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机械设备行业深度报告：特斯拉机器人：AI赋能加速迭代，国产硬件降本优势明显
- 2023-05-22 18:40:34上传人：失控**ts
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特斯拉强势入局人形机器人：广阔蓝海，抢占先机 人形机器人具备通用性，理论上几乎能完成所有人类进行的任务，未来将拥有比汽车更大的市场空间。马斯克曾称特斯拉汽车是放在轮子上的机器人，特斯拉必然利用这个天然优势抢占人形机器人广阔市场的先机。人形机器人与智能汽车协同，也将助力特斯拉以更低的成本实现完全自动驾驶的电车。 AI是特斯拉投入人形机器人的最强竞争力，数据、大模型赋能加速迭代落地 Opti
- 1、 人形机器人远期空间大于汽车，特斯拉强势入局抢占先机
- 2、 手握 FSD 系统， AI 是 Tesla 投入人形机器人的最强竞争力
- 2.1 、 Optimus 问世前：成本高、不智能是人形机器人无法量产的原因
- 2.2 、 最强大脑： Optimus 复用完全自动驾驶解决方案 FSD
- 2.2.1 、 海量数据储备节省开发人形机器人的前期费用
- 2.2.2 、 不断升级的感知、规控算法
- 2.2.3 、 模型训练的最强算力基础设施： DOJO 超级计算机
- 2.3 、 大模型发展超预期，加速提升人形机器人交互、决策、感知能力
- 3、 特斯拉机器人降本核心途径：中国企业供应关节模组
- 3.1 、 旋转关节
- 3.1.1 、 传感器与编码器：全球百亿市场，海外厂商垄断高精度领域
- 3.1.2 、 谐波减速器：特斯拉机器人带来翻倍空间， 70 亿供给缺口待国产厂商填补
- 3.1.3 、 关节轴承：用量超预期，可复用汽车供应链加速降本
- 3.2 、 线性关节
- 3.2.1 、 滚柱丝杠：传动新星撬动千亿市场，国内厂商将从 0→1 打破海外垄断
- 3.2.2 、 机器人关节高功率密度的选择：无框电机
- 3.3 、 灵巧手：关注率先实现微型线性执行器量产的企业
- 3.4 、 国产加工设备取得长足进展，为零部件厂加速扩产保驾护航
- 3.5 、 其他零部件：电池、视觉传感性能优异
- 4、 落地场 景 :先在汽车总装厂落地，后渗透至广阔 TO C 市场
- 4.1.1 、 关键时点：新车型将在墨西哥工厂生产， Optimus 或将首次批量应用
- 4.1.2 、 按量产规模不同，降本节奏分为 3阶段
- 5、 受益标的
- 5.1 、 奥普光电：国内光栅编码器领军者
- 5.2、 汇川技术：工控行业龙头，打通工业机器人上游核心部件及中游本体链条
- 5.3 、 埃斯顿：掌握运动控制核心技术的国产机器人本体龙头
- 5.4 、 秦川机床：磨齿机、磨床核心标的，子公司布局滚珠丝杠
- 5.5 、 恒立液压：国内液压件龙头，定增项目加码线性驱动器产能
- 5.6 、 鸣志电器：海外布局最充分的国产空心杯电机供应商
- 5.7 、 步科股份：伺服电机实力逐步展现
- 5.8 、 江苏雷利：不断向高附加值领域拓展的微特电机龙头
- 5.9 、 汉宇集团：谐波减速器后起之秀，生产效率、机电一体化实力国内领先
- 5.10 、 绿的谐波：国内谐波减速器龙头
- 5.11 、 中大力德：机器人运动执行部件制造的多面选手
- 5.12 、 昊志机电：高度稀缺的机床高端主轴、机器人关节模组供应商
- 5.13 、 双环 传动：国内精密齿轮加工领导者，布局机器人用减速器、优势复制
- 5.14 、 丰立智能：国内高端电动工具用齿轮龙头，谐波减速器带来新增长
- 5.15 、 力星股份：国内精密轴承钢球龙头
- 6、 风险提示
- 图 1： 2022 年特斯拉 AI DAY 展出的 Optimus 全架构
- 图 2： 特斯拉最新 FSD 系统总览图
- 图 3： Tesla FSD 装机量保持稳定
- 图 4： 数据引擎自成闭环，驱动迭代开发
- 图 5： FSD 视觉感知神经网络架构
- 图 6： 利用 Transformer 神经网络训练，实现从 2维图像空间到三维向量空间变换
- 图 7： Optimus 通过人类示教可以学会一类通用工作的执行方法
- 图 8： Optimus 复用 Occupancy Network 感知网络
- 图 9： 相比英伟达 A100 ， Dojo 运行神经网络模型的效率 倍增
- 图 10： 使用 Dojo 降低 GPU 集群服务成本
- 图 11： 不断迭代的自言语言大模型
- 图 12： 通过 chat gpt ，实现机器人与人类的自然语言交互
- 图 13： Chat GPT 控制机械臂拼出一个微软的 Logo
- 图 14： SAM 能很好得对图像中的所有内容进行自动分割
- 图 15： 对比当前时点和终局状态下 BOM 表拆解，线性关节和灵巧手的降本空间最大
- 图 16： 旋转关节成本拆分，早期阶段
- 图 17： 旋转关节 BOM 拆分，终局状态
- 图 18： 旋转关节拆解
- 图 19： 特斯拉旋转关节采用双编码器 +力矩传感器
- 图 20： 协作机器人关节模组中采用双编码器
- 图 21： 光编码器精度高于磁编码器
- 图 22： 六维力传感器应用于中国空间站机械臂
- 图 23： 节卡机器人发动机装配中使用六维力传感器
- 图 24： 电机 +谐波减速器构成了特斯拉机器人三种不同力矩的旋转执行器
- 图 25： 谐波减速器 厂商技术路径对比
- 图 26： 特斯拉机器人根据不同位置的受力特点选用不同轴承
- 图 27： 特斯拉线性关节使用行星滚柱丝杠
- 图 28： 线性关节成本拆分，早期阶段
- 图 29： 线性关节 BOM 拆分，终局状态
- 图 30： 行星滚柱丝杠电动缸优势明显
- 图 31： 滚柱丝杠滚动体直径和接触点的数量大大高于滚珠丝杠
- 图 32： 行星滚柱丝杠将替代滚珠丝杠和液压驱动，成为未来最主流的精密传动部件
- 图 33： Maxon 无框电机应用于协作机器人关节
- 图 34： 无框电机只包含定子和转子，可输出大力矩
- 图 35： 灵巧手内的执行器是一个微型伺服电缸
- 图 36： 特斯拉机器人电池、主板、风扇集成于胸腔中
- 图 37： 2023 年投资者日展示，特斯拉机器人已经可以独立行走
- 图 38： 特斯拉机器人进行拼装
- 图 39： 预计 2030 年人形机器人成本将下降至 2-3万美元
- 图 40： 受益标的总览
- 图 41： 汇川技术运控类产品毛利率领先行业
- 图 42： 汇川技术布局除减速器外的工业机器人核心部件以及工业机器人本体
- 图 43： 埃斯顿是国产工业机器人龙头（销量， 2022 年）
- 图 44： 埃斯顿工业机器人销量、毛利率双升
- 图 45： 鸣志电器境内外市场齐头发展
- 图 46： 公司高度重视研发
- 图 47： 被收购公司在机器人、半导体、航空航天等领域有技术积累和成熟解决方案
- 图 48： 步科股份 146W 无框电机的额定转矩可达到 1350mNm
- 图 49： 2020 -2022 年，常州精纳净利润同比增速提升
- 图 50： 中大力德持续投入固定资产，大量购置的设 备已经摊销完毕
- 图 51： 昊志机电形成了完善的协作机器人产品链条
- 图 52： 公司成功自主研发六维力矩传感器，实力彰显
- 表 1： 波士顿动力人形机器人 VS 本田 ASIMO 人形机器人
- 表 2： Optimus 根据关节活动需求分别安装线性执行器和旋转执行器（单位：个）
- 表 3： 全球谐波减速器供需格局
- 表 4： 主要谐波减速器厂机电一体化实力对比
- 表 5： 磨床、齿轮加工机床是生产机器人关节零部件的核心设备
- 表 6： 公司在机床主机以及核心部件滚珠丝杠、刀具 、数控系统领域的产品布局
- 表 7： 定增项目即将落地，公司机床及核新部件产能加码助推新增长
- 表 8： 站在特斯拉机器人产业化落地起点，国产厂商增长动能充沛
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