工业机器人产业高质量发展研究

  近年来政府全力支持工业机器人产业的迅速发展，工业机器人国产化率也逐步的提升。需求端，机器替代人、制造业转变发展方式与经济转型对于机器人的需求拉动行业发展；供给侧，零部件及本体价格、人工智能等技术与机器人的融合也推动了工业机器人的增长。

  工业机器人（Industrial Robot）是机器人的一类，是指应用在工业产线领域，可重复编程实现自动化控制的机械结构，是大范围的使用在工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。

  工业机器人常见形态为多关节机械手或多自由度的机器装置，按运动坐标形式，工业机器人可分为关节式、圆柱、直角坐标、并联、DELTA和SCARA六类。详细的细节内容如下：

  早期阶段（1950s）：工业机器人的概念和实践慢慢的出现，第一台工业机器人由美国的英伯格和德沃尔制造出来。

  产生和初步发展阶段（1958年-1970年）：这一时期，工业机器人领域的关键技术开始涌现，如可编程操作装置等。

  技术快速进步与商业化规模运用阶段（1970年-1984年）：工业机器人技术相较于此前有了很大进步，开始具有一定的感知功能和自适应能力的离线编程。同时，工业机器人的商业化运用迅猛发展，开始在所有的领域广泛应用。

  功能多样化、模块化和网络化阶段（1984年至今）：在这一阶段，工业机器人性能逐步的提升，价格逐渐下降。工业机器人的结构开始向模块化、标准化转变，多传感器融合技术的发展表明工业机器人技术不再单一。此外，工业机器人开始向智能化方向发展，大范围的应用在各个行业。

  我国工业机器人发展历史：中国工业机器人研究始于20世纪70年代，经过近40年的发展，中国工业机器人产业逐渐崛起。近年来，我国政府对人机一体化智能系统的全力支持，为工业机器人产业提供了良好的发展环境。

  工业机器人的发展进程中，一开始由于劳动力短缺、以及多项技术的突破，日本变成全球机器人销量以及保有量第一的国家；20世纪90年代之后，德国和韩国制造业的崛起也带动了其工业机器人行业的蓬勃发展；2010年后，中国成为“世界工厂”，工业机器人也在产业需求、政策和技术进步的共同促进下，迎来了一波大发展。

  工业机器人产业链主要涉及从上游核心零部件到下游应用的所有的环节。具体来说，工业机器人产业链包括以下几个部分：

  上游核心零部件：包括控制器、伺服系统、减速器、传感器等。这些零部件是工业机器人的重要组成部分，决定了机器人的性能和成本。

  中游本体制造商：负责将上游核心零部件组装成完整的工业机器人，包括机械臂、关节、手爪等。

  下游应用场景及系统集成商：工业机器人在各个行业的应用，如汽车制造、电子组装、物流等。系统集成商负责将工业机器人集成到生产线上，提供整体解决方案。

  减速器（Reducer）：连接动力源和执行机构的中间机构，最大的作用是降低速度、提升力矩、保证定位精度。减速器将电机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。正常的情况下，工业机器人的每个关节都会配备一个减速器，以达到精准控制的目的。

  减速器可大致分为传动减速器和精密减速器。传动减速器控制精度低，仅满足机械设备基本的动力传动需求；而精密减速器具有传动比大、精度高、承载能力大、效率高等特点。目前的工业机器人所使用的减速器主要是精密减速器中的谐波减速器和RV（Rot-Vector）减速器。

  伺服驱动器（Servo Drives）：伺服系统是一种通过反馈控制技术实现精确位置、速度和转矩控制的系统。伺服系统主要由伺服驱动器、伺服电机和位置反馈装置（如编码器）等组成。

  一般情况下，控制指令下达至驱动器，驱动器驱动伺服电机，而传感装置将实际运动的数据采集并反馈给驱动器，以实现闭环控制。目前，高精度的工业机器人多使用伺服电机驱动，很少有工业机器人会使用步进电机，还在于步进电机控制精度受到步距角限制，调速范围相对较小。

  目前中国工业机器人用伺服系统主要被国外品牌垄断，其中日系品牌约占50%，欧美品牌30%，台湾品牌及大陆企业均只有10%。

  工业机器人的控制管理系统分为硬件和软件。硬件就是日常所说的控制器，软件即控制软件。控制器除了伺服器之外，还有主控计算机，负责下达指令以控制各伺服驱动装置，实现对机器人的工作顺序、位置、运动速度、时间间隔的控制。

  控制器占成本不高、技术难度不大，但是大多数机器人厂商会选择自研，也带来了控制器的市场占有率却与机器人本体基本保持一致，如发那科、库卡、安川、ABB四大家族大多数都是使用自研的控制器。

  工业机器人本体生产商主要负责组装和集成工业机器人本体。目前内资品牌机器人销售占比一直上升。根据机经网数据，2015年到2022年中国机器人本体市场的内资占比由18.6%提升至40%以上。高工机器人GGII多个方面数据显示，我国国产品牌工业机器人销量持续迅速增加，2023年达到16万台以上，已超过外资品牌，国产化率在2023年首次超过50%，到52.45%，从销量口径上首次实现对外资品牌的反超。国产工业机器人龙头埃斯顿市占率已经上升到第二名，仅次于发那科，市占率达到8.5%，汇川技术位列第四位，市占率约为6.5%。

  工业机器人系统集成商处于产业链的下游应用端，根据不同的场景与用途，负责对工业机器人本体进行针对性的系统集成和软件二次开发，使其拥有特定的工作能力。

  系统集成商会参与到项目落地的全流程，其中机器人本体只是其集成流程中的一个环节，除机器人本体外，还包括周边的末端执行器厂商、工装夹具厂商、离线编程及仿真厂商，以及近年较为火爆的机器视觉厂商、传感器厂商等

  根据MIR，2021年中国工业机器人系统集成市场规模达到1753亿元，随着5G技术带动3C行业增速提升，系统集成需求也有望持续增长，预计2022年工业机器人系统集成市场规模有望突破2000亿元。

  国内系统集成商数量多、规模小，且集中在中低端领域。目前中国工业机器人系统集成商主要以内资为主，2019年内资占比约为80%。但大部分内资厂商规模较小，且大多分布在于中低端领域，而外资工业机器人系统集成商则主要集中于中高端工艺段，如焊接、装配、铆接和检测等领域。电子和金属制作的产品是市场空间最大的两个下业，在2021年工业机器人系统集成市场中合计占比约为47%。

  工业机器人已成为衡量一个国家制造水平和科学技术水平的重要标志。中商产业研究院发布的《2024-2029年中国工业机器人行业深度调查及投融资战略研究报告》显示，2022年中国工业机器人市场规模达到585.17亿元，2023年市场规模约为665.88亿元。中商产业研究院分析师预测，2024年中国工业机器人市场规模将增至726.42亿元。

  近年来，中国工业机器人产量总体呈现增长趋势。中商产业研究院发布的《2024-2029年中国工业机器人行业深度调查及投融资战略研究报告》显示，2019年中国工业机器人产量18.69万套，2023年增至42.95万套。2024年上半年，中国工业机器人产量28.32万套，同比增长9.6%。

  在市场需求的加持下，中国工业机器人产业持续不断的发展壮大。中商产业研究院发布的《2024-2029年中国工业机器人行业深度调查及投融资战略研究报告》显示，2023年中国工业机器人市场销量31.6万台，同比增长4.29%，中商产业研究院分析师预测，2024年市场销量有望达到32万台，市场整体延续微增态势。

  中商产业研究院发布的《2024-2029年中国工业机器人行业深度调查及投融资战略研究报告》显示，2023年全球运行的工业机器人数量约为428.2万台，同比增加了10％，创下 历史上最新的记录。中商产业研究院分析师预测，2024年全球运行的工业机器人数量将达到478.9万台。

  当前，中国连续十一年变成全球上最大的机器人市场，中商产业研究院发布的《2024-2029年中国工业机器人行业深度调查及投融资战略研究报告》显示，2023年中国正在运行的工业机器人数量达到175.5万台，同比增长17%。中商产业研究院分析师预测，2024年中国正在运行的工业机器人数量将达到214.3万台。

  我国工业机器人市场由国外四大家族主导，国内工业机器人企业大多分布在在码垛、上下料以及搬运等中低端领域。当前，机器人企业上市企业谋求全产业布局，例如，埃斯顿全产业链布局，除减速器外均自制；机器人全产业链布局，减速器外购，电机开始自制。从上市企业工业机器人业务发展概况来看，3C、汽车、弧焊、喷涂等领域为工业机器人上市公司的主要应用方向。

  工业机器人新版文件对关键零部件制造企业、本体制造企业和集成应用企业的营业收入设定了更为明确和严格的标准。同时，文件规定了不同营业收入规模下企业研发经费的投入比例。此外，文件还要求企业从事研发和技术创新活动的科学技术人员占企业当年职工总数的比例不低于10%。

  当前，中国工业机器人公司数众多。企查查多个方面数据显示，我国存续/在业工业机器人相关企业40.81万家。工业机器人产品同质化和低端竞争现象，新版文件设定更高的标准和要求，将加速企业优胜劣汰，优化资源配置。效率低、技术落后、管理不善的企业被淘汰，而效率高、技术先进、管理优秀的企业则能够留存并逐步发展。这有助于将有限的资源（如资金、人才、原材料等）更集中地配置给更具竞争力的企业，以此来实现资源的优化配置，提高整个行业的生产效率。

  近年来国产替代浪潮兴起，国内崛起一批工业机器人新兴玩家，工业机器人国产化率持续提升。2023年国产工业机器人份额首突破50%，达到52.45%，从销量口径上首次实现反超。但是四大家族（即日本发那科、安川电机、瑞士的ABB以及库卡的合称）仍牢牢占据中国工业机器人主要市场占有率。GGII多个方面数据显示，2023年国产总体的销量占比超过50%，四大家族的销量占比32.58%，但从收入规模角度看，国产总体的产值规模明显小于四大家族机器人业务营收总和。

  工业机器人新版文件要求，上年度营业收入小于5000万元（含）的企业，近三年每年研发经费投入不低于营业收入的5%；上年度营业收入在5000万元至2亿元（含）的企业，近三年每年研发经费投入不低于营业收入的4%；上年度营业收入在2亿元以上的企业，近三年每年研发经费投入不低于营业收入的3%；这将推动企业更看重研发投入、提质增效，逐渐增强工业机器人企业及产品竞争力，推动国产化率提升。

  经过近年的加快速度进行发展，无论是产品技术还是落地应用，中国的工业机器人产业实现了大幅赶超，出海是企业拓展更大市场的必然之路。IFR多个方面数据显示，2023年中国工业机器人出口量再创新高，达到11.83万台，而进口量仅为8.24万台。新版文件通过接轨国际标准体系和质量管理体系，将有利于企业熟悉国际规则，提升产品质量和管理上的水准，满足国际市场需求，这将为中国工业机器人企业拓展国际市场提供有力的支持。通过进入国际市场，工业机器人公司能够接触到更广阔的市场空间。

  随着工业4.0的深入推进，工业机器人产业正迎来前所未有的发展机遇。未来的研究应继续聚焦于技术创新、智能化升级以及人机协作的深化。同时，还需关注产业政策的引导作用，以及国际合作在推动技术交流和市场拓展中的重要性。期待工业机器人产业能够持续突破技术瓶颈，为全球制造业的转型升级贡献更多力量，最终实现高效、智能、绿色的制造愿景。返回搜狐，查看更加多