1、前言1前言1前言1前言机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。2000 年以前，机器人的感知能力较弱，主要通过预先设定的重复性机械运动实现特定场景下的人工替代；进入 21 世纪，随着传感器的大规模应用以及多传感信息融合技术的发展，机器人逐步具备环境感知能力，并从工业向商业、公共服务等领域逐步渗透；2015 年后，人工智能技术从感知智能向认知智能不断进化，专用芯片等硬件的发展突飞猛进，网络通信技术日趋成熟，云计算、边缘计算等大规模普及，在人工智能、硬件、网络、云计算等融合发展下，机器人智能化、柔性化程度不断提高，对场景的自适应能力
2、越来越强，在疫情催化下应用范围得到大幅扩展，机器人产业迎来爆发式增长新高潮，在工业制造、公共服务领域成长出一批独角兽企业。当前中国机器人产业呈现良好发展势头，产业规模快速增长，“十三五”以来年均复合增长率约为 15%1；产业格局不断优化，以智能制造、智慧服务为使命与愿景的机器人企业竞相涌现；技术水平持续提升，视觉算法、运动控制、高性能伺服驱动、高精密减速器等关键核心技术加快突破，整机功能和性能显著增强；集成应用大幅拓展，机器人在工厂产线、仓储物流、教育娱乐、清洁服务、安防巡检、医疗康复等领域实现规模应用。此后，我们也会看到，机器人产业的发展依然面临着一些挑战：一是机器人的智能化水平过度依赖于本
3、体的算力与小样本学习的局限性，依赖于“云-边-端”一体化智能机器人的突破；二是机器人本体仍然不够轻量，柔性化程度不高，执行精度受限，除了“云-边-端” 的协同有助于提升相关性能外， 还有赖于可变材料和特殊机构设计的突破；三是机器人的成本仍然较高，中小企业规模化使用仍然较为困难，一方面有赖于制造工艺的优化及场景的规模化应用，使得价格不断下行；另一方面 RaaS 理念逐步被国内外接受，租赁服务以及区域工厂的探索让中小企业“用得上、用得起、用得好”机器人服务。在此背景下，阿里云加速器联合行行查研究中心，协同深创投、元璟资本、璞跃中国等机构以及明星创新企业，积极开展中国机器人行业研究工作，在分析当前我
4、国机器前言2人市场现状与产业图谱的基础上，对人工智能、5G、云计算、边缘计算等新兴技术赋能机器人智能化、轻量化、柔性化发展进行了理性探讨，结合阿里云加速器企业案例探讨了机器人企业的上云实践与成效，提出机器人云上发展趋势，最终形成了本报告，希望为行业内关注机器人发展的同仁们带去不一样的视角。目录1目录一、 机器人行业概况. 1（一）机器人的定义及分类.1（二）国内机器人产业市场规模.3（三）产业发展前景及驱动因素.5（四）资本市场近况.6（五）政策陆续出台，推进产业发展.10二、 机器人产业图谱.12（一）机器人产业链全景图.12（二）机器人产品形态、结构分析及成本构成.13（三）我国机器人行业
5、发展痛点.19（四）国内外代表性头部企业分析.20（五）创新型企业图谱.23（六）企业分布地图.25（七）青岛市机器人产业概况. 27三、机器人企业云上发展实践.30（一）机器人大规模商用面临的痛点.30（二）数字技术为机器人赋能. 33（三）机器人企业的上云实践. 45（四）机器人企业上云优势.55四、创新型机器人企业展示.59上海擎朗智能科技有限公司.59目录2上海傅利叶智能科技有限公司.61贵州翰凯斯智能技术有限公司.63北京思灵机器人科技有限责任公司.65北京软体机器人科技有限公司.67广州高新兴机器人有限公司.69深圳优地科技有限公司.71上海姜歌机器人有限公司.73上海玺农信息科技
6、有限公司.75成都家有为力机器人技术有限公司.77知行机器人科技（苏州）有限公司.79苏州一米机器人有限公司.81赛那德科技有限公司.83苏州狗尾草智能科技有限公司.85五、机器人行业云上发展趋势.87（一）趋势一：从单体智能到“云-边-端”一体化智能机器人云平台.87（二）趋势二：上云推动机器人向轻量化、柔性化方向发展.96（三）趋势三：上云带来的商业模式和交付方式的改变.100（四）趋势四：由内向外释放上云红利，赋能大量中小制造企业发展.103总结.108参考文献.109免责声明.112目录图表目录图目录：图 1：机器人行业分类.2图 2：2021 年中国机器人市场结构.3图 3：2016
7、-2022 年中国工业机器人市场规模及增长率. 4图 4：2016-2022 年中国服务机器人市场规模及增长率. 4图 5：2012-2022 年中国机器人企业投融资事件数及增长率.7图 6：2020 年与 2021 年中国机器人投融资项目金额分布.8图 7：2020 年与 2021 年中国机器人投融资事件细分赛道占比. 8图 8：我国机器人产业链.12图 9：一种工业机械臂结构示意图.13图 10：一种抓取环形物料机器人结构示意图.14图 11：一种清洁机器人结构示意图.15图 12：一种烤串贩卖机器人示意图.16图 13：机器人六大集成系统.18图 14：我国工业机器人单体制造成本构成.
8、19图 15：2017-2021 年中国工业机器人市场份额变化.23图 16：中国创新型机器人企业图谱.24图 17：中国机器人行业在营企业数量区域分布示意图.26图 18：2013-2022 年青岛市新增机器人相关企业数量. 28图 19：青岛市机器人相关企业所处行业分布图. 28图 20：机器人关键技术要求.30目录图 21：机器人大规模商用痛点分析.31图 22：人工智能三大核心技术.34图 23：人工智能技术的演变历程.35图 24：云计算的技术特点. 38图 25：机器人企业的云平台架构.39图 26：机器人上云后具备的突出优势. 39图 27：2019-2023 年中国政府和大型企
9、业上云率预测. 41图 28：2020 年全球企业上云情况.42图 29：机器人场景下的边缘计算系统架构. 43图 30：5G 网络架构下的 MEC 部署方式.44图 31：基于工业云技术的汽车行业智能制造示意图.45图 32：阿里天巡机器人产品.47图 33：阿里天巡机器人控制系统 RCS 云平台示意图.48图 34：智能安防机器人云上解决方案示意图.49图 35：安防机器人上云后的性能优化. 50图 36：云平台在机器人辅助手术中的应用. 51图 37：送餐机器人工作流程示意图.52图 38：玺农科技商家用户设备实时检测界面.54图 39：机器人企业上云优势.58图 40：擎朗机器人产品矩
10、阵.59图 41：傅利叶智能运动与平衡解决方案.62图 42：PIX Moving 主要产品.63目录图 43：PIX Moving 核心竞争优势.64图 44：SRT 智能视觉解决方案.68图 45：高新兴机器人产品战略定位.69图 46：高新兴机器人核心技术与产品功能. 70图 47：高新兴巡逻机器人的 5G 云边端架构示意图.70图 48：优地科技视觉算法优势.71图 49：优地科技运动控制优势.72图 50：姜歌 Berrybot 系列及核心技术.73图 51：姜歌借助“云端大脑”实现多业务系统智能对接. 74图 52：玺农科技智能烧烤机器人应用场景. 75图 53：玺农科技供应链产业
11、赋能平台. 76图 54：哇力机器人业务板块.77图 55：知行机器人三大核心技术.79图 56：知行机器人自适应末端执行器. 79图 57：知行机器人驱动系统集成控制软件. 80图 58：赛那德智慧物流视觉解决方案主要组成设备.83图 59：赛那德深度学习算法平台.84图 60：赛那德数智化云平台.84图 61：AI 商业精灵在商业综合体的落地应用案例.85图 62：“云-边-端”协同一体化架构示意图. 88图 63：AICS 赋能埃夫特云端机器人编程 IDE 项目.91图 64：碳纤维材质工业机械臂及其零部件. 96目录图 65：形状记忆合金应用于工业机器人的优势. 98图 66：AI 商
12、业精灵广告营销商业模式.102图 67：埃夫特共享工厂家具产线. 106图 68：AICS 产品赋能高端装备行业.107表目录：表 1：2022 年 3 月以来我国机器人领域亿元级融资事件（不完全统计）.9表 2：我国机器人行业相关政策法规.11表 3：工业机器人“四大家族”企业介绍.21表 4：中国机器人领域部分代表性企业介绍.22表 5：5G 三大应用场景及关键性能参数.36表 6：傅利叶智能上肢解决方案.61表 7：傅利叶智能下肢解决方案.62表 8：机器人主要租赁模式.101一、机器人行业概况1一、 机器人行业概况（一）机器人的定义及分类机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。机
13、器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。我国科学家对机器人的定义是：机器人是一种自动化的机器， 所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器2。在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中， 人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。将技术的更迭与不同行业的应用特点相结合，人们发展出了各
14、式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的机器人产品。根据机器人应用场景不同，国际机器人联盟（IFR）将机器人分为工业机器人和服务机器人两大类。1. 工业机器人国际标准化组织对工业机器人的定义为：工业机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能，多自由度的操作机，能够搬运材料、工件或者操持工具来完成各种作业。我国于 2021 年 6 月 1 日实施的机器人分类（GB/T 39405-2020）将工业机器人定义为：自动控制的、可重复编程的、多用途的操作机，并可对 3 个或 3 个以上的轴进行编程。它可以是固定式或移动式，在工业自动化中使用。目前，工业机器人已被广泛应用于 3C 电子、汽车制造、船舶制
15、造、化工等多个工业领域之中，按其使用用途可分为搬运作业/上下料机器人、焊接机器人、喷涂机器人、加工机器人、装配机器人、洁净机器人和其他工业机器人。2. 服务机器人根据国际机器人联合会对服务机器人的定义， 服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作，但不包括从事生产的设备。服务机器人又可分为公共服务机器人、个人/家用服务机器人以及特种服务机器人。一、机器人行业概况2我国的机器人分类标准将公共服务机器人定义为，在住宿、餐饮、金融、清洁、物流、教育、文化和娱乐等领域的公共场合为人类提供一般服务的商用机器人，如物流机器人、送餐机器人，迎宾机器人等。个人/家用服务机器人
16、是指在家居环境或类似环境下使用的， 以满足使用者生活需求为目的的服务机器人， 如教育机器人、 家务机器人、居家安监机器人等。公共服务机器人及个人/家用服务机器人的操作使用， 通常不需要专业知识或技能，不需要特别的培训或资质。而特种服务机器人是指应用于专业领域，一般由专业培训的人员操作或使用的，用以辅助或代替人执行任务的机器人，包括搜救机器人、国防/军事机器人、医疗手术机器人、水下作业机器人、空间探测机器人等。资料来源：行行查研究中心图 1：机器人行业分类一、机器人行业概况3（二）国内机器人产业市场规模中国机器人产业在国家智能制造相关政策的引导下蓬勃发展。在新冠肺炎疫情防控期间，消毒、配送、测温
17、、巡检等各类机器人的“火线上岗”，让各方了解到机器人的服务能力和经济价值。持续高涨的市场需求，有力地拉动了机器人产业技术创新、产品研发、系统集成、人才培养及公共服务体系建设，为我国机器人产业发展营造良好的生态环境。 在市场需求牵引、 技术突破带动和国家政策支持下， 我国机器人行业稳步发展，市场规模日益扩大。根据中国电子学会于去年 9 月份发布的中国机器人产业发展报告（2021 年）（以下简称报告）显示，2021 年我国机器人市场规模预计达到 839亿元，其中工业机器人市场规模约为 445.7 亿元，占比为 53.1%；服务机器人市场规模约为 393.3 亿元，占比为 46.9%。而在服务机器人
18、市场中，公共服务机器人及个人/家用服务机器人的市场规模预计达 302.6 亿元，占总市场规模的 36.1%；特种机器人市场规模约为 90.7 亿元，占总市场规模的 10.8%。资料来源：中国电子学会，行行查研究中心图 2：2021 年中国机器人市场结构根据报告公布的数据统计，我国工业机器人市场规模近五年的年均复合增速超过 12%，现已成为全球第一大工业机器人应用市场。而据国家统计局公布的数据显示，继 2020 年全国工业机器人产量突破 20 万套大关后， 2021 年全国工业机器人产量成功突破 30 万套大关，达到 36.6 万套，同比增长 44.9%，创历史新纪录。伴随着国内工业制造领域的生
19、产智能化改造和数字化升级的浪潮， 工业机器人将继续保持乐观的发展前一、机器人行业概况4景，预计 2022 年我国工业机器人市场规模将迫近 500 亿元。资料来源：中国电子学会，行行查研究中心图 3：2016-2022 年中国工业机器人市场规模及增长率2021 年我国服务机器人市场规模预计达到 393.3 亿元，2016-2021 年的年均复合增速达 34%，市场规模总体增速高于工业机器人。近年来，服务型机器人产品的消费需求不断升级、消费群体日益扩大，C 端市场应用渗透率不断提升，预计 2022 年我国服务机器人的市场规模将达到 500-550 亿元。资料来源：中国电子学会，行行查研究中心图 4
20、：2016-2022 年中国服务机器人市场规模及增长率一、机器人行业概况5（三）产业发展前景及驱动因素机器人产业作为新兴制造服务业，受到多重驱动因素的影响。从长期来看，政策指导、技术突破、人力成本提升、智能制造转型需求、新冠疫情引发的市场关注等几大关键因素，共同推动了我国机器人产业进入阶梯式上行新阶段。未来将有更多的机器人产品开始替代人类完成越来越复杂的工作，并逐渐渗透进日常生活的各个角落。1. 国家政策助力机器人产业补强短板，实现产业优化升级从 2015 年国务院发布中国制造 2025，再到去年底工信部、国家发改委等 15部门发布“十四五”机器人产业发展规划，可以看出近年来我国政府对于机器人
21、产业的重视程度不断提升。“十四五”期间，为应对 RV 减速器、伺服电机等关键零部件制约我国机器人产业发展的瓶颈问题，国家着眼于引导各参与主体重点补齐专用材料、核心元器件、加工工艺等短板，提升机器人关键零部件性能和可靠性；同时持续推进机器人标准化工作，建立健全机器人行业标准体系，加快急需标准研究制定，加强标准应用推广；此外，国家重视建立健全创新体系，发挥机器人重点实验室、工程（技术）研究中心、创新中心等研发机构的作用，加强前沿、共性技术研究，加快成果转化。2. 新兴技术发展，机器人智能化水平不断提升随着人工智能、物联网（IoT）、大数据等信息科技技术的快速发展，机器人产业也将快速迎来新一轮融合创
22、新发展浪潮。 AI 感知、 多模态人机交互等智能化信息技术不断成熟，为智能机器人的演进发展提供了坚实的发展基础。在一些先行企业的探索下，拥有诸多新兴信息技术赋能的智能机器人产品相继落地，并逐步打开了 C 端消费市场。而在机器人行业良性竞争的环境下，为了打破国外核心技术垄断，国内机器人企业也加快了自主研发进程，如传感器、伺服系统、减速器等核心零部件的突破，机器人核心零部件国产替代已成为大势所趋。国内集成电路行业，如半导体 IGBT 等多类精密电子元器件加工技术的也取得了重大突破， 现阶段已出现一批代表性国内企业与外资品牌相抗衡。通过多元化的品类研发与创新，将新技术高效地落实在产品上，持续迭代提升
23、产品AI 智能性，提升用户使用体验，国内头部品牌逐步向全球顶尖机器人公司迈进。3. 社会生产需求推动机器人替代人工，实现广泛应用当前我国社会面临人口老龄化加剧，劳动力成本不断上行的压力，加之新冠疫情的一、机器人行业概况6蔓延，诸多社会因素直接或间接地助推了我国机器人产业在各领域的应用渗透。在商业化进程中，机器人具有可提高生产效率、提升产品质量、降低生产成本、避免生产事故、可在恶劣环境工作等优势，已被广泛应用于汽车、电子、机械、航空航天等行业中，很大程度上缓解了当前社会发展方面的难点及诉求。各行各业通过推广使用机器人产品，不仅可以降低成本，还可以将劳动从繁琐重复的单调劳动中解放出来，从事更高级的
24、生产作业。另一方面，新冠疫情刺激了工厂为解决“用工荒”而提高生产自动化的需求，无接触配送等服务也助推了服务型机器人产品销量提升。从长远来看，此次疫情客观上深化了市场对于机器人产品价值的认知， 这为机器人行业的发展带来了巨大的积极影响。此外，人们日益提高的精神及心理方面的诉求，也促得一些陪伴、康养类机器人产品问世。综上可见，未来“机器人换人”这一趋势将在更多细分领域持续深化发展。4. 资本助力机器人产业创新，促进产业结构化、多层次发展技术和资本是机器人产业发展的两大驱动力，任何一轮硬件生产技术创新，必然需要资本市场的坚强支撑，而资本市场的中长期投资收益，皆来自对机器人行业未来发展的把握以及市场需
25、求爆点的分析。目前全球机器人行业发展向好，正处于各大机构下一步重点投资布局的风口。我国机器人产业资本市场也在一众新兴产业里稳步扎根，崭露头角。“资本+科技+孵化”的紧密融合，打破了传统的“技术-产品-市场-收益”的运作规则。智能制造业的单向线性发展，在资本杠杆的运作下，向着结构化、多层次的发展模式转变，推动机器人产业进入资本联动、跨越增长的新时代。（四）资本市场近况随着机器人技术的进步和市场需求的增加， 国产机器人行业在资本市场也经历了多轮发展热潮。据企查查公开数据显示，2012-2021 年十年间，我国机器人行业投融资事件总计 2,651 起，融资总金额超千亿元。2014 年前后，资本开始大
26、量流入机器人领域，行业呈高速发展态势，并很快迎来顶峰。2016 年投融资项目数达到 493 起，为近十年最高。2017 年行业热度不减，全年共发生投融资事件 476 起，融资总额近 500 亿元，成为近十年来投融资总金额最高的一年。随后的几年间，国内机器人投融资市场逐渐回归冷静，融资事件数持续下降。但自一、机器人行业概况72020 年“新冠”疫情爆发以来，机器人在防疫物资自动化生产、社区无接触配送、公共场所自动测温和消杀等方面，降低了劳动成本与工作强度，减少了交叉感染风险，展现出“超强的执行力”。机器人行业再次成为投资机构重点关注的领域。资料来源：企查查，行行查研究中心图 5：2012-202
27、2 年中国机器人企业投融资事件数及增长率根据企查查公开数据统计，2020 年国内机器人赛道共发生投融资事件 207 起，已披露金额的项目达118起。 其中投融资金额超过1.5亿元的项目有33起， 占比为28.0%。2021 年国内机器人投融资事件 291 起，同比增长 40.6%，已披露融资金额的机器人项目有191起， 其中超过1.5亿元的项目有60起， 占比从2020年的28.0%增长至 31.4%。融资金额在 1,000-3,000 万元之间的项目有 64 起，占比从 2020 年的 27.1%增长至33.5%，占比最高，增幅最大。2022 年 1-5 月，国内机器人投融资事件达到 153
28、 起，同比增长 24.4%。在已披露金额的 62 起融资事件中，超过 1.5 亿元的项目与金额在 1,000-3,000 万元区间的项目数都为 20 起， 占比达 32.3%， 其次为 8000 万-1.5 亿元的项目有 14 起， 占比达 22.6%。一、机器人行业概况82020 年2021 年资料来源：企查查，行行查研究中心图 6：2020 年与 2021 年中国机器人投融资项目金额分布从机器人投融资项目所属的细分赛道来看，根据企查查数据统计，近两年来工业机器人项目占比始终保持最高，2021 年工业机器人投融资项目占比从 2020 年的 23.4%上升至 28.6%。此外，公共服务机器人项
29、目占比增幅最大，2021 年公共服务机器人投融资事件占比从 2020 年的 17.1%增长至 24.5%，提升了 7.4 个百分点。2020 年2021 年资料来源：企查查，行行查研究中心图 7：2020 年与 2021 年中国机器人投融资事件细分赛道占比一、机器人行业概况92022 年我国机器人项目所属领域不断拓展。据企查查数据显示，2020 年一季度国内机器人项目投融资事件共有 107 起，融资总额已超百亿元，主要集中在工业机械臂、仓储物流、自动驾驶、手术/康复机器人等领域。与去年同期相比，今年一季度机器视觉赛道热度延续，协作机器人项目融资数量下滑，但融资金额仍维持在数亿元级别；拥有较高技
30、术壁垒的机器人零部件厂商，如减速器、伺服控制、传感器等领域的企业依然受到大力支持。4 月份以来，以镁伽机器人、术锐技术、思灵机器人、SRT 软体机器人等为代表的机器人企业在工业制造、微创手术、酒店餐饮、清洁服务等领域也备受资本的青睐。纵观过去三年间的投融资项目布局形势可以看出，投资机构更倾向于选择技术和商业模式创新力强、劳动力替代率高、摆脱国外技术“卡脖子”困境的企业。资料来源：行行查研究中心表 1：2022 年 3 月以来我国机器人领域亿元级融资事件（不完全统计）一、机器人行业概况10（五） 政策陆续出台，推进产业发展机器人作为智能制造发展领域的重要一环，受到国家的高度重视。在国家战略的引领
31、和相关政策推动下，经过多年不懈努力，我国机器人产业迅猛发展，现已成为支撑世界机器人产业发展的中坚力量。时间政策法规/会议颁布单位主要内容2021 年 12 月“十四五”机器人产业发展规划工信部等 15 部门到 2025 年，我国要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长超过 20%，制造业机器人密度实现翻番。2021 年 12 月“十四五”智能制造发展规划工信部等 8 部门建成500个以上引领行业发展的智能制造示范工厂；智能制造装备和工业软件市场满足率分别超过 70%和 50%，培育 150家以上专业水平高、服务能力强的系统解决方案供应商。202
32、1 年 3 月“十四五”规划纲要国务院深入实施智能制造，推动机器人等产业创新发展；培育壮大人工智能、大数据等新兴数字产业，在智能交通、智慧物流、智慧能源等重点领域开展试点示范。2020 年 9 月关于扩大战略性新兴产业投资 培育壮大新增长点增长极的指导意见发改委、工信部科技部、财政部重点支持工业机器人、建筑、医疗等特种机器人、高端仪器仪表、轨道交通装备、高档五轴数控机床、节能异步牵引电动机、高端医疗装备和制药装备、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶等高端装备生产，实施智能制造、智能建造试点示范。2019 年 10 月产业结构调整指导目录（2019 年本）发改委将 PLC、高性能伺服电机和驱
33、动器、全自主编程等工业自动化控制系统和装置列入鼓励类。2017 年 11 月增强制造业核心竞争力三年行动计划（2018-2020年）发改委加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，突破制造业重点领域关键技术实现产业化，智能机器人是九大领域之一。2016 年 12 月关于促进机器人产业健康发展的通知工信部、发改委、证监会提出了推动机器人产业理性发展，强化技术创新能力，加强零部件等关键短板突破，开拓工业机器人应用市场，推进服务机器人试点示范，完善公平竞争制度与鼓励企业参与人才培养。一、机器人行业概况11资料来源：政府公开信息，行行查研究中心表 2：我国机器人行业相关政策法
34、规中国制造 2025规划落地，明确将工业机器人列入大力推动突破发展十大重点领域之一， 促进机器人标准化、 模块化发展， 扩大市场应用。 2021 年 12 月发布的 “十四五”机器人产业发展规划提出面向汽车、航空航天、轨道交通、半导体等重点行业，推进焊接机器人、真空（洁净）机器人、物流机器人、协作机器人、移动操作机器人等工业机器人产品的研制及应用。近年来，RV 减速器、伺服电机等关键零部件已成为制约我国机器人产业发展的瓶颈，“十四五”期间，将重点补齐专用材料、核心元器件、加工工艺等短板，提升机器人关键零部件的功能、性能和可靠性，同时持续推进机器人标准化工作。国家、中央层面出台一系列相关政策支持
35、与鼓励产业技术创新发展， 着力推动机器人产业健康可持续发展，积极打造面向全球的机器人技术和产业生态体系。2016 年 7 月“十三五”国家科技创新规划国务院开展下一代机器人技术、机器人学习与认知、人机自然交互与协作共融等前沿技术研究。2016 年 3 月机器人产业发展规划（2016-2020 年）工信部、发改委、财政部到 2020 年，培育 3 家以上具有国际竞争力的龙头企业，打造 5 个以上机器人配套产业集群。2015 年 5 月关 于 印 发 中 国 制 造2025的通知国务院鼓励新一代信息技术、 高端装备、 新材料、生物医药等战略重点发展，引导社会各类资源集聚，推动优势和战略产业发展。2
36、013 年 4 月中国机器人产业联盟成立中国机械工业联合会由中国机械工业联合会牵头，第一届产业联盟成立，共有 80 余家成员，覆盖了目前国内机器人产业骨干企事业单位和主要研究机构等。二、机器人产业图谱12二、 机器人产业图谱（一）机器人产业链全景图机器人产业链主要分为上游核心零部件研发与生产、中游本体制造和系统集成，以及下游各行各业的具体应用等三方面：上游核心零部件：机器人产业上游主要包括各类零部件厂商，提供机器人生产中所需要的核心组件和功能模块。从成本角度方面看，控制器、伺服电机、减速器等零部件是工业机器人成本占比较大的部分。从全球范围来看，我国核心机器人零部件研发及制造的技术水平仍处劣势，
37、多数产品依然以初级应用为主。随着近年来国产机器人自研水平的提升，虽然外资企业仍然占据主要市场份额，但国内本体制造和系统集成企业逐渐向上游零部件的产研方向发力，出现了一批具有较强核心竞争力的优秀本土企业，逐渐打破了外资企业垄断技术与产品的不利局面。中游本体制造和系统集成： 涵盖机器人本体制造商以及面向应用部署服务的系统集成商。其中，本体制造商在机器人本体结构设计和加工制造的基础上，通过集成上游零部件实现机器人整机的生产；系统集成商则成为连接生产企业和客户的桥梁，通过面向具体用户需求的定制化集成开发，实现机器人在特定场景中的实际布署。下游应用领域：机器人产业下游主要由不同领域的企业客户和个人消费者
38、组成，共同形成巨大的机器人应用市场。 用户从传统工业企业向不同赛道的服务业领域快速渗透。资料来源：行行查研究中心图 8：我国机器人产业链二、机器人产业图谱13（二）机器人产品形态、结构分析及成本构成1. 本体产品形态机器人产品发展日新月异，根据机器人的不同产品类型，我们列举了一些具有行业代表性的机器人类型，如机械臂、仓储物流、清洁以及零售机器人的主体介绍。（1）机械臂机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配、安全防爆等领域得到广泛应用。以思灵机器人机械臂产品为例，这是一种用于机械臂的末端连杆装置，包括末端连杆主体，末端连杆主体设置在机械臂
39、的输出端；至少一个握持部，握持部能够被握持，至少一个握持部形成在末端连杆主体上，且与末端连杆主体一体地形成；以及按键部，按键部形成在握持部上，按键部能够被操作，其中，握持部相对于末端连杆主体的与握持部邻接的表面凹陷。资料来源：思灵机器人，企查查，行行查研究中心图 9：一种工业机械臂结构示意图二、机器人产业图谱14（2）物流机器人广义来讲物流机器人包括了仓储物流机器人、室外无人驾驶物流车、服务物流机器人等多种形式；狭义来讲则指在仓库室内实现入库搬运、商品拣选、分拣等功能的机器人，包括 AGV、AMR 等形式。以知行机器人产品为例，介绍了一种多功能取料机械手，包括基座和安装于基座的取料机构，取料机
40、构包括用于抓取环形物料的第一取料机构、用于吸取薄板型物料的第二取料机构和用于抓取类托盘物料的第三取料机构中的至少两种； 第一取料机构包括至少两支撑板和能够驱动支撑板并拢或撑开的支撑板驱动机构； 第二取料机构包括抓手和能够驱动抓手靠近或远离的抓手驱动机构； 第三取料机构包括用于吸取薄板型物料的吸盘和能够驱动吸盘动作的吸盘驱动机构。资料来源：知行机器人，企查查，行行查研究中心图 10：一种抓取环形物料机器人结构示意图（3）清洁机器人清洁机器人既包括服务于酒店、商场等场所的公共服务机器人，也包括居家使用的个人/家用服务机器人。该类机器人主要从事卫生的清洁、清洗等工作。以哇力机器人推出的激光雷达清洁机
41、器人为例，该产品的激光雷达包括固定端、转动端和驱动电机，该固定端固定设于清洁机器人上；转动端可相对固定端转动，在转动端上设有激光 TOF装置；驱动电机设于固定端上，驱动电机的输出轴与转动端固定连接，驱动电机用于驱动转动端相对固定端转动。二、机器人产业图谱15资料来源：哇力机器人，企查查，行行查研究中心图 11：一种清洁机器人结构示意图（4）新零售机器人当下兴起的新零售智能机器人除了解决了低房租、占地小、无人力等降低成本时间的问题外，还实现了多维度场景应用，尤其在疫情期间，新零售机器人为无人化售卖提供了支持，符合时代的发展需求。以玺农科技产品为例，介绍了柜式型的零售机器人。这是一种烤串贩卖机器人
42、，包括长方体框架、设于长方体框架内的冰箱、烤箱、油烟净化装置、撒料机构、餐盒处理装置、传动装置和触摸显示屏，冰箱、烤箱、传动装置、油烟净化装置分别与触摸显示屏电连接，冰箱设于长方体框架的底部，烤箱设于长方体框架的顶部，撒料机构设于冰箱和烤箱之间，餐盒处理装置设于冰箱一侧，油烟净化装置的油烟入口与烤箱连通，传动装置设于远离冰箱前侧的长方体框架上，且传动装置在冰箱、烤箱以及撒料机构之间移动，冰箱内的烤串通过传动传动装置实现烧烤、撒料、放餐和取餐操作。二、机器人产业图谱16资料来源：玺农科技，企查查，行行查研究中心图 12：一种烤串贩卖机器人结构示意图2. 机器人零部件与系统分析机器人的核心零部件包
43、括减速器、伺服电机和控制器，核心零部件是整个机器人产业的核心壁垒。 而机器人传感器是指机器人对内外部环境感知的物理量变换为电量输出的装置，通过传感器提供的信息，对速度、任务规划、路径规划等作出相应的方式。系统集成是通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。（1）减速器在新兴产业如航空航天、机器人和医疗器械等行业发展的需求下，需要结构简单紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳的高性能精密减速器作为支撑。其中 RV 减速器和谐波减速器是精密减速器中重要的两种减速器。减速器主要用于机器人
44、各个关节， 负责将伺服电机输出的高速运转动力转化为低转速、高转矩的运动，决定工业机器人的精度和负载。按照传动原理的不同，机器人专用减速器可分为 RV 减速器和谐波减速器两种。当前，我国精密减速器严重依赖进口，国产厂商仍处于生产技术不断成熟完善的阶段。根据 MIR DATABANK 数据显示，目前全二、机器人产业图谱17球约 75%的精密减速器市场被日本的纳博特斯克和哈默纳科占领。 其中， 纳博特斯克生产 RV 减速器，约占 60%的份额；哈默纳科生产谐波减速器，约占 15%的份额。国产减速器中，南通振康、中大力德等 RV 减速器龙头以及绿的谐波、来福谐波等谐波减速器领域优质厂商生产技术不断成熟
45、，加速赶超国际先进水平。（2）伺服电机伺服系统负责驱动机器人的运动，由伺服驱动器和伺服电机组成。其中，伺服驱动器负责位置、速度、转矩等各项控制；伺服电机是伺服系统中控制机械元件运转的发动机，将接收到的电压信号转化为转矩和转速，以驱动控制对象。国产伺服厂商在产品性能、尺寸等指标上正在努力赶超国际先进水平，同时国产品牌拥有更低的销售价格，性价比优势不断凸显。（3）控制器控制器作为机器人的心脏，负责规划机器人的运动方式，通过硬件和软件发布并传递动作指令，控制机器人的运动位置、姿态、轨迹和操作顺序等，保证机器人系统的正常运行，使机器人达到所要求的技术指标。目前，ABB、KUKA、新松、新时达等国内外各
46、大机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发。（4）传感器随着机器人应用逐渐深入，智能化成为新趋势，机器人借由传感器，开始拥有感知能力，走向与人“共鸣”的新阶段。机器人传感器可分为内部传感与外部传感，内部传感是指用于测量机器人的自身状态，包括位置传感器、速度传感器、加速度传感器、力和压力传感器等； 外部传感即表示测量与机器人作业有关的外部环境， 包括视觉传感器、触觉传感器、超声波传感器、红外传感器等。机器人的二维视觉（2D）传感器主要是通过一个摄像头来感知，它可以完成物体运动的检测以及定位等功能，许多智能相机可以配合协调工业机器人的行动路线，根据接收到的信息对机器人的行
47、为进行调整。而三维视觉（3D）传感器的视觉系统必须具备两个摄像机在不同角度进行拍摄，这样物体的三维模型可以被检测识别出来。相比于二维视觉系统，三维传感器可以更加直观地展现事物。如应用较多的激光雷达传感器，它是一种主动式的现代光学检测技术，也是一种极为先进的环境感知传感器。二、机器人产业图谱18（5）集成系统机器人零部件集成模块可分为六大系统，分别为机械系统、控制系统、驱动系统、感知系统、人机交互系统和环境交互系统。机械系统：机械系统是机器人系统基础，包含主要传动系统。控制系统：控制系统是机器人的“大脑和神经中枢”，主要包括系统软件和应用软件，控制机器人的自由度、精度、工作范围、速度、承载能力。
48、驱动系统：驱动系统又称伺服系统，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。感知系统：感知系统主要包括机器视觉。 相比国外来说，国内在镜头、工业相机、视觉算法、软件平台方面有很大发展利用空间。人机交互系统：是操作人员与机器人进行交互的装置。环境交互系统：是现代工业机器人与外部环境中的设备互换联系和协调的系统。资料来源：行行查研究中心图 13：机器人六大集成系统3. 机器人成本分析由于机器人的各类产品成本构成是不同的， 以市场份额较高的工业机器人为例对机器人产品的核心成本构成进行简析。工业机器人产品的应用是制造业转型升级的重要助推器，其研发、制造、应用已成二、机器人产业图谱19为衡量国家高
49、端制造业水平的重要标志。 从工业机器人的角度来说， 减速器、 伺服电机、控制器等核心零部件主要供应商仍以外资企业为主，进口替代空间广阔。而作为工业机器人产业链中成本占比、附加价值最高的部分，三大核心零部件是国产厂商亟需攻克的关键一环。通过对业内相关人士进行访谈我们了解到，减速器、伺服电机和控制器分别占工业机器人整机成本的 35%、20%、15%，合计占比约 70%。随着国产品牌不断加大研发投入，在产品性能、尺寸等指标上正在努力赶超国际头部企业水平，高精度减速器、高性能伺服电机等核心零部件国产替代进程不断提速。资料来源：OFweek，行行查研究中心图 14：我国工业机器人单体制造成本构成（三）我
50、国机器人行业发展痛点我国机器人产业目前正处于快速发展阶段， 但由于国内相关科研理论与制造工艺起步较晚，相对于发达国家仍存在一定的差距。此外，在行业标准的制定、相关配套设施的建设以及本土品牌竞争力的提升等方面，我国机器人产业仍有较大的发展空间。1. 核心零部件进口依赖程较高，机器人技术创新水平有待提升我国机器人本体制造环节所涉及的部分关键零部件， 如伺服电机、 减速器、 控制器，以及一些精密零部件， 尚未摆脱严重依赖进口的局面； 在软件方面， 国产品牌在稳定性、响应速度、易用性等方面与国外先进产品也还有一定差距。核心零部件“卡脖子”的难题极易造成企业生产成本的不可控、交货周期延长甚至断供的等后果
