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文檔簡介
智能焊接機器人行業(yè)深度報告:智能焊接大勢所趨,看好具備先發(fā)優(yōu)勢的國產(chǎn)廠商2023年12月9日1核心觀點?
我國焊工短缺困境突出,機器替人大勢所趨我國年均3億噸鋼材需要焊接加工,2022年全球占比50%以上,焊接需求大。當(dāng)前我國焊接仍以人工為主,但在多重因素推動下,機器替人大勢所趨:①新一代焊工供應(yīng)量不足:人口紅利減弱,年輕人就業(yè)意愿不足,2022年人社部統(tǒng)計報告顯示焊工為最短缺的十大行業(yè)之一;②用人成本高企:2021年東部地區(qū)焊工平均年薪9-11萬元,遠高于制造業(yè)平均年薪7.2萬元,高級焊工年薪高達20萬元;③人工焊接質(zhì)量亟待提升:人工焊接質(zhì)量參差不齊,無法滿足日益提升的焊接要求。焊接機器人焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊縫美觀,一臺可替代2-3名人工,經(jīng)濟性優(yōu)異。?
智能焊接滲透率提升,鋼結(jié)構(gòu)和船舶行業(yè)有望帶來大量需求增量焊接機器人大幅提高焊接自動化水平和柔性化程度,市場需求日益旺盛,2016-2021年銷量CAGR17%。分下游看,當(dāng)前標準化程度較高的汽車工業(yè)為最大下游,2022年銷量占比達37%。汽車行業(yè)雖是焊接機器人最大下游,但行業(yè)需求已經(jīng)較為固定且機器人滲透率已相對較高。我們認為未來機會在于非標化的鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè),原因在于免示教智能焊接機器人的出現(xiàn)有望解決行業(yè)非標化焊接難題,行業(yè)成長空間被打開。智能焊接滲透率提升邏輯下,我們預(yù)計2035年我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接機器人需求量達到50萬臺,對應(yīng)市場空間504億元。?
智能焊接核心壁壘在于焊接模型與3D視覺,看好具備先發(fā)優(yōu)勢的國產(chǎn)廠商不同于搬運和碼垛等其他機器人,其應(yīng)用場景標準化程度高,動作路徑固定,而焊接機器人的焊接對象非標化程度高,無法用同一個動作完成大量非標件焊接。小批量、非標件的焊接需要機器人搭載具備識別和自主規(guī)劃焊接路徑的焊接系統(tǒng),目前焊接系統(tǒng)的突破難點在于焊接模型和3D視覺。①焊接模型:以CAD(計算機圖形軟件)、CAM(計算機輔助制造軟件)、NC(數(shù)控軟件)等工業(yè)軟件算法為核心,大量數(shù)據(jù)積累為基石,發(fā)展難點在于跨學(xué)科技術(shù)+數(shù)據(jù)積累,技術(shù)壁壘較高,國內(nèi)90%的工業(yè)軟件由海外企業(yè)壟斷。②3D視覺:以識別算法為核心,但國內(nèi)3D工業(yè)視覺市場處于早期發(fā)展階段,產(chǎn)業(yè)鏈尚不成熟,國內(nèi)企業(yè)多為初創(chuàng)企業(yè),算法迭代仍需大量數(shù)據(jù)反哺。隨著柏楚電子、中集飛秒等企業(yè)逐步突破模型及視覺難點,推出免示教智能焊接解決方案,國產(chǎn)廠商有望推動鋼結(jié)構(gòu)、船舶等行業(yè)向智能化焊接邁進。?
投資建議:鴻路鋼構(gòu)大規(guī)模招標已經(jīng)印證免示教焊接機器人產(chǎn)品成熟,行業(yè)進入1-10放量階段,相關(guān)企業(yè)將充分受益。推薦掌握智能焊接系統(tǒng)底層技術(shù)的【柏楚電子】、焊接機器人領(lǐng)域隱形冠軍【埃斯頓】,建議關(guān)注即將突破萬臺關(guān)口的【埃夫特】以及與CLOOS深度合作的【中集飛秒】(未上市)。?
風(fēng)險提示:智能焊接機器人推廣不及預(yù)期、智能焊接機器人模型及視覺突破不及預(yù)期、市場競爭加劇風(fēng)險2目錄一、我國焊工短缺困境突出,機器替人大勢所趨二、焊接機器人市場:鋼結(jié)構(gòu)和船舶行業(yè)有望帶來大量需求增量三、智能焊接機器人發(fā)展關(guān)鍵在于焊接系統(tǒng)與3D視覺四、行業(yè)競爭格局和重點公司研究推薦五、投資建議與風(fēng)險提示31.1我國粗鋼產(chǎn)量世界首位,焊接加工需求大?
用鋼量為衡量焊接水平的重要指標,2022年我國粗鋼產(chǎn)量占全球57%,焊接需求大。據(jù)世界鋼鐵協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2022年中國粗鋼產(chǎn)量達10.5億噸,占世界總產(chǎn)量56.5%;“十三五”規(guī)劃期間,中國年均3億噸鋼材用于焊接加工,占全球焊接加工總量的50%以上。鋼鐵和焊接加工產(chǎn)量位居全球領(lǐng)先地位。?
焊接大致可分為熔焊、壓焊、釬焊三類,細分來看點焊和弧焊為較多應(yīng)用工藝。點焊是壓焊的一種,主要用于厚度4mm以下的薄板構(gòu)件沖壓件焊接,特別適合汽車車身及車廂、飛機機身的焊接,主要用于大批量生產(chǎn)金屬件;弧焊是熔焊的一種,適用于焊接復(fù)雜形狀的工件,包括曲面焊接等。圖:2022年我國粗鋼產(chǎn)量為10.5億噸,占世界總產(chǎn)量的54%圖:焊接大致分為熔焊、壓焊、釬焊三類粗鋼產(chǎn)量(萬噸)同比增速(%)12000010000080000600004000020000014.00%12.00%10.00%8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%-2.00%-4.00%2011
2012
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2022數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所41.2
焊工短缺困境突出,機器替人大勢所趨?
我國焊工短缺,機器替人成為主要趨勢。根據(jù)人社部發(fā)布的《2022年全國招聘求職100個短缺行業(yè)》報告,焊工排在第十位,且需求量以每年3%的增速增長;并且預(yù)計到2024年,高級焊工短缺可能會達到40萬人左右。而我們認為機器替人為主要趨勢的邏輯為:?
1)新一代焊工供應(yīng)量不足:我國人口紅利逐漸減弱,上一代具有豐富焊接經(jīng)驗的成熟焊工即將退休,而新一代年輕人不愿意從事焊工職業(yè),主要系焊接等生產(chǎn)制造業(yè)工作時間長、內(nèi)容枯燥乏味、工作環(huán)境臟亂差,年輕人就業(yè)意愿不足;圖:人社部統(tǒng)計報告中焊工為最短缺的十大行業(yè)圖:預(yù)計2024年我國焊工需求缺口為349萬人排序
職業(yè)名稱職業(yè)定義焊工實際人數(shù)(萬人,左)制造業(yè)焊工需求(萬人,左)12營銷員
從事市場調(diào)查、商品與服務(wù)推銷工作的人員1800焊工需求缺口(萬人,右)349400300200100016001400120010008006004002000車工操作車床,進行工件旋轉(zhuǎn)表面切削加工的人員在餐飲場所中,安排顧客座位,點配菜點,進行宴會設(shè)計、裝飾、布置等就餐服務(wù)的人員34餐廳服務(wù)員-100-200-300-400-500-600從事快件攬收、派送和客戶信息收集、關(guān)系維護及業(yè)務(wù)推廣工作的人員快遞員··················2010201220142016201820202022E2024E10焊工使用焊機或焊接設(shè)備,焊接金屬工件的人員數(shù)據(jù):人社部,東吳證券研究所數(shù)據(jù)
:國家統(tǒng)計局,中國焊接協(xié)會,Wind,東吳證券研究所51.2
焊工短缺困境突出,機器替人大勢所趨?
2)用人成本高企:由于工作環(huán)境惡劣&招工難,焊工工資高于其他行業(yè),根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),2021年我國東部地區(qū)制造業(yè)員工平均年工資約7.2萬元,而北京、上海等熱門地區(qū)焊工平均年薪資為9-11萬元不等,遠高于生產(chǎn)制造業(yè)平均工資,高級焊工年薪資甚至達到20萬元以上,企業(yè)財務(wù)負擔(dān)大,而焊接機器人成本逐漸降低;?
3)焊接質(zhì)量&效率提升需求:市場上專業(yè)焊工少,焊接質(zhì)量參差不齊,焊接一致性差,焊縫不美觀;建筑、橋梁、船舶工程等行業(yè)產(chǎn)生焊接訂單大多處于炎熱夏季,工期短,人工大多每天工作6-6.5小時,焊接效率較低,機器人可以24小時不間斷工作,大幅提高焊接效率。圖:焊工平均工資高于制造業(yè)工人平均工資2021年熱門地區(qū)焊工年平均工資(萬元)2021年東部地區(qū)制造業(yè)員工年平均工資(萬元)1210810.710.510.210.010.09.69.89.36420北京上海天津重慶江蘇浙江廣東福建數(shù)據(jù):國家統(tǒng)計局,焊工團公眾號,東吳證券研究所61.3
焊接機器人經(jīng)濟性優(yōu)良,1年內(nèi)即可回本?
焊接機器人具備優(yōu)良經(jīng)濟性,可節(jié)約大量人工成本。我們以一條萬噸鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線為例,測算焊接機器人的經(jīng)濟性。按照一個焊接機器人可替代2-3名焊工,保守按照一臺機器人替代2.5個焊工計算,一條萬噸鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線熟焊工一年焊接400噸鋼鐵計算,一條萬噸生產(chǎn)線焊接需要25個焊工,若使用機器替人,則僅需10臺機器人。焊工平均工資約10萬元/年,而焊接機器人價格為28萬元/臺,按照焊接機器人使用年限2年計算,一條萬噸鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線使用智能焊接機器人替代人工每年可節(jié)約110萬元成本,具有優(yōu)良經(jīng)濟性。表:焊接機器人經(jīng)濟性優(yōu)異項目焊工25名智能焊接機器人10臺一條萬噸鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線單位成本10萬元/人/年25*10=250萬元/28萬元/臺10*28=280萬元2總成本設(shè)備使用年限平均年成本成本差額250萬元140萬元250-140=110萬元/年數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所整理7目錄一、我國焊工短缺困境突出,機器替人大勢所趨二、焊接機器人市場:鋼結(jié)構(gòu)和船舶行業(yè)有望帶來大量需求增量三、智能焊接機器人發(fā)展關(guān)鍵在于焊接系統(tǒng)與3D視覺四、行業(yè)競爭格局和重點公司研究推薦五、投資建議與風(fēng)險提示82.1.焊接機器人結(jié)構(gòu)拆分?
焊接機器人主要由機器人本體、焊接設(shè)備以及焊接系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。機器人本體大多為六軸工業(yè)機器人或協(xié)作機器人。焊接設(shè)備部分,以點焊為例,由焊接電源、焊槍、傳感器、修磨器等部分組成。以松下示教焊接機器人為例,組成部分包括機器人控制柜、示教器、本體、焊槍(執(zhí)行機構(gòu))、送絲裝置(填充焊料,把焊料送到焊槍前段)、全數(shù)字焊機(提供熱源,將電能轉(zhuǎn)換為熱能)、輔助裝置等。圖:松下焊接機器人結(jié)構(gòu)示意圖數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所整理92.2
制造業(yè)智能化升級驅(qū)動下,市場需求快速增長?
焊接機器人市場需求不斷提升,2016-2021年銷量復(fù)合增速17%。焊接機器人已成為制造業(yè)發(fā)展熱點,由于能大幅提高焊接自動化水平和柔性化程度,市場需求日益旺盛。2016-2021年我國焊接機器人市場銷量從2.84萬臺增長至4.85萬臺,年復(fù)合增速為17%。2022年由于市場需求下行,銷量有所下滑;2023年市場回暖,預(yù)計銷量將回升至5.1萬臺。分種類來看,弧焊是焊接機器人最大類型,
2016-2022年銷量從1.41萬臺增長至3.08萬臺,總銷量占比超過50%,主要系弧焊下游為一般工業(yè),市場需求大
。圖:2016-2023年我國各類焊接機器人銷量及預(yù)測(單位:萬臺)圖:2023年我國不同類型焊接機器人銷量占比預(yù)測(%)其他焊接激光焊點焊弧焊其他焊接7%76543210激光焊5%1.541.273.211.343.151.291.761.432.45點焊26%2.024.161.071.41弧焊62%3.082.312.012016
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2023E數(shù)據(jù):高工機器人,東吳證券研究所數(shù)據(jù):高工機器人,東吳證券研究所102.3
國產(chǎn)廠商集中于弧焊領(lǐng)域,標準化的汽車行業(yè)為最大下游?
點焊和弧焊為傳統(tǒng)焊接方式,激光焊接和攪拌摩擦焊為未來發(fā)展趨勢。①點焊:主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域,環(huán)節(jié)主要為汽車底板、側(cè)圍、頂蓋等整車外殼拼裝焊接;②弧焊:下游更偏向于一般工業(yè),如3C電子制造、金屬制品制造等。③激光焊接:利用高能量密度的激光束作為熱源的一種新型焊接方法,優(yōu)點在于焊接工件無變形、焊接效率高、焊后無需清理等,是目前最先進的汽車車身焊接技術(shù),但缺點在于只能焊薄板。④攪拌摩擦焊:利用摩擦熱作為焊接熱源的一種固相焊接方法(金屬間通過表面接觸,不需要熔化過程,直接進行連接),適用于鋁合金等熔點較低的金屬加工,廣泛應(yīng)用于飛機制造業(yè)。隨著汽車、飛機、船舶逐漸向輕量化的方向發(fā)展,鋁合金焊接發(fā)展前景廣闊。?
國產(chǎn)廠商主要集中于弧焊領(lǐng)域,主要系①弧焊設(shè)備小,搭配中小型機器人,壁壘較低,而點焊需搭配重載六軸機器人,壁壘較高,國產(chǎn)廠商布局較少;②汽車工業(yè)與外資機器人黏性較強,而一般工業(yè)更追求性價比,國產(chǎn)廠商具備性價比優(yōu)勢。圖:機器人焊接技術(shù)類型、特點及主要應(yīng)用焊接類型焊接技術(shù)圖示特點主要應(yīng)用多應(yīng)用于汽車生產(chǎn)廠焊裝車間流水線,完成汽車地板、側(cè)圍、頂蓋等整車外殼的拼裝焊接過程以及板材、鋼材或鋁材的點焊加工通過機器人末端的焊鉗來實現(xiàn),一般搭配重型六關(guān)節(jié)機器人,多以160-210kg級別機器人為主,外資仍占據(jù)主導(dǎo)點焊傳統(tǒng)焊接汽摩制造、3C電子制造、金屬制品制造、建筑、橋梁、船舶、航空航天等領(lǐng)域,還可以應(yīng)用于家電制造、健身器材等通用工業(yè)弧焊設(shè)備較小且輕,一般配搭輕量型六關(guān)節(jié)機器人,多以6-20Kg級別機器人為主,國產(chǎn)企業(yè)主要聚焦在弧焊領(lǐng)域弧焊以半導(dǎo)體激光器作為焊接熱源,對焊縫跟蹤精度要求更高。具有能
廣泛應(yīng)用于汽車(包括新能源汽車電池單元或電池量密度高、焊接速度快、焊接應(yīng)力和變形小、柔性好等優(yōu)勢
組)、航空航天和醫(yī)療等各個行業(yè)的高精度應(yīng)用激光焊接新型焊接適用于熔點較低的金屬,作為鋁、鎂等合金的推薦焊接方法。在焊接過程中無煙塵、無弧光,不需要保護氣體和焊絲的焊接技術(shù),適用于熔點較低的金屬,作為鋁、鎂等合金的推薦焊接方法。在焊接過程中無煙塵、無弧光,不需要保護氣體和焊絲的焊接技術(shù),可以利用人工智能技術(shù)進行自我診斷、自我糾錯等,以提高焊接效率和精度,在成本等方面突顯優(yōu)越性,發(fā)展前景將會更加廣闊應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋汽車制造(包括新能源汽車電池托盤、電機殼體、控制器殼體)、航空工業(yè)、電子工業(yè)以及軌道交通等攪拌摩擦焊11數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所整理2.3
國產(chǎn)廠商集中于弧焊領(lǐng)域,標準化的汽車行業(yè)為最大下游?
標準化、大批量的汽車行業(yè)是焊接機器人最大下游應(yīng)用市場,銷量占比37%。焊接機器人下游主要應(yīng)用包括汽車工業(yè)、3C電子制造,金屬制品、工程機械、鋼結(jié)構(gòu)、其他一般工業(yè)等。由于當(dāng)前市場上大多焊接機器人智能化程度較低,無法解決標準化程度低、小批量工件的焊接問題,因此大部分焊接機器人應(yīng)用集中在自動化和標準化程度較高的汽車工業(yè)領(lǐng)域。從銷量口徑看,2022年應(yīng)用于汽車整車及零部件的焊接機器人占比37%,是焊接機器人最大下游。?
鋼結(jié)構(gòu)、船舶等行業(yè)尚未實現(xiàn)智能化改造,焊接工件呈現(xiàn)定制化、小批量特點,焊接需求大但機器人滲透率較低。2022年應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)、船舶行業(yè)的焊接機器人銷量占比僅為7%、4%。圖:焊接機器人下游主要應(yīng)用圖:2022年焊接機器人分下游銷量占比其他一般工業(yè),20%汽車整車及零部件,37%兩三輪車,3%船舶,
4%汽車工業(yè)3C電子制造金屬制品鋼結(jié)構(gòu),
7%工程機械,8%3C電子制造,10%金屬制品,工程機械鋼結(jié)構(gòu)其他一般工業(yè)10%數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所122.4鋼結(jié)構(gòu)與船舶行業(yè)開啟智能化升級,有望催生大量需求?
鋼結(jié)構(gòu)、船舶等行業(yè)焊接市場廣闊,有望催生大量焊接機器人需求。汽車行業(yè)雖是焊接機器人最大下游,但行業(yè)需求已經(jīng)較為固定且機器人滲透率相對較高。我們預(yù)計焊接機器人未來發(fā)展機會主要在于鋼結(jié)構(gòu)、船舶等行業(yè),主要系上述行業(yè)智能化升級需求緊迫,同時機器人滲透率較低。以2022年我國1億噸鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量、焊接機器人10%的滲透率為基礎(chǔ)測算,2022年鋼結(jié)構(gòu)焊接機器人需求量達到24萬臺,是當(dāng)前焊接機器人市場出貨量的5倍,隨著鋼結(jié)構(gòu)、船舶等行業(yè)逐步實現(xiàn)智能化升級,上述行業(yè)有望成為焊接機器人未來最大發(fā)展機會。圖:鋼結(jié)構(gòu)與船舶行業(yè)有望產(chǎn)生大量焊接機器人需求應(yīng)用領(lǐng)域市場規(guī)模特點發(fā)展機會1、行業(yè)集中度較低,中小企業(yè)占據(jù)主要份額;2022年,全國鋼結(jié)構(gòu)加工量達到超
2、多以非標設(shè)計和小批量生產(chǎn);過1億噸,其中60%需要焊接,預(yù)
3、對焊接機器人的靈活性、厚板焊接能力、智計2025年將增長到1.4億噸,復(fù)合
能識別焊縫的能力要求高,實現(xiàn)自動化生產(chǎn)難度每100噸鋼鐵需要4臺氣保焊焊接設(shè)備,則需要(10000萬*0.6/100)*4=240萬臺焊接電源,假設(shè)10%用機器人焊接,則需要24萬臺焊接機器人鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)增長率超過10%較高;4、既有的示教機器人無法滿足終端需求2023年1-6月,全國造船完工量2113萬
載重噸,同比增長14.2%;新接訂單量3767萬載重噸,同比增長67.7%;全國手持訂單量12377萬載重噸,同比增長20.5%1、對焊接工人的依賴程度還較高,自動化程度較
船舶行業(yè)根據(jù)生產(chǎn)船舶的類型和大小對焊工人數(shù)有低;不同的要求,按一臺焊接機器人可替代4名焊工,根據(jù)中國船級社(CCS)持證焊工數(shù)量計算,船舶行業(yè)對焊接機器人的需求將超過3.5萬臺船舶行業(yè)電動兩三輪車鋰電池行業(yè)2、對焊接設(shè)備及焊接工藝都需要很高的要求;3、焊接成本約占船體建造總成本超過30%自動化技術(shù)改造需求較大,車架焊接領(lǐng)域進入壁壘2022年產(chǎn)量合計超過5000萬輛以
1、生產(chǎn)、工作環(huán)境較為惡劣;
2、對人工的依賴
相對較低。以每萬臺產(chǎn)能配置2-3臺焊接機器人測上,全球八成以上產(chǎn)量在中國程度還較高,自動化程度較低算,電動兩三輪車行業(yè)對焊接機器人的需求空間將達到1.5-2萬臺目前,中國激光焊接設(shè)備市場規(guī)模
1、焊接質(zhì)量較高、變形小,以非標、定制化為超過百億元級別。2022年中國動力
主;鋰電池出貨量為294.7GWh,儲能
2、需要企業(yè)同時具備激光技術(shù)和機器人自動化等現(xiàn)階段,激光焊接設(shè)備主要集中在產(chǎn)能需求旺盛、生產(chǎn)擴張明顯的新能源汽車動力電池及儲能領(lǐng)域。激光焊接由于其工藝難度較大,滲透率還不高鋰電池出貨量為130GWh核心技術(shù),具有較高的技術(shù)門檻。13數(shù)據(jù):高工機器人,東吳證券研究所2.4.1
鋼結(jié)構(gòu):建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級方向,助力智能建造?
鋼結(jié)構(gòu)是建筑行業(yè)的“預(yù)制件”,具備工廠化制作&環(huán)保屬性。相比傳統(tǒng)的混凝土建筑,鋼結(jié)構(gòu)建筑用鋼板或型鋼替代鋼筋混凝土,強度更高,抗震性更好。并且由于構(gòu)件可以工廠化制作,現(xiàn)場裝配,可以大幅提升建筑行業(yè)的工業(yè)化和智能化水平,減少工期。由于鋼材的可重復(fù)利用,有助于減少建筑垃圾,更加綠色環(huán)保,因而被世界各國廣泛采用,應(yīng)用在工業(yè)建筑和民用建筑中。?
鋼結(jié)構(gòu)焊接多存在于勞動密集型行業(yè),裝配式建筑、非標小件等焊接智能化程度快速提升。鋼結(jié)構(gòu)可以替代以往的混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各類建筑中,例如裝配式建筑、隧道、電力鐵塔、橋梁以及路燈、扶梯、機床底座等非標小件。從智能部分占比來看,目前裝配式建筑及非標小件智能化程度最高,能達到20%-30%,隧道鋼、電力鐵塔、橋梁等應(yīng)用場景的鋼結(jié)構(gòu)智能化程度較低,仍有較大提升空間。圖:裝配式建筑和非標小件焊接智能化程度較高智能化程度下游應(yīng)用焊接結(jié)構(gòu)覆蓋客戶住宅、裝配式、高層建筑空間結(jié)構(gòu)、輕鋼別墅、門式框架結(jié)構(gòu)建筑、公共
主要覆蓋鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)、國央企建設(shè)單位等30%建筑等智能焊接、切割、智能組焊等,主要布局鐵路隧道建設(shè)、城市地下建設(shè)隧道鋼、地鐵鋼拱架
8%-10%中鐵系統(tǒng)、城建系統(tǒng)電力鐵塔管塔10%-12%12%主要涉及應(yīng)用與坡口、大件、寬屏、焊縫等級等技術(shù)壁壘國家電網(wǎng)、電力設(shè)備、重鋼、船工等路燈、扶梯、新能源、機床底座等橋梁3%-5%20%-24%非標小件小批量多品種,多為角焊縫類結(jié)構(gòu)形式數(shù)據(jù):東吳證券研究所整理142.4.1
鋼結(jié)構(gòu):建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級方向,助力智能建造?
鋼結(jié)構(gòu)非標屬性突出,大規(guī)模擴張難度大,我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于初期階段。不同于鋼材、零部件等標準化加工制造業(yè)務(wù),鋼結(jié)構(gòu)加工需根據(jù)具體項目需求進行定制化制造。鋼結(jié)構(gòu)加工流程為設(shè)計院提供圖紙→備料與編制工藝流程→加工制作(包括切割、制孔、組裝、焊接等),每一個環(huán)節(jié)都需根據(jù)具體項目進行定制化設(shè)計與加工,這種非標制造使得其大規(guī)模擴張對管理要求非常高,很少形成大型鋼構(gòu)企業(yè),行業(yè)集中度低,2022年我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)CR5僅7%,同期美國CR5超50%。在行業(yè)標準化程度低、競爭激烈等因素制約下,我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于前期階段。圖:我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)面臨多個痛點,大規(guī)模擴張難度大15數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所2.4.1
鋼結(jié)構(gòu):建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級方向,助力智能建造?
我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量占比僅10%,產(chǎn)業(yè)前景明朗。鋼結(jié)構(gòu)占比是衡量一個國家建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)化和智能化的重要標準。同發(fā)達國家鋼結(jié)構(gòu)市場對比,2022年我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量在粗鋼產(chǎn)量中僅占比10%,遠低于同期美國40%、日本約70%水平。廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)對推行智能制造起到巨大作用,鋼結(jié)構(gòu)是未來建筑行業(yè)確定性趨勢,產(chǎn)業(yè)前景廣闊。圖:2022年我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量在粗鋼產(chǎn)量中占比10%圖:2022年我國鋼結(jié)構(gòu)占比低于其他發(fā)達國家鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量(萬噸)粗鋼產(chǎn)量(萬噸)鋼結(jié)構(gòu)占比12%1210880%71%10%10%8%6%4%2%0%70%60%50%40%30%20%10%0%9%8%8%7%7%7%40%6410%20中國美國日本2016201720182019202020212022數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所數(shù)據(jù):高工機器人大會,東吳證券研究所162.4.1鋼結(jié)構(gòu):政策大力扶持,行業(yè)需求持續(xù)擴容?
政策大力扶持下,鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)需求持續(xù)擴容。為推動裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展,我國政府自2017年開始陸續(xù)出臺各項政策助力裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑滲透率提升。2022年1月,住建部制定《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,明確要求“十四五期間”裝配式建筑占新建建筑的比例要達到30%以上,到2025年底全國鋼結(jié)構(gòu)用量達到1.4億噸左右,占全國粗鋼產(chǎn)量比例15%以上;到2035年鋼結(jié)構(gòu)用量達到每年2億噸以上,占粗鋼產(chǎn)量25%以上,基本實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)制造智能化。圖:裝配式建筑、鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)支持政策整理時間發(fā)布單位
文件名具體內(nèi)容2017年1月
國務(wù)院
《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》2020年城鎮(zhèn)綠色建筑面積占新建建筑面積比重提高到59%積極發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等建筑結(jié)構(gòu)體系到2020年,全國裝配式建筑占新建建筑的比例達到15%以上推進裝配式建筑發(fā)展2017年2月
住建部
《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》2017年5月
住建部
《建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑節(jié)能與科技司關(guān)于印發(fā)2018年工作要點的通知》2018年3月
住建部《關(guān)于印發(fā)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑市場監(jiān)管司2019年工作要點的通知》2019年3月
住建部開展鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建設(shè)試點,推動試點項目落地2020年5月
住建部
《關(guān)于推進建筑垃圾減量化的指導(dǎo)意見》大力發(fā)展裝配式建筑,積極推廣鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅住建部等
《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展
大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑,鼓勵醫(yī)院、學(xué)校等公共建筑優(yōu)先采用鋼結(jié)構(gòu),積極推進8部門2020年8月的若干意見》鋼結(jié)構(gòu)住宅和農(nóng)房建設(shè)2021年3月
國務(wù)院
《第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》2021年10月
國務(wù)院
《關(guān)于印發(fā)2030年碳達峰行動方案的通知》推廣綠色建材、裝配式建筑和鋼結(jié)構(gòu)住宅推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅積極推進高品質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)、鼓勵學(xué)校醫(yī)院等公共建筑優(yōu)先采用鋼結(jié)構(gòu),到2025年底全國鋼結(jié)構(gòu)用量達到1.4億噸左右,占全國粗鋼產(chǎn)量比例15%以上;到2035年鋼結(jié)構(gòu)用量達到每年2億噸以上,占粗鋼產(chǎn)量25%以上2022年1月
住建部
《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》國務(wù)院辦公廳2022年5月《關(guān)于推進以縣城為重要載體的城鎮(zhèn)化建設(shè)的意見》推廣裝配式建筑數(shù)據(jù):各部門官網(wǎng),東吳證券研究所172.4.1鋼結(jié)構(gòu):鴻路鋼構(gòu)公開招標,開啟行業(yè)智能化新階段?
非標阻礙產(chǎn)業(yè)智能化進程,頭部企業(yè)深度影響行業(yè)標準化程度。產(chǎn)業(yè)智能化升級壁壘在于工件標準化程度低,阻礙自動化和信息化在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用,而行業(yè)標準化的提升離不開頭部企業(yè)的帶領(lǐng)和深度參與,如參與國家級設(shè)計標準的制定、投入大量資金進行自動化升級等。?
鴻路鋼構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)領(lǐng)頭羊,公開招標免示教智能焊接機器人意味著行業(yè)邁入智能制造新階段。鴻路鋼構(gòu)早在2013年就開始布局智能化升級,2021年投資5.83億元用以引進及研發(fā)自動化生產(chǎn)線,2022年以來智能化改造加速,23年8月公司微信公眾號公布500套免示教機器人焊接工作站招標公告,行業(yè)龍頭的招標公告?zhèn)让嬗∽C免示教智能焊接產(chǎn)品已經(jīng)成熟,即將進入1-10放量階段。3-4臺免示教智能焊接機器人僅需配備一個操作員,大幅提升智能化水平。圖:鴻路鋼構(gòu)角焊縫免示教機器人焊接工作站招標公告技術(shù)參數(shù)配置要求六軸弧焊機器人國外四大家族及國內(nèi)一線品牌工業(yè)弧焊機器人焊接電源視覺中厚板焊接電源,國內(nèi)一線品牌,工作環(huán)境溫度:-5C~55C具備模型導(dǎo)入功能、視覺定位功能有效工作范圍10000mm,負載1T,距離地面高度400mm,精度0.1mm,行走速度最大0.2m/s,設(shè)備配置需國內(nèi)一線品牌地軌(外部軸)智慧工廠設(shè)備數(shù)據(jù)上傳到MES系統(tǒng)中,智慧大屏展示設(shè)備狀態(tài)、每天焊接量、焊接效率等數(shù)據(jù)數(shù)據(jù):鴻路采購物流中心公眾號,東吳證券研究所182.4.1
鋼結(jié)構(gòu):焊接機器人需求量測算?
免示教智能焊接機器人有望解決鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)智能化升級痛點問題,行業(yè)成長空間被打開。預(yù)計2035年我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接機器人需求量達到50萬臺,對應(yīng)市場空間504億元。?
關(guān)鍵假設(shè)如下:①根據(jù)十四五規(guī)劃,2025年、2035年我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量達到1.4/2.1億噸,其中約60%的鋼結(jié)構(gòu)需要焊接,即2025/2035年我國鋼結(jié)構(gòu)焊接需求量為0.8/1.3億噸,每100噸鋼鐵需4臺焊接設(shè)備,即2025/2035年鋼結(jié)構(gòu)焊接所需焊接設(shè)備328/504萬臺;②隨著鋼結(jié)構(gòu)智能化的發(fā)展,2025/2035年我國鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)中,焊接機器人滲透率分別為5%/10%,對應(yīng)焊接機器人需求量分別為16.4/50.4萬臺;③2025/2035年智能焊接機器人價格降至20/10萬元。圖:鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接機器人需求量測算202210.510%1.12025E10.513%1.42035E10.520%2.1我國粗鋼產(chǎn)量(億噸)①鋼結(jié)構(gòu)滲透率
②鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量(億噸)③=①*②鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接需求比例60%0.660%0.860%1.3鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接需求量(億噸)④每100噸鋼鐵需要的焊接設(shè)備(臺)⑤焊接設(shè)備需求量(萬臺)
⑥=④*⑤*100焊接機器人滲透率(%)⑦4442521%2.53285%16.42050410%50.410焊接機器人需求量(萬臺)⑧=⑥*⑦焊接機器人價格(萬元/臺)⑨鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接機器人市場空間(億元)⑩=⑧*⑨2563328504數(shù)據(jù):Wind,高工焊接機器人大會,柏楚電子公告,東吳證券研究所192.4.2
船舶:替換周期啟動,造船需求開啟高景氣?
三大邏輯支撐下,全球造船行業(yè)開啟高景氣。我國是全球造船大國,截至2022年我國已經(jīng)連續(xù)十三年在造船市場份額居全球第一、新接訂單全球第一。2021年以來,全球造船市場開啟高景氣上行通道,我國造船產(chǎn)業(yè)充分受益,主要有三大原因支撐全球造船市場上行:?
①全球輪船周期開啟上行通道:商船使用年限約20-30年,因此造船業(yè)“繁榮-衰退”周期時間間隔約20年左右。上一輪周期新船交付量在2005-2006年快速增長,此輪周期上行起點約為2025-2026年,但前兩年的集中運輸導(dǎo)致此輪周期提前開始。圖:全球輪船周期(1902-2007)數(shù)據(jù):maritime
economics
(martin
stopford),東吳證券研究所202.4.2
船舶:替換周期啟動,造船需求開啟高景氣?
②環(huán)保政策加速船舶更新?lián)Q代:航運綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展為大勢所趨,IMO國際航運規(guī)在2023年正式生效,對船運排污治理提出了更高的要求。政策約束下,不符合規(guī)定的舊船將被淘汰,船舶更新?lián)Q代加速。?
③全球天然氣需求上升推動LNG運輸船需求:溫室氣體減排政策持續(xù)和歐洲能源危機刺激下,LNG船新船的訂單量自2019年以來一直維持在較高水平,2022年全年新增訂單更是超出過去兩年訂單之和。根據(jù)克拉克森預(yù)測,短期內(nèi)能源貿(mào)易格局不會大幅改變,LNG需求在未來3年內(nèi)都將保持較高增量。圖:環(huán)保政策加速船舶更新?lián)Q代圖:LNG運輸需求保持高增時間政策/公約政策要求LNG船交付量(艘)yoy1973年和1978年通過了MARPOL公約和1978年MARPOL議定書。合并后的文書于1983年10月2日生效。MARPOL
73/78是最重要的國際文書,涵蓋防止船舶因操作或意外原因造成的海洋環(huán)境污染。MARPOL73/781983100500%400%300%200%100%0%單殼油輪政策9080706050403020032008在2010年前淘汰單殼油輪。2008年10月,IMO在第58屆MEPC會議上提出將新造船CO2設(shè)計指數(shù)標準改為EEDI,且強制實施2018年通過IMO溫室氣體(GHG)初始戰(zhàn)略,以在本世紀末之前盡快實現(xiàn)該行業(yè)的脫碳,為在
MARPOL
內(nèi)部制定和采取進一步措施以提高船舶能效奠定了政策框架。EEDI20182019GHG戰(zhàn)略2019.1.22《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》在我國壓載水公約
正式生效,規(guī)定所有遠洋船舶在2024年9月8日之后都需要安裝壓載水管理系統(tǒng)2016年10月,國際海事組織通過了全球航行船舶使用0.5%低硫燃油標準。2020年1月1號起,全球范圍內(nèi)的限硫令開始實施。20202023限硫令船舶在全球范圍內(nèi)都必須使用硫含量不得超過0.5%m/m的燃油,
20如果船舶安裝了脫硫器,可以繼續(xù)使用硫含量超過0.5%m/m的燃油-100%-200%100所有現(xiàn)役船舶必須滿足特定的二氧化碳排放要求,船舶需要先進行初步評估,然后獲得初步技術(shù)文件許可并最終得到EEXI的合規(guī)認證;CII要求船舶必須記錄燃油消耗、航行距離
和航行時間以滿足IMO的數(shù)據(jù)收集要求用于計算船舶的年效比(AER)1974
1993
1997
2002
2006
2010
2014
2018
2022
2026EEEXI、CII21數(shù)據(jù):IMO,中國海洋報,東吳證券研究所數(shù)據(jù):Clarkson,東吳證券研究所2.4.2
船舶:替換周期啟動,造船需求開啟高景氣?
2023年以來全球造船業(yè)維持高景氣,中國作為最大造船國充分受益。2023年全球造船行業(yè)延續(xù)2022年的高景氣,截至9月底,全球造船新接訂單量8368萬噸,同比+38%;我國9月新接訂單5231萬噸,同比+77%,高于全球其他地區(qū)增速,累計造船完工1129萬噸,同比+23%。在船舶建造過程中,焊接加工廣泛應(yīng)用,我國造船業(yè)需求上行也會帶動焊接需求增加。圖:9月全球船舶累計新接訂單8368萬噸,同比+38%全球新接訂單量(萬噸,左)同比(右)14000120001000080006000400020000400%300%200%100%0%-100%-200%2015-09
2016-03
2016-09
2017-03
2017-09
2018-03
2018-09
2019-03
2019-09
2020-03
2020-09
2021-03
2021-09
2022-03
2022-09
2023-03
2023-09圖:9月我國船舶累計新接訂單5231萬噸,同比+77%
圖:9月我國船舶累計造船完工1129萬噸,同比+23%中國船舶新接訂單累計值(萬噸)同比中國造船完工量累計值(萬噸)同比70006000500040003000200010000500%400%300%200%100%0%1600140012001000800600400200060%50%40%30%20%10%0%-10%-20%-30%-40%-50%-100%22數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所2.4.2
船舶:生產(chǎn)任務(wù)飽滿與勞動力不足矛盾突出,加速機器人導(dǎo)入?
船舶制造智能化&用工緊張問題突出,加速焊接機器人導(dǎo)入進程。?
①我國造船業(yè)亟需智能化升級:我國雖是全球第一大造船國,但我國造船自動化和智能化程度較低,造船效率僅為日韓的30%左右。在人口紅利消失和要素成本上升的挑戰(zhàn)下,我國造船業(yè)亟需智能化升級。?
②生產(chǎn)任務(wù)飽滿與勞動力不足矛盾突出:近幾年船企生產(chǎn)任務(wù)飽滿,我國造船業(yè)生產(chǎn)保障系數(shù)從2020年1.9提升至2022年2.7,在手訂單飽滿。但隨著高技術(shù)船舶訂單快速增長,熟練勞務(wù)工的需求加大,加劇了用工緊張問題,特別是電焊等關(guān)鍵工種的熟練工的流動性大幅上升;此外,船舶焊接生產(chǎn)環(huán)境惡劣,危險系數(shù)高,長期以來用工缺的問題一直都很突出。?
③船舶焊接要求較高的質(zhì)量穩(wěn)定性,人工焊接達不到要求。船舶焊接成本在船體建造成本中占比30%-50%,焊接質(zhì)量直接影響到船舶建造的周期、成本和質(zhì)量。船舶焊接大多為中厚板焊接,為保證質(zhì)量,每道焊縫需要數(shù)十道焊接工序,拍片檢驗時合格率要求達到100%,嚴格的焊接要求下,手工焊接達不到質(zhì)量預(yù)期,自動化的機器人可以在實現(xiàn)焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠的同時提高焊接效率。?
根據(jù)中國船級社(CCS)持證焊工數(shù)量,2022年我國持證焊工約14萬人,按一臺焊接機器人可替代4名焊工計算,船舶行業(yè)對焊接機器人的需求量約為3.5萬臺。圖:2022年我國造船業(yè)生產(chǎn)保障系數(shù)提升至2.7生產(chǎn)保障系數(shù)3.02.72.52.01.51.00.50.02.11.9201920202022數(shù)據(jù):中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會,東吳證券研究所23注:生產(chǎn)保障系數(shù)=手持船舶訂單/近三年新船完工量均值目錄一、我國焊工短缺困境突出,機器替人大勢所趨二、焊接機器人市場:鋼結(jié)構(gòu)和船舶行業(yè)有望帶來大量需求增量三、智能焊接機器人發(fā)展關(guān)鍵在于焊接系統(tǒng)與3D視覺四、行業(yè)競爭格局和重點公司研究推薦五、投資建議與風(fēng)險提示243.1.焊接機器人推廣存在困境,下游應(yīng)用滲透率低?
焊接機器人面臨推廣困境,下游應(yīng)用滲透率較低。早在上個世紀末我國就研發(fā)出了第一臺焊接機器人,但直到現(xiàn)在,焊接機器人在下游行業(yè)中的滲透率仍較低,主要系焊接機器人推廣應(yīng)用存在諸多難點和痛點:①下游行業(yè)標準化程度低,以鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)為例,國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計大多不采用標準化,而目前的焊接機器人技術(shù)對非標行業(yè)適應(yīng)性較差,每一次焊接都需要重新編程,耗費大量的時間,效率低下;②我國機器人焊接構(gòu)件的坡口主要為人工裝配,坡口精度較差,按照當(dāng)前焊接程序容易出現(xiàn)未焊滿、漏焊或多焊的情況,往往需要人工二次修補,當(dāng)前的焊接機器人技術(shù)很難實質(zhì)性提升焊接的效率和質(zhì)量。③智能化程度較高的焊接機器人產(chǎn)量低,價格昂貴,一整套焊接機器人+設(shè)備+系統(tǒng)價格高達上百萬元,大多企業(yè)負擔(dān)不起。圖:焊接行業(yè)目前問題&對焊接機器人的需求數(shù)據(jù):高工機器人大會,東吳證券研究所253.2免示教智能焊接機器人興起,有望解決焊接非標化困境?
決定焊接機器人智能化程度的關(guān)鍵在于焊接系統(tǒng)。決定人形機器人智能化程度的關(guān)鍵在于控制系統(tǒng),而非關(guān)節(jié)、軀體等硬件,焊接機器人也是如此,決定焊接機器人智能化程度的關(guān)鍵在于焊接系統(tǒng),而非機器人本體或焊接設(shè)備。對比其他工業(yè)機器人,如搬運和碼垛機器人,應(yīng)用場景標準化程度高,動作路徑固定,而焊接機器人的焊接對象非標化程度高,無法用同一個動作完成大量非標件焊接。小批量、非標件的焊接需要機器人具備識別和自主規(guī)劃焊接路徑的能力,而焊接系統(tǒng)是決定機器人識別和自主規(guī)劃能力的核心,本體只發(fā)揮“機械臂”功能,與搬運或碼垛等機器人并無太大差異。?
焊接機器人的發(fā)展經(jīng)歷了兩次技術(shù)迭代,為焊接機器人裝上“大腦”和“眼睛”。第一次迭代由示教型機器人向離線編程進步,為焊接機器人裝上了“大腦”(即編程軟件),用于自主描述焊縫并生成焊接指令,而非人工識別焊縫親自操作機器人焊接,但離線編程的問題在于需要對每個工件重復(fù)編程,效率低。第二次迭代升級至免示教智能焊接,免示教焊接機器人是通過機器視覺(眼睛)和路徑規(guī)劃控制系統(tǒng),實現(xiàn)焊接路徑的自動識別和規(guī)劃,無需人工操作引導(dǎo),適用于小批量、非標工件的焊接,有望解決當(dāng)前焊接非標化困境。當(dāng)前示教編程仍為大批量生產(chǎn)中穩(wěn)定性最高且最為經(jīng)濟的方案,但免示教智能焊接技術(shù)已初露頭角,在焊接行業(yè)智能化趨勢下,是未來開發(fā)的熱點領(lǐng)域。圖:焊接機器人智能化發(fā)展路徑26數(shù)據(jù):高工機器人大會,東吳證券研究所3.3.1
免示教智能焊接原理:整合人機智能,形成智能化信息系統(tǒng)?
智能焊接的重要意義在于整合了人的先進性和物理系統(tǒng)的先進性,形成智能化的信息系統(tǒng):整合數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和人工智能技術(shù),以取代或增強人類的感官能力(視覺、聽覺、觸覺),集成人的經(jīng)驗知識(如熔池行為、電弧聲音、焊縫外觀)、判斷(焊接經(jīng)驗知識學(xué)習(xí)、推理和決策等)和焊接工藝優(yōu)化知識。因此,焊接系統(tǒng)的工作效率、質(zhì)量和穩(wěn)定性等從依靠人的經(jīng)驗轉(zhuǎn)變成依靠信息物理系統(tǒng)的知識,得到提高和改善。圖:智能焊接整合人機智能圖:智能焊接應(yīng)用架構(gòu)識別與監(jiān)控——正在發(fā)生什么?人軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫、深度學(xué)習(xí)……人機協(xié)同、人機交互、反饋……診斷和理解智能焊接——為什么會發(fā)生?人-信息-機器系統(tǒng)(HCPS)評估和預(yù)測——系統(tǒng)將會怎樣變化?焊接設(shè)備信息系統(tǒng)決策和控制——系統(tǒng)應(yīng)如何行動?決策優(yōu)化、智能控制……數(shù)據(jù):東吳證券研究所整理數(shù)據(jù):東吳證券研究所整理273.3.1
免示教智能焊接原理:整合人機智能,形成智能化信息系統(tǒng)?
免示教智能焊接技術(shù)主要涉及信息獲取、知識表示、推理與決策、執(zhí)行與反饋四個流程,通過智能化技術(shù),將全流程中的信息數(shù)字化,使得焊接機器人擁有與人類似的信息處理能力,從而實現(xiàn)焊接過程的精確可靠。圖:免示教智能焊接工作流程數(shù)據(jù):高工機器人大會,東吳證券研究所283.3.2.免示教智能焊接全流程無人參與,智能系統(tǒng)自主完成?
免示教智能焊接系統(tǒng)的工作流程為:①掃描工件:通過電弧感應(yīng)、計算機視覺傳感、電磁傳感等傳感器對工件進行掃描,形成3D圖像;②解析工件:用內(nèi)嵌的3D模型解析工件,用幾何算法解析三維模型幾何數(shù)據(jù),并做篩選和提??;③建模仿真:建立焊縫幾何描述、特征參數(shù)和焊接過程動態(tài)模型;④路徑?jīng)Q策:利用參數(shù)閾值、模式識別(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等)等決策策略,生成焊接路徑;⑤指令發(fā)送:焊接路徑的數(shù)據(jù)發(fā)送至機器人的控制系統(tǒng),焊接設(shè)備接收指令開始焊接。?
全流程實現(xiàn)無人參與,免示教智能系統(tǒng)自主完成。圖:免示教智能焊接機器人焊接流程示意電弧感應(yīng)、計算機視覺傳感、電磁傳感……建立焊縫幾何描述、特征參數(shù)和焊接過程動態(tài)模型將焊接路徑的數(shù)據(jù)發(fā)送至機器人的控制系統(tǒng),接收指令開始焊接掃描工件建模仿真指令發(fā)送原工件解析工件路徑?jīng)Q策焊接完成內(nèi)嵌3D模型,結(jié)合幾何算法,對工件進行解析,得到幾何數(shù)據(jù),并做篩選和提取利用參數(shù)閾值、模式識別(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等)等決策策略,生成焊接路徑數(shù)據(jù):《Intelligent
weldingsystem
technologies:State-of-the-art
reviewandperspectives》,東吳證券研究所整理293.3.3.
免示教智能焊接具備顯著優(yōu)勢,適應(yīng)非標場景?
免示教智能焊接系統(tǒng)在兼容性、效率、穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢:①適應(yīng)非標性場景,實現(xiàn)真正的智能焊接:無需人工編程和示教,通過傳感器識別、離線/在線編程適應(yīng)非標化、小批量、復(fù)雜的工件焊接。②保證編程效率:離線編程取代人工編程,節(jié)省大量焊接前編程時間,提高焊接效率。系統(tǒng)通過深度學(xué)習(xí)工藝數(shù)據(jù)包,優(yōu)化離線程序,進一步提高效率;③保障焊接的穩(wěn)定性和一致性:生產(chǎn)現(xiàn)場無需技術(shù)人員,智能系統(tǒng)貫穿焊接規(guī)劃、控制、調(diào)整全流程,焊接進度和質(zhì)量不會因技術(shù)人員變動而改變。表:傳統(tǒng)示教焊接系統(tǒng)與免示教焊接系統(tǒng)對比對比維度示教焊接機器人免示教焊接機器人工作模式示教+工裝夾具2D+3D智能識別、智能焊接編程模式機器人工程師進行人工編程機器人工程師離線編程,無需人工無需前端技術(shù)人員需求現(xiàn)場操作人員需求焊縫信息機器人工程師僅需普工人工編程,手動示教調(diào)整較低,簡單的機器人代替人工生產(chǎn)標準化、大批量場景,如汽車生產(chǎn)傳感器自動識別,系統(tǒng)調(diào)動后臺工藝數(shù)據(jù)包較高,機器人全流程智能完成智能化程度適應(yīng)場景非標準化、小批量、復(fù)雜化的柔性生產(chǎn)場景,如鋼結(jié)構(gòu)加工數(shù)據(jù):柏楚電子公告,昇視唯盛官網(wǎng),東吳證券研究所303.4.1.
免示教智能焊接技術(shù)關(guān)鍵在于模型+3D視覺?
基于模型作為“大腦”,結(jié)合3D視覺作為“眼睛”,是智能焊接的核心邏輯,二者缺一不可。AI模型指導(dǎo)視覺排除環(huán)境干擾,完成對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的信息獲??;3D視覺確保對焊縫的準確定位,為路徑?jīng)Q策提供依據(jù)。當(dāng)前市場上大多企業(yè)在這兩方面(尤其是模型方面)仍有缺陷,因此存在兩種替代性方案,但都不夠完善:?
①3D視覺+人工點選:缺點是人工點選需要高素質(zhì)焊工,且焊接過程需要人的全程參與,效率較低、不智能。?
②3D視覺+模型導(dǎo)入:用人工導(dǎo)入現(xiàn)有模型的方式取代離線編程,缺點是現(xiàn)有模型不一定適應(yīng)新的焊接環(huán)境,出現(xiàn)模型不達標、導(dǎo)入不穩(wěn)定乃至系統(tǒng)癱瘓問題。未來的技術(shù)進步方向是利用以往工藝積累給模型提供底層數(shù)據(jù)支撐,用AI和3D視覺相結(jié)合減少人工參與,實現(xiàn)真正的智能化。圖:免示教焊接技術(shù)發(fā)展階段一覽1.02.03.0模板類別相機類模型+相機通過夾具等機械手段或預(yù)設(shè)多種模板程序?qū)崿F(xiàn)柔性加裝。基于相機件開發(fā)算法識別物體幾何數(shù)據(jù),具體表現(xiàn)為通過二維/三維相機或點激光/線激光傳感器,實現(xiàn)一代基礎(chǔ)模型上的偏差糾正?;谀P妥鳛榇竽X,結(jié)合視覺作為眼睛。視覺適合解決簡單幾何應(yīng)用場景,而模型可以直接告訴系統(tǒng)相機拍照的位置;實現(xiàn)高維度幾何裝配序列需要用到模型。數(shù)據(jù):高工機器人,東吳證券研究所整理313.4.2.智能焊接模型:難點在于跨學(xué)科技術(shù)+數(shù)據(jù)積累?
智能焊接模型以CAD(計算機圖形軟件)、CAM(計算機輔助制造軟件)、NC(數(shù)控軟件)等軟件算法為核心,大量數(shù)據(jù)積累為基石。?
①CAD技術(shù):通過計算機建?;驈膱D紙讀取數(shù)字模型,進行圖形識別、編輯和優(yōu)化處理,并輸出待焊接模型。(通過
CAD了解用戶“我要焊什么”)。?
②CAM技術(shù):在焊接模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)焊接相關(guān)的工藝要求,通過計算機輔助生成所需的刀路軌跡以及光路、氣路、焦點等控制參數(shù)和自動化加工模型,并生成可被數(shù)控系統(tǒng)(NC)執(zhí)行的指令。(通過
CAM了解用戶“我要怎么焊”)。?
③NC技術(shù):可以實現(xiàn)根據(jù)生成的代碼指令執(zhí)行具體焊接工序。(通過
NC最終把用戶想要的產(chǎn)品焊出來)。?
以柏楚電子為例,智能焊接在生成零件模型和設(shè)置焊縫這步需使用CAD技術(shù),在焊接動作編輯和運動仿真部分需用到CAD+CAM技術(shù),在控制機器人焊接這部分需用到NC技術(shù),這三者缺一不可。圖:柏楚電子智能焊接流程與所用到的關(guān)鍵技術(shù)示意32數(shù)據(jù):柏楚電子公告,東吳證券研究所整理3.4.2.智能焊接模型:難點在于跨學(xué)科技術(shù)+數(shù)據(jù)積累?
CAD/CAM/NC等工業(yè)軟件具備高壁壘:①跨學(xué)科性:工業(yè)軟件是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),貫穿了計算機科學(xué)、化學(xué)、力學(xué)、材料科學(xué)等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科,因此開發(fā)難度大、流程復(fù)雜、對開發(fā)人員的專業(yè)知識要求高。②數(shù)據(jù)積累:工業(yè)軟件的開發(fā)和迭代需要行業(yè)實際經(jīng)驗的數(shù)據(jù)支持,沒有交互的工程用戶反饋,任何工業(yè)軟件都不可能發(fā)展起來。世界主流CAD公司都是脫胎于航空業(yè),波音公司、達索公司,都給了那些CAD軟件廠商足夠的機會、充分的反饋,這才使得國外的CAD廠商逐漸壯大。?
CAD/CAM/NC等工業(yè)軟件試錯+學(xué)習(xí)成本高,國內(nèi)軟件公司產(chǎn)品推廣難度大。工業(yè)軟件內(nèi)容豐富,操作復(fù)雜,這就使得其學(xué)習(xí)成本很高,其次工業(yè)應(yīng)用場景要求工業(yè)軟件具有很高的穩(wěn)健性(robustness),而只有經(jīng)過用戶試用-反饋-bug修復(fù)的過程,才能使軟件高效、穩(wěn)定。新產(chǎn)品由于缺乏反饋再完善的過程,使用中更可能出現(xiàn)漏洞,影響開發(fā)、生產(chǎn)進程。由于高轉(zhuǎn)換成本,工業(yè)軟件的用戶粘性很強。國外CAD/CAM長期占據(jù)市場優(yōu)勢地位(以CAD為例,國外產(chǎn)品在我國市占率達90%以上),已經(jīng)深度嵌入用戶使用場景。國產(chǎn)CAD/CAM即使成功開發(fā)出產(chǎn)品,也很難得到推廣。在和意愿。尚未得到重視時,國內(nèi)廠商并沒有換用國產(chǎn)軟件的需求圖:工業(yè)軟件涉及學(xué)科廣泛33數(shù)據(jù):柏楚電子公告,東吳證券研究所3.4.3.3D視覺:以識別算法為核心,滲透率有望快速提升?
3D視覺以識別算法為核心,幫助自主識別焊縫。由于焊接過程中存在著工裝夾具誤差、工件不一致、焊接過程中的熱變形等問題,傳統(tǒng)的焊接機器人無法感知這些外部變化,導(dǎo)致焊接作業(yè)中出現(xiàn)焊接軌跡偏差、焊接工藝參數(shù)和實際焊縫不匹配等情況,3D視覺的主要作用在于自主識別焊縫,識別之后將焊縫發(fā)給“大腦”,“大腦”進行分析和編程,自動生成焊接路徑。?
3D視覺給機器人裝上“眼睛”,不僅提高了機器人焊接的精度和效率,還降低了對工件特征和編程的要求。3D視覺未來幾年內(nèi)將會以蓬勃之勢不斷發(fā)展和布局,市場規(guī)模也將不斷增大。根據(jù)高工機器人預(yù)測,2027年我國裝配3D視覺的工業(yè)機器人銷量將達到6萬臺,2022-2027年CAGR達42%;
2027年我國裝配3D視覺的焊接機器人銷量將達到8020臺,2022-2027年CAGR達43%。?
3D視覺以識別算法為核心,但國內(nèi)3D工業(yè)視覺市場處于早期發(fā)展階段,產(chǎn)業(yè)鏈尚不成熟,國內(nèi)企業(yè)多為初創(chuàng)企業(yè),3D視覺產(chǎn)業(yè)的不成熟也阻礙了焊接機器人智能化進程。圖:2016-2027年中國3D視覺+工業(yè)機器人銷量及預(yù)測
圖:2016-2027年中國3D視覺+焊接機器人銷量及預(yù)測(單位:萬套,%)(單位:套,%)34數(shù)據(jù):高工機器人,東吳證券研究所目錄一、我國焊工短缺困境突出,機器替人大勢所趨二、焊接機器人市場:鋼結(jié)構(gòu)和船舶行業(yè)有望帶來大量需求增量三、智能焊接機器人發(fā)展關(guān)鍵在于焊接系統(tǒng)與3D視覺四、行業(yè)競爭格局和重點公司研究推薦五、投資建議與風(fēng)險提示354.1.市場競爭格局:國產(chǎn)廠商加速追趕?
我國焊接機器人市場主要包括日系、歐系和國產(chǎn)品牌。日系品牌(發(fā)那科、安川、松下、OTC、那智不二越、川崎等)大多是從上游伺服電機、運動控制系統(tǒng)、焊機等核心部件領(lǐng)域起家,再慢慢向焊接機器人整機拓展,具有全產(chǎn)業(yè)鏈的特點;歐系品牌(
ABB、KUKA、COMAU、Cloos、IGM
等)多是從通用機器人或集成業(yè)務(wù)向焊接機器人發(fā)展,具有終端應(yīng)用經(jīng)驗豐富、產(chǎn)品完善等特點,但價格相對而言較為昂貴。?
在技術(shù)進步、政府扶持力度、本土優(yōu)勢等多個因素的共同作用下,國產(chǎn)品牌加速追趕。國產(chǎn)焊接機器人如埃斯頓、埃夫特、凱爾達、配天等企業(yè),通過鉆研技術(shù)、切入細分行業(yè)、兼并購、合資設(shè)立公司等方式發(fā)展迅速。2023年上半年國產(chǎn)廠商通過高性價比和及時響應(yīng)的服務(wù)優(yōu)勢迅速切入下游客戶,在行業(yè)下行的背景下,國產(chǎn)品牌焊接機器人銷量實現(xiàn)逆勢上漲,而同期外資品牌均有不同程度下跌。圖:2022-2023年中國市場弧焊機器人內(nèi)外資占比及圖:2023H1中國市場主要焊接機器人廠商銷量增長情預(yù)測(按銷量劃分)況對比負增長45.03%48.54%54.97%51.46%正增長資料:柏楚電子公司官網(wǎng),東吳證券研究所整理資料:公司官網(wǎng),東吳證券研究所整理364.1.市場競爭格局:國產(chǎn)廠商加速追趕表:國產(chǎn)品牌快速追趕,弧焊領(lǐng)域內(nèi)外資競爭加劇品牌主要廠商日系品牌歐系品牌發(fā)那科、安川、松下、OTC、那智不二越、川崎等ABB、KUKA、COMAU、Cloos(埃斯頓收購)、IGM
(艾捷默)等埃斯頓、卡諾普、蘑卡、柴孚、錢江機器人、圖靈機器人、華數(shù)機器人、埃夫特、配天機器人、新時達、爾必地、九眾九、倍可機器人、凱爾達等國產(chǎn)品牌數(shù)據(jù):高工機器人,東吳證券研究所整理圖:2022中國弧焊機器人企業(yè)年銷量規(guī)模梯次分布圖:2023E中國弧焊機器人企業(yè)年銷量規(guī)模梯次分布2家2家4K臺以上4K臺以上5家左右(3家國產(chǎn))5家(3家國產(chǎn))4家(2家國產(chǎn))4家(2家國產(chǎn))2K-4K臺1K-2K臺2K-4K臺1K-2K臺15家左右(13家國產(chǎn))15家左右(13家國產(chǎn))1K臺以下1K臺以下資料:高工機器人,東吳證券研究所整理資料:高工機器人,東吳證券研究所整理374.2.1.【柏楚電子】激光切割系統(tǒng)龍頭,縱向切入焊接領(lǐng)域即將進入放量期?
切割與焊接屬于上下游工序關(guān)系,焊接為切割的下一道工序,柏楚電子作為激光切割系統(tǒng)的龍頭,縱向拓展焊接領(lǐng)域技術(shù),具備技術(shù)共通性和客戶先發(fā)優(yōu)勢。?
除焊接工藝之外,智能焊接與激光切割控制中的視覺識別工件、排樣、工藝路徑規(guī)劃、運動控制所涉及的核心技術(shù)知識領(lǐng)域是相同的;技術(shù)方面,焊接與激光切割在
CAD
技術(shù)、CAM技術(shù)、NC技術(shù)、傳感器技術(shù)和硬件設(shè)計等方面存在共通性。表:切割控制系統(tǒng)和智能焊接控制系統(tǒng)存在共通性技術(shù)類型對比基本情況共通性差異點激光切割控制系統(tǒng)金屬切割工藝工藝金屬熱加工焊接工藝不同于切割工藝智能焊接控制系統(tǒng)激光切割控制系統(tǒng)智能焊接控制系統(tǒng)金屬焊接工藝零件加工圖紙排版CAD技術(shù):CAD核心模塊、智
切割是2D排版,編輯焊縫是能繪圖模塊技術(shù)
3D繪圖加工圖形導(dǎo)入路徑規(guī)劃在零件的3D模型上設(shè)置焊縫2-5軸路徑規(guī)劃,速度規(guī)劃,切割頭避障;難點在加工速度快,最快可達600mm/s激光切割控制系統(tǒng)CAM技術(shù):速度規(guī)劃,避開障
切割為2-5軸路徑規(guī)劃,焊接為6-9軸路徑規(guī)劃,速度規(guī)劃,機器人智能避障;難點在:6-9軸路徑規(guī)劃,機器人智能避障切割頭的隨動控制,振動抑制,龍門雙驅(qū)的高速控制礙物6-9軸路徑規(guī)劃智能焊接控制系統(tǒng)激光切割控制系統(tǒng)智能焊接控制系統(tǒng)切割控制精度要求高:0.01-0.05mm焊接控制精度要求較低:0.1-0.5mm運動控制NC技術(shù)6-9軸伺服電機的同步控制,機器人尖端振動抑制算法,焊縫跟蹤的隨動控制激光切割控制系統(tǒng)智能焊接控制系統(tǒng)電容測距、2D視覺識別傳感方式不同,切割主要為電容傳感為主,視覺輔助焊接主要為激光掃描視覺傳感視覺傳感識別定位技術(shù),模板匹配技術(shù)傳感技術(shù)3D(
:視覺傳感器、焊縫跟蹤傳感器
即
線激光掃描視覺傳感器)模擬電子電路設(shè)計,數(shù)字電子電路設(shè)計、傳感器電路設(shè)計、機構(gòu)設(shè)計模擬電子電路設(shè)計,數(shù)字電子電路設(shè)計、傳感器電路設(shè)計、機構(gòu)設(shè)計激光切割控制系統(tǒng)智能焊接控制系統(tǒng)硬件設(shè)計技術(shù)基本一致無數(shù)據(jù):柏楚電子公告,東吳證券研究所384.2.1.【柏楚電子】激光切割系統(tǒng)龍頭,縱向切入焊接領(lǐng)域即將進入放量期?
柏楚電子公司產(chǎn)品由五大能力組成,分別是圖形學(xué)、視覺技術(shù)、機器人運動學(xué)、控制和工藝。五大能力使得公司能針對客戶使用場景、針對焊接需要,快速響應(yīng)需求。?
柏楚電子公司也充分運用公司的核心技術(shù),即計算機圖形學(xué)(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、
數(shù)字控制(NC)、傳感器和硬件技術(shù)五大方面,不斷提高自主研發(fā)智能焊接技術(shù),用技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動智能焊接機器人行業(yè)的發(fā)展。圖:柏楚電子公司產(chǎn)品的五大能力控制視覺技術(shù)軟硬件兩個層面自研焊接視覺設(shè)備,能夠控制視覺數(shù)據(jù)采集和處理。所有外設(shè)狀態(tài)均由我司控制系統(tǒng)處理,可以獲得機器運行的所有狀態(tài)。圖形學(xué)機器人運動學(xué)工藝能對模型進行讀取,分析處理,自動提取焊縫,碰撞檢測。從底層開始進行機器人控制算法開發(fā),焊接工藝動作不會受到機器人運動的限制。專業(yè)工藝人員深度參與功能開發(fā),為焊接自動化量身打造。數(shù)據(jù):高工焊接機器人大會,東吳證券研究所394.2.1.【柏楚電子】激光切割系統(tǒng)龍頭,縱向切入焊接領(lǐng)域即將進入放量期?
公司針對目前智能焊接方案的痛點研發(fā)出了眼腦合一的智能焊接方案:通過智能焊接軟件,對設(shè)計3D立體模型進行離線或在線編輯,甚至可以做到同一條設(shè)備一邊在加工,另一邊在編輯下一個工件的焊接刀路。通過視覺定位系統(tǒng),自動識別工件,并為尋縫器定位第一條焊縫起點,這一步減少了人工定位起點調(diào)試的步驟,提升自動化程度,最后就是通過焊接控制系統(tǒng)和程序執(zhí)行焊接指令,實現(xiàn)智能焊接,提升自動化程度,提高生產(chǎn)效率。圖:柏楚電子智能焊接方案流程圖視覺引導(dǎo)模塊(視覺最大掃描識別范圍1.8m,并自動生成焊接刀路然后自動焊接)模型驅(qū)動快速編程:對3D模型進行讀取和匹配離線編輯刀路/焊接工藝在線編輯刀路/焊接工藝尋縫器BCW150/BCW0203D相機初定位/區(qū)域?qū)の粰C器人焊接控制系統(tǒng)以及程序可同時加工和編輯下一個工件的焊接刀路手持盒無線通訊工程機應(yīng)用程序/控制算法RTOS2720EDA/AD/IO/PWMEtherCAT
總線焊接指令EtherCAT
總線擴展軸外設(shè)控制系統(tǒng)工業(yè)機器人數(shù)據(jù):Wind,東吳證券研究所整理404.2.1.【柏楚電子】激光切割系統(tǒng)龍頭,縱向切入焊接領(lǐng)域即將進入放量期?
公司與多個鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)達成合作,有望受益于免示教智能焊接機器人1-10放量。公司智能焊接機器人及控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化項目規(guī)劃研發(fā)和生產(chǎn)的產(chǎn)品分別為:智能焊接離線編程軟件、智能焊縫跟蹤系統(tǒng)、智能焊接控制系統(tǒng)、工件定位系統(tǒng)、焊接變位機以及智能焊接機器人工作站,六大類產(chǎn)品共同構(gòu)成一套完整的智能焊接機器人解決方案。在公司定增項目達產(chǎn)后,將實現(xiàn)年產(chǎn)3000臺智能焊接機器人的產(chǎn)能。根據(jù)公告,公司已分別與鴻路鋼構(gòu)、江蘇宏宇、江蘇八方鋼構(gòu)、中建鋼構(gòu)江蘇有限公司達成合作或簽署購買協(xié)議,有望充分受益于免示教智能焊接方案成熟并進入放量階段。表:公司智能焊接業(yè)務(wù)產(chǎn)能規(guī)劃具體產(chǎn)品功能必備/可選規(guī)劃產(chǎn)能(套)智能焊接離線編程軟件導(dǎo)入圖紙并自動生產(chǎn)焊接路徑必備3000配合工件視覺定位系統(tǒng)實現(xiàn)焊縫起點定位;配額智能焊縫跟蹤系統(tǒng)實現(xiàn)焊接過程對焊縫的實時跟蹤與偏差校正;實現(xiàn)焊接機器人本體的運動控制;實現(xiàn)機器人及其直角坐標行走機構(gòu),變位機的聯(lián)動控制智能焊接控制系統(tǒng)必備3000智能焊縫跟蹤系統(tǒng)探測焊縫,并實時修正焊接過程中的偏差必備3000工件視覺定位系統(tǒng)智能焊接機器人工作站自動識別工件、尋找焊縫起點機器人本體及直角坐標行走機構(gòu)變位機可以改變工件的位置和形態(tài),從而實現(xiàn)不同多條焊縫的連續(xù)焊接可選可選20001000焊接變位機可選1000數(shù)據(jù):柏楚電子公告,東吳證券研究所風(fēng)險提示:募投項目進度不及預(yù)期;下游需求不及預(yù)期414.2.2.【埃斯頓】全球焊接領(lǐng)域隱形冠軍,焊接技術(shù)領(lǐng)先?
2019年8月22日,埃斯頓公司為進一步拓展機器人業(yè)務(wù)在下游領(lǐng)域的應(yīng)用,公司與大股東以現(xiàn)金方式出資1.96億歐元收購德國CLOOS
100%的股權(quán),2020年4月29日CLOOS正式完成過戶,標志著公司在焊接機器人領(lǐng)域走向新紀元。且對比美的收購庫卡48倍PE,利大智能收購冠致自動化24倍PE,公司收購CLOOS的16倍PE相對較低。?
在過去的幾年里,埃斯頓曾多次出手收購國際先進技術(shù)企業(yè),海外業(yè)務(wù)營收也一路走高。本次重大資產(chǎn)重組,由最初的發(fā)行股份方案變更為現(xiàn)金收購,對此埃斯頓方面解釋稱,交易方案的調(diào)整有利于縮短CLOOS公司并入上市公司的進程,加速雙方的融合,協(xié)調(diào)雙方優(yōu)勢資源,實現(xiàn)CLOOS與公司的協(xié)同發(fā)展,進一步落實公司“雙核雙輪驅(qū)動”、機器人產(chǎn)業(yè)國際化的發(fā)展戰(zhàn)略。表:收購案例對比收購方美的集團利大集團收購標的庫卡收購估值308億元8億元收購PE48業(yè)務(wù)協(xié)同1、美的消費電器產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)自動化改造2、庫卡子公司Swissing與美的冠致自動化24擴大業(yè)務(wù)工業(yè)自動化模塊進軍機器人激光焊接,激光3D打印,整車市場,協(xié)同拓展薄板中高端焊接機器人市場;獲得CLOOS在全國的50多家銷售和服務(wù)中心。協(xié)助公司全球化埃斯頓CLOOS15.5億元16數(shù)據(jù):各公司官網(wǎng),東吳證券研究所(匯率為1人民幣=0.13歐元)424.2.2.【埃斯頓】全球焊接領(lǐng)域隱形冠軍,焊接技術(shù)領(lǐng)先?
經(jīng)歷百年發(fā)展,CLOOS是全球弧焊龍頭。CLOOS成立于1919年德國,成立之初專注于焊槍、切割槍等氣焊配件的生產(chǎn)與制造。20世紀70年代,CLOOS首先將機器人應(yīng)用于自動化焊接,并于80年代初推出首款焊接機器人ROMAT。90年代后,CLOOS不斷在先進焊接工藝的創(chuàng)新道路上進行探索,先后推出雙絲焊、激光復(fù)合焊等高效焊接技術(shù)。歷經(jīng)百年CLOOS已經(jīng)成為創(chuàng)新焊接技術(shù)的定義者,產(chǎn)品遍布全球40多個國家,助力數(shù)以萬計的企業(yè)實現(xiàn)高效生產(chǎn),全球弧焊龍頭地位已成。表:CLOOS百年發(fā)展歷程時間發(fā)展歷程成立伊始,專注焊接市場19191948一戰(zhàn)、二戰(zhàn),CLOOS抓住戰(zhàn)后基礎(chǔ)建設(shè)復(fù)興的步伐,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)延續(xù)全球首秀無間斷送絲技術(shù)19561958全球首發(fā)機器人焊接電源1968首發(fā)脈沖焊接實現(xiàn)電弧完美控制進軍工業(yè)機器人領(lǐng)域80年代初1996雙絲焊接技術(shù),至今領(lǐng)先全球2004激光復(fù)合加工焊接技術(shù)推向市場CLOOS與埃斯頓攜手,強強聯(lián)合,邁向新紀元2019數(shù)據(jù):CLOOS官網(wǎng),東吳證券研究所434.2.2.【埃斯頓】全球焊接領(lǐng)域隱形冠軍,焊接技術(shù)領(lǐng)先?
CLOOS的龍頭地位于超高的焊接技術(shù)壁壘:①零部件自產(chǎn):CLOOS已實現(xiàn)控制系統(tǒng)、焊接電源,送絲機、焊槍、機器人等核心零部件的自主生產(chǎn),有效實現(xiàn)降本增效。②先進的焊接工藝:例如雙絲焊、深熔焊等,CLOOS在90年代研發(fā)的雙絲焊接技術(shù),至今仍領(lǐng)先全球;例如深熔焊,CLOOS于2006年研發(fā)出深熔焊技術(shù),目前已進入專題深度研究階段,而國內(nèi)同行僅剛開始研發(fā)。③提供全方位技術(shù)解決方案:CLOOS憑借其先進的焊接技術(shù)與豐富的焊接經(jīng)驗,可以為客戶提供全方位綜合技術(shù)解決方案,真正能夠做到機器換人。表:CLOOS五大焊接工藝工藝種類采用技術(shù)工作原理應(yīng)用范圍優(yōu)勢較厚的普通結(jié)構(gòu)鋼、高強鋼
高熔深、低飛濺、焊接采用高度收縮的噴射電弧加上高速送絲實現(xiàn)了大熔深與高熔敷率深熔焊高強噴射電弧工藝弧長控制和動態(tài)控制好采用將兩根焊絲相結(jié)合的復(fù)合工藝,將兩條彼此絕緣的電弧共同作用于一個熔池雙焊絲結(jié)合、脈沖同步工藝間隙較大的焊接、斜角的焊接最佳焊接效果、集成便利雙絲焊脈沖焊和焊絲緩沖工藝脈沖焊和焊絲緩沖功結(jié)合,頻率180赫
應(yīng)用面廣,高端汽車領(lǐng)域應(yīng)茲的送絲和回抽
用較多穩(wěn)定性高、不需要后續(xù)處理動態(tài)焊接適用于混合氣體和二氧化碳的焊接應(yīng)用,以及電動車、自行車、模焊等薄板精細焊接??煽匦詮?、工作變形率小、飛濺極低、不需要后續(xù)處理使用數(shù)字化焊接電源完成超精細電流控制,達到熱影響區(qū)小、無飛濺的效果精細控制焊激光復(fù)合焊MIG/MAG短弧工藝焊槍向焊縫發(fā)射高能量、高聚攏的激光,使材料升溫產(chǎn)生小孔,激光直射孔底,接著MIG技術(shù)利用熔融金屬填充小孔,形成結(jié)構(gòu)均勻的完美焊縫。熔深大、熱輸出激光焊接和MIG技術(shù)適用于狹長筆直的焊縫、板
小、焊縫深度大、材、熱敏性高的材料的焊接
焊接速度最大數(shù)據(jù):公司公告,東吳證券研究所444.2.2.【埃斯頓】全球焊接領(lǐng)域隱形冠軍,焊接技術(shù)領(lǐng)先?
收購CLOOS強強聯(lián)手,協(xié)同效應(yīng)助力邁向焊接新紀元。并購前,CLOOS的業(yè)務(wù)范圍主要集中于中厚板弧焊市場,主要面向工程機械,煤礦機械,軌道交通,船舶、特殊管道等重工業(yè)領(lǐng)域,技術(shù)難度大,產(chǎn)品附加值較高。并購后,埃斯頓將利用本土渠道和銷售渠道幫助CLOOS在中低端領(lǐng)域提升市占率。?
短期來看,埃斯頓收購CLOOS協(xié)同效應(yīng)已顯:CLOOS國內(nèi)出貨量由2019年的1026臺提升至2020年的1700臺,同比+66%。而2021年以來,CLOOS(中國)又接連收獲頭部客戶超大訂單,助力業(yè)績增長。?
長期來看,焊接自動化趨勢明顯+強強聯(lián)手補足中薄板短板:埃斯頓有望憑借技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈、資金等多重優(yōu)勢,有望快速提升在國內(nèi)焊接機
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