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特斯拉人形机器人:或将引发自动化行业100万亿级蓝海!

来源:华体会体育app苹果版      作者:华体会苹果app下载     发布时间:2022-12-05 12:00:51    浏览量:17

特斯拉人形机器人:或将引发自动化行业100万亿级蓝海!

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  机器人被誉为制造业顶端的明珠,而人形机器人则被誉为“机器人皇冠上的明珠”,因为人形机器人是所有机器人研发中世界公认难度最高的。  国盛证券指出,Optimus机器人的推出,代表着特斯拉在人工智能上迈出了一大步,具备极强的标杆带头作用,将为机器人产业链带来重大发展机遇,并预计全球人形机器人市场空间可达100万亿级别。此外,核心零部件成本占比超70%,根据麦肯锡报告预测,到2030年全球约4亿人的

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  机器人被誉为制造业顶端的明珠,而人形机器人则被誉为“机器人皇冠上的明珠”,因为人形机器人是所有机器人研发中世界公认难度最高的。

  国盛证券指出,Optimus机器人的推出,代表着特斯拉在人工智能上迈出了一大步,具备极强的标杆带头作用,将为机器人产业链带来重大发展机遇,并预计全球人形机器人市场空间可达100万亿级别。此外,核心零部件成本占比超70%,根据麦肯锡报告预测,到2030年全球约4亿人的岗位将被自动化机器人替代,相关产业链有望持续受益。

  从目前的特斯拉公布的应用范围来看,人形机器人为服务机器人的技术升级,涉及到自动驾驶、视觉导航、传感器技术等多种技术融合,机械产业链方面主要涉及到机器人的核心零部件(伺服电机、减速机、控制系统、驱动器等)与机器视觉等方面。

  国盛证券指出,特斯拉人形机器人 Optimus 的推出对上游核心零部件、机器视觉等环节有望直接受益。

  精密减速器是连接伺服电机和执行机构的中间装置,通过齿轮啮合将伺服电机的动力传递到执行机构上,起到匹配转速和传递转矩的作用。减速机是工业机器人构成中最为核心的部件,成长潜力巨大。

  根据GGII数据显示,2021年我国工业机器人减速器总需求量为 93.11万台,同比增长78.06%。其中增量需求82.41万台,同比增长 95.05%;存量替换量为10.70万台,同比增长 6.57%。

  目前应用于机器人领域的减速器主要有两种:RV 减速器和谐波减速器,RV 减速器传动比范围大、精度较为稳定、疲劳强度较高,并具有更高的刚性和扭矩承载能力,一般放置在机器人机座、大臂、肩部等重负载的位置,代表性厂商为日本纳博特斯克、国内双环传动;谐波减速机具有单极传动比大、体积小、质量小、运动精度高并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作的优点,使其在机器人小臂、腕部、手部等部位具有较大优势,代表性厂商为日本哈默纳科、国内绿的谐波。根据高工机器人的统计,RV 和谐波减速器的使用量约为 65%:35%。

  谐波减速器由波发生器、柔轮和刚轮三大零部件组成。多关节和协作机器人占据主要应用市场,预计2025年国内规模超30亿元。谐波减速机主要适用于轻负载的小臂、腕部等机器人手臂上,此种机器人多应用在3C、消费等下游领域,因此需求量较大。此外,考虑到前期市场主要以工业机器人为主导,未来几年数控机床等也将加快谐波减速的用量,以此作为精密减速的功效,长期看谐波减速市场规模有望持续增长,预计2025年市场有望超过30亿。

  从目前工业机器人市场来看,一台六轴机器人总共使用6个减速器,其中底座、肩部一般使用RV减速器,其余部分一般使用谐波减速器(约4个)。人形机器人关节数量远超普通工业机器人,人体共有78个已命名关节,其中适用谐波减速器的肘关节、腕关节、指关节、趾关节共有60个,因此人形机器人若要实现接近人体的活动自由度,则减速器用量将数量级增长。

  国产替代趋势逐步显现,技术性能逐步收敛。谐波减速机技术较 RV偏低,因此从技术上看对国产厂商而言更加易于突破,目前国产谐波减速机厂商已经开始进行国产替代,从技术上看,减速比、输出转速、传动精度已经和国外差距收敛明显,仅在传导效率还需提升,2020年绿的谐波国内市占率超过20%。

  工业机器人中,多关节机器人负载较大,驱动精确性要求高,通常在对应关节处需要配套 1个伺服电机+1个的减速器实现驱动,单个机器人 RV 减速器需求量为 4-5 个。考虑 RV 减速器使用期间作为传动、承重部件,磨损不可避免,其使用寿命通常在 4-5 年左右,伴随工业机器人市场增长,存量替换需求同步提升,RV 减速机市场规模有望持续增长。

  根据MIR 数据,我国2021 年RV减速机市场规模42.95亿元,预计2025年中国RV减速器市场规模达65.53亿元。从市场份额看,由于 RV 减速器构型复杂,长期以来全球市场格局高度集中,纳博特斯克占据全球70%以上市场份额。近年来,伴随国产RV减速器的发展,纳博特斯克在中国的市场份额已低于全球水平,并呈降低趋势,根据高工机器人数据,2021年双环传动为国内市场份额仅次于纳博特斯克的RV减速器供应商。

  伺服系统是能精确控制执行机构的自动控制系统,主要由伺服驱动器、伺服电机和编码器组成。伺服电机在控制精度、过载能力、速度响应等方面均优于步进电机,更适用于通用自动化和机器人领域。

  根据中商产业研究院统计,我国伺服系统在2017-2021年由97亿元上升至224亿元,CAGR为23.3%,增速较快。从长期来看,中国人口红利消退,人力成本逐渐上升,传统工业尤其是制造业对自动化产线设备的需求将始终保持增长态势。

  我国伺服系统主要分为日韩品牌、欧美品牌和国产品牌三大阵营,由于壁垒较高,伺服系统市场一直为外资品牌主导。近年来,国内厂商通过引进、消化吸收国际先进技术,不断加强伺服系统相关的技术研发和生产能力,国产伺服系统的产品质量和技术水平不断提升,并逐渐在国内市场中取得一定的份额,但与国际知名企业相比,其在整体性能、可靠性上仍存在一定差距。根据 MIR 睿工业的数据,2020 年我国伺服市场中,日韩品牌占据约 51%的市场份额,国产品牌占据约 30%份额,欧美品牌占据约 19%份额;其中,安川、三菱和松下分别以 11.3%、10.5%、9.9%的市场份额位列前三,汇川技术以 9.8%的份额占据国内龙头地位。

  控制系统相当于机器人的大脑,负责向机器发布和传递指令动作,控制机器人在工作中的运动位置、姿态和轨迹。

  中国在机器人控制器软硬件方面的开发实力不断增强,市场快速增长。受益于过去中国工业机器人行业的快速发展以及工业机器人产业链的日益成熟。中商产业研究院数据显示,中国工业机器人用控制器市场规模由2017年的10.5亿元上升至2021年的14.7亿元,CAGR 为8.8%。预计到2022年,中国工业机器人用控制器市场规模有望达到16.2亿元。

  国内企业控制器尚未形成市场竞争力,工业机器人控制器国产率不足20%。美日韩厂商凭借着在机器人核心技术领域的深厚积淀,占据了工业机器人控制器的大部分份额,全球控制器龙头发那科在国内的市场份额为18%。

  国盛证券指出,从产业链角度出发,可重点关注三花智控、中科三环、双环传动、绿的谐波、江苏雷利和鸣志电器。

  证券时报指出,从机器人交互功能上,可重点关注:中兴通讯等硬科技龙头、传感器、物联网模组和激光雷达等细分行业龙头。

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