分享

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

 业余和专业 2018-02-13

KUKA(库卡)机器人是全球顶级四大家族之一(发那科,安川,库卡,ABB)。2017年美的以295亿收购库卡95%股份,实现美的智能制造布局的重要一步。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

然而大众对于智能制造以及工业机器人的认识依然停留在电视中汽车生产线上的'机械手臂',更有大量的朋友留言说,这就是机械手臂不是机器人。其实工业机器人可以用通俗的称呼叫作机械手臂,但工业机器人的称谓更为恰当的解释了不断发展的智能制造生产模式。

本文整理并转载资料,详细阐述工业机器人巨头库卡的历史发展,是工业机器人行业比较通俗易懂的行业了解的典范文章。文章较长,但对于想了解智能制造,对制造业不是非常熟悉的朋友具有一定的价值。本文转载自:'华创机械',由'机器人观察员'整理。有版权问题请私信联系。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

目录

研究背景

一、浅析德国工业机器人崛起之路

(一)导入期:德国轻易地获取了美国的机器人技术

1、国内市场推广不利的情况下美国机器人企业寻求技术输出

2、联邦德国具备强大工业和经济基础

(二)推广期:汽车工业需求+劳动力短缺+政府推动三重利好

1、汽车工业的庞大需求驱动了德国工业机器人的发展

2、劳动人口短缺成为德国机器人产业发展的核心驱动力

3、'改善劳动条件计划'使机器人真正实现了推广

(三)快速发展期:巴伐利亚产业集群的推动作用

1、巴伐利亚产业集群规划形成了德国高科技聚集效应

2、库卡大为受益于集群效应

章节小结

二、变革与机遇:百年历史,三次危机

(一)百年历史,四个阶段

1、早期阶段:1898年-1965年

2、转型探索期:1966年-1973年

3、多元化扩张期:1973年-1995年

4、专注期:1995年至今

(二)变革与机遇:通过3次危机详解库卡的脱颖而出

1、第一次危机:石油危机后库卡寻求多元化经营

2、第二次危机:车企裁员潮下的三大改革

3、第三次危机:2008年金融风暴

章节小结

三、管中窥豹:透过库卡鸟瞰优秀机器人企业的特质

(一)注重研发

1、库卡在研发方面保持很高投入

2、库卡获取了大量的外部研究资源

3、 库卡创造了机器人技术领域的多个'世界第一'

(二)专注于正确的赛道

1、库卡选择了'汽车'这条正确的赛道,并一直坚持

2、在适当的时机切入新的赛道

(三)以本体业务为核心,拓展应用领域靠并购

章节小结

四、鉴古至今:对中国机器人产业的启示

(一)哪些下游行业有望成为优质赛道?

1、产业集群于广东、江苏、浙江的行业有望成为优质赛道

2、人工成本占比较高&利润对劳动力成本最敏感的行业有望率先引入机器人

(二)什么类型的企业有望脱颖而出?

1、在细分领域具备核心优势的系统集成商具备投资价值

2、能解决'柔性化'生产工艺的企业有望脱颖而出

(三)纯机器人行业能否诞生千万规模的超大公司?

章节小结

报告正文

研究背景

库卡作为工业机器人'四大家族'之一,全球市场份额占比11%左右,2016年营收29.49亿欧元,净利润1.07亿欧元,是全球工业机器人领域当之无愧的技术领导者。2017年1月,美的集团完成了292亿元对库卡的要约收购,加上之前持有的库卡股份,美的共计持有库卡94.55%股份,引发市场强烈关注,本篇报告试图为市场解答如下三个问题:第一,以库卡为代表的德国工业机器人产业为什么能崛起,行业的核心驱动力是什么?第二,德国这么多机器人企业,为什么偏偏库卡能做到最好最大,它身上有哪些特质?第三,机器人在我国哪些下游行业比较有前景,什么类型的机器人企业具备投资价值?

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

一、浅析德国工业机器人崛起之路

(一) 导入期:德国轻易地获取了美国的机器人技术

1、国内市场推广不利的情况下美国机器人企业寻求技术输出

早在1959年,美国的UNIMATION公司就生产出了世界上第一台工业机器人UNIMATE ,从1961年应用于通用汽车的铸造工厂一直到1969年,在整个铸造行业仅卖出450台,当时UNIMATION一台成本3万多美元的机器人售价2万美元不到,美国工业机器人企业亏损严重,据已有数据显示,1979年到1983年间美国工业机器人亏损额占销售比例在9%到49%之间。

工业机器人在美国没发展起来主要有两个原因:

第一也是最重要的原因是失业率,1970年初,德国和日本的失业率分别约为0.6%和1.07%,显著低于美国4.17%的水平,整个70年代美国失业率都处在5%-10%的高位,德国虽然失业率有所上升,但基本没有超过5%的水平,仍然远远低于美国5%-10%左右的高失业率。

第二是第一代机器人技术方面不够完善,第一代机器人的性能表现尚有诸多不完善之处,失败案例限制了其初期的发展,一直到1969年机器人应用于汽车装配中的点焊,机器人才算找到了比较好的应用领域,但是其早期应用的失败案例使美国业界对机器人能否很好地满足工业需求产生了怀疑。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

在本国市场增长缓慢的情况下,UNIMATION力求开拓海外市场,向海外输出技术。

1969年,UNIMATION公司的工业机器人进入日本市场,UNIMATION公司与日本川崎重工(Kawasaki Heavy Industries)签订许可协议,生产UNIMATE机器人专供亚洲市场销售。川崎把开发和生产能节省劳动力的机器人和系统作为一项重要任务来完成,成为日本在工业机器人领域的先驱。

1969年,川崎重工公司成功开发了Kawasaki -Unimate2000机器人,这是日本生产的第一台工业机器人。

70年代之前基本是UNIMATION的天下,该公司把机器人卖给各种公司,包括欧洲,日本。1971年,德国库卡公司在为大众提供的自动化焊接生产线中引入了UNIMATION的机器人,当时的技术输出跟现在外企输出技术到中国不一样,当时的UNIMATION亏损严重,产品在国内推广不利,因此海外市场是其救命稻草,UNIMATION根本没有技术保护的话语权。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

2、联邦德国具备强大工业和经济基础

二战过后,德国经济、社会、科学技术飞速发展。第一,战前德国是一个发达资本主义国家,而联邦德国又集中了战前德国70%的设备能力和62.4%的工业产值,从而为恢复和发展工业奠定了坚实的物质和技术基础;第二,战后德国适时地进行了经济改革,建立了一个比较符合国情并行之有效的社会市场经济体制;第三,大力发展教育事业,造就了一支宏大的科技队伍,1950-1970年,联邦德国在校大学生由10万人增加到41万人,平均每万居民的大学生数从21人增加到67.9人;除了正规的学校教育外,联邦德国也很重视职工的业余教育,规定不再升入大专院校的中学毕业生,在三年内享有法定休闲日去接受正规课程教育的权利。

从联邦德国1949年建立直到1974年爆发经济危机从此陷入严重滞胀为止,联邦德国经济持续了25年的高速增长。据统计,1950-1973年,剔除通货膨胀因素,国民生产总值按马克固定价格计算,增长3.06倍,正好翻两番,年平均增长率为6.3%。其中,工业产值增长4.33倍,年平均增长率为7.5%,农业产值增长0.75倍,年平均增长率为2.5%。联邦德国的国民生产总值先后于1959年和1960年超过法国和英国,在本世纪中第三次跃为资本主义世界第二经济大国,只是到1968年被日本赶上,才退居第三位。联邦德国的外贸总额在1953年超过法国,1954年超过加拿大,1962年赶上英国,成为仅次于美国的资本主义世界第二贸易大国。它的黄金外汇储备在1948年只有3亿美元,到1970年猛增到124亿美元,占资本主义世界的15.2%,超过美国,跃居世界首位。总之,联邦德国已重新崛起,成为世界经济大国。

同时,联邦德国十分重视引进国外技术。1950-1973年,联邦德国进口的专利和许可证的支出从2200万马克上升到165400万马克,增长了74倍以上。另外根据马歇尔计划,西德在1948—1951年获得了36.5亿美元的援助。而根据马歇尔计划设立的'马克对等基金'(即联邦德国工商企业偿还马歇尔计划的款项,可作为短期信贷再投资于本国经济建设中)的投资,到1956年就达100亿马克。马歇尔计划与马克对等基金对于当时缺少外汇、急需资金的联邦德国好比雪中送炭。50年代以后,外国私人直接投资成为联邦德国输入资本的主要形式。1957-1975年,美国公司在联邦德国的直接投资从5.81亿美元上升为87.2亿美元。

正是在这种情况下,1971年,库卡在为大众提供的自动化焊接生产线中引入了UNIMATION的机器人,1973年,库卡仅用2年时间就吸收了UNIMATION的技术,推出世界上第一台机电驱动的6轴机器人Famulus。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

(二)推广期:汽车工业需求+劳动力短缺+政府推动三重利好

1970s-1980s年代是德国工业机器人产业的推广期,这个阶段的汽车工业需求+劳动力短缺+政府推动三重因素叠加共同推动了机器人在德国普及。

1、汽车工业的庞大需求驱动了德国工业机器人的发展

从工业机器人诞生以来到现在,汽车工业一直是其最大的下游应用领域,根据IFR的数据,2015年汽车行业占机器人应用的38.42%,早年的时候这个比例更高,世界最大的工业机器人企业普遍依托汽车工业起家,即便最近几年汽车占其营收比例有所下降,却仍是主流机器人企业最大的营收来源;目前发那科、安川、ABB和库卡营收中汽车行业占比分别为60%、70%、50%和50%,其中库卡在2013年完成一系列非汽车行业系统集成公司的收购前,汽车行业营收占比更是高达80%。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

汽车工业主要特点是产量大、生产节奏快、产品一致化程度高、消费者对汽车质量要求越来越高,这些是促使机器人在汽车工业应用的重要原因。作为一种高技术装备,机器人为什么在汽车制造业应用最早、最广泛呢?这与汽车制造业的特点不无关系。

产量大,随便一款车型有几万的产量很正常,例如仅奥迪A6L一款车型2015年在中国的销量就高达15万辆;批量化生产在使用机器人时具有很好的经济性。

汽车行业是世界上最早采用流水线生产的行业,早在1913年,福特汽车就开始用流水线生产T型车;流水线制造装配方式能方便将每个环节分解到很基本的工序,这样就很适合采用早期只能重复简单固定动作的低技术机器人。

产品一致性要求高,要求一个型号的汽车都像从一个模子里刻出来的,所以很适合采用机器人以提高精度。

市场空间足够大,德国当时一年产量300多万辆,日本400万辆,庞大的汽车工业需要采用大量的机器人。

2、劳动人口短缺成为德国机器人产业发展的核心驱动力如上几个因素决定了汽车行业是机器人应用最好的一条赛道。在日本的汽车工业中,车身装配生产线早在1970 年就已经开始使用机器人,德国从1971年开始使用,反观机器人产业发展很好的国家如德国和日本,一定是有很强的下游汽车工业作为支撑。我们参照了德国和日本工业机器人迅速发展的70-90年代,这个阶段也正是两国汽车工业的蓬勃发展期。因生产效率总体需求的提高,促使了机器人的普及及机器人性能的提高,1972 年前联邦德国还没有一家制造机器人的工厂;但在以汽车工业需求的拉动下,1978 年前联邦德国已出现了42 家制造机器人的公司,且大部分公司都围绕汽车工业提供自动化改造。截至1986 年,前联邦德国使用机器人的总台数已超过了1万台大关,总数量占欧洲第1 位,世界第3 位,仅次于美国和日本。研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

工业机器人发展的最强逻辑就是劳动力短缺、用工成本的上涨,二战战后婴儿潮持续30年之后,德国人口1975年出现了第一次负增长,德国社会开始出现用工短缺问题。其实不光德国,日本在60-70年代的劳动力短缺问题比德国还严重,对比日德美三国的失业率数据,我们发现德日美三国70年代的平均失业率分别2.5%、1.7%和6.2%,按照国际惯例,失业率在 5% 以下,属于充分就业状态 ;在 5%~10% 时,进入失业预警线 ;超过 10% 时,则会酿成重大的社会和政治问题。按照这个标准,德国、日本实际上出于劳动力短缺阶段,而该阶段也是日德两个积极引进美国机器人技术,大力投入机器人研发的阶段。反观美国,机器人产业的推广阶段遭遇了失业率高企的问题而推广不畅,这也成为之后其机器人产业被日德超越的重要原因。研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

事实上,日本失业率从未超过 5.5%,与其经济发展走势相比,呈现出有悖于经济学理论的长期低水平的状态,这主要是因为日本的终身雇佣制和以社为家的企业文化。日本的低失业率也是其工业机器人能迅速普及、产业领先全球的重要原因。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

3、'改善劳动条件计划'使机器人真正实现了推广

二战后,西欧在复兴工业过程中一直面临着劳动人口不足的问题,而西欧有关劳动环境和劳动条件的立法又一直以严格著称,同时为了和美国大工业竞争,西欧一直有产业升级的迫切要求。这些因素一方面推动欧洲工业机器人产业的繁荣,另一方面也促使欧洲各国在政策上鼓励新生的工业机器人产业。20世纪70年代,德国政府在'改善劳动条件计划'中对机器人使用做出强制规定:部分有毒有害的危险工作岗位必须使用机器人,这种行政手段真正将机器人推向市场。1985年提出的'向智能机器人领域进军'的计划使机器人应用于德国的各个产业。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

(三)快速发展期:巴伐利亚产业集群的推动作用

1、巴伐利亚产业集群规划形成了德国高科技聚集效应

巴伐利亚地区面积7万多平方公里,人口1200万,拥有慕尼黑和纽伦堡两座大城市,巴伐利亚地区区位优势明显,是欧洲东-西和南-北贸易通道汇集处,产品便于运输到欧洲各市场。20世纪90年代,巴伐利亚先后实施'巴伐利亚未来攻势'和'高技术攻势'两大计划,立志将巴伐利亚打造成高科技产业聚集地。 从1994~1999 年共完成三期向未来进军计划,投入大量资金,成立巴伐利亚科研基金会、巴伐利亚创新有限公司和巴伐利亚参股投资公司,支持并推动生命科学、信息与通讯技术、新材料、环保和机械电子(Mechatronik)等技术研究及相关行业的发展,并于 1995 年成立'资本———风险投资股份有限公司',为高科技产业提供风险资本。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

通过实施产业集群政策,巴州将在汽车业、信息通讯业、生物技术、金融业和媒体业进一步加强国际竞争力,航空航天、环保等已经在德国具有较强竞争力的产业发展前景良好,食品业、木制品生产与森林开发等形成产业集群的可能性很大。而在纳米技术、微电子等综合技术领域,巴州如能充分发挥研发潜力,很可能占领竞争先机,为长期保持科技领先优势创造条件。

目前巴伐利亚拥有19个高科技产业集群,包括生物技术、汽车工业、医疗技术、纳米技术、环保技术、航天航空、卫星导航、信息与通信技术、能源技术、新型工业原材料、铁路技术、传感和电子电力技术、机电整合和自动化技术等。三分之一计入德国成分股指(DAX)的大型上市公司将总部设在巴州。此外,巴州的慕尼黑已经能够成为仅次于法兰克福的德国第二大金融中心,是巴州科技创新的坚强金融后盾。巴伐利亚州已有1500家高科技企业落户,西门子、宝马汽车、欧洲航务及航天公司、慕尼黑发动机涡轮联合公司、库卡机器人公司、德国MAN重型汽车公司、米铱精密测试公司、2016年8月,巴伐利亚州政府向50家最具活力的高新技术企业授予了'50佳最具价值高新技术企业'称号。这其中既包括著名的西门子公司、宝马汽车,库卡机器人等业界巨头,也不乏一些中型创新企业,如米铱精密测试技术公司。这恰恰突显了该奖项独到的视角和对科技创新的极高推崇。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

2、库卡大为受益于集群效应

机器人&自动化是一个对定制化要求很高的行业,经常需要机器人公司跟客户合作研发、解决技术问题、调试安装等等,所以对集群及产业链上下游协同要求比较高。巴伐利亚产业群的各类新型高科技都处于德国领先地位,其中包括了当时还属于先进制造业的宝马、奥迪、鲁夫汽车等车企,也包括慕尼黑发动机涡轮联合公司、欧洲航天与防务公司等航空航天企业和西门子、英飞凌等电子、芯片类企业,这些企业具有应用自动化生产的资金实力和创新意识,在产业集群政策的鼓励和劳动力成本上涨的推动下,集群内企业纷纷推动自动化生产线的建设,这为处在巴伐利亚的工业机器人企业创造了极佳的发展机遇。我们统计了库卡在21世纪初的部分重要订单,包括为宝马慕尼黑和莱比锡工厂提供的的近2000台机器人,为奥迪A4生产线提供的800台机器人和慕尼黑发动机涡轮联合公司提供的srs 1,000/45系统等,客户总部大都位于巴伐利亚产业集群或者在巴伐利亚设有生产基地(注:空客隶属于欧洲航天与防务公司)。以此可见,巴伐利亚产业集群政策对处在高速发展阶段的以库卡为代表的德国工业机器人产业影响颇深。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

章节小结

通过第一部分的分析,我们这里做一个小结:

·

用工短缺引起的劳动力成本上涨是德国以及日本70-80年代机器人产业迅速崛起的核心驱动力;

·

·

庞大的汽车工业需求推动了德日工业机器人产业的崛起,成为那个年代工业机器人最好的'赛道';

·

·

关键技术的突破及政府引导政策扮演着催化剂的角色。

·

二、变革与机遇:百年历史,三次危机

(一)百年历史,四个阶段

库卡成立于1898年,回顾库卡一百多年的历史,大致可以分为4个阶段。

1、早期阶段:1898年-1965年

1898年,Johann Josef Keller 和 Jakob Knappich 在奥格斯堡成立了照明用乙炔厂,即是库卡的前身。1905年,Keller与Knappich公司拓展其生产线,发明了气焊;紧接着专注于焊接领域不断研发新技术,1936年,KUKA在德国制造了第一把电动电焊枪,1956 年,KUKA 建造了第一台用于冰箱和洗衣机的自动焊接设备,并为大众股份公司提供了第一个多点焊接生产线。依托于工业和手工业领域中的焊接与切削加工的相关技术积累,公司开始生产大型容器并为车辆制造车身,到 1965年,KUKA 已成为欧洲市政公用车辆领域的市场领导者。

2、转型探索期:1966年-1973年

为减少对焊接机和市政共用汽车制造的依赖,KUKA 公司开始探索其它经营领域,1970 年,KUKA GmbH(KUKA 有限公司)与 Industrie-Werke Karlsruhe AG(卡尔斯鲁厄工业厂股份公司)合并。合并后的公司名称为 Industrie-Werke Karlsruhe Augsburg Aktiengesellschaft(卡尔斯鲁厄奥格斯堡工业厂股份公司),简称 IWKA AG(IWKA 股份公司),总部位于卡尔斯鲁厄,下属环保技术、焊接技术、国防技术三个业务部门。

3、多元化扩张期:1973年-1995年

这是库卡多元化和国际化经营的阶段。1973年,库卡将其使用的Unimate机器人研发改造成其第一台产业机器人,命名为Famulus,这是世界上第一台机电驱动的6轴机器人;除了环保、焊接和国防,新的 IWKA 股份公司还在包装机、纺织技术、控制技术、成型技术和机床等诸多领域有业务;1979年,IWKA集团分拆为3家子公司:焊接设备和机器人、环保技术、国防技术。1981年是库卡走向国际化的开始,例如在美国密西根州的底特律汽车城附近建立了 KUKA Welding Systems + Robot Corp.(库卡焊接系统和机器人公司),1983 年又在法国成立了 KUKA Automatisme+ Robotique S.ä.r.l.公司,在意大利成立了 KUKA Sistemi di Saldatura + Robot s.r.l.公司,1984 年在西班牙成立了 KUKA Sistemas de Automatizacion S.A.公司;其它生产基地,如比利时的 KUKA Automatisering + Robots N.V 公司于 1985 年开业,瑞典的 KUKA Svetsanläggningar + Robotar AB 公司于 1987 年投入运营。

4、专注期:1995年至今

1995年库卡机器人技术公司从KUKA 焊接设备和机器人有限公司脱离;2004年,库卡母公司IWKA剥离包装业务,并逐渐剥离跟机器人无关的其他业务;至此专注于机器人业务;2007年,库卡母公司IWKA将名字改为库卡,后续又围绕机器人产业进行了一系列收购,包括2013年并购莱斯机器人公司51%股份,2014年先后收购阿拉玛自动化公司和瑞仕格公司。这是一个公司逐渐剥离传统业务并确立以机器人为专精领域的阶段,通过内生增长+外延并购+资产剥离,公司成长为了全球工业机器人的四大家族之一,也是全球主流机器人公司中业务最'纯正'的机器人公司。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

(二)变革与机遇:通过3次危机详解库卡的脱颖而出

库卡1973年发明了世界上首台拥有六个机电驱动轴的工业机器人FAMULUS,至此切入机器人领域,历经44年成长为工业机器人的'四大家族'之一及全球技术最先进的机器人企业之一。在这44年的时间,库卡经历了3次对自身影响深远的困境,包括第一次石油危机、20世纪初的车企裁员潮、08年金融危机。通过相应经营策略的变革,库卡成功度过危机并使自己愈加辉煌,这里我们将对这三次危机的具体背景、库卡的应对措施及对库卡深远的影响进行详述。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

1、第一次危机:石油危机后库卡寻求多元化经营

20世纪70年代初,在中东局势紧张的情况下,国际油价出现上涨苗头,对汽车工业产生潜在威胁。1973年10月第四次中东战争爆发,为打击以色列及其支持者,石油输出国组织的阿拉伯成员国当年12月宣布收回石油标价权,并将其积沉原油价格从每桶3.01美元提高到10.65美元,使油价猛然上涨了两倍多,从而触发了第二次世界大战之后最严重的全球经济危机,持续三年的石油危机对发达国家的经济造成了严重的冲击,在这场危机中,美国的工业生产下降了14%,日本的工业生产下降了20%以上,所有的工业化国家的经济增长都明显放慢。由石油危机所引发的西方国家的经济危机首先从英国开始。接着美国、日本、联邦德国、法国和加拿大也先后被卷入。从1973年开始的西方国家的经济危机具有一系列明显的特征。首先,与战后曾经出现过的危机或经济衰退相比,在这次危机中西方各国的生产下降幅度更大、持续时间更长。整个西方资本主义世界的工业生产下降了8.1%,其中美国的汽车工业下降最甚,下降幅度达到32%。其次,股市跌幅大,企业破产严重。在危机发生一年之后的1974年12月,美国道.琼斯股票价格平均指数比危机前的最高点下跌近一半。英国的股市下跌更为严重,比危机前的最高点下跌了72%,甚至超过了30年代大危机的幅度。第三,这次危机所造成的失业人数创战后最高纪录。危机最严重的1975年,西方发达国家的每月平均失业总人数达1 448万人,特别引人注意的是,1975年美国的失业率高达9.2%。第四,危机造成了绝大部分西方国家出现巨额国际收支逆差,并且使国际贸易状况恶化。由于石油价格的大幅度上升,西方国家除联邦德国外,都因为石油付款大增而产生国际收支逆差,逆差的总额共达392亿美元,值得一提的是,一直保持国际收支顺差的日本,也出现了52亿美元的逆差。与此同时,世界贸易的总额在1975年减少了6%。

为减少对焊接机和市政公用汽车制造的依赖,KUKA 公司开始谋求转型,1970 年,KUKA GmbH(KUKA 有限公司)与 Industrie-Werke Karlsruhe AG(卡尔斯鲁厄工业厂股份公司)合并。合并后的公司名称为 Industrie-Werke Karlsruhe Augsburg Aktiengesellschaft(卡尔斯鲁厄奥格斯堡工业厂股份公司),简称 IWKA AG(IWKA 股份公司),总部位于卡尔斯鲁厄,在奥格斯堡成立了环保技术、焊接技术、国防技术三个业务部门。新成立的 IWKA 股份公司还致力于包装机、纺织设备、控制设备、成型设备和机床的制造,通过多元化经营来规避自身对汽车工业依赖的潜在风险,1973年库卡研发出世界上首台拥有六个机电驱动轴的工业机器人FAMULUS,开始切入工业机器人领域,当时的工业机器人是库卡诸多业务尝试中的一角。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

2、第二次危机:车企裁员潮下的三大改革

·

20世纪末,库卡的多元化经营开始出现诸多问题

·

1998年之前,库卡的多元化经营可圈可点;从有数据考证的1988年到1998年,库卡营收增长了1.8倍,净利润增长了2.1倍。1997-2000年,库卡进行了一系列资本运作,主要是剥离了军工板块的业务,同时以较低的价格收购了加工机床、包装机械的部分业务;其中包括以10倍PE、0.25倍PS收购机床生产企业EX-CELL,可比PS均值是0.81倍;以6.34倍PE(以EBIT计算)收购包装机械业务BIW,当时行业可比值是16.22倍。虽然通过并购使库卡营收保持了增长,但这个阶段库卡的净利润出现明显下滑。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

后续的业绩表现证明,库卡在这个阶段的收购是失败的;多元化经营分散了管理层的精力,库卡的多元化经营开始遭遇问题。以包装机械板块为例,光是收购BWI时其净利润就已经是730万欧元,而2003年整个包装板块才130万欧元EBIT;1999年到2003年,制造、加工、包装三大业务部门EBIT分别下滑84.3%、79.8%和78.0%。因为业务整合的问题,我们无法拆出自动化业务的历史利润情况变化;但是到2003年,自动化业务营收占比46.7%,而EBIT占比已高达93.9%,可见制造、加工、包装等部门已变得相当鸡肋;包装业务虽然在2003年之后有过短暂回暖,但再也无法成为公司的支柱板块。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

·

2003年左右全球爆发了一场车企裁员潮

·

2002年,欧洲和美国汽车销量分别为1439万辆和1682万辆,分别同比下降2.8%和1.9%,虽说下降不多却引起主要车企关于汽车市场增长乏力的担忧,因此从2003年开始,各大车企纷纷推出裁员计划。在北美,福特汽车公司2003年底公告计划在全球范围裁减约12000人,这其中包括福特为减少产量以适应不同市场需求而在全球范围裁员约3000人。而戴姆勒-克莱斯勒公司旗下的克莱斯勒子公司也准备裁减数千人,这主要是受底特律汽车制造商竞争压力更趋激烈的影响所致。大众汽车公司总裁皮舍斯里德于2004年第一季度就发表声明表示,受近来业绩影响,大众公司将在全球范围内大幅裁员,按照计划,公司将在全球33万多名雇员中裁员3.5%,希望到2005年底为止能够依靠这一决策缩减25亿美元的开支。另外,在本月12日戴姆勒-克莱斯勒公司也警告公司的德国员工,如果工会不同意每年5亿欧元(约合6.206亿美元)的成本削减计划,公司将可能在德国南部裁员6000人,并将新型C系列梅赛德斯的生产转移到海外。菲亚特集团2003年也通过了一项旨在以减少开支、重组企业内部结构等方式来扭转企业长期经营不景气的计划,该计划在2003年至2006年期间关闭12家下属企业,这些企业多数分布在海外,涉及被削减的员工达1.23万人,其中包括意大利本土企业员工2800人,这将使得整个集团在2006年前减少开支31亿欧元。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

车企裁员潮叠加库卡的多元经营问题使库卡雪上加霜。在裁员潮影响下,各大车企资本开支出现大幅下滑,我们分析了库卡的前三大客户大众、宝马和戴勒姆的资本开支情况,其2004年资本开支开始下滑,2003-2006年,除了戴勒姆因收购克勒斯勒数据异常外,大众和宝马年资本开支分别大幅下降38.5%和51.7%,根据德国机械设备制造业联合会的统计,德国2004年上半年汽车行业用工业机器人销量同比暴跌38%;主要客户降低资本开支导致库卡赖以生存的自动化业务在2005年也罕见地出现了负增长。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

·

车企裁员潮下的三大改革

·

从97年开始,库卡利息支出占净利润的30%以上,2002年最高时甚至占比达155%;效率方面,2002年库卡人均净利润下降了近一半。公司计划做出变革以提升盈利能力。包括:1、资产重组、明确主业;2、精简机构、优化管理;3、优化采购体系三个方面。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

第一,资产重组,加强主业。2005年,库卡的总债务高达5.61亿欧元,年利息开支达到5315万欧元,这比当时正常一年的净利润还高,多元经营分散了管理层的精力,同时多块业务同时出现亏损,当时光是机床生产子集团Ex-cell-o Group一年的亏损额就多达数千万欧元,因此,剥离不良资产,加强主业是库卡的头等大事。2005-2007年,库卡剥离11家子集团,数十家子公司,其中包括以2.55亿欧元出售软管生产子公司OYSTAR,为公司减亏3300万欧元;以及出售年亏损8000万欧元的机械制造子公司Boehringer。出售子公司导致了2005、2006年公司出现大量的资产减值损失,却使公司经营能力得到加强。库卡先后剥离制造、加工、包装设备等业务部门,并将自动化相关业务整合成机器人和系统集成两大业务部门,确立了以自动化为专精领域的未来发展方向。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

第二,精简机构,优化管理。①库卡合并大量子公司,减少管理层级,使公司管理层级更为扁平,公司经营效率因此变得变得更为高效、灵活。改革前,库卡集团在全球有80多家子公司,经过剥离和整合,2007年仅剩31家,冗余部门得到有效裁撤。②优化激励机制,从2005年开始,库卡开始提高管理层收入水平与公司业绩关联程度,根据公司EBIT、ROCE和其他绩效目标作为考核依据,以此决定管理层薪酬水平;只有当经营目标达成管理层才有权获取业绩激励。例如库卡2003年净利润是2002年的2倍多,然而管理层绩效工资却没有太大变化;新的绩效制度下,在公司亏损的2005年,管理层绩效收入为0,业绩很好的2007年管理层绩效工资高达固定薪酬的1.5倍以上。库卡德国总部管理人员2005年整体推行新的绩效工资制,并且该制度2006年将推向库卡在全球的所有分支机构;同时,库卡还推出管理层和员工持股计划,以提高管理层和员工与公司利息的绑定;管理层年收入的25%被用于购买公司股份;2003年,公司在德国总部率先推行员工持股计划,允许员工以9折的价格购买公司股份,为了鼓励员工长期持股,在员工持股分别满1年、3年和5年后,公司将根据员工持股份额分别奖励相应额外股份。2005和2006年,公司在德国和瑞士继续推行员工持股计划,光是2005年计划规模就比2003年翻了一倍。通过鼓励员工长期持股的计划,员工也能分享到公司成长壮大的收益,员工的积极性和主人翁精神得到了加强。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

第三,优化采购体系。为了应对钢材、铜、铝等主要原材料价格的上涨,库卡在采购体系方面推动了一系列降本增效的措施,包括推进全球采购体系建设,在中国、俄罗斯、印度低成本国家进行采购,并针对中国、印度、俄罗斯、美国等主要市场就地采购,以压缩采购成本;库卡将系统集成部门和机器人部门的采购部门进行整合,将全球所有采购体系整合为材料采购部门和采购方案设计部门,因此大幅降低了采购部门的员工数量和开支。另外,库卡在机器人设计和生产中更多采用模块化和标准化的技术,这样也可以加大采购零部件的批量化和标准化程度,降低采购成本。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

·

三大改革成果显著

·

经过2005-2007年三年大刀阔斧的改革重组,库卡剥离了众多与机器人自动化无关的业务和债务,极大地优化了公司的管理体系和采购体系,公司经营效率和盈利能力显著提高。因05-06年剥离资产涉及较多一次性的固定资产处置损益,我们用2007年改革完成后与2003年做一个对比来衡量本次改革的成效。

改革成果一:债务水平大幅下降。本次改革最大的动作是对公司业务进行了大规模的重组,剥离了大量与主业无关及亏损的业务,2007年库卡总债务仅5960万欧元,较2003年的3.40亿欧元大幅下降82.5%,因此导致库卡利息支出下降62.5%,利息支出占净利润比例从2003年79.0%下降为2007年11.4%;一年光是财务费用就节约了2200万欧元,基本上是当时库卡净利润的一半。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

改革成果二:费用得到有效控制。由于库卡之前的年报没有给出具体三费数据,而是只给出了主营开支(包括主营成本、销售费用、管理费用等),因此我们用主营开支占公司营收的比例对公司整体费用控制水平、经营效率进行衡量,2007年该比例是94.5%,相较于2003年的97.8%下降了3.3%;如果按照2007年17.63亿欧元的营收规模,3.3%的费用率下降将使其营业利润增加5800万欧元,这几乎相当于库卡正常一年的净利润。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

改革成果三:对客户&供应商议价地位得到加强。通过对市场和供应商体系的优化改革,公司的运营能力得到了显著加强,从应收账款和应付账款可见一斑。应收账款方面:公司的赊销占比由2003年的20.4%下降为2007年的13.9%,下降比例高达6.5%;回款方面,应收账款周转率由4.61次上涨到2007年的5.96次;可见公司对客户的议价能力得到了显著增强。应付账款方面:公司的赊购占营收比值由2003年的8.4%上涨至2007年的11.6%,上涨3.2%,应付账款周转率由2003年的6.81下降到2007年的5.29,这是公司推行全球化采购的直接成果,公司系统地对供应商进行管理优选,使得公司得到了更长的账期优惠,对供应商议价能力得到显著加强。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

改革成果四:盈利能力显著加强:盈利能力方面,库卡在剥离了大量与主营无关业务之后,员工数量仅为剥离前的一半不到(43.3%),在公司营收略有下滑(27.4%)的情况下,净利润增长了1.6倍,人均销售额38.5%,人均净利润增长了5倍,公司盈利能力得到了极大加强。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

3、第三次危机:2008年金融风暴

金融危机使汽车行业备受打击

2008年,美国次贷危机爆发,汽车行业成为金融危机中被波及最严重的行业之一,2009年欧洲汽车销量相比于2007年下降8.7%,美国更是暴跌35.4%,美国三大车企中的通用和克勒斯特申请破产保护。究其原因,一方面,信贷危机使购车者购买力下降,市场需求加速萎缩;另一方面,汽车业需要更多现金维持日常经营,应付滞销现象,但市场融资难度恰恰比以前更大。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

·

库卡通过并购以寻求新的增长

·

如果说2003年的车企裁员潮让库卡意识到寻求汽车以外行业下游应用的必要性,那么金融危机的爆发让库卡真正意识到寻求更多下游应用市场及开拓欧洲以外更多新兴市场的重要性。事实上,库卡从20世纪末21世纪初就开始寻求机器人在汽车以外行业的应用,早在2005年,公司就承接了德国航空发动机公司MTU的惯性焊接机器人系统订单,该机器人系统型号为srs 1,000/45,尺寸为20 x 5 x 7 m,重达380吨,是公司在航空航天产业领域的重大突破。正是由于库卡刚刚完成了一系列重大改革,公司的经营效率日臻完善,管理水平、成本控制行业一流,这也是库卡在金融危机的大浪下依然屹立不倒的重要原因。2009年1月,拥有近十年投资银行经验,曾在摩根士丹利、德意志银行、雷曼兄弟及律所任职的Till Reuter博士被任命为新任CEO,志在推动机器人在非汽车行业的应用,同时开拓欧洲以外更广阔的市场。

Till Reuter上任仅仅4年,就先后收购了太阳能组件、激光焊接、气缸盖加工等自动化集成商徕斯51%股权,航空航天自动化集成商ALEMA100%股权和电商物流、医疗等自动化集成商瑞仕格80.47%股权,收购业务主要专精于汽车以外应用领域的集成,库卡在汽车以外通用行业的应用得到有效拓展。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

通过收购,通用行业在库卡营收结构中的占比从2007年的19%上升到目前的约50%,库卡摆脱了对汽车行业的过度依赖风险,曾经最为依赖汽车行业的库卡目前已成为四大家族里非汽车领域占比最高的一家企业;事实上,库卡本体收入中通用行业占比在2008年就高达41.8%,但是系统集成营收几乎全部来自于汽车行业,系统集成的跨应用行业拓展业务十分困难,这也是库卡的系统集成业务在非汽车领域拓展乏力以及库卡通过并购来加大非汽车领域系统集成的原因。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

除此之外,库卡还高度重视以中国、印度为代表的亚洲新兴市场国家及美国市场的拓展,以降低其对欧洲市场的过度依赖,事实上,库卡在2000年就进入了中国市场,2014年底在上海松江设立了新的生产基地,该工厂拥有350名员工,每年可生产5000台机器人,新工厂占地面积20,000平方米,主要将生产库卡工业机器人和控制台,使库卡以中国为立足点,辐射亚洲业务。目前库卡在中国有6家生产基地,主要的生产基地位于上海松江,此外还有位于苏州的库卡工业自动化(原徕斯生产基地)和上海的瑞仕格中国。另外,库卡在俄罗斯和印度还分别设立了机器人部门和系统集成部门的分支机构,在美国设立了系统集成部门的分支机构。通过海外布局,库卡在欧洲以外市场的占比由37%提升到56%,特别是以中国、印度等为代表的亚洲市场占比由12%上升到20%,库卡正逐渐摆脱对欧洲本土市场的依赖。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

事实上,库卡在增长最快的亚洲市场占比较低,导致其近几年增长慢于同行。2007年至今,在持续并购的驱动下,库卡的营收保持了年均10.9%的复合增长率,同期的安川和发那科仅为1.2%和4.5%;然而并购并未使库卡盈利能力有显著下降,2007年至今年净利润反而下降了8.9%,反观安川和发那科同期净利润年均复合增长2.0%和4.6%。究其原因,我们发现,亚洲(包括日本)虽然在库卡营收中占比有所提高(从12%提高到20%),但相比于日本企业安川(包括日本65.6%,不包括日本32.7%)和发那科(不包括日本42.4%,包括日本 61.5%)仍有很大差距,而亚洲市场特别是中国、韩国等经济体GDP迅速增长,机器人需求量巨大,已经成长为全球机器人最大的市场。

事实上,库卡在2016年选择卖给美的集团,一方面是通过美的拓展在家电领域的应用,另一方面就是希望通过美的在中国国内的渠道资源抢占增长最为迅速的中国市场。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

·

并购后的整合整体较为乐观

·

因Alema整体体量较小,且具体财务数据无法拆分,故在此仅将徕斯和瑞仕格予以拆分分析。

原库卡:2014年,徕斯并表,被整合进库卡的系统集成部门;2015年,瑞仕格并表,并作为独立子集团运营;剥离徕斯和瑞仕格后,库卡营收略有下滑4.9%,但整体较稳定;剥离徕斯后(因未披露瑞仕格具体利润,故不予剥离),库卡净利润稳定上涨(瑞仕格亏损,故反向叠加后,原库卡近利润应有较大幅度上涨)。

徕斯:徕斯被收购后营收保持稳定,但是净利润大幅上扬,协同效应得以发挥,导致公司整体成本、费用下降;徕斯原来只有系统集成业务,因此被收购后的降本减费效果明显,2016年相对于被收购的2013年,徕斯营收增长了31.4%,净利润增长了177.4%。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

瑞仕格:库卡2015年7月完成对瑞仕格的收购;瑞仕格之所以选择出售是因为盈利能力的下滑。瑞仕格2015年7月完成交割,目前整合尚未完成;15-16年EBIT大幅下滑一方面因为重组产生大量费用,另一方面公司业绩确实处于低谷,2015-2017Q1瑞仕格接单量分别为5.5亿欧元、7.4亿欧元和2.3亿欧元,2016-2017Q1接单量分别大涨35%和83%,收购之后的协同初露端倪;其中包括瑞仕格2016年获得的一个汽车轮胎厂商米其林的大单(库卡在汽车及配件领域极具声望,本次的大单是米其林内部的仓储物流系统)。正常来讲机器人企业接单和产生收入之间会有一段时间的延迟,就库卡来讲,其机器人本体该延迟区间约为3个月,系统集成部门约为9个月,而瑞仕格约为半年到一年;因此瑞仕格的订单会在6-12个月之后反应到业绩上,据此判断,瑞仕格16年和17年所接大量订单会在17-18年集中反映到业绩上,因此我们判断随着瑞仕格和库卡协同整合效应的推进,将带来接单量的持续增长,并在17-18年促使瑞仕格盈利能力的集中爆发。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

章节小结

·

库卡的发展经历了从专精转向多元化再转向专精的历程;细读库卡崛起过程中的三次危机,我们发现,危机对于优秀的企业来讲迫使其变革,更能带来机遇;

·

·

库卡的成长过程中也出现过错误的决策,比如1997-2000年的几次并购,并购的业务几年后业绩大幅下滑并亏损;但是优秀的公司如库卡总是能够及时修正发展战略;

·

·

在企业成长到一定阶段的时候,并购不失为补足短板、推动业绩持续增长的有效途径;库卡近年的多次并购包括出售给美的,都从某种程度上弥补了其业务范围或市场区域的短板;但是效果怎样,就目前的情况来看,库卡所做的尚能让我们满意,未来能做成怎样,还需要等库卡给我们答案。

·

三、管中窥豹:透过库卡鸟瞰优秀机器人企业的特质

(一)注重研发

机器人在脑力方面已有阿尔法狗在围棋方面打败人类的经历,但工业机器人在传统印象中是一种笨重的机械工具,而库卡的阿基拉斯机器人竟然能够在十分灵巧的乒乓球运动中打败人类这是很难以想象的一件事。事实上,阿基拉斯机器人是库卡针对3C等通用行业开发的新式机器人,因为其高度灵活性能有效满足3C等行业柔性化生产需求。足见库卡技术方面的先进之处。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

1、库卡在研发方面保持很高投入

事实上,机器人是高技术行业,通过对几家成功的机器人企业研发进行分析,发现保持高水平的研发投入是成功机器人企业的共性。我们考虑年均研发投入占公司营收的比重,库卡这个数字是2.9%,杜尔是1.9%,安川是3.6%,发那科是4.5%。杜尔研发占比偏低是因为其没有自己的本体业务,全部营收来自于营收投入较少的系统集成;如果单纯剥离库卡机器人业务的数据,则其研发占比为6.9%,甚至远远高于拥有大量核心零部件、数控等业务的安川和发那科,可见库卡对研发的重视。事实上,库卡的平均年研发投入达到净利润的123%,剔除掉亏损年份的异常值这个数字高达150%以上,如果考虑很多与客户合作的研究课题开支都没有计入研发费用,库卡实际在研发上的投入实际更高。每年研发投入甚至超过净利润水平,足见库卡对研发得重视。2007年,库卡整合内部研发资源,建立了专门的创新中心,致力于研发未来创新技术,为未来做储备,库卡研发人员906人,占比7%。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

2、库卡获取了大量的外部研究资源

同时,库卡也积极利用外部资源开展研发工作。库卡是欧洲机器人技术的领导者,也是欧洲机器人技术平台(EUROP)的主要领导机构,该机构旨在加强欧洲机器人技术的领导者地位,130多家机构参与,其中包括大量的科研机构、大学、科学家等等,欧洲和德国关于机器人的公共资助基金基本都依托于该组织提供支持基金,通过该平台,一些前沿机器人技术有效地进行了产业转化。因此库卡从欧盟、政府机构、研究机构等获取了大量研究经费和项目,项目方面,比如2007年库卡从欧盟承接了旨在研发人机协作关键零部件的'PHRIEND'研究项目,2012年从德国教育和研究部承接了旨在开发汽车、航空用轻质材料自动化生产技术的'FlexiCut'项目;经费方面,以2010年为例,库卡从其他公司、大学和研究机构获得的研发经费占公司研发总费用的20%。库卡的强大技术实力和影响力使其始终站在机器人技术的最前沿,同时又使其能获得大量的尖端项目及宝贵的研究经费,这样的正循环使库卡的技术优势得以长期保持。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

3、 库卡创造了机器人技术领域的多个'世界第一'

在研发方面的大力投入和对研发的专注也使库卡在技术领域取得了诸多成就,其中就包括1973年研发出世界首台六个机电驱动轴的工业机器人FAMULUS,世界首台有效载荷超过一吨的重载机器人泰坦,人机协作防碰撞技术等等,都是库卡首创。事实上,库卡的技术水平即便是在四大家族里也是普遍认为做得最好的。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

(二)专注于正确的赛道

1、库卡选择了'汽车'这条正确的赛道,并一直坚持

库卡40多年的工业机器人历史,一直专注于汽车行业的应用。

如上文所述,汽车行业拥有以下4个特点:(1)单款车型产量大,适合使用机器人加快生产速度; (2)流水线制造装配方式,方便分解制造环节,早期功能简单的机器人能满足其生产要求;(3)产品一致性要求高;(4)市场空间大。这4大特点使其成为早期最优质的赛道。

这里我们把库卡和德国航空航天领域的自动化机器人公司斯图加机器人做个对比,德国斯图加特航空航天自动化集团(STUAA)是一家系统集成商,以航空航天领域的自动化起家。其2012年在青岛成立斯图加特航空自动化(青岛)有限公司,占地64000平米,坐拥30000平米高规格制造中心和高标准研发实验室,以及数万平米外围配套设施。斯图加中国已在煤炭、石油、电力、汽车、陶瓷、家电、新兴能源等多个行业和领域有过典型案例,目前总投资6亿元的德国斯图加特工业自动化系统装备项目已经落户胶南,建成投产后,可年产各种工业机器人系统设备400台(套),产品广泛应用于物流、汽车等制造生产及教学科研领域。相对于库卡专注的汽车行业,航空航天领域其生产往往不是大批量的,机器人的工作对象经常变化,这需要柔性化的生产线,而且飞机对精度、气密性的要求很高;此外,飞机零部件尺寸较大而且具有复杂的曲面,需要单独设计大尺寸或移动式的操作机器人,而这样的机器人精度一般较差,需要额外的测量设备补偿误差。飞机大量采用铝合金、复合材料,这些材料的焊接困难,因此一般采用铆接或缝合的方式,这需要设计专用的末端执行器。不过,随着技术的突破,机器人正在逐步进入其它行业。所以以今天的眼光来看,汽车肯定是一条远比航空航天优质的赛道。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

同时相对于徕斯等公司,库卡非常专注于汽车行业,在行业做大做强,反观徕斯,很多领域都有涉及,其产品包括焊接机器人、铸造机器人、搬运机器人、激光机器人等,应用行业包括光伏、激光焊接、气缸盖等等,但每块都没有做到极致,所以对一家优秀的机器人公司而言,正确的赛道+极致的专注往往才能导致成功。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

2、在适当的时机切入新的赛道

目前3C领域是公认的下一个正确赛道,事实上,库卡早在2005年就提前布局,研发出了适合3C领域生产的人机协作技术,其2013年推出适合非汽车行业的轻型工业机器人iwwa,向3C行业迈出重要一步;2016年推出适合3C行业的机器人KR3 AGILUS,KR 3 AGILUS 非常适合需要在狭小空间内生产的小型工件和产品。小型工件装配、搬运、螺接、粘接、包装和检测,这款小型机器人在追求最短循环时间和最高产量的领域中用途非常广泛。紧凑的尺寸使 KR 3 AGILUS 获得了最高的每平方米生产率。这样的组合使其尤其受到电子行业的青睐;优秀的机器人公司如库卡对于赛道选择有其前瞻性和敏感性,或者换句话说是库卡引领了赛道的发展。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

事实上,切入赛道的时机既有赛道自身特质发展的因素,也有机器人相关技术发展的因素;比如硅谷最大的工业机器人公司Adept(爱德普),其80年代就针对3C行业生产出带有视觉功能的装配机器人。但是一方面,当时的机器人技术还不够先进,不能很好地满足3C行业的柔性化生产需求;另一方面,当时的3C产业市场还不不够大。所以爱德普在错误的时间切入了一个在今天看来很好的赛道,导致其连年亏损最终2015年卖给了欧姆龙。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

(三)以本体业务为核心,拓展应用领域靠并购

本体是自动化集成系统的核心组成部分,'四大家族'都专注于本体业务研发,在本体方面投入很大,具有数十年积淀。以库卡为例,其本体业务营收占比50%不到,而研发投入占比却高达94.8%,可见其系统集成方面研发投入很小。

我们统计了最近几年机器人&自动化领域发生的21起机器人行业重要并购(部分),其中包括霍尼韦尔并购仓储物流领域的自动化生产企业Intelligrated,安川并购自动涂胶、喷涂系统领域机器人公司Doolim、加工自动化领域集成商Vipa GmbH、材料处理等领域集成商Robotics Systesms,以及前面讲到的库卡的三次并购和ABB的一次并购。其中仅3起并购涉及本体核心零部件,18起涉及系统集成并购,占比85.7%,其中系统集成的并购基本都是机器人企业为了进军新行业的集成应用或者加强已有行业的集成实力。

系统集成企业大都是某个细分领域的设备供应商转型而来,对细分领域的工艺技术有数十年甚至上百年的积累;并且在细分领域积累了大量长期稳定客户。因此机器人企业难以插足,只能通过并购这些集成企业拓展下游应用。而本体技术具有通用性,换言之某个行业比如汽车行业的机器人本体经过一定程度的技术研发和相关技术的融合也能满足其他行业的生产需求。这也解释了为什么当前最优秀的工业机器人公司比如四大家族往往都拥有自己很强的本体技术。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

章节小结

通过对库卡及机器人产业的研究,我们发现优秀的工业机器人企业产业往往具备如下极大特质:

·

机器人是高科技行业,优秀的机器人企业往往在研发方面大力投入,长年积累;

·

·

第二,赛道的选择很重要,早期做得好的机器人企业普遍选择了汽车这条正确的赛道,而到今天汽车市场增长乏力的情况下,主要车企又在纷纷寻找新的优质赛道,比如3C;

·

·

第三,机器人龙头企业往往专注于本体技术研发,并通过并购系统集成企业做大做强。

·

四、鉴古至今:对中国机器人产业的启示

(一)哪些下游行业有望成为优质赛道?

通过对德国机器人产业及库卡发展历史的梳理,我们了解到赛道选择是机器人产业发展的一个关键因素,而人工成本是机器人产业的核心驱动力;放眼全球的机器人巨头,真正做得很好的企业无不是选择了一条正确的赛道,前面我们也分析了汽车行业是早期最优质的赛道,全球的机器人巨头大部分都是依靠汽车行业起家并且依然深深地依赖汽车行业;那么对于中国当前的情况,什么行业有望成为优质赛道?在此我们希望提供一些筛选优质赛道的思路。

1、产业集群于广东、江苏、浙江的行业有望成为优质赛道

中国2015年失业率达到4.05%,考虑到国内外对失业率测算方法不同及其他原因,中国实际失业率水平可能更高,高于德国、日本机器人产业萌芽期的1%到3%的水平,真实值应该等于或接近70-80年代美国的水平,因此中国社会整体劳动力短缺不严重,但中国是世界上经济发展地理分布最不均匀的国家,经济和人口的地理分布严重失衡,每年涉及数亿人的春运大潮是中国经济和人口地理分布失衡的缩影。

近些年,用工荒问题的讨论在国内此起彼伏,事实上中国的用工荒仅仅出现在广东省以及江浙的部分地区,这些省份和地区制造业分布密集因此需要大量的用工人口,本身用工就相对缺乏因此需要使用大量的外来务工人员;近些年随着农民工回流到中西部的进程加剧,广东、江浙等地区用工荒问题将更加严重。事实上目前,中国广东失业率2.45%,是全国失业率最低的省份,因此,产业在广东、江浙地区集群现象严重,同时因为产业链配套不方便搬迁到中西部及东南亚等低劳动力成本国家的行业有望大量采用机器人。电子、家电等行业大量分布于广东、江苏、浙江,申万电子行业197家上市公司有45%位于广东,家电则是31%,使典型的产业集群现象比较明显的行业,如果有其他类似电子、家电这样产业集群现象明显的行业,则有望成为机器认应用的优质赛道。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

2、人工成本占比较高&利润对劳动力成本最敏感的行业有望率先引入机器人

主要行业人工成本占比&净利润弹性模型测算

我们研究机器人产业的核心逻辑是人工成本的上涨,理论上说,在不考虑失业率及企业资本投资实力的情况下,在机器人总体成本(一次性投入+日常使用维护)低于人工成本的情况下,机器人将被大规模采用。但是实际上,机器人的一次性投入计算虽然简单,但是具体维修、日常使用成本难以精确测算,而且不同应用行业的机器人成本状况也相差很大;所以虽然市场上也有不少机构试图对机器人成本和人工成本做一个测算,但结果不甚准确。我们认为,判断优质赛道第一是劳动力成本的问题,劳动力成本占比较高且人工占比上行明显的行业有望成为优质赛道;第二是利润对劳动力成本弹性的问题,即人工成本上涨10%的情况下净利润下降的比例。如果某个行业满足这两个标准,同时机器人又能满足其生产工艺技术方面的要求,行业市场空间又足够大,那么这个行业就有望成为机器人应用的优质赛道。

我们建立详细模型,通过申万行业划分的上市公司对部分行业人工成本占比及净利润对人工成本弹性(人工成本上涨10%,净利润下降比例)进行测算,电子、食品饮料、机械、汽车零部件几个行业人工成本占比较高,2011-2016年年均人工成本占比分别为14.39%、11、94%、10.99%和11.50%;人工占比上涨量方面,汽车零部件、食品饮料、机械、家电人工上涨最快,人工占比分别上涨了6.10%、4.33%、3.43%和2.70%;净利润弹性方面,电子、机械、电气设备和汽车零部件最高,人工成本上涨10%的情况下,行业净利润年均下降分别为13.93%、13.90%、12.53%和9.33%;净利润弹性上涨量方面,机械、汽车零部件、电子和家电上涨最快,2011-2016年弹性分别上涨11.42%、7.91%、5.06%和4.71%。综上所述,电子、机械、汽车零部件人工成本占比较高,且行业盈利对人工上涨最为敏感,行业有望率先采用机器人。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

事实上,汽车整车人工成本占比最低,这与整车领域装配、焊接等领域自动化程度较高相吻合;同时,机械、通信净利润对人工极为敏感,可能跟通信、机械处于行业底部利润水平较低有关;食品饮料虽然人工占比较高,但是行业盈利较好,净利润对人工成本上涨并不敏感。

·

以3C为例:深究人工占比最高的细分领域

·

通过如上的模型分析,我们对各行业人工占比高低、行业盈利对人工敏感度有了个大概认知,但是光看数据其实不同行业差别也不太大,而且占比最高的电子年均人工成本占比也只有14.39%,这主要是某个大行业内公司类型也很多,以电子为例,做电子代工、封装等劳动密集型领域的企业必然要比一些技术密集型的电子企业劳动成本占比高很多。因此我们测算了所有申万电子分类的公司人工占比及利润弹性,电子行业197家企业中有18家人工成本占比超过30%,这些企业对人工成本上涨较为敏感,事实上,30%的人工成本占比已经是非常大的一个数字,比我们前面测算的电子行业整体的14.39%还有高出很多;以手机、平板等防护屏生产商蓝思科技为例,其人工成本占比36.4%,净利润对人工成本弹性为32.5%;以消费电子结构件生产商劲胜精密为例,其人工成本占比31.0%,净利润对人工成本弹性为87.9%。虽然测算出的弹性跟其当前利润周期性位置相关,而存在着偶然因素;但是整体上我们可以通过人工成本占比及弹性这两个指标去逆向推倒,寻找一些最有机会引入机器人的细分领域。例如代工、电子封装等领域劳动力较为密集,可能存在着较好的自动化改造需求,如果加以深究这些领域的技术工艺,机器人能满足其生产需求并且细分领域具备客观市场空间的话,这些领域就有望率先采用机器人。因为篇幅问题,这里我们就不再对工艺和每个细分领域市场空间做具体测算,后续我们会在其他专题报告中就此展开详细讨论。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

部分行业人工成本压力不大,但是出于产品精度、降低内部管理难度、企业品牌形象的考虑正在积极引入机器人。

比较有代表性的是家电行业,家电行业近几年年均人工成本占比只有7.98%,利润弹性只有7.09%,龙头企业像格力电器和美的集团人工占比最新年份人工占比虽有明显上涨,但仍然低至6.20%和8.75%。家电行业虽然劳动力成本占比不高,但是龙头企业出于降低管理难度、提升产品精度和品牌形象等考虑也积极推动自动化改造;另一方面,优质的家电企业美的集团、小天鹅等ROE普遍都在20%以上,格力电器甚至高达30.41%,强大的盈利能力保证了家电企业具备强大的资金实力推动自动化升级。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

事实上,美的集团2015年就与安川电机成立合资机器人公司,旨在推动美的集团的智能化改造;2016年美的收购库卡,意图借助库卡的技术实力推动其工厂智能化改造;美的集团未来3年资本开支将达到50亿元,大部分投资于机器人领域。格力电器提出'3至5年实现无人车间',并投资50亿元打造格力智能装备产业园项目。

另外,有诸多行业因为其特殊的生产工艺需求,虽然人工占比不高,净利润弹性也不大大,依然有很强的应用机器人的动力,例如四大家族高度关注的医药、食品饮料等等,主要是出于卫生的考虑希望用机器人取代人工。

(二)什么类型的企业有望脱颖而出?

1、在细分领域具备核心优势的系统集成商具备投资价值

国外重点机器人企业最初起源于机器人产业链上下游相关企业,如下游应用的焊接设备、上游的数控系统生产等。最终上规模的机器人企业大都是以本体业务为核心,同时还有集成业务,甚至也做核心零部件业务的综合型机器人企业。就机器人企业的发展路径而言,大体分为两类。一类是以库卡、ABB、柯马等为代表的一类企业,它们是典型的'自下而上',它们往往是从跟某个产业结合紧密的某种技术装备入手,专注于该技术装备很长时间,然后逐渐转型该领域的系统集成,部分企业比如柯马跟车企联系紧密,长期专注于汽车领域的系统集成业务;部分企业比如库卡逐渐向上延伸,业务涵盖系统集成、本体技术和部分核心零部件或技术的研发。另一类以发那科、安川等为代表,它们最初生产数控系统、电机等设备,具备了机器人核心设备实力,后逐渐向下延伸开发出机器人本体乃至衍生出系统集成。

总体来说,我们认为:一方面,本体技术要求太高,机器人巨头往往在细分领域专注研发数十年,短期内国内企业难以与四大家族抗衡,国内即便是新松机器人、南京埃斯顿、广州数控、安徽埃夫特等国内龙头企业,与世界四大工业机器人公司相比,规模仍然很小,竞争力弱;例如国内机器人龙头之一新松一年工业机器人出货量才几百台,短期内难以跟外企抗衡;但是一些深耕细分行业,对工艺技术极为专精,同时又在细分领域具备无可比拟的客户资源的设备制造商,如果转型做细分领域的系统集成,将具备核心优势。另一方面,大的应用领域(如汽车、3C)已被巨头占领,国内企业很难进入,汽车行业更换机器人品牌的成本高达购买价格的15%,因此一些尚未被巨头染指的应用领域,也就是通过本章第一部分所优选'赛道',如果有一些机器人企业在这些领域展开探索,这样的企业将值得关注。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

我们参照了几家有名的自动化集成商豪迈集团、Intelligrated、德马泰克、克劳斯玛菲。事实上,它们都是从某个领域的设备生产商起家,例如豪迈科技成立于1960年,是世界领先木工机械生产巨头,占据25%市场份额,在全球销售服务公司和独家营销机构分别达到22家和60家;德马泰克成立于1819年,是内部物流,仓储物流自动化智能解决方案的全球领先供应商,切入物流设备领域已有近百年历史,目前已有超过5000个世界级的集成系统案例,积累了大量优质客户;这些企业在各自的设备制造领域深耕数十年乃至上百年,积累了宝贵的工艺技术和客户资源,它们转型系统集成,本身就具备该领域的客户和渠道优势,同时长期的工艺积累又使得它们能够真正解决行业中生产工艺方面的诸多问题,这种种都是机器人巨头们所不具备的,这样的系统集成企业将具备核心优势。比如豪迈科技,2014年营收9.1亿欧元,净利润3100万欧元。如果国内也具备这样一些类似的集成商,将具备很好的发展前景。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

2、能解决'柔性化'生产工艺的企业有望脱颖而出

目前像汽车行业这种工艺简单、方便大规模批量化生产的行业机器人密度已经很高,根据IFR的数据,全球机器人应用大国普遍汽车产业机器人密度都高于1000台/万人,中国也已高达392台/人,而非汽车行业的机器人密度普遍还较低,除了韩国超过400台/万人,其他国家普遍低于200台/万人;因此非汽车领域的增长空间未来更大。未来的机器人发展侧重点将不再是汽车行业这种大规模、批量化的生产模式,更多的是针对非汽车行业的柔性化、定制化生产方式。以3C为例, 3C 产品的组成零部件数量众多(例如,手机包含触摸屏、显示面板、主板 PCB、电池、中板、后盖等较大的零部件和摄像头、结构件等其他细小零部件),且基本都是非标产品,体积小、绝对精度要求高,导致其生产组装的自动化改造难度较高,富士康代工手机的自动化率仅为 30%;3C 产品包括外壳、玻璃、盖板在内的零部件制造技术以及整机装配技术,其工艺和设备都相当成熟,劳动强度高,但是怎么去解决这些领域柔性化的生产需求依然是个问题,目前机器人四大家族纷纷就此展开布局,例如库卡研发的AGILUS机器人就已经能够很大程度上满足3C领域的柔性化生产需求。未来国内如果有在柔性化生产方面有所突破的企业将非常值得我们关注。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

(三)纯机器人行业能否诞生千万规模的超大公司?

机器人是一种原始生产设备,虽然广义上这个行业市场空间很大,但是由于不同应用领域的机器人企业在工艺技术上差异明显,所以实际单个企业能获得的市场份额较小。具体来看,机器人本体市场规模太小,估计2015年全球机器人本体市场规模仅为540亿元,因此单纯做本体的企业很难做到千亿市值;系统集成市场规模约为本体市场规模的3倍,本体+集成市场规模2019年有望超过3600亿元;因此,系统集成+本体并进,通过本体技术夯实核心优势,并通过系统集成领域的拓展获取更大的市场份额,这样才能分享尽量多的市场蛋糕。前面讨论了系统集成的行业壁垒,因此,想要获取更大的集成市场份额只能靠并购,四大家族纷纷在集成领域展开了并购,最近几年光是安川和库卡就分别并购了3家系统集成商。因此,未来是否有企业能做到千亿市值,要看库卡、安川们并购后的企业能否'兼容',这个问题要等库卡、安川们给我们答案。事实上,库卡的几次并购目前整合比较乐观,前面我们也做了详细的分析,系统集成和本体业务之间的协同相得益彰,对机器人企业扩大整体营收规模及盈利能力也大有裨益。

研报机器人巨头:库卡的前世今生,人工智能与智能制造实践者

章节小结

本章,我们将研究落地到国内机器人产业,得出如下几个结论:

劳动力短缺、用工成本上涨是产业发展的核心驱动力;以此为中心,我们通过产业集群、各行业人工成本占比测算、行业利润对人工上涨敏感性测算模型等等作为筛选优质赛道的标准。此外,对于一些有特殊需求的行业,我们从管理难度、品牌形象、产品一致性及其他特殊要求去筛选赛道。

第二,具体到企业标的筛选方面,我们认为目前国内本体技术亿落后国外数十年,短期不可能实现超越;从细分领域的系统集成入手,自下而上发展机器人技术的企业值得关注;另外,未来机器人行业发展的重点在柔性化的生产需求,因此具备或者专注于柔性化生产技术的机器人公司将值得关注。

第三,单纯做本体很难做到千亿市值,本体+集成并举才有可能诞生超级机器人企业。通过并购,机器人龙头能够不断拓展新的领域的集成业务,并不断与自身本体业务产生协同,至于能否做到千亿,就要等'库卡'们给我们答案了。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多