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中泰机械 | 智能制造系列10:人形机器人上游扩产几何?
金融民工1990
长线持有
2023-12-12 21:21:12

会议要点

1. 人形机器人产业进阶分析

• 人形机器人行业发展分为三阶段:研发→小批量生产→大规模量产。目前正处于研发向小批量生产过渡阶段,未来将重点关注设备采购等核心指标以跟踪行业进展。

• 市场对人形机器人的关注逐渐由主题性行情转向基本面,但面临信息获取门槛和产业链差异化导致的跟踪困难。

• 行业股价已涨高,现有估值水平下,上市公司和专家可能过于乐观展示产业链状态,存在博弈上的矛盾。

2. 人形机器人扩产逻辑与疑问

• 人形机器人定点行情是行业过渡的标志性事件,但需关注定点后的资本开支是否到位以确认行业真正过渡至生产扩张阶段。

• 零部件资本开支是跟踪行业从研发向小批量生产过渡的关键指标,确立基本面强支撑行情。

• 空心杯电机作为人形机器人关键零部件,其绕线机等工艺设备为资本开支重点,代表潜在的市场机会。

3. 人形机器人产业的供应链分析

• 核心设备供应商分析:田中金鸡为电机绕线设备供应主力,与明治有深度合作;科瑞斯可提供额外的绕线服务,服务价值高于设备本身。

• 市场量级预判和投资逻辑:人形机器人所需绕线机市场空间有限,对设备弹性不大;田中金鸡是关注焦点,供应格局清晰且进口替代低,投资跟踪可靠性高。

• 空心杯电机前景展望:田中金鸡曾为明智供货,应关注其在人形机器人大规模生产中的表现;绕线机上游资本开支揭示行业扩产真实性。

4. 人形机器人零部件产能扩张

• 人形机器人核心零部件的生产工艺:关键部件为螺杆和螺母,工艺流程涉及粗加工、热处理、精加工,精加工通常使用磨床。

• 设备需求与市场空间:磨床特别是精加工设备具有较大市场需求,设备主要依赖进口。10万台车床市场空间约2亿,磨床市场空间可达60亿。

• 技术趋势及产业链影响:旋风洗和以车代磨工艺发展表明国产化进程正在进行。精度提升趋势将增大设备市场空间。高精度磨床受限于国产化水平,目前精度仍难以达到最高要求。

5. 人形机器人核心零部件潜力剖析

• 绕线设备和滚珠丝杠设备具有关注价值。绕线机稳定性高,滚珠丝杠设备弹性大,对应产业链放量或破产有潜力。

• 高端模床和数控系统等国产替代将持续推动工艺及精度提升,进口设备替代和国产设备提效降本对应大规模产业链需求。

• 斜坡减速器设备的关注时点尚早,因对应产能未满,无需大规模资本开支。未来量产若上升,则车床拉床磨床值得关注。

会议实录

1. 人形机器人产业进阶分析

各位投资者早上好,我是中泰机械的王可。今天,我将向大家汇报我们关于人形机器人上游扩产的最新专题研究,具体涉及资本开支情况。报告的基本框架由几个部分构成。首先,我们探讨了编写这份报告的意义以及我们的研究与市场的不同之处。我们认为设备采购是人形机器人下一个阶段必须跟踪的核心指标。第二部分,我们对人形机器人零部件进行了系统梳理,鉴于零部件门槛和定制化程度的不同,我们筛选了三个关键零部件,并对其工艺流程及相关设备进行了详细分析,最终提出了我们的投资建议。

在第一章,我们总结了几个关键观点:首先,我们认为人形机器人的发展分为三个阶段。第一阶段为研发阶段,市场关注的焦点主要是样品反馈和技术定型。第二阶段为小批量生产,市场会聚焦于例如10万台套这样的生产规模以及相关的扩产规划和设备招标。第三阶段为大规模量产,此时市场会转向关注成本降低、生产稳定性和渗透率提升等方面。这些阶段是根据基本面的形态划分的。目前,我们认为人形机器人产业正处于第一阶段向第二阶段过渡的关键阶段。在第一阶段,人形机器人更多被市场当作一个主题性投资来盘点,信息主要来源于上市公司调研和专家访谈。

随着市场的发展,我们观察到相关政策发布或主题性事件对股价的影响逐渐减弱。这种趋势的根本原因可以归纳为三个特点:第一,市场对原有催化剂逐渐麻木,催化效应有限;第二,由于调研数据来源多样,产业链上下游之间信息的确证变得困难,难以形成统一的基本面跟踪方式;第三,在软硬件尚未定型的情况下,不同方案带来的差异化使得产业链全貌难以把握。在这种背景下,个别人形机器人相关标的的股价持续上涨后,带来了较高的估值水平。

在这样的估值基础之上,上市公司或相关专家可能过度乐观地展示产业链前景,从而产生投资上的矛盾。

2. 人形机器人扩产逻辑与疑问

在这场智能制造系列的讨论中,首先明确了当前人形机器人产业面临的一个具体矛盾,即从研发向小批量生产过渡的阶段。市场的关注点主要集中在所谓的人形机器人定点行情,并将这视作从阶段一至阶段二过渡的重要标志。然而,如果仅以阶段一的视角关注定点行情,则可能出现几个疑问:能否聚焦到最核心的基本面变化;市场所关注的定点是否真实准确;以及定点落地是否真正预示着产业扩展。这些疑问导致了我们在交流时无法轻易判断对于定点行情的乐观是否有理。

我们的核心结论是,相比于听取他人对人形机器人产业发展的评价,更应关注各方在资本开支上的实际行动。即便市场对于定点有疑虑,但如果能追踪到对应的资本开支变化,这将是从阶段一到阶段二过渡的核心指标,也标志着从主题行情向基本面强支撑行情的转变。

通过跟踪零部件厂商的资本开支,我们至少可以把握两个要点:一是评估产业过渡的节奏和潜在催化因素,二是识别设备弹性最大的国产化设备标的。此外,在各类设备中,我们特别关注空心杯电机,这是由于其在人形机器人中的价值比较高和定制化程度较大,以及生产门槛相对较高。

空心杯电机是直流电机的一种特殊形式,它突破了传统转子结构,采用无铁芯的转子结构。在生产过程中,电机主要分成转子和定子两部分,各有不同工艺流程。其中绕线机是核心设备,用于铜线缠绕,而动平衡机则用于检测和校准制造供应商设备的质量一致性。

尽管我们已进行了空心杯电机相关产能和市场空间的详细测算,但由于公开数据有限,相关数据并没有包含在本报告中。有兴趣的领导可以与我们私下交流更多详细信息。

3. 人形机器人产业的供应链分析

可以看到,在人形机器人上游扩产中最核心的两个设备是我刚刚提到的绕线机和动平衡校准设备。特别是绕线设备的供应商,我们注意到主要有三家:田中经机、深圳天悦和科瑞斯。其中,田中经机作为上市公司,已实现对空心杯绕线设备的供应,并且历史上与明治有过深度合作。

第二家,深圳天悦,是一家非上市公司,我们曾有所交流。第三家,珠海上市公司科瑞斯,目前尚无法提供空心杯电机绕线,但预计将来能够实现,并不仅提供绕线设备,还能提供绕线服务。绕线服务从价值量来看,是设备本身的好几倍,展示了绕线服务领域潜在的弹性。

从市场规模来看,我们测算出每10万台人形机器人所需的绕线机的市场容量并不大,可能仅有千万级别。因此,绕线机的市场弹性并不大,客观来讲不算一个大规模的设备市场,其中的动平衡校准设备同样情况。

不过,之所以首先关注空心杯电机的绕线机,是因为从供应商角度来看,尽管市场空间弹性并不大,但它有两个重要的逻辑优势。第一,供应商中很少有进口替代品,这意味着在跟踪资本开支时,不需考虑难以追踪的海外标的。第二,供应格局相对明确;基本上由上述三家主导,且能做空心杯的主要是田中经机,其生产量相对较大。因此,我们认为田中经机是跟踪绕线设备订单的一个核心标的,其供应链逻辑十分清晰且有一定的稳定性。

在供应设备反馈方面,绕线设备格局明确,进口替代程度低。高国产化率使得我们能够准确判断空心杯电机板块的资本开支是否真实发生。从整个人形机器人系统性角度来看,无论是10万台还是100万台规模的扩产,落实空心杯电机方案是不可或缺的,因此只需关注这一点便可推测整体扩产情况。

目前,我们与田中经机保持着频繁的交流和反馈。尽管过去田中经机曾为明治供应过产品,当前与之相关的接洽正在进行,但大规模订单尚未落地,这值得我们持续关注。

另外提及的滚注4杠设备,在军工、汽车和医疗等领域应用广泛。其主要特点是采用滚珠替代以往的滚针,改变了接触方式,从点接触变为面接触,以提高载重量和运动推力。特斯拉或许采用了带有反向行星滚柱设计的设备,其特点是司轴的旋转驱动变为螺母旋转驱动,这无疑增加了生产工艺的难度。

4. 人形机器人零部件产能扩张

从具体的生产工艺来看,我们的核心零部件主要有三个:丝杠、滚柱和螺母。其中滚柱和丝杠是相似的,滚柱可视为小型的丝杠。工艺上主要分析的是丝杠和螺母,二者工艺较为类似,均可分为粗加工和精加工阶段,两者间的中间步骤为热处理。有时,粗加工称为热前处理,精加工称为热后处理。粗加工的核心设备是车床,负责螺纹的前期制备。由于车床精度有限,外螺纹加工时通常会预留几个微米的余量。

在外螺纹的车床加工后,零部件会进行热处理,包括淬火,以提高硬度。然后是精加工阶段,主要通过磨床进行精磨。特别是对于硬度高、精度要求严格的外螺纹,磨床的生产效率较低。

螺母的工艺流程与丝杠基本相同,区别在于螺母是内螺纹。内螺纹的精度要求与外螺纹相同,但由于加工方式不同,如用磨床磨削内螺纹,通常还需配合传统砂轮,导致生产效率更低,但这也带来了较大的市场空间和设备需求。

通过分析丝杠和螺母的工艺及设备,我们得出,核心差异化设备为车床和磨床。根据我们的分析,车床加工速度为20到30分钟一个。如果按10万台计算,设备投资并不高,约在100万元左右,对应的市场空间约为两亿。而磨床的市场空间则更大,外螺纹磨床的加工速度约为两小时一个。按10万台磨床的计算,市场空间可达约30亿元,内螺纹需求更大,市场空间约为35亿元。当前,磨床市场主要由进口设备主导。对于10万台级别的磨床,设备弹性可达到60亿元左右。可以说,在所有人形机器人零部件中,磨床的市场潜能最大。关于设备的导入,市场之前较为关注的旋风洗可能会替代一部分车床,其精度较车床稍高,生产效率高于磨床。目前,国产替代趋势中另一种被关注的替代方法是“以车代磨”。这并不是用车床替代磨床,而是用车床加工达到更高的精度,从而减少磨床加工时间,节省磨床设备投资。

车床精度的提升,并非仅针对人形机器人产业,而是车床制造商提升市场竞争力的策略。由于更高精度的磨床价格较高,需求的设备台数也多,因此,采用以车代磨技术能显著扩大市场空间。

精度标准方面,市场常提的指标是滚珠丝杠相较于滚针丝杠。滚珠丝杠通常涉及更高精度的磨削,而某些国内设备如日发机床,已实现滚珠丝杠的精度要求。例如,某磨床能达到6个头的并联磨削,使得单个螺纹精度可达到0.2微米。目前,国产磨床难以实现这一精度水平,因此我们对滚珠丝杠制造受限于进口设备的情况提出了关注。

关于磨床精度问题,我们的结论是,考虑到目前阶段及过渡时间点,认为与滚柱丝杠相关的设备的市场潜力较大。这包括内、外螺纹磨床,这类设备目前主要依赖进口,并且难以追踪真实订单的落地时间和是否确实落地。这是我们对市场状况的判断及预期。

5. 人形机器人核心零部件潜力剖析

因此,在当前情况下,我们认为不妨关注绕线机。与其他设备相比,绕线机的跟踪可靠性较强。滚珠丝杠在整个设备的弹性方面具有明显优势,这种较大的设备弹性可以在整个产业链真正出现规模化扩产的过程中发挥作用。因此,我们认为相关的个股值得持续关注。

在过去,由于主要依赖进口设备,且进口设备的交付周期较长,许多企业也会预先关注那些已经进口过高端模床的个股,例如贝斯特恒力液压,这也是值得注意的一点。

从国产替代的角度来看,我们认为工艺和精度的提升依赖于整体系统性工艺的进步,这包括数控系统、导轨等结构件以及砂轮等耗材。这些都需要系统性的技术突破,并且这不是一蹴而就的,可能仍需要持续的投入和时间。

就国产设备的替代而言,我们认为当前的产业链可能难以消化10万台设备所对应的五六十亿设备需求。未来通过提高效率和降低成本的方式,可以实现大规模的产业链放量,这是产业发展的一个基础前提条件。

再来讲斜坡减速器,其零部件构成相对简单,主要由柔轮和发生器组成。其工艺包括使柔轮旋转,从而与钢轮错齿工作实现减速。我们也对其生产工艺进行了梳理,包括钢轮和柔轮的工艺,这同样涉及到车床和模床。然而,在内齿加工方面,特别是柔轮和钢轮内侧凹槽的加工,我们会使用拉床进行拉划线工作。但在当前时点,我们认为跟进减速器的市场并不重要,因为国内主流斜坡减速器厂商产能未充分利用。也就是说,即便是小批量级别的订单,它们也可以通过提高产能利用率来满足需求,因此不一定会带来相应的资本开支。只有在实际步入大规模量产阶段,比如年产超过100万套时,相关的车床、拉床和磨床可能值得持续关注。

最后报告我们的结论。我们选定了三个特殊的组件并进行了系统性梳理。其中,我们最看好的是绕线设备,因为这类设备具有完全自主可控的国产特性,并且市场较为集中。通过跟踪绕线设备,我们可以较为准确地验证资本开支发生的时点,这是一个从基本面角度直接获取的重要信息。

另外,我们刚才提到的模床,包括车床,如果能‘以车代模’,也值得关注。在这一领域,我们推荐两类个股:一类是已经实现进口设备替代并可能具备先发优势的,比如贝斯特恒力;另一类是那些在国产设备替代方面取得进展并且产业链发展顺畅的,我们关注的核心公司包括浙江海德曼和魔床相关的个股,如日方、华海天、宇环数控等。

今天的会议就到这里,如各位领导对报告中涉及的具体参数、单台设备的价格或市场空间的测算感兴趣,欢迎私信交流,我们将详细解读这些数据。感谢大家在半小时内听完本次报告。今天的电话会议现在结束,感谢各位投资者的聆听,祝大家生活愉快,再见。

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