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一、協作機器人定義及分類
二、全球協作機器人發展概況
三、中國協作機器人發展概況
四、中國協作機器人發展面臨瓶頸及趨勢展望
1、研發設計人才短缺，協作機器人產業創新驅動力不強
2、核心零部件技術缺失，是制約我國工業機器人產業發展的主要瓶頸
3、下游應用行業轉型升級節奏快，為協作機器人產品及解決方案更新迭代帶來挑戰
4、加速與人工智能技術結合，實現產業智能化升級
5、突破傳統工業場景限制，商業服務應用將日益多元化
在新一代信息技術、人工智能、先進製造技術等新技術革新浪潮推動下，全球製造業正從組織模式、生產模式、服務模式等方面發生重大變革，以德國“工業 4.0”為代表的智能製造創新模式得到世界各國的青睞。智能製造技術的快速推廣為工業機器人行業發展提供了巨大的市場機遇。協作機器人作為工業機器人家族的後起之秀，近年來，在各大廠商和資本市場的持續關注下，其創新應用模式不斷湧現，應用場景日益多元化。然而，在新市場快速興起的過程之中，機遇與挑戰並存往往成為常態，特別是面對當前以創新為核心驅動，以 5G 通信、大數據、雲計算、智能物聯網、人工智能等為技術支撐，推動不同產業間、行業間實現跨界融合發展的“智能經濟”新時代，協作機器人如何把握“智能經濟”發展機遇，快速找準市場定位，推進產業化進程，值得協作機器人廠商深入思考與探究。
一、 協作機器人定義及分類
協作機器人是指具備自動控制和編程能力，且可與人類在同一個工作空間中進行近距離互動、協同作業的智能機器人。與傳統工業機器人相比，協作機器人打破了只能應用於工業場景的限制，憑藉低自重、高靈活、易編程、可快速配置、作業空間侷限性小等特色優勢，在醫療、教育培訓、新零售等服務業場景中同樣具有廣闊的應用前景。
表 1 協作機器人應用場景
數據來源：賽迪顧問智能裝備產業研究中心
從主流協作機器人產品分類來看，一是按照結構分類，主要包括雙臂機器人和單臂機器人。其中，雙臂機器人作業範圍相對較廣，可適應相對複雜的工作場景，但其生產及應用成本較高。特別是從協作機器人主要應用場景來看，以 3C電子、家電、食品飲料等產線點位密集、生產柔性化要求較高、操作單一且重複性動作頻次高的行業為主，雙臂機器人適用性及應用性價比相對較低。單臂機器人則在生產及應用成本和安置空間上具備較大優勢。二是按照協作機器人負載能力分類，主要包括有效負載＜5kg、5kg≤有效負載≤10kg、有效負載＞10kg 三類。
從產業鏈環節來看，協作機器人產業鏈與工業機器人基本一致，主要包括核心零部件、本體制造、系統集成及下游應用等四大環節。
其中在核心零部件方面，由於協作機器人在運行過程中與人工接觸密切，人身安全保障對協作機器人的運行精度、操作靈活度及零力矩控制與碰撞檢測技術等方面提出更高要求，因此協作機器人核心零部件產品類型與工業機器人略有差異。主要包括中空直流電機、安全控制器、力矩傳感器、減速器、制動器、編碼器等。
本體制造環節主要是指機器人本體、機械臂製造。
系統集成主要是指機器人本體與噴塗、焊接、上下料、裝配等生產環節的集成應用，綜合解決方案供應商主要以本體制造商為主。下游應用主要包括 3C 電子、汽車、家電、機械裝備、物流、食品飲料、商業服務等行業。
圖 1 協作機器人產業鏈全景圖
數據來源：賽迪顧問智能裝備產業研究中心
二、全球協作機器人發展概況
自2016年起，在大數據、雲計算等技術支撐下，人工智能產業開始爆發，助力工業機器人行業開啟2.0新時代，人機協作、人機共融成為市場主流趨勢，不斷將協作機器人推向市場風口。因此，2016年全球協作機器人銷量呈現爆發式增長，當年全球協作機器人銷售量突破1萬臺，同比增長超過90%。同時，由於協作機器人廠商大多處於產品打磨、試錯、解決方案優化及技術路線選擇階段，新產品、新模式快速迭代，倒逼行業加速邁入“優勝劣汰”的洗牌期。從2017-2019年全球協作機器人銷量規模來看，協作機器人市場銷量增速趨於放緩，2019年全球銷量為3萬臺，同比增長36.4%。
圖 2 2017-2019 全球協作機器人銷量
從全球協作機器人銷售規模來看，2019 年全球協作機器人銷售額達到 50 億元，同比增長 31.6%。
圖 3 2017-2019 全球協作機器人銷售額
從全球協作機器人競爭格局來看，優傲機器人是全球領先的協作機器人企業，據公司公開數據顯示，目前優傲協作機器人全球累計銷售量已突破 3.7 萬臺，全球協作機器人市場佔有率位居首位。同時，隨著以 ABB、安川、發那科等為代表的傳統工業機器人龍頭企業的強勢入局，全球市場競爭日益激烈。
表 2 國外協作機器人主流廠商及產品
三、中國協作機器人發展概況
一方面，隨著國內適齡勞動力人口數量減少和人力成本的提升，各製造企業選擇使用機器人替代低端勞動力的趨勢越發顯著。而協作機器人與傳統工業機器人相比，具有低成本、輕量化、安全性能高等突出優勢，因此，我國勞動力結構的加速調整將進一步帶動協作機器人市場應用需求。另一方面，在我國產業結構轉型升級的背景下，傳統制造業與電子技術、自動化技術、信息技術融合發展趨勢日益明顯，不斷帶動製造業企業對於智能製造、柔性製造、網絡化協同製造等先進製造技術的應用，從技術趨勢來看，協作機器人高度契合製造業企業對於人機協同、柔性化製造的轉型需求，市場拓展潛力巨大。2019年我國協作機器人市場規模達到13億元，同比增長42.9%，在工業機器人市場整體“遇冷”的情況下，保持逆勢增長的發展態勢。
圖 4 2017-2019 中國協作機器人銷售額
圖 5 2017-2019 中國協作機器人銷售量
從我國協作機器人市場結構來看，近年來，以遨博、節卡、大族、珞石、達明、新松等為代表的協作機器人企業，通過不斷加強技術及產品創新，逐步打破外資品牌市場壟斷地位，在我國協作機器人市場份額持續增長。
圖 6 2019 中國協作機器人品牌結構（銷售量）
劉壯
賽迪顧問股份有限公司
智能裝備產業研究中心 副總經理
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