工業(yè)機器人全景解析

機器人被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，是衡量一個國家創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)競爭力的重要標(biāo)志，已經(jīng)成為全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的重要切入點。當(dāng)前，機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，正極大改變著人類生產(chǎn)和生活方式，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展注入強勁動能。

近年來，人形機器人憑借其科幻般的形象備受矚目，風(fēng)頭一度蓋過了工業(yè)機器人。然而，在制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型中，工業(yè)機器人仍然是最不可或缺的核心力量。

《制造前沿》本文將深度解析工業(yè)機器人的定義、政策支持、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵企業(yè)、市場格局及未來趨勢，帶您全面了解這一支撐現(xiàn)代制造業(yè)的基石技術(shù)。讀懂工業(yè)機器人，這一篇就夠了！

01

定義

工業(yè)機器人，通常是指面向制造業(yè)的多關(guān)節(jié)機械手臂或其他擁有多自由度的機械裝置，主要用于代替人工用于生產(chǎn)過程和環(huán)境的機器人。它融匯了機械制造、電子電氣、材料科學(xué)、計算機編程等學(xué)科的尖端技術(shù)，是智能制造領(lǐng)域最具代表性的產(chǎn)品。

02

政策

中國在推動機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，工業(yè)機器人的發(fā)展相對較為成熟，政策支持體系也較為完善。

工業(yè)機器人行業(yè)的政府主管部門包括國家工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、科學(xué)技術(shù)部等，所屬技術(shù)相關(guān)的自律性組織包括中國機械通用零部件工業(yè)協(xié)會及中國機械工業(yè)聯(lián)合會機器人分會（原中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟）。主要職責(zé)如下：

表：工業(yè)機器人行業(yè)相關(guān)部門及主要職責(zé)

來源：MIR《2024 年全球協(xié)作機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》

目前，中國工業(yè)機器人已經(jīng)滲透到各個產(chǎn)業(yè)，政府及相關(guān)部門陸續(xù)出臺了一系列政策及規(guī)范性文件，融入智能制造、人工智能、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等國家戰(zhàn)略，為中國機器人行業(yè)提供了良好的政策環(huán)境。具體的文件如下:

表： 2021-2024年中國工業(yè)機器人相關(guān)政策

制表：制造前沿

03

產(chǎn)業(yè)鏈

工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游核心零部件、中游本體制造與系統(tǒng)集成、下游應(yīng)用場景三大環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)相互協(xié)同，共同支撐行業(yè)發(fā)展。

圖：工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈

圖：全球工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)

01上游：核心零部件（占整機成本≈70%）

控制器、伺服系統(tǒng)（包括伺服驅(qū)動和伺服電機）、減速器等核心零部件，是產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)，占機器人整機產(chǎn)品成本的 70%左右，三者分別占工業(yè)機器人成本構(gòu)成的15%、20%、35%。目前無論國際、國內(nèi)市場，絕大多數(shù)市場被外資品牌占據(jù)。核心零部件國產(chǎn)化率較低，是制約中國工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。

目前我國70%的減速器市場、75%的伺服電機市場、超過80%的控制系統(tǒng)市場被海外品牌占據(jù)。盡管前路艱難，但國內(nèi)已出現(xiàn)了如匯川技術(shù)(伺服)、埃斯頓(控制系統(tǒng))、中大力德(減速機)等快速成長的核心零部件自主品牌。未來進(jìn)口替代空間值得期待。

●伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是工業(yè)機器人主要的動力來源，主要由伺服電機、伺服驅(qū)動器、編碼器三部分組成。

外資企業(yè)在電機市場上占據(jù)絕對優(yōu)勢，我國70%以上的工業(yè)機器人伺服系統(tǒng)市場被外資品牌占據(jù)。

日系企業(yè)包括安川、三菱、三洋、歐姆龍、松下等公司，主要是小型功率和中型功率產(chǎn)品；歐美系品牌包括西門子、博世力士樂、施耐德等公司，在大型伺服具有優(yōu)勢地位；國產(chǎn)品牌主要包括匯川、臺達(dá)、 埃斯頓等公司，主要為中小型伺服。

我國伺服電機與日系和歐美品牌仍然存在差距，主要表現(xiàn)為：大功率產(chǎn)品缺乏、小型化不夠、信號接插件不穩(wěn)定、缺乏高精度的編碼器，這些也是國內(nèi)伺服系統(tǒng)未來要攻克的主要方向。

●減速器

減速器在降低轉(zhuǎn)速、增加扭矩、提高精度、降低慣性、匹配電機和負(fù)載、保護(hù)電機以及實現(xiàn)多自由度運動等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它是工業(yè)機器人能夠高效、精確、可靠運行的重要保障。

全球工業(yè)機器人減速器的市場高度集中，其中日本納博特斯克在RV減速器領(lǐng)域處壟斷地位，日本哈默納科則在諧波減速器領(lǐng)域處壟斷地位，兩家合計占全球市場的75%左右。由于其極高的技術(shù)壁壘，工業(yè)機器人本體制造環(huán)節(jié)對減速器環(huán)節(jié)議價能力很弱。

圖：主流減速器廠商

國內(nèi)的減速器生產(chǎn)廠家歷史較短。中大力德、巨輪智能、秦川機床、昊志機電等都在研發(fā)減速器，其中秦川機床開始研發(fā)減速器的時間較早(1997年)。上海機電也有業(yè)務(wù)涉及減速器，系2013年與納博特斯克在國內(nèi)合資成立公司。綠的諧波在諧波減速器領(lǐng)域有所技術(shù)突破；南通振康目前也具備了年產(chǎn)10萬臺的產(chǎn)能，并已向國內(nèi)工業(yè)機器人廠商供貨。整體來講，國產(chǎn)減速器有所突破，但知名度和市占率仍有待進(jìn)一步提高。

●控制器

工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分構(gòu) 成，硬件即工業(yè)控制板卡，軟件主要是控制算法、二次開發(fā)等?？刂葡到y(tǒng)的表現(xiàn)是一家工業(yè)機器人廠商設(shè)計理念的集中體現(xiàn)，大型工業(yè)機器人企業(yè)一般自主開發(fā)控制，因此控制器市場份額與工業(yè)機器人匹配。在控制器領(lǐng)域，四大家族合計市場占有率達(dá)到 50%以上。

圖：國際主流控制器品牌

控制器領(lǐng)域，國產(chǎn)控制器采用的硬件平臺與國外品牌差距不大，差距體現(xiàn)在底層軟件架構(gòu)和核心控制算法。國內(nèi)整機制造企業(yè)，逐漸布局控制器領(lǐng)域，如埃斯頓收購 TRIO，埃夫特戰(zhàn)略投資 ROBOX，并成立子公司瑞博思。

國內(nèi)企業(yè)開發(fā)的工業(yè)機器人控制器軟件產(chǎn)品已經(jīng)可以滿足大部分功能需求，國內(nèi)等第一梯隊企業(yè)有自己的控制器業(yè)務(wù)。

圖：國內(nèi)控制器品牌

02中游：本體制造與系統(tǒng)集成

●本體制造

工業(yè)機器人“四大家族”日本發(fā)那科、瑞士ABB、日本安川、KUKA，在全球高端應(yīng)用領(lǐng)域占有較高市占率。但國產(chǎn)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近年來的技術(shù)積累，逐漸形成自己的競爭優(yōu)勢，國內(nèi)品牌廣州啟帆、埃夫特、新松、埃斯頓、廣州數(shù)控、新時達(dá)享受市場增長紅利快速成長，正在國內(nèi)市場實現(xiàn)突圍，2023年國產(chǎn)市占率首超50%。

主要企業(yè)介紹

ABB

ABB 總部位于瑞士蘇黎世，主營業(yè)務(wù)為:電氣、工業(yè)自動化、運動控制、機器人及離散自動化，以及通用的 ABB Abilityrm數(shù)字化平臺。ABB 公司所生產(chǎn)的工業(yè)機器人廣泛應(yīng)用于焊接、裝配、鑄造、密封涂膠、材料處理、包裝、噴涂、水切割等領(lǐng)域。

安川電機(YASKAWA)

安川電機株式會社成立于 1915 年，總部位于日本北九州市，以關(guān)鍵零部件伺服和運動控制器起家。安川電機主要產(chǎn)品是機械控制器、變頻器以及工業(yè)機器人等系列產(chǎn)品。

發(fā)那科(FANUC)

日本 FANUC 成立于 1956 年，總部位于日本山梨縣，主營專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)FANUC 的工業(yè)機器人精度高，工藝控制更加便捷、同類型工業(yè)機器人底座尺寸更小、更擁有獨有的手臂設(shè)計，小型化工業(yè)機器人優(yōu)勢明顯。

庫卡(KUKA)

庫卡公司總部位于德國巴伐利亞州，庫卡的工業(yè)機器人應(yīng)用廣泛，用于物料搬運加工、點焊和弧焊，涉及到汽車、自動化、金屬加工、食品和塑料等產(chǎn)業(yè)。2022年，美的集團(tuán)完成對庫卡100%股權(quán)收購。

柯馬(COMAU)

FCA 集團(tuán)下屬企業(yè)，提供機器人生產(chǎn)系統(tǒng)、白車身焊裝生產(chǎn)線業(yè)務(wù)，滿足汽車生產(chǎn)、重工業(yè)、鐵路、可再生能源以及廣泛的一般工業(yè)領(lǐng)域的需求。

新松機器人

新松機器人從 2000 年開始進(jìn)行機器人的研發(fā)和應(yīng)用，產(chǎn)品線包括工業(yè)機器人、移動機器人、潔凈機器人、服務(wù)機器人與特種機器人等，下游涉及工業(yè)、民用、軍工，應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車、3C、廚衛(wèi)、新能源等。

埃斯頓

埃斯頓自 1993 年開始研究金屬成型機床數(shù)控系統(tǒng)，繼而進(jìn)入電液伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)領(lǐng)域，2012年進(jìn)入工業(yè)機器人領(lǐng)域,基于自主運控技術(shù)研發(fā)機器人整機；2016至 2017 年期間前后收購英國 TRIO(運動控制)、揚州曙光(軍工集成)和 MAI(系統(tǒng)集成)。

新時達(dá)

新時達(dá)原主營電梯控制系統(tǒng)和變頻器業(yè)務(wù)，2011年進(jìn)入工業(yè)機器人控制系統(tǒng)、同服系統(tǒng)及整機的研發(fā),2014 年收購眾為興(控制系統(tǒng))，2015 年收購奧享榮(汽車集成)，2017 年收購之山智控(伺服系統(tǒng))。

埃夫特

埃夫特同時布局核心零部件、整機制造、系統(tǒng)集成的廠商，同時產(chǎn)品線覆蓋中高端制造業(yè)工藝流程的鑄造、切割、焊接、拋光打磨、噴涂等主要環(huán)節(jié)。

廣州數(shù)控

廣州數(shù)控設(shè)備有限公司主要從事自動化制造全過程解決方案，產(chǎn)品包括機床數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、伺服電機、工業(yè)機器人、精密數(shù)控注塑機等。先后收購 CMA、EVOLUT、WFC ，在全球范圍內(nèi)逐步積累了汽車工業(yè)、航空及軌道交通業(yè)、汽車零部件及其他通用工業(yè)的客戶。

●系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成商從上游采購工業(yè)機器人等設(shè)備，根據(jù)下游客戶的具體要求，給出合理的設(shè)計方案，完成產(chǎn)線的組裝和調(diào)試。相比來說，系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)的技術(shù)難度比工業(yè)機器人本體制造環(huán)節(jié)、核心零部件制造環(huán)節(jié)技術(shù)難度低，但其商業(yè)模式更傾向于輕資產(chǎn)，市場空間也更廣闊。機器人產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，系統(tǒng)集成廠商數(shù)量最多。系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)市場空間約為工業(yè)機器人環(huán)節(jié)的3-4倍。

從行業(yè)分布來說，汽車工業(yè)、3C 電子工業(yè)仍然是自動化程度最高的行業(yè)，該等領(lǐng)域內(nèi)系統(tǒng)集成廠商技術(shù)水平較高。在其他通用工業(yè)領(lǐng)域，整體智能化水平較低，國外品牌與國內(nèi)品牌處于同一起跑線，未來需要突破的技術(shù)難點是如何降低生產(chǎn)線的操作難度，提升柔性和智能化。

03下游：應(yīng)用場景

工業(yè)機器人廣泛應(yīng)用于汽車、物流、電子電氣、橡膠及塑料工業(yè)、食品飲料、化工、鑄造、冶金等各行各業(yè)中。

近年來，汽車行業(yè)及3C電子行業(yè)作為工業(yè)機器人應(yīng)用大戶，占比超60%，對高精度、高效率的工業(yè)機器人需求持續(xù)旺盛。其中汽車工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模最大。在汽車整車的生產(chǎn)過程中，有大量壓鑄，焊接，檢測、沖壓、噴涂等應(yīng)用，需要由工業(yè)機器人參與完成。特別是工業(yè)機器人在汽車焊接過程中應(yīng)用更加普及，極大地提高了車間的自動化水平，在汽車鍛造車間、沖壓車間、發(fā)動機車間、涂裝車間等也會應(yīng)用到更多的工業(yè)機器人。 新能源汽車產(chǎn)線自動化率已>90%，帶動六軸、協(xié)作機器人需求。

在新興領(lǐng)域，如新能源汽車電池生產(chǎn)、光伏設(shè)備制造、物流倉儲領(lǐng)域中的貨物搬運等環(huán)節(jié)，機器人的應(yīng)用也越來越廣泛。光伏、鋰電、半導(dǎo)體成為2024-2025年增量主賽道，預(yù)計2025年光伏機器人單行業(yè)規(guī)模50億元，協(xié)作機器人整體200億元。

此外，船舶焊接、鋼結(jié)構(gòu)打磨、物流倉儲（AMR）等非標(biāo)領(lǐng)域成為“藍(lán)海”，滲透率<10%，增速30%以上。

04

市場規(guī)模與競爭格局

工業(yè)機器人的消費市場主要為亞洲、歐洲和美洲，其中中國、日本、韓國、美國、德國為全球前五大市場。

全球市場，據(jù)Global Market Insights Inc.報告，2024年全球工業(yè)機器人市場規(guī)模為177.8億美元，預(yù)計到2034年將達(dá)到601.4億美元，年復(fù)合增長率為13.3%。這一增長主要得益于各行業(yè)對自動化需求的不斷攀升，以及勞動力短缺和勞動力成本上升所帶來的挑戰(zhàn)。

自 2013 年起，中國已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機器人市場。擁有一半以上的工業(yè)機器人裝置。

中國工業(yè)機器人產(chǎn)量從2015年的3.3萬套飆升至2023年的43萬套，8年增長超13倍，裝機量連續(xù)11年全球第一。

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025年中國工業(yè)機器人行業(yè)全景圖譜》報告顯示，2024年中國工業(yè)機器人市場規(guī)模達(dá)到近600億元，近五年行業(yè)復(fù)合增速達(dá)到10.86% 。

圖： 2019-2024年中國工業(yè)機器人銷售額趨勢圖

圖源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025年中國工業(yè)機器人行業(yè)全景圖譜》

全球工業(yè)機器人市場，主要由以工業(yè)機器人四大家族為代表的歐、日系企業(yè)占領(lǐng)，其中工業(yè)機器人四大家族在全球市場的份額合計50%。工業(yè)機器人四大家族是隨著汽車產(chǎn)業(yè)升級迅速發(fā)展，而奠定全球領(lǐng)先的市場地位。汽車行業(yè)整車制造的沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝，總體為外資集成商主導(dǎo)，在動力總成、車身制造、總裝設(shè)備、柔性沖壓、高效精沖、高端涂裝線等領(lǐng)域，外資占有絕對優(yōu)勢，國內(nèi)集成商從焊裝環(huán)節(jié)開始滲透、突破，逐步發(fā)展。

汽車制造、3C 電子領(lǐng)域為外資主導(dǎo)，除 3C 電子以外的通用工業(yè)領(lǐng)域，國產(chǎn)機器人具有優(yōu)勢。金屬加工業(yè)以及 3C 制造業(yè)國產(chǎn)品牌增長迅速。土集成商基于本土化服務(wù)，具有更貼近下游市場的優(yōu)勢，占有多數(shù)市場份額。

本土供應(yīng)商主要從事中低端市場，在搬運、碼垛裝配、揀選等應(yīng)用場景市場，本土供應(yīng)商具有優(yōu)勢，但在噴涂、視覺檢測等高端應(yīng)用領(lǐng)域，仍然為外資主導(dǎo)。

國產(chǎn)替代方面，外資四大巨頭市占率從2018年的70%降至2023年的47.55%；國產(chǎn)頭部企業(yè)埃斯頓（市占率8%）、新松（6%）通過并購整合提升技術(shù)，節(jié)卡機器人在協(xié)作領(lǐng)域市占率年增25%。

根據(jù)MIR DATABANK發(fā)布的數(shù)據(jù)，2024年我國工業(yè)機器人整體市場出貨量排名前10的分別為發(fā)那科、埃斯頓、匯川科技、庫卡、愛普生、ABB、安川、埃夫特、雅馬哈、新時達(dá)，其中發(fā)那科占比11%、埃斯頓占比9.4%、匯川科技占比9.1%、庫卡占比7.7%。

工業(yè)機器人密度代表了一國制造業(yè)的生產(chǎn)自動化水平。韓國以每萬名員工1012臺機器人位居全球第一。新加坡排名第二，每萬名員工有770臺機器人。根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）發(fā)布的《2024年世界機器人報告》，2023年中國工業(yè)機器人密度達(dá)到每萬名員工470臺。這一數(shù)值較2019年翻了一倍多，已超越德國和日本，躍居全球第三，顯示出中國在自動化領(lǐng)域的強勁發(fā)展勢頭。

05

未來發(fā)展

1、通用工業(yè)將成為工業(yè)機器人發(fā)展的藍(lán)海市場

截至目前，汽車工業(yè)仍然是工業(yè)機器人最大的市場，也是標(biāo)準(zhǔn)最高、使用密度最高的市場。工業(yè)機器人在通用工業(yè)的使用處于起步階段。隨著云技術(shù)、人工智能、5G 技術(shù)等新技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用，工業(yè)機器人應(yīng)用難度大幅降低，應(yīng)用場景不斷深化，在金屬加工等領(lǐng)域的使用密度逐年提升。通用工業(yè)將成為工業(yè)機器人發(fā)展的藍(lán)海市場，催生新業(yè)態(tài)、新模式。

2、新興產(chǎn)業(yè)滲透率不斷增強

隨著新能源、生物醫(yī)藥、航空航天等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)機器人在這些領(lǐng)域的滲透率也將不斷增強。

3、人機協(xié)作進(jìn)一步深化

工業(yè)機器人趨向輕型化、柔性化，人機協(xié)作程度不斷深化。人機協(xié)作將人的認(rèn)知能力與工業(yè)機器人相結(jié)合，是產(chǎn)業(yè)未來的重要研發(fā)方向。

4、AI+機器人，智能化趨勢明顯

工業(yè)機器人正迎來技術(shù)與應(yīng)用的雙重突破，以AI為核心的智能化升級成為行業(yè)發(fā)展的主旋律。在下游行業(yè)應(yīng)用和人工智能技術(shù)推動下，工業(yè)機器人將成為多學(xué)科領(lǐng)域前沿技術(shù)交叉融合的產(chǎn)業(yè)，不斷向更復(fù)雜化的應(yīng)用場景演進(jìn)。

5、國產(chǎn)化進(jìn)程加速推進(jìn)

近年來，國內(nèi)廠商攻克了核心零部件領(lǐng)域的部分難題，國產(chǎn)核心零部件的應(yīng)用程度不斷提升，繼汽車、3C 電子行業(yè)后，衛(wèi)浴陶瓷、金屬加工、家具家電等通用工業(yè)領(lǐng)域開始成為中國工業(yè)機器人的新增市場主力。同時，新能源汽車電池生產(chǎn)、光伏設(shè)備制造、物流倉儲等領(lǐng)域?qū)C器人的應(yīng)用也越來越廣泛?！锻苿庸I(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新實施方案》等一系列政策的實施，加速國產(chǎn)替代進(jìn)程。

6、機器人加速“出?！?頭部企業(yè)加快全球布局步伐

對于機器人行業(yè)來說，“出?！笔且粋€企業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，也是未來發(fā)展的趨勢。中國企業(yè)不再僅將出海視為擺脫國內(nèi)市場競爭的出路，而是作為一種常態(tài)化的發(fā)展策略。

中國工業(yè)機器人廠商2023年出海的主要市場區(qū)域在亞太、歐洲、北美等地區(qū)，眾多中國機器人企業(yè)，如埃斯頓、埃夫特、拓斯達(dá)等，已經(jīng)在這些地區(qū)展開了布局，提供各類行業(yè)解決方案。這些區(qū)域市場貢獻(xiàn)了中國工業(yè)機器人廠商境外收入的90%。

另一方面，拉美、東南亞等制造業(yè)快速發(fā)展的地區(qū)也成為中國機器人企業(yè)出海的熱點。盡管這些地區(qū)人力資源豐富且成本低廉，但勞動力的整體素質(zhì)往往無法滿足產(chǎn)業(yè)升級的需求。拓斯達(dá)、瑞松科技等企業(yè)看到了這一市場機遇，為當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)的自動化和智能化提供支持。

此外，中東地區(qū)作為工業(yè)機器人需求潛力巨大的市場，也吸引了中國機器人企業(yè)的關(guān)注。匯川技術(shù)、華?？萍嫉绕髽I(yè)已經(jīng)將中東作為重點拓展的銷售區(qū)域之。