机械设备行业投资策略：新基建引领价值重塑，双碳主导逻辑外溢

1 2021回顾：新兴制造异军突起，“+新能源”热点纷呈

2021 年是制造业最受关注的一年

2021 年，春节之后消费龙头坠落，制造业迎来资金的关注。宏观环境来看，2021 年上半年， 制造业从国内需求到出口等环节均有亮眼的表现。工业企业利润持续高攀，工业机器人、工 业机床等通用设备产销两旺，而我们调研亦显示，无论是家具家装产业链的木工机械，还是 纺织服装产业链的缝纫设备，抑或是包装、印刷等大型整线，各细分龙头企业的订单都处于 历史高位，产能饱满，交付紧张。重型装备也不错，尽管工程机械全年并无行情，但是就 2021 年上半年而言，工程机械、重卡的销售依然保持了旺盛的态势。整体而言，2021 年上 半年，制造业的欣欣向荣，是板块行情的基本底色。

2021 年上半年，制造业企业盈利大幅改善，宏观环境到个股业绩的传导尤其顺畅。尽管同 比 2020 年上半年，疫情防控的影响在减弱，但就算环比 2020 年下半年，2021 上半年的企 业盈利也创造了新的高峰。因此，2021 年 4 月之后，我们发布了机床行业系列 告，这也 是自 2012 年机床行业大周期陷入下行阶段之后，全市场首次对机床行业投资逻辑的系统阐 述，而也终于在中 披露的前后，市场围绕“工业母机”主题展开了一轮波澜壮阔的行情，催 化剂固然是国资委的一次会议，但是根本原因，我们认为还是来自于企业盈利的超预期改善。

2021 年下半年，企业盈利增速开始趋缓，工业机器人、工业机床产销的增速也开始回落， 市场敏锐感受到这种变化，通用装备行业结束了估值业绩双升的阶段，但是调整的背后也只 是对业绩预期不确定性的折扣。9 月份之后的限电限产，以及 10 月份之后疫情防控突然升 级，并出现了上市公司层面的工厂整体隔离，这些都为制造业的流速和活力笼罩了阴影。但 是市场对于制造业的关注并未停止，除机械设备之外，电 投资主线的电力设备、双碳主线 的节能环保、汽车制造方向的汽车零部件，在通用设备短暂调整的当口接替发力，制造业依 然是全市场最靓的板块。

2021 年热点不断，+新能源成为核心

2021，“双碳”正式成为经济增长的驱动力。需求的暴增必然需要供给的延申，诸多“传统” 制造业的公司纷纷切入新能源赛道，统称为“+新能源”。有的属于产品应用的自然顺承，如 双环传动、川环科技、青鸟消防等，更多的则是公司发展的主动选择，如斯莱克、五洲新春、 新元科技、福鞍股份、天宜上佳等。这种现象发生的原因，一是新能源市场本身的扩容，需 要更多的供给主体参与其中，二是很多传统的制造要素，经过一定的技术处理和改造，本就 可以应用于新的行业，甚至还可以获得更好的产品性能。

2021 年，市场对于传统制造业“+新能源”的逻辑则是格外关注。然而热点板块并非晴空一 片，依然有诸多疑问让投资人忐忑。光伏新工艺革命的进程已经低于市场乐观投资者的预期， 光伏设备的新王者究竟要花落谁家？新能源车超预期的高增能否维继？海上风电的成本问 题能否快速解决？越是高处，越是不胜寒，而低处固然不够引人注目，但是却少了翻车的风 险。因此，站在 2021 年末我们尝试思考 2022 的时候，依然会基于两个维度思考问题：（1） 产业趋势确定性向上的，或者成长空间依然巨大的板块是哪些？（2）估值已然偏低，但是 可能存在催化因素的板块又是哪些？

2 新基建引领价值重塑，驱动经济实现稳增

电 投资有望加快，促进构建以新能源为主体的新型电力结构

1、新型电力系统建设促进电 投资力度加大

电 也称电力 ，是电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体，包括变电、输 电、配电三个单元。电力 的作用是输送与分配电能，改变电压。电力系统可分为发电系统、 输变电系统、配电系统和用电系统，其中输变电系统和配电系统即一般所说的电 系统。电 压一般分类为，220/380 伏为低压；3 千伏至 35 千伏为中压；110 千伏、220 千伏为高压； 330 千伏、500 千伏为超高压；700 千伏、1000 千伏为特高压。

电力设备分为一次设备和二次设备，一次设备是直接用于生产、输送、分配电能的高压电气 设备。（如：发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电抗器、避雷器、电 压互感器、电流互感器、接地线等）；二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调 节、保护、以及运行所需的低压电气设备。（如：熔断器、继电器、按钮、指示灯、控制开 关、仪表、信号设备、自动装置、保护装置等）。

电 是高效快捷的能源输送通道和优化配置平台，是能源电力可持续发展的关键环节，在 现代能源供应体系中发挥着重要的枢纽作用，关系国家能源安全。2010 年以来，电 规模 增长近一倍，保障了经济社会发展对能源电力的需求。2020 年国家电 经营区全社会用电 量 5.83 万亿千瓦时、最高用电负荷 8.75 亿千瓦、并 发电总装机容量 17 亿千瓦。截至 2020 年底，国家电 经营 110（66）千伏及以上输电线路长度 114.2 万千米、变电（换流）容量 52.3 亿千伏安（千瓦）。

我国目前已形成东北、华北、西北、华东、华中、西南、南方七大区域电 格局。其中，东 北形成了 500 千伏主 架结构，华北形成了“两横三纵一环 ”交流特高压主 架，西北形成 了 750 千伏主 架，华东形成 1000 千伏特高压环 ，华中四省与西南电 实现异步互联， 川渝电 实现了与藏中的 500 千伏联 ，南 形成西电东送主 架。

我国电力建设已经进入到成熟阶段，未来仍面临两大变化，一是新能源发电占比提升，新 型电力结构的形成将进一步造成发电侧和用电侧的资源不匹配，输电侧需要加大力度投入 远距离特高压输电建设，二是在电力建设的整个发展周期中，配电侧本就滞后于电源侧的 发展，因此配电 的补短板，以及配电 自动化和数字化建设有望加快。

电力建设具有自身固有的规律，即先电源再电 ，先一次再二次、先输送再配用电。从我国 电 建设的现状来看，目前我国的电源建设已经进入结构性调整阶段，输电骨架 络也已经 基本完成，目前相对薄弱的环节主要集中在配电 ，同时特高压建设能够进一步提升输电效 率，匹配新型电力结构。

十三五期间电 基本建设投资额略有下降，2016 年电 基本建设投资额 5431 亿元，2020 年电 基本建设总投资 4699 亿元，同比下降 3.23%，电 架构趋于成熟，考虑到新能源建 设加快，基本建设投资进入到偏稳阶段，更多的是结构性的变化，重点方向由前端的发电侧 向后端的输配电转移。

国家电 十三五期间总投资保持基本稳定，2016 年国家电 总投资额 4964 亿，2020 年总 投资额 4605 亿。国家电 运行 110kv 以上输电线路长度保持稳定增长，由 2016 年的 93.2 万公里，逐年提升至 2020 年的 114.2 万公里，与用电量增长基本匹配。

南方电 十三五期间总投资保持平稳增长，2016 年南方电 总投资额 775 亿，2020 年总 投资额 907 亿。南方电 运行 110kv 以上输电线路长度保持稳定增长，由 2016 年的 20.8 万公里，逐年提升至 2020 年的 24.9 万公里，与用电量增长基本匹配。

输电侧有望持续加大特高压投建力度。特高压是指电压等级在交流 1000 千伏及以上和直流 ±800 千伏及以上的输电技术，具有输送容量大、距离远、效率高和损耗低等技术优势。2004 年以来，国家电 公司联合各方力量，在特高压理论、技术、标准、装备及工程建设、运行 等方面取得全面创新突破，掌握了具有自主知识产权的特高压输电技术，并将特高压技术和 设备输出国外，实现了“中国创造”和“中国引领”。近几年国家电 在运特高压线路长度取得 快速增长，特高压累计在运线路长度由 2016 年的 1.69 万公里快速增长至 2020 年的 3.59 万公里，增长超过一倍。

国家电 目前已建成投运“十四交十二直”26 项特高压工程，核准、在建“两交三直”5 项特高 压工程。在运在建 31 项特高压输电工程线路长度达到 4.1 万千米，变电（换流）容量超过 4.5 亿千伏安（千瓦）。特高压交流和直流分别荣获 2012 年度、2017 年度国家科技进步特 等奖。截至 2020 年，特高压累计输送电量超过 2.1 万亿千瓦时，电 资源配置能力不断提 升，在保障电力供应、促进清洁能源发展、改善环境、提升电 安全水平等方面发挥了重要 作用。

配电 将持续完善，配电自动化持续推进。配电 是国民经济和社会发展的重要公共基础设 施。近年来相关政策文件陆续发布，包括《国家发展改革委关于加快配电 建设改造的指导 意见》（发改能源〔2015〕1899 号）和《国家能源局关于印发配电 建设改造行动计划 （2015—2020 年）的通知》（国能电力〔2015〕290 号），规划建设一流现代化配电 。截 至 2020 年底，国家电 6-20 千伏配电线路 427.3 万公里，其中架空线路 345.2 万公里， 电缆线路 82.1 万公里，配电变压器 524.2 万台、容量 16.7 亿千伏安，配电开关 586.8 万台。

配电 建设滞后于电源侧，目前配电 的补短板主要集中于农村电 改造升级。实施新一轮 农村电 改造升级工程，是贯彻中央供给侧结构性改革部署、促进农村经济社会发展的需要， 是扩大有效投资、促进经济平稳增长的需要。国家电 十三五期间制定了七项重点任务，包 括井井通电工程、小城镇电 改造升级、村村通动力电、光伏扶贫项目接 工程、西部及贫 困地区农 供电服务均等化等。随着配电 补短板持续推进，国内各区域户均停电时间持续下降，但很多区域在供电方面仍然不足，2020 年国家电 D 类供电区户均停电时间约 9 小 时，A+类供电区也尚不能保证持续供电，因此未来配电 建设仍将持续完善。

配电侧的目标是要达到供电的高可靠性，而达到该目标的主要措施就是建设智能电 ，配 电自动化将是重中之重。目前在电力系统中，配电 是影响用户供电可靠性的短板。上述农 村电 改造升级属于缺电因素，排除缺电因素，目前我国用户的停电时间 95%以上都是由 配电 引起的。提高配电 的供电可靠性和供电质量较为重要，对于现代城市，由于大量使 用电梯和轨道交通，停电可能带来人身安全问题，因此通过配 智能化改造提高电 可靠性 更加重要。

传统配电 是一个无源的放射形电 ，信息采集、开关的操作、能源的调度等相应比较简单， 其实施监测、控制和高度是由供电部门统一来执行的。新能源的接入使此过程复杂化，特别 需要对新能源接入后可能出现的“孤岛”现象进行监测预防。当新能源的本电 与主配电 分离后，仍继续向所在的独立配电 输电，就会形成“孤岛”现象。孤岛中的电压和频率不 受电 控制，如果电压和频率超出允许的范围，可能会对用户设备造成损坏;如果负载容量 大于孤岛中逆变器容量，会使逆变器过载，可能会烧毁逆变器。同时，会对检修人员造成危 险;如果对孤岛进行重合闸操作，会导致该线路再次跳闸，而且负荷可能出现供需不平衡， 将严重损害电能质量，从而降低配电 的供电可靠性。此外，用电侧如 5G、数据中心、电 动汽车等等不可控负荷也同样对配电 供电能力和质量提出了更高的要求，智能配电 建设 将是重中之重。

电力系统类似人体血液循环系统，发电厂是心脏（产生电能），特高压/超高压/高压输电 络 是主动脉，而配电 则是遍布全身的毛细血管，将电能最终传送到用户侧。我国习惯上把 10kv 中压配电 看做是配电 的主干，而它的供电半径约在 10 公里左右，因此我们可以说配电 是电力传输的“最后 10 公里”。

配电 是从电源侧（输电 和发电设施）接受电能，并通过配电设施就地或逐级分配给各类 用户的电力 络。国家电 公司将 110kv 及以下电压等级电 定义为配电 ，包括 110（66） kv、35kv、10（20）kv 和 0.38kv 电 。配电 分为城市配电 和农村配电 。

根据电压等级分为高压、中压和低压配电 。高压配电 通常为 35-110kV，负荷密度大可 用 220kV。中压配电 通常 6-10kV，6kV 为淘汰型。我国中压配电 以 10kV 为主。低压 配电 220/380V。配电 架主要由两类设备构成：（1）开关柜、环 柜、柱上断路器、重 合器、分段器等各类开关设备；（2）箱式变电站、柱上变压器等变压器设备，（1）、（2）通 常称为一次设备。

配电自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能配电设 备等技术手段，对配电 进行离线与在线的智能化监控管理，使配电 始终处于安全、可 靠、优质、经济、高效的最优运行状态。其最终目的是为了提高供电可靠性和供电质量，自 动隔离故障区段，减少停电范围和停电时间，降低维护工作量，提高整个配电系统的效率， 提升服务电力用户的水平。配电自动化设备可以分为 DA、DAS、FTU、DTU、TTU 五大类 别。

2、稳增长背景下，“十四五”电 投资有望发力

随着今年中央经济工作会议的召开，我国已连续多年将“稳中求进”设定为经济工作的总基 调。今年中央经济工作会议提出我国经济发展面临需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力。 我们认为新基建将是稳增长重点方向，新能源建设及电 投资将是拉动增长的主要发力点， 十四五期间电 总投资规模有望实现较快增长，其中配电 仍是重点投资方向，电 智能化、 数字化投资比例也有望进一步提升。

国家电 ：2021 年 7 月，国家电 公司发布《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方 案（2021-2030）》，对新型电力系统的内涵特征，实施路径等进行了系统的阐述。其中，在 电 发展方式上，方案提出要向数字电 、交直流混联电 、有源配电 、微电 融合发展 转变。在电源发展方式上提出要向集中式与分布式新能源开发并举、煤电成为调节性电源、 积极引进区外来电转变。在调度运行模式上则提出，要向源 荷储协调控制、输配微 多级 协同方向转变。9 月，在 2021 能源电力转型国际论坛上，国家电 公司董事长、党组书记 辛保安披露，“十四五”期间国家电 计划投入 3500 亿美元（约合 2.23 万亿元），推进电 转型升级。

南方电 ：11 月发布《南方电 “十四五”电 发展规划》。“十四五”期间南方电 电 建 设将规划投资约 6700 亿元，以加快数字电 建设和现代化电 进程，推动以新能源为主体 的新型电力系统构建。其中南方电 将配电 建设列入“十四五”工作重点，规划投资达到 3200 亿元，约占总投资一半。十四五”期间，南方电 将进一步加快电 数字化转型步伐， 加强智能输电、配电、用电建设。南方电 将全面推进以故障自愈为方向的配电自动化建设， 有效实现配 状态监测、故障快速定位、故障自动隔离和 络重构自愈。逐步延伸自动化覆 盖面，推进智能配电站、智能开关站、台架变智能台区建设，推进微电 建设，推广应用智 能 关，开展配电 柔性化建设。

南方电 十四五投资规划超预期，总投资力度明显加大。南方电 十二五和十三五总投资分 别为 3338 亿元、4433 亿元，十三五总投资较十二五增长 33%。根据南方电 十四五规划， 南方电 十四五规划总投资额达到 6700 亿，较十三五增长 51%，增速较十三五进一步提升。

城市管 升温，重点聚焦管道更新和环保排污、综合管廊等方向

我们认为“十四五”城市管 投资增速有望提升，重点聚焦管道更新和环保排污、综合管廊 等方向。

1、管道更新：中央定调，城市管道老化更新改造有望加快

今年中央经济工作会议提到，要继续实施积极的财政政策和稳健的货币政策。积极的财政政 策要提升效能，更加注重精准、可持续。要保证财政支出强度，加快支出进度。实施新的减 税降费政策，强化对中小微企业、个体工商户、制造业、风险化解等的支持力度，适度超前 开展基础设施投资。

2、其他重点方向：环保排污、地下管廊、重点工程等加快推进

环保排污：仍然是城市管 补短板的重点。2019 年，住房和城乡建设部等三部委联合发布 的《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019-2021 年)》中重点强调加快补齐城镇污水收 集和处理设施短板，尽快实现污水管 全覆盖、全收集、全处理。“十三五”期间全国城镇污 水处理率已达到 95%以上，但管 一直是我国污水处理中的短板，管 覆盖不足、漏损、 客水挤占管 、错接混接、溢流等问题普遍存在，这也正是我国污水处理率高但污水收集处 理率仍比较低，黑臭水体频发的主要原因。

2021 年 3 月，全国人大审议通过《关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要的决议》，其中第三十八章第二节“全面提升环境基础设施水平”规定了“十四五” 时期环境基础设施建设的主要几大任务。提到推进城镇污水管 全覆盖，开展污水处理差别 化精准提标，推广污泥集中焚烧无害化处理，城市污泥无害化处置率达到 90%，地级及以 上缺水城市污水资源化利用率超过 25%。

2021 年 6 月，国家发展改革委、住房城乡建设部印发《“十四五”城镇污水处理及资源化利 用发展规划》，提出到 2025 年，基本消除城市建成区生活污水直排口和收集处理设施空白 区。提出“十四五”时期着力推进城镇污水处理基础设施建设，补齐短板弱项。一是补齐 城镇污水管 短板，提升收集效能。新增和改造污水收集管 8 万公里。二是强化城镇污 水处理设施弱项，提升处理能力。新增污水处理能力 2000 万立方米/日。三是加强再生利用 设施建设，推进污水资源化利用。新建、改建和扩建再生水生产能力不少于 1500 万立方米 /日。四是破解污泥处置难点，实现无害化推进资源化。新增污泥无害化处理设施规模不少 于 2 万吨/日。

2021 年 8 月，国家发改委、住建部联合印发《“十四五”黄河流域城镇污水垃圾处理实施方 案》，实施方案明确，到 2025 年，城市建成区基本消除生活污水直排口和收集处理设施空 白区，城市生活污水集中收集率达到 70%以上；县城污水处理率达到 95%以上，建制镇污 水处理能力明显提升；上游地级及以上缺水城市再生水利用率达到 25%以上，中下游力争 达到 30%；城市污泥无害化处置率达到 90%以上，城镇污泥资源化利用水平明显提升。

我国城市排水管道（包含排污和雨水管道）规模远高于县城，2020 年我国城市排水管道总 长度约 80 万公里，县城排水管道总长度 22 万公里。近年来我国城市排水管道长度持续增 长，且新增管道长度也基本保持持续增长态势，2020 年城市新增排水管道长度达 5.9 万公 里。近年来县城排水管道总长度保持稳定增长，新增管道长度基本维稳，每年增长约 1 万公 里。我们认为随着污水处理管理趋严，十四五排水管道投资将迎来较快增长。

地下管廊：地下管廊（日本称“共同沟”、中国台湾称“共同管道”），就是地下城市管道综 合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程 管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建 设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

地下综合管廊系统的意义在于，极大方便电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检 修。此外，该系统还具有一定的防震减灾作用，较地下直埋方式具备长期经济效益。地下综 合管廊对满足民生基本需求和提高城市综合承载力发挥着重要作用。在国外发达国家，共同 沟已经存在了一个多世纪，在系统日趋完善的同时其规模也有越来越大的趋势。

2017 年住房城乡建设部、国家发展改革委发布《全国城市市政基础设施规划建设“十三五” 规划》。这是首次编制国家级、综合性的市政基础设施规划。市政基础设施是新型城镇化的 物质基础，也是城市社会经济发展、人居环境改善、公共服务提升和城市安全运转的基本保 障。《规划》范围为全国设市城市及县城。《规划》统筹城市交通系统、城市地下管线系统、 城市水系统、城市能源系统、城市环卫系统、城市绿地系统、智慧城市 7 个方面。提出“十 三五”时期发展目标、规划任务和重点工程，以指导各地城市市政基础设施建设有序发展。

规划提出 12 项重点工程，明确了各项重点工程的建设内容和建设规模。在城市综合管廊建 设工程中，要结合道路建设与改造、新区建设、旧城更新、河道治理、轨道交通、地下空 间开发等，建设干线、支线地下综合管廊 8000 公里以上。海绵城市建设工程中，通过海绵 型建筑与小区、海绵型道路与广场、海绵型公园与绿地、雨水蓄排与净化利用等设施建设，使满足海绵城市建设要求的城市建成区达到 1.1 万平方公里，建立海绵城市监测评估技术评 价体系。地下管廊是十三五的政策重点方向，尽管在十四五规划中没有提及，但结合地下管 廊的重要意义和发展进度，我们认为地下管廊建设在十四五期间仍将持续向前推进，尤其在 稳增长背景下，地下管廊初始投资较大，将带来较有力的经济拉动作用。

我国地下综合管廊经过十三五的重点发展，已出具规模。截止到 2020 年，城市综合管廊总 长度达到 6151 公里，县城综合管廊总长度达到 1041 公里，城市建设明显快于县城。近些 年变化来看，城市和县城地下管廊建设均取得快速增长，2020 年城市地下管廊新增长度 2691 公里，县城地下管廊新增长度为 469 公里，近几年城市和县城每年新增地下管廊长度 均保持增长态势。

重点工程：除了传统市政管道，工程类的管道也将随着相关战略的推进需求稳步提升。随着 国家城镇化不断推进，工程管道行业进入平稳发展期，行业发展逐步向高端化、品牌化、绿 色化转型，向行业头部企业整合的趋势逐步加快。随着十四五规划国家战略工程陆续启动， 将为工程管道行业发展带来重要机遇。

2021 年 1 月，住房和城乡建设部印发《关于加强城市地下市政基础设施建设的指导意见》， 加强城市地下市政基础设施体系化建设，补齐规划建设和安全管理短板，提高城市安全水平 和综合承载能力。今年河南省郑州市发生百年不遇水灾，城市防汛引起各地高度重视，大力 改造和新建城市管 ，建设雨污分流工程，利于管道需求提升。

2021 年 4 月 29 日国家颁布《中华人民共和国乡村振兴促进法》，大力推动新农村建设和乡 村振兴，高标准农田建设、城乡一体化供水、农村雨污分流是落实乡村振兴战略的重要工程， 同时也将高标准农田建设纳入国家十四五规划，也将对管道行业发展起到重要促进作用。

我国承诺 2030 年前实现碳达峰，2060 年实现碳中和，走绿色发展之路，逐步减少二氧化 碳排放，为了实现这一目标，各地大力发展电厂余热供暖工程，逐步取消居民区锅炉房供暖 方式；碳达峰碳中和战略逐步实施，将推动国内保温管道行业的产业升级和发展。

3 高端制造再度升温，长期趋势仍然向好

工业自动化：部分领域实现突破，国产替代仍大有可为

工业自动化是高效生产的必然路径，劳动力下滑趋势行业长期向好

工业自动化是高端制造的重要基础。工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干 预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。工业自动化是在 工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工 生产的趋势，工业自动化可以实现提高生产效率、增加产量、提高质量、减少人力成本、确保安全等目的，也是现代化高端制造的重要基础。

我国自动化控制系统市场规模稳步向上。随着我国制造业自动化渗透率的不断提升，我国自 动化控制系统装置市场规模整体保持波动向上的态势，2004 年至 2019 年，我国自动化控 制系统装置市场规模从 652 亿元增长至 1865 亿元，年复合增速为 7.26%。

劳动力下降与劳动力成本上升趋势明显，工业自动化需求长期向好。2020 年我国出生婴儿 户籍登记量为 1003.5 万，同比下降了 14.9%，同时我国 15~64 岁劳动人口占比从 2010 年 的 74.5%下降至 2020 年的 68.6%，我国劳动力明显下滑。从劳动力成本来看，2010 年至 2019 年，我国制造业人员工资从 3.09 万元/年增长至 7.81 万元/年，制造业从业人员工资的 上涨将会趋势制造业转型使用自动化设备，目前工业机器人的投资回收期已经可以缩短至 2 年内，工业机器人正被越来越多的中小企业所接受，工业自动化需求长期向好。

我国工业自动化下游市场分为 OEM 领域和项目领域。从 2009 年到 2018 年，我国 OEM 领 域工业控制市场份额逐渐提升并超过了项目型市场。2018 年我国工业自动化市场中，OEM 型市场占 50.1%，项目型市场市场占。49.9%。2019 年 OEM 下游应用市场机床工具占比 最大，比重高达 21.0%；其次为电子制造设备，占整体应用市场比重为 10.0%；风电行业 占整体应用市场比重为 8.0%。项目型市场下游应用化工行业占比最大，比重高达 24%；其 次为石化行业占整体应用市场比重为 15%;市政行业占整体应用市场比重为 13%。

核心环节已经取得进步，但高端领域仍需要突破

工业自动化产品按照功能可以分为控制层、驱动层、执行层、被控制对象。工业自动化的 应用核心是各类工业自动化控制设备和系统，各产品按照功能划分可以分为控制层、驱动层、 执行层、被控制对象等。控制层主要产品 PLC、HMI、运动控制器、工业互联 、PID 调节 器等；驱动层主要产品包括变频器、伺服驱动器、行业一体化专机、步进驱动等；执行层主 要产品包括伺服电机、永磁同步电机、DDR 电机（直驱电机）、编码器、阀门、气动或液压 元件等；被控制对象包括机床、注塑机、机器人等。

反馈、控制和驱动系统是自动化和工业控制三大主要细分市场。根据工控 数据，2019 年 中国自动化及工业控制市场中，反馈系统、控制系统以及驱动系统是最主要的三大细分领域， 占比分别为 24.3%、22.0%和 19.8%。2009~2019 年，我国反馈系统市场份额波动上线， 2019 年到底 24.3%，为近年来最高值。控制系统从 2015 年开始持续提升，2019 年达到了 22%。驱动系统市场份额在 2009-2017 年有所下滑，随后在 2018 年开始回升，2019 年提 升至 19.8%。

（1）控制层：小型 PLC 已经突破，中大型 PLC 还需攻克

我国 PLC 市场外资市占率超接近 90%。国内 PLC 市场份额主要由西门子、三菱、欧姆龙、 罗克韦尔等欧美和日系巨头占据，其中西门子市占率 44.3%、三菱市占率 12.9%、欧姆龙 市占率 11.2%，罗克韦尔市占率 5.4%，占有我国大部分 PLC 市场，外资合计市占率在 89% 左右。

小型 PLC 实现突破，中大型 PLC 还需攻克。依据 I/O 点数不同，PLC 可以划分为小型 PLC、 中型 PLC 和大型 PLC。小型 PLC 技术难度较低，主要用于 OEM 市场，典型设备包括纺织 机械、包装机械、起重机械、食品机械等器械设备，目前我国小型 PLC 已经实现突破，信 捷电气、深圳合信等已经具有一定规模。中型和大型 PLC 技术难度较高，主要用于项目型 市场，典型行业包括汽车、冶金、电力、化工、建材等，目前国内企业还在攻克中型 PLC 市场，大型 PLC 市场基本还未涉足，中大型 PLC 主要被外资企业占据。

PLC 国内领先企业技术持续进步，近年来发展迅速，营收增长较快，市场占有率逐年提升。 信捷电气2011-2019年PLC收入年复合增速为17.8%，市占率由不足1%稳步提升至3.3%。 汇川技术的 PLC 业务规模与信捷电气相差不大，且 2016 年后增长明显加快，2011-2019 年 PLC 业务收入年复合增速达 28.07%，市占率由 2011 年的 0.5%提升至 2019 年的 3.3%。

（2）驱动及执行层：变频器与伺服系统国产化进展相对较快

我国变频器市场以外资为主，国内品牌地位稳步提升。我国变频器参与者主要包括日系、 欧美系和本土品牌，市场份额主要集中在外资品牌上，国产品牌集中度较低，在地区分布上 主要集中于广东省，企业的客户主要集中在国内华东地区与华南地区。2020 年我国变频器 市场中，欧美品牌、国产品牌和日本品牌分别占有 56%、33%和 12%，其中欧美品牌呈现 上升趋势，日系品牌有所下滑，国产品牌逐渐上升。

高低压均实现突破，市占率持续提升。外资品牌在变频器领域的经验更加丰富，在高压和低 压变频器领域均具有领导地位。在高压变频器市场，合康新能、施耐德、汇川技术和西门子 分别占有 11.2%、11.1%、10.5 和 9.4%的市场，同时外资品牌占有 50%以上的低压变频器 市场。我国变频器企业发展较快，汇川技术在我国低压变频器市占率已经从 2017 年的 11.4% 提升至 2020 年的 18.80%。

日系品牌伺服电机占据我国市场主要部分，国产份额有所提升。我国 19 年伺服电机市场总 规模为 145.3 亿元，同比增长 8.27%。从市场份额看，17 年到 18 年，日台份额从 59%下 降搭配 56%，国产份额（包括中国台湾）从 22.3%增长到 25%。从微观角度看，汇创技术 2019年在我国伺服市场的市占率为 10.8%，相对于 2016 年提升 6.1pct；埃斯顿 2019 年市占率 为 3.6%，相对于 2016 年提升了 2.2pct。

我国伺服电机主要集中在中低端市场，高端市场仍然依赖进口。国际上排名靠前的企业包 括松下（日本）、安川（日本）、三菱（日本）、台达（中国台湾）、西门子（德国）、KEB（德 国）、东元（我国台湾）、博世力士乐（德国）。欧美系厂商虽然市场总份额低于国产设备， 但是顶尖企业数量高于国内厂商，主要是我国目前大规模量产的伺服电机是中低端产品，高 端产品要么缺乏技术水平，要么还不能量产，所以还不能做到国产化替代。值得注意的是， 中国台湾的台达和东元均进入前列厂商，从技术上看也优于国内产品。中国大陆的品牌主要 有华中数控、广州数控、埃斯顿、汇川技术等。机床使用的伺服电机一般属于中型功率的伺 服电机，国外龙头企业为安川和三菱等。

（3）工业机器人本体：行业仍将持续增长，外资占据主导地位

中国是工业机器人最大市场。在新增工业机器人安装量中，亚太地区占总量 2/3 以上，2019 年总销量高达 24.5 万台。欧洲和美洲是第二和第三大市场，2019 年分别销售 7.2 万和 4.8 万台。从国家来看，中国销量一枝独秀，2019 年高达 14.1 万台，日本和美国分别为 4.99 万台和 3.3 万台，中国的销量是日本和美国销量总和的 1.7 倍，销量前 5 的国家在全球销量 中合计占比高达 72.95%。全球工业机器人销量前 5 的国家主要为中国、日本、美国、韩国 和德国，2019 年上述国家工业机器人的销量分别为 14.05 万台、4.99 万台、3.33 万台、2.79 万台和 2.05 万台，分别下降 8.77%、9.60%、17.57%、26.19%和 23.22%，中国下降幅度 最小。

工业机器人密度持续提升，我国工业机器人具备发展潜力。全球机器人密度为 113，欧洲为 114，美洲为 103，亚洲为 118。其中新加坡和韩国分别为 918 和 855 远高于平均水平及其 他国家，中国机器人密度为 187，高于全球平均水平，但低于新加坡、韩国、德国、日本、 美国等制造强国，仍然具有较大的提升空间。2020 年我国工业机器人产量为 23.7 万台，同 比增长 19.10%，我国工业机器人行业发展向好。

我国行业规模将超过百亿，行业仍然处于快速发展阶段。根据前瞻产业研究院数据，我国 2020 年工业机器人市场规模为 63 亿美元，预计 2021 年市场规模为 85 亿美元，2026 年市 场规模为 172 亿美元，2021~2025 年复合增速为 15%，行业呈现出极好的增长趋势。

国外品牌占据我国主要市场。ABB、库卡、发那科、安川作为工业机器人四大家族，在全球 和我国均占据核心的市场地位，2018 年“四大家族”占据了全球工业机器人 56%的市场份额。 根据前瞻产业研究院数据，2020 年我国工业机器人排名靠前的企业为发那科、爱普生、ABB、 安川、库卡、雅马哈、三菱、不二越、埃斯顿、上海东芝机械，其市占率分别为 10%、9%、 7%、6%、5%、4%、2%、2%、2%和 1%。国内前 10 的工业机器人厂商中有 6 家日本品 牌，1 家德国品牌，1 家瑞士品牌，1 家中日合资企业和 1 家中国品牌，日本和欧洲企业在 我国具有极强的竞争力。

国产品牌市场份额逐渐提升，已逐步形成竞争梯队。根据 CRIA 和前瞻产业研究院数据， 2017~2019 年我国自主品牌工业机器人市场份额分别为 23.5%、27.88%和 31.25%，自主 品牌的市场占有率逐渐提升。目前国内企业已经在数控系统、伺服电机、伺服驱动、减速器 等核心零部件取得突破，未来工业机器人的国产化率仍会逐渐提升。经过多年的发展，埃斯 顿、埃夫特等国内企业主要生产协作机器人、AGV 机器人和码垛机器人等，也是国内第一 梯队。华中数控、广州井源、北京机科等是协作机器人、AGV 机器人和移动、搬运、切割 机器人的供应商，是国内第二梯队企业。

高端机床：国产机床发展趋势向好，核心零部件逐步攻克

我国机床“大而不强”，国产机床正处发展良机

金属切削机床是最主要的机床设备。金属切削机床是一种利用切削、磨削或者特种加工方式 来加工各种金属的机床，其尺寸精度和加工表面质量都比较高，是使用最广泛、数量最多的 机床类别。2020 年金属切削机床产量为 44.6 万台，金属成形机床产量为 20.2 万台，金属 切削机床是金属成形机床产量的 2 倍以上。根据国家制定的机床编号，金属切削机床可以分 为 12 个大类：车床，铣床，钻床，镗床，磨床，刨床，拉床，齿轮加工机床，螺纹加工机 床，电加工机床，切断机床和其他机床。

我国是机床消费大国和制造大国，但机床生产端优势相对较小。我国 2019 年机床消费额达 1555 亿元，排名世界第一，占全球 27.7%的份额，是排名第二的美国两倍以上，是名副其 实的机床消费大国。同时我国也是机床生产大国，2019 年产值为 1355 亿元，占全球市场 24%。产值上美国和德国分别排第二和第三，占全球市场的 17.5%和 16.07%。但是从全球 机床厂商来看，top10 厂商里面，日本占了 5 个、德国 4 个、美国 2 个，中国没有厂商上榜， 我国机床产值虽然第一，但是没有出现全球龙头型厂商，主要集中在中低端领域。

我国出口机床附加值低，进口机床主要为高端机床。2010~2017 年我国出口金属切削机床 单价在 350 美元左右，而进口机床单价在 107929 美元左右，是出口机床的 300 倍以上。 从机床结构上看，我国出口机床中“其他弯曲、折叠或矫平类机床占 90%，数控机床和加工 中心只有 10%，而进口机床以立式加工中心等相对高端的数控机床为主。

精度、精度保持性和可靠性是我国机床与国外机床的主要差距。经过 70 年的发展，我国机 床已经取得很多进步，在数控系统、伺服系统、主机等领域有一定的技术积累，但是在核心 技术上没有完全掌握，即使机床和国外品牌外形相似，但性能差距大，特别是在精度和精度 保持性上。我国机床影响精度保持性的因素还在铸件、装配等基础工作上，国产机床装配过 程中，铸件在刮研好精度一段时间之后会发生变形；在工作过程中，装配预紧的螺栓等连接 件会在较短时间内出现预紧力下降、连接松动，这都使机床精度及性能发生变化。行业内用 “平均无故障时间”（MTBF）来衡量机床的可靠性，也就是机床从一次故障到下一次故障的 平均时间。国内机床的 MTBF 在 500~1000 小时居多，而国外同类产品的 MTBF 是国内产 品的 2~4 倍。中高档汽车生产中，生产线中使用的加工中心故障停线 1 个小时会给企业带 来 1000 万元以上的经济损失。在精度方面，我国有部分企业在个别领域的机床已经可以做 到国际领先水准，但是整体水准不足，不能完全满足客户要求，导致市占率难以提高。

我国高端机床国产化率较低。根据前瞻研究院数据，我国 2018 年高档数控机床国产化率金 6%，中档数控机床国产化率为 65%，低档数控机床国产化率为 82%，我国中低端数控机床 以及实现了大量的替代，但是高档数控机床基本没有市场竞争力。五轴联动数控机床作为最典型的高端数控机床，目前基本被海外龙头企业占据。

我国数控机床还有较大的替代化空间。根据国家统计局数据，我国 2020 年金属加工机床进 口金额高达 66.17 亿美元，其中金属切削机床进口金额达到了 49 亿美元。根据 choice 数据， 我国进口数控机床从 2011 年开始有波动下滑的趋势，但是 2019 年进口金额仍然有 28.98 亿美元，约 187 亿人民币，高端数控机床是主要的进口机床设备，同时国内还有大量外资 在大陆建厂的产能，国外企业在国内仍然占有大量的市场。

国营企业衰落，民营企业乘势而起。在 2011 年，我国机床行业前 10 基本都是国有控股企 业，但是到 2019 年，top10 中只有两家国有控股，民营企业已经成为了主角。从 2011 年 我国 top10 机床企业营收数据来看，仅沈阳机床和秦川机床营收规模就有 105.4 亿元，而 2019 年沈阳机床机床业务营业收入仅 3.71 亿元，与秦川机床合计收入约 18 亿元，释放出 了 87.4 亿元的市场空间，由此推算国营企业释放的市场空间将有数百亿元。2020 年我国机 床前十格局略有变动，但总体变化不大，秦川机床和沈阳机床合计收入规模有所增长，但合 计收入占比仍然较小。在过去十年时间里，伴随着国有机床企业份额的萎缩，民营机床企业 开始得到长足的发展，涌现出创世纪、海天精工、国盛智科、北京精雕、科德数控、国盛智 科等一批具备市场竞争力的民营品牌。

金属切削机床需求旺盛，机床周期仍在延续。随着我国制造业的回暖，金属切削机床需求在 2020 年 4 月开始呈现较快增长态势，2020 年 4 月 2021 年 8 月，金属切削机床产量均保持 双位数增长。2021 年 9 月，我国金属切削机床产量为 4.8 万台，同比增长 2.1%，增速放缓， 但 10 月份增速恢复至 4.8%，行业景气度周期仍在延续中。

核心零部件逐步突破，数控系统仍然“受制于人”

数控机床主要由机床主体、传动系统和数控系统构成。机床主体是机床的主要部分之一，是 整个系统的框架，包括床身及底座铸件、主轴及变速箱、导轨及滑台等。传动系统是机床的 “骨骼”，是完成加工流程最直接的部分，包括刀具、传动机械、辅助动力机械。机床主体和 传动系统构成工件加工的基础，因此其刚度、抗震性要求比较高，同时热变形要小。机床整 体的刚度除了与材料有关，还与机床设计紧密相连，床身结构设计、传动机构设计、结构件 之间接触表面大小和贴合性都需要考虑其中。数控系统是数控机床的大脑，整个数控系统包括驱动装置和控制系统及检测装置两大类。

机床结构件、控制系统、传动系统和驱动系统为核心组件。根据上市公司招股书信息可知， 国产机床零部件成本主要来自于结构件、控制系统、传动系统、驱动系统、刀库及其他。其 中结构件占 35%，控制系统占 22%，传动系统占 20%，驱动系统占 13%，总计达到 90%， 为整个机床的价值核心。

结构件环节，我们已实现中低端产品的国产替代。结构件主要是铸铁、钢材等产品，对机床 起到支撑作用，国内具有完备的生产能力，但是由于是我国工业基础比较差，大量底层技术 不足，在产品精度和可靠性方面，距离先进水平还有差距，高端机床的结构件依然需要依赖 进口，包括床身、床鞍、工作台、立柱等基础大件。

控制系统有所突破，其中广州数控、苏州新代、华中数控已经排进全国前 10。2019 年发那 科市场份额 39.3%，广州数控和三菱电机占据 11.4%的市场空间。由于我国电子产业起步 落后，导致关键零部件和操作系统进入市场比较晚，国外企业的先发优势非常明显，本土控 制系统进入市场时间不长，还需要经过市场的验证。

数控系统市场海外品牌占据绝对优势，国内企业主要占据中低端市场。从数控系统细分产 品上看，国外品牌在中高档数控系统的市占率在 70%左右，高档数控系统甚至高达 90%， 国内企业主要在中低档数控系统领域有一定市场竞争力。

国内数控系统产品力持续追赶，部分领域具备国产化替代实力。经过国内企业的不断努力， 我国高端数控系统逐渐得到突破。华中数控研制的“华中 8 型系列高档数控系统”已实现与国 际龙头高档产品的对标，并有数千台套系统与用于高档数控机床中。科德数控的 GNC60 高 档数控系统实现了与德国西门子 840D 型高档数控系统的功能对标。从产品性能上看我国部 分产品已经优于国际水平。对比科德数控与西门子等外资的产品可以看出，我国产品在部分 性能指标上优于国外产品，并且还有价格优势，具有开拓市场的能力。

传动系统是机床加工的执行机构，包括刀具、传动机械和辅助动力系统（主要有液压系统）。 我国刀具和液压系统已经实现中低端产品的替代，而丝杆导轨等高精密产品还需要向日本和 中国台湾进口，国产化率非常低。

我国刀具国产化已经取得不错的成效，但高端领域还需要突破。根据切削技术 数据统计， 国内前 30 的品牌中，国内品牌有 14 个（株钻、金鹭、金洲、上工、阿诺、天工、恒锋、 嘉泰、国宏、成量、汉江、华锐、哈量和郑钻），国产品牌占有率约 47%，市场占有率约 35%。 从刀具市场总量市场来看，国产刀具约有 60%左右的市场，自给率比较高。从产业端了解 来看，目前国产刀具性能虽然和进口有一些差距，但是在价格优势的前提下，厂家比较倾向 于在中低端使用场景使用国产产品，高档的如高速铣刀、硬铣铣刀、石墨铣刀、3D 铣刀、 钢件及难加工材料的高性能钻头、铰刀等高附加值的刀具通常还是会使用进口刀具。