巡检机器人

工业机器人在中国制造业应用广泛，涵盖焊接、喷涂、装配、搬运、码垛、抛光、涂胶、分拣、包装、检验、装卸等几十个流程，在离散制造、流程工业、仓储物流等行业有很多应用场景。

中国多年来一直是全球最大的工业机器人市场。近年来，国内机器人制造商、核心零部件制造商和机器人系统集成商迅速崛起，而国际机器人巨头也加大了在中国市场的投资，建立制造工厂、应用技术中心和R&D中心。

得益于国内疫情的早期控制以及国内稳定的供应链体系和市场环境，2020年工业机器人主流厂商在中国市场将普遍增长，中国也将成为工业机器人新技术新产品的首个展示地；与此同时，主流工业机器人制造商加大了在中国的投资，涌现出一批新兴的工业机器人制造商。

此外，工业机器人应用产业进一步扩大和独立。品牌机器人的市场份额正在增加。我国已形成完整的工业机器人产业链，具备从上游核心零部件到中游本体制造再到下游系统集成应用的全产业链自主生产和配套能力。

1.工业机器人的主流制造商在中国市场普遍实现了增长。

2.继续看好中国市场，新的技术和产品会在中国登场。

由于新冠肺炎疫情在全球蔓延，外国很重要展览无法如期举办，作为国内疫情防控常态化-2020下举办的首届线下国家工业展。上海工博会也成为各大工业机器人厂商展示实力的重要舞台。不仅主流工业机器人厂商悉数到场，还展示发布了其最新产品和技术，展出了一批全球首发、国内首发、国内研发的工业机器人新品。

比如在今年的工博会上，库卡在全球推出了中国团队自主研发的新型KR 4机器人；ABB在全球推出的新型IRB 1300机器人也是中国设计的。发那科首次在中国展出CRX-10iA。宋新首次发布“火弧”机器人智能焊接系统；伯克·肯特的世界首个协作并联机器人。除了机器人新品亮相，该机器人还首次展出了自主研发的智能核心部件。

3.主流工业机器人制造商增加了在中国市场的投资。

与此同时，2020年，中国市场涌现出新兴的工业机器人制造商。比如2020年联想创新科技大会上，联想发布了首款自主研发的工业机器人——晨星工业机器人。富士康与凌华科技联合成立法博智能()，进军自主移动机器人(AMR)领域。

联想晨星工业机器人

具体来看，工业机器人的核心零部件受益于国内厂商在减速器、控制器、伺服系统等领域取得的技术突破，国产化率不断提高，国产替代加速。目前国内生产工业机器人的厂家有上百家，分布在并联机器人、机器人、桁架机器人、多关节机器人、协作机器人、重型机器人、移动机器人等领域。工业机器人系统集成是国内工业机器人厂商最集中的领域，国内有大量的工业机器人系统集成商，发展迅速，并已上市。公司光是2020年的Eft就有100多个。大连豪森、汉川智能、先辉科技、瑞松科技、美尔机器人等10余家工业机器人系统集成商成功上市。

中国工业机器人产业的发展及应用特点

从市场发展的特点看，一方面，核心零部件企业尤其是减速器制造企业成为产业发展的龙头企业；另一方面，中国作为工业机器人的新生力量崛起，工业机器人主流厂商在制造模式和市场定位上存在差异；此外，工业机器人系统集成商也发展迅速。

①核心零部件企业，尤其是主流精密减速器制造企业，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，约占工业机器人产品总成本的70%，直接决定了工业机器人的性能、可靠性和负载能力。尤其是精密减速器的技术壁垒最高，占工业机器人总成本的比例最高，约占总成本的30%。这说明，如果能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。然而，随着核心部件领域的国内厂商不同程度地取得技术突破，国产化进程正在加快。在减速器方面，谐波减速器的国产化进程比较快。目前，国内绿色谐波、弗莱谐波等厂家已实现量产，主要性能指标达到国际先进水平。RV减速器的国产化率仍然较低，但是南通镇康、双环传动、秦川机床、李仲达德等国内厂商也实现了批量销售。在伺服系统方面，国内拥有伺服电机大规模自主生产能力的厂商超过20家。在控制器方面， 华中数控、宋新等国内厂商在硬件制造上接近国际先进水平，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。

(2)中国作为工业机器人的新生力量崛起。

在人口红利下降、人力成本上升、政策驱动刺激、企业主动变革等多重因素的推动下，一方面，老牌工业机器人厂商不断发展壮大；另一方面，中国市场出现了许多工业机器人的新势力。比如在并联机器人领域，列群自动化、博肯特、华盛控制、一飞自动化、陈星(天津)自动化、瑞思等国内厂商，并占据国内并联机器人市场的主要份额。在协作机器人领域，也有捷卡机器人、奥博智能、艾莱特、集萃智造、罗氏机器人、田阳科技、迈禾机器人、美嘉机器人等活跃的新兴厂商。此外，格力、汉祖激光也进入了合作机器人领域。在移动机器人领域，近年来涌现出了很多新兴厂商，包括Stander Robot、吉之家、 嘉智科技、龚贤智能、优爱何志、加藤、灵动科技、龙博科技、海康机器人等等。

但是现在越来越多的工业机器人厂商采用“机器人制造机器人”的制造模式。例如，位于沈阳宋新智慧产业园C4车间实现了用机器人生产机器人。在2020工博会上，合作机器人厂商奥博智能将一条智能柔性生产线搬到展台上，展示如何用合作机器人生产合作机器人。ABB于上海投资建设的机器人“未来工厂”建成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，工业机器人厂商之间也存在差异。比如ABB推出了双臂合作机器人，库卡没有推出这样的产品。一些工业机器人主流厂商，如ABB、发那科、库卡、宋新等，基本实现了工业机器人类型的全覆盖；但也有一些工业机器人厂商专注于特定的领域和市场，比如博力士()专注于并联机器人，优傲()专注于合作机器人，三菱电机专注于中小型机器人市场。

④工业机器人系统集成商发展迅速。

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，有针对性地进行系统集成和软件二次开发。但由于系统集成的规模远大于本体市场，技术壁垒相对较低，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。统计显示，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%。其中涌现出一批综合实力较强的工业机器人系统集成商，如博众精工、领航智能、蒲军工业自动化、卜式自动化、天齐自动化、 罗明设备和汉川智能。随着制造企业的数字化转型和智能制造需求的不断增加，这些工业机器人系统集成商也成为智能工厂建设的中坚力量。

从工业应用的特点来看，工业机器人的结构类型和安装应用方式多样，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。

①结构类型和安装应用方式多样，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具有多样性和特殊性，这就导致了工业机器人的结构形式和安装应用方式的多样性。从结构类型上看，目前工厂使用的工业机器人有多关节机器人、坐标机器人、并联机器人、机器人、龙门机器人(也称桁架机械手)和移动机器人。

在安装应用方面，有常见的立式安装，即机器人直接安装固定在地面或底座直接固定，通常应用于装卸、搬运、涂装、焊接等场景；还有就是机器人+导轨的安装方式，使工业机器人移动一定距离，增加活动面积。比如安装在多台机床之间，实现一台工业机器人装卸多台机床；安装在喷涂生产线上，机器人的机械臂可以喷涂大尺寸工件等。此外，还有倒置安装、侧挂安装，以及机械臂+AMR/AGV移动平台的安装方式等等。

白车身喷涂站的多机器人协同应用

此外，多机器人的协作应用也成为主流。这是因为在工厂的实际应用中，比如车身涂装、焊接等场景，往往需要多个机器人在一个工位协同工作。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。例如，在2020工业博览会上，安川电机展示了商用车白车身焊装喷涂站的多机器人协同应用。在商用车白车身涂装站，安川电机展示了使用涂装机器人、开门机器人等4个不同的机器人共同完成车身涂装。在商用车白车身焊装工位，也是在一个工位配置多种类型的机器人，完成搬运、点焊、电弧焊作业。

②工业机器人的应用行业和场景不断拓展。

工业机器人最早服务于汽车行业，经过长期积累，汽车行业是应用范围最广、应用标准最高、应用成熟度最高的行业。但在通用行业智能制造需求和汽车行业整体低迷的带动下，工业机器人的应用也在向通用行业拓展，应用场景也在不断深化。在应用行业上，从汽车行业迅速扩展到3C电子、金属加工、化工、橡胶、塑料和食品加工行业。在具体的应用场景中，工业机器人的应用已经包括焊接、喷涂、抛光、涂胶、装卸、去毛刺、搬运、码垛、装配、分拣、包装、测试等。

罗氏机器人刀具刃磨

与此同时，工业机器人厂商也开始探索在特定领域和场景的应用，推出专用工业机器人。例如，罗氏机器人在刀具切割和缝制领域做了标准化的解决方案:在刀具制造领域，针对刀具打磨、抛光、切割、去毛刺等核心工序，开发了自动水磨工作站和刀具切割工作站；在缝纫领域，介绍了机器人多层厚料缝纫、机器人单件缝纫和机器人袖袖柔性加工线。

宁波慈星有限公司公司与CSIC 716合作，国内首台3D缝纫机器人研发成功，可用于汽车内饰缝纫，也可通过不同的缝纫头实现汽车仪表板、飞机舱门、整流罩、风电叶片夹层加强等多种应用。

武汉奋进智能瞄准白酒酿造的关键岗位——甑，研发出甑机器人，根据不同的酿造工艺，提炼出适合生产浓香型、酱香型、清香型白酒的各类机器人。博世自动化研发的高温炉前作业机器人，可以实现电石出料的自动化、智能化，以及高温、危险作业环境下的人工替代，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打孔机器人、光伏排版机器人、压铸机器人、建筑机器人、陶瓷机器人等特种工业机器人产品。

从技术发展的特点来看，机器人智能化趋势明显。传统工业机器人是通过与机器视觉、力觉、触觉等传感器配合来实现智能化的。合作机器人从“人机合作”走向“人机一体化”；AMR、叉车AGV和箱式机器人已成为移动机器人领域的发展重点。

①工业机器人智能化:与机器视觉、力觉、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、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、力觉和触觉等传感器的协同应用。

比如ABB在机器人本体焊缝打磨的应用中采用了自适应磨头技术。自适应磨头是ABB近年来研发的独立力控磨削设备，集力传感器、位移传感器、倾角传感器于一体，具有轴向恒力浮动功能，支持多种通讯方式，有效提高力控的响应速度和精度，大大缩短调试时间。已在一汽大众和一汽红旗成功应用。中国数字机器人通过“机器人+传感器+机构+流程软件包”实现细分市场的集成创新。其系列机器人配合外围辅助设备、视觉/力感测、末端执行器和特定工艺编程系统，组成各种新型单元，包括冲压、焊接、打磨抛光、涂胶、装配、去毛刺、植绒、码垛、 喷缝。而且在传感器领域，华数机器人也在不断巩固多项传感技术，如力觉感知(动态模型、在线参数识别)、视觉感知(深度学习物体识别、三维环境建模)、听觉感知(语音语义识别)。

②合作机器人从“人机合作”走向“人机一体化”

目前，合作机器人的类型是多样化的，包括单臂合作机器人、双臂合作机器人和复合合作机器人(移动合作机器人)。不仅有多个合作机器人之间的合作，还有人机之间的合作。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“人机一体化”的方向发展。

目前基于SLAM技术的AMR自主导航可分为两类，即激光SLAM和视觉SLAM(也称SLAM或)。所以AMR厂商主要分为两类:一类是采用激光SLAM技术的AMR厂商，以MIR、欧姆龙、斯托比尔WFT、斯坦德、吉之佳、优爱何志、佳智科技、龚贤智能为代表，另一类是采用视觉SLAM技术的AMR厂商，以Smart Technology、蓝芯科技、聚星、未来机器人等为代表与视觉SLAM相比，激光SLAM的应用时间更早，技术也相对成熟，是目前应用的主流。但由于每种导航技术都有一定的局限性，AMR厂商主要采用激光SLAM或视觉SLAM导航方式，并融合惯性导航(IMU)等其他导航方式，实现复杂环境下的机器人定位导航。

叉车AGV又称无人叉车，与普通AGV相比，不仅可以完成点对点的物料搬运，还可以实现多个生产环节的物流运输。它不仅擅长三个场景:高层仓库、仓库外收货区、生产线转移，而且在重载、特殊搬运场景中发挥着不可替代的作用。叉车AGV不是新概念，但2020年将爆发，包括昆川智能、杭叉智能、宋新、加藤、斯坦德、纪志佳、艾继伟、合力、牧牛刘妈、合肥金科、嘉顺智能、侯坤智能、郭子机器人、松井智能、亿丰机器人、牧星智能、联和科技、龚贤智能、机电一体化、欧凯等主流厂商都推出了叉车AGV产品。

工业机器人国产化率低一直是我国工业机器人发展面临的问题。近年来，国内厂商攻克了工业机器人核心部件的一些难题，取得了一定的技术突破。国产核心零部件的应用在提升，国产自主工业机器人的认知度和市场占有率也在提升，但未来仍有巨大的提升空间。在应用领域，继汽车和3C电子行业之后，卫浴陶瓷、金属加工、家具和家用电器等通用工业领域开始成为中国工业机器人市场的主要增长点。

3.混合机器人将成为未来的发展方向。

目前，工业机器人在灵活性和智能决策能力方面还存在不足，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。因此，出现了一种“和谐机器人”，能够实现机器人与环境的和谐、机器人与人的合作、机器人之间的和谐，能够独立适应复杂的动态环境，协同工作。目前，传统工业机器人正通过与机器视觉、力觉、触觉等传感器的协同应用，走向智能化。合作机器人已经开始向“人机一体化”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，以及与机器人技术的结合， 包容性机器人将成为工业机器人未来的发展方向，使工业机器人更加智能和灵活。

4.云机器人和工业机器人云平台将会崛起。

在智能制造生产场景中，要求工业机器人具有自组织和协作的能力，以满足柔性生产，这就带来了对云机器人(机器人大脑在云端)和工业机器人云平台的需求。与传统机器人相比，云端机器人需要通过网络连接到云端的控制中心，基于超高计算能力的平台，通过大数据和人工智能实时控制制造过程。其实在今天，厂商已经开始在云机器人和工业机器人的云平台上进行布局。

例如，在云化机器人方面，早在2017年，华为就与中国移动、达闼科技、GTI、软银联合推出了云化机器人白皮书，并在当年选择了与贝厚、库卡、ABB、宋新等多家工业机器人厂商和科研合作。机构合作共同研发5G时代的超级云AI机器人。工业机器人云平台方面，由阿里云牵头的“智能机器人”重点项目“工业机器人云平台”于2019年底启动；哈工大正在大力打造工业云平台，定位为工业机器人一站式服务平台。不仅可以开放机器人链接的数据链接，还支持跨机器人品牌的在线数据监控和智能维护。达闼科技发布海瑞云机器人操作系统(OS)。Eft于2020年成功登陆科技创新板，部分募集资金也将用于机器人云平台研发和产业化项目建设，旨在通过工业机器人云平台“公有云+私有云+边缘计算”的混合云架构，打造工业机器人应用生态系统。未来，随着5G、AI、云计算等技术的发展，云机器人和工业机器人云平台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，随着全球经济的低迷和新冠肺炎疫情的蔓延，中国移动机器人市场呈现出较为强劲的发展势头，这主要得益于无人驾驶的普及、国家政策的推动以及应用向多个行业的拓展。未来，中国移动机器人将继续保持快速增长的势头。这主要是因为行业整体规模仍然较小，传统AGV、自主移动机器人(AMR)、叉车AGV和箱式机器人仍将是未来市场增长的主要驱动力。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，需求的确定性将加强，这也将带动国内移动机器人厂商的发展，同时行业龙头厂商的市场份额将进一步提升。

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虽然中国工业机器人市场经历了2018年和2019年连续两年的销量下滑，但2020年，在市场调整和新冠肺炎疫情的刺激下，制造企业推动数字化转型和智能制造的需求快速增长，也迎来了中国工业机器人产业发展和应用的回暖。产业发展方面，国内核心零部件厂商取得技术突破，工业机器人制造出现新生力量，工业机器人系统集成商快速发展。