工業4.0(自動化產業鏈)行業介紹——機器人、匯川技術、埃斯頓

行業介紹

中國一直以來都有著世界工廠的身份,但伴隨著勞動力成本的提升,以及東南亞國家技術的進步,我們的中低端製造業面臨了巨大的壓力。所以十二五規劃以來,中國一直在強調高端裝備製造業的重要性,國家也一直在扶持。但同時這也說明了我們發展高端製造業的時間很短,因此相對國外非常落後。我國仍以使用普通金屬成形機床為主,數控化程度很低,2013年我國數控機床佔比只有5.83%。國內的高端機械裝備以及核心控制部件領域基本被德國Siemens、Bosch Rexroth、瑞士ABB、日本Fanuc、義大利 ESA、瑞士 Cybelec等國外巨頭公司佔領,我記得我在讀大學的時候,教我們數控的老師就經常在精密機床前和我們說:「別看這機床的身體是我們國家造的,但靈魂卻完全不屬於我們,核心精密部件都是德國日本的技術。同樣一個零件,國外的機床加工精度是國內機床的數十倍乃至數百倍」。這句話深深震撼到了我,中國的優秀製造業企業和企業家真的太少了,因為大家都在想辦法賺快錢,沒幾個人能真正的腳踏實地,刻苦鑽研,用幾代人的時間去搞研發搞技術。

不知道從何開始,很多人出現了一個「只有發展第三產業(特別是互聯網)才能拯救中國,才能讓中國走向世界巔峰」的極端邏輯。中國作為人口大國,在國民人均收入遠低於發達國家的階段,就急迫的要去工業化妄圖在第三產業上追趕歐美髮達國家這是痴人妄想,這會讓經濟結構拉美化。在實體經濟陷入危機的情況下,沒有強大的製造業就無法為龐大的人口提供就業,失業率變高很可能陷入中等收入陷阱,收入無法提高第三產業靠什麼發展?沒有製造業的中國就像拉美國家或香港一樣,貧富差距懸殊,普通百姓高失業率,富人享受榮華富貴,整體社會蕭條。

在人口紅利的消失以及需要產業升級轉型跨過中等收入陷阱的大背景下,我強烈看好我國先進位造業企業的未來,雖然目前國產高端製造仍處於弱勢(控制器、伺服電機、減速機等核心零部件國外仍遙遙領先),但也是因為差距巨大,未來發展空間才巨大,我堅信中國想要再度崛起,製造業一定要騰飛(包括消費升級後的服務機器人市場也是一個藍海)。

對當前中國的製造業來說:在需要有加工或組裝技術的情況下,國內大部分企業基本上只能提供無技術含量的原材料,在需要有軟體研發或高端零部件生產技術的情況下,國內大部分企業基本上只能進行簡單的後期組裝加工。這是國內製造業企業的悲哀(「世界工廠」)。因為我們在技術上沒有優勢,我們只能依靠人口紅利,做簡單粗暴的活。更總要的是,中國的優秀製造業企業和企業家也非常少,因為大家都在想辦法賺快錢,沒幾個人能真正的腳踏實地,刻苦鑽研,用幾代人的時間去搞研發搞技術。

當然也要肯定的是,中國製造業在慢慢變的強大,我很欣慰的看到中國很多優秀製造業企業的崛起,他們能在國際市場具有很強的競爭力,能在國外技術長期壟斷的情況下脫穎而出,他們都是未來支撐中國發展的中堅力量,這些公司真的令人敬佩!

我一直都非常希望中國能出現優秀製造業企業,我認為只有把製造業做強做大,才是支撐中國變得強大的唯一途徑,我們不應該也沒有基礎(社會制度、人才引進等方面)去和美國比,我們學習發展的目標更應該是德國和日本。所以,在A股,我一直都在尋找那些肯腳踏實地吃苦耐勞不斷向上的優秀製造業企業。我會長期關注國內優秀製造業企業,特別是在細分行業的一些沙漠之花、隱形冠軍企業,這些極少數的公司能夠依靠優秀的管理層,長期腳踏實地的研發投入,其產品在世界能佔有一席之地,甚至市場佔有率遙遙領先,這種公司才是真正優秀值得關注的公司。當然因為國內無節操的工業4.0、機器人等概念炒作,使得這些公司泡沫嚴重,但我相信理性終會回歸。

先來看工控行業的幾個重要子行業。

一、數控機床行業

機床行業過去幾年隨著經濟起起伏伏,增速並不穩定。2013年我國各類金屬成形機床產量為23.3萬台,但數控金屬成形機床只有13603台,佔比5.83%。我國自主數控系統和功能部件發展滯後,國產中檔數控系統國內市場佔有率只有35%,而高檔數控系統95%以上依靠進口;國產功能部件在國內市場總體佔有率約為30%,但幾乎全都是低端產品。

行業的主要參與者包括:

二、工控自動化系統

工業自動化系統包含自動化設備、儀器儀錶與測量設備、自動化軟體、傳動設備(包括變頻器和伺服系統)、計算機硬體、通信網路等。工業自動化控制領域的主要控制設備包括可編程式控制制器(PLC)、工業計算機(IPC)、分散式控制系統(DCS)、現場匯流排系統(FCS)、變頻器(VVVF)等。

工業自動化控制產品技術含量高,專業性強,應用範圍廣泛,行業競爭激烈。世界工控行業經過幾十年的發展和優勝劣汰,目前已形成少數跨國公司規模化生產、主導全球市場的局面,著名品牌有西門子、ABB、霍尼韋爾、三菱電機等,其工控產品技術先進、功能齊全,擁有龐大的客戶群和較高的市場知名度。

1)變頻器

變頻器是將固定電壓、固定頻率的交流電變換為可調電壓、可調頻率的交流電的裝置。變頻器的問世,使電氣傳動領域發生了一場技術革命,即交流調速取代直流調速。交流電動機變頻調速技術具有節能、改善工藝流程、提高產品質量和便於自動控制等諸多優勢,被國內外公認為最有發展前途的調速方式。

根據中自集團研究部《2014 中國中低壓變頻器市場研究報告》,2011-2013年我國低壓變頻器市場規模分別為 235.90 億元、201.93 億元和 214.05 億元,中壓變頻器市場規模分別為 27.50 億元、24.20 億元和 25.77 億元。行業的增速是比較緩慢的,且受到經濟周期的影響很明顯。

我國中低壓變頻器市場以外資品牌的進入而發端,初期為日本品牌所主導,歐美品牌大量進入後,形成歐美與日本品牌共同主導的競爭格局,直到 2000 年前後,外資品牌還佔據著我國 90%左右的市場份額。目前,我國中低壓變頻器行業已經形成較為市場化的競爭格局,市場上有包括外資和內資在內的眾多品牌,但整個市場仍由外資佔據主導地位。截至2013年,歐美品牌佔據著我國中低壓變頻器市場的第一大份額(54%),內資品牌位居第二位(27.6%),日本台灣品牌排名第三位(16%)。

我國中低壓變頻器行業的國外廠商以西門子和 ABB 為代表,上述兩家企業綜合實力雄厚,其市場份額遠超過其他外資品牌和我國內資品牌;國內廠商以深圳市匯川技術股份有限公司、深圳市英威騰電氣股份有限公司為代表。

2)伺服系統

伺服系統是交流伺服系統和電液伺服系統的統稱,與變頻器主要驅動普通交流電機不同,伺服驅動器主要用來驅動交流伺服電機。伺服驅動器與伺服電機組合在一起,構成伺服系統。伺服系統具有動態響應快、速度和位置控制精度高、調速範圍廣、效率高等優點。同步伺服電機具備十分優良的性能,是目前伺服系統的主流電動機。但是,受工藝和材料限制,數十千瓦以上的同步伺服電機價格昂貴。

現代交流伺服系統最早應用於宇航和軍事領域,後來逐漸進入工業和民用領域。由於伺服系統具備精度高、響應速度快、效率高、可實現低速大轉矩輸出等優異的性能特點,目前已在精密控制領域得到廣泛使用,普遍應用於機床、塑料機械、包裝印刷、電子設備、紡織等行業的自動控制或節能應用,並開始在風電、醫療器械等行業推廣使用。

伺服系統大部分是交流伺服系統。交流伺服系統是高端智能機械裝備實現自動控制的核心功能部件。與中低壓變頻器行業中西門子和ABB 領先較多的競爭局面不同,我國交流伺服系統產業發展起步較晚,但發展較快,我國伺服行業各主要企業的市場份額相對分散。國產交流伺服系統在核心技術方面已取得了實質突破,與國際一流產品的技術差距已明顯縮小,在產品穩定性和品牌方面長期落後於國際競爭對手的狀況已得到有效改善。目前整體行業仍在不斷地發展,保持了9.5%左右的增速。

根據中自集團研究部《2014 中國交流伺服系統市場研究報告》,2011-2013年我國交流伺服系統(含伺服驅動器和伺服電機)市場規模分別為 48.20 億元、41.40 億元和44.12 億元。伺服驅動器行業的變化和普通的變頻器幾乎一致。

2013年度,以安川、松下、三菱為代表的日系品牌市場份額約為46.2%,以 Siemens、BoschRexroth 為代表的歐美系品牌市場份額約為24.1%,以台達、東元為代表的台灣品牌市場份額約為13.5%,國產品牌市場份額尚不足20%。當然別小看這20%的市場份額,在高端機械製造業,這已經是我國和國外差距最小的細分領域了,具體市場份額和競爭對手情況如下(匯川佔有率高於埃斯頓):

3)電動車電機控制器

公司傳統業務是中低壓變頻器和伺服驅動器,主要是通過對交流電機(或伺服電機)進行驅動與控制,達到節能和提高工藝控制水平的目的。而公司這幾年在電動汽車領域的電機控制器發展迅速。

電動車的電機控制器主要是通過對電動汽車的電機進行驅動與控制,達到節能和提高電動汽車控制水平,保障電動汽車安全、穩定、高效運行的目的。電動汽車驅動控制技術是電動汽車的核心技術之一。由於每輛純電動汽車或混合動力汽車均需要配備一套電機驅動控制系統,電動汽車市場規模的擴大將帶動電動汽車電機控制器市場的發展。

目前我國電動汽車市場處於初步發展階段,市場規模暫未大規模啟動,國內整車企業針對電動汽車的研發、採購、生產和銷售規劃也處於制定和完善過程中,與之配套的電動汽車電機控制器行業因此尚未形成清晰、穩定的市場競爭格局。

從現狀來看,目前我國電動汽車電機控制器市場主要由國產品牌佔據,外資產品因其價格較高等原因,在市場的培育和初期發展階段所佔份額較小(海外電動汽車電機控制器生產企業主要有豐田、西門子、日立、東芝、ENOVA 和安川電機等)。

從國產廠商來看,主要分為兩類:一類是電動汽車整車企業,其生產的電動汽車電機控制器一般供給其整車產品;另一類是電動汽車零部件企業,其生產的電動汽車電機控制器一般供給特定或非特定的整車企業。

國內新能源轎車電機控制器的市場佔有率如下圖:

國內新能源客車電機控制器廠商市場份額如下圖:

可以看到匯川技術比較突出,埃斯頓沒有什麼地位。

三、機器人行業

機器人行業目前規模較大的主要是工業機器人,其他的如特種機器人和服務機器人市場規模較小,但增速比較快,這裡主要介紹工業機器人(其他機器人行業將會在具體公司分析的時候談)。

工業機器人是一種通過編程或示教實現自動運行,具有多關節或多自由度,並且具有一定感知功能,如視覺、力覺、位移檢測等,從而實現對環境和工作對象自主判斷和決策,能夠代替人工完成各類繁重、乏味或有害環境下體力勞動的自動化機器。從世界範圍內來看,工業機器人作為一個產業也還處在啟始階段,規模相對小。2013年全球工業機器人銷售額同比增長12%。

目前,大部分工業機器人應用主要集中在一些特定的行業,如汽車和電子等行業。由於造價、使用、維護、安全防護等方面應用門檻比較高,工業機器人很難被中小企業所採用。在這個領域,國內技術上落後國外非常多,國內絕大部分工業機器人市場份額被國外廠商佔據,2012年日本 Fanuc、日本安川、德國 KUKA、瑞士ABB四家佔據了57.5%的份額,國產工業機器人僅佔8%。

國內廠商在競爭中處於弱勢地位的重要原因是核心部件研發和生產能力匱乏,導致產品成本高、性能低、可靠性差。此外,以工業機器人的主要領域汽車行業(41%)為例,因為國際知名工業機器人企業與國際大型汽車企業存在長期的合作關係,而在我國汽車企業主要以合資形式存在的背景下,所以國際工業機器人產品藉此機會大量進入中國市場)。

我國的市場需求巨大,2005年至2012年,我國工業機器人銷量平均增速為25%,2012佔全球銷量的14.43%。2013年,我國工業機器人的需求佔全球銷量的20.52%,成為全球最大的工業機器人需求地(不過我國工業機器人擁有量很低,2013年僅為27台/萬人,遠低於62台/萬人的世界平均水平,更別提發達國家了)。

具體國外企業情況如下:

四、未來行業發展

美國的「製造業回歸」,德國的「工業4.0」,日本的《機器人新戰略》,韓國的「智能機器人開發計劃」等都顯明全球多國已經把機器人產業作為促進經濟增長的重要抓手。我國在人口紅利流失、產業面臨轉型升級的背景下成為全球工業機器人年需求量最大的國家。根據前瞻產業研究院發布的《2016-2021年中國工業機器人行業產銷需求預測與轉型升級分析報告》指出,近年來,關於工業機器人產業的專利申請數量逐年不斷增加。這意味著我國機器人產業已經進入快速發展通道。國際機器人聯盟(IFR)預測,2016年全球工業機器人本體銷量將達19.2萬台。巨大的市場需求為機器人產業提供了強勁的發展動力和支持。

我國2015年頒布的《中國製造2025》明確將工業機器人列入大力推動突破發展十大重點領域之一,根據《工信部關於推進工業機器人產業發展的指導意見》,到2020年,我國要建立完善的智能製造裝備產業體系,產業銷售收入超過3萬億元,實現裝備的智能化及製造過程的自動化。黨的十八屆中央委員會第五次會議通過的關於「十三五」規劃的建議中,明確提出加快建設製造強國,實施《工業製造2025》,促進機器人產業的發展壯大。陸續出台的國家政策已然將機器人產業提升至國家戰略的層面,這意味著至少在未來五到十年的國民經濟發展中,機器人行業將成為國家經濟發展中扮演重要的角色。

隨著社會的發展與進步,人們對生活質量要求不斷提高,基於消費屬性,產業與學界的觀點都認為未來服務機器人的市場空間大於工業機器人。目前市場上出現很多種類服務機器人,已引發市場上的廣泛追捧。人工智慧將是未來機器人發展的主要方向,將推動服務機器人功能更加專業化、精細化,並不斷延展其外延邊界。服務機器人註定將邁入藍海市場,其將逐漸成為機器人企業最重要的掘金點。

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