自动化行业：人力成本上升逻辑与“美丽波纹比喻”

2014-04-13 朱海涛 国信机械军工组

中国自动化的必然性：人力成本上升的大逻辑以及提出两个问题人力成本上升是中国自动化必然进行的最基础、最强烈的逻辑。就如同人力与政策都难以阻挡人力成本上升一样，中国自动化的进程也将呈现出难以阻挡的、自下而上的过程。因此我们判断，这将是一个长周期、以特定斜率上升的行业。

国外自动化已经持续多年，显著的提高了生产效率、减少人员使用工业生产的智能化/自动化在全球现代工业中已持续多年，尤其在欧美日等发达国家，工业品对高质量、大规模的要求和人力成本持续上升共同促使智能化/自动化生产大量应用。在智能/自动化工厂里，各种数控机床/机器人和各种能够自动调换的加工工具偕同工作，从加工部件到装配以至最后一道成品检查，都可在无人的情况下自动完成。例如在美国，在德国，大众全球最大工厂的汽车生产中大量采用无人化全自动旋转式激光焊台；日本发那科机器人生产基地则更体现，发那科机器人产量目前接近全球 50%，整个日本山梨县生产基地全部用“机器人生产机器人”，年产数量接近 6 万台机器人的工厂里员工只有 19 人（夜里只需 2 人）。一般来讲，这种无人化工厂能把人完全解放，且使生产率提高一二十倍。

对于中国而言，智能化/自动化生产将不是一个全新的过程，而是一个需要借鉴国外历史的过程，国内外制造业本身没有什么不同，中国制造业自动化必然性与确定性非常强烈。劳动力成本上升已持续多年，产业升级的必要性也众人皆知。智能化/自动化的极限是完全替代人力，事实上美日等国家完成的各种“无人工厂”实验中， 95%的工序经过合理设计都可以被机器替代。同时，自动化关系到生产效率，因此自动化在无人化的基础上仍有继续自动化的空间，从这个角度讲，自动化的空间与时间基本无限。但是规模与成本的平衡是自动化进度的标尺，我们需要仔细考量。

行业大故事毋庸臵疑，但如何及何时落地仍需要微观考察，我们认为制造业大规模自动化时点已经临近。 人力价格的上升是否已经较大幅度超越了机器成本，而导致企业可以打破生产惯性改变成自动化生产，这需要从实体企业实地考察才能得出细致的结论。从需求端讲，大量制造企业的毛利率已经低至 5%以下，人力成本小幅上升就会让企业不堪重负。除了宏观经济数据表现这一点外，笔者又独立走访了较多制造企业，既包括毛坯件的铸造，又包括机加工。在生产车间里可以看到企业已经出现员工一旦流失，就难以招人、不得不以自动化改造替代的现象，企业管理层也基本认识到自动化的必须性。正是从微观经济的观察中， 我认为中国大量低端制造企业的自动化需求基本处于临界点，具体时点为自动化产品价格的下降将与人力成本上升产生交叉。

我们把人力成本上升与自动化的关系给予一个独特的理解方式：美丽波纹的比喻（该观点得到了一些机构投资者的认可）。当一颗石子投入水面时候，美丽的波纹产生了，开始从中心渐次波动至远处，直至覆盖整个水面，万物皆类似，这就是我们的行业研究出发点。波纹中心就如同人力成本最高、自动化最早开始的行业，然后开始波及到人力成本较低的行业；对于中国制造而言，波纹的中心是 2000s 后几年的烟草、汽车等领域，随后波动到汽车零部件、电网仓储等领域，在 2013 年，我们则看到波纹已经到了家电行业，那么接下来会是是什么行业？我们只知道，这个波动将持续进行直至席卷所有的制造业。对于某些特定的领域，例如医疗、食品、电子等需要洁净环境的领域，自动化的必要性与行业属性强相关，但是依然与人力成本上升存在较大关系。

• 自动化与智能化的辨析：我们定义了研究范围

   

历史悠久，涵义广阔。通常会把自动化认为人力解放的过程，因此从广义来讲，一切机器/方案代替人工都可以认为是自动化。从实际产品来讲，蒸汽机车代替马车、office 代替纸质打印、生产线代替人工组装，都属于自动化范畴。但我们目前说的自动化，往往是说人员已经被大幅减少的情况。因此也衍生出了制造自动化（西门子）、食品自动化（利乐）、医疗自动化、办公自动化（IBM）等各种领域。它们看似不同，但是实际内在成长市场逻辑差不多，即都通过大幅节省人力而大幅节省成本，从而间接提高了效率。它们的产品表现形式也类似，即所谓的方案（生产线方案、工厂方案、电厂方案、办公自动化方案）。自动化往往既有标准化的，也有非标准化的。

属于自动化到了一定阶段，系统精细度、复杂度、大型度大幅提升，生产需要柔性；这时候已经不仅仅是对人工的替代导致成本下降，而是能大幅提高产品质量、提高生产效率。强调的是柔性和效率。一般来说，当一整套自动化系统完全替代人工、自成一体、可复制、精细度大幅提升时，就成为智能成套设备；即我们常说的智能

装备。通过我们的定义， 个人认为，智能装备更多关注生产效率，体现的是现代工业柔性化生产，以流程规划的软性生产与智能设备的硬件结合共同完成，其比较高的表现形式是无人化和数字化（可参考本人于 2009 年《国防制造技术》发表的《数字化工厂，未来国防的虚拟与现实》一文），关键词是高柔性、高效率。自动化更关注的是人员替代，是在特殊环境或人力成本过高的情况下，以机器设备完成同等质量的生产为目的，关键词是无人化、低成本。因此我们把我们专注的自动化行业研究范围定义为：使用智能装备进行柔性生产流程重构、大幅降低人员数量与人力成本、效率大为提升的工业生产过程。 我们研究的是以智能装备为核心的自动化产业链生态模式。

• 自动化市场的判断：关注制造、农业、军工、家政等

   

通过我们的“波纹的比喻”，我们认为自动化必将席卷中国制造。在相关市场上，个人关注的细分市场为制造业自动化、农业自动化、军工自动化、家政自动化，这些市场的空间与容量将足够企业成长。同时，在某些细分领域的短中期成长也需关注。

• 特别分析最有潜力的领域：机器人

我们的观点是： 短中长期看好服务机器人制造与工业机器人集成，长期看好工业机器人制造。

服务机器人是中国与外国起跑线差距最短的机器人领域，也是最可能追赶的领域。（1）我们反复强调，服务机器人是蓝海市场。不同于在标准化的工业机器人领域众多厂商比拼价格，服务机器人基本属于各有千秋，各个公司完全可以选择不同的方向做研究与销售，从而能获取高毛利率与蓝海竞争格局。 而且通过研究发现，众多的细分领域都存在巨大的成长机会，例如医疗领域仅腹腔手术辅助机器人领军者就创造了 200 余亿美元的市值。

（2）服务机器人也是中国公司和国外差距较小的领域。服务机器人往往要针对特定的市场进行开发，可以发挥中国本土公司与行业紧密结合的优势，从而在与国外竞争中占据优势地位。同时，国外服务机器人也属于新兴行业，目前比较大的服务机器人公司产业化历史也多在 5-10 年，大量公司仍处于前期研发阶段，这也在时间上客观给予中国公司缩小差距的机会。

我们预计机器人大规模替代人力将有三个条件：（1）成本优势凸显：机器人使用成本显著低于人力成本；（2）技术达标：灵活性、精准度、实用性可替代同等人力；（3）政策扶持：就业压力下降与制造升级需求之间的平衡偏向机器替代。我们假设：（1）同等人力使用成本高于机器成本 30%时，将促使企业大规模使用自动化生产线；（2）机器人平均价格维持在目前的约 30 万元/台均价左右（2011年全球工业机器人均价 4.95 万美元/台），维护成本为 5%单价/年；（3）机器人系统价格维持为目前的单体价格 3 倍（IFR 统计）；（4）1 台机器人等同 3 个人力效率（假设机器人工作时间 24 小时/天，人力 8 小时/天）；（5）机器人平均使用寿命为 8 年；（6）未来 5 年人均工资保持前三年平均 13%的增速。

以 2010 年人均工资 3.05 万元/年计算可知，2016 年年将可能达到机器人替换人工的临界点。我们预计，2016 年左右开始规模性替代。

更多详细信息请参见国信证券朱海涛2013年12月15日深度报告《自动化行业：人力成本上升逻辑与“美丽波纹比喻”》