工業機器人：景氣周期開啟，智能制造先鋒

劉村陽

近年來，隨著機器人技術的不斷發展成熟，工業機器人的應用場景越來越廣泛，在社會生活中發揮著重要作用。與此同時，生產環境也對工業機器人的大小、重量、靈活度等提出了更高的要求，工業機器人正向著輕小化、柔性化的方向發展。此外，隨著工業機器人在安全性、穩定性和智能水平上的不斷提升，應用領域逐漸由搬運、焊接、裝配等操作型任務向加工型任務拓展，人機協作也成為工業機器人發展的熱門方向。

工業機器人行業持續復蘇

機器換人與國產替代雙重驅動

工業機器人行業拐點已到 疫情不改復蘇趨勢

根據國家統計局數據，我國工業機器人產量增速從2017年年底開始逐漸放緩，自2018年9月起我國工業機器人產量進入負增長，行業持續低迷，這主要是因為工業機器人作為典型的通用設備，具有一定的周期性，受下游諸如汽車、3C等行業景氣度的影響較大。但從2019年10月開始，我國工業機器人產量增速首次轉正，并保持上漲趨勢至今，增幅屢創新高，2020年年初雖然受到新冠肺炎疫情影響但并沒有改變行業上行的趨勢。

最新數據顯示，2020年11月份中國工業機器人產量為23635套，創下歷史單月產量新高，同比增長31.7%，雖然相比上月38.5%的增速有所放緩，但仍是2020年第三高增速。2020年1—11月份，國內工業機器人產量累計20.68萬套，同比增長22.2%，長期來看，整個工業機器人行業已經擺脫了前兩年的低谷，進入新一輪的景氣周期。

從短期看，本次工業機器人行業的爆發主要是受益于兩點：一是國內疫情結束后下游制造業的快速復蘇，二是疫情后各生產企業自動化升級需求的進一步增強。

首先，在其他各國因疫情影響停工停產時，中國作為目前疫情控制最為得當的國家，大量承接了來自世界各地的生產制造需求，這部分因為國外疫情而承接的訂單促使國內制造業形成了一個小高峰，間接帶動了工業機器人行業的增長。憑借著對新冠肺炎疫情采取的有效應對手段，國內整體經濟得以快速恢復，使得中國成為目前世界主要經濟體中唯一保持GDP正增長的國家。

此外，經過本次疫情，各個生產企業在復工復產的過程中逐漸認識到自動化生產、減小人員依賴的重要性，開始嘗試提高自己的自動化率，同時國家出臺的各類免稅政策也讓這些企業有了富余資金去購買相關設備，這也是疫情以來工業機器人下游需求持續增長的重要原因之一。

我國疫情后制造業PMI的變動情況也有所體現。2020年11月，中國制造業PMI為52.1%，比10月上升0.7個百分點，連續9個月位于枯榮線以上，且仍在繼續上升中，表明我國制造業的恢復性增長有所加快，整個工業機器人行業也有望跟隨下游制造業的景氣同步增長。

政策驅動下工業機器人市場迎來迅速發展

自德國首先于2011年提出以智能制造為核心的“工業4.0”戰略之后，各國紛紛開始制定相關政策大力發展制造業，以智能化為標志的第四代工業革命正在全球范圍內蓬勃展開。其中，工業機器人作為工業化和信息化的完美結合，以其天然的數字化特性，打通了單個生產設備到整個生產網絡的連接，進而支撐起第四次工業革命豐富多彩的應用場景。如果說，過去二十年互聯網的發展聯通了我們每一個人，那么未來二十年工業互聯網的發展將會聯通每一臺工業機器人，從而帶來生產效率乃至生產方式的全面革新。

工業機器人在國內的發展最早可追溯到科技部的863項目，對機器人相關技術研發給予扶持。2006年2月，國務院印發了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》，智能機器人首次被納入前沿技術中的先進制造技術，之后隨著“制造強國”的提出，各級地方政府積極推進地區規劃政策落實，中國工業機器人產業也迎來了迅速發展。

當前，工業機器人在汽車、3C電子、金屬制品、塑料，及化工產品等行業已經得到了廣泛的應用，并且隨著性能不斷提升，以及各種應用場景的不斷明晰，我國工業機器人產業呈現出不斷深化、不斷擴大應用的態勢，目前我國工業機器人市場約占全球市場份額的三分之一，是全球第一大工業機器人應用市場。2019年全年，全球共新增工業機器人36.5萬套，亞洲地區的安裝量占到了全球總安裝量的三分之二，其中中國以14.05萬臺的安裝量遙遙領先，幾乎是第二名日本的三倍。

根據中國電子學會及IFR數據統計，在2014年到2017年的4年間，我國工業機器人市場規模幾乎實現了翻倍增長，年均復合增速接近30%，2018年雖然受到宏觀環境的影響增速放緩至5.9%，但仍然高于全球增速5.3個百分點。此外，與發達國家相比，我國制造業自動化水平仍然比較低，我國生產制造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業機器人需求依然旺盛，預計到2023年，我國工業機器人市場規模將突破100億美元。

人口紅利逐漸消失 倒逼自動化進程加速

改革開放以來，大量勞動力涌入城市，以低廉的勞動力成本為特征的勞動密集型產業推動中國逐步成為世界工廠，拉動過去中國經濟高速增長。然而，近年來人口紅利的逐漸消失與人工成本的快速上升，對制造業未來的發展帶來了極大的挑戰。

根據國家統計局數據，我國人口結構中15～64歲所占的比例自2010年以來就呈現出逐漸下降的趨勢，2019年占比為70.7%，較2018年下降0.5個百分點，并且降幅還有進一步擴大的趨勢。

同時，企業的用人成本也在不斷攀升，2019年制造業生產工人平均年薪達到了58356元，同比增長8.21%。勞動力人口的不斷下降與人工成本的不斷上升倒逼企業進行自動化改造，“機器換人”將會成為未來十年我國制造業轉型升級的主旋律。

此外，我國工業機器人的密度相比發達國家仍有較大差距。根據IFR數據，2019年我國每萬名產業工人所擁有的工業機器人數量僅為187臺，而韓國、日本、德國、美國、意大利等傳統制造業強國的數據分別為855臺、364臺、346臺、228臺和212臺。從滲透率的角度來看，相比我國世界工廠的地位，我國自動化水平還有極大的提升空間。

從增長率來看，2019年我國每萬名產業工人所擁有的工業機器人數量較2018年有33.6%的提升，大幅超過韓國、日本約10%左右的增速，而德美意等國同期的增速僅為5%左右。樂觀預計，未來3～5年，隨著產業轉型升級與自動化進程的不斷推進，我國工業機器人密度有望逐漸追平日本、德國的水平。

工業機器人產業鏈一覽

工業機器人產業經過30余年的發展，已經形成了一條完整的產業鏈。工業機器人產業鏈上游是核心零部件，包括控制器、伺服系統和減速器三大部分，這三種部件是工業機器人中核心技術之所在。產業鏈中游是機器人本體制造，發那科、ABB、庫卡、安川四大家族具有明顯優勢，占據了全球工業機器人市場份額的40%，而國產廠商因為起步較晚，還處在追趕階段。下游是系統集成，目前主要集中在汽車制造和3c電子行業，二者幾乎占據了整個工業機器人下游應用的半壁江山，但在食品飲料、物流、光伏、鋰電等長尾市場增速較快。

從整個產業鏈來看，上游核心零部件是一臺工業機器人成本中占比最高的部分，約為70%左右，系統集成硬件成本較低，比較偏向服務，提供解決方案，而中游機器人本體廠商或采購核心零部件或使用自家的核心零部件，因此成本相差較大，二三線品牌因為不掌握核心零部件盈利水平較低。

從盈利能力來看，產業鏈上游核心零部件、中游本體和下游集成的毛利率水平基本符合“微笑曲線”，上游、下游毛利較高，中游本體毛利最低。上游核心零部件的高毛利主要來源于技術壁壘，下游集成高毛利主要來自于品牌溢價以及獲客能力壁壘。

工業機器人核心競爭力

工業機器人的大腦—控制器

控制器相當于工業機器人的大腦，負責控制整臺機器人的運動，核心技術集中于軟件算法?？刂破髯钅荏w現各個廠商的調教水平與風格，一般由機器人廠家自主設計研發，是各個機器人廠商的“軟實力”。

工業機器人控制器的主要任務是接收來自視覺、力覺等傳感器的檢測信號，根據操作任務的要求驅動機械臂中的各個伺服電機，進而控制機器人在工作空間中的運動位置、運動姿態、速度、軌跡、操作順序等，同時控制器也具有各類輸入輸出接口、人機交互界面等，擁有編程簡單、使用方便等特點。

控制器與機器人本體一樣，一般由機器人廠家自主設計研發。目前主流機器人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平臺基礎上進行自主研發，各品牌機器人均有自己的控制系統與之匹配，因此控制器的市場份額基本和機器人市場份額保持一致，發那科、庫卡、ABB、安川分別占據前四名，國內控制器企業尚未形成市場競爭優勢，占比僅為16%左右。

近年來，國內運動控制技術也有了較快的發展，一些傳統數控機床設備的生產廠家憑借著已有的數控技術基礎開始研制運動控制產品，使得通用運動控制產品開始擴展開來，其中工業機器人專用的運動控制產品也逐漸走向成熟和產業化。這類企業以廣州數控、埃斯頓等為代表，他們不只開發出工業機器人專用的運動控制系統，還進一步向下游擴展，進入機器人行業，并成為國產機器人企業中的代表。

此外，國內也誕生了一批專注于運動控制產品的企業，為無力研發自主控制器的小型工業機器人廠家提供解決方案，這類企業以固高科技為代表，固高科技是國內較早實現六軸機器人控制系統產業化的企業之一，目前主要向工業機器人集成商提供控制系統平臺。

目前國產控制器與國際先進水平相比還存在較大差距，主要體現在核心底層算法上，例如，參數自整定、抑震算法、轉矩波動補償等，導致國產工業機器人精確性、穩定性、故障率等關鍵指標不如發那科、ABB、安川、庫卡“四大家族”的產品，這也和國內廠家重硬件、輕軟件有關。當前工業機器人需要實現的動作愈加復雜，想要在高速運動中實現精準的控制，其背后需要的是長期多軸聯動控制技術積累，控制器必須足夠“聰明”，而先進核心算法的缺失使國產控制器要想從“能用”到“好用”還有很長的路要走。

工業機器人的執行機構—伺服系統

當控制器發出運動指令后，需要相應的機構部件去精確執行，這就是伺服系統的主要作用。伺服系統可以看作是工業機器人的小腦，根據控制器的命令為機器人關節的運動提供精準的位移、速度與力矩，一個典型的伺服系統包含有伺服驅動器和伺服電機兩部分。

伺服驅動器中主要包括整流部、逆變部、控制部等部分。伺服電機一般包含電機和編碼器兩個部分，編碼器可以將精確測量的轉子位置與電機轉速反饋至驅動器，從而形成一個完整控制回路。商用電經過整流、逆變，接收控制部得到的指令信號與編碼器的反饋信號，最終輸出合適的SPWM波形驅動伺服電機運轉。當前交流伺服驅動器設計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環控制算法，對閉環系統的設計、調試要求都很高，這也是伺服系統中核心難點所在。

伺服系統的下游行業應用主要集中在電子及半導體制造設備、機床、工業機器人、鋰電制造設備等領域，其中在工業機器人上的應用大概占據整體應用的9.4%，由于對位移、速度等的精度要求較高，應用在工業機器人上的多為伺服系統中的高端產品。

從市占率來看，外資品牌占據了國內伺服系統市場的大部分份額。以三菱、安川、松下為代表的日系伺服系統占據了市場的前三名，占比合計超過30%。緊隨其后的是臺系伺服的臺達和歐系伺服的西門子，占比分別為9.9%和6.5%，而以匯川技術和禾川科技為代表的國產伺服廠商雖然近年來發展十分迅速，但市占率仍然較小，分別為6.2%和1.5%，還有很大的提升空間。

目前國產伺服系統與國際先進水平在動力輸出功率方面大體相同，沒有明顯差距，差距主要體現在響應速度、體積大小和運行穩定性等方面。在運動控制性能方面，西門子的產品具備2kHz的速度環頻率響應能力，安川為1.5kHz，多摩川和匯川則都為1.2kHz，歐系產品優勢更為明顯，尤其在要求高速度和精度的領域。日系伺服產品的穩定性較好，可以滿足大部分應用領域的需求，尤其是小功率電機，優勢明顯。在伺服系統體積方面，為了配合機器人的尺寸，伺服系統要盡量做到體積小、質量小、軸向尺寸短，相較于國產伺服系統，日系、歐系產品更加緊湊。

伺服系統的搭檔—減速器

雖然有了控制器發出的指令、有了伺服系統去執行，但是這樣輸出到終端還是不夠。以安川的小型伺服系統為例，最高轉速為3000r/min，力矩為0.016～0.16N.m，而機器人上各個軸的工作轉速每分鐘不過一百轉左右，所需轉矩卻遠遠超出伺服電機的工作范圍，這時就需要搭配減速器使機器人每個軸的輸出參數達到所需要求。

如果使用伺服電機直接去驅動工業機器人，在低頻運轉下電機很容易出現發熱和低頻振動，不利于其精確、可靠地運行，而減速器能夠使伺服電機在一個合適的轉速下運轉，并精確地將轉速降到工業機器人各部位需要的速度，同時輸出更大的力矩。例如，使用一個減速比為50∶1的減速器就能輕松將額定扭矩為0.1Nm的電機扭矩提升到5Nm，使其能夠承受更高的負載，并且適當減小輸出轉速，提高控制分辨率和閉環精度。

在工業機器人領域使用的減速器主要有RV減速器和諧波減速機兩類。其中RV減速機擁有更高的精度和承載能力，但體積重量較大并且結構復雜，一般放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置;而諧波減速器結構簡單緊湊，但承載能力不高，多用在小型機器人和大型機器人的小臂、腕部、手部等低載荷的部位。兩種減速器使用場景不同，是互補的關系，并不存在相互替代的競爭。

減速器的核心難點主要在于精密加工、齒面熱處理、裝配精度、大規模生產與檢測等工藝環節上，恰恰是我國制造業基礎配套體系中最薄弱的部分，需要長期的經驗積累。與國外產品相比，國產減速器主要在使用壽命及穩定性上有較大差距，剛剛投入使用時各項性能接近國外產品，但隨著一段時間的使用后磨損加劇，出現漏油，精度、剛度等指標有所下降，這種不穩定性使得國產減速器大多只能應用于中低端市場，很難進入國際一線工業機器人品牌的供應鏈。

減速器作為純粹的機械零件，核心技術與工業機器人并不相關，因此包括ABB、發那科、安川、庫卡在內的工業機器人巨頭也均不自研減速器，全部向外采購。目前RV減速器和諧波減速器市場基本由日系廠商壟斷，以納博特斯克、住友、哈默納科、新寶為代表，占據了全球機器人減速器市場的大部分份額，其中納博特斯克與哈默納科分別在RV減速器領域和諧波減速器領域處于壟斷地位。

國產減速器廠商近年來有一定的進步，主要以諧波減速器領域的綠的諧波為代表，產品性能已經和哈默納科達到同一水平，近年來逐步開始進入國際主流機器人廠商進行測試，有望在未來1～2年內實現快速放量。而在RV減速器領域，由于其復雜且精密的機械結構，加工難度較大，國產RV減速器廠商與日系品牌還有很大差距。

工業機器人的多應用場景

工業機器人概覽

工業機器人自誕生以來，演變出越來越多樣的機械結構，應用場景越來越廣泛。當前，工業機器人可以分為多關節機器人、SCARA（水平多關節）機器人、坐標機器人、協作機器人、Delta（并聯）機器人、AGV（工廠物流倉儲機器人）等。

2019年，多關節機器人在國內工業機器人市場銷量約為10萬臺，是應用最為廣泛的工業機器人，占比達到69%;SCARA機器人銷量約為3.5萬臺，占比23%;協作機器人銷量約為0.6萬臺，占比4%左右;并聯機器人銷量約為0.5萬臺，占比約為3.4%。

從品牌結構來看，2019年國內工業機器人市場前四名仍然被發那科、ABB、庫卡、安川所占據，占比分別為12%、11%、8%、7.6%，“四大家族”仍然是工業機器人領域的第一梯隊，愛普生、雅馬哈、那智等二線品牌憑借著SCARA以及小六軸等技術水平要求不高的機器人也搶占了一定的市場。而國產廠商雖然近年來進步明顯，但市占率仍然較低，埃斯頓作為出貨量最高的國產工業機器人廠商市占率僅為2.4%，匯川、眾為興和埃夫特等市占率均不到2%。

不同種類的工業機器人

多關節機器人

多關節機器人一般指六軸機器人，擁有6個可以自由旋轉的關節，提供的6自由度可以使其在三維空間中自由活動，可以模擬所有人手能實現的動作，通用性極高，應用也最為廣泛，但同時控制難度也最高，價格最為昂貴。

搭配不同的末端執行器，多關節機器人可以實現不同的功能，較高的自由度使得多關節機器人可以靈活地繞開目標進行作業，適用于包括搬運、裝配、焊接、打磨拋光、噴涂、點膠等幾乎所有的制造工藝。

2019年，國內多關節機器人市場前四名分別是發那科、ABB、庫卡和安川，市占率合計超過50%，與其他二線品牌拉開了較大差距。國產品牌雖然也有一定的市場份額，但除埃斯頓外產品主要集中在20kg以下的中小負載多關節機器人市場，高于20kg的大負載多關節機器人市場還是外資品牌的天下。

從出貨量上來看，由于多關節機器人憑借其強大的性能，多應用于汽車工業，而隨著傳統汽車行業近年來需求逐漸觸頂，固定資產投資的下滑對多關節機器人的出貨量也造成了一定影響，18年后增速逐漸放緩。但隨著未來新能源汽車需求的崛起與小六軸機器人在一般制造業應用的不斷擴展，多關節機器人的出貨量增速有望回升至8%左右。

SCARA機器人

SCARA機器人，即水平多關節機器人。與多關節機器人不同的是，SCARA機器人一般只有4個可以自由活動的關節，前3個關節使得SCARA機器人只能在二維平面內自由活動，第4個關節連接末端執行器，只能沿Z軸上下移動，提供了受限的三維活動能力。但與此同時，較少的自由度意味著需要更少的伺服電機和減速器，控制算法也會更加簡單，體積也可以做得更加小巧，相比多關節機器人成本得以大幅降低。

SCARA機器人可以看作是只能處理部分限定工作的特化型機器人，比如，在平面上的挑揀、裝配、點膠、鎖附、貼標等，并且較小的體積也減小了生產線空間的占用，非常適合3C電子等產品體積不大的行業。

從市場結構來看，2019年國內SCARA機器人市場主要由愛普生和雅馬哈占據，合計占比約45%，三菱、眾為興、匯川、臺達緊隨其后，市占率均為7%～8%左右。由于SCARA機器人技術門檻不高，各廠商之間價格戰較為激烈，毛利率顯著低于多關節機器人，因此包括ABB、發那科、庫卡和安川在內的 “四大家族” 均不把SCARA機器人作為重點產品，市場主要由各二線機器人品牌占據。

從出貨量上來看，SCARA機器人除2019年受到宏觀環境影響出現短暫負增長，其余時間均保持著較快增長，并且受益于近年來3C行業可穿戴設備、TWS耳機等產品的火爆，SCARA機器人未來仍有望維持較高的增速。

并聯機器人

并聯機器人，可以定義為動平臺和定平臺通過至少兩個獨立的運動鏈相連接，機構具有兩個或兩個以上自由度，且以并聯方式驅動的一種閉環機構，一般以3軸最為常見。并聯機器人的特點為無累積誤差、精度較高，驅動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕、速度高、動態響應好。

并聯機器人在生產線上一般用于對輕小物件的分揀、搬運、裝箱、貼標、檢測等工作，廣泛應用于食品、制藥、電子、日化等行業。并聯機器人問世之初的應用對象主要是大型乳企以及液體袋裝藥和藥片的生產藥企，大多負載都在3kg以下，后續的增長主要來源于其他食品行業以及醫藥、3C電子、印刷，以及其他輕工行業。

2013年及以前，國內并聯機器人市場主要由ABB、發那科等少數幾個品牌開拓，但隨著2012 年ABB公司 Delta 并聯機器人專利到期，國內市場上涌現出了一大批并聯機器人企業，并且涉及眾多應用行業，較大程度拓寬了市場應用范圍。從市場結構來看，2019年國內并聯機器人市場主要由ABB、天津晨星、上海勃肯特和發那科占據，占比分別為16.8%、11%、10%和9%，國產并聯機器人廠商市占率較高。

從出貨量上來看，相對于多關節型工業機器人，國內并聯機器人當前市場需求明顯偏小，占整個工業機器人市場的出貨量不足5%。預計2020年并聯機器人全年出貨量可以達到五千余臺，隨著下游應用細分行業的進一步擴展以及使用場景的進一步豐富，未來兩年并聯機器人行業年均增速預計可達10%左右。

AGV機器人

AGV（Automated Guided Vehicle）機器人，一般稱為AGV搬運機器人或AGV小車，是以電池為動力源的一種自動操縱行駛的工業車輛。不同于固定安裝在流水線旁的傳統工業機器人，AGV機器人主要功能集中在自動貨物搬運，通過傳感器以及特殊的導航算法自動將物品運輸至指定地點。

在AGV機器人幫助下，高柔性、可拓展性的自動化物流體系成為可能，從而達到降本增效、縮短產品生產周期的效果。不需要人的干預，AGV機器人就可以實現24小時的自動運轉，大大提高產品物料等的搬運效率。此外，AGV系統還可以與工廠內部現有MES、ERP系統對接，實現全數字化管理，有效規避了人為因素，提高了生產質量水平。

隨著近年來智能倉儲物流的興起，京東、亞馬遜、阿里巴巴、申通、順豐等電商巨頭和快遞業龍頭紛紛在分揀機器人、AGV、無人倉等領域布局，智慧物流已成為物流行業的趨勢。從下游行業應用分布來看，電商快遞是AGV機器人的第一大應用行業，占比34.5%，汽車、家電行業分列二、三名，占比分別為21.2%和18.5%。

近年來，AGV機器人正處于快速發展期，行業的快速發展帶來了與之相關的整個產業鏈的競相涌入，傳統叉車廠商、物流系統集成商、工業機器人企業乃至應用企業都進入了AGV行業。

2019年，國內AGV機器人市場集中度較低，北京極智嘉、上?？靷}、華曉精密、杭州?？?、沈陽新松等出貨量排在市場前列，并且由于AGV機器人核心技術與傳統工業機器人并不一樣，技術門檻不高，國內外技術水品無明顯差距，因此國內AGV機器人市場大多都被國產品牌所占據。

從出貨量上來看，近年來國內AGV機器人增長速度較快，從2015年到2019年，4年間的年均復合增速達57.7%，即使是2019年整個工業機器人行業遇冷，AGV機器人也保持了16.7%的增速。在中國制造2025、工業互聯網和智慧物流等各項政策的支持下，以及電商快遞、新能源、醫療等新興行業市場需求的持續釋放下，預計未來兩年我國AGV機器人出貨仍將維持20%左右的增速。

長尾市場將成為未來工業機器人的增長點

按應用行業分，汽車行業仍然是工業機器人下游應用占比最高的行業，約占整個工業機器人市場出貨量的35%，其中在汽車零部件和汽車整車中的應用分別占比23%和12%。3C電子行業緊隨其后，占比23%，排在第二位。金屬加工行業排在第三位，占整個市場出貨量的12.2%。工業機器人在食品飲料行業、鋰電行業、家電行業、光伏行業等長尾市場的占比仍然較小，分別只有5.9%、5.6%、5%和3.1%，但他們的增速遠高于汽車、3C電子這些較為成熟的市場，隨著下游行業應用場景的進一步豐富，這些長尾市場未來將有更大的增長空間。

從行業占比變動來看，2019年工業機器人在汽車行業的應用占比同比下滑0.8%，這主要是因為汽車行業近年來市場需求逐漸觸頂，造成行業固定資產投資降低，從而影響了工業機器人在汽車行業的出貨量，雖然汽車行業目前仍然是工業機器人的第一大應用行業，但其已經趨于一個存量市場，不再會像過去十年一樣成為工業機器人行業的增長點。

2019年工業機器人在3C電子行業的應用占比同比略微上升約0.4%，與汽車行業相似，3C電子行業的下游需求也出現了飽和的趨勢。以行業內最主要的產品智能手機為例，跟隨著移動互聯浪潮不斷普及，智能手機高速增長的階段已經過去，近年來國內市場智能手機的出貨量也呈現出下滑的趨勢，工業機器人在3C行業中的應用增速也逐漸放緩。

2019年我國工業機器人下游行業應用中占比增長較快的行業分別是食品飲料、光伏和鋰電，同比增速分別為127%、55%和24%。對食品飲料行業來說，隨著近年來圖像識別和抓取等技術有了進一步的發展，使得機器人逐漸具備了處理精致而多樣化產品的能力，在食品行業中使用機器人進行挑揀、包裝和檢測越來越常見。此外，隨著食品安全的要求越來越嚴格，使用機器人替代人工，降低生產過程中的人為干擾也可以降低污染的風險。

隨著近年來國家新能源戰略的逐步推進，光伏和鋰電行業逐漸受益，預計“十四五”期間我國將以更大的決心、力度和舉措推進能源革命，加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系。2020年中國光伏發電累計裝機預計將達2.4億千瓦，保守估計未來五年年均光伏新增裝機規模也將在0.7億千瓦左右。2020年前11個月，我國新能源汽車產量僅占汽車總產量的5.1%，而根據規劃，到2025年新能源汽車新車銷售量將達到汽車新車銷售總量的20%。光伏和鋰電行業的持續景氣將釋放更多的自動化需求，帶動未來工業機器人的進一步增長。

人機協作與小型化是未來工業機器人的發展趨勢

當前，隨著工業機器人的應用場景越來越廣泛，生產環境對工業機器人的大小、重量、靈活度等提出了更高的要求，工業機器人正向著輕小化、柔性化的方向發展。此外，隨著工業機器人安全性、穩定性和智能水平的不斷提升，工業機器人的應用領域逐漸由搬運、焊接、裝配等操作型任務向加工型任務拓展，人機協作也成為工業機器人發展的熱門方向。

傳統的工業機器人工作中要與人分離，一般在機器人的工作空間外安裝圍欄等其他屏障避免人類受到傷害，這在一定程度上限制了工業機器人的應用效果，在很多需要人類介入的工作中就無法使用機器人實現更高程度的自動化效果。人機協作將人的認知能力與機器人的效率結合在一起，從而使人可以安全、高效地與工業機器人進行配合，達到1+1>2的效果。

協作機器人是近年來興起的一種新型工業機器人，從多關節機器人的基礎上發展而來，最早的協作機器人僅僅是在傳統多關節機器人外部包裹一圈柔軟材料，以減小對人體的傷害。隨著技術的發展和相關規范的完善，協作機器人慢慢形成了自己獨特的外形設計，外觀更加圓滑，并且借助表面的各種傳感器搭配特殊的安全算法，協作機器人可以在碰到人體后自動停止，大大增強了工業機器人的安全性，使人機協作變為可能。

從市場結構來看，2019年國內協作機器人市場主要由優傲（Universal Robots）和傲博占據，市占率分別為32%和23%，合計占比超過50%。其中Universal Robots是全球范圍內的協作機器人霸主，2008年推出全球首款協作型機器人，全球累計銷售達5萬臺。傲博作為國產廠商，是中國首家實現全國產化的協作機器人研發企業，是國產協作機器人龍頭。

從出貨量上來看，近年來國內協作機器人實現了爆發性的增長，從2016年到2018年，兩年間年均復合增速高達93%。不同于其他工業機器人的是，協作機器人因為要與人進行配合，2020年受疫情影響較其他工業機器人更為嚴重，出現了較大的負增長，但隨著全球疫情逐漸受到控制，生產逐漸恢復，協作機器人仍然有望憑借人機協作的進一步加深實現快速增長。

當前，隨著工業機器人的應用場景越來越廣泛，生產環境對工業機器人的大小、重量、靈活度等提出了更高的要求，除了人機協作以外，工業機器人正朝著輕小化的方向發展。

以六軸機器人為例，六軸機器人最開始是大規模應用在汽車行業，多以負載大于20kg的重負載型號為主，而隨著近年來六軸機器人逐漸向3C電子、金屬加工、食品飲料、新能源等行業擴展，負載小于20kg的小六軸越來越受到市場的偏愛。

2016年至今，小六軸機器人的增速一直高于大六軸機器人，尤其是近兩年在大六軸機器人負增長的情況下，這種差距還有進一步擴大的趨勢?？梢钥吹?，小六軸在六軸機器人中的占比一路上升，預計2020年小六軸機器人出貨量的占比將接近60%，而小六軸機器人技術門檻低于大六軸機器人，這也將利好國產機器人廠商，削弱外資工業機器人廠商的優勢。