機(jī)器人行業(yè)分析

機(jī)器人行業(yè)分析1特斯拉發(fā)布人形機(jī)器人，宏偉藍(lán)圖計(jì)劃盡顯1.1馬斯克偉大暢想概念機(jī)：2021年8月，馬斯克在首屆AIDAY上發(fā)布特斯拉人形機(jī)器人TeslaBot。原型機(jī)：2022年特斯拉AIDAY上，人形機(jī)器人Optimus首次亮相。從步態(tài)行走技術(shù)來(lái)看，TeslaBot在2022年4月完成第一次步態(tài)行走，其后在6月、8月、9月持續(xù)完善行走功能。從功能來(lái)看，2022年10月，TeslaBot具備了一定的抓取、搬運(yùn)、上下料功能。原型機(jī)新版本：特斯拉2023年度股東大會(huì)上，馬斯克現(xiàn)場(chǎng)展示了Optimus最新的流暢行走、協(xié)同行走、識(shí)別并記憶周邊環(huán)境等功能，并能在工廠(chǎng)中執(zhí)行簡(jiǎn)單任務(wù)。本次股東大會(huì)上，Optimus展示了雙手處理復(fù)雜任務(wù)的能力，這是當(dāng)前人形機(jī)器人較難做到的一部分。僅6個(gè)月時(shí)間TeslaBot從概念走向現(xiàn)實(shí)，隨后8個(gè)月實(shí)現(xiàn)最新版本Optimus推出，多版本迭代速度快，最新一版Optimus體現(xiàn)出：1）精準(zhǔn)控制力：TeslaBot電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制精密度提高，能夠在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中執(zhí)行多種任務(wù)，包括視覺(jué)分類(lèi)積木和簡(jiǎn)單瑜伽動(dòng)作。2）精確神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視覺(jué)能力：目前特斯拉汽車(chē)的FSD(全自動(dòng)駕駛)系統(tǒng)和人形機(jī)器人的底層模塊已經(jīng)打通，人形機(jī)器人可以使用FSD構(gòu)建強(qiáng)大的視覺(jué)系統(tǒng)。Optimus擁有了自我校準(zhǔn)手臂和腿部的能力，僅使用視覺(jué)和關(guān)節(jié)位置編碼器，可在空間中精準(zhǔn)定位自己的肢體。遠(yuǎn)期規(guī)劃宏大，長(zhǎng)期價(jià)值有望超越電動(dòng)車(chē)。人形機(jī)器人是通用型機(jī)器人，將在工廠(chǎng)、服務(wù)業(yè)、家庭等各個(gè)場(chǎng)景替代人工。馬斯克在2023特斯拉股東大會(huì)上對(duì)于人形機(jī)器人的長(zhǎng)期空間做出了樂(lè)觀的預(yù)測(cè)，他強(qiáng)調(diào)：“如果按照人和機(jī)器人的數(shù)量為2：1比例的話(huà)，機(jī)器人的需求會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)車(chē)，特斯拉的長(zhǎng)期價(jià)值，其大部分價(jià)值將是擎天柱?！?.2解構(gòu)Optimus1.2.1硬件：Optimus具有28個(gè)自由度，可演繹多高難度動(dòng)作特斯拉人形機(jī)器人借鑒汽車(chē)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，將從傳感到融合、再到充電管理都匯集到這一系統(tǒng)內(nèi)。機(jī)器人軀干處搭載了2.3kWh、52V電池包，集成充電管理、傳感器和冷卻系統(tǒng)。機(jī)械結(jié)構(gòu)上，Optimus擁有28個(gè)身體執(zhí)行器，模擬人類(lèi)關(guān)節(jié)與肌肉形態(tài)，形成旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和線(xiàn)性關(guān)節(jié)演繹類(lèi)人動(dòng)作;靈巧手中單手擁有6個(gè)執(zhí)行器，11個(gè)自由度，采用金屬肌腱帶動(dòng)機(jī)器人精確抓住小而薄的物體。1.2.2軟件：FSD自動(dòng)駕駛+Dojo大腦，與電車(chē)共享數(shù)據(jù)源特斯拉FSD系統(tǒng)已儲(chǔ)備海量數(shù)據(jù)，人形機(jī)器人與電車(chē)共享數(shù)據(jù)源。電車(chē)傳回的數(shù)據(jù)與場(chǎng)景仿真生成的數(shù)據(jù)共同構(gòu)成特斯拉FSD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集。特斯拉打通了FSD和機(jī)器人的底層模塊，實(shí)現(xiàn)了一定程度的算法復(fù)用，Optimus可共享已有的大量FSD數(shù)據(jù)。2022年FSDbeta測(cè)試版本使用量已由2000輛車(chē)提升到16萬(wàn)輛車(chē)。特斯拉計(jì)劃于22年底向全部地區(qū)推出FSDbeta，目前測(cè)試版軟件的累計(jì)行駛里程已經(jīng)突破4000萬(wàn)英里，至22年底數(shù)據(jù)量將大幅提升，有望超過(guò)1億英里。Tesla超算Dojo發(fā)布，可進(jìn)行大規(guī)模AI訓(xùn)練，加速FSD迭代。Optimus大腦使用超算集群Dojo,TeslaAI公布7月Dojo已正式投產(chǎn)，Dojo加入了更多計(jì)算模塊以換取更高的算力和效率，特斯拉算力將進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。每個(gè)Dojo集成了120個(gè)訓(xùn)練模塊，內(nèi)置3000個(gè)D1芯片，將有超過(guò)100萬(wàn)個(gè)訓(xùn)練節(jié)點(diǎn)。特斯拉推特官方賬號(hào)TESLAAI預(yù)計(jì)，2024年2月特斯拉的算力規(guī)模將進(jìn)入全球前五，2024年10月特斯拉的算力總規(guī)模將達(dá)到100ExaFlods，相當(dāng)于30萬(wàn)塊英偉達(dá)A100顯卡的算力總和。Dojo能夠處理龐大數(shù)據(jù)量，一方面加速特斯拉的Autopilot和FSD系統(tǒng)的迭代，另一方面為Optimus提供算力支持。1.3多重優(yōu)勢(shì)，看好人形機(jī)器人廣闊藍(lán)海市場(chǎng)政策支持，通用人工智能發(fā)展有望加速。北京市發(fā)布《北京市促進(jìn)通用人工智能創(chuàng)新發(fā)展的若干措施(2023-2025年)(征求意見(jiàn)稿)》，其中提出探索具身智能、通用智能體和類(lèi)腦智能等通用人工智能新路徑，包括推動(dòng)具身智能系統(tǒng)研究及應(yīng)用，突破機(jī)器人在開(kāi)放環(huán)境、泛化場(chǎng)景、連續(xù)任務(wù)等復(fù)雜條件下的感知、認(rèn)知、決策技術(shù)。行業(yè)演變，推動(dòng)具身智能發(fā)展。5月17日，英偉達(dá)創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛在ITFWorld2023半導(dǎo)體大會(huì)表示，人工智能下一個(gè)浪潮將是“具身智能”。同時(shí)他也公布了NvidiaVIMA多模態(tài)具身人工智能系統(tǒng)，能夠在視覺(jué)文本提示的指導(dǎo)下執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。具身智能是將智能算法與機(jī)器人的感知、行動(dòng)和環(huán)境交互等能力結(jié)合，使機(jī)器人以更自然、更智能的方式與周邊環(huán)境進(jìn)行交互并完成任務(wù)。馬斯克也表示通用型AI算法未來(lái)將長(zhǎng)期支持的特斯拉機(jī)器人發(fā)展。因此，人形機(jī)器人能夠和具身智能非常好地結(jié)合，是具身智能的終極形態(tài)。產(chǎn)品端原型機(jī)方案基本確立，特斯拉邁出關(guān)鍵的第一步。特斯拉人形機(jī)器人原型機(jī)方案基本確立，后面進(jìn)入驗(yàn)證和小批量量產(chǎn)階段，有望快速迎來(lái)量產(chǎn)落地,機(jī)器人行業(yè)將迎來(lái)整體性機(jī)會(huì)。我們認(rèn)為特斯拉人形機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于：1）廣泛ToC市場(chǎng)：人形機(jī)器人基于通用大模型計(jì)算學(xué)習(xí)，不限制固定應(yīng)用領(lǐng)域，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可根據(jù)指令生成相關(guān)代碼并自主學(xué)習(xí)周遭環(huán)境。從專(zhuān)用到通用場(chǎng)景的升級(jí)，人形機(jī)器人有望打開(kāi)機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景，遠(yuǎn)期市場(chǎng)空間大。2）迭代和進(jìn)化速度快：特斯拉人形機(jī)器人和自動(dòng)駕駛汽車(chē)都使用占用網(wǎng)絡(luò)遵循“感知-認(rèn)知-決策-執(zhí)行”的運(yùn)行邏輯,數(shù)據(jù)引擎自成閉環(huán)，驅(qū)動(dòng)迭代開(kāi)發(fā)。3）降本能力強(qiáng)：與電車(chē)技術(shù)同源利于降本，成熟供應(yīng)鏈可直接遷移。2優(yōu)勢(shì)一：廣泛ToC市場(chǎng)，人形機(jī)器人賽道遠(yuǎn)期市場(chǎng)規(guī)模達(dá)萬(wàn)億2.1人形機(jī)器人具有場(chǎng)景通用性，可廣泛運(yùn)用多種工作場(chǎng)景人形機(jī)器人打開(kāi)通用場(chǎng)景大門(mén)，在特種工作場(chǎng)景具有不可替代性。相比工業(yè)機(jī)器人，人形機(jī)器人使用場(chǎng)景具有通用性，理論上能完成所有人類(lèi)進(jìn)行的非標(biāo)任務(wù)，可被賦予更多商業(yè)價(jià)值。人形機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于具有較高的行動(dòng)靈活性和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，并具有直接交互對(duì)話(huà)能力，可運(yùn)用在多種場(chǎng)景和廣泛C端市場(chǎng)，在特種工作場(chǎng)景具有不可替代性。2.2AI賦能，多場(chǎng)景遠(yuǎn)期空間大AI賦能感知能力、思考和決策能力，機(jī)器人更加通用。1）感知：一方面，大模型的強(qiáng)擬合能力使得人形機(jī)器人在進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、避障、三維重建、等任務(wù)時(shí)擁有更高的精確度；另一方面，大模型基于海量數(shù)據(jù)，提升場(chǎng)景泛化效果。2）思考和決策：大模型讓機(jī)器人擁有常識(shí)，從而具備通用性去完成各種任務(wù)，徹底改變通用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)的模式。人形機(jī)器人商業(yè)化未來(lái)可期，藍(lán)海市場(chǎng)遠(yuǎn)期空間大。根據(jù)優(yōu)必選招股書(shū)，預(yù)期2026年全球人形機(jī)器人解決方案市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到80億美元。高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）預(yù)計(jì)，2026年全球人形機(jī)器人在服務(wù)機(jī)器人中的滲透率有望達(dá)到3.5%，市場(chǎng)規(guī)模超20億美元，到2030年，全球市場(chǎng)規(guī)模有望突破200億美元。3優(yōu)勢(shì)二：數(shù)據(jù)引擎自成閉環(huán)，迭代進(jìn)化速度快3.1純視覺(jué)解決方案，硬件造價(jià)低，技術(shù)門(mén)檻高特斯拉采用純視覺(jué)解決方案，技術(shù)突破造就高壁壘。縱觀國(guó)內(nèi)外自動(dòng)駕駛公司解決方案主要分為兩大路線(xiàn)：1）特斯拉純視覺(jué)方案；2）其他公司多模態(tài)（雷達(dá)、相機(jī)）融合方案。特斯拉Optimus將會(huì)使用“OccupancyNetwork”占用網(wǎng)絡(luò)從純視覺(jué)方案出發(fā)解決通用障礙物檢測(cè)來(lái)識(shí)別可行動(dòng)區(qū)域。占用網(wǎng)絡(luò)是一種新的三維重建方法，可隱式地將三維曲面表示為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器的連續(xù)決策邊界。占用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)如下：1）硬件造價(jià)低，技術(shù)門(mén)檻較高2）通用障礙物檢測(cè)具備良好的泛化能力3）視覺(jué)圖像相較于雷達(dá)更為精確，數(shù)據(jù)源角度上限更高通過(guò)占用網(wǎng)絡(luò)，特斯拉可以把一些當(dāng)前場(chǎng)景下遮擋靜止物體和動(dòng)態(tài)物體也用體塊來(lái)表示出來(lái)，這樣就增加了特斯拉的視野域，讓特斯拉可以對(duì)接下來(lái)路徑規(guī)劃有了更多信息。3.2強(qiáng)化自動(dòng)標(biāo)注+訓(xùn)練能力，海量數(shù)據(jù)集自成閉環(huán)，追求高效強(qiáng)化自動(dòng)標(biāo)注和訓(xùn)練能力，數(shù)據(jù)集自成閉環(huán)。對(duì)于深度學(xué)習(xí)，為了讓模型不斷擴(kuò)張感知領(lǐng)域，就需要不斷將路面上可能出現(xiàn)目標(biāo)類(lèi)別添加數(shù)據(jù)集來(lái)重新訓(xùn)練模型。數(shù)據(jù)引擎是特斯拉數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分，另外兩個(gè)部分分別為自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)。1）通過(guò)數(shù)據(jù)引擎，采集到的高價(jià)值數(shù)據(jù)將被送到自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)快速的生成cornercase數(shù)據(jù)集，用來(lái)迭代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。通過(guò)這一數(shù)據(jù)集，特斯拉得以建成數(shù)據(jù)閉環(huán)。2）通過(guò)如此循環(huán)，特斯拉能夠借助量產(chǎn)車(chē)隊(duì)的擴(kuò)張，收集并訓(xùn)練更多的cornercase，從而逐步化解長(zhǎng)尾難題，而這又要求特斯拉具備更高效的數(shù)據(jù)標(biāo)注及訓(xùn)練能力。3）為了從海量數(shù)據(jù)中高效率篩選優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，特斯拉采用人工+自動(dòng)標(biāo)注的方式，建立了針對(duì)海量原始視頻數(shù)據(jù)的視頻訓(xùn)練庫(kù)。這一訓(xùn)練庫(kù)的優(yōu)勢(shì)在于將數(shù)據(jù)直接提供給云端進(jìn)行訓(xùn)練，進(jìn)一步提升了訓(xùn)練效率。特斯拉的數(shù)據(jù)閉環(huán)追求高效。不僅對(duì)數(shù)據(jù)引擎、自動(dòng)標(biāo)注和仿真系統(tǒng)效率的不斷提升，且與感知、算力系統(tǒng)擬合，使數(shù)據(jù)閉環(huán)提效的同時(shí)做到降本。4優(yōu)勢(shì)三：與電車(chē)技術(shù)同源利于降本，成熟供應(yīng)鏈可直接遷移4.1與電車(chē)技術(shù)同源，降本核心為中國(guó)零部件供應(yīng)鏈特斯拉已有技術(shù)積淀可在人形機(jī)器人中復(fù)用，軟件和電池基本都有成熟的供應(yīng)鏈或能夠自制，但核心硬件零部件需要外采。根據(jù)OFWeek數(shù)據(jù)顯示，減速器、伺服、控制器占工業(yè)機(jī)器人成本的比例分別為35%、20%、15%。特斯拉已有技術(shù)積淀可在人形機(jī)器人中復(fù)用，Optimus采用與特斯拉自動(dòng)駕駛汽車(chē)相同的計(jì)算硬件，比如Optimus“大腦”運(yùn)行在TeslaSoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）上，導(dǎo)航用的Autopilot系統(tǒng)和電動(dòng)車(chē)上類(lèi)似。其成熟的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈可直接遷移至機(jī)器人端，有利于大幅降低制造成本。5產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚嚎焖夙憫?yīng)+降本增效，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈增量機(jī)會(huì)在人形機(jī)器人商業(yè)化的大趨勢(shì)下，國(guó)產(chǎn)高性?xún)r(jià)比的零部件優(yōu)勢(shì)凸顯。在行業(yè)拐點(diǎn)、政策催化、市場(chǎng)主題的共同催化下，機(jī)器人行業(yè)將迎來(lái)整體性機(jī)會(huì)。我們認(rèn)為國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)遇主要在硬件端，國(guó)內(nèi)部分汽車(chē)零部件企業(yè)積極拓展業(yè)務(wù)，布局機(jī)器人產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵零部件環(huán)節(jié)，有望在產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)期受益。5.1Optimus價(jià)值量拆解，核心為精密減速機(jī)、行星滾柱絲杠、空心杯電機(jī)和編碼器全身共40個(gè)關(guān)節(jié)執(zhí)行器，軀干部分28個(gè)。特斯拉機(jī)器人全身共使用40個(gè)關(guān)節(jié)執(zhí)行器，其中手部執(zhí)行器12個(gè)為空心杯關(guān)節(jié)，軀干部分共28個(gè)，主要分為旋轉(zhuǎn)和線(xiàn)性?xún)纱箢?lèi)各14個(gè)。機(jī)器人軀干執(zhí)行器核心零部件為精密減速機(jī)、行星滾珠絲杠等。1）精密減速器是連接動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間機(jī)構(gòu)，具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。2）行星滾珠絲杠為核心傳動(dòng)部件，直接影響設(shè)備精度和穩(wěn)定性。5.2旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器核心部件：諧波減速器5.2.1諧波減速器由波發(fā)生器、柔輪和剛輪三部分構(gòu)成旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器由角接觸軸承、諧波減速器、交叉滾子軸承、編碼器、無(wú)框電機(jī)和力矩傳感器等組成。諧波減速器是機(jī)器人的核心傳動(dòng)部件，可用于降低伺服電機(jī)的高轉(zhuǎn)速，通過(guò)齒輪減速比放大伺服電機(jī)的原始扭矩，并提供高剛性保持、高精度定位。諧波減速器由波發(fā)生器、柔輪和剛輪三部分構(gòu)成。1）波發(fā)生器：由柔性軸承與橢圓形凸輪組成，波發(fā)生器通常安裝在減速器輸入端，柔性軸承內(nèi)圈固定在凸輪上，外圈通過(guò)滾珠實(shí)成彈性變形成橢圓形。2）柔輪：帶有外齒圈的柔性薄壁彈性體零件，通常安裝在減速器輸出端。3）剛輪：帶有內(nèi)齒圈的剛性圓環(huán)狀零件，一般比柔輪多兩個(gè)齒輪，通常固定在減速器機(jī)體上。諧波減速器通常采用波發(fā)生器主動(dòng)、剛輪固定、柔輪輸出形式。1）當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)圓時(shí),迫使柔輪產(chǎn)生彈性變形而呈橢圓狀，使其長(zhǎng)軸處柔輪輪齒插入剛輪的輪齒槽內(nèi)，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸的脫開(kāi)狀態(tài)。從嚙合到脫開(kāi)的過(guò)程之間則處于嚙出或嚙入狀態(tài)。2）當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形，使兩輪輪齒在進(jìn)行嚙入、嚙合、嚙出、脫出的過(guò)程中不斷改變各自的工作狀態(tài)，產(chǎn)生了錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)波發(fā)生器與柔輪的運(yùn)動(dòng)傳遞。5.2.2廣泛應(yīng)用于輕負(fù)載，優(yōu)勢(shì)顯著諧波減速器體積小、重量輕、傳動(dòng)比大，廣泛應(yīng)用于輕負(fù)載領(lǐng)域。諧波減速器和RV減速器廣泛應(yīng)用于精密減速器行業(yè)。RV減速器由一個(gè)行星齒輪減速機(jī)的前級(jí)和一個(gè)擺線(xiàn)針輪減速機(jī)的后級(jí)組成，與諧波減速器相比：1）諧波減速器：具有單級(jí)傳動(dòng)比大、體積小、質(zhì)量小、運(yùn)動(dòng)精度高并能在密閉空間和介質(zhì)輻射的工況下正常工作的優(yōu)點(diǎn)。且在輸出力矩相同時(shí)，諧波減速器的體積可減少2/3，重量可減輕1/2，在機(jī)器人小臂、腕部、手部等部件具有優(yōu)勢(shì)。2）RV減速器：具有傳動(dòng)比范圍大、精度較穩(wěn)定、疲勞強(qiáng)度較高，有更高的剛性和扭矩承載能力，在機(jī)器人大臂、機(jī)座等重負(fù)載部位擁有優(yōu)勢(shì)。RV減速器因重量重、外形尺寸較大，無(wú)法向輕負(fù)載領(lǐng)域發(fā)展。此外，RV減速器零部件數(shù)量多、制造和裝配難度大，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。5.2.3海外企業(yè)壟斷，市場(chǎng)空間復(fù)合增速達(dá)19%諧波減速器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，市場(chǎng)空間增速快。諧波減速機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，市場(chǎng)空間廣闊，目前以各種機(jī)器人為主，除機(jī)器人外，諧波減速機(jī)還廣泛運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床、光伏設(shè)備、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體設(shè)備、航空航天等其他領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球機(jī)器人下游諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模為23億元，預(yù)計(jì)2022年達(dá)到29億元，2025年接近49億元，2022-2025年市場(chǎng)空間CAGR為19.1%左右。全球龍頭為日本哈默納科，全球市占率超80%。諧波減速器最初用于美國(guó)航天運(yùn)動(dòng)控制，谷川齒輪將其引入日本并量產(chǎn)，于1970年成立哈默納科。產(chǎn)品包括精密減速機(jī)（諧波減速器、減速器組件和行星減速器）和機(jī)電一體化產(chǎn)品（執(zhí)行器、控制器）。哈默納科技術(shù)迭代、產(chǎn)品矩陣豐富、海外版圖擴(kuò)張，壟斷了全球諧波減速機(jī)市場(chǎng)份額。據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心數(shù)據(jù)，2020年哈默納科全球市占率超82%。5.2.4國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商受益增量需求，持續(xù)進(jìn)口替代特斯拉機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)需要更輕量、小型、集成化的傳動(dòng)裝置，全身14個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中各使用1個(gè)諧波減速器。按單個(gè)諧波減速器1300元計(jì)算，當(dāng)特斯拉機(jī)器人實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)產(chǎn)量時(shí)，諧波減速器新增市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到182億元。國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商受益于技術(shù)進(jìn)步，加大減速器投資，部分廠(chǎng)商有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。5.3線(xiàn)性執(zhí)行器核心部件：行星滾柱絲杠5.3.1行星滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化行星滾柱絲杠可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化，具有承載力強(qiáng)、體積小和高精度等特點(diǎn)。特斯拉機(jī)器人線(xiàn)性執(zhí)行器采用電機(jī)、行星滾珠絲杠、力矩傳感器和位置傳感器方案。行星滾柱絲桿主要由絲桿、螺母和滾柱組成，在主螺紋絲杠的周?chē)行鞘降夭贾昧?-12個(gè)螺紋滾柱，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為絲杠或螺母的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)把傳統(tǒng)滾珠絲杠式的點(diǎn)接觸變換成了精度與承載力更高的線(xiàn)/面接觸，能夠在極端環(huán)境下承受重載上千個(gè)小時(shí)，具有較強(qiáng)承載力。行星滾柱絲杠可替換滾珠絲杠和傳動(dòng)液壓傳動(dòng)方式。1）替代滾珠絲杠：不需要滾珠返回器，可規(guī)避噪音。且行星滾柱絲杠擁有更多嚙合點(diǎn)，在惡劣工況具備更優(yōu)剛度和承載能力。2）替代液壓傳動(dòng)：采用行星滾柱絲杠，總體積縮減，規(guī)避漏油問(wèn)題，拆裝維修簡(jiǎn)單?？捎行?shí)現(xiàn)電控化、易替換。5.3.2行星滾柱絲杠精確、穩(wěn)定與高效操控優(yōu)勢(shì)明顯行星滾柱絲杠優(yōu)勢(shì)明顯，利于Optimus進(jìn)入工廠(chǎng)精確、穩(wěn)定與高效的操作。1）精度保持性好：相比較旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，直線(xiàn)關(guān)節(jié)中的行星滾柱絲杠通過(guò)預(yù)壓螺母的形式，易實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)零背隙，而旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的減速器則需通過(guò)繁瑣工藝去保證；2）剛度強(qiáng)：相較于諧波減速器的柔輪，行星滾柱絲杠由于線(xiàn)/面接觸，剛度保持性好，更加利于上肢精巧平穩(wěn)操作；在相同絲杠直徑下承載能力提高6倍，相同負(fù)載下比滾珠絲杠節(jié)省1/3空間、壽命提高14倍、工作環(huán)境溫度范圍提高2倍，提升了剛度和抗沖擊能力。3）旋轉(zhuǎn)速度大和加速度大：能夠提供更高旋轉(zhuǎn)速度和加速度，轉(zhuǎn)速可達(dá)16000r/min，直線(xiàn)速度2m/s，加速度3g。4）耐沖擊能力強(qiáng)：行星絲杠的耐沖擊性好于滾珠絲桿，遠(yuǎn)好于諧波傳動(dòng)，原因?yàn)橹C波每次的受力齒數(shù)較少，柔輪壁厚薄，容易斷齒與筒裂。而行星絲杠受力均勻，壽命長(zhǎng)；5）能量效率高：腿部由于行星滾柱絲杠的自鎖特性，站立作業(yè)時(shí)腿部電機(jī)無(wú)需出力，能量效率高，續(xù)航長(zhǎng)；5.3.3外資廠(chǎng)商主導(dǎo)，機(jī)器人帶來(lái)增量空間外資廠(chǎng)商主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商稀缺。截止2022年，全球主要的滾珠絲桿廠(chǎng)商有NSK、THK、SKF等，CR5市占率達(dá)到約46%。國(guó)內(nèi)行星滾柱絲杠生產(chǎn)商稀缺，僅有少量具備小批量研發(fā)制造能力的企業(yè)。特斯拉首次把行星滾珠絲桿用在人形機(jī)器人端，行業(yè)有望迎來(lái)新的成長(zhǎng)機(jī)遇。行星滾柱絲杠應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，未來(lái)十年復(fù)合增速預(yù)計(jì)5.8%。行星滾柱絲杠可用于機(jī)床設(shè)備、醫(yī)療器械、智能汽車(chē)等多領(lǐng)域，應(yīng)用范圍廣泛。根據(jù)Persistencemarketresearch預(yù)計(jì)，2023年全球行星滾柱絲杠市場(chǎng)空間約為3.0億美元，預(yù)計(jì)2033年全球行星滾柱絲杠市場(chǎng)空間達(dá)5.3億美元，未來(lái)十年復(fù)合增速為5.8%，同時(shí)人形機(jī)器人的成長(zhǎng)可能帶來(lái)更大成長(zhǎng)空間。5.3.4首次用于人形機(jī)器人端，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商受益特斯拉首次把行星滾珠絲桿用在人形機(jī)器人端，國(guó)內(nèi)行星滾柱絲桿目前還處于早期階段，生產(chǎn)難度較大，隨國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)持續(xù)送樣，外資主導(dǎo)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局有望快速打破，行業(yè)有望迎來(lái)新的成長(zhǎng)機(jī)遇。6重點(diǎn)關(guān)注擁有核心部件制造、進(jìn)口替代能力企業(yè)6.1拓普集團(tuán)：平臺(tái)型tier0.5供應(yīng)商，機(jī)器人執(zhí)行器項(xiàng)目進(jìn)展順利平臺(tái)化集成化發(fā)展，產(chǎn)品線(xiàn)相互賦能。公司定位tier0.5供應(yīng)商，具備同步研發(fā)、機(jī)電軟件一體化整合、模塊化及全球供貨能力。公司同時(shí)保持平臺(tái)化發(fā)展，九大產(chǎn)品線(xiàn)相互賦能，護(hù)城河穩(wěn)固。設(shè)立機(jī)器人事業(yè)部，中長(zhǎng)期確定性強(qiáng)。公司拓展能力邊界，進(jìn)軍機(jī)器人執(zhí)行器業(yè)務(wù)。機(jī)器人業(yè)務(wù)尚處藍(lán)海，公司布局運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器，是機(jī)器人的核心部件之一，樣品已獲得客戶(hù)的認(rèn)可，后續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?。未?lái)隨新產(chǎn)品業(yè)績(jī)釋放，公司中長(zhǎng)期發(fā)展確定性強(qiáng)。我們假設(shè)公司運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)品分別做悲觀/中性/樂(lè)觀假設(shè)，單個(gè)價(jià)值量分別為2/3/4萬(wàn)元，機(jī)器人年出貨量分別做悲觀/中性/樂(lè)觀假設(shè)為10萬(wàn)/50萬(wàn)/100萬(wàn)臺(tái)。營(yíng)收和凈利潤(rùn)保持快速增長(zhǎng)，受益機(jī)器人事業(yè)部有望更上一層樓。公司20-22年?duì)I收快速增長(zhǎng)，從20年的65.11億增長(zhǎng)至22年的159.93億元，CAGR達(dá)56.73%。歸母凈利潤(rùn)從20年的6.28億元增長(zhǎng)至22年的17億元，CAGR達(dá)64.53%。公司2023年上半年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收91.60億元，同比增長(zhǎng)34.83%；歸母凈利潤(rùn)10.94億元，同比增長(zhǎng)54.57%；扣非凈利潤(rùn)10.27億元，同比增長(zhǎng)49.99%。隨公司成立機(jī)器人事業(yè)部，業(yè)績(jī)有望受益增長(zhǎng)。6.2三花智控：熱管理龍頭研發(fā)能力強(qiáng)，聚焦機(jī)器人執(zhí)行電機(jī)汽車(chē)和儲(chǔ)能雙輪驅(qū)動(dòng)，熱管理龍頭自主研發(fā)能力強(qiáng)。公司自主研究能力強(qiáng)，閥門(mén)類(lèi)產(chǎn)品具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)，是國(guó)內(nèi)最早自主研發(fā)出車(chē)用電子膨脹閥的企業(yè)，同時(shí)產(chǎn)品序列豐富，覆蓋除壓縮機(jī)外所有熱管理部件，未來(lái)有望持續(xù)受益于新能源汽車(chē)滲透率提升。公司同時(shí)開(kāi)辟儲(chǔ)能賽道，閥、泵、換熱器等技術(shù)與汽車(chē)同源，有望直接復(fù)制汽車(chē)端成功經(jīng)驗(yàn)。聚焦機(jī)器人電機(jī)執(zhí)行器，打開(kāi)遠(yuǎn)期成長(zhǎng)空間。公司攜手綠的諧波布局機(jī)器人機(jī)電執(zhí)行器業(yè)務(wù)。綠的諧波是國(guó)內(nèi)諧波減速器龍頭，深耕諧波傳動(dòng)領(lǐng)域近20年。公司通過(guò)與綠的諧波合作，提高執(zhí)行器技術(shù)壁壘，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，遠(yuǎn)期成長(zhǎng)空間大。我們假設(shè)公司運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)品分別做悲觀/中性/樂(lè)觀假設(shè)，單個(gè)價(jià)值量分別為2/3/5.7萬(wàn)元，機(jī)器人年出貨量分別做悲觀/中性/樂(lè)觀假設(shè)為/10萬(wàn)/50萬(wàn)/100萬(wàn)臺(tái)。公司營(yíng)收近兩年快速增長(zhǎng)，接近翻番。公司營(yíng)收從20年的121.10億元增長(zhǎng)到22年的213.48億元，CAGR達(dá)32.77%。歸母凈利潤(rùn)從20年的14.62億元增長(zhǎng)至22年的25.73億元，CAGR達(dá)32.66%。23H1實(shí)現(xiàn)營(yíng)收125.29億元，同比增長(zhǎng)23.32%；歸母凈利潤(rùn)13.95億元，同比增長(zhǎng)39.03%。公司業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)動(dòng)能強(qiáng)勁，有望隨機(jī)器人業(yè)務(wù)更上一層樓。6.3雙環(huán)傳動(dòng)：減速器業(yè)務(wù)發(fā)力，享受機(jī)器人時(shí)代紅利機(jī)械傳動(dòng)齒輪龍頭，轉(zhuǎn)型精密減速器實(shí)力強(qiáng)勁。公司深耕機(jī)械傳動(dòng)齒輪領(lǐng)域四十余年，借助高精度齒輪優(yōu)勢(shì)，發(fā)展RV減速器業(yè)務(wù)，具有精度高、噪音小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)公司具備高精度小偏心曲軸雙頂磨削技術(shù)、強(qiáng)力高效擺線(xiàn)磨齒技術(shù)等精加工及配套技術(shù)，已成為國(guó)產(chǎn)RV減速器龍頭。2018年公司開(kāi)始研制諧波減速器，現(xiàn)已形成多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品的批量供貨，產(chǎn)品性能獲客戶(hù)認(rèn)可。精密減速器業(yè)務(wù)放量，迎接時(shí)代紅利。公司機(jī)器人精密減速器業(yè)務(wù)快速放量，銷(xiāo)量同比大幅增長(zhǎng)。機(jī)器人業(yè)務(wù)邁入發(fā)展快車(chē)道，公司產(chǎn)品已基本覆蓋國(guó)內(nèi)主流機(jī)器人客戶(hù)，得益