工业机器人产业竞争格局与创新发展趋势

苏军

摘要：多年来，工业机器人在智能装备行业中始终占据着重要地位，随着相关产业的迅猛增长，其在市场中的应用愈发广泛。伴随技术的不断进步，工业机器人技术也在持续创新与升级。面对新时代下新的产业背景，工业机器人技术创新也将展现出独特的风格和特点。基于此，本文对工业机器人产业竞争格局与创新发展趋势展开分析。

关键词：工业机器人；产业竞争；创新发展

DOI：10.12433/zgkjtz.20241313

工业级机器人作为机电数字化设备中的杰出代表，在智能制造领域占有核心地位，其技术附加值尤为显著，在各种工业领域都有着广泛应用。工业机器人是先进制造业的核心技术之一，已经发展成为信息化时代的新兴产业，并且其发展将为社会生产注入更多活力。中国的工业级机器人产业始于20世纪70年代早期，经过近半个世纪的不懈努力和发展，该产业逐渐显现出一定的规模与潜力。现阶段，我国独立开发和制造的工业机器人已达到工业化应用标准，并在多个行业中受到广泛欢迎与应用。截止到2020年，国内市场覆盖面积越来越广，销售额已超出60亿美金。目前，机器人产业的进步和壮大获得了国家的高度重视和支持，在此期间，机器人的研发工作成功吸引了诸多企业的积极参与，推动了工业机器人产业的创新与发展。

一、工业机器人的发展概况

（一）国外工业机器人发展概况

最初，工业机器人的应用主要集中在汽车制造领域。早在19世纪中期，美国的汽车制造商在生产过程中就使用到了工业机器人。自此，工业机器人就成为人类生产和生活中不可或缺的组成部分，其生产技术持续进步，进入了快速发展阶段，对整个机器人领域的发展产生了深远影响。经过三十余年的不懈发展，美国在工业机器人的技术和生产方面取得了很多突破性成果，其机器人生产制造技术全球领先，极大提升了美国工业实力。俄罗斯、日本等国家在工业机器人的研究方面也取得了显著成就，许多工业机器人在性能上已可与美国相媲美，共同推动工业机器人进入了全新的发展阶段。

（二）国内工业机器人发展概况

在全球工业生产领域，我国的工业生产规模稳居第一，在市场发展中占据了很大的优势，同时满足了工业机器人的市场需求。20世纪中期，为了在工业机器人研究领域占有一席之地，我国投入了大量人力物力，从不同方面对工业机器人进行研究，以提高机器人的生产制造技术和应用效率。随后，国家针对经济社会发展制定了一系列规划，并明确了符合中国特点的机器人产业发展战略目标，着重从基础元器件、电子、智能等方面对工业机器人进行探索和研究。从技术层面看，尽管与美国、日本等国的生产技术相比，我国仍存在差距，但在某些生产制造环节，我国已领先这些国家。目前，我国已经建立健全了技术体系，在量子技术研究和应用方面取得的成果尤为显著，在工业机器人研究领域中占有较高的位置。

二、国内外工业机器人产业竞争格局

（一）全球机器人市场持续高涨

根据国际机器人联合会的统计数据，2020年，新安装的工业机器人数量高达50多万台。美国先进自动化协会的数据显示，2021年，持续两年创下历史新高的为北美洲机器人，销售额超出了20亿美元。从2019年开始，我国的工业机器人消费市场已在全球处于领先地位，2020年中国机器人就已经拥有了900多亿的市场规模，工业机器人的占有比例在60%左右。国内智研咨询平台指出，近几年，我国电子行业、新能源汽车、锂电池等行业快速发展，在这些新兴行业的推动下，2021年中国工业机器人市场销量已超出了30万台，年均增长比例在16%左右。

（二）高端机器人市场长期被发达国家垄断

美国、日本、德国等发达国家在机器人科研和技术领域积累了丰富的经验，各自拥有独特的机器人技术与核心专利，能够生产出优质、高端的机器人产品。这些国家的企业在研发、生产及市场推广方面投入了大量资金，确保了研发过程顺利进行，并在市场上取得了显著成效，机器人产品竞争力和市场占有率越来越高。同时，这些发达国家的人才资源相对充足，科研人员都具备一定的专业水平和能力，为研发和生产高端机器人提供了有力支持。因此，我国高端机器人市场长期被发达国家垄断，导致我国工业机器人以中低端产品为主，市场份额占比相对较低。

（三）国产机器人的更新速度有待提升

与国际先进水平相较，国产机器人的研发和生产技术还有很大的提升空间。近年来，国内企业在机器人领域虽然也取得了一定的成果，但一些关键技术水平依然不够先进，包括人机交互、感知、控制等技术还需要进行优化和提升。另外，生产机器人的核心零部件都需要从国外进口，对我国机器人产业的发展产生了很大的阻碍，尤其是一些高端零部件相对稀缺，不利于国产机器人性能和竞争力的提升，进而导致国产机器人替代步伐过于缓慢。通过相关数据统计发现，2022年中国本土工业机器人品牌市场占有率低于30%，与2021年的品牌市场占有率相较，仅增长了1.2%。

三、工业机器人产业创新发展对策

（一）加快完善机器人协同创新体系

一方面，需要大力促进国内外高科技成果在科教兴盛地区的深入发展，既要强调各地科学和教育的优势，又需要积极吸收并利用国内外的尖端科技创新知识，始终视机器人产业化为推动创新发展的核心环节。另一方面，需要构建一个技术共享研究中心，进一步优化地方机器人产业发展计划，成立机器人产业扩展基金，对于行业内普遍面临的技术难题制定科研清单，并计划建立智能制造技术创新研发中心，为研发团队提供一个优质的工作环境。同时，持续发展和优化创新服务体系，制定激励创新和创业基地人员的政策体系，吸引国内外顶尖人才为工业机器人产业创新发展提供服务。

（二）建立自主的工业机器人标准化体系

相较于发达国家，我国工业机器人行业的标准架构发展相对滞后，在技术进步的方法和产业深度上与发达国家存在明显差异。欧美、日本等发达国家的工业机器人行业标准化体系难以直接复制或在中国进行复用。鉴于此，我国工业机器人产业迫切需要建立一个真正适应我国实际情况的标准化体系。

在实际操作中，应参照国内和国际行业标准，结合我国地方工业机器人的实际需求和技术特点，精心策划工业机器人行业的标准框架。在整体规划思路下，基于行业应用、技术的独特性等因素，制定行业标准计划，逐步有序地完成相关行业标准任务。同时，基于机器人行业的标准流程，主动提倡和指导创建与机器人融资租赁相关的标准化解决方案以及相应产品标准体系。

（三）搭建“互联网+机器人”的创新服务平台

搭建“互联网+机器人”的创新服务平台，需要以“互联网+”为依托，并进行合理应用，以确保资源配置的合理性，实现经济价值最大化。工业机械融资租赁市场与公共经济思潮的结合，有望催生出新型的融资租赁方式。如果选择工业机器人作为共享目标，可以在共享的经济体中显著减少信息不对称问题，充分利用闲置资源，从而显著降低中小企业操作机器人的总费用。为了更好地服务中小企业，政府需要筹建一个面向全市制造行业的互联网云服务中心，为机器人出租、承租、生产和研发企业提供一个信息推广的强大平台。同时，政府应当鼓励企业间进行更为深入的信息交流和整合，为智能制造行业内的中小规模企业加速转型和升级提供有力支持和服务。

（四）鼓励工业机器人的融资租赁模式创新

融资租赁是新兴的金融行业，集成了融资、物资整合、贸易和技术升级，已成为中小型企业在设备购买和新技术应用方面最常用的金融手段。作为市场上一种已逐渐成熟的金融产品，融资租赁交易在很大程度上有助于降低资金门槛，并能提升各企业对工业机器人的应用效率。当前，武汉、南京等城市工业产业蓬勃发展，技术体系完备，人才储备充足。因此，在推动机器人行业标准化的过程中，政府应基于机器人产业的发展现状，更加积极地促进和指导售后回租、委托租赁、杠杆租赁、销售式租赁、项目租赁、风险租赁、结构式租赁、综合性租赁等现代租赁方式，以推动我国机器人融资租赁模式创新。

四、工业机器人技术创新发展趋势

（一）工业机器人整体性能增强，适用范围更广

近年来，科技的飞速发展为工业机器人领域带来了显著变化。搬运机器人、清洁机器人等多种工业机器人数量日益增长。而且机器人的技术性能正在稳步提升，能够胜任高强度的工作任务。例如，工业化的机器人机械臂能够模拟人类的手臂进行操作，在自动化机器的指导之下，能够高效完成重复性操作，广泛应用于包装、装配等多个领域。随着人工智能技术的日益进步，机器人的机械臂表现有望得到进一步优化，达到更高的工作效率和精确性。在人工智能时代，将先进技术融入工业机器人领域，不仅可以提升其整体效能，还可以为进一步扩展其应用提供坚实的基础。

（二）工业机器人朝生物性和仿生性方向发展

在实际工作环境中，由于人体自身存在的局限，实现预定的工作目标会遇到很多困难，因此，研究其生物和仿生特性至关重要。工业机器人正是基于人体结构特点进行模仿设计，以模拟并扩展人体功能。工业机器人因其独特的生物和仿生属性，能够胜任一些原本难以由人类完成的任务。因此，在未来，人们会更加重视机器人的研究与应用。以半导体行业为例，真空环境工作需求催生了真空机器人的诞生，它不仅可以替代人做某些复杂的工作，而且还可以代替人工去执行一些特殊而又非常重要的工作。从另一个角度看，由于其生物和仿生的特性，可以替代人在高风险的工作环境中工作。此外，通过对机器人进行改造，可以使其适应各种工作需求。随着工业机器人技术的不断进步，其在生物学和仿生学方面的能力将得到进一步提升，并有望替代人类更为高效地完成各种任务。

（三）工业机器人的控制系统不断完善

工业机器人的关键在于其控制系统。目前，我国对工业机器人控制技术的研究还处于起步阶段。工业机器人的核心功能包括存储和定位等，随着科技的不断发展，这些功能将会得到进一步完善和提升。在工业机器人控制系统的演进过程中，最显著的变革是从封闭状态转向开放状态。因此，工业机器人已经成为现代制造业的主流装备之一，并且在工业生产领域展现出巨大的优势。这一控制系统因其高度的可扩展性，为工业机器人的操作提供了便利，从而大大减少了人力资源消耗。目前，工业机器人已经广泛应用于制造业、建筑业等多个行业领域，成为推动我国经济发展的重要力量。同时，工业机器人网络化的特性日益凸显，并逐步朝着更加规范和统一的方向发展。随着人工智能技术的不断进步，工业机器人未来的发展趋势也将是对其控制系统进行全面优化，以彻底解决操作门槛过高这一问题。

五、结语

总而言之，由于工业机器人集成了各种不同的信息技术，在工业领域得到广泛推广和应用，为机器人产业带来了广阔的发展前景。特别是人工智能时代的到来，从很大程度上扩大了机器人产业的发展规模。通过应用人工智能技术，工业机器人将变得更加智能、灵活和高效，为制造企业注入强大的创新和发展动力。在生产过程中，制造企业通常会将工业机器人应用到各生产环节，如零部件加工、生产线组装等，应用效果尤为显著，促进了生产效率和产品质量的提升。在人工智能时代，工业机器人的发展将持续推动社会经济进步，这主要得益于工业机器人具备的智能化和自主学习能力，可有效降低成本支出，为企业创造更高的利润。因此，无论是国家还是企业，要把人工智能技术充分应用到工业机器人的研发过程中，以促进社会经济持续繁荣。

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