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高端装备行业深度分析报告

 

2018年高端装备行业深度分析报告

正文目录

 

图表目录

一、驱动因素和发展模式

(一)智能制造:

产业链的全方位变革

中国经济发展进入新常态,过去依靠的投资驱动和人口红利驱动的经济高增长周期已经结束。

经历了2016年以来的供给侧改革,部分行业产能去化完成了阶段性任务,改革仍任重道远。

必须顺应全球制造业发展趋势,把推进智能制造作为培育中国制造业增长的新动力、提高生产效率和发展质量、重塑竞争新优势的重要举措。

制造业要通过转型升级,向市场提供更有竞争力的、有技术含量、有高素质的劳动力,向市场提供更多有附加价值的产品和服务。

智能制造是中国制造业实现产业升级的必由之路。

以新一代信息通信技术与制造业融合发展为主要特征的产业变革在全球范围内孕育兴起,对制造业生产方式等方面都带来重大影响。

智能制造已成为制造业变革的主要方向,全球制造业格局面临重大调整。

2014年12月提出智能制造2025概念之后,智能制造已上升为我国的国家战略。

智能制造将带来产业链的全方位变革,具体表现在以下方面:

生产方面的智能化;产品的智能化;管理的智能化;新业态新模式的智能化;服务的智能化。

图1智能制造带来产业链的全方位变革

智能工厂的发展过程经历了由自动化到数字化,再到智能化的发展阶段。

智能工厂是现代工厂信息化发展的新阶段。

智能是在数字化工厂的基础上,利用工业传感器、机器视觉等设备监控技术和物联网技术、工业信息化技术,实现从产品端到消费端的智能化生产与配送。

目前我国制造业的数字化进程尚未发展完成。

智能制造“十三五”规划提出,到2020年,中国智能制造发展基础和支撑能力明显增强,传统制造业重点领域基本实现数字化制造,有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;到2025年,中国智能制造支撑体系基本建立,重点产业初步实现智能转型。

图2智能工厂的发展阶段

根据互联网周刊评出2017最具创新与潜力的智能制造企业TOP50,我们列举了前20名企业,他们是先进制造业的典型代表,处于高铁、汽车、家电、机械、通讯、半导体、安防、机器人、电子等行业,所处细分领域我国在国际市场上也相对具备竞争力。

图32017智能制造代表企业

科协智能制造学会联合体发布了2017年“中国智能制造十大科技进展”和“世界智能制造十大科技进展”,该项目旨在把握智能制造发展趋势,引导我国智能制造发展。

图42017中国&世界智能制造十大科技进展

(二)驱动因素:

政策+市场+技术

以美、德、日为代表的发达国家和以印度、中国为代表的发展中国家均出台了振兴制造业的战略规划,旨在新一轮的竞争中通过信息技术赋能制造业,提升制造业的效率和综合竞争力。

图5美、德等主要国家智能制造政策概况

中国自2015年以来相继出台了关于智能制造的一系列指导文件,从战略层面和具体发展规划方面为智能制造指明了方向。

其中,《中国制造2025》较为全面地指引了制造业转型升级的方向:

信息化与工业化的融合将不断深化,生产过程自动化、智能化将逐渐普及,机器代人将弥补人口红利的消失,工业互联网、云计算、大数据的广泛应用将以前所未有的规模和效率将工业生产联结成有机的体系。

工信部《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》,提出以信息技术与制造技术深度融合为主线,以新一代人工智能技术的产业化和集成应用为重点,推进人工智能和制造业深度融合,加快制造强国和网络强国建设。

图6中国智能制造相关产业政策

市场从面,人力成本上升,人口红利消退是迫使制造业实现转型升级的内在动力。

中国制造业面临高端制造向欧美发达国家回流和低端制造业向成本更低的发展中国家分流的双重压力。

根据2016年全球制造业竞争力指数,中国大陆目前竞争力高于美国,根据其预测数据,中国的竞争力优势在减弱,而美国的竞争优势在上升。

全球前25位领先出口经济占全球工业制成品出口接近90%。

根据波士顿咨询公司对这29位领先出口经济制造业工资、劳动力生产率、能源成本和汇率四个方面的比较分析,得出以下结论:

成本竞争力在多个经济体有所提高,而另一些经济体则相对下降。

其中,中国相对美国的工厂制造业成本优势已经减弱到5%以下。

图7全球竞争力指数排名

(三)发展模式:

美、德、中比较

美国主要是依托互联网领域和信息技术的优势,反哺制造业,发展路径是由软件到硬件。

德国则相反,依托强大的有优势的工业体系,然后采用了新的信息技术,建立“智能工厂——智能产品——智能数据”的生态闭环,发展路径是由硬件到软件。

与美国的“软服务”优势与德国的“硬制造”优势相比,中国的优势是拥有完备的制造业与ICT体系,综合美德的经验,发展战略强调工业化和信息化的深度融合,实现软硬件共同发展。

图8美、德、中智能制造发展模式比较

二、智能生产与物流

(一)智能生产:

把握工业机器人核心部件进口替代机会

根据工信部《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》,2020年发展目标是新一代工业机器人实现批量生产及应用。

智能制造关键技术装备的发展目标之一是,到2020年,高档数控机床智能化水平进一步提升,具备人机协调、自然交互、自主学习功能的新一代工业机器人实现批量生产及应用。

目前我国生产环节的智能化处于较高水平,2017年中国工业机器人产量为131079套,累计增长68.1%,规模约占全球产量的三分之一。

我们预计2020年中国会占据全球机器人市场的40%,2018年到2020年每年将会有20%-25%的增幅。

未来三年,全球工业机器人销量仍将保持两位数增长,以中国为代表的亚太市场依然是主要增长引擎。

图9中国工业机器人销量及增速

从下游需求来看,工业机器人正逐渐由传统的汽车、电子、食品饮料等行业向高端装备、新能源汽车、锂电池等新兴产业拓展。

目前国产工业机器人已服务于国民经济37个行业大类,102个行业中类,同比拓展了3个行业大类,11个行业中类。

从销量看,汽车制造业、计算机、通信和其他电子设备制造业、通用设备制造业以及电气机械和器材制造业使用工业机器人的数量最多,分别占2017年上半年国产工业机器人总销量的17.3%、15.1%、13.4%和10.2%。

图10工业机器人应用领域由传统向新兴领域拓展

图112017年上半年工业机器人销量占比

国产工业机器人附加值偏低。

国产机器人应用领域中,搬运与上下料依然是首要领域,焊接与钎焊是国产机器人应用的第二大领域。

尽管中国机器人市场供需双旺,仍有部分机器人企业处于亏损或者微利状态,政府补助对于净利润的影响较大。

图12机器人行业主要公司政府补助情况

图13工业机器人行业毛利率水平

工业机器人盈利低的主要原因在于核心部件国产化率较低,特别是RV减速器、高性能控制器以及精密电机等仍然主要依赖进口。

核心零部件成本占整体成本比重过高,仅减速器占机器人的成本达35%,无法在高端领域与国外企业形成抗衡。

减速机国产化替代刚刚开始。

减速机2017年全球处于供应紧张的状态,国产减速机代表企业如南通振康、苏州绿的销量也实现翻番增长,国产化替代之路开启。

1月2日,埃夫特与南通振康正式签署第二个战略合作协议,埃夫特将在2018年至少采购3000台振康RV减速机。

伺服电机国产化相对推进的较快,目前的趋势是在不同行业的专用化程度提高。

但是高端伺服系统尚未形成商品化和批量生产能力,精密伺服电机控制系统的需求主要依赖进口。

目前国内伺服电机领域的领先企业包括汇川技术、广州数控、华中数控、埃斯顿等。

控制器国内品牌市场份额占比在50%左右,且存在继续上升的趋势。

国产控制器在稳定性、响应速度、易用性等还有差距。

代表公司主要包括英威腾、新时达、广州数控、埃斯顿等。

从应用市场上看,工业机器人市场争夺呈现多元化发展趋势。

企业不再仅仅瞄准传统的3C(计算机、通信、消费电子)制造领域,而是在家电、可穿戴设备、电子、医疗、物流等新兴领域积极抢占技术制高点和市场份额。

图14工业机器人成本构成

图15减速机代表企业销量情况

图16减速机、伺服电机、控制器竞争力前十企业

(二)智能物流:

设备商向解决方案商发展

《物流业发展中长期规划》提出到2020年基本建立现代物流服务体系,重点一是着力降低物流成本,二是推动物流企业规模化,三是改善物流基础设施。

政策力推成为行业的重要驱动因素。

人工智能发展规划中对于智能物流提出的目标:

提升高速分拣机、多层穿梭车、高密度存储穿梭板等物流装备的智能化水平,开发10个以上智能物流与仓储装备。

智能物流体系主要有软件、硬件、系统集成构成。

1)软件:

以仓库管理软件为代表的软件系统是自动化物流的灵魂,软件开发的关键是人才。

2)硬件:

国产品牌与外资品牌技术上还有差距,但已经可以满足需求,从价格和服务上来具备优势。

自动化立体库、智能物流设备、高端物流产品、物流机器人系统、智能分拣系统、识别与感知系统等先进的物流技术与装备将进入高速成长后期。

3)系统集成:

靠项目经验积累。

国内企业正在通过不断地实践积累项目经验,京东“亚洲一号”就是代表。

图17智能物流体系构成

根据Tractica的研究数据显示,至2021年全球仓储和物流机器人的市场规模将达到224亿美元,行业整体的未来发展空间广阔。

图18全球仓储和物流机器人市场规模增速预测

图19智能物流细分市场规模增速

从下游需求来看,新能源、电力、冷链等行业的智能仓储物流渗透率较低,医药、电商、快递行业等智能化水平较高。

国内机器人上市企业相关业务主要应用于汽车、烟草等领域的自动化物流系统。

电商物流领域占比较低且应用分散,电商仓储物流智能化升级空间较大。

图20智能仓储系统渗透率

核心设备方面,自动分拣机、AVG、自动立体仓库为代表的核心领域实现技术突破,开始国产化替代。

系统集成商处于产业链核心地位。

国际大型自动化系统集成商在高端市场竞争优势明显,国内企业正在通过不断地实践积累项目经验。

发展趋势是由设备制造商向综合解决方案服务商发展,核心竞争力在于打造技术、数据、服务等生态闭环。

1)软件系统是自动化物流的关键。

2)硬件国产品牌在价格和服务上具备优势。

3)系统集成商处于产业链核心地位。

4)智能物流的微笑曲线效应:

核心技术和全产业链服务构建核心竞争力。

华昌达、博实股份、今天国际、三丰智能的智能仓储物流业务的下游应用以汽车、烟草等领域的工业生产型物流为主,在电商领域的应用并不具有优势,目前新松机器人、天奇股份已经加码布局电商物流系统。

总体而言,国内机器人上市企业相关业务主要应用于汽车、烟草等领域的自动化物流系统,而电商物流领域占比较低且应用分散,对于具有技术和先入优势的中小企业,这个领域机会较大。

智能仓储与物流典型案例:

老板电器智能仓储物流系统。

2015年9月老板电器茅山制造基地智能物流仓储中心正式投入使用,该物流仓储中心是家电行业最大智能物流仓储中心。

生产、物流各占50%,总投入7.5亿元,其中智能物流仓储中心投入2.5亿元。

物流系统共有18个巷道,15层立体库,三个环形穿梭车系统,15个堆码机器人,7个发货月台。

集成供应商是昆明昆船物流信息产业有限公司,隶属于中国船舶重工集团公司。

货架供应商是世仓物流设备(上海)有限公司。

(三)工业传感器—纵深发展,国产化亟待突破

工业传感器应用领域逐渐扩大。

国内目前传感器应用占比最多的是工业和汽车领域,发展最快的是汽车电子和通信电子应用市场。

在智能农业、智能交通、智能楼宇、智能环保、智能电网、健康医疗、智能穿戴等领域,传感器同样有着广阔的应用空间。

图21工业传感器发展目标

高端制造领域传感器国产化率较低。

1)力学量传感器、气体传感器、温度传感器、光学传感器、电压敏传感器等传统传感器,不仅在国内市场份额逐步增长,同时还有部分出口。

目前我国在高射频RFID产品领域和气体传感领域占据了较高的市场份额,达到市场份额的60%-90%。

2)石油化工等流程工业来需要用到的新型高端工业传感器较少。

但在高端制造领域,传感器的国产化率还很低。

国内用的高端传感器90%以上主要来自欧美、日本等技术发达国家。

图22细分市场传感器代表企业

(四)工业软件和系统解决方案

工业软件存在于智能制造的每个角落,智能制造解决方案将更加倚重于与硬件层关系密切的软件部分的集成与发展,其中MES是软件层中最核心部分。

随着制造企业对精益制造、柔性生产的日益重视,MES(制造执行系统)需求呈快速增长态势。

中控网预测2014~2018年,我国MES市场复合增长率为40%。

目前MES应用主要集中在电子信息、汽车、石化、烟草、钢铁等行业。

跨国公司占据工业软件市场主导地位;国产工业软件产业链缺少高技术附加值的增值服务供应商。

图23工业软件MES系统

图24工业软件的发展路径

智能制造十三五规划中提出的十大目标之一:

培育智能制造生态体系,加快培育一批系统解决方案供应商,大力发展龙头企业集团,做优做强一批“专精特”配套企业。

智能制造各行业用户需求日趋多样化、定制化,系统解决方案市场需求广阔。

生产设备、工业软件、互联网等领域企业纷纷投身行业系统解决方案领域,以提升智能制造安全可控程度。

智能制造新模式:

鼓励离散型制造业企业以生产设备网络化、智能化为基础,应用机器学习技术分析处理现场数据,实现设备在线诊断、产品质量实时控制等功能。

鼓励流程型制造企业建设全流程、智能化生产管理和安防系统,实现连续性生产、安全生产的智能化管理。

2017年12月20日,工信部印发第一批智能制造系统解决方案供应商推荐目录,用友网络、宝信软件、劲胜智能、华中数控、机器人、三丰智能等上市公司入选,这是智能制造系统解决方案市场的重点公司,建议重点关注。

图25工信部发布的第一批23家智能制造系统解决方案供应商目录

三、汽车电动智能化发展趋势

(一)动力电池向高能量密度方向发展

动力电池到2020年的能量密度目标是:

新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤;系统比能量力争达到260瓦时/公斤、成本降至1元/瓦时以下,使用环境达-30℃到55℃,可具备3C充电能力。

到2025年,新体系动力电池技术取得突破性进展,单体比能量达500瓦时/公斤。

新能源汽车新补贴政策将电池系统能量密度与补贴金额直接挂钩,能量密度越高则获得的补贴越多,这直接倒逼着电池企业尽快提升能量密度。

根据最新的数据,2017年我国动力电池技术已经取得了实质性进展,动力电池系统能量密度已达到150瓦时/公斤甚至以上,锂离子动力电池单体比能量有望于2020年前实现300瓦时/公斤目标。

动力电池提高能量密度和安全性的方式包括高镍三元材料、硅炭负极、新型电解液、轻量化功能辅件、pack设计和轻量化等。

图26新能源汽车和电池系统的轻量化材料选择

图27动力电池提高能量密度的途径

图28动力电池各细分板块提高能量密度的途径

(二)动力电池回收蓝海市场获得更多企业布局

动力锂电池再利用是指介于新能源汽车和动力锂电池资源化的中间环节。

由于动力电池更换后,仍有70%-80%的容量可使用,若直接进行资源化回收,将造成极大浪费,通过对汽车使用后的动力电池进行拆解、检测和分类后的二次使用,实现动力电池梯级回收,可实现动力电池30-60%的成本降低目的。

图29动力电池全生命周期价值链体系

动力电池需要的钴、镍、锂等原材料都是非常重要的战略资源,目前我国80%的钴以及70%的锂、镍资源都依赖进口。

动力电池回收处理产业一方面要应对环境污染,另一方面,也要面对动力电池所需钴、镍等原材料多依赖进口的窘境,有利于促进电动汽车的可持续发展。

2017年全球主要国家的新能源汽车销量超过了142万辆,中国达到77.7万辆,占新车销售比例的2.69%。

截至2017年底,全国新能源汽车保有量达153万辆,全球新能源汽车累积销售已经突破了340万辆。

2017年我国新能源汽车动力电池装机量约36.24Gwh,同比增长29.4%。

随着新能源汽车销量增长和动力电池装机量的增长,回收问题重要性提升。

我们预计2020年动力电池的报废高峰期将会到来,动力电池回收市场规模将达到100亿元。

新能源车电池报废年限为5-8年,这意味着从国内动力电池将在2020年前后进入报废高峰。

有统计显示,2016年我国动力电池累计产量约为252亿瓦时,实际进入拆解回收的总量不足1万吨,近84%以上的报废电池仍滞留在车企手上。

据中国汽车技术研究中心预测,到2020年前后,我国纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车动力电池累计报废量将达到12-17万吨。

图30动力电池回收市场规模

国外动力电池回收体系:

以市场调节为主、政府约束为辅,并将法律作为防治电池污染和实现再循环的重要保障。

我国动力电池产业政策也在逐步完善,2017年12月份《车用动力电池回收拆解规范》正式实施,明确指出回收拆企业应具备相关资质。

工信部表示将尽快发布动力电池回收利用管理办法,重点推进试点工作,形成较为成熟的回收利用体系。

1月4日,中国铁塔公司在北京与重庆长安、比亚迪、银隆新能源、沃特玛、国轩高科、桑顿新能源等16家企业,举行了新能源汽车动力蓄电池回收利用战略合作伙伴协议签约仪式,动力电池回收这一蓝海市场领域将获得更多企业的重视和布局。

图31动力电池回收制度建设情况

动力电池的回收还拥有较高的技术门槛。

动力电池回收行业的核心技术,在于如何采用配方合适的化学溶剂将有效成分提取或萃取出来,重新做成电池原材料加以回收利用。

回收技术、渠道、成本则将成为该产业竞争的核心,大型动力电池/材料生产商有望占据核心竞争优势。

目前布局和计划布局回收拆解业务的动力电池企业包括:

桑顿新能源、中航锂电、国轩高科、鹏辉能源等;第三方动力电池回收拆解企业包括:

格林美、湖南邦普、赣州豪鹏、芳源环保、金泰阁、长优实业等。

广东邦普2016年废旧数码电池及动力电池回收量国内排名第一,

居于领先地位,仅随其后的是格林美、赣州豪鹏。

前三家企业回收量占据总回收量的70%。

图32动力电池回收企业主要类型

(三)锂电设备面临全线智能化发展趋势

锂电池性能的提高对锂电池生产设备自动化、智能化水平提出了更高的要求。

因此,拥有完整的锂电池研发、生产、回收闭环产业链的锂电池企业将占据市场竞争优势,而拥有全线自动化、智能化解决方案的锂电设备企业将占据设备市场的竞争优势。

锂电设备生产线主要分为三个阶段:

搅拌涂布阶段(电极制作)、卷绕注液阶段(电芯合成)、包装检测阶段(化成封装)。

图33锂电池生产流程

图34锂电设备成本构成

例如CATL便致力于用国产设备做世界一流电池产品,从核心供应链来看,CATL已经形成了包括设备、材料等在内的完善的国产供应链体系,目前CATL设备的国产化率是86%。

不仅在产品价格方面,而且在产品适用性、产品定制化和后期维护更新等市场服务方面,国产设备也更具优势。

锂电中后端设备已达国际先进水平,前端核心设备向高端化发展。

锂电设备国产化率有望持续提升,特别是前端设备和中端设备,国产率占比25%,进口设备占比75%。

涂布机、叠片机、卷绕机等关键设备的进口依存度较高。

在前端设备领域,国内电池厂商已经开始了梯次推进国产化进程,采用设备由整段进口,往只进口少数关键设备的方向转变。

重点把握全产线自动化智能化升级趋势。

锂电设备整线解决方案商代表性企业是赢合科技,先导智能主要是在前端设备领域实现高端进口替代,并配套自主研发的MES系统,为客户打造智能化工厂。

锂电设备智能化水平的提升也为机器人行业提供了细分市场需求和方向。

锂电生产线每个环节实际上都可以用机器人,包括单工序和工序之间的衔接、特定工序的机器人应用、以及产线的信息化等方面,这些细分领域也将为机器人企业带来增量空间。

这也是电池企业和机器人设备企业合作的方向。

(四)智能驾驶产业化加速

根据《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿),2020年智能汽车新车占比达到50%,智能道路交通系统建设取得积极进展,大城市、高速公路的车用无线通信网络(LTE-V2X)覆盖率达到90%,北斗高精度时空服务实现全覆盖。

2020年L1\L2阶段的智能汽车市场占有率达到30%,国内零部件厂商占据50%的市场份额。

图35智能汽车发展的四个阶段目标

依据智能汽车发展阶段的划分,智能汽车发展分为辅助驾驶、半自动驾驶、高度自动驾驶和无人驾驶四个阶段。

目前正处于辅助驾驶阶段。

随着智能汽车的渐行渐近,先进驾驶辅助系统(ADAS)随之成为汽车越来越重要的关键零部件系统。

从CES2018展会上面的无人驾驶科技创新来看,芯片公司的自动驾驶解决方案可以满足L3-L5阶段的自动驾驶需求,技术迭代高速发展,且已开始小规模量产。

2020年以后可实现L4级别的自动驾驶功能,无人驾驶出租车预计实现商用。

传统国际零部件巨头且与芯片深度合作,在智能驾驶市场上起到了非常重要的引领作用,建议密切关注其产品应用落地,同时关注车企与其之间的合作以提高车型竞争力。

依据自动驾驶技术实现的趋势,激光雷达、毫米波等智能硬件将是智能汽车产业链投资率先爆发的环节,高精度地图及算法等高度自动驾驶核心技术则有望成为驾驶辅助功能普及之后的投资热点。

若将目光聚焦在未来3-5年,传感器系统将成为重点投资领域,实现距离、物体的感知、探测的超声波雷达、毫米波雷达及摄像头等智能硬件应该优先布局。

智能驾驶产业投资趋势:

低成本激光雷达;多传感器融合;深度学习算法;自动驾驶车载;系统商;物流行业的无人驾驶应用。

图36ADAS产业链及代表公司

智能汽车的快速推进有赖于ADAS的大规模产业化。

全球范围内ADAS已开始大规模产业化,多传感器融合是趋势,国内企业面临ADDS本土化机会。

目前国内ADAS领域的创业公司在视觉识别、毫米波雷达感知研发方面已达到一定的水平。

创业公司中,恒润科技的ADAS控制器已经在荣威RX5实现量产,配套50多个乘用车车型,今年量产规模进一步扩大。

极目智能的ADAS系统在海格、金龙等客车、物流车实现配套。

图37ADAS代表公司的量产和配套情况

总体而言,国内汽车智能化发展处于跟随地位。

可能在某些领域先取得突破,比如后装市场;非核心部件;功能算法;本土化应用与服务。

非核心部件、执行端电子化是比较可能突破的零部件。

ADAS板块建议关注拥有核心技术且拥有配套的先发优势的企业,关注上市公司在该领域与行业内初创公司的并购。

四、相关建议和主要公司分析

核心观点:

(1)核心部件国产化率的提高将会对工业机器人行业的盈利能力改善起到较为明显的推动作用。

在经历了控制器、伺服电机的国产化替代以后,工业机器人的最后一个核心部件减速机的国产化替代进程未来三年将加快。

(2)仓储物流智能化市场尚未形成稳定的市场竞争格局,我们预计随着在细分行业方面将会逐渐产生龙头企业。

系统集成商处于产业链核心地位。

发展趋势是由设备制造商向综合解决方案服务商发展,核心竞争力在于打造技术、数据、服务等生态闭环。

(3)轻量化是新能源汽车和锂电池企业非常值得关注的发展方向之一。

锂电池回收市场将会得到越来越多新能源汽车和锂电池企业的重视,是值得布局的细分行业之一。

(4)汽车电动智能是相互促进的两个方面,重点关注龙头企业、重点车型的产业链配套体系,关注拥有核心技术且拥有配套的先发优势的企业。

投资逻辑:

自上而下优选成长性高的细分领域制造升级机会,把握产业化节奏,关注订单落地和业绩兑现,优选细分行业龙头。

(1)智能机器人关键零部件:

汇川技术、拓斯达、巨星科技、伊之密;

(2)智能仓储物流:

诺力股份、东杰智能、正业科技;(3)汽车电动智能:

华域汽车、东软集团、宁波高发、赢合科技、方正电机。

图38投资逻辑

图39重点公司盈利预测

图40国际估值比较

五、风险提示

1)智能化进程低于预期风险;2)并购商誉减值

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