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空間是車用市場4倍,為什么說齒輪行業或被機器人重塑

6月29日,機器人板塊上演漲停潮,其中以齒輪、變速器細分最為強勢,中馬傳動六連板,聯誠精密、優德精密二連板。

消息面上,《北京市機器人產業創新發展行動方案(2023—2025年)》日前印發,其中提出,到2025年全市機器人核心產業收入達到300億元以上,集中突破人形機器人通用原型機和通用人工智能大模型等關鍵技術。

此外,2023世界人工智能大會7月在上海舉辦,特斯拉人形機器人擎天柱等20余款智能機器人將亮相。


【資料圖】

最后,機器人人行業近期獲分析師密集覆蓋,其中國金證券等認為,傳統齒輪市場有望被機器人重塑,市場空間將增長數倍。

汽車產業為齒輪應用大頭

齒輪是指輪緣上有齒能連續嚙合、傳遞運動和動力的機械元件,廣泛應用于車輛領域和工業領域,其質量直接影響車輛的噪聲、平穩性及使用壽命,是機械裝備的重要基礎件。

其中,汽車齒輪是重資產行業,對強度和精度性能要求高,主要應用于變速器、減速器和差速器。

不過,與傳統燃油汽車不同的是,新能源汽車簡化掉了變速器這一結構,使得齒輪于新能源車中的用量大幅低于油車,因而隨新能源車滲透率逐步提升,齒輪市場空間反而驟縮。

從整體趨勢來看,我國齒輪產量自2016年呈現下降趨勢,主要系整體產能結構改善導致落后產能逐步出清。根據華經產業研究院數據,2021年達228.16萬噸,同比減少7.13%。

國金證券預計,在全球車用齒輪市場空間逐步壓縮的背景下,2026年市場空間將僅為755億元,相較2022年下降13%。

機器人帶來全新增量

不過,人形機器人對齒輪的需求或有望扭轉齒輪行業的頹勢。

國金證券表示,人形機器人主要使用減速器提高靈活度,而減速器則是利用齒輪的速度轉換器,使伺服電機在一個合適的速度下運轉,并精確地將轉速降到工業機器人各部位需要的速度,提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。

其提出,齒輪主要位于機器人關節處,以特斯拉的人形機器人Optimus為例,其14個旋轉關節總成都將使用減速器齒輪,如諧波減速器齒輪。在機器人規模化市場成熟后,其產品需求可接近6800萬臺量級左右,并帶動齒輪呈現爆發式增長。

此前馬斯克也在公司的股東大會上稱:未來人類和人形機器人的比例將不只是1:1,人形機器人可能超過人類數量,人形機器人行業長期的價值可能比汽車方面更有價值。

汽車齒輪與機器人齒輪有哪些差異?

據國金證券分析,不同于汽車齒輪,人形機器人的齒輪性能和工藝與前者有別,設備價格與壁壘雙高。通過將兩種應用場景中的齒輪進行對比,具體差異有以下三點:

首先,性能方面,車端齒輪的扭矩和轉速更高,機器人端要求更小體積和更高精度。同時,由于新能源汽車沒有發動機噪音,對齒輪噪音敏感性提升,對噪聲控制的要求更高。

其次,工藝角度,車端與機器人端齒輪的前段加工工序相似,機器人用齒輪后段難度提升,需要使用硬滾齒切割,對工件的公差要求為汽車齒輪的1/10;但油泵齒輪加工精度已達到機器人水平,因此該類供應商轉型難度較低。

最后,從設備對比來看,機器人用高精度齒輪為重資產行業,設備資金壁壘較高,傳統汽車齒輪供應商轉型高精度齒輪廠商需要另外購買珩齒機等高價加工設備,還需要重新進行設備調校。

不過,盡管二者存在種種差異,但據國金證券分析,車用齒輪僅需更改后道的磨齒與表面處理工藝并替換部分設備,即可制造機器人齒輪,相關公司轉型具備較大可能性,人形機器人的大規模量產將為精密齒輪市場打開全新空間。

行業將被機器人重塑,市場空間或達車用四倍

據國金證券介紹,因齒輪行業較高的資金和技術壁壘,汽車主機廠的成本壓力較大,因此汽車主機廠通常將成熟的量產齒輪外協給齒輪廠商以分擔資產壓力。

其認為,從經濟性和輕資產角度出發,人形機器人量產后減速器公司也將復刻汽車主機廠的做法,經檢驗后,將標準化齒輪的批量生產交給專業的齒輪公司,通過在市場采購符合其生產要求的齒輪零件來構成完整的供應鏈,進而實現批量化生產。目前行星減速器的結構件外購已成行業慣例,凸顯標準化齒輪外購趨勢,齒輪公司受益于人形機器人趨勢已確立。

行業空間方面,據國金證券測算,當每萬人保有的人形機器人達到45臺時,全球機器人用諧波/行星減速器市場空間分別為4495/719億元,相較萬人保有量0.07臺(對應總量6萬臺)時,分別增長540倍/552倍。

而對于齒輪企業而言,隨著人形機器人快速起量,齒輪部件將逐步標準化,大量減速器供應商將開始外采齒輪,利好齒輪行業。預計萬人保有量達45臺時,人形機器人齒輪市場空間將達到近3800億元,相當于2022年車用市場空間4倍左右。

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