一、发展前景:通用+专用齐头并进
(一)减速机——国民经济基础产业
在工业领域,减速机在原动机和工作机之间起着匹配转速和传递扭矩的作用,其中原动机通常包括电动机、内燃机、汽轮机等,而工作机包括起重机、物料运输机、搅拌机等。原动机一般转速较高,而大多数工作机负载大、转速低;减速机利用齿数少的输入轴上齿轮啮合输出轴上大齿轮,将原动机高速运转的动力降低转速、输出扭矩,因此减速机广泛应用于低转速大扭矩的传动设备中。
全球工业减速机产品主要分为通用减速机和专用减速机两大类。通用减速机适用于各下游行业,规格以中小型为主,产品呈现模块化、系列化的特点;专用减速机适用于特定行业,规格以大型、特大型为主,多为非标、定制化产品。在通用减速机行业,海外制造商有德国SEW、西门子弗兰德等公司;在专用减速机行业,以机器人专用减速机为例,海外制造企业主要有纳博特斯克、哈默纳科等。
减速机种类繁多、型号各异,以实现各行业不同动力传输需求。减速机可根据传动类型、传动级数、齿轮形状、传动布置形式等多种方式进行分类。按传动类型可分为齿轮减速机、蜗杆减速机和行星齿轮减速机;按传动级数可分为单级和多级减速机等。因而,减速机广泛应用于环保、建筑、电力、化工、食品、物流、塑料、橡胶、矿山、冶金、石油等下游行业各类机械设备中。
减速机市场规模呈中高速稳定增长趋势,自动化、高能效的传动系统成行业主要需求。根据BusinessResearchCompany的数据,-年,全球减速机市场由亿元增长至亿元,年均复合增长率达到9.2%。近年来,在劳动生产率提升、技术革新加快等因素影响下,全球制造业格局发生改变。全球范围内劳动力成本的提高和制造业转型升级的加速,使得各国都在加紧智能制造计划的实施,自动化、高能效的减速机成为下游客户新的需求增长点。
减速机行业总体需求主要受工业行业整体趋势影响。由于减速机应用于下游多数工业领域,因此单个行业的波动对总体市场需求的影响较小,市场变化趋势与工业整体产值更为相关。以涵盖广泛下游行业客户的通用减速机企业为例,我们比对SEW、伦茨、住友、邦飞利减速机业务销售额增速及工业增加值增速。在经历年整体经济、工业恢复性增长后,全球工业增加值保持2%-3.5%平稳的同比增速。同时期内,经济危机对减速机企业营收的影响持续至年,年企业营收增速达到峰值并在之后呈现平稳态势。同时,企业营收增速波动滞后于工业增加值增速变化一年左右,主要由于宏观经济对工业企业机械或生产设备的投资决策影响存在时滞。
国内市场,我们同样拟合了国内工业增加值增速与中大力德、宁波东力、国茂股份这三家企业销售额增速及国内减速机产量增速,不难发现,减速机产量增速变化趋势与国内工业增加值增速变化趋势高度吻合。除了年减速机整体产量受机器人行业影响,在经历05-07年的加速增长和08-10年经济危机带来的波动后,工业增速和减速机增速都进入较为平稳的态势,这与全球减速机市场较为一致。工业增加值的变动对企业带来的影响更为显著,-年,三家企业增速都实现了较大幅度的增长;年以来,制造业投资回落,三家企业的收入增速也出现小幅的下滑。
亚太、欧洲地区成为减速机设备主要市场。近年来,亚太和欧洲地区减速机行业经历高速的发展,成为全球份额最大的减速机市场。根据BusinessResearchCompany等公司的披露,年亚太市场销量份额为29.87%,略高于北美、欧洲;年,亚太和欧洲地区已成为全球减速机最主要市场,为全球贡献了80%的减速机销量。未来,亚太地区将成为减速机行业扩张最主要的区域市场,市场份额将持续增长。
(二)通用市场:格局大而散,海外空间广阔
19世纪末20世纪初,以德国、意大利、日本、美国等传统制造强国率先发展减速机技术,并产生了一批行业龙头企业。全球领先的减速机生产品牌包括德国的SEW、Flender和伦茨,美国的福克,意大利的布雷维尼、邦飞利,日本住友等。SEW和弗兰德作为行业巨头,通用减速机行业,业务销售额达到了、亿元,而其他企业销售额都位于50-90亿元区间。相较于此,国内减速机企业的销售额相较于海外龙头仍存在一定差距;以国茂股份为例,年国茂减速机产品营收约20亿元,份额提升的空间较高。
国际通用减速机市场规模大,参与者众多,市场集中度较低。年全球通用减速机市场超过亿元,我们根据各家公布的减速机销售数据,测算了市场份额,SEW和弗兰德全球市场占有率分别为6.3%、4.1%,而其他企业市场份额约1%-2%,行业竞争格局分散,整体集中度低。
我们认为,国际通用减速机行业分散的市场格局主要2点原因:(1)通用减速机广泛应用于国民经济的各个领域,如环保、建筑、电力、化工、食品、物流、制药等。不同领域对减速机的技术需求各有差异,一家企业难以研发和生产覆盖全行业的减速机产品;同时也很难从销售层面覆盖下游所有行业客户。(2)减速机诞生于第二次工业革命,用于匹配原动机(电机/内燃机)与工作机之间的转速和扭矩。经过一百多年的发展和广泛的市场化应用,减速机技术已趋于成熟;而百年的行业发展历程给了行业后来者充足的发展时间,形成分散的竞争格局。
(三)专用市场:细分赛道高壁垒,份额集中
不同于通用减速机,专用减速机具有规格大型化、应用于非标、行业专用的特点。专用减速机主要下游领域包括船用齿轮箱、冶金齿轮箱、风力发电齿轮箱、航天航空齿轮箱、机器人专用减速机等。
机器换人浪潮来临,下游机器人产业带动精密减速机。根据IFR数据统计,-年工业机器人出货量年化复合增速达到13.4%。相较于全球,中国工业机器人市场扩张更为迅速;-年中国工业机器人出货量增速39.8%,全球占比从12.4%增长至37.6%,18-19年受制造业投资影响销量有所波动。工业机器人的总需求是成长与周期的嵌套,其大周期的核心逻辑是降本增效、机器换人,长期呈现成长趋势,但也要受到以制造业投资为核心波动要素的影响。
机器人产业带动了精密减速器的发展。根据GlobalMarketInsights、GrandViewResearch报告数据披露,年全球精密减速机市场规模达到亿人民币;其中机器人减速机占据行业总销售量约1/3。
全球工业机器人出货量增速与两家日本巨头纳博特斯克、哈默纳科减速机增速波动保持一致。中国机器人销量的波动是日本精密减速机需求大幅波动的主要原因。年,受制造业投资及贸易战冲击,中国机器人市场进入短暂调整期,机器人销量呈现下滑趋势。据CRIA与IFR统计,年中国工业机器人市场累计销售工业机器人14.4万台,同比下降8.6%,同期纳博特斯克和哈默纳科减速机业务营收均出现大幅度的下滑。
由于机器人用精密减速机行业投资门槛高、技术难度大,行业壁垒高、竞争格局集中。由于精密减速机制造对材料、设备、工艺等多个环节都有严格要求,全球能够提供规模化且性能可靠的精密减速器生产商并不多。日本企业凭借悠久的历史、雄厚的资本实力和长期的技术积累,占据全球工业机器人减速器市场85%左右的份额。根据前瞻网数据,年全球机器人用精密减速机市场销量中,纳博特斯克占据60%,哈默纳克占15%,住友重工占10%,来自斯洛伐克的SPINEA占市场份额的5%。
得益于行业高需求、高景气,企业纷纷转向精密减速机赛道发展,加大布局力度。住友重工将精密减速机作为主攻业务,连续收购拉法特电机、Persimmon科技等企业,拓宽精密减速机业务场景应用,旗下产品包括FINECYCLO系列精密摆线减速器等。同时,通用减速机企业、电机生产商及行业新入者也都加入精密减速机业务赛道。而国内企业相关业务也有一定突破,例如在谐波减速机领域,绿的谐波已经打破哈默纳科垄断,实现了技术突破,年国内谐波减速机市占率超过20%。
二、以古鉴今,从海外龙头看突破路径
(一)下游布局:多领域扩张,打开发展空间
横向比对全球减速机企业龙头,他们立足通用减速机、工业专用减速机、精密减速机以及电机等不同的产品赛道,实现多领域扩张。
作为通用减速机行业双巨头,SEW专注于生产多类型中小通用减速机及减速电机,而弗兰德更偏向于生产较为大型的通用减速机;纳博特斯克和哈默纳科同为精密减速机领先制造商,纳博特斯克以适用于重负载、大扭矩的RV减速机为主,而哈默纳科深耕于更为小巧的谐波减速机。
从产品布局来看,无论是通用或专用减速机生产商,在企业发展中期都选择了拓宽产品结构和下游领域,打开新的市场空间。
横向延伸拓宽经营范围,弗兰德依托于大功率通用减速机产品上,向专用减速机行业进军,进入风能、起重、船舶、石油和天然气、电力等重要工业应用领域;纳博特斯克广泛布局于组件、运输、工程机械等行业,产品包括铁路车辆制动器、商用车辆空压液压装置、自动门等设备。
根据年哈默纳科年报披露,公司下游除工业机器人占44.9%的营收外,还包括半导体、平板显示器、电机、机床、光学设备等广泛的下游领域。同时,公司将继续扩大新一代生产设备、航空航天、医疗设备等未来需求将持续扩大的下游产业。同样,福克组装运动控制板块减速机业务积极布局,年营收由通用工业、食品饮料、过程自动化、航空航天、发电等多个下游领域构成。
纳博特斯克下游业务涉猎较广,根据年年报披露,公司目前在9大细分领域成为行业龙头,产品市场份额成为行业领先。当前,公司占据日本铁路车辆车门操作系统70%的市场份额、刹车系统50%的市场份额,日本商用车辆用楔形闸室产品市场占有率达到70%,日本建筑用自动门市场占有率达到50%,全球挖掘机移动装置25%的市场占有率,主要在于公司战略性的并购。从收入结构来看,纳博特斯克精密减速机业务收入占比在20%左右,受中国工业机器人增速的影响,比例有所降低。
(二)型号对比:品类繁多,性能各异
作为通用减速机行业巨头,SEW和弗兰德公司产品侧重各有不同。SEW公司通用减速机分为普通减速机与工业减速机两大类,产品系列呈现更为多样化、传动比划分更细的特征;除了圆柱和行星减速机,SEW还拥有蜗轮减速机、伺服电机、分散式驱动等多个产品系列,相互兼容配套、安装灵活、组合方式多样。小型化普通减速机应用于环保、电力、化工、食品等对于承载力要求不高的大多数细分领域,而大功率减速机适用于冶金、矿山以及工程机械等重型设备。
弗兰德公司产品同时覆盖通用与专用减速机,虽然产品系列较为单一,但额定输出转矩和减速比范围更广,满足更大扭矩和负载的要求。以圆柱减速机为例,弗兰德公司仅拥有单一系列,而SEW拥有斜齿轮减速机R、工业斜齿轮减速机M、斜齿轮锥齿轮减速机K等多系列产品;对应额定输出转矩,弗兰德圆柱减速机达到了kNm,输出转矩较高。
RV和谐波精密减速机因其外形与性能特质适用于不同负载的工业机器人:RV减速器的减速结构由摆线针轮和行星支架组成,采用至少两根以上偏心轴连接二级减速机构;壳体和摆线针轮由实体的钢进行传动。因此,产品能够实现更高的产品转矩和抗冲击能力,受用寿命也更长。但同时,产品使用相对复杂的过定位结构,制造工艺和成本控制难度更大。
而谐波减速器利用柔性元件的弹性变形传递动力,基本部件只有柔轮、波发生器、刚轮和轴承,结构简单紧凑。由于谐波关键齿轮为柔性元件,在反复高速变形下精度逐渐下降,产品承载力和寿命都有限;相比谐波减速机,RV减速机具有更高的疲劳强度和刚度。
因此,RV减速器一般应用于转矩大、负载大的机器人腿部腰部和肘部三个关节;而谐波减速器一般用于小臂、腕部等轻负载位置。
比对纳博特斯克与哈默纳克核心精密减速机产品指标,我们可以得出相似结论。根据纳博特斯克