工業(yè)機器人被譽為“制造業(yè)皇冠上的明珠”，作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，工業(yè)機器人已成為衡量一個國家制造水平和科技水平的重要標志。

工業(yè)機器人也是推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快制造強國建設(shè)的重要切入點，工業(yè)機器人作為先進制造業(yè)的關(guān)鍵支撐裝備，主要經(jīng)濟體如美國、日本、歐盟等紛紛將發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)上升為國家戰(zhàn)略，并以此作為保持或重獲制造業(yè)競爭優(yōu)勢的重要手段。

機器人是中國重點發(fā)展十大領(lǐng)域之一。在政策層面，“十二五”期間提出長期設(shè)想和總規(guī)劃，“十三五”期間提出工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)的突破，“十四五”期間逐步進入落地應(yīng)用的密集催化期，提出具體應(yīng)用場景規(guī)劃。

工業(yè)機器人相關(guān)政策密集出臺

●2015年，國務(wù)院《中國制造2025》提出推動機器人標準化、模塊化發(fā)展，擴大行業(yè)市場應(yīng)用，實現(xiàn)關(guān)鍵零部件和相關(guān)技術(shù)突破。

●2016年機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展被寫入“十三五”規(guī)劃而后中央及地方密集出臺相關(guān)政策政策覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)、零部件性能、產(chǎn)業(yè)目標等全方面，助力我國機器人全產(chǎn)業(yè)鏈快速崛起，逐漸減少我國與發(fā)達國家之間的差距。

●2021年底，工信部、國家發(fā)改委、科技部等15部門聯(lián)合印發(fā)了《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確提出:力爭到2025年，我國成為全球機器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應(yīng)用新高地，機器人產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入年均增長超過20%，制造業(yè)機器人密度實現(xiàn)翻番。

●2023年1月，工信部等17部門印發(fā)《“機器人+”應(yīng)用行動實施方案》，指出:到2025年，制造業(yè)機器人密度較2020年實現(xiàn)翻番，服務(wù)機器人、特種機器人行業(yè)應(yīng)用深度和廣度顯著提升，聚焦10大應(yīng)用重點領(lǐng)域，突破100種以上機器人創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)及解決方案，推廣200個以上具有較高技術(shù)水平、創(chuàng)新應(yīng)用模式和顯著應(yīng)用成效的機器人典型應(yīng)用場景。

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全球機器人產(chǎn)業(yè)格局

工業(yè)機器人起源于美國，盛于日本。自 20 世紀 50 年代末世界上第一臺機器人誕生以來，工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)建立起完善的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系，掌握了核心技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用，并形成了工業(yè)機器人四大家族(瑞士 ABB、德國庫卡、日本發(fā)那科、日本安川)。

美國是工業(yè)機器人的誕生地，基礎(chǔ)雄厚，技術(shù)先進，近年來主要聚焦于特種機器人: 日本以“工業(yè)機器人王國”著稱，全球市占率維持在 60%左右的水平；歐系以德國為主角，在人機交互、機器視覺、機器互聯(lián)等領(lǐng)域領(lǐng)先全球；韓國起步略晚，目前保持著工業(yè)機器人使用密度世界第一的水平。發(fā)展得最成功的是日本，依托在數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機等方面的優(yōu)勢，日本已成為長期領(lǐng)跑工業(yè)機器人技術(shù)研究與應(yīng)用市場的國家。日本發(fā)那科作為工業(yè)機器人全球總龍頭，過去二十年收入最高增長 1.8 倍，凈利潤增長 3.4 倍，股價最大漲幅 5.6 倍，并長期享受估值溢價，超額收益明顯，目前市值超過 2700 億元人民幣。

中國工業(yè)機器人市場發(fā)展迅猛，尤其是隨著工業(yè)自動化進程的加快以及智能制造的深入，機器人應(yīng)用市場應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。中國自 2013 年以來一直是全球工業(yè)機器人的最大市場，年裝機量超過排名其后的日本、美國、韓國、德國之和。中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈愈發(fā)成熟，但外資占比超過 60%，整機及三大核心零部件均被以日系為主的國外企業(yè)壟斷。

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機器人的分類

根據(jù)機器人應(yīng)用環(huán)境的不同，國際機器人聯(lián)盟 (IFR) 將機器人分為工業(yè)機器人和服務(wù)機器人兩類。其中，工業(yè)機器人主要指應(yīng)用于生產(chǎn)過程與環(huán)境的機器人，包括人機協(xié)作機器人、工業(yè)移動機器人等；而服務(wù)機器人則指用于非制造業(yè)、服務(wù)于人類的各種機器人，主要包括家用服務(wù)機器人和公共服務(wù)機器人。

目前來看，國內(nèi)在自然災(zāi)害應(yīng)對和公共安全事件方面對特種機器人有著相對突出的需求，因此中國電子協(xié)會根據(jù)我國實際情況將機器人劃分為工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、特種機器人三類。

1) 工業(yè)機器人: 指面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人，在工業(yè)生產(chǎn)加工過程中代替人類來自動控制執(zhí)行某些單調(diào)、頻繁和重復的長時間作業(yè)。主要包括焊接機器人、搬運機器人、碼垛機器人、包裝機器人、噴涂機器人、切割機器人和凈室機器人等。

2) 服務(wù)機器人: 指在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下為人類提供必要服務(wù)的多種高技術(shù)集成的先進機器人，主要包括家用服務(wù)機器人、醫(yī)療服務(wù)機器人和公共服務(wù)機器人。其中，公共服務(wù)機器人指在除醫(yī)學領(lǐng)域外的農(nóng)業(yè)、金融、物流、教育等公共場合為人類提供一般性服務(wù)的機器人。

3) 特種機器人: 指代替人類從事高危環(huán)境和特殊工況的機器人，主要包括軍事應(yīng)用機器人、極限作業(yè)機器人和應(yīng)急救援機器人。

圖/機器人種類劃分? ?

按功能劃分，工業(yè)機器人可分為包裝、上下料、噴涂、搬運、焊接、潔凈室、碼垛、裝配等，其中以搬運與上下料/焊接與釬焊裝配與拆卸為主。

圖/工業(yè)機器人功能類型劃分

按機械結(jié)構(gòu)劃分，工業(yè)機器人可分為多關(guān)節(jié)機器人、平面多關(guān)節(jié) (SCARA) 機器人、并聯(lián)機器人直角坐標機器人、圓柱坐標機器人以及協(xié)作機器人。多關(guān)節(jié)型機器人在全球和中國均占 60%以上的市場份額，幾乎可應(yīng)用于所有工業(yè)領(lǐng)域，以焊接、裝配和搬運領(lǐng)域應(yīng)用最多，其中汽車制造業(yè)是多關(guān)節(jié)工業(yè)機器人增長的主要需求驅(qū)動力。

圖/工業(yè)機器人機械機構(gòu)類型劃分

從應(yīng)用場景來看，工業(yè)機器人在汽車、電子產(chǎn)品、金屬制品、塑料及化工產(chǎn)品等行業(yè)的應(yīng)用較為廣泛。

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工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈

工業(yè)機器人及成套設(shè)備的上游包括控制器、伺服系統(tǒng)、減速機等零部件領(lǐng)域；中游為整機制造行業(yè)；下游則是系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)，以自動化設(shè)備生產(chǎn)商 (即系統(tǒng)集成商) 為主，涵蓋焊接、機械加工、裝配、搬運、分揀、噴涂等生產(chǎn)領(lǐng)域；終端客戶包括汽車、電子、金屬、塑料、食品、生化等行業(yè)。工業(yè)機器人本體是機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，而下游機器人系統(tǒng)集成則是工業(yè)機器人工程化和大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。

圖/工業(yè)機器人上中下游產(chǎn)業(yè)鏈? ?來源/野村東方國際證券

1) 產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為伺服系統(tǒng)、減速器、控制器等核心零部件和齒輪、渦輪、蝸桿等關(guān)鍵零部件子行業(yè)。減速器、伺服系統(tǒng) (包括伺服電機和伺服驅(qū)動) 及控制器是工業(yè)機器人的三大核心零部件，直接決定工業(yè)機器人的性能.可靠性和負荷能力，對機器人整機起著至關(guān)重要的作用。

2) 產(chǎn)業(yè)鏈中游是工業(yè)機器人整機制造，工業(yè)機器人整機制造的技術(shù)主要體現(xiàn)于: 整機結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝，重點解決機械防護、精度補償、機械剛度優(yōu)化等機械問題；結(jié)合機械本體開發(fā)機器人專用運動學、動力學控制算法實現(xiàn)機器人整機的各項性能指標；針對行業(yè)和應(yīng)用場景，開發(fā)機器人編程環(huán)境和工藝包，以滿足機器人相關(guān)功能需求。

3) 產(chǎn)業(yè)鏈下游主要面向終端用戶及市場應(yīng)用，包括系統(tǒng)集成、銷售代理、本地合作、工業(yè)機器人租賃、工業(yè)機器人培訓等第三方服務(wù)，主要依據(jù)客戶的需求進行自動化設(shè)備的研發(fā)設(shè)計與生產(chǎn)制造等業(yè)務(wù)。

工業(yè)機器人最核心的三個零部件分別是伺服電機、減速機、控制器（包括運動控制），是工業(yè)機器人核心技術(shù)壁壘所在。

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占機器人整機產(chǎn)品成本的 70%左右。其中，減速器占整機成本約 36%，伺服占約24%，控制器占約 12%，而本體和其他部分占整機成本的比例分別為 15%和13%。這些核心零部件的生產(chǎn)目前主要被外資品牌壟斷，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)展的主要瓶頸。

圖/工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈及主要配套廠商?

經(jīng)過 30 多年的發(fā)展，中國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈已日趨完善。在核心零部件方面，精密減速機、伺服系統(tǒng)和控制系統(tǒng)都涌現(xiàn)出了一些龍頭企業(yè)，在機器人本體方面，也已研發(fā)出了噴涂、點焊、弧焊、碼垛等類型的工業(yè)機器人。

中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈

●上游

在上游主要零部件，包括機器人精密減速機、伺服電機、質(zhì)量傳感器等方面，國內(nèi)公司近年來發(fā)展勢頭不錯，其中:

減速器方面，主要有綠的諧波、南通振康、中大力德、中技克美等。伺服系統(tǒng)方面，有埃斯頓、英威騰、匯川技術(shù)、新時達、華中數(shù)控等?？刂葡到y(tǒng)方面，有埃斯頓、埃夫特、匯川技術(shù)、新時達、固高科技、華中數(shù)控等。

傳感器方面，有宏發(fā)股份、歌爾聲學、美新半導體等。

●中游

機器人產(chǎn)業(yè)鏈中游主要是機器人整機。這方面的國內(nèi)知名公司主要包括:埃斯頓、匯川技術(shù)、埃夫特、博實股份、新時達、拓斯達、機器人、廣州數(shù)控等。

●下游

下游集成系統(tǒng)環(huán)節(jié)中，有新時達、克來機電、拓斯達、哈工智能、埃夫特、機器人、匯川技術(shù)等。

圖/中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈? ??來源/野村東方國際證券

目前，中國工業(yè)機器人行業(yè)在高端應(yīng)用領(lǐng)域 (諸如汽車制造、3C 電子等)的需求仍主要依賴進口，而在對制造成本敏感的中低端應(yīng)用領(lǐng)域 (諸如化工、金屬制造等)，國產(chǎn)化需求已達 60-70%。與零部件相比，機器人本體的技術(shù)難度相對較低，但高端應(yīng)用市場依舊被“四大家族”壟斷。

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工業(yè)機器人四大家族

自20 世紀 50 年代末世界上第一臺機器人誕生以來，工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)建立起完善的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系，掌握了核心技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用，并形成了工業(yè)機器人四大家族(瑞士ABB、德國庫卡、日本發(fā)那科、日本安川)。

FANUC發(fā)那科

前身是富士通公司的自動化部門“富士通數(shù)控”，1956年研制出日本第一臺數(shù)控系統(tǒng)；1975年進入工業(yè)機器人市場。

發(fā)那科的工業(yè)機器人以其高速度、高精度和靈活性而著稱，廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子制造、食品加工等領(lǐng)域。

主營業(yè)務(wù)

機器人、工廠自動化（包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、激 光器）、服務(wù)及數(shù)控機床四大板塊。

發(fā)那科的數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)，機器人和機床三大板塊業(yè)務(wù)具有很高的相關(guān)性，使得發(fā)那科成為世界上唯一一家由機器人來做機器人的公司，唯一提供集成視覺系統(tǒng)的機器人企業(yè)，唯一既提供智能機器人又提供智能機床的公司。

優(yōu)勢

1)工藝控制更加便捷、同類型機器人底座尺寸更小擁有獨特的手臂設(shè)計。

2)精度非常高。多功能六軸小型機器人的重復定位精度可以達到土0.02mm。

3)獨特的刀片補償功能。數(shù)控機床精加工的刀片補償功能算法應(yīng)用在機器人上。

ABB

ABB集團是全500強企業(yè)之一，總位于瑞蘇整世，由兩個具有百年歷史的國際性企業(yè)瑞典的阿西亞公司 （ASEA) 和瑞士的布的勃法瑞司（ BBC Brown Boverd ）在198年合并而成。

ABB是電力和自動化技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)先廠商，致力于幫助電力、公共事業(yè)和工業(yè)客戶提高業(yè)績，同時降低對環(huán)境的不良影響。

ABB集團擁有廣泛的產(chǎn)品和服務(wù)范圍，包括電力系統(tǒng)、電力傳輸和配電設(shè)備、工業(yè)自動化、機器人與離散自動化技術(shù)等。集團業(yè)務(wù)遍布全球100多個國家。

產(chǎn)品矩陣

多關(guān)節(jié)機器人：ABB完整的六軸關(guān)節(jié)型機器人產(chǎn)品組合為物料搬運、機器上下料、點焊、弧焊、切割、裝配、測試、檢測、涂膠、研磨和拋光應(yīng)用提供解決方案。

協(xié)作機器人：易于安裝、編程、操作與擴展，應(yīng)用范圍較廣。

并聯(lián)機器人：廣泛應(yīng)用于揀選、搬運和包裝等應(yīng)用。占地空間小，卻能提供高度靈活性。

SCARA：能夠滿足對快速、精準、可靠的物料搬運、機器上下料、拾取與放置以及小部件組裝和測試的需求。

AMR：自主移動機器人，屬于協(xié)作機器人，可以在工業(yè)環(huán)境中安全移動，與員工和卡車共同作業(yè)。

機器人控制器：以TrueMove.、QuickMove 和 MultiMove 為特色的運動控制技術(shù)是機器人在路徑精度、速度和循環(huán)時間方面性能的關(guān)鍵。集成到傳感器，由通信功能支持并使用強大而靈活的 RAPID 語言可以解決任何任務(wù)。

應(yīng)用設(shè)備和附件：提供多元化產(chǎn)品組合。

優(yōu)勢

1)多機協(xié)作能力強，強調(diào)機器人本身的整體性，六軸一起聯(lián)合運作的精準度很高。

2)運動控制系統(tǒng)算法優(yōu)異，可以實現(xiàn)循徑精度、運動速度、周期時間、可程序設(shè)計等機器人的性能，大幅度提高生產(chǎn)的質(zhì)量、效率以及可靠性3可提供完整的運動控制系統(tǒng)化集成方案。

?KUKA庫卡

KUKA是一家國際知名的自動化集團公司，營業(yè)額高達 33億歐元，擁有約 15,00 名員工，公司總位于德國奧格斯堡，作為智能自動化全球解決方案供應(yīng)商之一，KUKA為客戶提供站解決方案：包括機器人、工作單元、全自動系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)于汽車、電子、金屬、塑料、消費品、電子商務(wù)及零售和醫(yī)療保健等市場領(lǐng)域。

2017年被美的收購。

產(chǎn)品矩陣

多關(guān)節(jié)機器人

KR4 AGILUS : 可使用范圍多，包括地面、天花板或墻壁，由于使用內(nèi)置的拖鏈系統(tǒng)和來自KUKA的控制技術(shù)，可以在狹小空間內(nèi)實現(xiàn)較高的精度。

KR CYBERTECH : 更為緊湊。由此可以提高集成度并減少干擾輪廓，專門用于搬運應(yīng)用:大型工件、加工裝配、碼垛和保護氣體焊接。

KR IONTEC: 適用小空間工作，配備了一個防水防塵腕部及多臺帶有保護的電機。

KR 40 PA: 為貨盤碼設(shè)計的工業(yè)機器人小巧輕盈的貨盤堆垛機器人代表性產(chǎn)品。

KR QUANTEC : 高負載級別，用于眾多細分市場，包括: 汽車、鑄造、醫(yī)療。

KR FORTEC ULTRA: 重負載機器人，擅長快速而精確地搬運具有高轉(zhuǎn)動慣量的大型工件。

協(xié)作機器人

IIW :實現(xiàn)人類與機器人之間的直接合作，以完成高靈敏度需求的任務(wù)。

Delta

應(yīng)用在包裝、搬運和安裝等任務(wù)時運營成本低，適合例如食品、制藥和電子業(yè)等要求嚴苛的產(chǎn)業(yè)。

SCARA

KR SCARA: 同時兼具快速和強大功能，而且有效負載高，提供狹小空間內(nèi)的自動化解決方案。適用于小零件裝配、材料搬運，還是檢測。

控制系統(tǒng)

采用模塊化的硬件結(jié)構(gòu)和以計算機為基礎(chǔ)的開放式軟件架構(gòu)，可以根據(jù)設(shè)備和特殊要求進行靈活適配。

優(yōu)勢

1)二次開發(fā)的操作難度降低。工程師上手操作的壁壘較低，在人機界面簡單好用。

2)重負載機器人性能優(yōu)異。在重載400KG和600KG的機器人中銷量最高。

YASKAWA安川電機

成立于1915年，最初生產(chǎn)電動馬達，1958年研發(fā)出直流同服電機；安川電機的工業(yè)機器人業(yè)務(wù)始于1977年，當時公司推出了世界上第一款直流伺服電機驅(qū)動的工業(yè)機器人。安川電機的工業(yè)機器人以其高精度、高速度和高可靠性而著稱，廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子制造、食品加工等領(lǐng)域。安川電機一直致力于技術(shù)創(chuàng)新，不斷推出新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品性能。目前，安川電機的工業(yè)機器人在全球范圍內(nèi)占據(jù)重要地位。

核心領(lǐng)域

安川電機主要生產(chǎn)的伺服和運動控制器都是制造機器人的關(guān)鍵零件。安川電機之所以可以掌握核心科技與其有著近百年專業(yè)電氣的歷史密不可分，這讓安川電機在開發(fā)機器人方面有著獨特優(yōu)勢。安川電機相繼開發(fā)了焊接、裝配、噴涂、搬運等各種各樣的自動化作業(yè)機器人，其核心的工業(yè)機器人產(chǎn)品包括：點焊和弧焊機器人、油漆和處理機器人、LCD 玻璃板傳輸機器人和半導體芯片傳輸機器人等，是將工業(yè)機器人應(yīng)用到半導體生產(chǎn)領(lǐng)域最早的廠商之一。

優(yōu)勢

1）穩(wěn)定性高電機慣量能做到最大化，機器人負載大，穩(wěn)定性高，在滿負載滿速度運行的過程中不會報警，甚至能夠過載運行，適用于汽車等重負載需求較多的行業(yè)。

2）價格優(yōu)勢明顯，性價比較高的品牌。

編輯：黃飛