工業機器人在自動化領域的應用與展望

序言：

有數據顯示
，2023年全球工業機器人保有量達428.2萬台
，增長率為9.7%；其中亞洲/澳洲占比70%以上；中國工業機器人本體保有量約175萬台
，占比為全球41%，是世界上最大的工業機器人本體市場。除了發那科
、ABB、安川電機以外的外資品牌仍然分布在高端市場裏；以性價比及服務性取勝的國產廠商品牌如埃斯頓
、彙川技術等正在迅速占領低端市場。預估到2025年，國內品牌的市占率將突破52%。

一
、現狀剖析

（一）應用格局分層化

當前工業機器人的應用存在一個明顯的“金字塔”
，最上層是如汽車和3C等行業為代表性的頭部領域
，其自動化程度大於70%，比如汽車焊接車間裏麵的焊接機器人添加預先編製好的軌跡，焊接速度可以做到一分鍾之內達到兩千毫米以上，還能達到0.1毫米以內的焊接精度要求，實現了高精度
、高效自動化；而食品加工、陶瓷等傳統行業在底部，這些產業中機器人的普及率不到15%，這是因為這部分行業裏
，產品的形態不一樣。每個企業生產標準都不同
，工藝不一樣很難通過一個標準化的機器人去解決他們的生產問題。

（二）技術發展不平衡

尖端工業機器人運動控製、感知技術已然成熟
，國產伺服電機定位精度達到±1弧分，距離國際領先水平僅有5％的差距。但是，在核心算法方麵仍有差距
，比如加工複雜曲麵的軌跡規劃算法
，國外的係統可以實現加工效率提高30%，但是我國的本土係統隻能提高15％左右。jiqirendezhinengjiaohushuipingyeshicanchabuqide，qizhongyixiegaoduanjixingyijingjubeijiyushijiaoshibiederenjixiezuonengli
，dandaduoshugongyejiqirendezhinenghuashuipingrengtingliuzai示教層麵，靈活性有待加強。

（三）產業生態待完善

精密減速器上遊市場為哈默納科和納博特斯克，兩家公司掌控著全球70%的市場份額，我國企業雖已突破技術門檻，但在使用壽命以及穩定性等方麵還有一定差距。中遊本體製造是競爭最為激烈的環節，由於規模經濟效應的存在
，頭部企業本體成本優勢能維持在進口產品成本的60%，但下遊係統的集成商存在“小而散”
，沒有專門針對於某一行業的模板性解決方案。

二
、未來展望

（一）智能進化：從自動化到自主化

未來的工業機器人會朝向自主決策的發展方向。借助AI算法的優化（比如深度學習）

、利用多模態感知技術(即結合視覺和力覺)可以讓機器人的精度
、zizhujuecedenengliyoudafutisheng
，biruzaibandaotizhizaodangzhongjiukeyigenjujiqirenzhuaqushishishihuodedejingyuanquexianqingkuanglaishishitiaozhengzhuaquliduyijiguiji，congerdafudujianshaojingyuanposundegailv；同時由於邊緣計算的應用，機器人能夠做出本地區域的決策
，達到毫秒級的響應速度。

（二）跨界融合：構建新型生產網絡

工業機器人和5G、區塊鏈結合起來，創建出去中心化的智慧化產線。比如在服裝定製方麵，客戶使用AR設計好的服裝需求可以被機器轉換成縫製的指令，不同的工序都可以用區塊鏈去做任務調度

，整個過程下來後降低將近40%的生產周期。機器人將來也會實現與AGV還有智能倉儲等的組合，建構“動態生產線”，使得生產要素能實現自由流動、自由重組。

（三）應用拓展：催生新興場景

隨著技術上的突破
，工業機器人會進入新的應用領域中，比如航天科考：耐高溫抗輻射的機器人替代人到行星表麵去采樣；深海機器人像章魚、水母一樣可以在海底任意穿梭

，在海洋探測、管道檢測
、維修等
；還有納米級的微型機器人應用於微創創麵創口——僅2～3毫米。

（四）可持續發展：綠色智能製造

工業機器人是綠色製造的重要載體

，對機器人進行動力學設計優化後，可以使其能耗減少20％以上
；利用可回收材料製作機器人後，其材料回收率達90％以上。機器人還可以用於新能源領域，rushiyongzhinengxunjianjiqirendeguangfubanxunjian，keyixianyurenyanfaxianbanpiandeyichang，ranhougenjurechengxiangshujuhegongkuangfenxiyuanyinbingyujing
，jishixiufuyinhuanbuwei，bimianzaochenggengduosunshi。

結語：  

工業機器人由“替代人力”走向“智能製造”，成為實現製造業數字化轉型的內在驅動力，隨著技術融合
、深化應用和產業鏈協同，工業機器人將進一步加快製造業由大到強的步伐

，在智能製造的新時代，中國有望成為世界“智能製造”強國。