協(xié)作機器人激戰(zhàn)正酣：國產產業(yè)化加速、新興廠商緊追、機電一體化

時間來到2023年，“疫情”不再是熱門詞匯，消費不振、內需不足、出口下滑等外部因素被提起的頻率明顯上升，疫情后的疤痕效應顯現(xiàn)，深刻影響著各行各業(yè)的復蘇節(jié)奏和預期情緒。

于協(xié)作機器人行業(yè)而言，最大的命題已經(jīng)從過去的“求生存”轉為“謀發(fā)展”，部分廠商開啟上市進程，部分廠商加大出海布局，部分廠商開啟價格白刃戰(zhàn)，價格屠夫再次襲來……焦慮的情緒似乎在蔓延。

高工機器人產業(yè)研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2022年全球協(xié)作機器人銷量7.85萬臺，同比增長17.22%，從2016年到2022年，全球協(xié)作機器人銷量年均復合增速為38.87%。

然而，2022年，中國協(xié)作機器人銷量同比2021年下滑9.73%，為2.49萬臺。其主要原因為區(qū)域性疫情頻發(fā)導致科研教育、商用領域的需求放緩，以及以3C為主的下游需求疲軟的影響下，四軸協(xié)作機器人銷量出現(xiàn)一定幅度的下滑，導致整體銷量出現(xiàn)波動。

GGII預計，3C行業(yè)需求疲軟的影響將延續(xù)至2023年，未來協(xié)作機器人行業(yè)將進入平穩(wěn)增長期。預計至2026年，中國協(xié)作機器人銷量將接近10萬臺，市場規(guī)模將超過60億元。未來六軸及以上協(xié)作機器人將進入一段平穩(wěn)增長期。預計至2026年，中國六軸及以上協(xié)作機器人銷量將接近6萬臺，市場規(guī)模接近60億元。

為厘清協(xié)作機器人的發(fā)展脈絡，幫助協(xié)作機器人產業(yè)鏈相關企業(yè)及投資機構了解當前協(xié)作機器人行業(yè)的最新態(tài)勢，把握市場機會，《2023年協(xié)作機器人產業(yè)發(fā)展藍皮書》由此而誕生。

2023年9月20日，中國工博會同期，高工機器人產業(yè)研究所（GGII）聯(lián)合中科新松、大族機器人、長廣溪智造、遨博智能、艾利特機器人、天機智能、鑫精誠傳感器、來福諧波、康士達、神源生智能、藍點觸控等11家參編單位重磅發(fā)布《2023年協(xié)作機器人產業(yè)發(fā)展藍皮書》，洞察協(xié)作機器人產業(yè)最新全貌。

此外，發(fā)布會上還設置了兩場圓桌對話。中科新松副總經(jīng)理許小剛、遨博智能副總裁洪帥、天機智能CTO黃紹平、鑫精誠傳感器董事長吳浩、來福諧波董事長張杰、大族機器人CEO王光能、艾利特機器人市場總監(jiān)王柏棠、長廣溪智造創(chuàng)始人及執(zhí)行董事吉峰、康士達總經(jīng)理袁強、南京航空航天大學教授及神源生智能董事長戴振東、藍點觸控CEO劉吳月，來自11家參編單位的代表們圍繞協(xié)作機器人產品迭代方向、成本控制、應用剛需、下一個批量化應用場景、大語言模型等相關議題展開了探討與交流。

本藍皮書以協(xié)作機器人為核心，重點闡述了核心零部件的發(fā)展態(tài)勢，其中包含減速器、無框力矩電機、關節(jié)模組、工控機、力傳感器、電動夾爪等，結合協(xié)作機器人產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的技術特點，剖析協(xié)作機器人市場和技術脈絡，同時對協(xié)作機器人的應用行業(yè)、應用場景和應用趨勢進行分析。

零部件發(fā)力方向：機電一體化

從產業(yè)鏈方面來看，協(xié)作機器人的上游核心零部件主要包含無框力矩電機、伺服驅動、減速器、力傳感器、編碼器等。

在減速器方面，由于協(xié)作機器人產品負載3-20kg左右，其使用的機器人用減速器一般為諧波減速器，根據(jù)其市場銷量來看，市面上以六軸協(xié)作機器人為主，少量是七軸協(xié)作機器人。GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年中國六軸及以上協(xié)作機器人減速器需求量為11.7萬臺，預計到2027年需求量將超過45萬臺。

來福諧波是國產精密傳動解決方案優(yōu)質供應商，深耕行業(yè)超10年。其自研自產諧波減速器、力矩電機、編碼器、驅動器、精密軸承、行星減速器等精密傳動產品，形成諧波減速器、關節(jié)模組及精密零部件三大業(yè)務版塊。目前，來福的諧波減速器國內市場份額超30%。其年產量15萬臺，出貨量位居國產TOP2，預計2024年年產量達到30萬臺。

此外，機電一體化逐漸成為零部件企業(yè)未來發(fā)力方向，國內外主要企業(yè)紛紛開發(fā)一體化模塊。目前，國產廠商如泰科伺服、大族機器人、來福諧波、同川精密、零差云控、精谷智能等已實現(xiàn)模塊化關節(jié)的供應。模塊化關節(jié)模組，可以理解為一體化的解決方案，可以大大縮短供應鏈環(huán)節(jié)，降低本體企業(yè)研發(fā)成本，并可提升產品易用性及靈活性。

來福自研自產的諧波減速器、無框電機、編碼器、制動器和驅動器等機電產品集成整合，來福模組具有輕量化、模塊化、裝配方便、便于維護等優(yōu)點。除了標準型號外，來福模組可滿足不同客戶不同場景的定制要求，在機器人、機床、半導體、自動化設備、新能源、精密測量儀器、航天設備相關等領域均有突破性的探索。

工控機(IPC)即工業(yè)控制計算機，具有重要的計算機屬性和特征。在工業(yè)應用中，機器人需要進行大量的數(shù)據(jù)采集和傳輸，工控機可以通過高速的數(shù)據(jù)采集卡和通訊接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集和傳輸。同時，工控機還可以實現(xiàn)機器人的故障診斷和維護，提高機器人的運行效率和穩(wěn)定性。

目前國際工控機品牌主要有德國西門子、日本康泰克、德國倍福、奧地利貝加萊、日本歐姆龍等。近幾年來，國產工控機亦有明顯的進步，代表廠商有臺系的研華和凌華，大陸系廠商有研祥、華北工控、康士達、穩(wěn)信智能、恒邦新創(chuàng)、源控電子等。

康士達專注工控板卡、整機、智能系統(tǒng)的設計開發(fā)已有十余年，核心產品主要有智能邊緣控制器U12TK、機器視覺控制器Q6AMV等。其所有的產品均擁有完全的自主知識產權，產品廣泛應用于工業(yè)控制、機器視覺、機器人、邊緣計算、自動駕駛、三維建圖、嵌入式軟件等尖端智能行業(yè)。

康士達主要掌握了多項核心技術。其中，在寬溫、三防、寬壓設計、短路、過流過壓保護、EMD/EMC防護、浪涌、絕緣、平衡、抗震等方面，康士達有很多獨到之處，能夠為客戶在各種環(huán)境的應用提供助力。在軟件開發(fā)方面，康士達精通底層BIOS、EC等開發(fā)，可為客戶定制特色功能。此外，康士達還精通MCU、ARM32的固件開發(fā)，滿足工業(yè)場景硬件的靈活擴展。

國產六維力傳感器產業(yè)化加速

隨著協(xié)作機器人智能化研發(fā)不斷深入，人工智能技術在協(xié)作機器人領域的進一步融合應用，協(xié)作機器人將集成先進的機器人技術和算法技術，以及豐富的傳感器和高度柔性化的未端執(zhí)行器等，更加智能化地完成各項復雜的任務。

六維力傳感器常用于力的作用點隨機變化，且對測量精度要求較高的場景，是最適合協(xié)作機器人應用的力傳感器之一。隨著國內入局力傳感器領域的廠商越來越多，目前國產六維力傳感器相關廠商正逐年增加，如鑫精誠傳感器、藍點觸控、坤維科技、神源生智能、海伯森等，均已有相關的產品落地并進入產業(yè)化應用。

GGII數(shù)據(jù)顯示，2022中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模2.39億元，同比增長52.04%。GGII預計，2023年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模有望突破3億元，到2027年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模將超過15億元，2023-2027年年復合增長率超過45%。

鑫精誠傳感器是國內最早一批進入六維力傳感器研發(fā)和應用的非研究型企業(yè)。依托于強大的研發(fā)和交付實力，可以快速為客戶定制各種應用場景的六維力傳感器。近年來，鑫精誠傳感器在銷量上增長速度飛快，僅僅在3C智能裝配行業(yè)，六維力傳感器的年銷售量已經(jīng)超過2000只。

鑫精誠傳感器獨特開發(fā)純結構解耦的結構，可以大大的節(jié)省標定和制造時間和成本。鑫精誠傳感器核心產品六維力傳感器直徑跨度從9.5mm到300mm，力量程跨度從5N到50KN，力矩量程跨度從0.IN.m到1000N.m，可覆蓋大部分應用領域:該產品結構包括中空式、法蘭式、IP68深水、微型式、自帶緊固螺釘式等，幾乎覆蓋了常規(guī)六維力傳感器的所有結構。

藍點觸控致力于機器人柔性力控傳感器及力控技術的開，核心團隊來自于航天科技集團、中國科學院等知名機構。其產品包括高精度六維力傳感器、機器人關節(jié)力矩傳感器、力控工藝算法庫、柔性力控打磨工作站。機器人六維力傳感器與關節(jié)力矩傳感器累計出貨量達數(shù)萬臺。機器人關節(jié)力矩傳感器占據(jù)國內80%以上市場份額。

藍點觸控力傳感器主要包含解耦算法、結構解耦設計、高精度數(shù)據(jù)采集、多軸同步校準四個方面核心技術，可滿足復雜環(huán)境對力傳感器和力控系統(tǒng)的高精度、高帶寬和易用性需求。其中，Joint系列關節(jié)力矩傳感器適用于關節(jié)力控機器人、醫(yī)療手術機器人、工業(yè)自動化、裝配、科研、打磨等領域。

神源生智能是一家致力于力測試技術的研究和產業(yè)化的企業(yè)。其依托南京航空航天大學雄厚的力學、特種加工和儀器設計等學科基礎，掌握了兼顧高剛度和高靈敏度的應變式多維力傳感器正向設計及結構優(yōu)化技術，建立了完整的產品質量保障體系，實現(xiàn)了高性價比六維力傳感器、測力陣列和機器人的力控應用。

神源生智能的核心產品主要有中空環(huán)式六維力傳感器、XLH系列數(shù)字六維力傳感器、DTH系列經(jīng)濟型數(shù)字六維力傳感器、超大量程傳感器、運動力學測試平臺等。目前，神源生智能的六維力傳感器累計出貨1000多臺。

本體：行業(yè)集中度高，新興廠商緊追

GGII認為，從長期來看，協(xié)作機器人國產替代是主基調。2022年，國內區(qū)域性疫情影響，外資廠商產品交付受到較大阻礙；同時，隨著下游客戶對本土品牌認可度逐漸提高，國產廠商本土化優(yōu)勢逐漸放大，國產協(xié)作機器人在各個下游行業(yè)中的份額實現(xiàn)快速提升。

GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年，國產廠商六軸及以上協(xié)作機器人本體銷量市場份額由2021年的78.98%上升至84.52%，較上一年同比上升5.54個百分點。

從競爭格局看，2022年中國協(xié)作機器人市場TOP10廠商中，國產廠商占據(jù)8席，從銷量層面看國產品牌已處于主導地位。

其中以遨博智能為首的前三甲企業(yè)占據(jù)超過50%的份額；優(yōu)傲機器人在中國市場份額有所下滑；大族機器人、中科新松、艾利特機器人等廠商憑借較全的產品體系在多個細分行業(yè)取得較大突破。

遨博智能專注協(xié)作機器人研發(fā)生產和銷售已有8年，模塊化關節(jié)集成諧波減速器、電機、剎車、編碼器、關節(jié)驅動板于一體等核心零部件均由遨博自主研發(fā)。發(fā)展多年，遨博智能開發(fā)了具有全部知識產權的協(xié)作機器人產品,實現(xiàn)核心部件全部國產化，打破了國外長期壟斷。

自成立以來，遨博智能推出iS系列、iH系列、C系列、E系列協(xié)作機器人以及海納系列復合機器人，產品負載范圍覆蓋3kg-25kg，豐富的負載和工作半徑選擇，滿足大部分應用場景的同時，為客戶提供更多產品選型和更精準的成本控制，實現(xiàn)效益最大化。截止目前，遨博智能在大健康領域的協(xié)作機器人累計出貨近6000臺，在行業(yè)內銷量第一。

艾利特機器人專注面向未來的新一代協(xié)作機器人。從底層的操作系統(tǒng)、嵌入式的硬件軟件、工藝包與頂端算力、協(xié)作機器人的模組關節(jié)技術等方面均為自主研發(fā)，具有高性價比、高負載自重比、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢，在安全性、易用性、擴展性、維護性、輕便性等方面打破國外技術壁壘。

艾利特機器人的核心產品有CS625、EC64-19、CS520H地平線、CS66F力控、CS66AZ等型號協(xié)作機器人。截至目前，艾利特機器人全球累計銷量近10000臺。另外，自2023年以來已經(jīng)發(fā)布新產品26款，成為該賽道針對細分應用場景產品發(fā)布最多、技術更新迭代最快的企業(yè)之一。

大族機器人源于大族激光，已積累十多年電機、伺服器和運動控制經(jīng)驗，機器人核心零部件自主可控。大族機器人的產品重復定位精度高，100%速度的精度在延遲200ms（機器人到達點位200ms后進行拍照測試）的情況下能達到±0.02mm；新一代智能7軸協(xié)作協(xié)作機器人MAiRA重復定位精度可以達到6-10μm。

大族機器人的核心產品主要包含Elfin系列、Elfin-Pro系列、S系列、Elfin-Ex防爆型等系列。其中，Elfin-Pro（E-Pro）系列協(xié)作機器人，實現(xiàn)了一體化末端力控、一體化AI視覺，拆箱即用。此外，它采用的是內走線布局方式，進一步提升機器人抗干擾能力，使之可以適應更復雜的生產環(huán)境。

作為國內協(xié)作機器人較早的先行者，中科新松可以說是協(xié)作機器人系列最豐富的廠商之一。自2014年成立以來，中科新松共計創(chuàng)新研發(fā)了包括多可協(xié)作機器人和多可移動協(xié)作機器人在內的2大系列20余種產品。目前，其產品主要應用于包括汽車、能源、半導體、3C、食品藥品、建筑、電力、教育科研、印刷、航空航天、鐵路、服務等在內的數(shù)十個行業(yè)。

在核心技術方面，為實現(xiàn)多可協(xié)作機器人DUCO Cobot的輕量化以及集成化，解決了高功率密度的機電控一體化關節(jié)高度集成的技術難題，實現(xiàn)200-3000W驅動功率，最終關節(jié)控制精度達到5角秒。此外，中科新松產品的碰撞檢測功能采用伺服級的碰撞檢測策略，滿足響應的實時性。

此外，以長廣溪智造、天機智能為代表的新興協(xié)作機器人廠商開始嶄露頭角，在3C、機械加工等泛工業(yè)領域中開始起量。

長廣溪智造開創(chuàng)性地定義了新一代“車規(guī)級高速協(xié)作機器人”，其生產過程、測試方法、質量管控符合IATF16949:2016國際汽車質量管理標準。以智能柔性運動控制技術為核心，其全系列協(xié)作機器人的伺服電機、伺服驅動器、編碼器、控制器、示教器、關節(jié)機構等部件全部自研。

長廣溪智造協(xié)作機器人產品分C、G、X系列，每個系列包含多種規(guī)格型號。長廣溪智造C系列協(xié)作機器人主要面向“服務領域”，主打性價比。機械手臂外觀主體顏色為亞銀色，綠色為配色。C3、C6機型配置迷你型控制盒，C6-DK機型在底座內集成控制器，占地面積更小，客戶可根據(jù)項目情況靈活選型。

天機以機器人及控制系統(tǒng)為核心，聚焦機器人產品及應用，深入工藝端，面向泛工業(yè)及商業(yè)兩大領域，為客戶提供標準化產品及服務。天機具有中小負載全類型機器人產品矩陣，自研天機Fusion控制系統(tǒng)，全面覆蓋不同應用場景，充分滿足客戶多樣化需求。天機是國內為數(shù)不多同時面向泛工業(yè)及商業(yè)，產品同時涵蓋協(xié)作機器人及工業(yè)機器人（SCARA、六軸）。

天機已深入多個行業(yè)，與頭部企業(yè)達成戰(zhàn)略合作，在3C、汽車電子、新能源、家電、食品等行業(yè)都有成熟案例。截止2022年底，使用天機產品的客戶已超800余家，在線穩(wěn)定運行機器人超10000臺套。

經(jīng)過幾年的市場培育，協(xié)作機器人應用行業(yè)日益廣泛。GGII認為，協(xié)作機器人相較于傳統(tǒng)工業(yè)機器人具有更廣的應用面，涵蓋工業(yè)與商業(yè)服務領域，從應用的角度看，協(xié)作機器人在兩類場景中所帶來的核心價值有所差異，工業(yè)領域主要是以替代人，降本增效為主要目的；商業(yè)服務領域則更多的強調機器人帶來額外價值，替代人并非首要目的，更重要的是打造創(chuàng)新型的服務業(yè)態(tài)。

隨著協(xié)作機器人技術的不斷進步，易用性、安全性和智能性有望獲得提升，屆時協(xié)作機器人在各領域的應用邊界將日趨模糊。協(xié)作機器人將不僅是機器人，更是智能工具和智能伙伴。