我国已连续多年成为全球最大的工业机器人市场，国产机器人本体制造企业、核心零部件制造企业以及机器人系统集成商快速崛起，国际机器人巨头也加大了对中国市场的投资力度，建立制造工厂、应用技术中心和研发中心。2020年，协作机器人、并联机器人和移动机器人（AMR）应用增长迅速，叉车型AGV成为市场热点。作为中国智能制造领域的权威媒体，数字化企业网（e-works）对中国工业机器人产业发展现状、市场特点和应用趋势进行了分析和展望。
一、中国工业机器人产业和市场发展状况
2020年，新冠肺炎疫情给全球经济带来了巨大影响，但由于中国迅速控制了疫情，下半年多个行业出现井喷，对工业机器人的需求也明显增长。国家统计局、工信部公布的数据显示，2020年1－11月，全国规模以上工业企业的工业机器人总产量达到206851套，同比增长22.2%；全国规模以上工业机器人制造企业营业收入453.3亿元，同比增长3.4%。2021年中国工业机器人销量将从下滑态势，再次转入正增长。
1. 国际主流厂商在中国市场销量普遍实现增长
根据公开报道，发那科2020年在中国市场的机器人销量猛增，同比增长超过30%，新增装机总量创历史峰值。
2. 持续看好中国市场，新技术与新产品在中国首发首展
由于新冠肺炎疫情全球蔓延，国外重要展会无法如期举行，作为国内疫情常态化防控下举办的首个线下国家级工业展会——2020年上海工博会，不仅工业机器人主流厂商悉数到场，而且都展示发布了最新产品与技术，一批全球首发、中国首发、中国研发的工业机器人新品集中亮相。例如，库卡全球首发了由中国团队自主研发的KR 4 AGILUS机器人；ABB全球首发的IRB 1300机器人同样由中国本土设计；发那科首次展出了CRX-10iA全新一代协作机器人产品等等。
3. 国际主流厂商加大对中国市场的投资力度
2020年，国际工业机器人主流厂商纷纷加大对中国市场的投资力度。例如，位于天津港保税区的新松机器人研发生产基地已于2020年8月正式启动，新松计划将其打造为工业机器人的全国性总部。ABB于上海新建的机器人“未来工厂”正在按计划推进，投产后将生产更适合我国企业需求的机器人。新时达位于上海的年产1万台套机器人的工厂已于2020年12月正式投产。
4. 工业机器人领域融资频繁，新兴厂商涌现
2020年，受机器人行业应用需求增长、市场回暖的影响，机器人市场融资活动频繁，大量头部投资机构涌入，使得该领域热度上升。企查查数据显示，2020年中国机器人行业共发生投融资事件242起，总金额约为267.7亿元。其中，工业机器人融资占比最高，为33%，融资事件达30多起，已披露总融资额超过14.6亿元。
5. 工业机器人应用行业与领域不断拓展
一方面，汽车工业对机器人的需求趋于稳定，正在向通用工业不断拓展延伸。据统计，2020年机器人的需求增量主要来自于3C、新能源、金属机械等领域，以上三大领域贡献的需求增量超过60%。另一方面，工业机器人厂商也在探索特定行业与场景的应用，并推出专用工业机器人。此外，在疫情的驱动下，工业机器人厂商也纷纷探索在医疗行业的应用。
6. 国产品牌机器人市场份额提升，产业链布局完整
虽然中国工业机器人市场目前仍以外资品牌为主导，但随着国产工业机器人厂商取得技术突破以及认可度逐渐提升，自主品牌工业机器人市场份额也在逐步提升，与外资品牌机器人的差距逐渐缩小；而且，中国也已形成了比较完善的工业机器人产业链，已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的全产业链自主生产能力。
二、中国工业机器人产业发展与应用特点
1. 从市场发展特点来看
（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龙头
减速器、伺服系统和控制器是工业机器人的三大核心零部件，共占据了工业机器人整机产品约70%的成本，并直接决定工业机器人的性能、可靠性和负荷能力。
随着核心零部件领域的国产厂商取得不同程度的技术突破，国产化进程正在加速。减速器方面，谐波减速器的国产化进程较快，目前已有绿的谐波、来福谐波等国产厂商实现量产，主要性能指标已达到国际先进水平；RV减速器的国产化率还较低，但南通振康、双环传动、秦川机床等国产厂商也已实现批量销售。伺服系统方面，目前具备较大规模的伺服电机自主生产能力的国产厂商已超过20家。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，但是在底层软件架构和核心控制算法上仍与国际品牌存在一定差距。
（2）中国崛起工业机器人新势力
中国市场崛起了一批工业机器人新势力。例如，在并联机器人领域，涌现出李群自动化、勃肯特、华盛控等国产厂商；在协作机器人领域，活跃着节卡机器人、遨博智能、艾利特等新锐厂商，此外，格力、大族激光也已入局协作机器人领域。在移动机器人领域，则涌现包括斯坦德机器人、极智嘉、迦智科技等新锐厂商。
（3）国际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，虽然在中国也建有工厂，但主要从事工业机器人系统集成的研发与制造，其日本总部维持了大批量、系列化以及标准化的生产模式，从而也实现了用机器人装配机器人。其他国际主流厂商，也从事工业机器人本体制造，且更多采用按订单生产，以及人机结合、人机协作的制造模式。
“机器人制造机器人”的模式被越来越多的工业机器人厂商采用。例如，2020年工博会上，协作机器人厂商遨博智能将一条智能柔性生产线搬上展台，展示了如何用协作机器人生产协作机器人。
在产品定位上，工业机器人厂商也存在差异。部分厂商专注于特定领域及市场，如博力实（BLIZX）专注于并联机器人，优傲（Universal Robots）专注于协作机器人。
（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，主要面向终端用户及市场应用。由于系统集成的规模要远远大于本体市场，技术壁垒也相对较低，且具备本土化服务竞争优势，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迅猛。有数据显示，中国工业机器人厂商已近5000家，而工业机器人系统集成商的数量最多，占比超过65%。
2. 从行业应用特点来看
（1）结构类型与安装应用方式多样，多机器人协同应用成主流
不同行业与领域对工业机器人的需求存在多样性和特殊性，使工业机器人在结构形式及安装应用方式上具备多样性。在结构类型上，目前工厂中应用的工业机器人包括多关节机器人、坐标式机器人、并联机器人、SCARA机器人、龙门式机器人（也称桁架式机械手）以及移动机器人等多种类型。在安装应用方式上，既有常见的立式安装，也有机器人+导轨的安装方式，此外，还有倒挂安装、侧挂安装，以及机械臂+AMR/AGV移动平台的安装方式等。
此外，多机器人的协同应用也成为主流。这是因为在工厂的实际应用中，如汽车行业的车身喷涂、焊接等场景，往往一个工位上需要有多台机器人来协同工作。目前，工业机器人主流厂商也纷纷推出了多机器人协同应用的解决方案。
（2）应用行业与应用场景不断拓展
汽车行业是工业机器人应用范围最广、应用标准与应用成熟度最高的行业。然而，在通用工业的智能制造需求驱动，以及汽车行业整体下行的背景下，工业机器人应用也正在向通用工业拓展，应用场景也不断深化。在应用行业上，已由汽车行业迅速拓展到3C电子、金属加工、化工、橡胶、塑料以及食品加工等行业；在具体应用场景上，工业机器人的应用已包括焊接、喷涂、抛光打磨、涂胶、上下料、去毛刺、搬运、码垛、装配、分拣、包装、检测等。
与此同时，工业机器人厂商也开始探索在特定领域与场景的应用，并推出专用工业机器人。
3. 从技术发展特点来看
（1）工业机器人智能化
工业机器人本身并不智能，需要与机器视觉甚至立体视觉，以及力觉、触觉等多种传感器的协同应用才能够变得更加智能。为了执行更复杂的任务，目前工业机器人厂商都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。
（2）协作机器人从“人机协作”走向“人机共融”
目前，协作机器人的类型呈多样化特征，既有单臂协作机器人，也有双臂协作机器人，还有复合型协作机器人（移动协作机器人）；既有多个协作机器人之间的协作，也有人机间的协作。而且，随着机器视觉、智能传感等技术的发展，协作机器人正向着“人机共融”的方向迈进。
所谓“人机共融”是指人与机器人由主仆关系变成合作关系，可以相互理解、相互感知、相互帮助，能在同一自然空间里工作，紧密协调，自主提高自身技能，自然交互，同时保证安全。目前已有部分协作机器人厂商推出共融机器人产品。
（3）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和箱式机器人车成为移动机器人领域的发展重点，各主流厂商纷纷推出相关产品。
AMR（Autonomous Mobile Robot，自主移动机器人)可以视作是传统AGV的升级版，目前基于SLAM技术实现AMR自主导航可以分为两类，即激光SLAM和视觉SLAM。激光SLAM应用时间早、技术相对成熟，是目前应用的主流。并融合诸如惯性导航（IMU）等其他导航方式，来实现机器人在复杂环境中的定位导航。
叉车AGV又称无人叉车，与普通AGV相比，它除了能完成点对点的物料搬运之外，更能实现多个生产环节对接的物流运输，不仅擅长高位仓库、库外收货区、产线转运三大场景，而且在重载、特殊搬运等场景也有着不可替代的作用。
箱式机器人是移动机器人领域的热点之一。由于箱式仓储机器人是拣选搬运货箱而不是货架，其“货箱到人”的特点可提高存储密度，节省空间，进而节省仓租，也更适用于大部分已建仓储的情况，改造难度更小、柔性和兼容性更好，因此也成为各主流厂商布局的重点。
三、中国工业机器人产业发展与应用展望
1. 中国工业机器人市场空间及前景依然广阔
中国作为全球最大、增长最快的工业机器人应用市场，市场空间与前景依然广阔。一方面，虽然中国市场每万人机器人装机数量正逐渐上升，但在工业机器人装机密度上仍远远落后于发达国家，未来仍有较大提升空间。另一方面，随着疫情进入常态化防控阶段，制造企业建设智能工厂的需求被激发，也将带动整个工业机器人产业的发展。
2. 国产化进程加速，应用向更多细分行业与领域拓展
工业机器人国产化率低，一直是我国工业机器人产业发展所面临的问题。国产核心零部件的应用程度正在提升，目前国产自主工业机器人的认可度与市场份额也在提高，未来仍有巨大的提升空间。在应用领域上，继汽车、3C电子行业后，卫浴陶瓷、金属加工、家具家电等通用工业领域也开始成为中国工业机器人市场主要增长点。
3. 共融机器人将成未来发展方向
目前，工业机器人在灵活性和智能决策能力方面仍显不足，这主要表现在感知能力较弱，只能在结构化环境中执行各类确定性任务，基于此，可自主适应复杂动态环境并协同作业的“共融机器人”也应运而生。目前，传统工业机器人通过与机器视觉、力觉、触觉等传感器的协同应用向着智能化迈进；协作机器人已开始向“人机共融”的方向迈进。
4. 云化机器人及工业机器人云平台将兴起
在智能制造生产场景中，需要工业机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产，这就带来了云化机器人（机器人大脑在云端）及工业机器人云平台的需求。和传统机器人相比，云化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，并通过大数据和人工智能对生产制造过程进行实时运算控制。实际上，如今已有厂商开始在云化机器人及工业机器人云平台上进行布局。
5. 移动机器人继续保持快速增长
2020年，在全球经济下行和新冠肺炎疫情蔓延的背景下，中国移动机器人市场表现出较为强劲的发展势头，这主要得益于无人化风行、国家政策推动以及应用向多行业拓展等。未来，中国移动机器人仍将继续保持快速增长的势头。此外，海外市场也不容忽视，可以预计，未来随着海外疫情得到控制，需求的确定性加强，也将带动中国移动机器人厂商的发展，行业龙头厂商的市场份额也将进一步提升。
展望未来，中国工业机器人产业的发展与应用前景光明。这主要得益于中国制造业门类齐全且规模巨大，制造业转型升级市场潜力巨大，以及后疫情时代制造企业加快实施数字化转型与智能制造，向自动化、数字化、智能化发展的主动性和需求快速增长。同时，随着5G、人工智能、大数据、云计算、智能传感等新兴技术与机器人技术融合发展，也将推动工业机器人向更加智能化、柔性化的方向发展。■
