华为入局机器人：加速具身智能人形机器人时代到来！
该公司注册资本8.7亿元，由华为全资持股，公司董事长、法人代表为李建国，经营范围包括电子元器件制造、工程和技术研究和试验发展等。
据华为官网，李建国现任华为常务董事、制造部总裁。天眼查显示，除了极目机器，李建国还在华为机器有限公司、华为精密制造有限公司担任法人。后二者均由华为全资控股，分别成立于2022年1月、2021年12月，注册资本分别为21亿元以及6亿元。
二、华为入局机器人顺理成章，已在机器人领域布局多个专利
华为将在7月7日HDC.Cloud2023开发者大会上，推出全新人工智能产品——盘古大模型也将加速具身智能时代的来临。
华为曾注册有效降低人形机器人的制作成本的“一种机器人手臂及机器人”专利，“机器人的安全防护方法、装置与机器人”专利应用于陪伴教育小孩或陪伴老人的家庭机器人。
随着AI技术的爆发和成熟，机器人智能化程度越来越高，逐渐进入颠覆式阶段，成为一个集大数据、云计算、人工智能为一体的核心载体，将拥有最广泛的产业应用。预计到2024年，国内工业机器人市场规模将超过110亿美元；
随着新兴场景的进一步拓展，国内服务机器人市场规模将有望突破100亿美元。据GGII预测，2026年全球人形机器人在服务机器人中的渗透率有望达到3.5％，市场规模超20亿美元，到2030年，全球市场规模有望突破200亿美元。
三、机器视觉与ChatGPT技术发展加速具身智能人形机器人时代到来
人形机器人龙头波士顿动力近期将机械狗Spot接入ChatGPT，实现自然语言调度命令，并通过谷歌语音合成技术进行对话反馈。大模型在仿生机器人领域望加速AI+机器人落地。特斯拉人形机器人Optimus作为标志性产品，5月发布会展示了精准控制、感知能力。
波士顿动力Atlas等人形机器人智能化水平提升，商业化落地有望加速，应用落地面临两大主要难题，一是产品功能简单，智能化水平不足；二是成本高昂。
图：人形机器人的发展
AI大模型和硬件技术方案的迭代，有助于机器人产品功能升级和智能化提升。谷歌大模型PaLM-E从计算机视觉和自然语言两方面助力，机器人智能化水平有望持续提升。机器视觉与ChatGPT技术发展加速具身智能人形机器人时代到来：机器视觉首先推动了机器人的感知层，而ChatGPT又极大的推动机器人认知层与决策层发展人机交互与具身智能快速发展。
图：机器人与人工智能融合
机器视觉是机器人人工智能技术的重要组成部分。机器视觉帮助机器人能够在服务人类及与人类互动时检测、识别及确认其环境、物体、人脸图像及人体姿势。机器人通过独立及先进的计算机视觉算法提供的数据，可通过处理数据输入、自我学习以区分不同图像，然后采取主动及动态的行动来进行复杂的计算机视觉任务。
图：通用目标检测：目标检测识别算法是智能机器人通过视频/图像输入主动对场景中特定物体进行检测与识别分析，进而输出其位置范围和类别等结果的一种人工智能技术，是智能机器人感知世界的主要途径。
ChatGPT又极大的推动机器人认知层与决策层发展人机交互与具身智能快速发展。
语音交互：使机器人能够模拟人类交互体验，并解决其应用于不同应用场景的特定问题。语音识别以深度学习技术为基础，实现在线语音识别，可将语音快速、实时转换成文字，支持一句话识别和实时语音转写。具备热词定义和用户自训练功能，应用在机器人、智能客服等场景中。
自然语言处理：以深度学习技术为核心，融合文本分类、命名实体识别、句法分析、上下文语义理解、短文本语义匹配等技术，不仅基于BERT等大型预训练模型进行表征，还结合了多轮的历史会话信息，具备庞大的信息量。
语音合成：面对机器人个性化表达的需求，使用迁移学习、对抗训练等深度学习方法，研发了高质量的个性化、多模态及情感的语音合成和转换技术，实现在云侧和端侧的机器人应用。
四、全球老龄化社会将临，人形机器人降本离不开中国供应链
全球与中国劳动力人口下降与老龄化的趋势不可扭转，无论在工业场景还是商业场景，“机器换人”的进程将不断加速。预计到2050年，全球65岁以上的人口数量将增加一倍以上2020年，全世界65岁以上的老人估计有7.27亿人，占总人口的9.3%。
预计到2050年，这一数字将增加一倍以上，超过15亿人。而老年人在全球人口中的比例预计将从2020年的9.3%增加到2050年的16.0%。到本世纪中叶，全球每6个人中就有1个65岁以上的老年人。
历史性的低生育率，加上寿命的延长，确保了几乎所有国家和地区的人口都在整体变老。预计到2050年，全世界65岁以上的老年人也将超过5-14岁和15-24岁人口的数量。预计到2050年，欧洲和北美洲每四个人中就有一个人的年龄在65岁以上（26.1%），而东亚和东南亚则将成为人口老龄化程度排名第二的地区，达到23.7%。
参考工业机器人，机器人主要由三大部分六大系统构成：控制器是输出命令方；伺服系统、减速器相互配合，执行控制器的指令，共同保证工业机器人稳定、精准运行。工业机器人需要比人形机器人更高的精度。
特斯拉样机硬件选型方案兼顾功能和成本，旋转关节选取无框电机+减速器，线性关节选取无框电机+滚柱丝杠，机械手采取空心杯电机+腱绳驱动，视觉采取纯视觉方案，在全自动驾驶FSD芯片基础上开发适合人形机器人的控制器系统。
降本将持续是未来工作重心，主要通过技术方案替代高成本零部件，量产规模效应降本，复用车平台减少投入等方式。当前人形机器人成本10万美金，远景将降本至2万美金。
国产供应链在电机、减速器、滚柱丝杠、传感器等环节积累丰富经验，引进国产供应链有望进一步降本。动力系统降本空间50%，结构和外观降本空间40%，算力系统降本空间20%。
特斯拉机器人关节BOM表成本
分类
零部件
数量
单价（元）
总价（元）
占关节成本比例
旋转关节
无框电机
14
2500
35000
8.57%
谐波减速器
3000
42000
10.28%
力矩传感器
5000
70000
17.13%
编码器
28
500
14000
3.43%
交叉滚子轴承
100
1400
0.34%
角接触球轴承
2800
0.69%
线性关节
7000
1.71%
行星滚柱丝杠
2000
28000
6.85%
反式滚柱
深沟球轴承
四点接触球轴承
灵巧手
空心杯电机
12
1500
18000
4.41%
6000
1.47%
精密行星齿轮箱
螺纹丝杠
50
600
0.15%
关节总成本
-
408600
100%
伺服电机
鼎智科技：主要从事线性执行器、混合式步进电机、直流电机音圈电机及其组件等产品的设计、研发、生产和销售，产品在医疗器械以及工业自动化等高附加值领域应用广泛，2022年8月公司成功入选工信部第四批专精特新“小巨人”企业。鼎智科技是国内高端微电机隐形冠军，已成长为线性执行器国内第一、世界第二，布局高端电机及传动产品矩阵，公司精密运动控制解决方案以微特电机为主要构成，包括线性执行器、混合式步进电机、直流电机、音圈电机及其组件，形成立体化精密运动控制解决方案。持续加大研发投入，目前公司已经形成了三大核心基础技术能力：丝杆滚轧技术、螺纹一体注塑技术和丝杆与电机直连一体技术，产品性能赶超国际先进水平。
力传感器
传感器行业隐形冠军，公司以应变式传感器产品为基石，领先布局工业物联网产业生态，纵向深挖多物理量传感器领域，如视觉传感器、压力传感器、流量计传感器、气体传感器等，横向拓展工业物联网市场，打造以“新老产品+子公司产品+平台产品+事业部产品”构成并融合的物联网产品矩阵，进一步推动集团向物联网企业发展。
高度重视产品研发创新，打造品牌核心竞争力，销售渠道覆盖全球，成本及品控体系完善。前瞻布局工业机器人领域，已有多款成熟力传感器产品已量产供货工业机器人企业
机器视觉
奥比中光：行业领先3D视觉感知整体技术方案提供商，公司主营业务是3D视觉感知产品的设计、研发、生产和销售。国内3D视觉传感器龙头，现已成为全球少数几家全面布局六大3D视觉感知技术（结构光、iToF、双目、dToF、Lidar以及工业三维测量）的公司，拥有全栈式技术研发能力和全领域技术路线布局。持续高研发投入巩固公司技术核心竞争优势，高强度投入芯片、算法及激光雷达。
动力总成系统集成
三花智控成立于1984年，专注于制冷空调家电控制部件及汽车热管理控制部件的研发与制造。此外公司还在储能及机器人板块加大投入，通过强化产品力打造，布局公司未来成长曲线。
全球建筑暖通、家电设备、汽车热管理控制部件领域的行业领军企业，9类主导产品全球占有率第一，超过20类产品全球占有率前三位，主要客户均为世界500强或中国500强企业。积极布局机器人产业，重点聚焦机器人机电执行器业务，公司通过持续投入和联合研发，已与多个核心客户建立合作具备先发优势。2023年4月，三花智控拟与绿的谐波合资在墨西哥建仓，生产谐波减速器产品，未来可能供货特斯拉墨西哥工厂。
目前机器人产业仍旧以工业机器人为主，未来随着人形机器人行业的发展，工业机器人领域细分龙头公司也将受益。
控制器控制的本质是根据运动要求和传感器件的信号进行必要的逻辑、数学运算后，将正确的控制信号传递给伺服系统或其他动力装置，执行单元执行运动要求。
国内外控制器的性能差距主要由两方面决定：
2）硬件方面：高性能的控制器的底层芯片、配套设备（如伺服电机、编码器、减速器）等都需要进口，与本体的磨合度不够。
转速、扭矩和惯量直接指标，但驱动器、编码器性能尤为重要。工业机器人的伺服系统主要由驱动器、电机、编码器所组成，其目的主要是驱动执行机构完成控制器的指令，这要求伺服系统具有响应速度快、精度高、稳定性强、适应频繁加减速等特性。
目前国内伺服系统的高端市场被国外垄断，其主要差距源于以下两点：
2）编码器的核心技术掌握在外企手中。同时，传感器作为编码器的核心元器件，高精度传感器也依赖于进口。值得注意的是，伺服系统作为一个整体，转矩、扭矩、惯量是其主要性能指标，但在配置时，要综合考虑伺服电机的规格和机械末端的位置、速度、精度、动态性能等要求。
中国企业切入角度：垂直深耕减速器业务，并且会逐步拓展伺服系统、工业自动化服务等，如哈默纳科、绿的谐波。
1）主营其他业务，如搅拌机、主轴等，逐步拓展减速器业务，为自己企业赋能。
4)研发投入：日企研发投入高于中国企业，哈默纳科是绿的谐波的3.8倍。
机器人本体方面：四大家族优势显著，国内头部纷纷布局锂电、家电等新赛道部分主流传统工业机器人企业玩家总览情况。
业务及经营：机器人本体企业混业经营是普遍现象，机器人自动化业务占到整个公司的35%左右，较四大家族，2021年国内头部企业利润率相对较低。
产品线情况：“四大家族”机器人种类多、负载范围广，产品线覆盖率高，国内企业虽主流产品均有覆盖，但产品丰富度、精度等均有差距。
下游行业：锂电、光伏等行业受国产化政策支持，较国外企业更有优势；医疗、教育培训等行业是国内本体企业的差异化赛道。
企业
存续时长
成长路径与优势
2021营收
（亿元）
机器人
业务占比
净利
润率
产品线
近期新产品
优势行业
ABB
1890
133年
变压器设备起家，以运动控制技术为核心率先进入喷涂场景
1866
11%
14.2%
除直角
坐标系
外全覆
盖
协作机器人、3D质检功能包
一般工业、汽车行业
发那科
1972
51年
从富士通分离，开发日本首台数控系统，零部件自主率高
323.7
38%
28.6%
高负载机器人，协作机器人
3C、新能源汽车、重工业
安川电机
1915
108年
开发世界首台伺服电机，性价比较高
281.3
37%
11.6%
切割、点焊机器人、新能伺服电机
源、半导体、3C、食品
库卡
1898
125年
焊接设备起家，深耕汽车行业集成业务后向上自研
249.4
31%
1.8%
全覆盖
弧焊、协作机器人，云平台
汽车、3C、家电、食品
埃斯顿
1993
30年
基于数控和伺服技术，收购机器人厂商提高零部件自主率
30.2
67%
5.2%
SCARA
多关节
桌面机
器人
小负载机器人、焊接机器人
新能源、3C、汽车零部件
汇川技术
2003
20年
基于伺服技术，2021年开始布局
机器人本体业务
179.4
2.0%
20.5%
桌面级六轴机器人
3C、锂电、硅晶、纺织
1995
28年
电梯控制起家，2012年陆续收购
零部件、集成业务厂商
42.6
64%
4.0%
锂电行业机器人、
MES系统
3C、锂电、光伏、电力
2007
16年
注塑机起家，销售型公司向技术型
转变，集成能力出众
32.9
34%
2.1%
6轴多关节机器人
新能源、光电、汽车零部件
埃夫特
从奇瑞汽车独立，外购意大利机器人企业，基于汽车行业发展
11.5
36%
-17%
喷涂机器人、智能编程系统
汽车零部件、3C、家具制造
1994
29年
基于机床的控制和伺服技术布局机器人本体和集成业务
16.3
40%
2.6%
软硬一体集成方案
3C、家电、院校培训
23年
从中科院自动化所分离，技术实力雄厚，承接多项国家项目
33.0
清洁机器人、协作机器人
参考资料：
202304-瑞咨询：2023年中国工业机器人行业研究报告
本报告由研究助理协助资料整理，由投资顾问撰写。投资顾问：王德慧（登记编号：A0740621120003）
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