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资讯 > 融资并购 > 智能制造之工业自动化集成行业研究分析报告|【九鼎研报】
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智能制造之工业自动化集成行业研究分析报告|【九鼎研报】

时间:02-16 18:09 阅读:4214次 转载来源:九鼎投资

核心观点

行业概览

工业自动化集成是智能制造的基础,是实现“中国制造2025”的核心途径。

中国实体经济受贸易战和金融政策的影响,正面临重大的困难和发展的不确定性。过去的五到十年,中国制造业在工业自动化改造的进程中已经跨出重要一步,正经历高速发展时期。

利用机器人、互联网等先进手段改造传统生产方式,已经成为中国制造业的发展趋势。作为PE机构,中国制造业的转型升级一直是我们关注的核心之一,与中国制造业共成长也是我们始终秉持的价值投资理念。

目前,九鼎投资在智能制造相关领域已投资项目70余个,其中有20余家企业已成功实现上市或挂牌,其中包括神州高铁、昊志机电等等。

市场规模

近5年国内机器人市场一直保持高速增长,据IFR统计,我国已连续数年成为全球第一大工业机器人应用市场,2016年中国工业机器人全年累计销售8.9万台,同比增长30%。2017年全年累计销售约为13.8万台,同比增长55%。在下游需求推动下,我国工业机器人的销量持续高速增长,保守估计,行业增速有望保持在25%以上。

行业驱动

1.人口红利丧失,人工成本上升,实现工业自动化替代人工的经济性不断提升

2.人员管理难度加大,工业自动化有助于提高生产质量稳定性

3.安全工作的替代需要

4.市场竞争的需要

5.政策驱动量。

投资机会

我们认为,自动化和智能化的进程不会因贸易环境和金融环境的变化而中断,反而头部企业会借此机会,加速进行工业自动化集成的改造,从而拉开与竞争对手的距离。

从事工业自动化集成的企业正经历着最好的时期也是最坏的时期。下游需求快速增长和企业规模不断提升的同时,伴随着竞争加剧,工程师人力成本提升,客户要求不断提高和资金缺口扩大的持续挑战。通过IPO或者并购上市的企业数量逐年增加,但部分企业高增长的同时也伴随着资金链紧张甚至断裂的问题。

未来三到五年,工业自动化集成行业仍将保持高速增长,相关企业将分享增长红利,规模迅速壮大。优秀企业有望持续得到资本市场的助力,成为各个领域的领军企业。

目录

1 行业分析

1.1 产业链介绍

1.2 行业政策

1.3 行业规模

1.4 行业驱动因素

2 竞争分析

2.1 竞争要素

2.2 竞争态势

3 综述及展望

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 行业分析

工业自动化集成是指在客户商业模式和生产组织流程基础上,对传统生产体系进行升级改造,以实现自动化设备对人的部分取代,减轻人的劳动强度,提高劳动生产率,提升产品质量。

工业自动化集成行业是智能制造的基础,也是我国实现“中国制造2025”的必经之路。智能制造也被称为工业4.0,其本质是以工业自动化为基础,通过互联网等信息技术对传统制造业进行升级改造。工业自动化集成行业提供的产品是硬件和软件的结合体,集成了机器人、自动化设备、控制软件、MES(制造执行系统)等,具备非标设备定制化的特点。

1.1 产业链介绍

工业自动化集成行业的产业链上游包括减速器、伺服电机、控制系统、本体和软件等领域,下游应用广泛,涵盖汽车、消费电子、家电家居和食品医药等,几乎覆盖全部工业领域。

图1:工业自动化集成行业产业链示意图

资料来源:九鼎投资

  • 上游:

工业自动化集成的所需材料包括工业机器人、各类机械类零部件和电气类零部件,其中机器人是自动化集成的最主要的成本要素。

全球工业机器人的供应主要掌握在“四大家族”(Fanuc、ABB、Kuka、安川)的手中,其市场占有率超过50%。工业自动化集成行业的主流客户通常将工业机器人的选用限定在“四大家族”品牌范围内,造成“四大家族”相对强势。

工业机器人价格相对透明,与采购量相关度较高。大部分机械类零部件和电气类零部件虽然受供求关系等因素影响,其价格会出现一定幅度的波动,但整体而言国内机械类零部件和电气类元器件市场较为成熟、产品供应较为稳定,对自动化集成企业的影响较小;部分技术含量较高的零部件由国外几家著名企业生产,这类部件能否持续稳定供应对国内智能制造装备企业具有一定的影响。

  • 下游:

工业自动化集成企业服务的领域较广,包括电子制造、汽车及其零部件制造、医疗设备制造、机械设备制造等。自动化生产设备是下游企业生产活动的必备基础设施。因此,随着企业生产线的更新或新建,工业自动化集成设备需求将不断增加。

其中,电子制造业和汽车业因其规模庞大、工人数量多、产品良率要求高等因素,成为工业自动化和智能化改造的重要领域。

电子制造业、汽车业以及工程机械等行业市场集中度高,头部企业规模较大、资金较为充裕,相对本行业较为强势。

本行业仍处于快速发展期,行业集中度不高,相对上游和下游有一定议价能力,但相对部分龙头客户议价能力较弱。随着本行业集中度提高,头部企业规模的上升,议价能力将逐步改善。

1.2 行业政策

本行业由中华人民共和国工业和信息化部进行管理。中华人民共和国工业和信息化部主要负责拟定行业规划、产业政策和标准;监测工业行业日常运行;推动重大技术装备发展和自主创新;指导推进信息化建设;协调维护国家信息安全等,同时国务院,发改委对行业的发展也有重大政策影响。

表1:近年工业自动化集成行业主要产业政策

时间

事件

2016年4月

国务院发布《装备制造业标准化和质量提升规划》,要求对接《中国制造2025》,推动重点领域标准化。

2016年4月

工信部发布《关于开展智能制造试点示范2016专项行动的通知》和《智能制造试点示范2016专项行动实施方案》,明确专项行动具体目标,部署2016年具体工作。

2016年4月

工信部,发改委和财政部联合发布《机器人产业发展规划(2016-2020年》,提出产业发展5年规划,要求机器人密度达到150以上。

2016年12月

工信部和财政部联合发布《智能制造发展规划(2016-2020年)》,提出“推进智能制造关键技术装备、核心支撑软件、工业互联网等系统集成应用,以系统解决方案供应商、装备制造商与用户联合的模式,集成开发一批重大成套装备,推进工程应用和产业化。引导有基础、有条件的中小企业推进生产线自动化改造,开展管理信息化和数字化升级试点应用。建立龙头企业引领带动中小企业推进自动化、信息化的发展机制,提升中小企业智能化水平。”

资料来源:九鼎投资整理

1.3 行业规模

工业自动化集成是智能制造的基础。工业自动化集成需要根据企业的生产组织模式,质量管理体系,具体工业特点进行自动化改造和升级。

西门子德国安贝格工厂,是目前全球最先进的数字化工厂,被认为最接近工业4.0概念,其中近75%的生产作业已实现自动化。

安贝格工厂对超过3亿个元器件进行信息识别,包括:哪条生产线生产、用什么材质、生产时的扭矩、用什么样的螺丝钉等等,例如:当一个元件进入烘箱时,机器会判断该用什么温度以及时间长短,并可以根据下一个进入烘箱的元件适时调节生产参数。

在此过程中,Simatic IT生产执行系统每天将生成并储存约5000万条生产过程信息。工厂内真实工厂与虚拟工厂同步运行,真实工厂生产时的数据参数、生产环境等都会通过虚拟工厂反映出来,而人则通过虚拟工厂对真实工厂进行把控,优化所有流程,确保达到99.9988%的产品合格率。相比1989年的每百万次电子产品加工出错500次,现在只有12次,出错率大幅降低。

通过工业自动化集成实现制造体系的硬件和软件系统完美结合,成为当前智能制造工厂的典型形态。

相比传统工业强国,我国制造业发展并不均衡,少部分电子产品、汽车生产企业自动化程度较高,大部分工厂仍十分依赖人工操作,总体上呈现出人力密集型制造业、工业2.0(大规模制造机械化)和工业3.0(工业自动化)并存的态势。工业自动化的基础相对薄弱,在人工成本上升,国内产业升级,消费升级的的大背景下,中国制造业的自动化集成行业在近年处于高速发展阶段。

  • 1.3.1 市场规模

工业自动化集成属于非标装备制造行业,客户分布在国民经济的各个领域,行业规模很难准确统计,因此缺乏成熟、可信的市场数据。

在工业自动化数十年的发展过程中,以机器人为核心载体,集成配套其它辅助设备,成为实现工业自动化的主要模式。因此,我们用工业机器人规模和密度等指标测算工业自动化集成的行业规模及增速。

由于我国目前工业自动化集成领域发展并不均衡,行业内多数是机器人及辅助设备的硬件集成,对MES,PLM等相关软件的集成实施相对较少。从具体的产业形态看,机器人为标准化产品,产业成熟,整体行业规模相对明确,在我国目前工业自动化集成行业与客户签订的合同中,机器人的价格约占合同金额的三分之一左右,通常不高于二分之一,可由此推测工业自动化集成行业整体市场规模。

全球范围来看,在2005-2008年间,工业机器人销量稳定在每年11.5万台左右。自2010年以来,工业生产的自动化水平提升及工业机器人技术的不断创新导致工业机器人需求大幅加速。2017年,工业机器人销量大幅上升到38万台左右。2010-2017年,工业机器人全球产量的复合增长率为17.8%。预计未来三年,工业机器人销量增速仍能维持较高水平。

图2:全球机器人销量和增长率情况

资料来源:IFR,九鼎投资

近5年国内机器人市场一直保持高速增长,据IFR统计,我国已连续数年成为全球第一大工业机器人应用市场,2016年中国工业机器人全年累计销售8.9万台,同比增长30%。2017年全年累计销售约为13.8万台,同比增长55%。在下游需求推动下,我国工业机器人的销量持续高速增长,保守估计,行业增速有望保持在25%以上。

图3:我国工业机器人销量及增长率

资料来源:IFR,工信部,九鼎投资

2017年我国的工业机器人销量约为13.8万台,工业机器人的单台价格从10多万到50万以上不等,价格范围较宽,小型机器人的用量较大,可以保守按照每台20万元人民币的价格推算,国内工业机器人的市场规模约为276亿元人民币。根据工业机器人在工业自动化集成行业中的成本占比,若是以硬件为主的自动化生产线,则机器人成本占比为40%-50%,若包含了数字化、信息化、MES等软件整合应用,则额外增加20%甚至更高比例的软件销售额,综合判断机器人在工业自动化集成销售额中占比三分之一左右,推算我国工业自动化集成的市场规模在828亿元左右。

  • 1.3.2 市场构成及增长判断

以工业机器人应用领域的统计分析来看工业自动化集成的市场构成,电气电子设备和器材制造已经超过汽车制造业成为中国市场的首要应用行业,2017年销售近5万台,占中国市场总销量的35.2%,占比比上年提高5.2个百分点;汽车制造业仍然是十分重要的应用行业,2017年新增4.3万台机器人,在中国市场总销量的比重微增至31.2%。此外金属加工业(含机械设备制造业)及其他制造业门类也都表现出增长态势。

根据《机器人产业发展规划(2016-2020年)》:“实现机器人在重点行业的规模化应用,机器人密度达到150以上。” 2015年我国机器人实际密度约为50台/万人,2016年达到68台/万人,2017年已经快速增长到88台/万人,根据我国产业发展目标,2020年机器人密度达到150台/万人以上,机器人保有量将持续快速增长,考虑到机器人使用寿命,新增机器人的增长率超过25%。

从工业自动化集成的下游应用看,不同领域的渗透率差异较大。在消费电子、家电家居等领域仍处于快速增长阶段,头部企业已经实现了较高程度的自动化集成应用,而二三线企业通过提高自动化应用水平增强自身竞争力,加大自动化投资力度。汽车领域的自动化集成趋于成熟期,技术和应用已经较为稳定,渗透率较高,国内汽车品牌企业也在加大投资实现工业自动化。汽车零部件的自动化集成则仍然处于发展初期,渗透率较低,市场潜力较大。其它如工程机械、金属加工等领域的工业自动化渗透率也相对较低。整体看,工业自动化集成行业仍处于成长期,尤其自动化集成向智能化发展,将带来持续的行业增长。

图4:工业自动化集成行业发展阶段

资料来源:九鼎投资

综合来看,工业自动化集成在消费电子、金属加工、家电家居、食品等领域仍有较大增长空间,预计行业未来三年仍能保持25%-30%的快速增长。

1.4 行业驱动因素

1、人口红利丧失,人工成本上升,实现工业自动化替代人工的经济性不断提升

一方面,我国人口生育高峰已过,适龄劳动青年数量较以前有下降,中低端劳动力供给不足。同时我国城镇就业人员年平均工资(非私营单位)基本保持两位数增速,从2010年37,147元增长到2017年的74,318元,人力成本大幅上升。另一方面,工业机器人价格不断下降,工业自动化的成本降低,技术日益成熟,替代人工的经济性不断提升。

2、人员管理难度加大,工业自动化有助于提高生产质量稳定性

更年轻的产业工人相比60/70后而言,自身诉求较多,不愿意从事工资低、单调重复、环境差的工作。因此,近年来出现了沿海城市的“民工荒”,以及部分制造业向劳动力资源更丰富的内陆或者东南亚转移的现象。人员管理难度加大,生产质量稳定性难以保证,工业自动化的需求趋于强烈。

3、安全工作的替代需要

部分工作如焊接、机加工、重物搬运、民爆等危险系数较高,生产安全易受到工人技术熟练程度、自身的安全意识等多方面的影响难以管理,容易出现安全事故,一旦出现较大的安全事故,企业则面临巨额赔偿以及较大的社会舆论压力,影响正常经营,企业法人和管理层要承担相应的管理责任,而换成机器人则可以大幅降低出现生产安全事故的风险。

4、市场竞争的需要

目前我国部分制造业仍处于手工及半自动生产状态。工业自动化集成可提升产品生产过程中的制造精度、速度,由此而提升产品质量、产量,提高产品合格率、生产效率;通过对自动化的升级实现更高的数据化和智能化,在设备互联的基础上可以提高生产线协同水平,优化和调度多车间、多生产线等生产资源,在未来通过供应链及客户管理系统对接,还可以实现生产与市场动态实时匹配。通过智能制造可以使企业的产品一致性更高、产量最大化,并可使工厂的设备得到最优化利用,提高企业的市场竞争力。

5、政策驱动

我国目前是全球工业制造产值第一大国,然而在高端制造领域仍主要由日、欧、美等国家和地区主导,低端领域受东南亚国家竞争的影响也在不断迁出,我国的制造业大而不强,经济增长进入L型状态,企业转型升级需求迫切。为改变制造业的现状并顺应国际上工业4.0发展的趋势,我国制定了《中国制造2025》和相关产业未来发展规划,并设立了相关专项资金用于支持智能制造项目推广。

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 竞争分析

资金和人才是本行业的核心竞争要素。当前,行业集中度较低,在快速增长的同时竞争仍较为激烈,未来随着行业的成熟和竞争格局的相对稳定,行业集中度将逐步提高。行业内优秀企业通过IPO或并购上市,成为细分领域的龙头。

2.1 竞争要素

1.1.人才

工业自动化集成行业是相对轻资产、智力密集型行业,需要从业人员对下游客户的生产工艺、生产流程等有深入了解,有一定行业经验,并拥有机械、电子、控制、计算机、传感器等多门类知识,能提供完整的自动化集成解决方案。在当前市场中,优秀从业人员可以挖掘客户需求,提供最优解决方案。因此,拥有丰富经验的人才是行业内最为紧缺的资源,是企业发展的核心要素。

1.2.资金

工业自动化集成行业对上下游的大型企业相对弱势,议价能力不强,对上游应付账期较短,而下游是按照项目进度付款,企业为客户采购设备往往需要垫资,对企业资金周转能力要求较高。有充裕资金的企业可以藉此赢得大量订单,扩大市场份额。

1.3.品牌

工业自动化集成行业下游分布在各个制造业细分领域内,行业跨度大,方案包含多项非标设施,细节差异性较大。自动化解决方案直接影响到客户系统效率是否能够得到提高,盈利能力是否能够得到增长。因此客户在选择工业自动化解决方案的时候会比较谨慎,会关注解决方案提供厂商是否有运作成熟的相关案例,并在方案完成后进行较长时间的严格测试和检验。所以下游客户往往都更偏好于选择拥有相关领域成功案例的企业来进行方案设计和实施。因此,拥有行业品牌的工业自动化集成企业更容易打开相关市场。

1.4.服务

由于自动化集成方案均是按照下游客户具体的生产工艺、流程、场地等进行设计,方案非标准化,在实施后可能存在一定使用上的问题,需要一定时间的测试与检验,这时就需要方案提供商进行后续跟进、提供相应售后服务。同时,客户在未来需要新建自动化制造生产线或者更换原生产线相关设备时,也会首先考虑为其提供过方案设计的供应商。拥有较好的售前设计与售后服务的方案解决商可以将客户快速绑定。

1.5.技术

工业自动化解决方案综合了机械、电子、计算机和通信等学科的技术、知识,使制造系统中生产规划、作业调度、制造加工和质量保证等各个子系统分别智能化,从而形成具有感知、决策和执行功能的制造系统。从狭义上讲,工业自动化是指具有感知、分析、推理、决策及控制功能的制造装备,涉及工业机器人、3D打印、智能控制系统等前沿领域。从广义上讲,工业自动化是指能够实现生产过程自动化、智能化、精密化及绿色化的装备产品,是先进制造技术、信息技术和智能技术在装备产品上的集成和深度融合。因此这个行业对于新进入企业形成了一定的技术壁垒。

2.2 竞争态势

工业自动化集成行业主要的竞争在于人才、资本和技术实力。当前上市公司主营业务为工业自动化集成或者涉及此类业务的较多,市场增长很快,但竞争也趋于激烈,整体行业集中度还较低。机器人“四大家族”凭借其在工业机器人方面的优势在下游工业自动化集成方面有一定市场,但其目的多为推广其机器人产品,把握高端客户,业务重心并不在此,市场规模合计约为13%左右,较大规模外资企业还有杜尔,埃森曼,爱孚迪等专业领域的大型自动化公司,在国内的销售额约在十亿级;国内企业普遍规模较小,少数国内较大规模的自动化集成企业如德梅柯(华昌达)及新松占比不到4%左右,未上市的中小企业还很多,普遍规模不大。

表2:行业主流企业竞争态势(2017年)

名称

公司规模

(万元)

市场占有率

(当前)

市场占有率

(未来)

ABB

约600,000

7.25%

稳定

柯马

约180,000

2.17%

下滑

库卡

约100,000

1.21%

稳定

发那科

约100,000

1.21%

下滑

安川

约100,000

1.21%

下滑

华昌达

296,602

3.58%

下滑

机器人

245,000

2.96%

上升

新时达

237,329

2.87%

上升

科瑞技术

148,000

1.79%

稳定

博众精工

120,000

1.45%

稳定

大连奥托

100,000

1.21%

稳定

北自所

80,000

0.97%

下滑

拓斯达

76,442

0.92%

上升

鑫燕隆

70,000

0.85%

稳定

赛腾股份

68,317

0.83%

上升

哈工智能

58,891

0.71%

稳定

明匠智能

50,000

0.60%

稳定

埃斯顿

48,903

0.59%

上升

软控股份

26,484

0.32%

上升

其他

5,574,032

67.32%

合计

8,280,000

100%

资料来源:九鼎投资

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3

 综述及展望

随着我国产业升级的需要,人力成本的上升,以及政策大力引导和推动,下游需求快速爆发,工业自动化集成行业获得快速发展。行业内客户有不同专业属性的自动化集成需求,而不同专业属性的技术壁垒较强,因此头部企业具有较强的客户协同效应。同时头部企业业务规模较大,会增强对上游供应商和下游客户的议价能力,也会增强对资金和人才的吸引力。头部企业的品牌和成功案例将进一步增强其行业影响力,投入研发和引导行业向智能化进一步发展,成为工业大数据及智能制造的潜在龙头。

工业自动化集成行业在高速增长的同时,也面临一定的风险。若经济出现大幅波动和金融环境的恶化,下游客户的固定资产投资意愿下降,导致行业需求增长缓慢,进一步加剧行业内企业竞争,影响企业的盈利能力。工业自动化集成行业因其产品具备较强的非标定制化的特性,人员管理、项目管理和现金流的管理难度较大,若管理不善,企业将出现经营风险。

作者介绍

哈尔滨工业大学机械工程专业学士,清华大学机械工程专业硕士,对外经贸大学金融工程在职硕士。在九鼎任职9年,主导投资过:星源材质项目(已上市)、九鼎新材项目(上市公司业务)、奔朗新材项目(新三板挂牌),UP Chemical(已并购)、德纳化工项目(IPO申报中)、俊富无纺布(申报中),分管巨什机器人项目(并购谈判中)、科卫泰(申报准备中)、宝玛科技(控股投资)等。加入九鼎前,曾任职于中国环球租赁有限公司担任机电设备部总经理。

哈尔滨工业大学材料学院学士,北京航空航天大学工商管理硕士,十年从事通讯电子研发和管理工作,四年股权投资工作,曾就职于LG等外企和上市公司。在九鼎任职期间,曾主导投资智能制造,无人机等多个项目,主要关注新材料、高端制造、TMT等领域的投资机会。

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