2022年拓斯达研究报告 五轴数控机床竞争优势明显

1.拓斯达:制造业多环节布局,业绩有望实现多点增 长

1.1.国内自动化行业龙头,近年来业务宽度不断延展

公司为工业机器人、数控机床、注塑机、绿能业务全方位布局的自动 化行业龙头。公司坚持“让工业制造更美好”的企业使命,通过以工业机 器人、注塑机、数控机床为核心的智能装备,全方位满足客户智能化生产 需求,打造以核心技术驱动的智能硬件平台,为制造企业提供有竞争力的 智能制造解决方案与服务。截至 2022H1,公司已在全国设有近 40 家办事 处,触达客户超 20 万家。 公司主要业务按照产品、项目两类分类,产品类包括工业机器人、注 塑机及供料系统、数控机床。工业机器人方面,公司产品覆盖零部件、机 器人本体、系统集成全环节,目前主要产品包括六轴多关节机器人、 SCARA、DELTA 等,且深度研发控制器、伺服驱动、视觉系统三大底层 技术。注塑机及供料系统方面,公司生产产品包括注塑机及三机一体、模 温机、中央供料、模具保护器等配套设备,产品用途涵盖注塑生产过程中 各主要环节。截至 2022H1,公司 TS 系列注塑机新品处于样机研发阶段。 数控机床方面,公司通过收购埃弗米公司进军数控机床市场,其产品主要 包括五轴联动数控机床、高速加工中心、数控磨床等,以及主轴、转台、 摆头、齿轮头、动力刀塔等核心零部件。五轴数控机床领域对于企业研发 能力要求较高,公司产品市场竞争力显著。

项目类业务为贡献收入的主力业务,包括智能能源及环境管理业务、 自动化应用系统业务。绿能业务方面,公司解决方案可采集、处理客户厂 房的电力、气、水、仓储物料、成品数据,分析项目运行能源、资源消耗 状况,实现能源在线监控、节能改造及生产数据的互通互联。工业机器人 自动化应用解决方案上,公司自动化应用工作站广泛应用于新能源、光电、 汽车零部件制造等领域,具体应用于搬运、上下料、焊接、打磨、注塑、 组装、涂胶等环节。 公司业务由注塑机配套设备向自动化系统、工业机器人、绿能、注塑 机、数控机床多个细分赛道延展,目前公司业务已涵盖制造业生产前端、 中端、后端各环节。2007 年,公司成立之初以注塑机配套设备作为业务开 端。2011-2012年,业务拓展至注塑领域直角坐标机械手,可向客户提供注 塑自动化全套解决方案。2013-2014 年,公司切入自动化集成解决方案领 域,包括打磨、冲压、压铸多领域拓展自动化应用场景。公司于 2014 年挂 牌新三板。2015-2016 年,公司掌握核心技术以研发工业机器人,2015 年 公司布局工业机器人本体研发,2016 年公司自主研发的六轴工业机器人本 体实现量产。2017 年,公司新布局智能能源及环境管理系统领域,绿能业务自布局以来实现快速发展。2020 年至今,公司实现业务结构的转型升级, 2020 年,公司开拓注塑机主机、数控机床两大业务线,2021 年,公司收购 数控机床领域龙头埃弗米公司,进一步实现组织架构、考核方式的优化。

公司股权结构集中,多家控股公司均有重要战略意义。公司创始人及 实际控制人吴丰礼直接持有公司 33.93%的股份,此外公司董事兼副总裁杨 双保先生、黄代波先生分别持有公司 5.29%、4.26%的股份,公司核心管理 团队合计持股超 43%。公司控股江苏拓斯达机器人有限公司、东莞拓斯达 智能装备有限公司、东莞市埃弗米数控设备科技有限公司、广东驼驮网络 科技有限公司,其中公司依托埃弗米公司开展数控机床相关业务,驼驮科 技以工业售后服务平台“驼驮维保”为支点,拓展业务至工业设备的电商、 SaaS 软件服务领域。

公司于 2019 年实施股权激励计划,员工持股计划不断推进。公司在2019 年实施股权激励计划,向公司管理层 136 人发放股权激励。股权激励 计划包括限制性股票激励计划和股票期权激励计划两部分,行权价格分别 为 22.61 元和 38.29 元。2021 年 5 月,公司已完成 2020 年员工持股计划的 股票购买,截至 2022H1,公司董事、高管、中层管理人员、技术骨干合计 持股占公司股本总额 1.73%。

1.2.多元布局支撑营收高增,公司毛利率保持平稳

公司布局多个高景气赛道,营业收入实现较快增长。2017-2021 年, 公司营业收入从 7.64 亿元增至 32.93 亿元,4 年 CAGR 为 44.06%。2018- 2021 年公司营业收入同比增速始终保持在 19%以上,其中 2020 年营收和 净利增长最为明显。2020 年,公司实现营收 27.55 亿元,同增 65.95%,实 现归母净利润 5.20 亿元,同增 178.56%,主要系 2020 年公司口罩机及相关 设备出货量快速增长,带动工业机器人业务营收同比增长 141.69%。 2021 年,公司剥离口罩机业务后,工业机器人和自动化应用系统分别 同比增长 35.75%/ 154.11%,同年公司注塑机、配套设备及自动供料系统/ 绿能业务营收分别同比增长 121%/196%,并开拓了数控机床业务。 2022H1,公司实现营业收入 20.43 亿元,同比增长 31.43%,系自动化 应用系统、数控机床及绿能业务实现较快增长所致,其中绿能业务同比增 长 85.44%,公司自 2021 年起大客户开拓速度较快,随着项目逐步交付, 相关业务收入增加。公司切入数控机床赛道以来,2021/2022H1 分别实现 营业收入 0.90/0.98 亿元,公司 2022H1 数控机床业务营收增长主要由下游 各行业需求增长、年内推出五轴数控机床新品所驱动。

分业务看公司毛利率情况,工业机器人及自动化业务 2021 年毛利率 28.98%,同比降低 29.20pct。主要原因为高毛利的口罩机业务退出,且自 动化系统 2021 年毛利率 22.79%,同比降低 10.86pct,2022H1 自动化系统 业务毛利率在 22.27%水平保持平稳。绿能业务 2021 年/2022H1 毛利率分别 为 18.91%/15.51%,分别同比下降 1.36/6.09pct,毛利率降低原因为原材料 价格波动,以及公司布局绿能业务较早,目前行业蓝海期盈利红利有所消 退 。 注塑机设备及供料系统业务 2021 年/2022H1 毛 利 率 分 别 为 29.72%/34.77%,分别同比增长 0.08/3.33pct。公司自 2020 年开始布局注塑 机后,不断缩减物料消耗成本,持续推出注塑机新品,升级迭代产品结构, 因此毛利率持续提升。未来公司注塑机业务毛利率提升空间仍较大。

1.3.公司积极布局拓展大客户,客户生产过程前中后端 全方位覆盖

公司积极拓展大客户,头部客户在营收中占比呈提升趋势。公司销售 团队组织架构方面,公司直销团队中单独分拆出“大客户拓展队”,其由 客户经理、方案经理、交付经理组成,面向公司大客户针对性的设计大型 方案、销售标准产品,可有效推进市场协同、客户协同。公司大客户构成 上,有效拓展了宁德时代、亿纬锂能、欣旺达、晶澳科技、晶科能源、立 讯精密、伯恩光学、富士康、比亚迪、裕同科技等。各业务层面,工业机 器人业务,2020 年开始,公司与宁德时代体系签署项目订单,主要供应贴 胶机、动力电池模组 pack 产线设备。绿能业务,公司针对 3C、锂电、光 伏行业拓展头部客户。 公司各个业务板块之间具有协同效应。以公司客户伯恩光学为例,早 期公司仅向其提供单工位工作站与整线自动化,在公司业务延展至工业机 器人后,客户转向采购公司生产的机器人,而后拓展到公司生产的专用生 产设备全领域。公司各板块的业务关联性较好,因此客户与公司的合作紧 密程度不断加深。

受益于公司全环节布局实力,公司可向客户提供智能工厂解决方案。 绿能业务可为客户提供水电气管理等服务方案,公司在工业机器人、数控 机床、注塑机等设备上具有核心研发制造能力,且工业机器人等方面可提 供自动化解决方案。公司已形成涵盖制造业生产前端、中端、后端的智能 制造整厂综合服务能力。公司面向客户的整厂解决方案,随各业务环节进 一步打通,推动公司全业务环节实现降本增效。

公司智能工厂解决方案中,智能化体现在生产、管理全自动化。公司项目可实现客户从原材料入库、生产、组装到成品运输和仓储整个生产流 程的全自动化,公司和华为云合作的 MES制造执行系统,以及“拓星链” 设备健康监测系统,可进行数据采集和智能分析过程。 2021年11月,公司客户众拓精密正式启动拓星链健康管理系统,开启 工厂数字化转型。拓星链系统中:1)通过设备管理模块帮助客户精益排 产制造,实时管控设备的运行状态。掌握设备使用率、设备检测记录、每 台设备运行信息设备开工率、设备健康评分。2)生产管理模块掌握生产 运行效率、模数、周期、生产时长等数据。3)实时查看设备的生产状态, 管控生产进度。

2.工业机器人:行业景气度持续提升,拓斯达竞争力进步明显

2.1.行业国产替代进程加速实现,需求催化行业步入长 景气区间

2.1.1.工业互联网加速发展,工业机器人为关键自动化控制设备

工业互联网加速发展,智能制造设备发挥重要作用。工业互联网是新 一代信息技术与制造业深度融合的产物,重构机器、数据、人之间的关系, 打造新型基础设施、应用模式和工业生态,实现工业数字化、网络化、智 能化应用及发展。工业互联网智能制造领域包括硬件、软件,其中硬件包 括交换机、传感器、监测器、工业机器人等,硬件作为产线数字化中的数 字设备,是实现信息技术融合工业经济的基石。随着产业支持政策不断落 地,智能制造领域硬件、软件技术深度融合发展,工业互联网应用将进一 步普及,从而推动制造业转型升级。

工业机器人是工业互联网智能制造中自动化设备。工业机器人是 20世 纪以后发展起来的一种能模仿人的某些动作和控制功能,用于工业领域的 多关节机械手或多自由度的机器装置,可依靠自身的动力能源和控制能力, 按照可变的预定程序、轨迹及其他要求操作实现各种工业加工制造功能, 广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

2.1.2.机器人本体企业自供零部件降本增效,系统集成行业份额 有望向头部集中

控制器、伺服电机、减速器为工业机器人核心零部件。控制器帮助机 器人完成规划动作,控制器由控制器硬件、控制器软件组成,对机器人的 性能起决定性影响,主要控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨 迹,操作顺序及动作的时间等。伺服系统是工业机器人主要的动力来源, 能够精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统,由伺服驱动器、伺服电 机、编码器三部分组成。减速器为减速传动装置,在原动机和工作机之间起匹配转速、传递转矩的作用。从扭转刚度、启动转矩、传动精度、传动 误差、传动效率等参数考量,符合工业机器人应用标准的减速器有 RV 减 速器、精密谐波减速器、精密行星减速器三类。其在工业机器人零部件中 成本占比最大、技术含量最高,制造过程对材料、设备、工艺等多个环节 都有严格要求。

工业机器人可划分为六轴多关节机器人、平面四轴机器人(SCARA) 、并联机器人(DELTA)、直角坐标机器人等类型。1)六轴机器人相较四 轴机器人自由度更高,因此可以任意角度抓取物品,其主要应用于组装、 搬运、点胶、上下料、焊接、打磨、码垛、喷涂等领域。2)SCARA 机器 人精度高、体积小,灵活性强,广泛应用于点胶、涂胶、装配检测、搬运 及上下料、钻孔、焊锡切割等领域。3)并联型机器人无累积误差,精度 较高,适用于需要高刚度、高精度或者大载荷而无须很大工作空间的领域。 4)直角坐标型机器人适用于多品种、便批量的柔性化作业,如焊接、搬 运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤等。

核心零部件在工业机器人整机成本中占比较大,整机厂商通过自供零 部件降低成本。根据 OFweek 数据,核心零部件占工业机器人成本约 70%, 其中三类核心零部件减速器、伺服电机、控制器的成本分别占比约 35%、 20%、15%。为降低成本,头部的厂商都趋向于向上游的伺服系统和控制 系统延伸产业链。

下游系统集成环节是工业机器人工程化和大规模应用的关键。工业机 器人核心零部件,通过系统集成商按客户需求,集合视觉识别、自动修正 等技术,融合内部操作技术设计、外部信息技术设计,设计智能化的解决方案,进行产线的设计、组装,从而形成完整工业机器人自动化解决方案。 工业机器人下游行业众多。按下游行业分类,面向电子、金属制品、 锂电池、汽车零部件等行业的工业机器人单机出货量较高、国产化率较高, 而焊接、装配、检测等细分行业对技术实力和研发创新能力要求较高,因 此布局相关方向的系统集成企业较少。

系统集成环节具有非标化特点,行业长尾效应明显。系统集成项目需 要根据不同行业、不同场景、不同产品进行定制化开发,且系统集成环节 为项目制工程服务,项目工程师为其核心资产,批量化复制难度较大,因 此集成商规模扩张存在一定难度,且向其他下游行业切入存在一定壁垒。 非标化制约着工业机器人系统集成商的规模化进程,使得行业集中度较低, 呈现小而散的特征,在工业机器人系统集成领域主要上市公司的统计中, 各家企业市值均低于 200 亿元,且 2021 年相关业务营业收入规模分布在 5- 20 亿元之间。未来一方面,虽集成环节在跨行业展业中存在壁垒,但头部 集成商有望通过强化核心竞争力,提升在某一体量较大的下游应用领域的 渗透率和份额,从规模上实现突围;另一方面随着工艺的逐步成熟,头部 集成商有望通过功能的模块化提高行业的标准化程度,催化行业的规模化 进程,驱动行业的集中度提升。

工业机器人系统集成产品规模快速增长,该环节贡献最高附加值。中 国工业机器人系统集成市场规模稳步增长,2021 年中国工业机器人系统集 成行业市场规模 1753.62 亿元,同比增长 7.80%,2016-2021 五年 CAGR 12.95%。在工业机器人产业链的零部件、整机、系统集成环节中,系统集 成环节贡献最多的附加值。2020 年工业机器人系统集成市场规模 1626.73 亿元,对比机器人本体的 422.5亿元,推算系统集成环节可贡献近 3倍于机 器人本体的价值增量。

2.1.3.行业国产替代进程持续推进,技术研发有望加速产业升级

供给方面,工业机器人国产替代进程持续推进。我国工业机器人产量 实现快速增长。2021年我国工业机器人产量36.60万台,同比增长44.9%。 截至 2022 年 10 月,我国工业机器人产量 32.11 万台,同比增长 27.92%。 工业机器人国产替代进程持续推进。近年以来,我国工业机器人整机国产 化率呈上升趋势,2021 年机器人国产化率达 32.8%。展望未来,工业机器人的国产替代空间仍较广阔,且多关节机器人国产化率提升空间更大。

中期视角看,工业机器人产量增速未来有望重回景气区间。每个库存 周期历时约 3-4 年,其中产成品存货同比变化先升后降,由补库存阶段进 入去库存阶段。2016年中旬至2019年年末为最近一个完整库存周期,2020 年年初至今为本轮库存周期,本轮库存周期已进入尾部。工业机器人产量 同比变化与库存周期基本同步,以往产成品存货增速较高时段,工业机器 人产量同比增速均处于较高位置。又因为工业机器人的机械设备属性,其 属于制造业上游环节,因此工业机器人产量同比变化情况相较库存周期提 前约 2 个季度。鉴于本轮库存周期已进入尾部,未来有望由主动去库存切 换至被动补库存阶段,工业机器人产量同比增速有望跟随库存周期提振向 上。

需求方面,我国工业机器人需求体量巨大,制造业新增生产需求、人 工替代趋势支撑行业需求继续增长。中国为全球最大工业机器人消费国, 根据 CRIA 与 IFR 统计数据,2021 年中国工业机器人市场累计销售工业机 器人 27.1 万台,同比增长 50.1%,工业机器人销量占全球的比重超过了 50%,制造业机器人密度每万名工人达到了 322 台,其中多关节机器人是 中国市场销量最高且增速最快的机型。一方面,工业机器人下游锂电、光 伏行业行业需求持续旺盛。另一方面,制造业需求提速,产品标准提升、 用人成本增加,导致人工替代需求较为迫切,兼顾稳定性、灵活性的机器 人在生产效率提升环节具有重要战略地位。

行业研发投入力度较大,有望加速行业国产替代进程。由于下游各细 分行业自动化解决方案的差异度较高,工业机器人行业多个环节产品的定 制化属性较强,使得行业集中度较低。叠加我国工业机器人国产化率较低,高端产品技术层面与国外头部企业差距较大,导致行业企业数量虽多但规 模和市场份额偏小。我国工业机器人行业中企业总数超 40 万家,多数上市 公司市值分布在 100 亿元以内。行业小而散的特征给企业凭借技术创新突 围创造了空间。2022Q1-Q3,行业内市值 100 亿元以内的上市公司研发费 用率平均 6.78%,高于机械设备行业整体的 4.78%;其中华中数控研发费 用率最高,达 20.66%。在机械装备中,工业机器人行业整体的研发投入力 度较大,头部企业有望在高端市场形成技术突破,国产工业机器人的渗透 率有望加速提升。

2.2.工业机器人全产业链布局,产品竞争力稳步提升

2.2.1.公司机器人整机推新进展较快,客户认可度持续提升

公司工业机器人业务布局较早,公司产品涵盖四类型工业机器人。公 司于 2015 年布局工业机器人本体研发,目前公司工业机器人产品主要包括 多关节机器人、直角坐标机器人两大类型。多关节机器人包括六轴多关节 机器人、平面四轴机器人(SCARA)、并联机器人(DELTA)等。直角坐 标机器人又称为机械手,应用于直线、平面、立体的工件搬运移载、检测定位、自动装配等工序。公司工业机器人业务出货以直角坐标机器人为主, 多关节机器人发展较快,2021年,公司多关节机器人本体出货超1000台。

2022 年年内,公司四轴、六轴机器人等方面均有新品上市。1)四轴: SCARA 高速机型 TRH002-400-150-A,面向 3C、包装、新能源、汽车零部 件、光电等行业,可实现高速搬运、精密组装等需求。2)六轴:新增 TRV007-910-A、R081-08-T 两款型号,主要应用领域为组装、搬运、点胶、 上下料。3)直角坐标:新增 MBW130 系列,伺服振动抑制,降低手臂末 端振动,抗干扰能力更强;前后使用皮带轮啮合传动,定位精度更高;另 外在扩展性、使用寿命方面实现升级优化,适用于涂料桶、快餐盒等薄壁 成型快速取出。

从客户反馈角度看,公司工业机器人产品认可度提升明显。2021 年, 公司系统集成应用的工业机器人中,自制机器人本体台数占比为 45.78%, 同比增加 6.68pct,系公司自产机器人订单在新能源、光电行业客户中占比 提升所致。公司系统集成应用中自制机器人比例提升,反映出公司机器人 整机产品随研发进展不断更新迭代,其客户认可度有所提升。 集成侠作为公司工业机器人的线上销售渠道,推动公司机器人 2B 端 销售。集成侠是拓斯达旗下的集成商一站式综合服务平台,可从不同行业中小型集成商的自动化项目出发,精准匹配工业制造企业自动化需求。另 外,集成侠作为公司工业机器人的线上销售平台,助力公司工业机器人本 体的线上销售工作。目前集成侠平台入驻的集成商约有 6000 家。

2.2.2.核心零部件自供能力突出,延伸上游助力毛利率跃升

公司近年以来逐步自主研发工业机器人零部件。1)控制器:公司已 具备通用运动控制平台的软硬件全自主研发能力,并推出了集运动控制、 PLC 控制和网络化控制于一体的运动控制平台。目前 TMCR 系列机器人控 制器平台已批量应用于自研 SCARA、六轴机器人、协作机器人上。2)伺 服驱动:公司通过技术引进、算法自主研发,掌握伺服领域核心技术,并 且推出多款特色伺服产品。目前机械手五合一伺服驱动器处于批量量产阶 段,三合一伺服驱动器开始小批量试产,液压注塑机 22KW 伺服驱动器目 前处于测试阶段;37KW 电液伺服驱动器项目已通过评审。 零部件毛利率相较整机更高,因此公司自供零部件可提升工业机器人 业务毛利率。根据 OFweek 数据,减速器环节平均毛利率 40%,伺服系统 毛利率 35%、控制器毛利率 25%,机器人本体毛利率 15%,系统集成领域 毛利率 35%。拓斯达 2021 年工业机器人业务毛利率 36.32%,在同行业公 司中处于较高水平,较为接近上游零部件环节毛利率。对比工业机器人整 机、零部件厂商埃斯顿,埃斯顿深度参与伺服系统、控制器环节的生产制 造,其 2021 年工业机器人业务毛利率 32.46%。公司工业机器人业务毛利 率水平较高,体现出公司向上游零部件环节拓展进展较好。

公司视觉系统的技术沉淀出色,可深度参与自动化应用工作站作业过 程。视觉系统通过计算机算法,按需提取图像中有用信息,执行特定命令。 公司掌握图像分层、相关性图像配准、指令集加速、OMP 加速和数据结构 搭建等底层技术,并添加运动控制卡点位控制、线阵相机图像采集等功能, 可实现快速定位、引导定位、软包缺陷检测、智能打光、精密测量等需求。 公司视觉系统持续更新迭代,年内开发验证 3C 气泡缺陷检测算法,增加 深度学习模块、多品牌相机支持、MES 系统数据上传功能。

2.2.3.公司具备自动化应用项目能力,系统集成充分布局多领域、 多环节

系统集成方面,公司工业机器人自动化应用解决方案在多领域、多环 节充分布局。公司以工业机器人配套视觉系统、传感器、编码器、激光机、 直线电机、传输带等辅助设备,实现自动化应用解决方案。公司自动化应 用工作站包括 SCARA+DELTA 无序搬运、SCARA 机器人快速搬运、螺丝 机工作站、冲压工作站等,其具有较好的通用性,能够广泛应用于新能源、 光电、汽车零部件制造等领域,具体应用于搬运、上下料、焊接、打磨、 注塑、组装、涂胶等环节。

3C 与新能源行业系统集成业务营收占比较高,未来毛利率有望实现 回升。公司工业机器人系统集成业务主要面向 3C、新能源行业,两个行业 系统集成 2021年营业收入分别为 2.84/2.07亿元,YoY+80.48%/+543.98%, 在系统集成业务中占比分别为 48.55%/35.38%。2021 年 3C、新能源行业毛 利率分别为 23.63%/26.95%,同比减少 9.71pct/10.00pct,下降幅度低于汽 车和其他行业,公司 2021 年内开拓新能源项目较多,项目接入前期阶段, 交付样机设备、物料消耗导致相关成本上升,预期随新能源行业系统集成 业务发展平稳,其毛利率有望回升。

3.数控机床:行业国产替代逻辑清晰,拓斯达五轴数控机床竞争优势明显

3.1.工业母机为制造业基石,高端数控机床国产替代空 间较大

我国机床数控化率提升空间较大。机床是制造业中用于生产设备和零 部件的机器,因此被称为工业母机,数控机床则是装有数字控制系统的自 动化机床,可以有效提升机床的工作效率和精度。按照工艺用途划分,数 控机床主要分为金属切削机床、金属成型机床和特种加工机床等类型。 2021年,国产金属加工机床数控化率达 36.21%,与欧美等发达国家70%以 上的数控化率相比,我国机床的数控化率仍有较大提升空间。2021 年,我 国数控机床总产量为 29.4 万台,同比增长 39.3%,呈上升态势。随着我国 制造业转型升级步伐的加快,更高性能的数控机床迎来广阔的市场需求。

高端数控机床国产化率较低,国产替代空间广阔。数控机床按照功能 水平可以分为低中高三档,高档数控机床是当前我国航空航天、船舶、汽 车、发电设备、国防等领域急需的关键工作母机,具有高性能、智能化和 高价值特征,随着中国制造业产业转型,中高端数控机床的需求不断增加。 而国内数控机床企业的主要产品和服务集中于中低端机床领域,而国产高 档数控机床在数量和质量上与国外企业仍有差距,对进口依赖度较高,国 产化率较低,国产替代空间较大。 多轴联动控制技术和轨迹插补是数控机床控制的核心技术。数控机床 多个坐标轴(包括直线坐标和旋转坐标)上同时进行加工,而且可在计算 机数控系统的控制下同时协调运动进行称为多轴联动控制。高档数控机床 一般都具有四轴以上联动。多轴联动控制根据数控加工程序给出运动轨迹, 通过轨迹插补和实时控制,在每个伺服控制周期给出各个联动坐标轴的运动增量,实时控制所有坐标轴的联动。插补运算是轨迹控制中最重要的计 算任务,不仅要保证实时计算,还要确保计算精度和算法简单。多轴联动 加工可高效方便地实现各种复杂曲线和曲面插补的功能,提高空间自由曲 面的加工精度、质量和效率。

高档数控机床以五轴联动加工中心为代表,适用范围更广、加工质量 更精细、工作效率更高。传统三轴机床,工件只能沿X、Y、Z轴上下、左 右、前后移动。五轴加工采用X、Y、Z、A、B、C任意五个坐标的线性插 补运动,任意调整刀具或工件的姿态。联动轴的数量衡量了数控机床的先 进程度,联动轴数量越多技术难度越大且应用范围越广,需要集计算及控 制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体。五轴通过高加工效率,更小 的占地面积和更经济的能源消耗,对三轴机床有一定代替性。五轴联动数 控机床系统可解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转 子、大型柴油机曲轴等复杂加工难题,是航空航天制造领域的核心加工设 备。机床工具行业有向五轴升级的趋势。

五轴机床市场需求不断提升。随着下游企业对加工需求的不断提升, 五轴机床的优势逐渐凸显。五轴机床的使用缩短了生产过程链,减少了装 夹次数,一次装夹可完成五面加工,进而减少工装夹具数量、车间占地面 积,节省设备维护费用和人力成本。其中,立式五轴是市场上的主要机型, 并且也是下游客户需求量最大的机型,原因在于立式五轴更加通用,且性 价比更高。 国内企业核心零部件、原材料研发能力制约数控机床国产化进程。数 控机床制造业上游是原材料及零件供应商,包括机床主体零部件、功能部 件、数控系统及电子元件。数控系统方面我国长期依赖进口,国产化进程 有待提速。近年来,虽部分国内公司在数控系统领域取得了一定突破,但 在故障率和精细度方面仍和国外企业存在差距,且数控系统技术研发难度 大,投入大,形成较高的技术壁垒。目前高档数控机床配套的数控系统 90% 以上是国外产品,主要被发那科、西门子两大厂商垄断,成为制约我国高端数控机床发展的卡脖子技术。但在功能部件领域,我国企业科德数控、 纽威数控、埃弗米等均组建了研发团队,可以自产自制转台、电主轴、伺 服驱动器、电机、摆头等机床核心零部件。随着部件的自给率逐年提高, 我国将逐渐实现关键核心功能部件供应自主可控,提升产品可靠性和市场 竞争力。

五轴数控机床主要下游应用包括航空航天、军工、汽车、船舶、轨道 交通、3C 等领域。根据 QY Research 的数据,2020 年,五轴机床在航空航 天、汽车、军工三个领域的销量占比分别为 39.9%,24.3%和 13.3%。根据 QY Research 的统计及预测,2021 年全球五轴数控机床市场销售额达到了 76 亿美元,预计 2028 年将达到 154 亿美元,年复合增长率(CAGR)为 10.6%(2022-2028)。

下游新能源汽车与航空航天行业发展有望推动五轴机床需求持续增长, 为国内企业带来成长机遇:

1)航空航天:由于航空航天零件具有壁薄、易变形、曲面复杂、材料 难加工等特点,精密数控加工技术是航空航天制造的关键技术之一。五轴机床的应用助推了大型飞机零部件数控加工的实现,机床可对机身和机翼 等具有弧度的部件进行整体加工,也可对由钛合金和高温合金制成的发动 机机匣进行分区加工,通过设置转台转动角度和铣头角度的方式,提高加 工精度与效率。伴随现代飞机制造的高速发展,国产大飞机逐步进入批量 制造,五轴机床需求有望持续提升。同时进口机床价格偏高,航空航天领 域对高端机床的国产化需求较为迫切,增量市场空间有望向国内企业倾斜。

2)新能源汽车:汽车车身钣金件许多都需要冲压模和配件配合拼接, 五轴具有车、铣、钻、磨等多种工艺,可以一次装夹,多面加工,从而减 少成本,提高加工精度,推动五轴机床需求提升。在新能源汽车制造中, 用铝代替钢可使整车重量减轻 30%-40%,此类向轻量化、一体化转型的趋 势有望为五轴机床的应用提供机遇。中国汽车工业协会的统计显示,2022 年上半年,新能源汽车产销累计分别完成 266.1万辆和 260万辆,同比均增 长 1.2倍。上半年累计渗透率达 21.6%,近一年累计市场渗透率稳步攀升至 18.9%,新能源汽车的市场认可度和竞争力不断增强。

3.2.核心功能部件自主可控,五轴数控机床出货行业领 先

公司收购埃弗米切入数控机床业务。2020 年 11 月 10 日,拓斯达与东 莞市埃弗米数控设备科技有限公司及其股东签署了《投资意向协议》,拟 使用约 1.3 亿元受让埃弗米原股东部分股权及认购新增注册资本,合计持 有埃弗米 51%的股份。埃弗米是一家集研发、生产、销售、服务于一体的 专业数控机床为主导的高新技术企业。公司产品种类丰富,下游应用领域 广泛。其主营业务为五轴联动机床、石墨加工中心、高速加工中心、磨床 等工业母机数控机床,以及主轴、转台、摆头、齿轮头、动力刀塔等核心零部件的自主研发、生产与销售。下游应用领域包括航空航天、汽车、医 疗、军工、精密模具与机械零件加工等,合作客户涵盖前述领域的龙头企 业。公司由此延伸至数控机床业务。

公司五轴机床产品型号不断丰富。GMU600 天车式五轴联动加工中心 于 2022 年一季度正式推向市场。该产品主要用于新能源汽车零部件、通用 零件、航空航天领域的加工。该产品在 2022 年上半年的销售量为 20 台, 客户购买意愿较高。DMU300 立式五轴联动加工中心预计下半年推出。该 机型为立式悬臂架构,搭载自研的 DD 驱动摇篮式回转工作台。适用于医 疗、汽车零部件、叶轮等加工场景。HMU1500 卧式五轴联动加工中心正 处于研发阶段,计划于 2023 年推向市场。该产品主要应用于较大规格叶轮、 新能源汽车副车架等加工领域。 公司自主研发核心功能部件以控制成本。拓斯达投入市场的核心零部 件包括主轴、转台、双摆铣头、立卧式齿轮铣头和动力刀塔。在转台和摆 头方面,因部件国产化率低的缘故,拓斯达竞争力明显。在主轴方面,虽 然国内市场竞争者众多,但埃弗米的优势在于其自主研发的两款主轴最高 转速可达 2 万转,性能优良,适用于各类数控机床产品中。相比其他企业, 拓斯达大部分核心功能零部件实现自主供给,在生产五轴数控机床时形成 成本控制优势,提高功能部件与整机匹配性。

1)主轴是精准车床加工的关键。拓斯达自研的 D3 直联主轴和 M6 电 主轴采用设计和制造难度较高的环向喷射润滑技术,前轴颈尺寸均为 70 毫 米,最高转速为 20000 转,可以满足高效、高精度和高表面质量零件的加 工。 2)拓斯达的转台传动方式分为机械传动和力矩电机直驱两种。机械 式摇篮转台采用高精度齿轮消隙专利技术,具有更高的扭矩输出,精度保持性好,扭转刚度更高,使用寿命长的特点,在高硬度高韧性材质的重型 切削应用场景中表现优良。力矩电机直驱转台转速高,响应性能优良。 3)双摆角铣头适用于大型模具、汽配、产业机械等相关产业复杂零 件的多面及五轴联动加工。拓斯达使用 DMU170 双摆铣头为偏置式双摆铣 头部件,适用于龙门架构的五轴机床。DMU170 的 AC 两轴均为双牙棒齿 轮消隙传动,这种方式刚性强。独有的扭转阻尼机构可以减小铣头体的扭 转振动。 4)齿轮铣头在齿轮传动设计时以传递矩阵法及能量平衡迭代法优化 扭振,以达到最佳的传动刚性;搭配公司自制的齿轮式主轴,经不动点迭 代法界定最佳跨距,可有效提升加工时的再生颤振极限,切削性能优异。 5)DTT-100 动力刀塔以一台伺服电机完成分度和切削传动,分度和 刀盘锁紧采用三片式离合器,以油压来驱动切换、刀盘松开和刀盘锁紧, 主传动机构均为高精度齿轮传动,刚性好,车削和铣削性能优良。

公司五轴数控机床出货量稳步增长,目前公司出货处于行业领先地位。 2022 年上半年,拓斯达数控机床业务高速发展,实现营业收入 9786.94 万 元,毛利率 26.63%。五轴联动数控机床签单量 67 台,出货量 47 台,保持 快速增长。截至 2022 年 6 月 30 日,埃弗米在手订单超过 1.5 亿元。相比 2021 年,拓斯达数控机床签单总量 232 台,出货总量 210 台;其中五轴联 动数控机床签单量超 100 台,出货量 64 台,较 2020 年同期增长 68.42%。 截至 2021 年 12 月 31 日,埃弗米在手订单超过 1 亿元。对比同业,拓斯达 五轴数控机床出货量处于行业领先地位。

公司通过扩建生产基地方式扩充产能。2022 年 7 月,拓斯达智能设备 总部基地项目二期顺利完成摘牌。项目位于东莞市大岭山镇连平畔山工业 园地块,总用地面积约 192.32 亩,主要从事工业机器人、注塑装备、数控 机床等智能制造高端装备的研发和制造。其中,一期供地已于 2021 年 3 月 3 日完成摘牌,并于 2022 年 3 月开工建设,总建筑面积约 9.33 万平方米, 主要用于自动化设备及数控机床的研发和制造。该总部基地项目建成后将 扩大拓斯达的产品生产规模,丰富产品结构,同时提升公司的核心竞争力 和盈利能力,推动公司的市占率提升。

4.绿能业务:定位拓斯达业务运营前哨站,头部客户合作关系不断强化

4.1.智能环境整厂解决方案实现能源管理,各行业头部 客户加速拓展

公司智能能源及环境管理业务助力下游客户准确掌握能源运营状况, 实现能源消费的有序计划、管理。公司绿能业务采用能源及环境管理系统, 通过分层分布式系统体系结构采集、处理生产系统的电力、气、水、仓储 物料、成品等数据,并分析项目运行能源、资源消耗状况,以便进行能耗 分析,实现能源在线监控、节能改造及生产数据的互通互联。 公司开设八类绿能工程:大型机电工程、超净车间工程、高效机房工 程、工艺管道工程、废气治理工程、特殊配电工程、特种气体工程、智慧 管理工程。通过能源计划/监控/统计/消费分析、重点设备能耗管理、能源 计量设备管理等多种手段,使企业管理者准确掌握企业能源成本比重,准 确跟踪企业发展趋势、运营状况,将企业的能源消费计划任务分解到各个 生产部门,以促进企业高效发展。

公司实行大客户拓展战略,绿能业务方面强化各行业头部客户合作关 系。公司绿能业务服务于 3C、锂电、光伏等行业客户,其中行业头部客户 的自动化应用规模较大。其客户包括立讯精密、伯恩光学、亿纬锂能、宇 瞳光学、西安力创、晶澳科技、惠科股份、信濠光电、欣旺达、珠海冠宇、 联创光电等多家公司。公司通过印度拓斯达、越南拓斯达开拓海外市场, 积极拓展在东南亚扩产的国内客户,向客户提供国内、海外双线工程服务。

4.2.绿能业务定位前端,为公司业务运营前哨站

智能能源及环境管理业务为项目制业务,在公司目前营收结构中占比 最大,可为公司持续、稳定贡献利润。公司自 2017年布局绿能业务以来, 绿能业务实现快速发展。2021/2022H1,公司绿能业务实现营业收入 15.11/11.79 亿元,同比增长 196.00%/85.44%。2022H1,公司绿能业务在总营收占比 57.72%,为公司贡献收入的主力业务。

绿能业务作为公司观测行业景气度的窗口,可实时跟踪各下游行业固 定资产投资的边际变化,从而前瞻性的调整公司生产节奏,及时延伸客户 合作的业务范围。公司业务涵盖制造业生产前端、中端、后端各环节。公 司打造的智能生产环境为客户展业铺垫,公司具备工业机器人、注塑机、 数控机床等核心智能制造设备的研发生产能力,可全方位满足客户智能化 生产需求,并可在工业机器人等领域向客户提供智能工厂解决方案。智能 能源及环境管理板块作为公司服务客户的前端导入业务,公司可充分掌握 客户生产环境、生产工艺、应用场景、设备需求等信息,及时跟踪各行业 景气度变化,以实现公司产品生产结构及时调整,并顺利延伸客户合作关 系至公司其他业务。

5.注塑机:拓斯达深耕注塑机行业十五年,注塑机 研发能力积淀深厚

5.1.公司深耕注塑机业务十五年,注塑机主力机型竞争 力卓越

注塑机为一种成型设备。注塑机又称射出成型机、注射成型机,其可 利用塑料成型模具将热塑性塑料制成各种形状的塑料制品。公司注塑机相 关业务生产范围包括注塑机以及三机一体、模温机、中央供料、模具保护 器等多个注塑机配套设备。 公司深耕注塑机业务十五年,目前注塑机主力机型竞争力卓越。公司 创立之初专注注塑机辅机领域,如模温机、冰水机、干燥机等注塑机配套 设备,2020 年公司拓展业务线至注塑机主机领域。公司产品研发紧密贴合 市场需求,在注塑机方面坚定以市场为导向的理念,在结合客户需求及行业工艺沉淀的基础上进行精准开发。目前公司生产的注塑机主要包括 TM—中小型伺服机铰式注塑机、TH—全自动伺服节能液压锁模注塑机、 TE—全电动精密注塑机三个产品系列,产品锁模力覆盖范围 90T-5500T。 公司 TM II 系列注塑机新品在整机效率、稳定性、精准性方面较上代 产品均有大幅提升。2022 年年初,公司推出 TM II 系列中小型伺服机铰式 注塑机,其为 TM 系列升级产品,为目前公司主力注塑机机型。TM Ⅱ系列 机铰式注塑机相较 TM 系列,可实现超长行程开模,开模精度控制在 1mm 以内,采用独特的双滑脚设计,顶针推力加大 20%,伺服动力提升 20%, 射速提升 20%,熔胶转速提升 10%,综合效率提升 15%,整体式集成控制, 保证生产过程高效、稳定。

公司研发团队在 TE 系列全电动注塑机上倾注较多精力。电动注塑机 相较传统液压注塑机,在节能程度、精确度、稳定性、维护难度等方面均 有一定优势。公司 TE 系列全电动注塑机的动力系统采用定制的高性能伺 服,并在伺服驱动器中内置全电动机工艺控制算法,在实现高精密控制和 大幅度节能的同时,降低了液压注塑机常有的噪声及油液泄露现象。同时 采用 5 点式曲肘结构的锁模方式,锁模力在 80T-230T 范围内,最高注射速 度在 160mm/s-350mm/s 范围内。全电动注塑机的注射性能稳定,且能够降 低机器的噪音,优化工作环境。

5.2.自切入注塑机主机业务以来,营业收入高速增长、 毛利率不断提升

2021 年公司注塑机业务实现营收高增。2019-2021 年,公司注塑机业 务分别实现营业收入 2.61/2.35/5.2 亿元,同比+13.80%/-9.78%/+120.78%。 其中 2020 年公司切入注塑机主机板块后,2021 年公司注塑机业务营业收 入同比高速增长。注塑机出货量与下游行业需求高度相关,受制于注塑领 域下游行业整体景气度下行,2022H1 公司注塑机业务板块营收规模短暂承 压。往后看,公司注塑机业务的发展重心由“追求规模”向“打磨产品”转变, 通过平衡产能投入、改善产品结构等方式,提高盈利能力。

注塑机辅机近五年毛利率保持平稳,注塑机主机自切入以后毛利率不 断提升。公司注塑机、配套设备及自动供料系统业务 2021 年/2022H1 毛利 率分别为 29.72%/34.77%,同比增长 0.09pct/3.33pct。注塑机主机业务, 2022H1,公司注塑机主机业务毛利率 17.52%,同比增长 3.44pct。公司 2020 年切入注塑机主机以来,不断升级迭代产品以提升产品性能,供应链 体系逐渐完善以缩减物料消耗成本,且销售产品结构持续优化,低毛利的 初始产品销售占比降低,因此注塑机主机毛利率呈上升趋势。注塑机辅机 业务,2018/2019 年公司注塑机业务整体毛利率分别为 41.52%/45.27%, 2021年/2022H1配套设备及自动供料系统业务板块毛利率 41.67%/44.92%, 公司注塑机辅机业务毛利率近年保持平稳。

6.盈利预测

工业机器人及自动化应用系统方面,在行业景气度持续提升背景下, 公司工业机器人及自动化应用系统业务延续高速增长,预计 2022/2023/2024 年公司工业机器人及自动化应用系统业务分别实现营业收 入12.10/16.36/20.75亿元,YoY+8.29%/+35.28%/+26.77%。注塑机、配套设 备及自动供料系统方面,公司 TS 系列注塑机新品目前处于研发打样阶段, 随未来新品进入量产阶段,预计 2022/2023/2024 年公司注塑机、配套设备 及自动供料系统业务分别实现营业收入 3.93/4.86/5.26 亿元。数控机床方面, 下游各行业需求增长、五轴数控机床新品推出为业绩主要驱动因素,预计 2022/2023/2024 年公司数控机床业务分别实现营业收入 1.35/1.81/2.47 亿元, YoY+50.00%/+34.24%/+36.24%。智能能源及环境管理系统方面,公司加快 大客户开拓进程,随绿能项目交付规模扩张,公司绿能业务营收规模有望 实现快速增长。预计 2022/2023/2024 年公司智能能源及环境管理系统业务 分别实现营业收入 23.80/27.49/31.75 亿元,YoY+57.50%/+15.50%/+15.50%。


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