犀说北交所鼎智科技:微特电机“小巨人”,深度受益于机器人产业链崛起浪潮 近日 英伟达 GTC会议上,黄仁勋在主题演讲中发布一系列机器人相关产品:NVIDIAIsaacPerceptorIsa... 

公司已形成了由直流电机、混合式步进电机、线性执行器和音圈电机四大类电机组成的精密运动控制系列产品集群。公司产品定位中高端,线性执行器为行业领先产品,呼吸机配套音圈电机打破国外垄断,与下游知名医疗器械及工业自动化头部企业建立稳定合作关系。

1.技术优势

(1)核心零部件自制,自制产品性能优于外购

在螺母方面,为配合T型丝杆的传动,公司采用自主研发的材料配方和自主设计的模芯牙形及独特的脱模装置,实现产品外形和传动螺纹一体注塑成型,配合精度较高、产品一致性良好,与丝杆配合使用背隙可达0.01mm以内,传动寿命可达500万次以上,具有良好的传动精度、传动效率及寿命。

在齿轮箱方面,目前微型精密行星齿轮基本由国外企业垄断,尤其是在高速精密行星齿轮领域,国内厂家更是较少参与。公司选用高端加工测量设备和先进的齿轮设计软件,自主研发并生产的微型齿轮箱在2万转高速工况下,可实现低噪音、低背隙、高精度的运行效果。

(2)高议价权和高自制率带来较高毛利水平

不同于电机及零部件多为外购,公司线性执行器自制率逐年提升。自制率提升可降低中间环节成本,从而实现整体成本的有效压缩;核心零部件的自主研发与生产,也意味着关键技术参数、生产工艺的完全掌握,这不仅增强了产品核心技术的保密性,也使得公司能够快速响应市场需求,灵活调整产品设计,实现快速迭代;此外,高自制率也确保了产品质量的一致性和稳定性,有利于提升客户满意度和品牌忠诚度。

得益于高议价权和高自制率,公司线性执行器维持高毛利率水平。2019-2022年,公司线性执行器毛利率逐年提高,2022年达64.93%,相较于2019年的57.54%提升了7.39个百分点,演绎国产替代降本增效发展逻辑。

从整体来看,2020年、2021年、2022年及2023年1-9月,公司销售毛利率均保持在50%以上,而销售净利率均保持在25%以上,盈利能力优于同行。预计未来随公司持续优化产品结构、提升技术性能、推进控本降费,高盈利能力有望维持。

(3)已具备多尺寸,可切入行星滚柱丝杠行业

在此基础上,公司凭借多尺寸滚珠丝杆线性执行器与空心杯电机的双核产品矩阵,正积极布局行星滚柱丝杠行业,有望凭借既有优势,精准把握市场机遇,迅速切入并抢占市场先机,推动公司业务迈上新的台阶。

2.研发投入逐年加大

研发投入方面,近年来公司逐年加大研发资金投入,呈现出研发费用持续攀升的态势。2019-2022年,公司研发费用从408.3万元增长至1528.99万元,CAGR达55.29%,占营业收入的比例分别为5.15%、7.74%和4.80%。;2023年1-9月,公司研发费用达1621.33万元,与上年同期相比增长62.21%,占营收收入的比例为6.81%。

公司逐年增加的研发费用是公司实施创新驱动发展战略、提升核心竞争力、应对市场挑战、实现可持续发展的关键举措,推动了产品与服务的迭代升级,更为企业的长远发展注入了源源不断的创新动力。

3.线性执行器市占率全球第二,客户资源优质

在线性执行器方向公司最主要的竞争对手是美国海顿科克,目前公司在全球市场占有率排名第二,在国内市占率已经超过海顿科克成为第一。公司的丝杆螺母目前完全自主生产,包括设计、工艺、模具、注塑等。对于高效率、高精度、更长寿命的应用场合,公司可以根据客户能接受的合理费用为电机选配不同规格的滚珠丝杆,C7是标准精度等级,有C5/C3精度等级可选。

1.智能制造浪潮为工业机器人带来广阔发展空间

智能制造强调的是数字化、网络化、智能化的深度融合,而工业机器人则是实现这一目标的重要载体。通过物联网、大数据、云计算等先进技术的赋能,工业机器人能够实现更高级别的自主决策、精准控制和灵活应变,从而满足智能制造对于高效、灵活、个性化的生产需求。比如,通过人工智能算法训练的工业机器人可以实现更高精度的零件识别、装配和质量检测;通过云端平台远程控制的机器人可以实现实时的数据交互与优化调度,显著提高生产线的整体效率。

同时,智能制造也催生了工业机器人技术的创新升级。以协作机器人、柔性机器人、服务机器人为代表的新一代工业机器人产品,因其具有更高的灵活性、安全性及人机交互性,正逐渐成为智能制造的新宠。

3.新型工业化下工业机器人大有可为

2023年9月20日以来,新型工业化是重要的国策,而且明确“加快推进”。新型工业化的重要突破口和着力点就是智能制造,智能制造的重要落脚点是机器人,因此机器人必将作为新型工业化的关键核心。

IFR数据显示,2022年全球工业机器人市场规模达195亿美元,同比增长11%。未来,随着市场需求的持续释放以及工业机器人的进一步普及,工业机器人市场规模将持续增加,预计2023年将增至210亿美元。

在国内密集出台的政策和不断成熟的市场等多重因素的驱动下,我国工业机器人市场规模增长迅猛。根据2023世界机器人大会,2022年我国工业机器人装机量占全球比重超50%,稳居全球第一大工业机器人市场,制造业机器人密度达到每万名工人392台。2017-2022年,我国工业机器人市场规模由46亿美元增至87亿美元,复合年均增长率达13.6%。未来,随着下游需求市场的扩大,工业机器人发展将持续向好,预计2023年市场规模将达99亿美元。

从国产化率看,目前工业机器人本体国产化率在3成左右,核心零部件国产化率低于本体。随着国产产业链逐步完善和市场对于产品性价比的要求越来越高,本体和零部件国产化率将逐步提升。同时,我国企业逐渐实现技术突破,在关键零部件领域打破海外垄断,工业机器人国产化率水平提高。2022年我国工业机器人国产化率提升至35%,预计2023年国产化率将达37%。

而随着国产替代进程提速,“机器人+”等国家政策的落地实施,国产替代逻辑愈发明确,加之受益国内优势产业腾飞及下游应用场景拓展,诸如光伏、锂电等国内客户崛起,工业机器人国产化迎来机遇,内资龙头加速赶超外资品牌在国内的市场份额,国产龙头崛起正当时。

人形机器人由控制系统、执行系统和感知系统三部分组成,其中执行系统是根据人形机器人的控制系统的指令执行任务,可以看成人形机器人“身体”部分。执行系统包括旋转执行器+线性执行器+灵巧手。从人形机器人的硬件方案来看,旋转执行器一般由无框力矩电机+谐波/行星减速器构成,线性执行器一般由无框力矩电机+行星滚柱丝杠构成,灵巧手一般由空心杯电机+多级行星减速器构成。其中,线性执行器与空心杯电机在人形机器人产业链中扮演着至关重要的角色,为人形机器人产业链稀缺标的。

线性执行器,也称为直线马达或线性驱动器,是一种能够将电能直接转化为直线运动的机电装置。在人形机器人中,线性执行器主要用于模拟人体关节的直线运动,比如腿部行走时的伸缩、手臂挥动时的前后移动等,提供精确、平稳且力量可控的直线推力。人形机器人线性驱动器采用力矩电机+行星滚柱丝杠/滑动丝杆方案。

滚柱丝杠,通常也称为行星滚柱丝杠,具有与螺母中多个精密研磨滚柱相匹配的精密研磨螺纹。这些滚动元件非常有效地传递力。类似于行星齿轮箱,螺杆/主轴是太阳轮;滚子是行星。齿圈和垫片将滚子固定在螺母内。当滚子绕丝杠旋转时,会发生少量滑动,这是与滚珠丝杠的明显区别之一。通过限制丝杠或螺母旋转(通常用丝杠完成),这允许另一个旋转元件移动穿过静止元件;从而以与产生滚珠或梯形螺杆的运动相同的方式产生线性运动。

空心杯电机则是一种特殊的直流伺服电机,其内部没有铁芯,转子为空心杯形状,因此得名。这种电机具有体积小、重量轻、扭矩密度高、动态响应快等特点,特别适用于需要高精度定位和快速反应的应用场合。在人形机器人领域,尤其是机器人灵巧手的设计中,空心杯电机被广泛用于驱动各个手指关节,实现精细的动作操控,如抓取、握持、扭转等,从而极大地提高了机器人的灵活性和操作能力。

1.人形机器人技术革新引领丝杠产业新蓝海

人形机器人作为高端智能装备的代表,其灵活、精准的动作实现,离不开精密传动部件——丝杠的支持。丝杠作为一种将旋转运动转化为直线运动的关键元件,是人形机器人关节驱动系统的核心组件,决定着机器人的运动精度和稳定性。随着人形机器人对动作精细度、响应速度及负载能力等性能要求的不断提升,对于丝杠的质量、精度以及寿命等方面的需求也随之增强,这就为人形机器人用高端丝杠产品提供了广阔的市场需求。

随着人形机器人技术的不断突破,例如行走步态仿真、复杂手势操作等功能的实现,丝杠产业面临着巨大的市场需求。无论是家用服务型机器人,还是工业生产线上的人形协作机器人,乃至医疗康复、教育娱乐等领域,无不需要大量采用高性能的丝杠产品。而为了适应人形机器人在多维度空间内的灵活运动,非标定制、小型化、轻量化、高精度的丝杠产品需求量剧增。

人形机器人技术的持续革新正以前所未有的力度驱动丝杠产业进入一个全新的发展阶段,为丝杠产业开辟了新的增长点。随着未来人形机器人市场的爆发式增长,丝杠产业将迎来一轮广阔发展机遇。

我国行星滚柱丝杠行业受限于制造工艺难度高,生产设备有限,总体市场规模较低。参考PersistenceMarketResearch的数据,中国滚柱丝杠行业市场规模仅占全球的5%,2023-2028年我国行星滚柱丝杠行业市场将以7.5%的年复合增速扩大;结合DATAINTELO数据,初步统计,2022年我国行星滚柱丝杠市场规模约为4.4亿元,预计2028年我国行星滚柱丝杠行业市场规模将达6.7亿元。

2.滚柱丝杠技术壁垒高,国产厂商具备稀缺性

滚柱丝杠,作为高端精密机械传动领域的关键技术之一,以其卓越的承载能力和传动效率,在诸多领域如工业自动化、航空航天、精密仪器以及新兴的人形机器人产业中占据着至关重要的地位。

行星滚柱丝杠具备多项优势。(1)高承载:滚柱的几何形状比滚珠的球形提供了更多的接触点,具有更高的承载能力和刚度。(2)小体积:相同承载能力下,滚珠的体积比滚柱大2/3。(3)高速度:保持架使运动过程中的相邻滚柱之间不相互碰撞,工作速度更高。(4)高精度:滚柱丝杠中丝杠螺旋升角较小,牙型轮廓为90°的三角形,该结构具备更高精度,进给量可精确至毫米以下。(5)长寿命:根据GSA寿命试验,相同工况下的滚柱丝杠是滚珠丝杠实际寿命的15倍。

从已有产品的替代需求来看,行星滚柱丝杠具有更高的静态负载和动态负载、更强的刚度和抗冲击能力及更高的转速及更大的加速度、螺距设计范围更广,有望在机床设备、机器人及自动化等领域替代滚珠。从国产化角度来看,丝杠导轨副是自动化设备中常见的传动装置,是目前国家重点推动发展的细分市场,具有较好的发展前景。从新增需求来看,在人形机器人即将量产的背景下,行星滚柱丝杠行业有望快速发展。

但同时,行星滚柱丝杠高性能造成其高技术壁垒。首先体现在其精密制造工艺上,包括滚柱的设计、滚道表面粗糙度控制、滚柱与螺纹滚道间的装配间隙调整等,每一环节都需要极其严格的质量控制和精密技术支撑。其次,核心技术的自主研发能力也是决定国产滚柱丝杠能否突破壁垒的关键,包括先进的设计软件、材料配方优化以及完整的产业链配套等。

根据市场调研机构数据,全球滚柱丝杠厂商主要有SKF、Rollvis、GSA、Rexroth等,CR4市占率约78%,另有美国Moog、英国PowerJacks也有生产滚柱丝杠的能力,但产品不外销。

目前国内市场中,2022年国内行星滚柱丝杠市场主要被国外厂商占据,国外龙头制造商Rollvis、GSA和Ewellix的市场份额占比分别为26%、26%、14%;国内行星滚柱丝杠厂商合计市场份额占比为19%,其中南京工艺和济宁博特两家国内品牌市场份额均为8%,以军工应用为主,批量产品质量不稳定且尺寸有限,产品性能与国外还有一定差距,产业化处于早期阶段。

《〈中国制造2025〉重点领域技术路线图》指出:到2025年目标主轴、丝杠、导轨等中高档功能部件国内市场占有率要达到80%。行业利好政策支持下,国产替代有望加速。

3.人形机器人灵巧手有望带来空心杯电机需求扩容

人形机器人灵巧手是指具备类似人类手部运动功能和感知能力的机器人手部装置。它能够在一定程度上模拟人类手部的精细操作,如抓取、握持、操作工具等。作为人形机器人的重要组成部分,灵巧手的设计与发展对机器人的功能与应用场景具有决定性影响。

近年来,随着传感器、控制系统和机械结构设计等技术的不断进步,人形机器人灵巧手在灵活性、精确度和适应性等方面取得了显著突破。这些技术突破的实现,离不开高性能驱动器的支持。而空心杯电机作为一种轻质、高效、低噪音的驱动器,在人形机器人灵巧手中的应用逐渐普及。其无铁芯设计大大降低了转动惯量,使得电机具有更高的扭矩密度和更快的响应速度,从而满足人形机器人灵巧手对驱动器高性能、高灵活性的要求;同时,结构紧凑、体积小巧的特点使其能在有限的机器人内部空间中发挥出最大效能,为人形机器人的关节驱动提供了理想的解决方案,使人形机器人有更加细腻的动作控制和更长久的工作寿命。

国内市场方面,2023年中国空心杯电机市场为2.9亿美元,2024年中国市场规模预计将达到3.2亿美元,2028年将增至4.7亿美元。

空心杯电机起源于德国和日本,德国、瑞典、日本和其他欧洲厂商起步较早,现已具备完整成熟的工艺和性能优良的设备。目前,国外厂商占据主要市场,市占率高达85%。国内厂商通过本土化的销售战略逐渐打开市场,国内空心杯电机厂商市占率15%,中国本土厂商中,鸣志电器产品性能参数较优。

4.人形机器人量产在即,产业链加速腾飞

随着全球老年人口占比持续上升,根据WTO预计,2030年和2050年全球老年人口将分别增加至14亿人和21亿人,人口老龄化会加剧劳动力供给紧张,导致企业用工成本不断上升。在此背景下,许多行业尝试利用人形机器人应对劳动力短缺问题。根据PrecedenceResearch数据,2022年全球人形机器人市场规模达16.2亿美元,2032年预计市场规模将达到286.6亿美元,2022-2032年复合增长率达33.28%。

近期,高盛在详细调查市场后,推翻了之前的人形机器人预测报告,预测全球人形机器人市场将大幅增长,全球人形机器人出货量将在2031年实现100万台的关键量级突破,同时预测2035年出货量将达140万台。

零部件方面,以特斯拉机器人Optimus为例,特斯拉Optimus全身14个线性执行器中,除小臂部分安装的4个应用梯形丝杠,其余均使用滚柱丝杠。其他如上海开普勒探索机器人有限公司推出的先行者系列产品,同样采用了自研的行星滚柱丝杠执行器。因此,大致估计单台人形机器人可能搭载14个线性执行器,其中需要使用到10个行星滚柱丝杠。后续可能随着人形机器人规模上量、降本需求进一步提升而减少单台使用量,对于手臂区域,可能考虑使用2个梯形丝杠在负载及精度要求较低的手肘部替换原本的滚柱丝杠方案,进一步降低成本,即单台人形机器人大约需要使用8-10个行星滚柱丝杠。按此计算,预计至2031年人形机器人领域行星滚柱丝杠需求量为800万-1000万个。

从空心杯电机来看,一台人形机器人每只手至少用到6个空心杯电机,则单台人形机器人需要配置空心杯电机至少12个,2031年如果人形机器人的出货量达到100万台,对应空心杯电机的需求量将达到1200万个。

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1.汽车零部件在整车成本中占比多少汽车零部件在整车成本中的占比通常在 40%至 80%之间。 比如一辆 50 万的轿车,其原材料与零部件成本通常占整车成本的 60%至 75%。 对于传统燃油乘用车来说,发动机加传动系统的零部件成本占比约 25%,其中发动机成本占比约 15%,比例较高。 那剩下的成本是什么呢?主要包括涂装费、装配过程中产生的费用、检验费https://www.pcauto.com.cn/jxwd/4637/46373939.html
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5.原因分析与调整11篇(全文)零部件自制或外购对成本的重要影响是产品制造成本中的固定成本的处理。按照上述损益平衡销量变化率公式, 固定成本不影响价格调整。但外购零部件却在很多情况下将零部件制造成本中的固定成本作为变动成本计入产成品成本, 因而改变了产品的成本结构, 从而影响价格调整策略, 进而影响产品获利能力。 https://www.99xueshu.com/w/ikey2c4v9a29.html
6.自制还是外购?这是一个值得思考的问题弘毅供应链自制( Make)还是外购(Buy),是企业经常会面临到的一个问题。对于某一种产品或是服务,企业有时候会考虑是由自己生产,还是外包给供应商来做。外包主要可以分成这样三种形式: 产品总成外包 iPhone是由苹果公司设计,制造全部外包给富士康等其他公司来做。 零部件半成品外包 https://www.shangyexinzhi.com/article/5683096.html
7.零部件自制或外购的决策.ppt零部件自制或外购的决策.ppt,任务三 生产方式、特殊订单、最优生产量的确定 生产方式的确定 1)企业己经具备自制能力,且零部件的全年需用量已确定 (1)自制能力无法转移 【例】某企业每年需用A零件10000件,外购每件单价为100元,现该企业有闲置车间可以生产这种零件,经https://max.book118.com/html/2017/0623/117482050.shtm
8.零部件自制或外购决策的优势和劣势有哪些?注册会计师零部件的自制或外购决策在企业生产中扮演着重要的角色,而这个决策意味着生产上某个零部件的选择,即是自己生产还是从外部采购。零部件自制具有以下优势:一是可以更好地控制生产过程来确保产品质量和交货时间;二是可以保护企业的核心技术和专有知识,避免技术流失;三是具有更高的灵活性,能够根据企业的需求进行调整和改进https://www.educity.cn/cpa/5220379.html
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10.本量利分析在企业经营决策中的应用企业经营论文范文当零部件需求量大于平衡点业务量时,自制成本低于外购成本,应优先选择零部件自制决策;当零部件需求量小于平衡点业务量时,自制成本高于外购成本,则应优先选择零部件外购。从长远来看,零部件自制还是外购还应综合考虑外购价格的稳定性和产品交付的及时性等因素,综合多方面影响因素科学决策。https://www.91xueshu.com/l-qyjylw/52774.html
11.2016年4月自考管理会计(一)(00157)真题9.在零部件自制或外购决策分析时( ) A.一般不考虑收入 B.不考虑自制或外购中非相关成本 C.自制成本要考虑变动成本和固定成本 D.自制的成本一般不考虑固定成本 E.若剩余生产能力有其他用途,必须考虑机会成本 10.管理会计信息质量要求包括( ) A.准确性 https://www.eol.cn/ceici/e2-zikao-234109.shtml