作為“制造業(yè)皇冠上的明珠”之一，工業(yè)機(jī)器人在AI時代正在向具身智能邁進(jìn)。

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8373:2021的定義，工業(yè)機(jī)器人是自動控制的、可重復(fù)編程、多用途的操作裝置，可對三個或三個以上軸進(jìn)行編程，既可固定在原地，又可固定在移動平臺上，用于工業(yè)環(huán)境中的自動化應(yīng)用。

中國是工業(yè)機(jī)器人的全球最大市場，安裝量占據(jù)全球總量的半壁江山。目前，國內(nèi)廠商正在持續(xù)提升自主創(chuàng)新能力，縮小與海外領(lǐng)先企業(yè)的差距。放眼全球來看，工業(yè)機(jī)器人仍需提升其智能特性，向具身智能工業(yè)機(jī)器人邁進(jìn)，而這將是一場新的變革。

中國是工業(yè)機(jī)器人全球最大市場

按照功能劃分，工業(yè)機(jī)器人可分為包裝、上下料、噴涂、物料搬運(yùn)、焊接、打磨、碼垛、裝配等機(jī)器人。物料搬運(yùn)、焊接、裝配機(jī)器人是應(yīng)用最多的三個領(lǐng)域。

國際機(jī)器人聯(lián)合會（IFR）發(fā)布的《2024世界機(jī)器人報告》顯示，2023年，全球有約428萬臺機(jī)器人在工廠運(yùn)行，同比增長10%，全球工業(yè)機(jī)器人參與自動化生產(chǎn)的數(shù)量創(chuàng)歷史新高。2023年的年安裝量達(dá)到541302臺，位居歷史第二，僅比2022年創(chuàng)紀(jì)錄的552946臺安裝量低2%，已連續(xù)第三年超過50萬臺。在2023年新部署的工業(yè)機(jī)器人中，有70%在亞洲，17%在歐洲，10%在美洲。

根據(jù)IFR，中國是目前工業(yè)機(jī)器人的全球最大市場。2023年中國工業(yè)機(jī)器人保有量約180萬臺，是世界上第一個也是唯一一個擁有如此龐大工業(yè)機(jī)器人保有量的國家。

2023年中國共安裝276288臺工業(yè)機(jī)器人，占全球安裝總量的51%。這一結(jié)果是有史以來第二高的水平（2022年中國安裝290144臺）。IFR預(yù)計(jì)，2024年下半年中國工業(yè)機(jī)器人需求量將加速增長，到年底市場將更加穩(wěn)定。長遠(yuǎn)來看，中國制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人需求仍有很大的增長潛力，在2027年之前，年均增長率有望達(dá)到5%-10%。

從下游應(yīng)用來看，MIR睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，光伏、汽車電子、半導(dǎo)體等領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人出貨量增速最快。

國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人市占率趨升

全球工業(yè)機(jī)器人主要由日本發(fā)那科（FANUC）、日本安川電機(jī)（Yaskawa）、德國庫卡（被美的收購）、瑞士ABB主導(dǎo)，“四大家族”憑借在機(jī)器人核心技術(shù)領(lǐng)域的深厚積淀，也一度把控著中國工業(yè)機(jī)器人市場的大部分份額。

不過，隨著國產(chǎn)廠商如埃斯頓（002747.SZ）、匯川技術(shù)（300124.SZ）等興起，“四大家族”近年在中國市場的占有率有所下滑，從70%下滑至40%左右。根據(jù) MIR、CRIA 數(shù)據(jù)，2023 年我國工業(yè)機(jī)器人國產(chǎn)化率達(dá) 45%，同比提升9個百分點(diǎn)。

根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023年，埃斯頓工業(yè)機(jī)器人在國內(nèi)的市場份額約為8.5%，匯川技術(shù)約為6.5%，分別位居第二、四名。

“需要承認(rèn)的是，雖然中國是工業(yè)機(jī)器人的全球最大市場，但國產(chǎn)廠商主要占據(jù)中低端市場，高端市場仍以國際品牌為主。”具身智能機(jī)器人企業(yè)中科光電創(chuàng)始人、董事長吳易明在接受第一財(cái)經(jīng)采訪時表示。

吳易明認(rèn)為，國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，首先是要提升核心零部件的國產(chǎn)化能力。

工業(yè)機(jī)器人的核心零部件包括控制器、伺服系統(tǒng)、減速器，這些決定了工業(yè)機(jī)器人的精度、穩(wěn)定性、負(fù)荷能力等重要性能指標(biāo)。其中，控制器是工業(yè)機(jī)器人的“大腦”，一般占總成本的15%左右；伺服系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的“動力源”，一般占總成本的20%左右；減速器是工業(yè)機(jī)器人的“關(guān)節(jié)”，一般占總成本的35%左右。

據(jù)悉，由于核心零部件的生產(chǎn)技術(shù)壁壘較高，大多關(guān)鍵技術(shù)被少數(shù)公司壟斷，使得國內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)商在采購時議價能力不足，采購價格較高。

“據(jù)我了解，控制器、伺服系統(tǒng)、減速器的國產(chǎn)化率都在10%~20%。”吳易明告訴第一財(cái)經(jīng)，核心零部件的迭代處于線性發(fā)展階段，國內(nèi)品牌正在不斷替代國外品牌的市場份額，這個趨勢已經(jīng)非常明顯。”

隨著國內(nèi)廠商技術(shù)逐步積累進(jìn)步，目前控制系統(tǒng)與國外產(chǎn)品的差距在逐步縮小。國內(nèi)部分廠商自主研發(fā)了自家的控制系統(tǒng)，包括埃斯頓、華中數(shù)控、新時達(dá)、廣州數(shù)控、匯川技術(shù)等，也誕生了一批專業(yè)的控制系統(tǒng)服務(wù)商如固高科技、英威騰、卡諾普等。

在伺服系統(tǒng)領(lǐng)域，匯川技術(shù)在年報中表示其2023年國內(nèi)市場份額達(dá)28.2%。

埃斯頓告訴第一財(cái)經(jīng)，公司擁有完全自主化的機(jī)器人控制器、操作系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)三大核心技術(shù)，機(jī)器人核心部件自主化率已經(jīng)達(dá)到90%以上，擁有覆蓋3-700kg負(fù)載的87款工業(yè)機(jī)器人，機(jī)器人品類數(shù)量位列全球第二，出貨量位列國產(chǎn)第一。

向具身智能邁進(jìn)

“創(chuàng)新能力是工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。”吳易明表示，國內(nèi)機(jī)器人廠商總體上都在拼成本和營銷能力，缺乏技術(shù)創(chuàng)新；國際范圍內(nèi)，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)至少停滯了二十年，在用途沒有大幅擴(kuò)大的情況下，需求端已開始飽和。這兩點(diǎn)造成了國內(nèi)機(jī)器人廠商很難實(shí)現(xiàn)盈利的局面。

目前，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人頭部廠商埃斯頓、匯川技術(shù)已實(shí)現(xiàn)盈利，機(jī)器人（300024.SZ）2023年扣非凈利潤仍然為負(fù)、埃夫特（688165.SH）2023年暫未實(shí)現(xiàn)盈利。

“最關(guān)鍵的就是要提高工業(yè)機(jī)器人的智能特性，具身智能理論和技術(shù)的突破將引領(lǐng)機(jī)器人智能特性跨越發(fā)展。”吳易明表示，智能特性的核心是視覺感知與工業(yè)機(jī)器臂運(yùn)動的融合，由大腦基于結(jié)構(gòu)和空間感知、測量信息指揮機(jī)械臂的操控做業(yè)，以破除傳統(tǒng)認(rèn)知中機(jī)械臂本體的主體地位。具身智能機(jī)器人由智能算法驅(qū)動，基于智能算法的智能機(jī)器人是由大腦指揮手，而不是把大腦、眼睛鑲嵌在手上。隨著智能性的發(fā)展，未來的工業(yè)機(jī)器人將能夠面對更有挑戰(zhàn)性的場景。

根據(jù)中科光電對具身智能的定義，“具身智能”是指主體（機(jī)器）在自體、對象與環(huán)境等要素間相互作用（信息感知、轉(zhuǎn)化和響應(yīng)）的過程中建構(gòu)符合各要素物理實(shí)存及其關(guān)系演化趨勢的認(rèn)知模型，達(dá)成問題解決或價值實(shí)現(xiàn)的人工智能方法。

吳易明解釋稱，在具身智能下，大腦基于眼睛感知能力，指揮機(jī)械手做不同工件，不是識別工件（標(biāo)記信息）后根據(jù)人為不同工件設(shè)定好的不同工件的程序執(zhí)行任務(wù)，而是有眼睛感知到工件后，基于自主理解的任務(wù)要求，智能分析工件的結(jié)構(gòu)，各要素空間關(guān)系，再自主生成工藝、動作和各種運(yùn)動參數(shù)，甚至進(jìn)行交互和迭代，實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)。“這樣的機(jī)器人就類似于一個熟練工，拿到了工件的圖紙，知曉任務(wù)目標(biāo)就能干了。”

不過，吳易明認(rèn)為，世界范圍內(nèi)的現(xiàn)有所有工業(yè)機(jī)器人都沒有達(dá)到所謂的智能突破。“我們在具身智能上的突破是唯一的。我們基于現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法（微分幾何、拓?fù)?、群論等）?gòu)建全新的智能理論底層算法架構(gòu)，基于小樣本數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精細(xì)識別，是智能裝備和智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主識別、自主移動、自適應(yīng)作業(yè)的根技術(shù)。”

吳易明介紹稱，在民用領(lǐng)域，目前中科光電“仝人”系列已產(chǎn)出智能焊接機(jī)器人，能夠自主識別多品種小批量工件，自主規(guī)劃復(fù)雜作業(yè)軌跡及形成機(jī)械臂的驅(qū)動程序，目前總出貨量在50臺套左右；軍工領(lǐng)域預(yù)計(jì)今年能夠形成7000萬~1億元營收，相關(guān)技術(shù)突破在國家重大任務(wù)中已經(jīng)得到驗(yàn)證。