內系統(tǒng)集成市場是國內公司的主要突破點,長期來看,國內工業(yè)機器人發(fā)展有賴于核心技術突破以提高性價比。(本文摘自興業(yè)證券行業(yè)研究報告《我們眼中的工業(yè)智能(一)——風起,云涌》

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