2023年國內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人步入上市潮,我們本篇報(bào)告聚焦全球移動(dòng)機(jī)器人的前世今生,解讀行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局及標(biāo)桿企業(yè)運(yùn)營模式。
輕盈之步,移動(dòng)機(jī)器人打通工業(yè)物流。根據(jù)CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,移動(dòng)機(jī)器人以輪式AGV/AMR為代表,履帶式及腿足式關(guān)注度亦有提升。全球移動(dòng)機(jī)器人起源于歐美,2010年中國市場(chǎng)因電商物流帶動(dòng),移動(dòng)機(jī)器人迅速普及。據(jù)MIR預(yù)測(cè),2025年全球/中國移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)?;蚍謩e達(dá)400/200億元。
軟件算法及傳感技術(shù)為核心壁壘。1)上游:由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、傳感器等組成,專用控制器和高端傳感器是核心價(jià)值環(huán)節(jié)。2)中游:國內(nèi)企業(yè)多承擔(dān)本體&集成商雙重角色,我們認(rèn)為調(diào)度系統(tǒng)的綜合算法能力、項(xiàng)目方案能力構(gòu)筑護(hù)城河,硬件拼規(guī)模優(yōu)勢(shì)。3)下游:2022年分化明顯,綜合型與垂直類企業(yè)共存。
彎道超車,看齊世界。1)AGV:國內(nèi)龐大物流需求為產(chǎn)品迭代提供豐厚土壤場(chǎng)景,國產(chǎn)化率近九成。2)AMR:自主導(dǎo)航需求提升,據(jù)GGII預(yù)測(cè),2025年中國AMR銷量占比提升至32%。就企業(yè)端而言,主流AMR及AGV廠商重疊度較高,我們預(yù)計(jì)未來以融合式發(fā)展為主。
宏觀經(jīng)濟(jì)下行,本土競(jìng)爭(zhēng)激烈,出海不及預(yù)期。
移動(dòng)機(jī)器人:輕盈之步,綻放移動(dòng)之美
產(chǎn)品定義:不局限于輪式,解放雙腿
移動(dòng)機(jī)器人是運(yùn)輸類機(jī)器人總稱。據(jù)中國移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟)2020年發(fā)布的《工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人術(shù)語》,移動(dòng)機(jī)器人指應(yīng)用在工業(yè)及物流領(lǐng)域中的,裝備有導(dǎo)航裝置,由車載控制系統(tǒng)控制,以輪式等為特征,自帶動(dòng)力或動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置的機(jī)器人。近幾年來,履帶式、腿足式等移動(dòng)機(jī)器人關(guān)注度亦有提升。
移動(dòng)機(jī)器人可分為系統(tǒng)軟件平臺(tái)及硬件本體。前者負(fù)責(zé)在具體使用場(chǎng)景內(nèi)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行任務(wù)統(tǒng)調(diào)度和路徑控制。后者包括運(yùn)動(dòng)控制模塊、傳感器、電池模塊等。
圖表:移動(dòng)機(jī)器人分類方式(以輪式為代表)
注:全文提到的視覺導(dǎo)航指的是在激光上面加視覺語義,屬于融合導(dǎo)航的一種。
資料來源:中國移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,中金公司研究部
導(dǎo)航方式與應(yīng)用功能是移動(dòng)機(jī)器人分類方式。1)從導(dǎo)航方式來看,磁條、二維碼導(dǎo)航屬于有軌導(dǎo)航,是電商、鞋服、零售等倉儲(chǔ)領(lǐng)域AGV主流應(yīng)用;激光、視覺導(dǎo)航屬于無軌導(dǎo)航,是工業(yè)場(chǎng)景AMR主流應(yīng)用,目前行業(yè)逐漸由單一磁導(dǎo)航發(fā)展成QR、激光、視覺、混合導(dǎo)航多導(dǎo)航并存式。2)從應(yīng)用功能來看,移動(dòng)機(jī)器人可分為搬運(yùn)、裝配、牽引、巡檢、分揀、復(fù)合型,我們判斷搬運(yùn)型當(dāng)前占比高達(dá)50%以上,復(fù)合型、巡檢類(包括清潔機(jī)器人)移動(dòng)機(jī)器人滲透率或加速提升。
回顧全球移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展歷史,我們發(fā)現(xiàn)早期以被動(dòng)導(dǎo)航的AGV和更加簡(jiǎn)易的AGC形式發(fā)展,2010年后主動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)AMR類移動(dòng)機(jī)器人興起。
? 1953-1990s初:生于歐美,普及于日本。全球首臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人AGV誕生于1953年,由美國Barret從簡(jiǎn)易牽引式AGC改造而成。1963年日本首次引入AGV,由日本本土運(yùn)輸設(shè)備供應(yīng)廠商與美國Webb公司成立合資公司推動(dòng)發(fā)展。至1985年日本移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)值超200億日元,5年CAGR超20%,領(lǐng)先歐美;至1990年日本擁有AGV約一萬臺(tái)。
在1970-1990年代,日本對(duì)AGV本土化改進(jìn),瞄準(zhǔn)簡(jiǎn)易型AGV技術(shù)——AGC,體現(xiàn)為:1)追求單一路徑,固定流程,自動(dòng)化程度不高;2)以批量生產(chǎn)為主要目標(biāo),模塊化設(shè)計(jì)。
? 1990-2010年:中國啟蒙期,產(chǎn)業(yè)鋪開。1991年中科院沈陽自動(dòng)化研究所為沈陽金杯汽車廠研制6臺(tái)AGV用于汽車裝配線中,完成了AGV從實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)到產(chǎn)線的跨越。2000年中國加入WTO后,工業(yè)機(jī)器人及移動(dòng)機(jī)器人在各行各業(yè)滲透。
? 2010年至今:新技術(shù)帶動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展。伴隨運(yùn)動(dòng)控制算法迭代、QR導(dǎo)航、激光導(dǎo)航等導(dǎo)航技術(shù)成熟,移動(dòng)機(jī)器人從AGV向AMR及復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人等多形態(tài)轉(zhuǎn)型迭代。
圖表:全球移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展歷程
資料來源:《History of Automated Guided Vehicle Systems》Günter Ullrich & Thomas Albrecht,移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,新光科技官網(wǎng),中金公司研究部
聚焦中國移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展歷史,我們認(rèn)為經(jīng)歷了萌芽期-蓬勃滲透-品牌出海三大階段。
? 1976-2000年:萌芽期,汽車產(chǎn)業(yè)促進(jìn)AGV走向應(yīng)用端。1991年新松機(jī)器人把磁導(dǎo)航AGV量產(chǎn)應(yīng)用于汽車行業(yè)的總裝及底盤對(duì)接,成為移動(dòng)機(jī)器人最早普及的場(chǎng)景。1996年昆船智能從事AGV關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā);2003年機(jī)科發(fā)展引進(jìn)瑞典NDC技術(shù),此三家彼時(shí)稱為國產(chǎn)AGV“三巨頭。
? 2001-2010年:緩慢滲透,自主化程度尚不足。加入WTO后國內(nèi)制造業(yè)開始參與全球貿(mào)易,追求經(jīng)濟(jì)效率背景下AGV滲透進(jìn)各成熟行業(yè)。彼時(shí)缺乏相應(yīng)專用政策支持,控制系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)等核心環(huán)節(jié)尚依賴進(jìn)口,例如2010年之前控制系統(tǒng)基本被瑞典科爾摩根壟斷,激光傳感器主要采購西門子、ACUITY LASER等,整個(gè)行業(yè)自主化程度及降價(jià)進(jìn)度相對(duì)緩慢。
? 2011年-至今:電商興起推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速成熟。1)電商物流2010年代初繁榮加速移動(dòng)機(jī)器人迭代場(chǎng)景;2)初創(chuàng)企業(yè)興起,國產(chǎn)廠商數(shù)量從2012年20家左右快速擴(kuò)張至2015年80家左右;3)2015年后控制系統(tǒng)、激光傳感器等優(yōu)秀廠商開啟自主,例如仙工智能、科力光電、因泰立等。移動(dòng)機(jī)器人本著成本要求最重的原則,依靠性價(jià)比優(yōu)勢(shì)突破滲透并快速迭代,國內(nèi)市場(chǎng)在短短十年時(shí)間內(nèi)完成了進(jìn)口替代。
圖表:中國移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展歷程
資料來源:移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,新光科技官網(wǎng),中金公司研究部
2021年國內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人需求占全球49%,供給超全球55%
中國移動(dòng)機(jī)器人需求占全球42%。1)全球來看,根據(jù)高工機(jī)器人,2021年移動(dòng)機(jī)器人(AGV和AMR)全球出貨量超過13萬臺(tái),同比+25%;銷售額255億元,同比+15%,全球移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)持續(xù)增長。2)中國來看,據(jù)高工機(jī)器人,2021年中國市場(chǎng)銷售移動(dòng)機(jī)器人6.38萬臺(tái)(約占全球49%),同比+58%,銷售額78.12億元(約占全球31%),同比+50%。2022年銷量同比+27.7%至8.1萬臺(tái)。
據(jù)MIR預(yù)計(jì),2025年全球移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)?;蜻_(dá)400億元,中國市場(chǎng)占據(jù)半壁江山。
圖表:中國移動(dòng)機(jī)器人銷量和增長率
資料來源:高工機(jī)器人,中金公司研究部
圖表:中國移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模和增長率
資料來源:高工機(jī)器人,中金公司研究部
國內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人供給全球55%產(chǎn)量。據(jù)Interact Analysis數(shù)據(jù),以生產(chǎn)臺(tái)數(shù)計(jì)算2021年中國移動(dòng)機(jī)器人全球占比55%,以生產(chǎn)金額計(jì)算中國移動(dòng)機(jī)器人全球占比僅29%,中國制造在供應(yīng)鏈和成本上優(yōu)勢(shì)明顯,價(jià)格是其他國家一半不到。據(jù)高工機(jī)器人統(tǒng)計(jì),國內(nèi)頭部廠商2022年出口比例均為50%以上,我們認(rèn)為應(yīng)以全球視角看待移動(dòng)機(jī)器人企業(yè)的成長。
圖表:以移動(dòng)機(jī)器人公司總部所在地區(qū)分列的市場(chǎng)份額(以2021年出貨量計(jì)算)
資料來源:Interact Analysis,中金公司研究部
圖表:以移動(dòng)機(jī)器人公司總部所在地區(qū)分列的市場(chǎng)份額(以2021年?duì)I業(yè)額計(jì)算)
資料來源:Interact Analysis,中金公司研究部
政策:專項(xiàng)政策助力,運(yùn)輸工人是機(jī)器換人排頭兵
智慧工廠政策頻出,孕育下游環(huán)境。在“工業(yè)4.0”、“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展大背景下,政府部門持續(xù)出臺(tái)法律法規(guī)鼓勵(lì)企業(yè)推進(jìn)制造運(yùn)輸過程智能化,例如先后出臺(tái)《“十四五”快遞業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃》、《推動(dòng)物流業(yè)制造業(yè)深度融合創(chuàng)新發(fā)展實(shí)施方案》、《關(guān)于推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的實(shí)施意見》等,強(qiáng)調(diào)提升物流發(fā)展質(zhì)量和制造業(yè)生產(chǎn)效率,為移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用營造良好外部環(huán)境。
專項(xiàng)規(guī)劃持續(xù)助力移動(dòng)機(jī)器人重點(diǎn)發(fā)展。2021年12月28日,工業(yè)和信息化部門等十五個(gè)部門聯(lián)合印發(fā)了《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,提到“重點(diǎn)研制AGV、無人叉車、分揀、包裝等物流機(jī)器人”,相較《“十三五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》表述“推進(jìn)重載AGV產(chǎn)品突破”,在品種覆蓋范圍方面做了進(jìn)一步擴(kuò)充。另外,文件還新增提到“面向半導(dǎo)體行業(yè)的自動(dòng)搬運(yùn)、智能移動(dòng)與存儲(chǔ)等真空(潔凈)機(jī)器人”以及“實(shí)現(xiàn)空間任意位置和姿態(tài)可達(dá)、具有靈活抓取和操作能力的移動(dòng)機(jī)器人”,我們認(rèn)為體現(xiàn)國家持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)深入決心。
運(yùn)輸場(chǎng)景機(jī)器換人是降本最迫切環(huán)節(jié)。據(jù)第八次全國人口普查數(shù)據(jù),我國人口數(shù)量下降85萬人,首次進(jìn)入負(fù)增長。勞動(dòng)人口減少疊加人力成本上升,企業(yè)降本需求迫切。相較于流水線操作工人,揀選運(yùn)輸對(duì)工人技能要求很低,是降低人工成本最迫切、最易實(shí)現(xiàn)的環(huán)節(jié),移動(dòng)機(jī)器人換人成為企業(yè)自動(dòng)化改造排頭兵(據(jù)快倉統(tǒng)計(jì),移動(dòng)機(jī)器人ROI已降低至2年)。
資本:一級(jí)市場(chǎng)融資頻頻,龍頭步入二級(jí)上市潮
根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì),2022年業(yè)內(nèi)共發(fā)生33筆融資,融資金額52億元,單筆融資金額明顯上升。此外,據(jù)公開消息,??禉C(jī)器人、極智嘉、科捷智能、昆船智能等行業(yè)頭部企業(yè)均已進(jìn)入上市輔導(dǎo)階段,海康機(jī)器人已遞交招股說明書,板塊效應(yīng)引更多二級(jí)資本關(guān)注。
圖表:2022年移動(dòng)機(jī)器人重點(diǎn)公司融資階段及金額
資料來源:移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,中金公司研究部
與工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)比來看,工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)壁壘在于核心零部件的精度與配合,既包括減速器等機(jī)械制造硬件,也包括控制器算法軟件層面;移動(dòng)機(jī)器人對(duì)于硬件精度要求略低,主要進(jìn)入壁壘在于調(diào)度系統(tǒng)等軟件層面。
? 從上游來看,主要包括5大部分,1)傳感器:視覺、激光、光電;2)伺服系統(tǒng):電機(jī)、減速機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;3)控制系統(tǒng):主控制器、嵌入式軟件;4)能源動(dòng)力;5)機(jī)械件。AMR擁有主動(dòng)導(dǎo)航能力,在視覺或激光傳感器方面部署更多,且控制器具有主動(dòng)規(guī)劃路徑能力;而AGV基本只有光電傳感器,控制器更強(qiáng)調(diào)被動(dòng)執(zhí)行能力。
? 從中游來看,分為調(diào)度系統(tǒng)和整機(jī)制造兩個(gè)環(huán)節(jié),1)調(diào)度系統(tǒng):算法、機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng);2)整機(jī)制造。我們重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)在移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈里,控制系統(tǒng)安裝在單機(jī)上,負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)軌跡的執(zhí)行;調(diào)度系統(tǒng)附加在一套整體解決方案上,是復(fù)雜算法模型最為集中的地方。
? 從下游來看,大部分直接由系統(tǒng)集成商對(duì)接到下游應(yīng)用場(chǎng)景。QR導(dǎo)航的AGV主要應(yīng)用于電商、零售、鞋服、醫(yī)藥等倉儲(chǔ)流通場(chǎng)景;SLAM導(dǎo)航的AMR主要應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)景。我們認(rèn)為行業(yè)逐漸趨于工業(yè)物流和倉儲(chǔ)流通全場(chǎng)景并舉。此外,消費(fèi)場(chǎng)景延伸潛力可期。
圖表:移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈
資料來源:??禉C(jī)器招股書,中金公司研究部
據(jù)快倉創(chuàng)世人楊威發(fā)言,移動(dòng)機(jī)器人所需的300余個(gè)零部件中,目前只有10-20個(gè)需要進(jìn)口,其中控制器與激光傳感器是最重要的兩大環(huán)節(jié)。
早期移動(dòng)機(jī)器人使用的控制器多為單片機(jī)、PLC、工控機(jī)三類:1)單片機(jī):主打價(jià)格低廉,但計(jì)算能力弱,只能處理基礎(chǔ)指令;2)PLC:穩(wěn)定性高,善于邏輯控制,開發(fā)難度不大,但開放性差;3)工控機(jī):基于ARM/x86+win/linux,具有強(qiáng)抗干擾能力,可用于振動(dòng)、電磁輻射等惡劣工業(yè)環(huán)境。三種方式可互相嵌套、融合應(yīng)用。
嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專用AGV/AMR控制器成為行業(yè)趨勢(shì)。隨AGV/AMR技術(shù)不斷發(fā)展,激光、視覺等新技術(shù)對(duì)控制器算例要求大幅提高,疊加移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈,控制器非標(biāo)化成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的核心力量。與通用工業(yè)控制器比較,AGV/AMR專用控制器集成了成熟導(dǎo)航和運(yùn)動(dòng)控制算法(例如激光定位算法、麥克納姆輪控制算法),為用戶節(jié)省很多工作,且穩(wěn)定性更高,已成為行業(yè)趨勢(shì)。
控制器算法的通用與兼容性至關(guān)重要。移動(dòng)機(jī)器人控制器對(duì)跨平臺(tái)的通用性、傳感器的兼容性、各類算法的適配性,以及運(yùn)動(dòng)控制算法的穩(wěn)定性和精確性要求較高,主要體現(xiàn)在:1)硬件層面:工作溫度范圍、濕度范圍、IP防護(hù)等級(jí)、防爆、防腐蝕等認(rèn)證要求;2)嵌入式層面:芯片、編譯器、操作系統(tǒng)等的穩(wěn)定性要求;3)算法層面:需要經(jīng)過大量應(yīng)用場(chǎng)景驗(yàn)證AI算法可靠性;4)系統(tǒng)層面:容錯(cuò)能力、冗余技術(shù)指標(biāo)能力,以增加控制器可靠性。
國產(chǎn)企業(yè)崛起正當(dāng)時(shí)。國內(nèi)部分AGV/AMR企業(yè)會(huì)選擇自己開發(fā)控制器,如???、新松、昆船、優(yōu)艾智合、斯坦德、國自等企業(yè)都有自己的控制器產(chǎn)品。專業(yè)做AGV/AMR控制器及相關(guān)系統(tǒng)的廠商中,科爾摩根最早將這一技術(shù)帶入中國市場(chǎng),2015年后國內(nèi)也有創(chuàng)業(yè)公司瞄準(zhǔn)這一市場(chǎng)開發(fā)。我們測(cè)算移動(dòng)機(jī)器人專用控制器成本占比20%左右,據(jù)此估算2022年國內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人專用控制器市場(chǎng)規(guī)模20億元左右,據(jù)MIR,國產(chǎn)化率50%左右。
圖表:控制器生產(chǎn)企業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
資料來源:移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,中金公司研究部
基于激光傳感器,移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)導(dǎo)航到主動(dòng)導(dǎo)航的跨越。移動(dòng)機(jī)器人起源于需要外部預(yù)設(shè)二維碼或磁帶進(jìn)行定位的AGV,較為繁瑣且二維碼易損壞,基于主動(dòng)激光導(dǎo)航的SLAM-AMR應(yīng)運(yùn)而生,SLAM-AMR核心增強(qiáng)的是激光傳感器與主動(dòng)規(guī)劃算法的控制器。發(fā)展至今已出現(xiàn)第四代視覺自主導(dǎo)航AMR,實(shí)現(xiàn)更加柔性與靈活部署。我們認(rèn)為,傳感器技術(shù)的變革速度或制約移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)技術(shù)演變速度。
圖表:移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展歷程(從技術(shù)迭代角度來看)
資料來源:靈動(dòng)科技,中金公司研究部
AMR中激光傳感器多以ToF/單線/機(jī)械式激光傳感器為主。1)ToF&三角法:三角法依靠激光測(cè)距,ToF法依靠激光脈沖測(cè)距,ToF法相對(duì)精度高、速度快。2)單線&多線:?jiǎn)尉€值2D掃描,多線指3D立體掃描,基于密集點(diǎn)三維云模型,具有抗環(huán)境干擾、穿透力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。3)機(jī)械式&固態(tài):機(jī)械式指光機(jī)結(jié)構(gòu)隨著掃描模塊進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)的方案,固態(tài)式取消了機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),耐久性得到提高,但目前技術(shù)尚未完全成熟。目前多線、固態(tài)傳感器技術(shù)尚不成熟。
高端激光傳感器進(jìn)入壁壘體現(xiàn)在導(dǎo)航精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性。目前一般無導(dǎo)軌導(dǎo)航精度約±10mm~±20mm,移動(dòng)機(jī)器人對(duì)導(dǎo)航精準(zhǔn)性的要求持續(xù)提升至10mm以內(nèi),激光導(dǎo)航需求提升。據(jù)移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,避障類激光雷達(dá)整體國產(chǎn)化率達(dá)80%,但實(shí)際導(dǎo)航類激光雷達(dá)國產(chǎn)化率僅17%,我們認(rèn)為高端激光雷達(dá)差距主要體現(xiàn)在核心感光器件SPAD尚未自主化、多種測(cè)距精度優(yōu)化和抗背景光干擾算法較弱。
我們認(rèn)為零部件向集成與智能升級(jí)方向發(fā)展:1)一體化趨勢(shì):將電機(jī)、減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)模塊高度集成;2)融合導(dǎo)航:從單一磁導(dǎo)航發(fā)展成為QR、激光、視覺、混合導(dǎo)航多導(dǎo)航方式并存,且從單線二維導(dǎo)航向多線三維導(dǎo)航升級(jí);3)云端部署:管理系統(tǒng)將走向云端部署,并具有可靠冗余能力,支持在線地圖的策略更新,進(jìn)行集群調(diào)度的優(yōu)化高效處理;4)兼容性:相關(guān)接口需要進(jìn)一步規(guī)范與統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)不同品牌移動(dòng)機(jī)器人的接入調(diào)度。
中游:直接材料占比高,方案能力為重點(diǎn)
頭部機(jī)器人公司核心零部件自制為主。頭部公司購買直接材料集成電路、減速機(jī)、傳感器、結(jié)構(gòu)件等,直接材料采購成本占比90%以上,控制器自制為主;處于起步階段的移動(dòng)機(jī)器人公司控制器等機(jī)電物料基本外采,主要做機(jī)電組裝。
圖表:移動(dòng)機(jī)器人成本拆分(以海康機(jī)器人為例)
資料來源:??禉C(jī)器招股書,中金公司研究部
企業(yè)多選擇承擔(dān)本體&集成商雙重角色。1)直接對(duì)接終端客戶:移動(dòng)機(jī)器人公司根據(jù)客戶需求采購工程服務(wù)及外購配套產(chǎn)品,直接向客戶交付解決方案;2)向集成商供貨:移動(dòng)機(jī)器人公司向系統(tǒng)集成商簽署銷售合同并向其供貨。我們觀察到市場(chǎng)同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)下,頭部企業(yè)均開始通過融合調(diào)度系統(tǒng)能力直接對(duì)接終端客戶。
本體企業(yè)盈利能力與收款情況明顯優(yōu)于集成商。移動(dòng)機(jī)器人本體企業(yè)毛利率在35%以上高于線邊倉集成商30%左右毛利率水平,但隨行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇&集成占比提高,我們預(yù)計(jì)行業(yè)毛利率差或收斂。本體企業(yè)應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)率是線邊倉集成商2倍左右。
圖表:移動(dòng)機(jī)器人本體毛利率略高于集成商
資料來源:Wind,中金公司研究部
圖表:移動(dòng)機(jī)器人本體應(yīng)收賬款回款情況明顯優(yōu)于集成商
資料來源:Wind,中金公司研究部
方案能力至關(guān)重要,具體體現(xiàn)為中游本體廠商對(duì)調(diào)度系統(tǒng)的優(yōu)化。移動(dòng)機(jī)器人工作往往以群體配合為主,解決方案需要通過對(duì)歷史訂單數(shù)據(jù)模擬,綜合預(yù)測(cè)訂單需求進(jìn)行庫位的分配優(yōu)化,提高運(yùn)輸效率。當(dāng)需要大規(guī)模、跨機(jī)器人種類、跨機(jī)器人公司調(diào)度時(shí),調(diào)度系統(tǒng)的算法開發(fā)難度呈指數(shù)級(jí)放大。
圖表:調(diào)度系統(tǒng)是中游環(huán)節(jié)支配控制系統(tǒng)及其他零部件配合的大腦
資料來源:移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,中金公司研究部
下游集成是指跨場(chǎng)景、跨系統(tǒng)、跨設(shè)備實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景的業(yè)務(wù)集成。在移動(dòng)機(jī)器人行業(yè),本體廠商與集成商常常交疊,例如昆船智能、新松機(jī)器人等。
物流應(yīng)用進(jìn)入變革期,工業(yè)場(chǎng)景應(yīng)用加速發(fā)展。2020年后,以高端市場(chǎng)為主的順豐速遞單票毛利僅有2.18元,“四通一達(dá)”單票毛利均已降到0.4元以下,對(duì)物流場(chǎng)景移動(dòng)機(jī)器人成本造成一定擠壓,疊加物流行業(yè)進(jìn)入門檻低,移動(dòng)機(jī)器人物流行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)開始白熱化。據(jù)高工機(jī)器人數(shù)據(jù),2022年光伏/鋰電/汽車及零部件用移動(dòng)機(jī)器人銷量增速分別80%/50%/30%以上,物流行業(yè)銷量增速-10%,我們預(yù)計(jì)宏觀行業(yè)分化背景下移動(dòng)機(jī)器人下游或分化加劇。
圖表:移動(dòng)機(jī)器人下游各行業(yè)銷量增速及主要玩家
注:最右邊一列顏色越深代表競(jìng)爭(zhēng)越激烈
資料來源:高工機(jī)器人,中金公司研究部
我們認(rèn)為移動(dòng)機(jī)器人在汽車、新能源行業(yè)的應(yīng)用有望持續(xù)加速滲透,是內(nèi)需增長的主要?jiǎng)恿Γ?/p>
? 汽車是工業(yè)領(lǐng)域移動(dòng)機(jī)器人滲透率最高的行業(yè)之一。移動(dòng)機(jī)器人已應(yīng)用到?jīng)_壓、焊裝、涂裝、總裝四大環(huán)節(jié)的物流運(yùn)輸,并進(jìn)入總裝生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),配合儀表、后橋、前懸、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)飾線、底盤等裝配。據(jù)高工機(jī)器人預(yù)計(jì),2022年國內(nèi)汽車行業(yè)移動(dòng)機(jī)器人銷量約1.28萬臺(tái),同比+38.9%,高工機(jī)器人預(yù)計(jì)未來5年行業(yè)銷量復(fù)合增速50%左右。汽車行業(yè)移動(dòng)機(jī)器人國產(chǎn)化率較高,主要參與者包括??禉C(jī)器人、新松機(jī)器人、華??萍肌⒕芍悄艿?,四家公司2021年度營收分別為27.7/33.0/28.5/5.4億元。
圖表:汽車行業(yè)的生產(chǎn)步驟及部分移動(dòng)機(jī)器人企業(yè)在汽車行業(yè)產(chǎn)品布局情況
資料來源:移動(dòng)機(jī)器人聯(lián)盟,高工機(jī)器人,中金公司研究部
? AGV在新能源行業(yè)加速滲透。據(jù)高工機(jī)器人數(shù)據(jù),AGV在鋰電池市場(chǎng)滲透率已超60%,采用AGV成為行業(yè)共識(shí)。移動(dòng)機(jī)器人在鋰電池生產(chǎn)的前后工序廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)全段運(yùn)輸。據(jù)高工機(jī)器人預(yù)計(jì),2022年中國新能源行業(yè)移動(dòng)機(jī)器人銷量約17250臺(tái),同比+46%左右。高工機(jī)器人預(yù)計(jì)未來5年銷量在高基數(shù)背景下復(fù)合增速達(dá)40%。主要參與者包括??禉C(jī)器人、極智嘉、新松機(jī)器人等。
圖表:鋰電行業(yè)的生產(chǎn)工序及部分移動(dòng)機(jī)器人企業(yè)在鋰電行業(yè)產(chǎn)品布局情況
資料來源:高工機(jī)器人,移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,中金公司研究部
看好工業(yè)場(chǎng)景中具有競(jìng)爭(zhēng)壁壘的細(xì)分賽道龍頭。我們認(rèn)為半導(dǎo)體、液晶、汽車電子等行業(yè)對(duì)品牌、價(jià)格、認(rèn)證、技術(shù)、環(huán)境、定制化和售后的要求較高,具有更高進(jìn)入壁壘;其他行業(yè)更多涉及簡(jiǎn)單搬運(yùn),競(jìng)爭(zhēng)格局會(huì)相對(duì)紅海。
圖表:下游應(yīng)用場(chǎng)景的具體要求
資料來源:MiR,中金公司研究部
移動(dòng)機(jī)器人+服務(wù),締造更大消費(fèi)場(chǎng)景。當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人被賦予服務(wù)概念,就出現(xiàn)了餐廳送餐機(jī)器人、清潔機(jī)器人、酒店配送機(jī)器人等,疫情無疑加速了無接觸送餐機(jī)器人的普及。據(jù)中國移動(dòng)機(jī)器人網(wǎng)統(tǒng)計(jì),2017年國內(nèi)送餐機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模只有千萬元級(jí)別,到2020年底中國送餐機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模已11.6億元,中國機(jī)器人網(wǎng)預(yù)計(jì)2025年行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模近150億元,僅次于工業(yè)場(chǎng)景200億元空間。由于下游商業(yè)模式差異,服務(wù)領(lǐng)域參與者與工業(yè)領(lǐng)域參與者并不重疊,以擎朗(D輪融資完成)、泰紳為技術(shù)引領(lǐng)者,差異主要體現(xiàn)在消殺燈、底盤等技術(shù)附加。我們認(rèn)為消費(fèi)場(chǎng)景空間遠(yuǎn)超工業(yè)場(chǎng)景。
2020年后移動(dòng)機(jī)器人與智能家居融合發(fā)展,加速向C端家用看護(hù)市場(chǎng)延申。2021年6月亞馬遜推出世界上第一臺(tái)人工智能自主驅(qū)動(dòng)的家庭機(jī)器人Scout,車身70毫米×100毫米×110毫米-2.8英寸×4英寸×4.3英寸,高度集成1080P質(zhì)量圖像、AI驅(qū)動(dòng)定位、IPX65、開源軟件包、觸摸語音數(shù)據(jù)等,可承擔(dān)看護(hù)、巡邏、家用智能電器等作用。2021年10月亞馬遜又發(fā)布了“Astro”,在外貌及編程方面做了迭代。至今,華為、科大訊飛、阿里等紛紛入資家用移動(dòng)機(jī)器人賽道,我們認(rèn)為C端市場(chǎng)大幕剛剛拉開。
圖表:主流幾款家用移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品對(duì)比
資料來源:各公司官網(wǎng),中金公司研究部
競(jìng)爭(zhēng)格局:國產(chǎn)企業(yè)由領(lǐng)跑中國,到看齊世界
回顧AGV歷史競(jìng)爭(zhēng)格局,我們認(rèn)為可以分為三大階段:1)海外廠商具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)在全球各大市場(chǎng)占據(jù)主要份額;2)國產(chǎn)廠商借物流行業(yè)發(fā)展紅利在國內(nèi)市場(chǎng)趕超外資;3)國產(chǎn)廠商出海,具體來看:
階段一:海外廠商占據(jù)全球各大市場(chǎng)主要份額。根據(jù)高工機(jī)器人,2014年全球AGV市場(chǎng)中CR10全部為外資品牌,合計(jì)占比達(dá)58%。彼時(shí)國內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)剛萌芽,除新松機(jī)器人、昆船智能以外,較少見到國產(chǎn)移動(dòng)機(jī)器人品牌。
圖表:2014年全球AGV市場(chǎng)被歐美日韓企業(yè)壟斷
資料來源:高工機(jī)器人,中金公司研究部
階段二:AGV國產(chǎn)化率98%,龍頭格局已成?;ヂ?lián)網(wǎng)電商與物流的快速發(fā)展給予國內(nèi)AGV企業(yè)大量試用場(chǎng)景,至今國產(chǎn)品牌性能已基本與外資持平,價(jià)格顯著低于外資廠商30%以上。據(jù)移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,2020年中國市場(chǎng)外資AGV銷售額未超億元,AGV國產(chǎn)化率高達(dá)98%。據(jù)MIR,2022年國內(nèi)市場(chǎng)CR5??禉C(jī)器人、極智嘉、快倉、華曉精密、海柔創(chuàng)新合計(jì)市占率達(dá)46%,收入接近10億元體量與二線標(biāo)的拉開差距,我們認(rèn)為龍頭格局漸成,馬太效應(yīng)或持續(xù)顯現(xiàn)。
圖表:國產(chǎn)AGV與外資品牌性能差異不大(截至2022年)
資料來源:各公司官網(wǎng),中金公司研究部
圖表:內(nèi)資品牌移動(dòng)機(jī)器人具有明顯價(jià)格優(yōu)勢(shì)
資料來源:AGV之家,中金公司研究部
圖表:2022年中國AGV市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
注:MiR數(shù)據(jù)不包含電力巡檢、出口移動(dòng)機(jī)器人以及AGV加協(xié)作的復(fù)合機(jī)器人
資料來源:MiR,中金公司研究部
龍頭難分伯仲,我們認(rèn)為差異化解決方案是突圍良策。對(duì)比海康機(jī)器人、極致嘉、海柔料箱移動(dòng)AGV核心指標(biāo),我們認(rèn)為產(chǎn)品差異性不強(qiáng),以調(diào)度系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)的整體方案或是國產(chǎn)品牌突圍價(jià)格戰(zhàn)的良策。例如,極智嘉以項(xiàng)目集成為標(biāo)簽,加強(qiáng)整體方案配套庫倉的一站式服務(wù)能力;??禉C(jī)器人在汽車應(yīng)用領(lǐng)域不斷創(chuàng)新調(diào)度系統(tǒng)能力,具有豐富案例積累。
圖表:國內(nèi)龍頭企業(yè)料箱式移動(dòng)機(jī)器人主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比
資料來源:海康機(jī)器招股書(申報(bào)稿),中金公司研究部
階段三:出海加速,國產(chǎn)品牌涌入全球市場(chǎng)前十。國內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈,海外市場(chǎng)盈利空間相對(duì)更優(yōu),我們認(rèn)為AGV出?;蜇暙I(xiàn)更大彈性,建議重點(diǎn)關(guān)注。據(jù)高工機(jī)器人,2022年國內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人出口占比首次超25%,較2021年上升4.2ppt。國內(nèi)頭部廠商中極智嘉、快倉智能、海柔創(chuàng)新等2022年出口比例均為50%以上,目前全球移動(dòng)機(jī)器人市占率前十里中國企業(yè)占比近半。
我們認(rèn)為人力成本、海外電商快速發(fā)展及IT基礎(chǔ)成熟是國產(chǎn)出海的重要驅(qū)動(dòng)因素:
? 海外人力成本持續(xù)增長:疫情后歐美大量勞動(dòng)力短缺,人力成本快速增長。例如,日本的Mujin(牧今科技)一直面臨著人力成本昂貴的問題,通過與海柔創(chuàng)新合作,引進(jìn)了海柔創(chuàng)新的庫寶HAIPICK A42多層料箱機(jī)器人,為零售業(yè)打造了一體化倉儲(chǔ)解決方案。
? 海外零售電商發(fā)展前景廣闊:近年來,諸多海外零售商重點(diǎn)發(fā)力電商渠道,為移動(dòng)機(jī)器人帶來新的建倉需求和高交付效率要求。例如,英國Superdry電商退貨率約25%,人工處理退貨訂單速度慢,為了達(dá)成快速、準(zhǔn)確和高效的產(chǎn)品挑選,Superdry引入??档囊苿?dòng)機(jī)器人系統(tǒng),效率達(dá)到之前3-3.5倍。
? 海外市場(chǎng)IT基礎(chǔ)成熟:相比國內(nèi)零售商和制造型企業(yè),海外市場(chǎng)具有更好的IT信息化和業(yè)務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ),為對(duì)接、落地和應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備提供優(yōu)秀的基礎(chǔ)條件。
圖表:2022年中國移動(dòng)機(jī)器人企業(yè)出口情況(主要包含AGV)
資料來源:高工機(jī)器人,中金公司研究部
AMR柔性部署能力更強(qiáng),工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景豐富。AMR具有豐富傳感器與主動(dòng)路徑規(guī)劃算法,我們認(rèn)為其可適用更多復(fù)雜場(chǎng)景及與人交互避障場(chǎng)景,工業(yè)環(huán)境非標(biāo)多變更加適合AMR,2021年AMR在3C、液晶、汽車行業(yè)應(yīng)用比例分別36% /16% /11%,且逐年上升。
圖表: AMR在柔性與協(xié)作屬性的應(yīng)用場(chǎng)景具備天然優(yōu)勢(shì)
注:MIR數(shù)據(jù)當(dāng)中不包含電力巡檢、出口移動(dòng)機(jī)器人以及AGV加協(xié)作復(fù)合機(jī)器人
資料來源:MIR,新光科技官網(wǎng),中金公司研究部
AMR滲透率或持續(xù)提高。我們認(rèn)為隨工業(yè)應(yīng)用的要求提高,自主導(dǎo)航AMR占比有望持續(xù)提高。據(jù)高工機(jī)器人預(yù)測(cè),2020-2025年中國AGV和AMR市場(chǎng)規(guī)模CAGR分別有望達(dá)18.39%和31.69%,2025年中國AMR銷量占比有望達(dá)32.43%,市場(chǎng)規(guī)模占比有望達(dá)45.39%。企業(yè)端而言,主流AMR及AGV廠商重疊度及轉(zhuǎn)換度較高,我們預(yù)計(jì)未來或融合式發(fā)展為主。
AMR基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代,頭部格局近5年穩(wěn)定。根據(jù)MIR統(tǒng)計(jì),2022年AMR中國產(chǎn)企業(yè)迦智科技、仙工智能分列前兩名,市占率由2018年13%/5%升至18%/11%,引領(lǐng)中國市場(chǎng)國產(chǎn)化率升至80%左右(2022年)。外資品牌丹麥MIR、日本歐姆龍市占率由2018年17%/13%下滑至2022年4%/3%。我們看好國產(chǎn)AMR持續(xù)突破,龍頭公司或進(jìn)入差異化定位階段。
圖表:2018年中國AMR競(jìng)爭(zhēng)格局
注:MIR數(shù)據(jù)不包含電力巡檢、出口移動(dòng)機(jī)器人以及AGV加協(xié)作復(fù)合機(jī)器人
資料來源:MIR,中金公司研究部
圖表:2022年中國AMR競(jìng)爭(zhēng)格局
注:其后為快倉、炬星、優(yōu)艾智合;MIR數(shù)據(jù)不包含電力巡檢、出口移動(dòng)機(jī)器人以及AGV加協(xié)作復(fù)合機(jī)器人
資料來源:MIR,中金公司研究部
復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人新趨勢(shì),打通智能物流的末端環(huán)節(jié)。移動(dòng)機(jī)器人只能觸及產(chǎn)線的線邊倉,線邊倉至生產(chǎn)線上的物料搬運(yùn)仍需人力執(zhí)行,無法形成完整閉環(huán)。我們認(rèn)為復(fù)合機(jī)器人通過整合移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)能力、機(jī)械臂的高自由度操作能力及機(jī)器視覺的識(shí)別能力,可打通智能工業(yè)物流末端環(huán)節(jié),是移動(dòng)機(jī)器人一大發(fā)展趨勢(shì)。例如半導(dǎo)體晶圓盒運(yùn)輸要求無菌無塵,傳統(tǒng)人工晶圓運(yùn)輸和上下物料具有較大不穩(wěn)定性,復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人可以解決無塵車間晶圓盒運(yùn)輸和上下料自動(dòng)化問題。
圖表:復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展示意圖
資料來源:中國移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,中金公司研究部
復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)高彈性成長。2021年中國復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人銷量980臺(tái),同比+75%,高工機(jī)器人預(yù)計(jì)2022-2025年半導(dǎo)體行業(yè)移動(dòng)機(jī)器人(含復(fù)合機(jī)器人)銷量的年均復(fù)合增速超40%,到2025年銷量有望超3,800臺(tái)。我們認(rèn)為該領(lǐng)域壁壘相對(duì)較高,屬于專精細(xì)分領(lǐng)域。
?深圳市道路貨運(yùn)零排放走廊建設(shè)啟動(dòng)大會(huì)圓滿落幕,雙輪驅(qū)動(dòng)推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型
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