人工智能行業(yè)深度分析

人工智能行業(yè)深度分析一、人形機(jī)器人概覽，投資前景廣闊機(jī)器人概述：應(yīng)用場(chǎng)景逐漸泛化，且由“自動(dòng)”向“智能”演進(jìn)機(jī)器人是具備一定程度自主能力的可編程多功能操作機(jī)。根據(jù)美國機(jī)器人協(xié)會(huì)，機(jī)器人是一種可編程和多功能的操作機(jī)，或是為了執(zhí)行不同任務(wù)而具可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)。機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景逐漸泛化，覆蓋更多客戶。最初的機(jī)器人的核心功能是替代人進(jìn)行重復(fù)的、危險(xiǎn)的工作，同時(shí)提高效率與精度；之后以“服務(wù)人”為功能的機(jī)器人走入人們的眼簾，用于迎賓接待等與人類距離更近的場(chǎng)景，娛樂/掃地機(jī)器人等大規(guī)模進(jìn)入家庭；接著其高精度的特性被用于物流、醫(yī)療，自動(dòng)取件、輔助護(hù)理機(jī)器人開始出現(xiàn)。機(jī)器人逐步由“自動(dòng)化”向“智能化”演進(jìn)。機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了三代的演進(jìn)，第一代為程序控制機(jī)器人：通過編程或示教將動(dòng)作指令輸入機(jī)器人中，而由于缺乏外部傳感器，機(jī)器人只能刻板地完成程序規(guī)定的動(dòng)作，一旦環(huán)境情況略有變化，機(jī)器人的工作就會(huì)出現(xiàn)問題；第二代為自適應(yīng)機(jī)器人：其帶有視覺、力覺等傳感器，能據(jù)傳感器獲得的信息調(diào)整工作狀態(tài)；第三代為智能機(jī)器人：其擁有更豐富的傳感器，不僅能獲取并處理外部綜合信息，甚至能據(jù)此自己制定行動(dòng)目標(biāo)，其智能主要體現(xiàn)在感知交互、獨(dú)立決策、自我優(yōu)化三個(gè)方面。機(jī)器人可分為工/服二類，人形機(jī)器人更偏向服務(wù)機(jī)器人機(jī)器人一般分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人兩大類，對(duì)應(yīng)著不同的應(yīng)用場(chǎng)景與結(jié)構(gòu)要求。IFR將機(jī)器人分為工業(yè)/服務(wù)機(jī)器人兩種大類，前者“運(yùn)用在工業(yè)自動(dòng)化中，以自動(dòng)化控制、可編程、多功能、三軸以上為特點(diǎn)，基于搬運(yùn)、焊接、噴涂、裝配等不同用途裝配特定的末端執(zhí)行器”。后者則為半自主或全自主工作的機(jī)器人，它能完成有益于人類的服務(wù)工作，但不包括從事生產(chǎn)。自動(dòng)化、消費(fèi)升級(jí)不斷擴(kuò)展著對(duì)兩類機(jī)器人的需求，且服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模的增速更大。數(shù)據(jù)受限，工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模使用“年安裝量”衡量，服務(wù)機(jī)器人則使用“年銷售量”衡量，口徑不一，但能大抵反映出兩類機(jī)器人的規(guī)模增速。按照工作類型劃分，搬運(yùn)、焊接工業(yè)機(jī)器人年安裝量最高。按照工作類型，工業(yè)機(jī)器人可分為：搬運(yùn)、焊接、組裝等幾類，根據(jù)IFR，搬運(yùn)、焊接機(jī)器人的全球年安裝量最高，這體現(xiàn)出這二者在不同行業(yè)都將用到，且相關(guān)技術(shù)較成熟。工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用領(lǐng)域：以電子、汽車等大批次、高精度、標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)場(chǎng)景居首。工業(yè)機(jī)器人負(fù)載大、精度高、前期固定成本高，故在需要進(jìn)行大批次、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的領(lǐng)域中更受歡迎。根據(jù)IFR，工業(yè)機(jī)器人在電子、汽車行業(yè)的安裝量最高。例如特斯拉、上汽工廠的自動(dòng)化率都已非常高，依靠機(jī)械臂即可完成絕大部分車身組裝工作。但應(yīng)注意到，汽車行業(yè)新安裝機(jī)器人數(shù)近年逐年遞減，這可能說明這一行業(yè)的自動(dòng)化水平接近瓶頸值，未來增量空間較少。二、人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)階段一：特斯拉汽車工廠、發(fā)燒友、高端消費(fèi)者創(chuàng)造需求2-3年內(nèi)，囿于技術(shù)不成熟，人形機(jī)器人在B端難有明晰應(yīng)用場(chǎng)景，且未量產(chǎn)的價(jià)格對(duì)C端用戶恐較難接受。第一，ASIMO、Atlas、Tesla、小米、優(yōu)必選發(fā)布的機(jī)器人側(cè)重于其運(yùn)動(dòng)能力，對(duì)其手眼協(xié)同執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)的能力未過多描述，這意味著短期內(nèi)其難以走入工廠大規(guī)模補(bǔ)充勞動(dòng)力。從技術(shù)看，當(dāng)前人形機(jī)器人還只能基于固定規(guī)則運(yùn)動(dòng)，即使投入生產(chǎn)性工作，亦只能局限在有限動(dòng)作與場(chǎng)景，而這又與對(duì)人形機(jī)器人“跨場(chǎng)景靈活工作”的期望相悖，尚待控制算法的進(jìn)一步成熟。第二，當(dāng)前人形機(jī)器人服務(wù)能力主要體現(xiàn)在講解引導(dǎo)、表演方面，還無法較好地完成家務(wù)，在家庭場(chǎng)景其與智能音箱的功能更為相似，再加之價(jià)格較高，C端用戶在短期內(nèi)可能不會(huì)大量接受。階段二：進(jìn)入商業(yè)服務(wù)、工業(yè)制造場(chǎng)景，且家庭場(chǎng)景滲透率提升技術(shù)的完善助力機(jī)器人填補(bǔ)制造業(yè)用工缺口。階段二，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制能力、續(xù)航持久性得到提升，得以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，承接制造業(yè)中跨場(chǎng)景的工作。據(jù)《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，至2025年我國制造業(yè)將有3,000萬的人才缺口，占全球缺口的主要份額。假設(shè)人形機(jī)器人售價(jià)為37萬元，且2026-2030年在制造領(lǐng)域人形機(jī)器人對(duì)人工的新增滲透率相同。預(yù)計(jì)階段二中人形機(jī)器人對(duì)人工的累計(jì)替代率分別為9%、11%時(shí)，2030年新增滲透率分別為1.8%、2.2%，創(chuàng)造的市場(chǎng)規(guī)模分別為1,998、2,442億元。階段三：家庭普及度進(jìn)一步提升，承擔(dān)陪伴、照顧功能受益于AI技術(shù)發(fā)展，人機(jī)交互進(jìn)一步提升，能承擔(dān)陪伴、照顧人的功能，在有孩子與老人的家庭中滲透率進(jìn)一步提升。在第三階段AI技術(shù)進(jìn)一步成熟，助力機(jī)器人更好地回應(yīng)人的情感需求。與此同時(shí)，機(jī)器人的自主程度進(jìn)一步提升，能夠通過觀察人的體征與行為而自主作出幫忙倒水/送藥/發(fā)起對(duì)話等決策，實(shí)現(xiàn)呵護(hù)人的功能。市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)：2035年，假設(shè)人形機(jī)器人價(jià)格為20萬元，且照顧、陪伴功能分別為美國/歐洲/亞洲市場(chǎng)累計(jì)新增了5%/7%/4%的滲透率，即單年滲透率分別為1%/1.4%/0.8%。在較悲觀/中性/較樂觀的場(chǎng)景中，家庭場(chǎng)景的市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到3.00萬億/3.66萬億/4.26萬億元。階段三中工業(yè)、場(chǎng)景的市場(chǎng)規(guī)模也還可能上升。本報(bào)告主要考慮機(jī)器人交互性、自主性提升為家庭場(chǎng)景創(chuàng)造的規(guī)模，故認(rèn)為工業(yè)/商業(yè)規(guī)模與階段二同。三、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂砀庞[：感知、運(yùn)動(dòng)、交互為三大模塊，關(guān)節(jié)技術(shù)占價(jià)值量大頭減速器、電機(jī)、控制器、傳感器為核心零部件，前兩者構(gòu)成機(jī)器人的關(guān)節(jié)，在價(jià)值量上占據(jù)大頭。從功能而言，上述四個(gè)零部件在硬件層面保障感知、運(yùn)動(dòng)、交互三大功能的實(shí)現(xiàn)；從價(jià)值量而言，減速器、伺服系統(tǒng)、控制器占據(jù)工業(yè)機(jī)器人價(jià)值量的70%，同時(shí)人形機(jī)器人與服務(wù)機(jī)器人類似，具有更多傳感器，故傳感器的價(jià)值量也隨之上升。視覺傳感：自動(dòng)駕駛技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)能為機(jī)器人帶來助益機(jī)器人的傳感器分為內(nèi)部傳感器與外部傳感器。內(nèi)部傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)機(jī)器人的姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如速度/加速度傳感器、指尖的力矩傳感器等；外部傳感器的功能在于感知周圍環(huán)境、識(shí)別目標(biāo)對(duì)象等，包括視覺傳感器、聽覺傳感器、觸覺傳感器（檢測(cè)外部對(duì)機(jī)器人的作用力）等。環(huán)境感知、運(yùn)動(dòng)控制甚至人機(jī)交互這三大核心功能均以視覺傳感為基礎(chǔ)。相較工業(yè)機(jī)器人，人形機(jī)器人搭載更多的視覺傳感器，這幫助其識(shí)別外部環(huán)境，進(jìn)而做出行為決策，比如智能避障、路徑規(guī)劃。此外，視覺傳感幫助機(jī)器人識(shí)別對(duì)象、“看到”人的表情與動(dòng)作，以此更好地進(jìn)行人機(jī)交互。可以說，人形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制、人機(jī)交互均以環(huán)境感知為基礎(chǔ)，其中又以視覺傳感器為關(guān)鍵?？刂破鳎嚎刂扑惴榧夹g(shù)核心，人形領(lǐng)域有望縮小國內(nèi)外差距控制器是機(jī)器人的“大腦”，是運(yùn)動(dòng)控制的中樞。它接收來自內(nèi)外部的傳感信息，分析決策，并向關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)發(fā)出行為指令。控制器產(chǎn)業(yè)鏈上游是PCB面板、IC芯片、晶體管等零部件生產(chǎn)，中游是控制器本體制造，下游是機(jī)器人、半導(dǎo)體廠商?？刂扑惴榧夹g(shù)核心，知名機(jī)器人廠商一般自研控制器，國產(chǎn)化率低。除高性能芯片外，控制器所需硬件各廠商相差無幾，主要差距在于軟件：一方面是控制算法的性能與穩(wěn)定性，另一方面是工業(yè)機(jī)器人大都搭配公司自己開發(fā)的軟件環(huán)境和編程語言。因此，知名機(jī)器人廠商大都自研控制算法與控制器，不假外購，故控制器市場(chǎng)格局與機(jī)器人本體的市場(chǎng)格局相似。國內(nèi)自主品牌在中國控制器市場(chǎng)未有市占超過3%的公司，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。四、投資分析鳴志電器：控制電機(jī)龍頭，步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)皆具優(yōu)勢(shì)公司提供控制電機(jī)、伺服系統(tǒng)、電機(jī)編碼器領(lǐng)域成熟產(chǎn)品系列。公司的步進(jìn)電機(jī)、空心杯電機(jī)、伺服電機(jī)在國內(nèi)外得到廣泛使用，其混合式步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品地位尤高，占據(jù)全球市場(chǎng)10%以上份額。上述電機(jī)或集成的伺服系統(tǒng)均可能在人形機(jī)器人上搭載?？刂齐姍C(jī)相關(guān)產(chǎn)品貢獻(xiàn)營收較大份額，且電機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)帶來的高毛利率帶動(dòng)公司綜合毛利率、凈利潤上升。公司控制電機(jī)業(yè)務(wù)占據(jù)大頭且呈上升之勢(shì)，2021年達(dá)到77.3%，這一領(lǐng)域毛利率維持在40%左右，帶動(dòng)綜合毛利率介于35-40%間。2021年?duì)I業(yè)收入同比增速22.6%，凈利潤同比增速39.6%，業(yè)績穩(wěn)步增長。兆威機(jī)電：微型傳動(dòng)龍頭，布局新興領(lǐng)域，或受益于機(jī)器人量產(chǎn)公司為微型傳動(dòng)領(lǐng)域龍頭，微型傳動(dòng)隨電子產(chǎn)品、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)發(fā)展而日益重要，且行業(yè)壁壘深厚。傳動(dòng)系統(tǒng)是傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的裝置組合；微型傳動(dòng)系統(tǒng)主要用于控制調(diào)節(jié)、傳遞運(yùn)動(dòng)，在通信設(shè)備、智能家居、服務(wù)機(jī)器人、汽車電子、醫(yī)療器械等產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。行業(yè)壁壘包含技術(shù)、客戶兩方面，前者指微型齒輪模具設(shè)計(jì)與精密加工能力，后者是客戶認(rèn)證。公司逐漸積累技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)與客戶資源，具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。公司布局新興