中国工业机器人产业发展与应用特点从市场发展特点分析

具体而言，工业机器人核心部件受益于国内厂商在减速器、控制器、伺服系统等领域的技术突破，国产化率不断提高，国产化替代加速。工业机器人本体制造呈现“百花齐放”的局面。目前，国内有数百家工业机器人本体制造商，涵盖并联机器人、SCARA机器人、桁架机器人、多关节机器人、协作机器人、重型机器人和移动机器人。和其他子领域。工业机器人系统集成是国内工业机器人厂商最为集中的领域。国内工业机器人系统集成商众多，发展迅速。有100多家上市公司。仅2020年，就有埃夫特、大连豪森、汉川等10余家工业机器人系统集成商成功上市，包括Smart、先汇科技、瑞松科技、美赫机器人等。

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中国工业机器人

产业发展及应用特点

从市场发展特点看，一方面，核心零部件企业，尤其是减速机生产企业，已成为产业发展的龙头；另一方面，中国已经成为工业机器人的新生力量，主流工业机器人厂商在制造模式和市场定位方面存在差异。此外，工业机器人系统集成商也在快速发展。

核心零部件企业，尤其是主流精密减速机厂家，已成为产业链的龙头

减速器、伺服系统和控制器是工业机器人的三大核心部件，它们加起来占整个工业机器人成本的70%左右，直接决定了工业机器人的性能、可靠性和负载能力。特别是精密减速机技术壁垒最高，在工业机器人总成本中占比最高，约占整机成本的30%。这说明如果掌握关键零部件生产的核心技术，就能获得更大的竞争优势。

长期以来，我国工业机器人零部件国产化覆盖率不高，精密传动技术被少数日本企业垄断。但随着国内厂商在核心零部件领域取得不同程度的技术突破，国产化进程正在加快。在减速机方面，谐波减速机的国产化进程比较快。目前，国内绿谐波、来福谐波等厂家已实现量产，各项主要性能指标达到国际先进水平；RV减速机国内生产转化率还比较低，但南通振康、双环传动、秦川机床、中大地等国内厂商也实现了批量销售。在伺服系统方面，目前国内具有规模化自主生产伺服电机能力的厂家有20多家。在控制器方面，华中数控、新松等国产厂商在硬件制造方面已接近国际先进水平，但在底层软件架构和核心控制算法上与国际品牌仍有一定差距。

中国工业机器人新势力崛起

一方面，在人口红利消退、劳动力成本上升、政策激励、企业主动变革等多重因素推动下，老牌工业机器人厂商不断发展壮大；力量。比如在并联机器人领域，国内出现了立群自动化、博肯特、华盛自控、亿飞自动化、晨星（天津）自动化、瑞思等厂商，在国内并联机器人市场占据主要份额。在协作机器人领域，也有杰卡机器人、欧博智能、精英、极萃智造、洛氏机器人、扬天科技、麦禾机器人、麦格纳机器人等活跃的新兴厂商；此外，格力、大族激光等也进入了协作机器人领域。在移动机器人领域，近年来，

工业机器人主流厂商的制造模式和产品定位存在差异

在制造模式上，发那科一直坚持在日本制造工业机器人本体。虽然在中国也有工厂，但主要从事工业机器人系统集成的研发和制造。其日本总部保持规模化、系列化、标准化的生产模式，也实现了机器人与机器人的组装。其他主流工业机器人厂商，如KUKA、川崎等，他们在中国的工厂不仅从事工业机器人系统集成的研发和制造，还从事工业机器人本体的制造，更多地使用生产-定制化，人机融合，人机协作的制造模式，

然而，“机器人制造机器人”的制造模式正在被越来越多的工业机器人制造商所采用。例如，在沈阳新松智慧产业园的C4车间，已经使用机器人生产机器人。在2020工博会上，协作机器人制造商欧博智能在展台上放了一条智能柔性生产线，展示了如何利用协作机器人生产协作机器人。ABB在上海投资建设的机器人“未来工厂”投产后也将实现机器人生产。

◎ 博智能柔性生产线

在产品定位上，工业机器人厂商也存在差异。比如 ABB 推出了两臂协作机器人，但 KUKA 并没有推出这样的产品。部分主流工业机器人厂商，如ABB、FANUC、KUKA、SIASUN等，已基本实现工业机器人类型全覆盖；但也有一些工业机器人厂商专注于特定的领域和市场，比如Bliss（BLIZX）专注于并联机器人，优傲机器人专注于协作机器人，三菱电机专注于中小型机器人市场等等。

工业机器人系统集成商增长迅速

工业机器人系统集成位于工业机器人产业链的下游，主要面向终端用户和市场应用。根据不同的应用场景和用途以及客户需求，进行有针对性的系统集成和软件二次开发。由于系统集成规模远大于本体市场，技术壁垒相对较低，具有本地化服务的竞争优势，因此国内企业纷纷涌入系统集成领域，工业机器人系统集成商发展非常迅速。数据显示，我国工业机器人生产企业近5000家，工业机器人系统集成商数量最多，占比超过65%。其中，还涌现出一批综合实力雄厚的工业机器人系统集成商，如博众精工、先锋智能、骏普工业自动化、博时自动化、天齐自动化、明洛装备、汉川智能等。随着制造企业对数字化转型和智能制造的需求不断增加，这些工业机器人系统集成商也成为了智能工厂建设的中坚力量。

从行业应用特点来看，工业机器人有多种结构类型和安装应用方式。多机器人协同应用成为主流，应用行业和应用场景不断拓展。

结构及安装应用方式多样，多机器人协同应用成为主流

不同行业和领域对工业机器人的需求是多样和特殊的，这导致了工业机器人在结构形式和安装应用方式上的多样性。从结构类型上看，目前工厂使用的工业机器人包括多关节机器人、坐标机器人、并联机器人、SCARA机器人、龙门机器人（又称桁架机器人）和移动机器人。

在安装和应用方式上，既有常见的立式安装，也就是机器人直接安装固定在地面上或直接加底座固定，通常用于装卸、搬运、喷漆、焊接等；还有机器人+导轨安装方式。它使工业机器人移动一定距离以增加活动区域。例如，可以安装在多台机床之间，实现一台工业机器人对多台机床进行上下料；安装在喷涂生产线时，机器人的机械臂可以实现大尺寸工件的喷涂等；此外，还有倒装、侧装、

◎ 白车身喷涂站多机器人协同应用

此外，多机器人协同应用也成为主流。这是因为在工厂的实际应用中，例如汽车行业的车身喷涂和焊接，往往需要多个机器人在一个工作站协同工作。目前，工业机器人主流厂商也推出了多机器人协同应用的解决方案。比如在2020工博会上，安川电机就展示了商用车白车身焊接喷涂站的多机器人协同应用。在商用车白车身喷涂站，安川电机演示了使用喷涂机器人和开门机器人等四种不同的机器人完成车身喷涂作业；而在商用车白车身焊接工位中，也是一个工位。配置各类机器人，完成搬运、点焊、弧焊作业。

工业机器人应用行业及应用场景不断扩大

工业机器人最早服务于汽车行业，经过长期积累，汽车行业是目前工业机器人应用范围最广、应用标准最广、应用成熟度最高的行业。但在通用行业对智能制造的需求以及汽车行业整体低迷的推动下，工业机器人的应用也在向通用行业扩展，应用场景也在不断深化。在应用行业，从汽车行业迅速扩展到3C电子、金属加工、化工、橡胶、塑料、食品加工等行业；在具体应用场景中，工业机器人的应用包括焊接、喷涂、抛光、涂胶等。, 装卸, 去毛刺,

◎ 洛氏机器人磨刀切刃

与此同时，工业机器人厂商也开始探索特定领域和场景的应用，推出专用工业机器人。例如，珞石机器人在刀具切割和缝纫领域做出标准化解决方案：在刀具制造领域，针对刀具的水磨、抛光、磨边、去毛刺等核心工序，研发了全自动水磨工作站和切割工具。在缝纫领域，先后推出了机器人多层厚料缝纫、机器人单片缝纫和机器人袖套可夫柔性加工线体。

宁波慈星股份有限公司与中船重工716合作，成功研发出国内首台3D缝纫机器人，不仅可用于汽车内饰缝制，还可通过不同的方式对汽车仪表板、飞机门、整流罩进行缝制。缝纫机头。、风电叶片夹层加固等应用。

武汉奋进智能瞄准白酒酿造重镇——上增，研发出“上增机器人”，根据生产工艺，提炼出适合生产浓香、茅台、清香的多种酒类。不同的酿造工艺。机器人的种类。博世自动化研发的高温炉前作业机器人，可实现电石生产的自动化、智能化，以及高温危险作业环境下的人工更换，提高生产效率。埃斯顿还以开发细分行业定制机器人为目标，已成功研发并推出木工钻孔机器人、光伏排版机器人、压铸专用机器人、

从技术发展特点看，机器人智能化趋势明显。传统工业机器人通过机器视觉、力觉、触觉等传感器的协同应用实现智能化；协作机器人从“人机协作”走向“人机融合”；AMR、叉车AGV和箱式机器人已经发展成为移动机器人领域的焦点。

工业机器人智能化：与机器视觉、力感、触觉等传感器的协同应用

工业机器人本身并不智能，必须结合机器视觉甚至立体视觉，以及力觉、触觉等各种传感器的协同应用，才能变得更加智能。为了执行更复杂的任务，工业机器人制造商目前正在探索工业机器人与机器视觉、力和触觉等传感器的协同应用。

例如，ABB在机器人车身焊缝打磨应用中采用了自适应磨头技术。自适应磨头是ABB近年来开发的独立力控磨削设备。力浮功能支持多种通讯方式，有效提高力控响应速度和力控精度，大大缩短调试时间。一汽-大众、一汽-红旗已成功应用。华数机器人通过“机器人+传感器+机构+流程软件包”实现细分市场的融合创新。其各系列机器人与周边辅助设备、视觉/力觉等传感器、末端执行器、特定流程编程系统配合。各种新单位形成，

协作机器人从“人机协作”走向“人机融合”

目前，协作机器人的种类繁多，包括单臂协作机器人、双臂协作机器人、复合协作机器人（移动协作机器人）；多个协作机器人和人机之间存在协作。之间的合作。而且，随着机器视觉、智能传感等技术的发展，协作机器人正朝着“人机融合”的方向发展。

“人机融合”是新一代机器人的本质特征，也是全球机器人领域研发创新的主要方向。所谓“人机融合”，是指人与机器人的关系由主仆关系转变为合作关系。他们可以互相理解，互相感知，互相帮助。他们可以在同一个自然空间内工作，密切配合，自主提升自身技能。，自然互动，同时保持安全。目前，一些协作机器人厂商已经推出了协作机器人产品。

◎ 捷卡Fusion系列协作机器人

例如，集萃智能制造协作机器人突破了多模态传感器信息融合、碰撞检测等关键技术，可实现人机融合的混合作业。JAKA发布的All-in-one协同集成系列协作机器人，可实现人机协同环境下各种复杂工况下机器人与现场工作人员的安全协同生产。

移动机器人发展重点：AMR、叉车AGV和箱式机器人

随着智慧物流的兴起，AMR、叉车AGV、箱式机器人小车成为移动机器人领域的发展重点，引起了业界的广泛关注。与此同时，各大主流厂商也纷纷推出相关产品。

AMR（Autonomous Mobile Robot）可以看作是传统AGV的升级版。与传统AGV相比，AMR不需要磁条、导轨、二维码等外部基础设施。它强调机器人的自主性和灵活性，也适应了移动机器人在智能物流场景中的智能化和柔性化需求。，具有安全可靠、部署灵活、降本增效等优点。AMR自主移动机器人的兴起得益于SLAM（同时定位和映射）技术的发展。

目前，基于SLAM技术的AMR自主导航可分为两大类，即激光SLAM和视觉SLAM（也称为Visual SLAM或VSLAM）。因此，AMR厂商也主要分为两类：一类是采用激光SLAM技术的AMR厂商，如MIR、欧姆龙、史陶比尔WFT、Stander、集智嘉、友爱智合、嘉智科技、仙工智能等为代表，另一类为是使用视觉SLAM技术的AMR厂商，以Smart Technology、Blue Core Technology、Syrius Juxing、Future Robot为代表。与视觉SLAM相比，激光SLAM应用时间较早，技术相对成熟，是当前应用的主流。但是，由于每种导航技术都有一定的局限性，

叉车AGV又称无人叉车，与普通AGV相比，除了完成点对点的物料搬运外，还可以实现多个生产环节的物流运输。不仅擅长高位仓库、出库收货区、生产线转移三大场景，在重载、特殊搬运等场景也发挥着不可替代的作用。叉车式AGV并不是一个新概念，但2020年会爆发，包括昆川智能、杭叉智能、新松、嘉腾、斯坦德、集智嘉、爱集威、合力、牧牛流马、合肥科进、嘉顺智能、昆厚智能、国资机器人、精松智能、亿丰机器人、沐星智能、联和科技、先工智能、机器科学、

除了AMR和叉车AGV，箱式机器人也是移动机器人领域的热点之一。由于箱式仓储机器人代替货架拾取和运输箱子，其“箱到人”的特点可以提高仓储密度，节省空间，节省仓库租金。它也更适合大多数现有仓库。难度较小，灵活性和兼容性较好，因此也成为主流厂商布局的重点。

例如，海柔创新自成立以来一直专注于箱式仓储机器人系统的研发和设计。其库宝系统HAIPICK是最早开发并投入商业使用的箱式仓储机器人系统。已应用于3PL（第三方物流）、鞋服、电子商务、电子、电力、制造、医药等行业。此外，集智家、快仓、海康机器人、蓝芯科技、沐星智能等厂商也在积极跟进，推出箱式仓储机器人系统及产品。

◎ Cooper HAPICK 集装箱仓储机器人系统

（来源：海柔创新官网）

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中国工业机器人产业发展

及应用前景

1.中国工业机器人市场空间和前景依然广阔

作为全球最大、发展最快的工业机器人应用市场，中国的市场空间和前景依然广阔。一方面，虽然近年来中国市场每万人安装的机器人数量逐渐增加，但工业机器人的安装密度仍远远落后于新加坡、韩国、日本、德国等发达国家，未来仍有改进的空间。另一方面，随着疫情进入常态化防控阶段，刺激了制造企业建设智能工厂的需求，也将带动整个工业机器人行业的发展。

2.本土化进程加快，应用拓展到更多子行业和领域

工业机器人国产化率低一直是我国工业机器人产业发展面临的问题。近年来，国内厂商在工业机器人核心部件上攻克了一些难题，取得了一定的技术突破。国产核心零部件应用不断提升，国产自主工业机器人的认可度和市场占有率也在不断提升。仍有很大的改进空间。在应用领域方面，继汽车和3C电子行业之后，卫浴陶瓷、金属加工、家具家电等通用工业领域成为中国工业机器人市场的主要增长点。

3.普惠机器人将成为未来发展方向

目前机器人动力学参数辨识，工业机器人仍缺乏灵活性和智能决策能力，主要表现在感知能力较弱，只能在结构化环境中执行各种确定性任务。机器人与人的协作、机器人与机器人的融合以及能够自主适应复杂动态环境并协同工作的“集成机器人”也应运而生。目前，传统工业机器人正在通过机器视觉、力觉、触觉等传感器的协同应用向智能化迈进；协作机器人已经开始朝着“人机融合”的方向发展。可以预见，随着机器视觉、智能传感、云计算等技术的发展，

4.云机器人、工业机器人云平台将涌现

在智能制造生产场景中，工业机器人需要具备自组织和协作能力，以满足柔性生产，这就带来了对云机器人（云端机器人大脑）和工业机器人云平台的需求。与传统机器人相比，云机器人需要通过网络与云端控制中心相连，基于超高算力平台，利用大数据和人工智能对制造进行实时计算控制过程。事实上，一些厂商已经开始在基于云的机器人和工业机器人云平台上进行部署。

例如，在云端机器人方面，早在2017年，华为就与Skymind、中国移动、Datalink、GTI、软银联合推出了云端机器人白皮书，并于同年选择了与北京邮政、库卡、ABB、新松合作。与多家工业机器人厂商和科研机构合作，共同研发5G时代的超级云端AI机器人。工业机器人云平台方面，阿里云牵头的“智能机器人”重点专项“工业机器人云平台”项目已于2019年底启动；哈工智能正着力打造51CLOUD工业云平台，定位为一站式工业机器人服务平台，除了打通机器人链路的数据链路，还支持跨机器人品牌的在线数据监控和智能维护。CloudMinds 发布 HARIX OS。埃夫特2020年成功登陆科创板，部分募集资金还将用于机器人云平台的研发和产业化项目建设，致力于“公有云+私有云+边缘计算”工业机器人云平台的混合云架构，打造工业机器人应用生态系统。未来，随着5G、人工智能、云计算等技术的发展和成熟，基于云的机器人和工业机器人云平台或将成为新一轮的发展热点。埃夫特2020年成功登陆科创板，部分募集资金还将用于机器人云平台的研发和产业化项目建设，致力于“公有云+私有云+边缘计算”工业机器人云平台的混合云架构，打造工业机器人应用生态系统。未来，随着5G、人工智能、云计算等技术的发展和成熟机器人动力学参数辨识，基于云的机器人和工业机器人云平台或将成为新一轮的发展热点。埃夫特2020年成功登陆科创板，部分募集资金还将用于机器人云平台的研发和产业化项目建设，致力于“公有云+私有云+边缘计算”工业机器人云平台的混合云架构，打造工业机器人应用生态系统。未来，随着5G、人工智能、云计算等技术的发展和成熟，基于云的机器人和工业机器人云平台或将成为新一轮的发展热点。

5.移动机器人将继续快速增长

2020年，在全球经济低迷、新冠疫情蔓延的背景下，中国移动机器人市场呈现出较为强劲的发展势头，这主要得益于无人化的普及、国家政策的推动和应用向多方的拓展行业。未来，我国移动机器人将继续保持高速增长的势头。这主要是因为行业整体规模尚小，传统AGV、自主移动机器人（AMR）、叉车AGV、箱式机器人仍将是未来市场增长的主要动力。此外，海外市场也不容忽视。可以预见，未来随着海外疫情得到控制，需求确定性增强，也将带动中国移动机器人厂商的发展。同时，行业领先厂商的市场份额也将进一步提升。

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结语

虽然中国工业机器人市场在 2018 年和 2019 年连续两年销量下滑，但 2020 年在市场调整和新冠疫情的刺激下，制造企业对数字化转型和智能制造的需求快速增长，这也带动了中国工业机器人的快速发展。产业发展应用迎来复苏。在产业发展方面，国内核心零部件制造商取得技术突破，工业机器人本体制造崭露头角，工业机器人系统集成商发展迅速。

在工业应用方面，汽车行业工业机器人的应用需求趋于稳定，通用工业市场成为工业机器人应用需求的主要增长点。特定行业和领域的应用，以及特种机器人的引进。在技​​术发展方面，工业机器人正朝着智能化方向发展。传统工业机器人通过力、视觉、触觉等传感器的协同应用，可以执行更复杂的生产任务；协作机器人正在走向“人机融合”；在智慧物流需求的推动下，自主移动机器人（AMR）、叉车AGV和箱式机器人成为移动机器人领域的热点。

展望未来，中国工业机器人产业的发展和应用前景依然乐观。这主要是因为中国制造业完整且规模巨大，制造业转型升级的市场潜力巨大，并且在后疫情时代，制造企业正在加快实施数字化转型和智能制造，主动性和自动化、数字化、智能化发展的需求快速增长。. 同时，随着5G、人工智能、大数据、云计算、智能传感、机器人等新兴技术的融合发展，工业机器人也将朝着更加智能、灵活的方向发展。

卡佩克奖

卡佩克奖由中国机电一体化技术应用协会主办，是一个以捷克科幻作家、机器人一词的创造者卡雷尔·卡佩克命名的奖项。2014年，奖励在机器人领域做出贡献的组织和个人，旨在成为机器人产业发展的见证者，创造机器人产业的“诺贝尔奖”。

该奖项的设立旨在对标机器人行业具有战略眼光的龙头企业，提升企业品牌整体形象；推荐行业内具有创新能力的企业作为示范，提升行业整体创新能力；已发展的个人将因其对行业发展的贡献而获得奖励。目前，Capek Prize被普遍认为是中国机器人领域最重要的奖项。为促进我国机器人产业健康可持续发展，回顾和记录机器人产业对制造业和人类生活方式的影响，卡佩克奖每年都会发起行业评选和颁奖。