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人形机器人行业:从Tesla Bot看人形机器人产业发展-230718(41页).pdf

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人形机器人行业:从Tesla Bot看人形机器人产业发展-230718(41页).pdf

1、从从Tesla Bot看人形机器人产业发展看人形机器人产业发展The Development of Humanoid Robot from the Perspective of Tesla BotBarney Yao 2023年年7月月18日日本研究报告由海通国际分销,海通国际是由海通国际研究有限公司,海通证券印度私人有限公司,海通国际株式会社和海通国际证券集团其他各成员单位的证券研究团队所组成的全球品牌,海通国际证券集团各成员分别在其许可的司法管辖区内从事证券活动。关于海通国际的分析师证明,重要披露声明和免责声明,请参阅附录。(Pleasesee appendix for English t

2、ranslation of the disclaimer)Equity Asia Research2For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 核心观点核心观点“具身智能具身智能”通用人型机器人通用人型机器人,特斯拉的长期价值来源特斯拉的长期价值来源。特斯拉正在开发可以实现“具身智能”的人形机器人Optimus。目前已能

3、直立行走、抓取物体和工具。机器人将复用FSD视觉感知算法和Dojo超算,AI训练速度极大提升,同时有望引导电车供应链直接迁移。特斯拉认为Optimus将颠覆机器人行业,影响到教育、医疗、酒店、公共设施、住宅、零售等领域,未来预计需求达百亿台以上。市场空间巨大市场空间巨大,产业链上游链条长应用广泛产业链上游链条长应用广泛。通用人形机器人的灵活性和环境适应能力高,不需要特别改造环境,且使用寿命和残值比其他机器人更高。随着成本的降低,通用性带来的规模化降本效应,可应用于多个领域,从长期来看市场空间广阔。艾瑞咨询则称2021年中国智能机器人市场规模突破250亿,2025年接近千亿,CAGR等于40%。

4、人型机器人零部件可分为驱动装置(伺服系统+减速器)、控制装置和传感器。与电动车类似,人型机器人拥有非常庞大的上游链条,适当引导和迁移,中国产商受益。AI爆发引领软件技术拐点爆发引领软件技术拐点,竞争尚处初期竞争尚处初期。人形机器人的竞争格局还处于初期阶段,参与者有不同的优势和特点,如运动能力、直腿行走和人机交互,但它们也存在如高成本、稳定性和可靠性需要提高等问题。自第一台人型机器人1973年诞生,2021年特斯拉入局之后,人型机器人进展加速,特斯拉凭借强大的软件技术实力和供应链能力,有望复制电动汽车“软件定义汽车”发展路径,创造“软件定义机器人”模式,带动整个产业链高速发展。潜在受益标的:潜在

5、受益标的:软件方面,特斯拉机器人以自供为主;硬件方面,参考特斯拉汽车国内供应链占比,在伺服器和控制器方面,推荐汇川技术,电机方面推荐步科股份、鸣志电器、江苏雷利、恒帅股份,在减速器方面,推荐绿的谐波和双环传动以及中大力德。在丝杠方面,推荐秦川机床,在传感器方面,柯力传感有望受益,代工厂方面建议关注工业富联。风险提示:风险提示:人型机器人产业发展不及预期、相关政策风险等。4WmVeZnYaXaUyXfWmRaQcM6MoMqQmOpMjMpPtMlOpNmNaQmMwPNZtQpQxNpOnP目录目录3For full disclosure of risks,valuation methodol

6、ogies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 1.Tesla Bot研发进展研发进展2.从从SDV到到SDR,市场空间潜力巨大市场空间潜力巨大3.Optimus结构拆解结构拆解 “软件定义机器人”“软件定义机器人”4.零部件产业链梳理零部件产业链梳理5.行业发展现状与主要玩家梳理行业发展现状与主要玩家梳理6.潜在受益标的潜在受益标的42023年3月24日,特斯拉人形机器人Optimus携全新Model X Plai

7、d在昆山城东特斯拉中心巡展亮相。据工作人员介绍,Optimus与特斯拉汽车“技术同源”,全身拥有28个自由度,手部有 11个自由度,会利用动作捕捉学习人类,已经可以行走、上楼梯、下蹲、拿取物体等动作。2023年7月6日世界人工智能大会在上海举办,特斯拉Optimus再度参展亮相。规划中,Optimus将会替代人类完成重复性、繁琐性劳动,使得人类可以从事更多创造性工作。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refe

8、r to the latest full report on our website at 1.Tesla Bot多次国内亮相多次国内亮相图:Optimus亮相世界人工智能大会来源:海通国际图:Optimus亮相昆山城东特斯拉中心来源:海通国际52021年8月特斯拉AIDay:马斯克宣布人形机器人擎天柱(Tesla Bot)概念设计。2022年9月特斯拉AI Day:Optimus原型机发布,该机器人重73公斤、高1.72米,可行走、挥手、摇摆等动作,能够搬运货物、给植物浇水以及移动金属棒。马斯克预计,Optimus将于3-5年内实现量产上市,数量会达到百万级,成本为2万美元。2023年3月特

9、斯拉Investor Day:Optimus 外观有改善,还掌握了抓取小物品,生产维修机器人的能力。2023年5月特斯拉股东大会:Optimus学会了像人一样结队缓慢前行,并且可以执行更复杂的任务。在电机扭矩控制、力度控制、环境探索和记忆有了新进展,还可根据人类动作范例训练AI、实现端到端控制。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our we

10、bsite at 1.Tesla Bot研发进展研发进展图:Optimus可根据人类动作范例训练AI来源:特斯拉,海通国际来源:特斯拉,海通国际图:Optimus 研发进展6For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 2.特斯拉入局,特斯拉入局,AI加速发展,人形机器人进入行业拐点加速发展,人形机器人进入行业拐点图:人型

11、机器人核心milestone来源:各公司官网,海通国际整理世界首台人形机器人面世:日本早稻田大学研发了能用双腿缓慢移动,用手抓握,并且能用日语进行简单交流的WABOT-1。1972年年运动能力重大突破:本田经多次迭代,创造出ASIMO初代机,可双足奔跑、搬运托盘、搀扶老人、上下楼梯等。2000年年首次商业落地成功:法国公司Aldebaran的小型教学陪伴用人形NAO落地商业,由于多平台编程功能被一流学府广泛使用。2008年年动作能力新高度:波士顿动力研发的Atlas初代机用于救灾任务,最新版已能自主决策并完成高难度动作。我国首台商用人形机器人:优必选推出家庭服务用的人形机器人Walker一代,

12、自主研发并在CES首次亮相。互动性飞跃提升:Engineered Arts发布了机器人Ameca,可以与人类交流哲学问题,模仿人类表情传达微妙情绪。马斯克入局:AI Day 上,马斯克展示了Optimus原型机。ChatGPT面市:通用AI大模型给人型机器人发展添加无限可能。2013年年2018年年2021年年2022年年2023年年人型机器人进入技术拐点人型机器人进入技术拐点,有望复制电动车路径有望复制电动车路径。从技术发展路径来看,软件系统尤其自动驾驶和通用AI的快速发展正在重塑行业重心从硬件定义的传统工业机器人或协作机器人向软件定义的通用人形机器人转移,即软件定义机器人(Software

13、-define-robot,SDR)。随着下游领域快速拓展,技术拐点降至,行业正在转入量产阶段,在技术进步和规模化效应下成本阻碍将快速打破,有望复制电动汽车“软件定义汽车”(Software-define-vehicle,SDV)的发展路径,拉动全产业链加速发展。7For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 2.从从SD

14、V到到SDR,有望复制电动车路径,有望复制电动车路径图:从SDV到SDR来源:海通国际Model 3/Y大批量生产小批量生产Model S/X原型机Roadster2022年年2025年年2030年年2008年年2008年年2008年年US$120kUS$70kUS$35kUS$50kUS$20kRmb50kSDVSDR8人型机器人技术发展迅速人型机器人技术发展迅速,未来市场潜力很高未来市场潜力很高。人形机器人的灵活性和环境适应能力高,不需要特别改造环境,且使用寿命和残值比其他机器人更高。随着成本的降低,通用性带来的规模化降本效应,可应用于多个领域,从长期来看市场空间广阔。马斯克称马斯克称人形

15、人形机器人将会是今后特斯拉的长期价值来源机器人将会是今后特斯拉的长期价值来源。他认为如果人形机器人和人的比例在2比1,那人们对人型机器人的需求量可能是100亿至200亿个,远超电动车的数量。弗若斯特沙利文预测,到 2026 年全球人形机器人市场规模将达到 80 亿美元。麦肯锡称到 2030 年,全球将有多达 8 亿人的可能被自动化机器人取代。艾瑞咨询则称2021年中国智能机器人市场规模突破250亿,2025年接近千亿,CAGR约40%。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation

16、on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 资料来源:艾瑞咨询,海通国际注:规模主要涵盖工业、商业服务、医疗、安防、农业等品类;不含家用机器人2.市场空间潜力巨大市场空间潜力巨大图:2021-2025中国智能机器人市场规模及预测0%10%20%30%40%50%0200400600800120222023E2024E2025E智能机器人市场规模(亿元)复合增长率执行器控制器肌肉/骨骼神经9软件能力拓展机器人功能边界软件能力拓展机器人功能边界。传统意义上工业

17、机器人或服务机器人以硬件决定功能,辅以软件优化体验,对于人性机器人,过去几十年探索也主要以硬件性能优化、机械结构小型化为主要方向,随着近年来AI崛起,尤其是以谷歌Transformer模型广泛应用以来,AI应用开始席卷语言、视觉、自动驾驶等领域,赋予了人形机器人更大的想象空间,大模型AI作为人形机器人的灵魂,有望拓展人形机器人通用属性,使机器人从工具品类向生产力本身转型,为其尽快转入量产拐点提供可能。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated s

18、tocks,please refer to the latest full report on our website at 资料来源:海通国际3.Optimus结构拆解结构拆解 “软件定义机器人”“软件定义机器人”图:软件定义机器人大脑FSD/芯片灵魂Transformer/LLM/ChatGPT10Optimus由软件和硬件部分组成由软件和硬件部分组成。(1)硬件部分包括驱动装置、控制装置和传感器。以具体功能看主要包括负责中央计算的计算核心和负责运动执行的关节系统(线性关节、旋转关节和手部关节)(2)软件部分包括用于交互和控制的通用性AI以及源自于自动驾驶定位的FSD系统。For full

19、 disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 资料来源:特斯拉,Alamy,GB/T31002,海通国际3.Optimus结构拆解结构拆解 对比人体对比人体图:结构拆解Optimus vs.人体Optimus的“机器脑”采用FSD computer作为计算核心,包含SoC、存储、Wifi等模块,并通过FSD的规划算法控制机器人移动、操作。

20、目前HW3.0芯片单颗算力约72TOPS,最新HW4.0将进一步提升,尽管较人脑在理论算力上存在差距,但计算脑在存储和运但计算脑在存储和运算速度上显著强于人脑算速度上显著强于人脑。且由于DOJO训练中心训练中心的存在,使机器人综合计算能力远超人类。身体执行身体执行:Optimus身体具有28个自由度,对应28个关节执行器(包含3种旋转关节和3种线性关节),均为电驱动人类两手共有44个关节,具有21个自由度。人脑拥有1000亿级的神经元,约拥有5000 TOPS算力,相比计算机,人脑在计算效率上更具优势人眼具有约600万个视锥细胞,相当于600万像素分辨率,具有100度视野Optimus视觉系统

21、采用Autopilot摄像头摄像头作为传感器,并利用FSD的计算机视觉技术的计算机视觉技术对外部实现3D建模感知。位于胸部的4680电池组电池组为特斯拉Optimus提供动力,电量2.3 kWh,标称电压52V心脏和消化系统为人体提供能量灵巧手灵巧手:Optimus手部具有11个自由度,12个关节执行器(双手),可提起20磅左右物品,接近25公斤的国标GB/T31002人体工效学手工提举和移送质量限值人类四肢包含肌肉、骨骼、关节,成人男性平均时速约为13公里/小时,负重极限约为2倍体重决策决策感知感知动力动力执行执行11For full disclosure of risks,valuatio

22、n methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 4.人型机器人零部件产业链人型机器人零部件产业链上游上游中游中游下游下游原材料及核心零部件原材料及核心零部件机器人核心零部件机器人核心零部件传感器电机减速器电池伺服电机控制器EMSCPUGPU研发、生产、集成研发、生产、集成机器人及机器人及人工智能技术研发人工智能技术研发机器人生产机器人生产部件组装成品组装标定测试系统集成系统集成软件系统研发及集成为

23、客户提供集成方案应用应用服务类机器人服务类机器人工业类机器人工业类机器人教育物流巡检医疗送餐接待汽车工业屠宰业食品加工业化工业电子组装铸造业AI训练中心训练中心AI服务器云计算平台软件框架资料来源:优必选招股书,海通国际12伺服系统伺服系统由由伺服电机伺服电机、伺服驱动器伺服驱动器、编码器共同构成编码器共同构成。伺服驱动器将输入控制量转化为电信号,驱动电机运动并根据反馈信息进行调节。伺服电机是执行器。编码器通常嵌入于伺服电机,用于测量运动参数和实现闭环控制。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price

24、 formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 资料来源:汇川技术,海通国际4.零部件产业链:伺服系统零部件产业链:伺服系统图:伺服电机工作原理图:伺服电机工作原理资料来源:汇川技术,海通国际13电机主要有无框力矩电机和空心杯电机电机主要有无框力矩电机和空心杯电机。无框电机由转子和定子组成,可直接固定在机械设备上,具有节能环保、高精度和免维护等优点,且无框力矩电机适用于体积小、质量轻、惯量低、功率高的应用场合。空心杯电机分为有刷和无刷,无刷因转速更高、寿命更长

25、适合应用在人形机器人手部。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 图:无框力矩电机外观资料来源:企讯网,海通国际资料来源:企讯网,海通国际4.零部件产业链:电机零部件产业链:电机图:空心杯电机外观14有刷空心杯电机转采用的是无铁芯转子,这种结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。无刷空心杯电机其定子部分使用空

26、心杯绕组,采用无齿槽铁芯设计,具有传统直流无刷电机高转速、长寿命、低噪音的特性,又兼具有刷空心杯电机高功率密度、高效率的优势。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 资料来源:企讯网,海通国际资料来源:CSDN,海通国际4.零部件产业链:空心杯电机零部件产业链:空心杯电机图:有刷空心杯与无刷空心杯电机对比电机类型有刷

27、空心杯无刷空心杯使用寿命寿命1000h-3000h,需更换换向器寿命可达10000h,需使用轴承转速无刷电机转速更高控制需电流控制需搭配驱动器图:空心杯电机结构15海外品牌占据高端市场海外品牌占据高端市场,国内产商有望受益国内产商有望受益。特斯拉躯干关节大概率会选择无框力矩电机,手部选择空心杯电机。目前无框力矩电机的代表是美国科尔摩根,国内是步科股份,无刷空心杯电机海外以MAXON为主,国内鸣志电器、江苏雷利、鼎智科技、恒帅股份具备相应技术。据NTCysd预测,至2028年全球空心杯电机市场规模为11.9亿美元。复合增速8.47%。For full disclosure of risks,va

28、luation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 图:灵巧手资料来源:特斯拉,海通国际资料来源:鸣志电器,江苏雷利,鼎志科技,海通国际4.零部件产业链:海外品牌占据高端市场零部件产业链:海外品牌占据高端市场图:国内企业相关进展公司相关消息鸣志电器公司的空心杯电机和直流无刷电机产品已广泛应用于重症呼吸机的应用场景。江苏雷利公司与鼎智科技及其他合作方共同研发无刷空心杯电机,其中,绕线生产由公

29、司负责,绕线设备由三方共同研发。公司核心技术优势在于能实现空心杯电机的批量生产。鼎智科技已实现空心杯电机全自动量产,并能针对客户的不同需求提供定制化产品和组件。当前多款样品处在测试阶段。图:2023-2028空心杯电机市场规模预测资料来源:机器人电机产业发展状况分析及投资前景预测报告,海通国际0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%02468101214市场规模(亿元)市场规模(亿元)增速增速16人型机器人使用的减速器主要为谐波减速器与人型机器人使用的减速器主要为谐波减速器与RV(行星行星)减速器减速器。精密减速器是机器人等高端设备所需的传动装置,具有更高控制精度,可匹配转

30、速和传递转矩。谐波减速器通过弹性变形波传递动力,具有高精度、小体积和重量等特点。RV减速器由渐开线圆柱齿轮行星减速机构和摆线针轮行星减速机构组成,具有良好的负载能力和刚度。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 图:谐波减速器外观图资料来源:绿的谐波,海通国际资料来源:CSDN,海通国际4.零部件产业链:减速器零部件

31、产业链:减速器图:国内企业相关进展类型优点适用部件谐波减速器体积小、质量小、运动精度高、单级传动比大多关节机器人小臂、腕部、手部等部件RV减速器适用于工业机器人机身的腰、上臂、下臂等大惯量、高转矩输出关节的回转减速工业机器人机身的腰、上臂、下臂等部件17谐波减速器结构谐波减速器结构:谐波减速器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。工作原理工作原理:柔轮弹性变形呈椭圆状,长轴处齿轮与刚轮完全啮合,短轴处不接触。波发生器转动时,柔轮产生错齿运动,实现运动传递。For full disclosure of risks,valuation meth

32、odologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 图:谐波减速器结构图资料来源:绿的谐波,海通国际资料来源:绿的谐波,海通国际4.零部件产业链:谐波减速器零部件产业链:谐波减速器图:谐波减速器运行原理图:谐波减速器资料来源:大族谐波,海通国际18RV减速器结构:减速器结构:RV减速器由第一级渐开线圆柱齿轮行星减速结构和第二级摆线针轮行星减速结构两部分组成。工作原理:工作原理:通过2级变速实现减速功能。优点:优点

33、:负载能力、刚度、抗疲劳度较好。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 图:RV减速器外形图资料来源:CSDN,海通国际资料来源:CSDN,海通国际4.零部件产业链:零部件产业链:RV(行星)减速器(行星)减速器图:RV减速器结构拆解图19预计预计Tesla Bot 旋转关节主要采用谐波旋转关节主要采用谐波,手部采用

34、精密减速器手部采用精密减速器,RV减速器有概率在下半身替代谐波减速器有概率在下半身替代谐波。RV减速器因抗冲击能力强于谐波以及成本低,有望用在机器人下半身4个旋转关节上。谐波减速器全球龙头为哈默纳科,国内绿的谐波、来福谐波、同川精密有技术储备,RV减速机全球龙头是赛威传动等,国内企业有中大力德、双环传动等有技术储备。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full repor

35、t on our website at 图:2021年全球工业机器人用谐波减速器市场份额资料来源:华经情报网,海通国际4.零部件产业链:减速器零部件产业链:减速器82%7%11%哈默纳科绿的谐波其他品牌资料来源:华经产业研究院,海通国际图:2017-2025全球机器人用谐波减速器市场规模情况20减速器市场主要参与者减速器市场主要参与者For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest f

36、ull report on our website at 资料来源:绿的谐波招股书,公司公告,海通国际4.零部件产业链:减速器零部件产业链:减速器减速器类别减速器类别企业名称企业名称简要情况简要情况谐波减速器谐波减速器哈默纳科成立于1970年,总部位于日本东京,主要从事谐波减速器、机电一体化产品、精密行星减速器等的生产和销售,公司生产的谐波减速器被广泛应用,在全球工业机器人领域中有着较高的市场份额。日本新宝成立于1952年,总部位于日本京都,主要从事精密减速机、变速机的开发、生产和销售。绿的谐波绿的谐波成立于2011年,2020年登陆科创板。公司经过多年持续研发投入实现精密谐波减速器的规模化生

37、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,在国内工业机器人谐波减速器领域竞争优势明显。RV减速器减速器纳博特斯克成立于2003年,总部位于日本,主营业务为精密减速器制造,产品在RV减速器领域全球市场占有率超过80%,公司的精密减速器客户主要包括工业机器人和机床,其中工业机器人客户覆盖全球四大家族机器人企业以及各知名机器人厂商。住友总部位于日本,是住友集团旗下的建设机械厂家。1982年进入工业机器人减速机领域,为焊接,搬运,喷涂,装配等机器人应用领域提供全面减速机产品方案。双环传动双环传动成立于2005年,2010年深交所主板上市,主要从事机械传动齿轮的研发、设计、

38、制造与销售。子公司环动科技从事工业机器人精密减速器的研发和销售,目前已形成工业机器人用全系列RV减速器产品。21丝杠分为滑动丝杠丝杠分为滑动丝杠、滚动丝杠滚动丝杠,滚动丝杠有滚珠丝杠滚动丝杠有滚珠丝杠、滚柱丝杠两种滚柱丝杠两种。丝杠是一种精度很高的零件,它能精确地确定工作台坐标位置,将旋转运动转换成直线运动,面且还要传递一定的动力,所以在精度、强度及耐磨性等方面都有很高的要求。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please

39、 refer to the latest full report on our website at 图:滚珠丝杠外观资料来源:CSDN,海通国际4.零部件产业链:丝杠零部件产业链:丝杠图:滚柱丝杠外观图:滑动丝杠外观资料来源:CSDN,海通国际资料来源:CSDN,海通国际22预计人型机器人在下半身关节采用行星滚柱预计人型机器人在下半身关节采用行星滚柱,上半身采用滚珠丝杠上半身采用滚珠丝杠。滚珠丝杠应用于直线关节,可以转换旋转运动和直线运动,既是传动原件也是转化元件。滚珠丝杆是由丝杆轴和螺母组成,而其中螺母又是由钢球、预压片、反向器、防尘器等组成,具有摩擦损失小、传动效率高、精度高、轴向刚度高

40、、不能自锁、具有传动的可逆性等优点。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 图:滚珠丝杠结构图资料来源:CSDN,海通国际资料来源:CSDN,海通国际4.零部件产业链:滚珠丝杠零部件产业链:滚珠丝杠图:滚珠丝杠种类滚珠丝杆类型循环方式自润式滚珠丝杠内循环静音式滚珠丝杠内循环高速化滚珠丝杠内循环重负荷型滚珠丝杠内循环滚

41、珠丝杆内循环和外循环23滚柱丝杠市场规模稳定增长滚柱丝杠市场规模稳定增长。据persistence market research,2022年全球滚柱丝杠市场规模为2.85亿美元,预计2023年市场规模将达3.03亿美元。受益于汽车行业需求及工业自动化需求,预计2023-2033年中国滚柱丝杠市场规模年复合增长率预计将达到6.5%,高于全球复合增速5.8%。中国目前的主要参与企业包括秦川机床和鼎智科技。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated

42、stocks,please refer to the latest full report on our website at 图:主要外国滚柱丝杠产家资料来源:行星滚柱丝杠传动精度分析与设计,海通国际4.零部件产业链:滚柱丝杠零部件产业链:滚柱丝杠图:鼎智科技丝杆技术规模化情况汇总主要技术技术特色技术来源规模化生产混合式步进电机直连的锥度配合组件贯通轴步进电机集成花键轴执行器,丝杆电机的丝杆原点找正装置基于滚珠丝杆的直线传动装置一种固定轴步进电机的闭环力矩控制装置 结构简单、紧凑。安全稳定。丝杆直线度好、精度高。螺母配合间隙较小。自主研发是微型紧凑,可用干狭小的空间。自带导向,可减少客户端零

43、件结构。自主研发是尾部加霍尔感应开关的贯通结构机电。结构更简单,客户端不需要做位置反馈。自主研发是结构紧凑集成一体化高精度电动滑台。具有高精度、长寿命的特点。自主研发是结构紧凑、集成驱动。根据力矩反馈应用于恒压力场合。自主研发是公司公司国家国家主要产品主要产品SKF瑞典推出的SR/BR/TR/PR系列标准式行星滚柱丝杠已应用于多个领域,包括塑料模具、自动控制、军工和核工业。SV/BV/PV系列循环式滚柱丝杠则主要用于高精技术场合。Rollvis 瑞士1970年成立,目前已生产有非循环型(RV/HRV系列)、反向式(RVI系列)、差动式(RVD系列)以及循环式(RVR系列)等产品。GSA瑞士20

44、17年收购Rollvis,是目前该领域内产品系列最全、型号最多、规模最大、实力最强的制造厂家。24控制系统是机器人的神经系统控制系统是机器人的神经系统,用于控制驱动系统完成对应运动用于控制驱动系统完成对应运动。在机器人中,控制系统根据指令及传感信息,向驱动系统发出指令,控制其完成规定的运动。控制系统主要由控制器(硬件)和控制算法(软件)组成。目前控制系统主要参与者包分为本体厂商(大型机器人厂商自主研发和控制器)和专业控制器厂商。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on a

45、ll HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 图:工业机器人控制器主要参与者资料来源:中国战略性新兴产业研究和发展:工业机器人,海通国际4.零部件产业链:控制系统零部件产业链:控制系统国外国外国内国内本体本体ABB埃斯顿汇川技术FANUC华中数控广州数控KUKA新时达安川控制器控制器KEBA固高科技研华科技贝加莱英威腾雷赛智能倍福(Beckhoff)卡诺普泰道(DeltaTau)25人形机器人用传感器主要有视觉人形机器人用传感器主要有视觉、力控力控、位置位置(编码器编码器)。视觉传感器在

46、头部,力控、编码器传感器用在全身各个关节。根据检测对象的不同又分为内部和外部传感器,内部和外部传感器共同组成了机器人的感知。根据YOLE数据,2015-2021年无人机及机器人传感器市场从3.51亿美元增长至7.09亿美元,复合增长率高达12.4%,其中光学传感器占比达74%。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at

47、4.零部件产业链:传感器零部件产业链:传感器图:人型机器人传感器分类内部传感器外部传感器位置传感器速度传感器力传感器平衡传感器加速度传感器接近觉传感器味觉传感器嗅觉传感器听觉传感器触觉传感器视觉传感器资料来源:艾瑞咨询,海通国际26目前视觉传感器主要有目前视觉传感器主要有3D传感器和毫米波雷达两种传感器和毫米波雷达两种。3D传感器目前主要有结构光法、ToF法和多目(双目)立体视觉法。3D视觉感知市场正处于规模快速增长期。全球3D视觉感知市场规模在2022年为99亿美元。其中28%为消费电子领域。毫米波雷达目前国内常用的为24Hz、60Hz、77Hz。目前中国毫米波雷达企业中92.3%是本土企业

48、,26%应用于车载领域、21%应用于智慧交通。2022年毫米波雷达市占率前三为博世、大陆、安波福。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 4.零部件产业链:视觉传感器零部件产业链:视觉传感器资料来源:YOLO,海通国际图:2022年视觉传感器销售领域图:2022年毫米波雷达应用领域资料来源:ALOT星图研究院,海通国

49、际图:2022年毫米波雷达主要产商市场份额27力传感器分为感应式力传感器力传感器分为感应式力传感器、电容式力传感器电容式力传感器、压电式力传感器压电式力传感器、压阻式力传感器压阻式力传感器。据Mordor Intelligence数据,预计2026年全球压力传感器市场规模将超过83.22亿美元。MEMS又分为陀螺仪、加速度计、惯性传感器等。据Yole,2021 年高性能 MEMS 惯性传感器全球市场规模约 7.1亿美元,Honeywell等头部公司等合计市场份额超50%。国产品牌芯动联科产品性能大国际先进水平,2021年市场份额约为3.67%。For full disclosure of ri

50、sks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 4.零部件产业链:力传感器零部件产业链:力传感器资料来源:CSDN,海通国际图:力传感器、MEMS陀螺仪图:MEMS加速度计、MEMS惯性传感器图:MEMS惯性传感器市场份额资料来源:芯动联科,海通国际图:Honeywell 产品资料来源:HoneyWell,海通国际28工业富联是全球领先的智能制造及工业互联网整体解决方案服务

51、商工业富联是全球领先的智能制造及工业互联网整体解决方案服务商,全球第一大代工厂全球第一大代工厂。2022年富士康科技集团实现营收约1.48万亿元人民币,同比增长10.47%。公司称2022年云端网络、计算机终端、消费智能、元件及其他产品四大产品线均维持正增长。其中消费智能产品线主要产品新机型需求旺盛,即使2022年第四季度受疫情干扰,该类别仍有显著成长。据了解,特斯拉目前有意向就TeslaBot与工业富联达成代工协议。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HT

52、I rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 4.零部件产业链:代工厂零部件产业链:代工厂资料来源:工业富联,海通国际图:富士康工业富联29For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 4.零部件产业链:软件零部件产业链:软件

53、人型机器人对软件的需求主要在交互和自动驾驶人型机器人对软件的需求主要在交互和自动驾驶。通用人形机器人需要对语言和指令有更强大的理解力,针对人的指令无缝生成相关代码,再利用代码指挥机器人行动。ChatGPT 等通用型AI的发展让自然语言交互迎来里程碑式发展,极大的降低了人工智能应用成本、缩短研发周期、提升识别准确率,人形机器人产业进展有望加速。图:chatGPT 迭代资料来源:OPENAI,海通国际30For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated s

54、tocks,please refer to the latest full report on our website at 4.零部件产业链:零部件产业链:FSD特斯拉具备强大的自研自动驾驶技术特斯拉具备强大的自研自动驾驶技术FSD。特斯拉的人形机器人可以最大程度的利用特斯拉在造自动驾驶研发过程中积累的算法经验、数据驱动能力、AI 芯片能力、模型训练能力等,通过迁移汽车自动驾驶技术可以让人形机器人快速实现自主导航定位,迁移训练车祸安全模拟技术保证机器人碰撞损坏可控。图:特斯拉FSD资料来源:特斯拉,海通国际31For full disclosure of risks,valuation me

55、thodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 4.单个机器人零部件价值量拆解单个机器人零部件价值量拆解图:单个机器人零部件价值量拆解Optimus 497007508200004007502500600012

56、090002.380006650016881688部位数量价格单台机器人价值量总计关节执行器旋转关节(旋转执行器)无框力矩电机谐波减速器编码器力矩传感器线性关节(线性执行器)无框力矩电机行星滚珠丝杠滚珠丝杠编码器力矩传感器灵巧手驱动器无刷空心杯电机行星减速器编码器力矩传感器躯干电池合计取同类产品批发价中位数作为估计价值量价格来源:,鸣志电器、鼎智科技招股说明书、中大力德、宁德时代、海通国际等马斯克称特斯拉机器人未来量产后成本将降至马斯克称特斯拉机器人未来量产后成本将降至2万美元万美元。特斯拉从成立到交付历时15年,从目前进展来看,人型机器人基于电动车

57、现有的研发团队、产业链以及算法等进展更快,人型机器人零部件价值量占比较高,特斯拉机器人共用其成熟汽车供应链,有望快速大幅降低制造成本。我们相信特斯拉在车端的规模化降本能力,可以在机器人上得到复制。32人型机器人的关键技术有运动模块人型机器人的关键技术有运动模块、传感模块和决策模块传感模块和决策模块。运动模块由电机、伺服、减速器等动力和传动装置组成。传感模块收集内部和外部数据,包括各种传感器、3D/深度摄像头和激光雷达等,为机器人进行任务处理分析提供数据。决策模块主要为软件、AI等,满足交互以及决策的需求。For full disclosure of risks,valuation method

58、ologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 5.行业发展近况:关键技术进入拐点行业发展近况:关键技术进入拐点图:人型机器人来源:各公司官网、知乎、CSDN、海通国际33特斯拉入局特斯拉入局、ChatGPT诞生成人型机器人最大催化剂诞生成人型机器人最大催化剂。人型机器人于1973年诞生,经过几十年的发展不段改良,2022年特斯拉入局,凭借强大的软件技术和供应链能力有望带动整个产业的高速发展,2023年ChatG

59、PT通用大语言模型落地,为通用型人型机器人赋予了灵魂,大规模商业化可期。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 5.行业发展近况:关键技术进入拐点行业发展近况:关键技术进入拐点来源:特斯拉、海通国际图:Tesla bot来源:特斯拉、海通国际图:Tesla bot图:ChatGPT来源:OpenAI,海通国际34人型

60、机器人玩家梳理人型机器人玩家梳理。人型机器人指可以模仿人类形态和行为的智能机器人,它们具有复杂的结构、传感、驱 动 和 控 制 系 统,旨 在 与 人 工 工 具 和 环 境 进 行 交 互,辅 助 或 替 代 人 类 生 产 生 活。除了Tesla bot,比较有名的人型机器人玩家有波士顿动力、韩国科学技术院、本田ASIMO、优必选、AgilityRobotics、小米、傅利叶等。For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,ple

61、ase refer to the latest full report on our website at 图:Altas机器人资料来源:波士顿动力,韩国科学技术院、本田、优必选、Agility Robotics、海通国际5.竞争格局竞争格局图:HUBO机器人图:本田ASIMO图:优必选Walker图:Agility Robotics Digit35For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the

62、latest full report on our website at 5.波士顿动力波士顿动力Atlas波士顿动力总部位于美国,是美国国防部联合Google的人型机器人项目,Atlas系列机器人首次发布时间2013年7月,身高1.5m,体重75kg,其四肢共拥有28度的自由度,可以实现垂直起跳跨越障碍、后空翻、舞蹈、酷跑等能力。图:Altas机器人资料来源:波士顿动力,海通国际36For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,pl

63、ease refer to the latest full report on our website at 5.本田本田ASIMO本田总部位于日本,ASIMO的首次发布时间是2000年,身高1.3m,体重48kg,经过多次迭代,第三代用 57个自由度。ASIMO的外形类似太空服,可像人类一样完成8字行走,下台阶、弯腰等复杂动作,也可以完成端茶送水等任务。图:ASIMO机器人资料来源:本田ASIMO,海通国际37For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI r

64、ated stocks,please refer to the latest full report on our website at 5.优必选优必选优必选总部位于中国,于 2018年首次发布第一代大型双足仿人服务机器人Walker,2021年发布人形服务机器人Walker X,高1.3m,63kg,拥有41个自由度,Walker的目标是在家庭场景和办公场景自由活动和服务。图:优必选Walker资料来源:优必选,海通国际38For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on a

65、ll HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 5.小米小米小米于2022年8月发布首个全尺寸人形仿生机器人“CyberOne”,高1.77米,重52kg。小米“极度看好智能机器人在生活、工作中的应用”,目前人形机器人尚无法实现量产,2023年4月21日,小米在北京投资5000万元设立北京小米机器人技术有限公司。图:小米人型机器人资料来源:小米,海通国际39For full disclosure of risks,valuation methodologies and target pri

66、ce formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 5.Tesla Optimus特斯拉Optimus正式发布于2022年,它的诞生是为了:消除危险、重复和无聊的任务以及一些危险的工作,高1.73m,体重56kg最高可举着58千克的重量,以8km/h速度运动,可以完成行走、上楼梯、下蹲、拿取物体等动作。图:Tesla Bot资料来源:Tesla,海通国际40For full disclosure of risks,valuation methodologies

67、 and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 5.傅利叶傅利叶傅利叶是国内头部康复机器人企业。目前,傅利叶智能在康复机器人领域,已推出包括上肢、下肢、运动与平衡以及物理治疗;自主研发的ArmMotus EMU三维上肢康复机器人、ExoMotus 下肢康复机器人、运动与平衡训练系统、物理因子治疗系列等产品。2023年7月,傅利叶将在上海人工智能大会发布第一款通用人形机器人GR-1。图:傅利叶GR-1资料来源:傅利叶,海通国际4

68、1For full disclosure of risks,valuation methodologies and target price formation on all HTI rated stocks,please refer to the latest full report on our website at 6.潜在受益标的潜在受益标的图:人型机器人潜在受益标的汇总领域领域公司名称公司名称股票代码股票代码无框力矩电机无框力矩电机步科股份688160.SH空心杯电机空心杯电机鸣志电器603728.SH江苏雷利300660.SZ恒帅股份300969.SZ谐波减速器谐波减速器绿的谐波688017.SH行星减速器行星减速器中大力德002896.SZ精密减速器精密减速器双环传动002472.SZ控制系统控制系统汇川技术300124.SZ丝杠导轨丝杠导轨秦川机床000837.SZ传感器传感器柯力传感603662.SH代工厂代工厂工业富联602238.SH

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