国产工业机器人快速发力向具身智能时代迈进

时间: 2024-12-11 00:50:41 |   作者: 配件及其他

　　作为“制造业皇冠上的明珠”之一，工业机器人在AI时代正在向具身智能迈进。

　　根据国际标准ISO 8373:2021的定义，工业机器人是自动控制的、可重复编程、多用途的操作装置，可对三个或三个以上轴进行编程，既可固定在原地，又可固定在移动平台上，用于工业环境中的自动化应用。

　　中国是工业机器人的全球最大市场，安装量占据全球总量的半壁江山。目前，国内厂商正在持续提升自主创造新兴事物的能力，缩小与海外领先企业的差距。放眼全球来看，工业机器人仍需提升其智能特性，向具身智能工业机器人迈进，而这将是一场新的变革。

　　按照功能划分，工业机器人可分为包装、上下料、喷涂、物料搬运、焊接、打磨、码垛、装配等机器人。物料搬运、焊接、装配机器人是应用最多的三个领域。

　　国际机器人联合会（IFR）发布的《2024世界机器人报告》显示，2023年，全球有约428万台机器人在工厂运行，同比增长10%，全球工业机器人参与自动化生产的数量创历史上最新的记录。2023年的年安装量达到541302台，位居历史第二，仅比2022年创纪录的552946台安装量低2%，已连续第三年超过50万台。在2023年新部署的工业机器人中，有70%在亚洲，17%在欧洲，10%在美洲。

　　根据IFR，中国是目前工业机器人的全球最大市场。2023年中国工业机器人保有量约180万台，是世界上第一个也是唯一一个拥有如此庞大工业机器人保有量的国家。

　　2023年中国共安装276288台工业机器人，占全球安装总量的51%。这一结果是有史以来第二高的水平（2022年中国安装290144台）。IFR预计，2024年下半年中国工业机器人需求量将加速增长，到年底市场将更稳定。长远来看，中国制造业工业机器人需求仍有很大的增长潜力，在2027年之前，年均增长率有望达到5%-10%。

　　从下游应用来看，MIR睿工业统计多个方面数据显示，光伏、汽车电子、半导体等领域的工业机器人出货量增速最快。

　　全球工业机器人主要由日本发那科（FANUC）、日本安川电机（Yaskawa）、德国库卡（被美的收购）、瑞士ABB主导，“四大家族”凭借在机器人核心技术领域的深厚积淀，也一度把控着中国工业机器人市场的大部分份额。

　　不过，随着国产厂商如埃斯顿（002747.SZ）、汇川技术（300124.SZ）等兴起，“四大家族”近年在中国市场的占有率有所下滑，从70%下滑至40%左右。根据 MIR、CRIA 数据，2023 年中国工业机器人国产化率达 45%，同比提升9个百分点。

　　根据睿工业统计数据，2023年，埃斯顿工业机器人在国内的市场占有率约为8.5%，汇川技术约为6.5%，分别位居第二、四名。

　　“需要承认的是，虽然中国是工业机器人的全球最大市场，但国产厂商主要占据中低端市场，高端市场仍以国际大品牌为主。”具身智能机器人企业中科光电创始人、董事长吴易明在接受第一财经采访时表示。

　　工业机器人的核心零部件包括控制器、伺服系统、减速器，这些决定了工业机器人的精度、稳定性、负荷能力等重要性能指标。其中，控制器是工业机器人的“大脑”，一般占总成本的15%左右；伺服系统是工业机器人的“动力源”，一般占总成本的20%左右；减速器是工业机器人的“关节”，一般占总成本的35%左右。

　　据悉，由于核心零部件的生产技术壁垒较高，大多关键技术被少数公司垄断，使得国内机器人生产商在采购时议价能力不够，采购价格较高。

　　“据我了解，控制器、伺服系统、减速器的国产化率都在10%~20%。”吴易明告诉第一财经，核心零部件的迭代处于线性发展阶段，国内品牌正在不断替代国外品牌的市场占有率，这个趋势已经很明显。”

　　随着国内厂商技术逐步积累进步，目前控制管理系统与国外产品的差距在逐步缩小。国内部分厂商自主研发了自家的控制管理系统，包括埃斯顿、华中数控、新时达、广州数控、汇川技术等，也诞生了一批专业的控制管理系统服务商如固高科技、英威腾、卡诺普等。

　　在伺服系统领域，汇川技术在年报中表示其2023年国内市场占有率达28.2%。

　　埃斯顿告诉第一财经，企业具有完全自主化的机器人控制器、操作系统、伺服系统三大核心技术，机器人核心部件自主化率已达到90%以上，拥有覆盖3-700kg负载的87款工业机器人，机器人品类数量位列全球第二，出货量位列国产第一。

　　“创新能力是工业机器人产业的核心竞争力。”吴易明表示，国内机器人厂商总体上都在拼成本和营业销售能力，缺乏技术创新；国际范围内，工业机器人的技术进步已经至少停滞了二十年，在用途没有大幅扩大的情况下，需求端已开始饱和。这两点造成了国内机器人厂商很难实现盈利的局面。

　　目前，国内工业机器人头部厂商埃斯顿、汇川技术已实现盈利，机器人（300024.SZ）2023年扣非净利润仍然为负、埃夫特（688165.SH）2023年暂未实现盈利。

　　“最关键的就是要提高工业机器人的智能特性，具身智能理论和技术的突破将引领机器人智能特性跨越发展。”吴易明表示，智能特性的核心是视觉感知与工业机器臂运动的融合，由大脑基于结构和空间感知、测量信息指挥机械臂的操控做业，以破除传统认知中机械臂本体的主体地位。具身智能机器人由智能算法驱动，基于智能算法的智能机器人是由大脑指挥手，而不是把大脑、眼睛镶嵌在手上。随着智能性的发展，未来的工业机器人将能够面对更有挑战性的场景。

　　根据中科光电对具身智能的定义，“具身智能”是指主体（机器）在自体、对象与环境等要素间相互作用（信息感知、转化和响应）的过程中建构符合各要素物理实存及其关系演化趋势的认知模型，达成问题解决或价值实现的人工智能方法。

　　吴易明解释称，在具身智能下，大脑基于眼睛感知能力，指挥机械手做不同工件，不是识别工件（标记信息）后根据人为不同工件设定好的不同工件的程序执行任务，而是有眼睛感知到工件后，基于自主理解的任务要求，智能分析工件的结构，各要素空间关系，再自主生成工艺、动作和各种运动参数，甚至进行交互和迭代，实现自主作业。“这样的机器人就类似于一个熟练工，拿到了工件的图纸，知晓任务目标就能干了。”

　　不过，吴易明认为，全球范围内的现有所有工业机器人都未达到所谓的智能突破。“我们在具身智能上的突破是唯一的。我们基于现代数学方法（微分几何、拓扑、群论等）构建全新的智能理论底层算法架构，基于小样本数据实现精细识别，是智能装备和智能机器人实现自主识别、自主移动、自适应作业的根技术。”

　　吴易明介绍称，在民用领域，目前中科光电“仝人”系列已产出智能焊接机器人，能够自主识别多品种小批量工件，自主规划复杂作业轨迹及形成机械臂的驱动程序，目前总出货量在50台套左右；军工领域预计今年能够形成7000万~1亿元营收，有关技术突破在国家重大任务中已得到验证。

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