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绿的谐波深度:打破谐波减速器进口垄断 发展空间不限于机器人市场

机械吕娟团队

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原标题:绿的谐波深度:打破谐波减速器进口垄断 发展空间不限于机器人市场 来源:机械吕娟团队

--摘要--

谐波减速器市场受工业机器人放量、应用领域拓宽双引擎驱动扩张,未来有巨大提升空间

①从谐波减速器目前主流下游应用工业机器人市场来看,一方面随着工业机器人智能化水平提升以及成本下降等因素,工业机器人销量有望进一步释放;另一方面,工业机器人轻量化应用趋势之下谐波减速器应用占比也将持续提升。用量扩大与结构占比提升均将推动工业机器人领域谐波减速器市场规模进一步提升。

②其他应用场景方面,除工业机器人领域外,谐波减速器还广泛应用于数控机床、光伏设备、航空航天以及医疗设备等诸多领域,随着相关行业市场的不断拓展,谐波减速器在这些下游领域的需求量也将随之提升。

谐波传动领域国产替代破局者,产品供应至国际主流机器人厂商

①公司是一家专业从事精密传动装置研发、设计、生产和销售的高新技术企业,产品包括谐波减速器、机电一体化执行器及精密零部件。公司产品广泛应用于机器人数控机床、航空航天、医疗器械、半导体生产设备、新能源装备等高端制造领域。

客户方面,公司减速器产品已进入多家国内外知名客户。客户包括新松机器人、华数机器人、新时达、埃夫特、广州数控、遨博智能、亿嘉和、埃斯顿、优必选、配天技术、Universal Robots、Kollmorgen、Varian Medical System等国内外知名品牌及制造商,还包括ABB、通用电气、那智不二越、阿法拉伐等诸多国际高端装备制造企业的精密零配件供应商。

③公司业绩受下游行业景气度影响较大,整体呈现波动上升趋势。2018/2019年营收、归母净利润分别较上年提升24.95%/-15.32%和34.14%/-9.75%,2018年增长主要系产品国产替代后开始放量,2019年下降则是行业下游汽车、3C景气度下滑所致。公司收入中减速器产品占比超70%,主营业务突出。

④公司减速器产品毛利率稳定在60%左右,并保持较高研发投入,2017-2019年期间公司研发费用率分别为9.20%/11.39%。13.04%,呈现明显上升趋势,有力保证公司在技术工艺上的竞争优势。

谐波减速器应用领域不断拓宽,下游市场将迎更大发展空间

①精密减速器主要分为谐波/RV减速器两大类,二者分别适用于轻/重负载场景。随着下游机器人等行业轻量化趋势的不断推进,预期谐波减速器市场将迎更大的发展机遇。

②全球精密减速器市场高度垄断,日本厂商合计市占率超过70%,不过以绿的谐波为代表的国产减速器供应商开始逐步实现国产替代。2017年绿的谐波在国内谐波减速器出货量中排名第二,已逐步实现国内中低端谐波减速器市场替代,未来将向高端市场进一步拓展。

募投5亿加速谐波减速器产能扩张与产品研发

公司公开发行共募集资金约10.55亿元。募集资金将全部用于公司主营业务相关项目:年产50万台精密谐波减速器项目(4.8亿元)和研发中心升级建设项目(6.5)亿元。上述投资项目有利于提高公司的生产能力和技术创新能力,保持并提升公司在行业中的竞争地位,从而进一步提高公司持续发展能力。

投资建议

预计公司2020-2022年归母净利润分别为0.83/1.16/1.63亿元,同比分别增长41.6%/40.5%/40.1%。

风险提示

1)国内疫情反复的风险:疫情对公司正常的生产经营产生了不利影响,如果疫情再次发生,可能对公司的短期业绩产生一定影响;2)业竞争加剧的风险:世界多国都投入了大量精力和资源进行减速器开发,我国目前也有一批企业正在从事精密减速器的研发和生产,竞争对手的进入将对公司的行业地位造成潜在威胁;3)产品研发风险:谐波减速器的研发投入大、技术门槛高、工艺流程复杂,如果公司不能获取充足经费支撑技术研发,或大量的研发投入不能取得先进技术成果,将对公司持续盈利能力将产生重大影响。

--正文--

一、谐波传动领域国产替代破局者,产品供应至国际主流机器人厂商

1.1 深耕谐波减速机领域十七年,率先打破国际品牌减速机领域垄断地位

公司是一家专业从事精密传动装置研发、设计、生产和销售的高新技术企业,产品包括谐波减速器、机电一体化执行器及精密零部件。公司产品广泛应用于工业机器人、服务机器人、数控机床、航空航天、医疗器械、半导体生产设备、新能源装备等高端制造领域。

精密谐波减速器是机器人三大核心零部件之一,也是公司成立至今的主打产品。自2003年开始公司创始人左昱昱开始深入研究谐波啮合理论,创新改革生产工艺。2011年公司成立,并将首台减速器样机送江苏省减速机产品质量监督检测中心进行测试。公司减速器产品于2013年开始上市销售,产品各项性能指标均满足国内知名机器人生产厂商埃夫特的使用要求。2014年及2016年,公司分别与境外知名客户建立了初步合作关系并签订框架协议向国际主流机器人厂商批量出口供货。2018年公司针对不同行业客户需求特点推出了KAH、KAT、KGM、KAS多个系列机电一体化产品。公司2019年获得上海市科技进步一等奖,并于2020年登陆科创板上市。

公司经过多年持续研发投入,实现了精密谐波减速器的规模化生产及销售,打破了国际品牌在机器人用谐波减速器领域的垄断,并实现批量出口。公司多年以来深耕精密传动领域,凭借先进的技术研发能力、高水平的生产工艺、严格的质量管控以及完善的产品体系,在行业内已建立较高的品牌知名度,成长为行业领军企业。

1.2 公司产品围绕谐波减速机展开,实现减速器产品全产业链覆盖

公司产品包括谐波减速器、机电一体化执行器及精密零部件三大部分,其中谐波减速器为公司核心产品。谐波减速器方面,公司开发了一系列谐波减速器产品,产品规格、型号丰富,可以满足多数客户多样化的需求,客户可以根据自身需要在公司产品名录中选择相应的型号;机电一体化产品则是将伺服系统、谐波减速器、传感器集成模块,为客户提供更为标准化的解决方案。是为了顺应市场新需求,在公司已有谐波减速器系列化产品的技术基础上进行技术延伸的成果;公司精密零部件包括不锈钢、铜、铝、铁制加工零部件,为定制化产品,为根据客户需求定制而成。但对于同一客户而言,其采购的同一类精密零部件规格、型号基本稳定。

1.3 性价比优势突出,公司客户涵盖国内外大型知名机器人与高端装备制造厂商

产品性能方面,公司谐波减速器多项指标性能均已达到国际一流水平。经过多年研发投入,公司在谐波减速器理论创新和技术研发实力已经处于行业前列,其减速器产品从模型设计、产品试制、小批量供货到规模化、产业化制造历经不断迭代优化和完善,在传动误差、背向间隙、空程误差、传动效率、噪声、运行温升等各项性能指标均已达到国际先进水平。截至2020年4月,公司及子公司共拥有81项专利权,其中发明专利9项,实用新型专利72项,专利持有数量在同行业公司中也较为突出。公司也是国内同行业中唯一全部参与GB/ T30819-2014《机器人用谐波齿轮减速器》等三项业内国家标准起草的企业。

产品价格方面,相较国际巨头具备较强价格优势且保持下降趋势。根据公司招股说明书披露,公司谐波减速器产品均价保持在2000元以下,相较于行业龙头哈默纳科最高可达7000-8000的价格,具备显著的优势。此外,2017-2019年期间,公司谐波减速器、一体化执行器产品价格均呈现连续下降态势。其中公司主打产品谐波减速器的均价从2017的1922.79元下降至2019年的1631.95元,三年间降幅高达17.82%。

得益于前述的产品性价比优势,公司产品已切入国内外大型知名客户,并与其形成了稳定的合作关系。公司谐波减速器或机电一体化执行器的主要终端客户包括新松机器人(300024.SZ)、华数机器人(300161.SZ)、新时达(002527.SZ)、埃夫特、广州数控、遨博智能、亿嘉和(603666.SH)、埃斯顿(002747.SZ)、优必选、配天技术、Universal Robots、Kollmorgen、Varian Medical System等国内外知名品牌及制造商,公司也是ABB(ABB.N)、通用电气(GE.N)、那智不二越(6474.T)、阿法拉伐(ALFA.ST)等诸多国际高端装备制造企业的精密零配件供应商。

从公司前五大客户分布来看,一方面,公司前五大客户包括通用电气、ABB、Universal Robots等国际知名厂商, 反应公司产品质量受到下游大型客户认可,产品性价比突出。另一方面,2017-2019年公司前五大客户营收合计占比持续下降,既说明公司客户群体在不断丰富,又反映出公司经营的可持续性和稳健性较高,不存在对单一客户产生较大依赖的情形。

1.4 收入受行业景气度影响稍有波动,其中70%以上源自谐波减速器

1.4.1 2017-2019年公司营业收入/归母净利润呈现波动上升趋势

2017-2019年内,公司营业收入分别为1.75亿元、2.20亿元和1.86亿元,净利润分别为0.49亿元、0.65亿元和0.58亿元;2018年和2019年营业收入分别较上年同期增长24.95%和下滑15.32%,净利润分别较上年同期增长34.14%和下滑9.75%。营业收入/归母净利润呈现先增后降趋势的原因主要有以下两点:

2018年,公司营业收入较2017年大幅增长,主要原因为公司在国内率先实现了谐波减速器的规模化生产,打破了国际品牌在国内机器人谐波减速器领域垄断地位,公司在2017-2019年内持续增加研发投入,进一步改进谐波减速器的产品工艺、提高产品产量并加大市场开拓,公司市场份额逐步提升,进口替代进程加速,谐波减速器销售量快速上升。

2019年,公司营业收入相较2018年有所下滑,主要是受实体经济增速放缓的影响,2018年4季度开始工业机器人下游占比较大的应用领域如汽车、3C等景气度下滑,机器人行业整体产量减少,对谐波减速器需求紧缩。

1.4.2 主营业务突出,谐波减速器收入占营业收入70%以上且产能饱满

谐波减速器为公司主打产品,2017-2019年期间其在主营业务收入占比持续高于70%。2017-2019年,公司主营业务收入分别为17,394.65万元、21,778.37万元和 18,396.74万元。其中,主营业务收入主要来自于谐波减速器产品,其占主营业务收入的比例分别为73.81%、79.69%和78.56%。

从产能利用率角度来看,2017-2019年期间,公司谐波减速器产品产能利用率均保持在100%附近较高水平,除2019年外,2017、2018年产能利用率均超过100%,反应公司核心产品谐波减速器广受市场认可。

1.5 减速器产品毛利率维持在60%左右较高水平,研发费用率不断提升

1.5.1 核心产品均价呈现持续下降趋势,成本控制与规模生产助力公司产品保持稳定毛利率

2017-2019年,公司谐波减速器产品平均单价分别为1922.79/1885.13/1631.95元/台,整体呈现下降趋势。尽管如此,其对应毛利率分别为58.28%/58.59%/59.10%,整体保持较高的稳定水平。其主要原因为公司谐波减速器产品平均成本也呈现相同的下降趋势。

受益于工艺改进、成本管理加强以及产品结构优化,公司谐波减速器产品成本逐年下降。一方面随着公司生产工艺提升、成本管理加强,产品成本逐渐下降,另一方面公司产品结构出现变化,中小直径减速器占比上升。同时,公司在国内率先实现了谐波减速器的规模化生产,打破了国际品牌在国内机器人谐波减速器领域的垄断,公司技术水平、产品质量达到了国际先进水平。

同行业对比来看,公司谐波减速器产品毛利率与同行业可比公司中技克美处在同一水平。中技克美的主营产品为谐波减速器,其谐波减速器的整体毛利率保持在60%以上,与公司的谐波减速器产品接近,公司综合毛利率低于中技克美主要系公司主营产品中包含部分毛利率较低的精密零部件产品所致。

中技克美共有九类谐波减速器,各类减速器的减速比、传动效率、应用领域差异较大。其中,中技克美2017-2018年间50%以上收入来自于专用谐波减速器,该类减速器能够在空间环境下使用,例如应用于“神舟号”、“天宫”系列载人飞船及卫星等航天飞行器,由于应用领域及客户类型的特殊性,其专用谐波减速器毛利率在85%以上。

1.5.2 研发费用率保持在10%左右,远超同行业其他公司

公司研发费用率连续三年保持增长,有力保障公司技术竞争力。2017-2019年,研发费用分别为1,617.25万元、2,499.62万元和2,423.53万元,占当期营业收入的比例分别为9.20%、11.39%和13.04%,呈现逐年上升趋势。研发费用占营业收入的比例呈现逐年上升的趋势。

同行业对比来看,公司的研发费用率高于同行业平均水平,与中技克美相近。2017-2019年期间,公司持续加大研发投入,包括扩张研发人员队伍、提升研发人员薪酬、持续进行新产品研发工作,从而使得公司研发费用率保持在同行业较高水平,以保证公司技术的领先优势。

1.6 股权结构清晰,核心技术人员均具备多年行业从业经验

1.6.1 股权结构清晰,公司实控人之一为公司创始人

公司控股股东、实际控制人为自然人左昱昱、左晶,二人系兄弟关系。其分别持有公司27.19%股份,合计控制公司54.38%股份。其分别担任公司的董事长和董事兼总经理职务,能够决定和实质影响公司的经营方针、决策,并在重大决策方面均形成一致意见,构成了对公司的共同控制。

2015年,公司通过众盛投资与众普投资搭建了员工持股平台,众盛投资与众普投资系员工直接持股平台,不存在上市后的行权安排。2016年,冯斌受让绿的有限股权,构成股权激励。

截至2020年4月,公司旗下共有4家子公司,3家参股公司,没有分支机构。其中公司四个子公司的主营业务及与公司的业务关系如下:1)恒加金属:从事精密金属零部件的生产和销售;2)开璇智能:从事电机、驱动器、控制器、自动化控制设备、机电一体化产品的研发、生产和销售,对谐波减速器进行进一步集成和延伸,与公司的主营业务相关;3)钧微动力:从事液压动力机械及元件的研发、生产和销售,目前未实际开展经营,为精密传动的另外一种技术路线,为公司现有主营业务的补充;4)麻雀智能:智能自动化控制系统、智能元器件研发、生产、销售,参与公司生产的自动化改造,与公司的主营业务相关。

1.6.2 核心技术人员行业经历丰富,为公司核心产品开发提供有力技术支持

公司共有核心技术人员2名,分别为董事长左昱昱和副总经理李谦,两人均具备丰富的从业经历,并对公司的核心技术作出重要贡献,参与技术开发时间长,涉及核心技术内容广。

公司的核心技术产品为精密谐波减速器,精密谐波减速器涉及材料及材料处理、机械设计及加工、机电一体化等多学科交叉,核心技术领域范围较广。左昱昱为公司创始人,是公司技术研发的带头人,其完整掌握了精密谐波减速器全套核心技术,是公司技术研发方面的核心人物。李谦为公司创始合伙人之一,历任公司技术部经理、副总经理,在技术研发方面承担重要工作。两人对公司的核心技术开发均作出重要的贡献。

二、谐波减速器应用领域不断拓宽,下游市场将迎更大发展空间

2.1 精密减速器主要包括谐波/RV两大类,轻量趋势下谐波将迎更大发展机遇

2.1.1 谐波/RV减速器分别适用于轻/重负载场景

减速器是连接动力源和执行机构之间的中间装置,通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,并传递更大的转矩。减速器在机器人三大关键零部件中技术开发难度最高。因为减速机是纯精密机械部件,因此除了回转精度要求特别高外,还需要刚度和疲劳强度高,对材料和工艺水平要求高。整体上产品要求高可靠性、高精度、大扭矩、大速比。

作为技术壁垒最高的工业机器人关键零部件——减速器按结构不同可以分为五类谐波齿轮减速器、摆线针轮行星减速器、RV减速器、精密行星减速器和滤波齿轮减速器。在精度、扭矩、刚度、传送效率等衡量减速器的各个性能指标上,它们各有不同。其中,RV减速器和谐波减速器是工业机器人最主流的精密减速器,谐波传动减速器主要安装在小臂、腕部或手部等轻负载位置,而RV减速器主要安装在机座、大臂、肩膀等重负载位置。

在轻负载精密减速器领域内,谐波减速器凭借其体积小、传动比高、精密度高等优势,占据该领域的主导地位,同时,由于谐波减速器在除机器人以外的精密传动领域亦可广泛适用,应用行业有不断拓宽的趋势;RV减速器的传动原理及结构特点,使其具有大体积、高负载能力和高刚度特性的特点,其在重负载精密减速器领域内具有主导地位。

2.1.2 谐波减速器历史悠久、结构简单,相较传统刚性传动具备多方面优势

谐波传动是五十年代中期随着空间科学技术的发展在薄壳弹性变形理论基础上发展起来的一种新型传动技术理论。谐波传动原理由前苏联工程师于1947年首次提出来;1953年,美国的C.W.Musser 教授针对空间应用的需求发明制造了第一台谐波齿轮减速机。谐波传动有回差小、运动精度高、传动比大、体积小、重量轻等优点,所以在过去几十年间各发达工业国家都集中了一批研究力量进行这类新型传动装置的研制,谐波减速器产品的理论基础即建立在谐波传动技术之上。根据GB/T 30819-2014《机器人用谐波齿轮减速器》定义,谐波齿轮减速器 是一种靠波发生器使柔轮产生可控的弹性变形波,通过其与刚轮的相互作用,实现运动和动力传递的传动装置,其构造主要由带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮)、带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮)、波发生器三个基本构件组成。

谐波传动技术突破了机械传动采用刚性构件的模式,使用了一个柔性构件来实现机械传动,其工作原理通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。谐波发生器是一个杆状部件,其两端装有滚动轴承构成滚轮,与 柔轮的内壁相互压紧。柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮,其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔轮后,迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形,其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合,而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当谐波发生器连续转动时,柔轮的变形不断改变,使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变,由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入......,周而复始地进行,从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器相反方向的缓慢旋转。工作时,固定刚轮,由电机带动波发生器转动,柔轮作为从动轮,输出转动,带动负载运动。在传动过程中,波发生器转一周,柔轮上某点变形的循环次数称为波数。常用的是双波和三波两种。双波传动的柔轮应力较小,结构比较简单,易于获得大的传动比。故为目前应用最广的一种。

与传统刚性传动相比,谐波传动具有传动比大(单级可达几百,内啮复波可达105),承载能力大、体积小、重量轻(当传递相同载荷时随着传动比增大,体积可缩小到刚性传动的十分之一)、传动精度高(由于多齿啮合)、传动平稳、传动效率高、噪声小、可向密封空间传递运动等优点。

2.1.3 广泛应用于多个下游行业与领域,机器人为当前最主要应用场景

得益于谐波减速器多项性能优势,其广泛应用于工业机器人、服务机器人、数控机床、光伏设备、医疗器械等多个行业和领域。谐波传动减速器具备传动速比大、承载能力强、传动精度高、传动效率高、运动平稳、体积小、重量轻等优点,主要用途为机械传动减速或变速,在航空、航天、能源、航海、造船、仿生机械、常用军械、机床、仪表、电子设备、矿山冶金、交通运输、起重机械、石油化工机械、纺织机械、农业机械以及医疗器械等方面得到日益广泛的应用。

在工业机器人领域,谐波减速器一般应用在机器人的手臂、腕部或手部关节。从机器人的构造形态来看,一般来说,每台六轴多关节机器人需要搭配6台精密减速器,其中负载10kg以下机器人主要使用谐波减速器;10-20kg及更高负载的机器人小臂、手腕关节可以采用谐波减速器;负载30kg以上的,在其轻负荷的末端关节上也能够使用谐波减速器。多关节机器人能够实现上下料、质检、装配、喷涂、点胶、包装、打磨、焊接等复杂功能,是自动化生产线、数字化车间、智能工厂的重要设备载体。协作机器人全部关节使用谐波减速器,一般使用6-7个谐波减速器,功能场景与多关节机器人相同,且可以在没有防护栏的情况下与人近距离协同工作。SCARA机器人一般使用2-3台谐波减速器,能实现装配、装卸、固定、涂层、粘结等功能。DELTA机器人则需使用3台谐波减速器,可实现分拣等功能。AGV机器人在其抓取臂关节上可以使用谐波减器,能够实现搬运、配送等功能场景,在制造领域可作为关键设备用于智能仓储、柔性生产线、立体仓库等,在服务领域可用于智能物流、无人配送、无人巡检等。

从机器人具体应用场景分类来看,摆臂冲压机器人一般在旋转底座及前端手腕关节处能够使用2台谐波减速器;注塑机械手一般使用1台谐波减速器,码垛机器人的第四轴(末端轴)能够使用1台谐波减速器;服务机器人需使用多个谐波减速器作为柔性关节。

判断全中国业机器人谐波减速机市场规模约7.01-9.35亿元。根据GGII的对中国地区各类型工业机器人销量数据的统计,2019年中国工业机器人中多关节机器人/SCARA/DELTA/协作机器人销量分别为9.05/2.91/0.46/0.082万台,结合不同类型工业机器人的谐波减速器平均使用量汇总计算可得2019年中国工业机器人谐波减速器使用量为46.73万台,按照1500-2000元的均价进行推算,2019年中国工业机器人谐波减速器市场规模为7.01-9.35亿元。

谐波减速器市场受工业机器人放量、应用领域拓宽双引擎驱动扩张,未来仍有巨大提升空间。1)从谐波减速器目前主流下游应用工业机器人市场来看,一方面随着工业机器人智能化水平提升以及成本下降等因素,工业机器人销量有望进一步释放;另一方面,工业机器人轻量化应用趋势之下谐波减速器应用占比也将持续提升。用量扩大与结构占比提升均将推动工业机器人领域谐波减速器市场规模进一步提升;2)其他应用场景方面,除工业机器人领域外,谐波减速器还广泛应用于数控机床、光伏设备、航空航天以及医疗设备等诸多领域,随着相关行业市场的不断拓展,谐波减速器在这些下游领域的需求量也将随之提升。

在数控机床领域,单台加工中心及数控铣床可使用4台以上精密减速器,数控车床及车削中心、数字磨床及放电加工机等可使用3台以上精密减速器。目前,高精度数控回转台和加工中心的四或五轴需要使用1-2台谐波减速器,雕刻机的分度回转装置以及义齿加工机等也需要使用谐波减速器。

在光伏设备领域,谐波减速器一般应用于光伏智能制造设备以及光伏发电设备中太阳能跟踪系统中的自动化组件,太阳能跟踪系统可调节电池板与太阳的角度,保持太阳光垂直射电池板,提高光伏组件的发电效率;

在航空航天领域,谐波减速器可用于航天卫星及其他各类航天器的各种驱动机构、高精度指向结构和天线展开结构上得到广泛应用;

在医疗设备领域,谐波减速器主要用于放射治疗设备、检测设备、医疗器械自动加工设备、医疗机器人、外骨骼机器人、康复机器人等。

从应用领域来看,以绿的谐波为例,公司谐波减速器产品作为核心零部件,目前主要应用领域为工业机器人、数控机床等相关的高端装备制造业,终端应用场景包括自动化生产线、数字化车间、智能工厂等。随着国家对战略性新兴产业的大力支持,信息革命进程持续快速演进,物联网、云计算、大数据、人工智能等技术广泛渗透于经济社会各个领域,信息技术、高端装备、新材料、生物、新能源汽车、新能源等成为新一轮科技革命和产业变革的方向,在培育发展新动能、获取未来竞争新优势的关键领域,医疗器械、光伏设备、航天航空等行业的自动化、智能化、数字化水平成为未来发展趋势。未来,公司谐波减速器作为下游高端装备制造业的核心零部件之一,将迎来更广阔的市场发展前景。

2.2 全球精密减速机市场高度垄断,国产替代厂商逐步显露头角

2.2.1 两家日企占据全球精密减速器市场70%以上份额

谐波/RV减速器分别被两家日企垄断,二者合计市场占有率超过70%。减速器在机器人本体成本构成中占比高达30%左右,其国产化是工业机器人国产化过程中降低成本的关键。尽管中国工业机器人减速器需求强劲,但是国内减速器的生产能力却远远落后于日本、美国和欧洲。中国仅有少数厂商能够提供中低端领域的谐波/RV减速器。中高端市场几乎被Nabtesco(纳博特斯克),Harmonic Drive(哈默纳科)以及SumitomoHeavyIndustries(住友重工)、SEJINIGB、SPINEA等国际巨头垄断。其中,纳博特斯克和哈默纳科占有近75%的减速器市场。纳博特斯克专注于RV减速器,而哈默纳科的优势产品是谐波减速机。Nabtesco(纳博特斯克)是世界上最大的RV减速器供应商,占据 60%左右的市场份额。而Harmonic Drive则是世界最大的谐波减速器生产商,市场份额为15%。住友则是行星齿轮减速器。包括ABB、FANUC、KUKA、安川等国际主流机器人厂商的减速机基本上均由纳博特斯克和哈默纳科这两家公司提供。

2.2.2 国产替代从从中低端到高端,谐波减速器率先实现国产化突破

目前,国际知名减速器厂商仍在市场中占据主导地位,尤其是在高端减速器领域仍保持着绝对的垄断。国际品牌减速器生产商供货交期长达数月,产品销售价格亦高于同期国外客户售价,这一现状在一定程度上制约了国内机器人生产商的发展。随着一系列产业鼓励政策的颁布和实施,我国已将突破机器人关键核心技术作为科技发展的重要战略,对精密减速器发展的支持力度不断增强。同时,国内部分企业通过技术攻关、生产工艺的改进,研发出的产品在性能和稳定性等方面已能够达到国际水平,打破了国外的技术垄断,对国际品牌进口逐渐形成一定的替代。

市场份额方面,从出货量角度来看,绿的谐波的谐波减速器产品出货量已在国产自主品牌谐波减速器市场中取得领先。根据GGII统计,2017年绿的谐波减速器产品出货量在行业中位居第二。

由于结构的复杂程度差异等因素,目前谐波减速器领域国产替代进程整体快于RV减速器,且当前替代以中低端领域为主。以绿的谐波为例,结合前述全球及自主品牌工业机器人谐波减速器使用量数据分析,绿的谐波在国内工业机器人谐波减速器市场市场份额从2017年的44.40%提升至62.55%。但是应当注意的是,一方面从数量上来看,自主品牌机器人销量占全球工业机器人销量的约10%,占比还较低。2018年绿的谐波在全球工业机器人谐波减速器市场的市场份额仅6.16%;另一方面从产品层次角度来看,目前无论是自主品牌工业机器人还是国产谐波减速器,主要还是在低端领域进行了替代,高端领域目前还在切入阶段。以谐波减速器为例,高端的谐波减速器主要还是被哈默纳科所垄断。

未来,随着研发的不断投入、技术水平的成熟、产品性能和质量的提升,国内厂商能够凭借更高的产品性价比、更优的现场服务能力、更短的交货周期、更快的售后响应速度等优势,使国产谐波减速器被更多下游行业厂商认可,国产化程度将加速提高,形成国内自主品牌减速器与国际品牌同台竞争的市场格局。

2.3 判断产品便利程度、服务响应与精密加工能力将成减速器厂商核心竞争点

为提高用户使用便利程度,减速器产品向机电一体化、模块化方向发展。机器人及机器人关节为高度机电耦合系统,机电一体化模组将减速器及其他部分零部件进行模块化集成,能够提升减速器产品的功能属性和适用场景,降低厂商部件采购种类,减少安装环节、提高集成效率,并降低工业机器人的开发和应用门槛,让下游制造商更加专注于其机器人应用场景的开发,促进下游行业使用效率的提高和生产成本的降低,迎合了下游行业客户的市场需求。机电一体化、模块化将成为行业发展的重要趋势,在这种趋势下,国内外领跑企业纷纷开发一体化模块,如国际谐波减速器巨头日本哈默纳科“整体运动控制”,将谐波减速器与电机、传感器等组合,提供高附加值模块化产品;科尔摩根发布RGM机器人关节模组,探索提供机器人关节解决方案;发行人也适时推出了中空结构一体化谐波减速模组产品,融合集成谐波减速器、超扁平力矩电机、Ether CAT总线型驱动器、绝对值中空编码器、制动器、智能传感器等于一体,简化了用户安装使用时间和成本,适应了谐波减速器未来市场需求。

服务能力和响应速度将成为企业的重要竞争力。随着机器人行业多年的快速发展,机器人产品的成熟与供需逐渐趋向平衡,下游客户对精密减速器企业的技术服务能力和响应速度提出了更高的要求。一方面,机器人厂商在为下游客户提供系统解决方案时,越来越需要上游核心零部件厂商的技术支持,需要精密减速器企业发挥技术、产品、服务等整体优势,加快响应速度,提升将行业空间转化为订单的能力;另一方面,随着机器人的应用场景越来越多,不同场景的个性化、定制化需求随之增加,如何通过及时的技术服务能力取得客户信任,并随后通过快速的产品设计、制造、供货满足客户需求,是精密减速器企业核心竞争力的重要体现。

精密减速器加工工艺、装备、材料将成国产厂商追赶日本巨头的核心着力点。减速器里面完全是由高精度的元件,齿轮相互啮合,对材料科学,精密加工装备,加工精度,装配技术,高精度检测技术提出了极高的要求。技术上齿形参数设计方面,如何在高低温环境及力学环境下,保证产品啮入、啮合、啮出时均不产生干涉,同时还要保证产品精度、刚度、效率、承载力及使用寿命,设计难度较大。

以谐波减速器为例,固体润滑和真空脂润滑解决方案具有独特性,具有高难度的专业技术和知识产权保护性、高度的保密性;

此外,对薄壁变形零件柔轮的生产加工工艺控制要求较高,需要设计专用工装夹具,既要保证尺寸公差,还要保证零件的形位公差,防止薄壁件加工过程中的变形,及批量生产的质量管理水平和技术水平的控制,保证产品质量的一致性。

三、募投5亿加速谐波减速器产能扩张与产品研发

公司本次公开发行股票数量3,010.42万股,共募集资金约10.55亿元。募集资金将全部用于公司主营业务相关项目:年产50万台精密谐波减速器项目(4.8亿元)和研发中心升级建设项目(6.5)亿元。

①年产50万台精密谐波减速器项目:项目拟建设精密谐波减速器生产线及配套设施,扩大公司精密谐波减速器的生产能力。项目总投63,105.07万元,建设期为4年。项目达产后,可实现新增谐波减速器年产50万台。

②研发中心升级建设项目:项目将致力于创新谐波传动技术,改进生产工艺,提高生产效率,研制出适应不同领域的谐波减速器,实现精密谐波减速器品质与性能的提升,建设内容包括研发中心、实验中心以及检测中心,进行场地建设,新购研发、批量测试及检测设备。其中研发中心根据不同的行业、不同的使用条件来进行更细的区分,用于研发新一代精密谐波减速器产品;实验中心用于对已经完成打样的减速器进行无负载、正常负载以及超负载跑合实验,检查谐波减速器齿的磨损程度,来判断减速器的精度寿命;检测中心分别对谐波减速器刚度、齿形以及重复定位精度等方面进行检测,来判断谐波减速器是否符合工业机器人的使用标准。本项目总投资 8,277.29 万元,由绿的谐波负责实施,项目建设期4年。

四、盈利预测与估值

预计公司2020-2022年归母净利润分别为0.83/1.16/1.63亿元,同比分别增长41.6%/40.5%/40.1%。

五、风险分析

1. 国内疫情反复的风险。

2020年初,全球发生了新型冠状病毒肺炎疫情,此次疫情对公司正常的生产经营产生了不利影响,如果疫情再次发生,可能对公司的短期业绩产生一定影响。

2. 行业竞争加剧的风险。

鉴于工业机器人及其核心部件具备良好的市场前景,世界各主要工业国家都投入了大量精力和资源进行相关产品的开发,我国目前也存在一批企业正在从事精密减速器的研发和生产,部分竞争对手的进入仍将对公司的行业地位造成潜在威胁。

3.  产品研发风险

谐波减速器的研发投入大、技术门槛高、工艺流程复杂,如果公司不能获取充足经费支撑技术研发,或大量的研发投入不能取得先进的技术成果,将缩减公司盈利空间,对公司持续盈利能力将产生重大影响。

证券研究报告名称:《绿的谐波深度:打破谐波减速器进口垄断,发展空间不限于机器人市场》

对外发布时间:2020年9月28日 

报告发布机构:中信建投证券股份有限公司 

本报告分析师:吕娟,执业证书编号:  S1440519080001,香港证监会牌照中央编号:BOU764

免责说明:

高端制造吕娟团队

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