王昆仑.我国工业机器人产业现状、竞争力及未来发展策略[J].机器人技术与应用,2024,No.219(03):8-13
为了明晰我国工业机器人产业发展方向，找到产业跃迁的钥匙，亟需从产业发展的现状找到短板和待化解的难题，挖掘行业潜在优势并促使其实现最大化。本文将从我国工业机器人产业发展现状、国际竞争力以及未来发展策略等三个方面，对工业机器人产业进行全面的分析。首先从市场规模、产业链结构、应用规模及领域/场景等方面论述了我国工业机器人产业发展现状；接着从技术瓶颈与突破、品牌影响力等方面分析了我国工业机器人的国际竞争力；最后提出了我国工业机器人产业未来发展策略，一方面，我国广阔的应用场景对工业机器人产业起到反哺的作用；另一方面，从我国工业机器人长远发展的视角来看，仍需将关键技术研发作为未来的重中之重，同时打通上下游产业链，加强与5G、人工智能和虚拟现实等新技术的融合共生，最终实现产业跃迁与蝶变。
关键词：工业机器人，关键零部件，产业链，场景应用，市场占有率，品牌影响力
0引言
全球机器人产业的发展，最早可追溯至20世纪40年代后期，彼时美国橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）和美国阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）开始研制遥控式机械手，用于搬运放射性材料，算起来至今已有七十多年的演变轨迹。当前，机器人已被广泛应用在生产、生活的各个领域，且随着技术创新的不断迭代，机器人产业发展尽显蓬勃之势。
2021年，工业和信息化部等印发了《“十四五”机器人产业发展规划》，这加速了我国机器人产业的发展，以应用分类来看，尤以工业机器人、服务机器人等领域发展更为繁荣。
作为世界工业机器人规模最大的市场，我国的工业机器人产业发展值得深入探究。
1我国工业机器人产业发展现状
1.1发展背景
“机器人”（robot）一词最早诞生于1921年，由卡雷尔·恰佩克（Karel Capek）首创。世界上工业机器人发展历程可以分为三个阶段：在1950—1960年间，世界工业机器人产业发展处于萌芽阶段；而1960—2000年间，则被界定为产业崛起阶段，这期间工业机器人开始走向产业化和全球化；2000年至今，工业机器人产业处于产业升级和智慧化阶段。这一时期，5G、大数据、人工智能技术等的蓬勃发展，极大推动了产业智慧化的进程。
晚于国外，我国工业机器人产业发展起步于1970年，大致度过了三个发展阶段：第一阶段为技术探索期（1970—1990年）；第二阶段为产业萌芽期（1990—2009年）；第三阶段为产业发展期（2009年至今）。经历了30年左右的技术孵化期，我国工业机器人领域由技术探索延伸至产业落地，迎来市场爆发期。
1.2市场规模
2023年10月，国际机器人联合会（IFR）发布了《2023世界机器人报告》（下称《报告》）。《报告》披露，2022年度全球工厂中，新安装工业机器人数量为553052台，同比增长5％（图1）。其中，亚洲占73％，欧洲占15％，美洲占10％。
图1 全球工业机器人装机量
《报告》显示， 2022年，我国工业机器人安装量达290258台，同比增长5％（图2），刷新了2021年纪录，再一次摘得世界工业机器人规模最大市场的桂冠。自2017年以来，我国工业机器人安装量年平均增长率为13％。
图2 中国工业机器人装机量同比增长率
根据《报告》显示，2022年，工业机器人安装量排在第二位的是日本，不过其安装量与我国的差距依然很大。2022年，日本工业机器人安装量增长9％，至50413台。自2017年以来，其机器人安装量年平均增长率为2％。可见，我国工业机器人市场规模庞大的需求下，发展前景是极为广阔的。
1.3产业链结构
工业机器人产业链分为上、中、下游，上游为机器人关键零部件，包括控制器、伺服驱动器、减速器、传感器、末端执行器等；中游为机器人本体；下游为机器人集成开发和应用等。
根据中商产业研究院《2023-2028年中国工业机器人行业深度调查及投融资战略研究报告》数据，机器人五大关键零部件占工业机器人成本比例的绝大部分，其中减速器、伺服驱动器、控制器三种关键零部件占比成阶梯状，三者占比分别约为35%、20%和15%（图3），减速器的成本占比最高，伺服驱动器次之，排第三位的是控制器。
图3 工业机器人关键零部件成本占比
发展初期，我国工业机器人产业多集中在产业链的中下游，也就是本体制造、系统集成、二次开发等环节，上游关键零部件主要依赖进口。如今随着国家大力扶持以及产业推动，上游零部件产业中，我国也有相关企业开始崭露头角。
不过，在市场份额上，还有很大的提升空间。2022年，我国工业机器人市场，ABB、发那科、库卡、安川电机（即全球工业机器人“四大家族”）占据约40%的份额。同年，工业机器人国产化率约为40%。
1.4应用规模及场景
1.4.1应用规模
机器人从应用角度分类，国际上大致分为工业机器人和服务机器人。我国将机器人分为工业机器人、服务机器人和特种机器人三类。
据中国电子学会发布的《中国机器人产业发展报告（2022年）》数据显示，2021年，全球工业机器人市场规模为175 亿美元，在全球机器人产业当中的占比为41%；预计2022—2024年，全球工业机器人市场规模年复合增长率（CAGR）为9%。2021年，我国工业机器人市场规模为 75 亿美元，在我国机器人产业当中的占比为53%；预计2022至2024年，我国工业机器人市场规模CAGR为15%。由此可见，我国工业机器人的市场规模CAGR远高于全球。工业和信息化部统计数据显示，目前工业机器人应用覆盖国民经济60个行业大类、168个行业中类，我国连续10年成为全球最大的工业机器人应用国。
未来，我国工业机器人发展将持续向好。中商产业研究院在《2023-2028年中国工业机器人行业深度调查及投融资战略研究报告》中预测，2024年我国工业机器人产业市场规模将超过700亿元。
1.4.2场景应用
当前，在市场需求和政策引导双重作用下，工业机器人应用落地，已呈现多面开花的景象。制造业是其应用落地最为集中的场景，比如汽车、电子、食品加工、光伏、金属加工、化学制品、采矿和纺织等领域，都随处可见工业机器人的身影。工业机器人已经成为现代生产中不可缺少的高度自动化设备。
2023年1月，工业和信息化部等十七部门印发了《“机器人+”应用行动实施方案》（下称《方案》）。《方案》提出的主要目标中，工业机器人发展目标是：到2025年，制造业机器人密度较2020年实现翻番，机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强。
《方案》中强调聚焦10大应用重点领域，包括制造业、农业、建筑、能源、商贸物流领域，以及医疗健康、养老服务、教育、商业社区服务、安全应急和极限环境应用领域。这些领域里，工业机器人是应用范围最广且规模最大的机器人类型。
据东吴证券发布的《自动化设备行业深度报告-机器人行业深度》显示，2022年，汽车及电子两个行业的工业机器人销量占比达47%（图4），为工业机器人最大下游。
图4 2022年汽车及电子制造在我国工业机器人销量中占比
以汽车制造领域为例，工业机器人主要用于焊接、冲压、涂装、装配等工艺流程，由于其具有高效、精准、灵活、安全等优点，很大程度上，提高了汽车行业的生产效率和产品质量。除了高质量汽车零部件的生产制造以外，工业机器人在汽车智能制造领域的作用越来越显著，推动了整个汽车工业的转型升级。
在电子生产领域，工业机器人多应用在分拣箱、撕膜系统、激光塑料焊接、高速码垛等环节，电子细分市场上，电子IC、贴片元器件等应用较为广泛。不仅提高了电子组装速度、精度，还大大降低了生产和人力成本。
2023世界机器人大会上发布的《中国机器人技术与产业发展报告（2023年）》显示，我国拥有广阔的机器人应用市场，随着“机器人+”行动稳步实施，机器人应用领域正加速拓展，并在新能源汽车、医疗手术、电力巡检、光伏等领域的应用不断走深向实，有力支撑行业数字化转型、智能化升级。
2我国工业机器人的国际竞争力
2.1技术瓶颈与突破
由于我国工业机器人产业发展，是从中下游向上延伸的，所以导致产业链中上游技术积累有所不足，经历多年的追赶，在市场份额和技术水平上取得了一定进步，但目前依然有很大提升空间。
中国社会科学院中国产业与企业竞争力中心发布的《产业蓝皮书：中国产业竞争力报告（2022—2023）》（下称“蓝皮书”）显示，随着我国机器人（以工业机器人为主）产业日渐壮大，机器人产业链、供应链的韧性逐渐增强，但总体仍不足，表现为技术水平偏低、风险点偏多。
当前，全球工业机器人研发水平较高的国家为美国、日本和德国等。这些国家在工业机器人研究、开发以及制造上，都做了长时间探索和沉淀。美国在工业机器人AI技术以及如今大火的人形机器人上，领先于全球其他国家；日本领先的是，工业机器人的上游关键零部件减速器，且已形成较高的技术护城河；德国则在原材料和本体零部件等方面，拥有很强的实力。
我国与上述国家相比较，短板主要是，工业机器人的产业链上游关键零部件环节。这一环节是整个工业机器人当中技术含量最高的部分，也是我国与世界领先水平差距最大的部分。以减速器为例，工业机器人减速器主要为RV减速器、谐波减速器两种（图5），目前国产化颇有进展的是谐波减速器，RV减速器在大负载能力、大范围传动取得了较大进展，有些产品也已经达到国际同等先进水平。
图5 RV减速器（上）和谐波减速器（下）
蓝皮书指出，国产关键零部件性能与国际一流水平差距大，高端关键零部件依赖进口，存在“卡脖子”风险。
不过，近几年，国家政策大力扶持、企业积极投入研发以及下游需求倒逼之下，我国工业机器人产业发展迅速，自主进程加速推进，国产替代出现稳步快速推进的态势，“卡脖子”风险正在快速减弱。
据东吴证券发布的《自动化设备行业深度报告-机器人行业深度》显示，2015—2022 年机器人国产化率从17.5%提升至35.7%，2022年，我国工业机器人国产化率同比提升4个百分点，到2023年第一季度，工业机器人国产化率已经达到41%，同比提升9个百分点。
2.2品牌影响力
近年来，我国工业机器人产业不断追赶，已经诞生了一些行业知名企业。比如减速器领域，有环动科技、智同精密、绿的谐波等行业龙头零部件企业，另外在大六轴机器人的品类上，也已经产生新松、埃斯顿、埃夫特、新时达等走在行业前列的龙头本体企业。
从本体形态不同的角度，工业机器人主要分为六轴机器人、选择顺应性装配机械臂（Selective Compliance Assembly Robot Arm，SCARA；又名水平多关节机器人，是工业机器人家庭应用非常广泛的一个构型）、Delta机器人（也称为三角式机器人，是工业机器人中的并联式机器人）、协作机器人等几种类型。其中，六轴机器人是技术壁垒高且出货量最大的品类，根据负载大小它又被分为大六轴机器人、小六轴机器人。
2017—2022年，我国工业机器人市场销量（图6）规模当中，六轴多关节机器人、SCARA机器人合计占比均在90%以上，其中，2022年约为 90%，小六轴、大六轴、SCARA 机器人占比分别为37%、26%、27%。
图6 2017—2022年小六轴、大六轴、SCARA 机器人销量占比
因此，六轴机器人的国产化率，是我国工业机器人技术以及品牌力水平的一个直观反映。数据显示，2022年，大六轴机器人的国产化率为17%，其中埃斯顿作为我国该领域龙头企业，占了8%的市场份额。
当前，我国已经拥有一批高质量的减速器公司，不过仍要看到，减速器市场，日本的纳博特斯克(Nabtesco)和哈默纳克(Harmonic)依然抢占了大部分市场份额，另外，工业机器人“四大家族”在产业链上基本已打通，控制了我国工业机器人市场的四成左右份额，我国工业机器人企业的发展仍然任重路远。
3我国工业机器人产业未来发展的策略
3.1强链补链，提升关键零部件技术水平
当前，外资巨头有将重心向软件转移的趋势，我国工业机器人企业需要抓住这一窗口期，进一步强化自主运控技术，提升品牌影响力和附加值，继续向产业链中游和上游进行拓展。
在《“十四五”机器人产业发展规划》中提及的目标，也着重强调了工业机器人的发展思路。规划称，到2025年，我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地；机器人产业营业收入年均增速超过20%；制造业机器人密度实现翻番。到2035年，我国机器人产业综合实力达到国际领先水平，机器人成为经济发展、人民生活、社会治理的重要组成。这些目标主要靠工业机器人等载体来实现。
具体方式上，在自主研发的基础上，配合进行资本并购相应标的等，加快掌握工业机器人的关键零部件和本体的关键技术。
工业机器人的关键零部件，是行业技术壁垒最高的部分，企业需要重点突破相应的关键技术难点，加强减速器、控制器、伺服电机等的技术研发投入，提升技术储备能力。
同时，强化工业机器人产业链与新技术的创新协同，比如5G通信技术、大数据、云计算和AI技术等，用智能化、数字化、融合化等进行赋能，提升工业机器人的技术水平和服务体验，从而提升工业机器人关键零部件的国产化率，逐步实现全产业链生态的自主可控。
3.2挖掘需求潜力，扩大市场份额
我国工业机器人产业优势，多集中在产业链的中下游，而需求量大、利润可观的中上游环节，暂时处于追赶的位置，占比上有很大潜力可以挖掘。
2023年，从市场份额上来看，我国工业机器人企业占比节节攀升，这主要源自于国内光伏、新能源汽车、储能等产业需求处于爆发期，其中光伏需求最为旺盛。
这对于我国工业机器人的发展来说，是产业升级的窗口期。以日本为例，日本的工业机器人产业进入大发展，是在二战后，制造业复苏的大环境之下实现的，当时日本的汽车、电子机械制造业飞速发展，从而给工业机器人的发展，提供了肥沃的市场土壤。
日本工业机器人发展路径，也值得研究借鉴。不同于美国、欧洲发达国家，日本针对机器人产业链上、中、下游采取了“各个击破”+“合作协同”模式，该模式深度体现了“术业有专攻”的精髓要义。
日本零部件厂商专攻减速机、控制器等关键零部件的研发生产，本体制造商则专攻本体的研发与制造，系统集成上则注重用户需求和体验，完善流通体系，三者之间既独立又互相协同合作，从而基本实现了上中下游产业链打通，构建了牢固的产业架构，在国际竞争当中长期处于优势地位。
在产业升级和人工代替需求旺盛的背景下，我国工业机器人企业与下游客户进行了深度合作，借鉴日本等发展模式，势必在产业化、规模化上将走得更远。
除了在光伏、新能源汽车、储能等领域，与外资针锋相对抢占市场外，技术壁垒高的大六轴机器人、焊接机器人等，同样有我国相关机器人企业挖掘需求潜力的空间。
国内厂商在攻克该领域关键技术难题之后，通过优化自身产品结构和功能，同时保证质量和性能，尽可能节约客户成本，深入拓展上述领域，逐步实现国产化率的提升和市场份额的扩大，从而形成市场供需的正向循环。
推动产业向前发展，企业间构建良性的“竞合”关系，至关重要。产业需求倒逼下，企业更应该理性有序地发展，而非“一窝蜂”式地冲上来，造成大量资源消耗和恶性竞争。
企业在技术研发上应各有侧重。企业应发挥自身优势，分别针对控制器、伺服驱动器、减速器、传感器、末端执行器等关键零部件；机器人本体；系统集成设计制造技术等技术瓶颈，深入其中，各个击破。
同时，上中下游企业间应合作互补，在供需关系上达成长久深度的合作，形成“双赢”模式。
政府在其间也应发挥相应的引导作用。首先，应在顶层设计上，构建好产业发展路线图，从而使产业各方有策可依；其次，构建良好产业环境，协同机器人供需双方的关系，促进机器人创新能力，降低机器人使用成本，提升机器人应用水平；最后，引导诞生一批自主品牌的机器人企业，紧抓一批技术型、带动性强的典型样本，从而推动整个产业良性有序发展。
3.3拓展创新应用场景
2022年底，ChatGPT横空出世，直接引爆了人工智能技术在2023年的全面爆发，与之相伴的是，机器人产业链也有望迎来新一波高速发展期。
当前，5G、大数据、云计算和AI技术等集中爆发，人形机器人在这一轮浪潮当中脱颖而出。因为其具备将上述技术融汇为一体的核心载体的雏形。
2023年10月20日，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》，提出到2025年，人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给等。
AI大模型被定位为人形机器人的“大脑”，在智力加持下，未来，随着人形机器人的迭代和应用落地，其将融合工业机器人、服务机器人和特种机器人的功能于一身。未来人形机器人的应用场景将非常广泛。从工厂到家庭，从商场到农场，人形机器人的身影将无处不在。
3.4加强品牌建设，提升品牌影响力
3.4.1加强品牌建设
机器人被称之为“制造业皇冠顶端的明珠”，因此，全球各个国家都加入了该领域的竞争之中。我国更是发布诸多扶持政策，各个地方政府也相继推出相应的补贴或财政优惠措施，来推动机器人产业发展。
在此基础之上，我国工业机器人企业为了尽快“补课”，走到世界前列，引领行业潮流，更应该注重自身品牌力的塑造。
当前，我国工业机器人企业的品牌力有了很大提升。市场研究机构MIR睿工业发布的《工业机器人一季度监测》数据显示，2023年第一季度，埃斯顿、汇川技术、埃夫特等3家国产厂商，进入全球TOP10行列。
加强品牌影响力和竞争力，还是要建立在掌握工业机器人核心技术的基础之上。由于早年间我国工业机器人多从产业链中下游发力，从而在关键零部件上，与国外有不小差距，这势必影响我国相关企业在世界上的品牌影响力。品牌调性与技术水平相匹配，是营销常识，因此在关键环节拥有核心能力，是品牌重塑的前提。
另外，要保证产品性能和质量稳步提升，用户体验和服务水平也要跟上，如此，客户的信任也会相伴而来，再加上自主品牌力的强力运营，久而久之，品牌影响力和竞争力便可与日俱增。
3.4.2扩大品牌影响力
ABB、发那科、库卡、安川电机是全球工业机器人“四大家族”，它们被外界视为高端品牌，拥有很强的品牌影响力。因此，在市场上，它们的产品便有着更高的附加值，更高的利润率，拥有较高的品牌溢价。
如何进行品牌定位，也是加强品牌影响力非常关键的一环。当前，急需打破我国机器人产品多集中在中低端市场的固有印象，而拿下更多头部客户订单，积累知名客户的口碑和信赖，会促使品牌升级之路，更为顺畅。
4结束语
我国工业机器人产业发展至今，已有数十载，且当前正逢5G、大数据、云计算和AI技术等集中大爆发时期，这意味着，我国工业机器人企业迎来蝶变的窗口期。根据行业发展30年左右一个周期的产业规律，当前也正是我国工业机器人企业重塑品牌力的关键节点。
我国工业机器人企业需要把握的是，智能化、高端化、融合化、生态化等“四化”。因为这“四化”，将成为全球机器人产业未来发展的主流趋势。
作者：王昆仑（中国电子学会）
近日，张军教授与其博士研究生余沭乐等人合作的学术论文《工业机器人应用与劳动关系：基于司法诉讼的实证研究》刊发于《管理世界》2023年第12期。该文通过手工整理2013~2019年A股上市公司劳动争议司法诉讼案件数据，从实证经济学的视角估计了工业机器人应用对劳动力市场的影响及其异质性，为精准评估人机适配状况，进而统筹推进产业智能化与高质量充分就业提供了政策启示。
内容提要
伴随工业机器人的加速渗透和广泛应用，劳动关系变革背后的技术性因素日益引发关注。本文通过手工整理2013~2019年A股上市公司劳动争议司法诉讼案件数据，从劳动关系的视角考察了工业机器人应用对劳动力市场的深远影响。研究发现，工业机器人应用虽然在整体上导致劳动关系发生一定程度的恶化，但这种影响因技术进步偏向呈现出明显的异质性。在不同的企业和劳动者群体中，劳动关系受到的负面影响有所减弱、消失甚至出现反转。进一步分析表明，相比于工业机器人应用给劳动者带来的失业风险，企业下调工资水平和减少隐性福利是导致劳动关系恶化的主要渠道。本文的发现有助于深化对工业机器人应用经济后果的理解，也为精准评估人机适配状况，进而统筹推进产业智能化与高质量充分就业提供了政策启示。关键词：劳动关系 工业机器人 司法诉讼相关问答
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