减速机行业专题报告:国产替代正当时,全球视角下的减速机专题

一、发展前景:通用+专用齐头并进

(一)减速机——国民经济基础产业

在工业领域,减速机在原动机和工作机之间起着匹配转速和传递扭矩的作用,其中 原动机通常包括电动机、内燃机、汽轮机等,而工作机包括起重机、物料运输机、 搅拌机等。原动机一般转速较高,而大多数工作机负载大、转速低;减速机利用齿 数少的输入轴上齿轮啮合输出轴上大齿轮,将原动机高速运转的动力降低转速、输 出扭矩,因此减速机广泛应用于低转速大扭矩的传动设备中。

全球工业减速机产品主要分为通用减速机和专用减速机两大类。通用减速机适用于 各下游行业,规格以中小型为主,产品呈现模块化、系列化的特点;专用减速机适 用于特定行业,规格以大型、特大型为主,多为非标、定制化产品。在通用减速机 行业,海外制造商有德国SEW、西门子弗兰德等公司;在专用减速机行业,以机器 人专用减速机为例,海外制造企业主要有纳博特斯克、哈默纳科等。

减速机种类繁多、型号各异,以实现各行业不同动力传输需求。减速机可根据传动 类型、传动级数、齿轮形状、传动布置形式等多种方式进行分类。按传动类型可分 为齿轮减速机、蜗杆减速机和行星齿轮减速机;按传动级数可分为单级和多级减速 机等。因而,减速机广泛应用于环保、建筑、电力、化工、食品、物流、塑料、橡 胶、矿山、冶金、石油等下游行业各类机械设备中。

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减速机市场规模呈中高速稳定增长趋势,自动化、高能效的传动系统成行业主要需 求。根据Business Research Company的数据,2015-2019年,全球减速机市场由 2849亿元增长至4053亿元,年均复合增长率达到9.2%。近年来,在劳动生产率提升、 技术革新加快等因素影响下,全球制造业格局发生改变。全球范围内劳动力成本的 提高和制造业转型升级的加速,使得各国都在加紧智能制造计划的实施,自动化、 高能效的减速机成为下游客户新的需求增长点。

减速机行业总体需求主要受工业行业整体趋势影响。由于减速机应用于下游多数工 业领域,因此单个行业的波动对总体市场需求的影响较小,市场变化趋势与工业整 体产值更为相关。以涵盖广泛下游行业客户的通用减速机企业为例,我们比对SEW、 伦茨、住友、邦飞利减速机业务销售额增速及工业增加值增速。在经历2010年整体 经济、工业恢复性增长后,全球工业增加值保持2%-3.5%平稳的同比增速。同时期 内,经济危机对减速机企业营收的影响持续至2010年,2011年企业营收增速达到峰 值并在之后呈现平稳态势。同时,企业营收增速波动滞后于工业增加值增速变化一 年左右,主要由于宏观经济对工业企业机械或生产设备的投资决策影响存在时滞。

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国内市场,我们同样拟合了国内工业增加值增速与中大力德、宁波东力、国茂股份 这三家企业销售额增速及国内减速机产量增速,不难发现,减速机产量增速变化趋 势与国内工业增加值增速变化趋势高度吻合。除了2018年减速机整体产量受机器人 行业影响,在经历05-07年的加速增长和08-10年经济危机带来的波动后,工业增速和减速机增速都进入较为平稳的态势,这与全球减速机市场较为一致。工业增加值 的变动对企业带来的影响更为显著,2015-2017年,三家企业增速都实现了较大幅 度的增长;2018年以来,制造业投资回落,三家企业的收入增速也出现小幅的下滑。

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亚太、欧洲地区成为减速机设备主要市场。近年来,亚太和欧洲地区减速机行业经 历高速的发展,成为全球份额最大的减速机市场。根据Business Research Company 等公司的披露,2015年亚太市场销量份额为29.87%,略高于北美、欧洲;2019年, 亚太和欧洲地区已成为全球减速机最主要市场,为全球贡献了80%的减速机销量。 未来,亚太地区将成为减速机行业扩张最主要的区域市场,市场份额将持续增长。

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(二)通用市场:格局大而散,海外空间广阔

19世纪末20世纪初,以德国、意大利、日本、美国等传统制造强国率先发展减速机 技术,并产生了一批行业龙头企业。全球领先的减速机生产品牌包括德国的SEW、Flender和伦茨,美国的福克,意大利的布雷维尼、邦飞利,日本住友等。SEW和弗 兰德作为行业巨头,通用减速机行业,业务销售额达到了257、166亿元,而其他企 业销售额都位于50-90亿元区间。相较于此,国内减速机企业的销售额相较于海外龙 头仍存在一定差距;以国茂股份为例,2019年国茂减速机产品营收约20亿元,份额 提升的空间较高。

国际通用减速机市场规模大,参与者众多,市场集中度较低。2019年全球通用减速 机市场超过4000亿元,我们根据各家公布的减速机销售数据,测算了市场份额,SEW 和弗兰德全球市场占有率分别为6.3%、4.1%,而其他企业市场份额约1%-2%,行 业竞争格局分散,整体集中度低。

我们认为,国际通用减速机行业分散的市场格局主要2点原因:(1)通用减速机广 泛应用于国民经济的各个领域,如环保、建筑、电力、化工、食品、物流、制药等。 不同领域对减速机的技术需求各有差异,一家企业难以研发和生产覆盖全行业的减 速机产品;同时也很难从销售层面覆盖下游所有行业客户。(2)减速机诞生于第二 次工业革命,用于匹配原动机(电机/内燃机)与工作机之间的转速和扭矩。经过一 百多年的发展和广泛的市场化应用,减速机技术已趋于成熟;而百年的行业发展历 程给了行业后来者充足的发展时间,形成分散的竞争格局。

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(三)专用市场:细分赛道高壁垒,份额集中

不同于通用减速机,专用减速机具有规格大型化、应用于非标、行业专用的特点。 专用减速机主要下游领域包括船用齿轮箱、冶金齿轮箱、风力发电齿轮箱、航天航 空齿轮箱、机器人专用减速机等。

机器换人浪潮来临,下游机器人产业带动精密减速机。根据IFR数据统计,2010-2019 年工业机器人出货量年化复合增速达到13.4%。相较于全球,中国工业机器人市场 扩张更为迅速;2010-2017年中国工业机器人出货量增速39.8%,全球占比从12.4% 增长至37.6%,18-19年受制造业投资影响销量有所波动。工业机器人的总需求是成 长与周期的嵌套,其大周期的核心逻辑是降本增效、机器换人,长期呈现成长趋势, 但也要受到以制造业投资为核心波动要素的影响。

机器人产业带动了精密减速器的发展。根据Global Market Insights、Grand View Research报告数据披露,2019年全球精密减速机市场规模达到168亿人民币;其中 机器人减速机占据行业总销售量约1/3。

全球工业机器人出货量增速与两家日本巨头纳博特斯克、哈默纳科减速机增速波动 保持一致。中国机器人销量的波动是日本精密减速机需求大幅波动的主要原因。2019 年,受制造业投资及贸易战冲击,中国机器人市场进入短暂调整期,机器人销量呈 现下滑趋势。据CRIA与IFR统计,2019年中国工业机器人市场累计销售工业机器人 14.4万台,同比下降8.6%,同期纳博特斯克和哈默纳科减速机业务营收均出现大幅 度的下滑。

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由于机器人用精密减速机行业投资门槛高、技术难度大,行业壁垒高、竞争格局集 中。由于精密减速机制造对材料、设备、工艺等多个环节都有严格要求,全球能够 提供规模化且性能可靠的精密减速器生产商并不多。日本企业凭借悠久的历史、雄 厚的资本实力和长期的技术积累,占据全球工业机器人减速器市场85%左右的份额。 根据前瞻网数据,2015年全球机器人用精密减速机市场销量中,纳博特斯克占据60%, 哈默纳克占15%,住友重工占10%,来自斯洛伐克的SPINEA占市场份额的5%。

得益于行业高需求、高景气,企业纷纷转向精密减速机赛道发展,加大布局力度。 住友重工将精密减速机作为主攻业务,连续收购拉法特电机、Persimmon科技等企 业,拓宽精密减速机业务场景应用,旗下产品包括FINECYCLO系列精密摆线减速器 等。同时,通用减速机企业、电机生产商及行业新入者也都加入精密减速机业务赛 道。而国内企业相关业务也有一定突破,例如在谐波减速机领域,绿的谐波已经打 破哈默纳科垄断,实现了技术突破,2018年国内谐波减速机市占率超过20%。

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二、以古鉴今,从海外龙头看突破路径

(一)下游布局:多领域扩张,打开发展空间

横向比对全球减速机企业龙头,他们立足通用减速机、工业专用减速机、精密减速 机以及电机等不同的产品赛道,实现多领域扩张。

作为通用减速机行业双巨头,SEW专注于生产多类型中小通用减速机及减速电机, 而弗兰德更偏向于生产较为大型的通用减速机;纳博特斯克和哈默纳科同为精密减 速机领先制造商,纳博特斯克以适用于重负载、大扭矩的RV减速机为主,而哈默纳 科深耕于更为小巧的谐波减速机。

从产品布局来看,无论是通用或专用减速机生产商,在企业发展中期都选择了拓宽 产品结构和下游领域,打开新的市场空间。

横向延伸拓宽经营范围,弗兰德依托于大功率通用减速机产品上,向专用减速机行 业进军,进入风能、起重、船舶、石油和天然气、电力等重要工业应用领域;纳博 特斯克广泛布局于组件、运输、工程机械等行业,产品包括铁路车辆制动器、商用 车辆空压液压装置、自动门等设备。

根据2019年哈默纳科年报披露,公司下游除工业机器人占44.9%的营收外,还包括 半导体、平板显示器、电机、机床、光学设备等广泛的下游领域。同时,公司将继 续扩大新一代生产设备、航空航天、医疗设备等未来需求将持续扩大的下游产业。 同样,福克组装运动控制板块减速机业务积极布局,2019年营收由通用工业、食品 饮料、过程自动化、航空航天、发电等多个下游领域构成。

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纳博特斯克下游业务涉猎较广,根据2019年年报披露,公司目前在9大细分领域成 为行业龙头,产品市场份额成为行业领先。当前,公司占据日本铁路车辆车门操作 系统70%的市场份额、刹车系统50%的市场份额,日本商用车辆用楔形闸室产品市 场占有率达到70%,日本建筑用自动门市场占有率达到50%,全球挖掘机移动装置 25%的市场占有率,主要在于公司战略性的并购。从收入结构来看,纳博特斯克精 密减速机业务收入占比在20%左右,受中国工业机器人增速的影响,比例有所降低。

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(二)型号对比:品类繁多,性能各异

作为通用减速机行业巨头,SEW和弗兰德公司产品侧重各有不同。SEW公司通用减 速机分为普通减速机与工业减速机两大类,产品系列呈现更为多样化、传动比划分 更细的特征;除了圆柱和行星减速机,SEW还拥有蜗轮减速机、伺服电机、分散式 驱动等多个产品系列,相互兼容配套、安装灵活、组合方式多样。小型化普通减速 机应用于环保、电力、化工、食品等对于承载力要求不高的大多数细分领域,而大 功率减速机适用于冶金、矿山以及工程机械等重型设备。

弗兰德公司产品同时覆盖通用与专用减速机,虽然产品系列较为单一,但额定输出 转矩和减速比范围更广,满足更大扭矩和负载的要求。以圆柱减速机为例,弗兰德 公司仅拥有单一系列,而SEW拥有斜齿轮减速机R、工业斜齿轮减速机M、斜齿轮锥齿轮减速机K等多系列产品;对应额定输出转矩,弗兰德圆柱减速机达到了 1400kNm,输出转矩较高。

RV和谐波精密减速机因其外形与性能特质适用于不同负载的工业机器人:RV减速 器的减速结构由摆线针轮和行星支架组成,采用至少两根以上偏心轴连接二级减速 机构;壳体和摆线针轮由实体的钢进行传动。因此,产品能够实现更高的产品转矩 和抗冲击能力,受用寿命也更长。但同时,产品使用相对复杂的过定位结构,制造 工艺和成本控制难度更大。

而谐波减速器利用柔性元件的弹性变形传递动力,基本部件只有柔轮、波发生器、 刚轮和轴承,结构简单紧凑。由于谐波关键齿轮为柔性元件,在反复高速变形下精 度逐渐下降,产品承载力和寿命都有限;相比谐波减速机,RV减速机具有更高的疲 劳强度和刚度。

因此,RV减速器一般应用于转矩大、负载大的机器人腿部腰部和肘部三个关节;而 谐波减速器一般用于小臂、腕部等轻负载位置。

比对纳博特斯克与哈默纳克核心精密减速机产品指标,我们可以得出相似结论。根 据纳博特斯克官网披露数据,公司销量最高的RV-C和RV-E系列产品拥有更高的额 定输出转矩和减速比,寿命达到6000小时以上,背隙和空程都在1分以内,实现体 积小、扭矩大、定位精度高、抗冲击力强等特点。而哈默纳科的产品能够实现的减 速比相对较低,产品更为小型化,公司持续推出的mini和supermini系列产品额定输 出转矩仅为0.25-7.8和0.06-0.15,扭矩教小,更适用于小型化、低、中载荷的应用。

在实现更高精度和刚度基础上,追求轻量化等产品易用性优势成为新趋势。回望哈默纳科产品进化过程,从1988-1999年公司陆续推出CSS系列、CSF系列、CSG系 列,实现了产品转矩、减速比、强度和寿命的大幅度提升;2000-至今,公司将产品 目标定位追求更为小型化、轻量化,推出产品结构更为紧凑的CSG、CSF新型号, 质量和体积实现优化。

纳博特斯克首先推出的RV-E系列产品实现了高精度、高刚性、高转矩的要求;随后, RV-C系列产品问世,产品在维持其高精度、高刚性特点的同时实现中空化设计通过 配管、电缆的布局选择的多样性提升了产品的易用性;而最新系列产品RV-N在原基 础上进行又一次进化,在进行紧凑设计后实现了产品的轻量化。

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将减速器、电机、电子设备等部件模块化集成于单一机电驱动系统的机电一体化产 品成为减速机企业品类发展新趋势。哈默纳科率先提出“整体运动控制”概念,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,公司如今已形成谐 波减速器、机电一体化两大业务;根据2019年年报,纳博特斯克正在推进机电一体化产品的研发,未来将推出外壳设计更为紧凑、系统能耗更低、提供监控和预警功 能的机电一体化产品。

机电一体化产品通过集成动力传动及控制功能,简化设计、节省空间,极大提高了 电机和减速器的契合度、可靠性和自动化程度,提升机械设备的运行效率。未来, 模块化、系列化设计思想下的机电一体化产品将成为减速机产品新趋势。

在减速机与电机、驱动器、控制器基础上,SEW加入自动化工程软件及控制技术, 实现工业4.0下的MOVI-C全自动化解决方案。SEW公司主要产品系列涵盖减速机、 减速机、驱动器等驱动设备,变频器技术及安全控制系统,并衍生出分散式驱动和 机电一体化产品。公司产品以模块化理念设计,相互兼容、组合方式多样。以此为 基础,公司将产品划分为4个模块,四位一体形成自动化驱动设备:

(1)工程软件:在产品安装运行前通过软件设计规划工程,节省时间、节约成本, 为驱动技术提供更快更轻松的规划、启动、运行和诊断。

(2)控制技术:利用MOVI-C控制器,以更多的参数化自由,更少的编程工作,外 加用户友好型集中数据管理,简单轻松地控制产品的软件应用。

(3)变频器和安全技术(逆变器技术):MOVIDRIVE应用变频器可设计成模块化 多轴系统(单轴/双轴模块)以及单轴变频器。

(4)驱动技术:MOVIGEAR提供多种多样的应用选项,包括集中或分散式装置的 减速机、电机、减速电机。

以此,公司将四个模块、三类产品组成了一个完整的全自动化解决方案,实现了公 司产品向产业链下游的延伸。当前,公司的自动化解决方案已应用于汽车、饮料、 运输和物流及机场行李搬运等行业,实现输送与传动、搬运与分拣、混合与搅拌、 存储、包装等功能。

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(三)外延扩张:并购成就百年减速机帝国

纵观发展历程,并购是这些百年减速机企业构筑的重要手段。通过战略性收购不同 地区、品类的驱动产品制造商,这些企业逐步完成客户地域性覆盖、完善集团产品 体系及下游布局,实现市场份额的提升。SEW公司于1994年通过收购芬兰Santasalo 有限公司实现地域性市场扩张,公司成功进驻北欧市场;弗兰德公司通过1998年收 购船用减速机制造厂及轴承产品制造厂,开启船舶专用减速机业务,当前海运与船 舶建造已成为公司专用减速机最主要的下游行业之一。

纳博特斯克由日本帝人和纳博克公司2003年合并而来,后续的并购、重组也成为公 司业务快速扩展主要方式。纳博克株式会社是一家成立于1925年的日本空气制动器 公司,制造和销售铁路车辆用空气制动装置;帝人株式会社为1944年从帝人绢丝株 式会社分离出来的航空工业公司,公司早在1985年就开始进行RV减速机的研究和开 发,公司在成立之初就已经掌握液体、气体控制技术及切削加工、装配工艺。

纳博特斯克成立之后,进行了大规模的业务中止、重组,为其后产业发展和海外扩 张奠定下基础。公司成立之初,将技术含量高、行业利润高、发展前景广阔的RV减 速机业务、车辆设备及自动门业务定位核心发展方向,将液压设备与精密减速机部 门合并,而液压技术与精密减速机技术的结合使公司的RV减速机拥有了先天的优势。 同时,公司中止了IT、纺织机械维修、摩托车配件等与核心业务关联性较小、盈利 能力较低的行业,公司业务布局完成了第一步。

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2004年以来,纳博先后对9家公司实行并购,实现了在铁路车辆、商用车辆、自动 门及液压设备等行业的快速发展。

自动门业务方面,2011年公司收购瑞士自动门企业格尔根公司,以格尔根为品牌在 欧洲市场销售自动门产品,并提供安装与售后服务,打开欧洲市场;2012年,公司 收购纳博克门公司,为开拓本土自动门市场打下坚实基础。2011年,公司工业机械 部门营收首次实现正增长,同比增速14.2%,第二年纳博克门的收购使营收增速进 一步加快,达到46.0%。当前,公司自动门市场已覆盖日本、北美、欧洲和中国四 大全球自动门主要市场。

铁路车辆设备业务方面,公司于2013年收购意大利铁路车辆门系统生产企业OCLAP, 实现铁路车辆设备业务向欧洲市场的扩张。2014年开始,OCLAP财报合并于纳博特 斯克;2014年,纳博特斯克运输设备业务营收降幅缩窄,从-13.9%回升至-4.6%, 并在2015年实现8.1%的正向增长。

商用车辆业务方面,公司2016年收购ITG汽车零件公司、ITG压缩机公司,扩张商用 车辆空气压缩机产品线,纳博空气供应管理系统产品附加值提升;2017年收购德国 系统产品供应商OVALO及其子公司adcos,实现公司在机电一体化产品车辆制动应 用技术的提高。2016、2018年,纳博特斯克与两家企业合并报表,商用车辆设备业 务营收增速均实现跃升,商用车辆业务模升级。当前,OVALO凭借其在汽车紧凑型 减速器、电机设计、软件开发方面的优势,与奥迪启动2020奥迪A8系列可预测主动 式悬吊系统执行器项目,通过车体传感器预判前方路段信息,并通过48V电气系统 操作悬挂连杆完成操作,使车辆平缓的通过烂路,响应速度更及时更灵敏。

液压设备业务方面,2015年公司收购东芝机械旗下的Hyest公司,将两家公司液压 产品线合并,实现从液压设备到液压系统的业务升级。公司的销售产品也从单个产 品变为产品组合,产品附加值大幅升高。自2016年两家公司财报合并以来,纳博液 压设备业务营收保持持续的高增长趋势,年均复合增长率18.5%。

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(四)销售模式:多场景全覆盖客户需求

回望海外市场扩张的过程,这些跨国减速机厂商均采取在海外主要市场设立分公司 或办事处的策略,对当地代理商进行统一的开发、培训和管理,通过代理商渠道经 销产品。通过当地代理商代为销售,公司既可以借助代理商在本地较为广泛的销售 经验、销售渠道,又可以在对代理商进行培训、考核后,给当地客户提供及时的售 前咨询、售后维修服务。

以弗兰德为例,公司在全球范围内培养代理商,合作伙伴遍布全球。每位弗兰德的 合作伙伴都会接受来自总部的培训,才有代理资格。同时,弗兰德总部提供紧急热 线、诊断服务、支持和咨询服务、备件服务、维修服务、现场和维护服务、升级改 造和现代化改造服务及船舶服务等项目。

当前,企业设立海外营业部及供应商已能够覆盖大部分客户所在地区及国家。SEW 公司通过收购、建厂等方法在全球五大洲52个国家设立260多个销售服务办事处; 哈默纳科在日本、亚洲、北美、欧洲市场设立11家子公司,并在当地建立分公司及 办事处;弗兰德在全球建立7家工厂,并广泛设立销售和服务点,为客户提供高效的 生产、安装、销售服务;纳博特斯克在全球建立15个生产基地,54家子公司来支持 公司的销售和售前售后服务。

以客户为导向提供全方位的售前、售中、售后服务有效提高客户粘性,是这些公司 成功的另一大原因。SEW公司为向全球的客户提供技术及服务,设立260多个销售 服务中心;公司的服务从工程设计&产品选择、咨询&下单、运输&物流、产品启动& 维护四大模块,涵盖了产品价值链的全过程。类似的,弗兰德公司提出“弗兰德服 务”概念,为顾客提供售前咨询,售中培训、安装,售后产品诊断、零部件替换、 维修及改造服务。

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经销商对通用减速机企业产品的市场销售起着至关重要的作用。由于通用减速机应 用领域广、下游行业多样,建立经销网络有利于企业开拓市场覆盖范围。以国茂股 份为例,2016年以来,公司经销销售额已经超过直销销售额,占公司总销售额比例 57%左右。

三、厚积薄发,国产化替代正当时

(一)国产替代势在必行,行业集中度逐步提升

我国减速机行业已基本形成规模大、门类齐全、基础坚实的产业。目前,我国减速 机行业形成了能满足下游行业配套需求的生产体系,成为中国机械基础零部件中规 模大的行业之一。减速机下游行业主要包括起重运输、水泥建材、中型矿山、冶金、 电力等,成以摆线减速机、蜗轮蜗杆减速机、齿轮减速机为主的产品结构。

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当前,我国减速机行业呈现中小型企业数量多、同质化严重、较为分散的竞争格局。 目前,我国通用减速机行业具有较强竞争力的企业包括SEW、弗兰德等外资企业和 国茂股份、宁波东力、泰隆、中大力德等国内规模较大的通用减速机企业。同时, 我国国内规模较小的通用减速机企业数量众多,市场竞争较为充分。

产品升级叠加下游需求高端化,我国大型减速机企业逐渐实现国产替代,行业竞争 格局有望改善。SEW、弗兰德等外资企业自20世纪90年代进入中国市场后,凭借技 术优势和品牌效应,在行业中占据领先地位。随着我国本土企业技术研发实力增强,减速机产品性能有了快速提升,与国际领先企业的差距逐步缩小,国产化替代明显。 国内诞生的一批诸如国茂股份、江苏泰隆等大型的国产减速机企业,在产品质量、 品类布局以及销售渠道上与三四线小厂拉开差距。未来,大型通用减速机企业将凭 借日益提高的产品质量、全面的产品布局和较高的性价比提升市场份额。

一方面,这些减速机制造企业加大对齿轮齿形、齿轮承载能力等基础技术的研究力 度,加强产品优化设计,继续缩小与国外企业在产品的材料、设计水平、质量控制、 精度和使用寿命的差距。另一方面,引进自动化装备,提高零部件的加工精度,适 应客户对产品质量要求不断提高的趋势。从而导致了三四线减速机小厂的客户不断 向内资一流品牌和外资龙头迁移。从中长期来看,未来国产中高端减速机需求将持 续提升。另外,齿轮减速机具有组合灵活、运行稳定、承载功率范围大的特点,将 逐步替代蜗轮蜗杆减速机,有能力生产优质齿轮减速机的一线品牌有望受益。

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制造业复苏正在深化过程中,企业长贷持续高企,内循环加快,制造业效率升级正 在加快,对广义自动化和通用机械产品需求加快,下游制造业持续扩张产能的同时, 机电产品具有显著的进口替代逻辑,明年会继续受益。

(二)“以机换人”打开市场,国产企业迎来突破

近年来,以工业机器人为主的谐波减速器下游市场需求持续扩张,行业规模呈现持 续增长态势。工业机器人作为实现自动化生产的终端设备,在制造升级中扮演着至 关重要的角色。长期视角下,工业机器人产品价格持续下降,回收期的缩短有助于 下游应用领域的扩大,作为产业升级和效率升级的主要方式,工业机器人有望长期 受益于劳动力替代。当前,中国已成为全球工业机器人最大市场,根据IFR的数据, 2010至2018年中国机器人出货量持续提升,9年内出货量从1.5万台增至15.4万台, 年均增长率达到43.4%。

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国内外工业机器人本体厂商加速扩产计划。为了满足下游任意扩张的工业机器人需 求,海外机器人巨头、国内本体领先企业纷纷扩大产能。根据高工机器人的数据, 2018年以来四大家族在华产能、产量不断提升,未来5年将扩大5倍以上。以ABB为 例,预计20年底投入的上海超级工厂,年产能达到10万台。同时,内资本体领先企 业产能爬坡。根据MIR的数据,国内本体销量第一梯队的企业包括埃夫特、埃斯顿、 众为兴、广州启帆、新时达、新松机器人等,一方面不断在扩产能,另一方面产能 利用率不断在爬坡。下游机器人厂商的持续扩产,给减速机市场提供沃土。

国产品牌迎来曙光。尽管国内产品的性能与日本还存在一定的差距,但是整体产品 的质量在逐步提高,目前国内部分上市公司已经开始积极布局精密减速机业务。RV 减速机领域,主要上市公司包括双环传动、秦川机床、上海机电等,其涉足类型包 括合作研发和自主研发。这些公司原有业务也基本上属于精密仪器件领域,包括齿 轮、数控机床等,能够发挥业务的协同性。在谐波减速机领域,已经迎来突破。谐 波传动技术于1960年代初引入我国,仅用于军事、航天方面,80年代才投入民用,应用于工业机器人、数控机床、医疗器械和光伏等行业,稍晚于其他领先国家和企 业。根据GGII数据显示,2018年绿的谐波在国内工业机器人谐波减速机市占率突破 20%。

作为机器人成本最高的零件之一,国产减速机的高性价比是吸引本体厂商的一大原 因。工业机器人主要包括控制系统、动力系统及本体机械结构三大部分。减速机作 为动力系统子结构传动装置的核心零部件,其主要功能是达到减速增矩的作用;从 价值量看,减速器占比机器人本体制造成本的30%。

国内减速机企业的突破具有几点契机:1.本体价格战持续,对于核心零部件降成本 的诉求更加突出。国产核心零部件的缺失会抬高国内工业机器人成本,产业长期以 来通过压缩本体利润空间的方式,补贴了高昂的零部件进口成本。在外资品牌降价 的情况下,国内企业发展受到严重压制。随着零部件企业由小批量生产向大批量供 货迈进,核心零部件的逐步国产化,配合批量化生产降低固定资产摊销,本体厂商 的成本有望压缩。当前,国产化减速机比进口产品价格低30%-40%左右,使用国产 减速机的机器人本体将减少10%的成本;机器人设备投资回收期进而缩短,终端客 户需求爆发,进一步推动国产减速机体量释放。

2.产业链向中国转移,本体产能持续扩大。以ABB和库卡为例,ABB中国的产能2021 年将从目前的2万扩张到10万,库卡顺德工厂2024年投产后,中国区的产能也将达 到10万台。18年我国谐波减速机的突破,部分原因在于HD供应周期过长。而国际四 大家族持续加大国内扩产,对于交付周期提出更高要求,国产替代的需求日益强化。

减速机行业专题报告:国产替代正当时,全球视角下的减速机专题

四、国内通用&专用龙头有望迎来突破

(一)国茂股份:通用减速机龙头,多层次销售网络

国茂股份作为国内通用减速机龙头企业,以通用减速机产品业务为发展核心,提供 齿轮减速机、摆线减速机两大类产品。与齿轮减速机相比,摆线减速机的啮合齿数 较多,单级减速比更高;而齿轮减速机使用寿命长,承载能力高。齿轮减速机又可 分为模块化减速机和大功率减速机两类。

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产品具有丰富的技术多样性。从产品技术特点来看,齿轮减速机中的模块化减速机 已实现全零件模块化设计,功率覆盖面广泛(0.12-200kW),同时传动比划分较多, 可充分覆盖中小功率工业传动领域的减速机需求;大功率减速机最大功率达5100kw, 相比模块化减速机,具有更高的承载能力;而摆线减速机结构较为紧凑,同时单级 传动比大,产品速比可达到7-650000。模块化设计的减速机可以使产品能够更灵活 地进行配置,而多种类型的传动比、传递功率则大大拓宽了公司减速机产品的应用 范围。

国茂股份经销商渠道建设完善,销售网络覆盖范围广泛。根据公司将产品销售给贸 易型企业或终端客户,国茂股份的销售渠道可分为经销、直销两种模式。公司经销 商分为三类:A类经销商、B类经销商、一般经销商;直销客户分为公司开发的终端 客户和经销商推荐的终端客户。

A类经销商在市场推广、品牌建设方面发挥着重要作用。由于通用减速机应用领域 广、下游行业多样,建立经销网络有利于企业开拓市场覆盖范围,扩大销售规模。 根据公司2019年年报披露,截至2019年,公司共有78家A类经销商,销售区域覆盖 我国华东、中原、中南、华北、西南五大销售片区大多数省份,贴近市场,能够更 好地发掘客户需求,并对客户的售后服务要求做出及时的响应。根据公司招股书披 露,2016~2018年,公司A类经销商收入占比分别为36.06%、35.60%、38.07%, 已经成为公司营收占比最高的客户,对公司产品市场销售起到至关重要的作用。

针对A类经销商及其推荐的B类经销商和终端客户,公司根据年末总到账金额、到账 率等作为考核指标,对A类经销商进行返利,这使得A类经销商回款质量高于其他类 型客户。根据公司招股书披露,2016~2018年,A类经销商应收账款周转天数分别为 11.68天、8.14天、5.99天,呈现逐年递减趋势,而其余四类客户收账款周转天数则 大于77天。同时,由于来自A类经销商的营业收入占总营收比例通常高于35%,公 司整体周转效率更高。

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根据国茂股份年报披露,2015-2019年均复合增速14.5%,2019年实现营收18.96亿 元。从业务结构来看,齿轮减速机及摆线针轮减速机为公司主要业务;其中,公司 的核心增长点来自于齿轮减速机,2015-2109年公司齿轮减速机业务营收年均复合 增速17.3%,收入占比从67%上升至74%。

公司利润规模、盈利能力、议价能力持续提升。根据国茂股份年报披露,2015年以 来公司毛利、净利规模都实现了多年连续增长,毛利CAGR为20.1%,净利CAGR达到39.1%的高速增长。得益于公司齿轮、摆线针轮主要产品议价能力提升、均价 的持续增长,以及核心零部件的自主化率提升,2015-2019年公司毛利率水平从24.0% 上升至29.6%;公司产销量增长带来的规模效应进一步拉低公司的各项费率,净利 率实现大幅度升高,2015-2019年,公司净利率从6.9%升至14.3%。

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国茂股份人均产值、人均利润在国内同行业企业中处于领先地位。根据各公司年报 披露数据,比对国茂股份与中大力德、宁波东力人均产值,国茂股份多年人均产值 均高于其他两家企业。2019年,国茂人均产值103.1万元/人,宁波东力70.4万元/人, 中大力德仅46.1万元/人。

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(二)绿的谐波:打破垄断,具备全球竞争力

绿的谐波形成以谐波减速器、机电一体化产品、精密零部件为主的产品布局,覆盖 多个下游领域。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,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。2015年公司实现量产,打入国际主流厂商供应链, 打破了国际品牌在机器人用谐波减速器领域的垄断。

公司产品定位中高端,与国内外大型机器人生产商形成稳定的合作关系,产品力及 市占率在国内领先。在国内企业中,公司较早地完成了在工业机器人谐波减速器领 域对进口产品的替代,积累了一大批工业机器人、数控机床等高端装备行业的优质 客户,包括新松机器人、华数机器人、新时达、埃夫特、广州数控、亿嘉和、埃斯 顿、配天技术等国内外知名机器人制造商。进入国内外头部厂商供应链,产品力获 得认可。Universal Robots作为协作机器人的龙头,从公司采购额逐渐增加,已经进 入国产机器人的龙头公司供应链。

得益于与下游客户形成的直接稳定的合作关系,绿的谐波在国内机器人用谐波减速 器行业占据了较大的市场份额;根据公司招股书披露,2018年公司谐波减速器销量 为9.21万套,超越新宝成为第二大谐波减速器供应商。我们对国内企业谐波减速机 需求量进行了测算。2018年国内自主品牌谐波减速器使用量为10万台。当年,绿的 谐波提供给自主品牌的谐波减速器销量为6.38万台,占有率达到62.61%。

根据招股书的披露,得益于高速扩张的市场容量和国产替代带来的市占率上升,公 司大力扩张谐波减速机产能,通过募投展开50万台精密谐波减速器项目;同时,公 司进一步完善产品线,提供更加丰富的产品选择。预计募投项目实施完成后,公司 谐波减速机产能将达到60万台/年。

根据公司年报数据披露,除2019年受中国机器人销量影响,公司的营收出现下滑, 但利率水平都处于稳步提升的状态。2017年以来,公司毛利率保持48%左右的高。 核心产品谐波减速器毛利率稳定于59%的水平;得益于产品少量试销阶段销量大幅 上升、单位成本下降,一体化执行器产品毛利率实现跃升,从3.6%增长至34.0%。 当前,一体化执行器仍处于小规模生产阶段,有效的费率控制和产品生产、销售规 模的扩大使绿的谐波净利率保持着较快速度增长,2017-2020H1公司净利率从27.2%攀升至38.3%,利率水平不断升高。

减速机行业专题报告:国产替代正当时,全球视角下的减速机专题
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五、投资建议与风险提示

投资建议:制造业复苏正在深化过程中,企业长贷持续高企,内循环加快,制造业 效率升级正在加快,对广义自动化和通用机械产品需求加快,减速机作为核心零部 件有望持续受益下游扩产。我们建议两条主线把握投资机会:(1)通用减速机领域 重点推荐国茂股份,公司产品布局全面、经销商网络完善,并积极布局工程机械领 域,有望获得超越行业的成长速度;(2)专用减速机领域建议关注绿的谐波,后者 已经进入国内主流厂商的供应商序列。

风险提示:

减速机行业需求低于预期:减速机是工业动力传动不可缺少的重要基础部件之一。 减速机的下游应用行业十分广泛,和宏观经济的整体景气程度关系密切。若未来经 济增长持续放缓,可能面临盈利能力下降的风险。

行业竞争加剧的风险:全球范围内,德国、意大利、日本等国家的减速机制造企业 处于研发技术、生产规模的领先地位,国内竞争对手也纷纷加大资本、技术和人才 等方面的投入,积极争取减速机行业的市场份额。减速机行业市场参与者众多,竞 争日益激烈。公司若不能持续扩大生产规模、加强研发投入、拓展销售网络,将面 临较大市场竞争压力。

经销商管理风险:减速机厂商通常将销售模式分为直销与经销两种,日常经营中若 经销商的服务质量与经营方式有悖于公司品牌运营宗旨,将会对公司经营效益、品 牌形象和未来发展造成不利影响。

新项目产能扩张不及预期的风险:本次IPO项目实施过程中存在的不可预见因素仍 可能导致项目无法按时完成,或导致项目的收益不及预期,可能会影响公司业绩。

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