“機(jī)器人+”大時代有望加速來臨，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析報告

機(jī)器人是自動控制機(jī)器(Robot)的俗稱，自動控制機(jī)器包括一切模擬人類行為或思想與模擬其他生物的機(jī)械(如機(jī)器狗，機(jī)器貓等)。狹義上對機(jī)器人的定義還有很多分類法及爭議，有些電腦程序甚至也被稱為機(jī)器人。在當(dāng)代工業(yè)中，機(jī)器人指能自動執(zhí)行任務(wù)的人造機(jī)器裝置，用以取代或協(xié)助人類工作。理想中的高仿真機(jī)器人是高級整合控制論、機(jī)械電子、計算機(jī)與人工智能、材料學(xué)和仿生學(xué)的產(chǎn)物，目前科學(xué)界正在向此方向研究開發(fā)。

國際上對機(jī)器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般來說，人們都可以接受這種說法，即機(jī)器人是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機(jī)器人協(xié)會給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的操作機(jī);或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統(tǒng)?！?

1959年 德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機(jī)器人。隨后，成立了世界上第一家機(jī)器人制造工廠——Unimation公司。由于英格伯格對工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱為“工業(yè)機(jī)器人之父”。

1962年 美國AMF公司生產(chǎn)出“VERSTRAN”(意思是萬能搬運(yùn))，與Unimation公司生產(chǎn)的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機(jī)器人，并出口到世界各國，掀起了全世界對機(jī)器人和機(jī)器人研究的熱潮。

1962年-1964年 傳感器的應(yīng)用提高了機(jī)器人的可操作性。人們試著在機(jī)器人上安裝各種各樣的傳感器，包括1961年恩斯特采用的觸覺傳感器，托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器，而麥卡錫1963年則開始在機(jī)器人中加入視覺傳感系統(tǒng)，并在1964年，幫助MIT推出了世界上第一個帶有視覺傳感器，能識別并定位積木的機(jī)器人系統(tǒng)。

智能型機(jī)器人是最復(fù)雜的機(jī)器人，也是人類最渴望能夠早日制造出來的機(jī)器朋友。然而要制造出一臺智能機(jī)器人并不容易，僅僅是讓機(jī)器模擬人類的行走動作，科學(xué)家們就要付出了數(shù)十甚至上百年的努力。1910年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說中，根據(jù)Robota(捷克文，原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文，原意為“工人”)，創(chuàng)造出“機(jī)器人”這個詞。1911年 美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機(jī)器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個字，甚至可以抽煙，不過離真正干家務(wù)活還差得遠(yuǎn)。但它讓人們對家用機(jī)器人的憧憬變得更加具體。

據(jù)杭州中經(jīng)智盛市場研究有限公司發(fā)布的《2022-2026年機(jī)器人市場現(xiàn)狀調(diào)查及發(fā)展前景分析報告》顯示：1912年 美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機(jī)器人三定律”。雖然這只是科幻小說里的創(chuàng)造，但后來成為學(xué)術(shù)界默認(rèn)的研發(fā)原則。

1913年 諾伯特·維納出版《控制論——關(guān)于在動物和機(jī)中控制和通訊的科學(xué)》，闡述了機(jī)器中的通信和控制機(jī)能與人的神經(jīng)、感覺機(jī)能的共同規(guī)律，率先提出以計算機(jī)為核心的自動化工廠。

1、“機(jī)器人+”大時代有望加速來臨

從全球范圍來看，機(jī)器人被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量 一個XXX科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，已成為全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的重 要切入點。在人工智能、硬件、網(wǎng)絡(luò)、云計算等技術(shù)融合發(fā)展下，機(jī)器人智能化、柔性化 程度不斷提高，對場景的自適應(yīng)能力越來越強(qiáng)，機(jī)器人在各領(lǐng)域加速滲透，“機(jī)器人+”大 時代有望來臨。

1.1 預(yù)計 2022 年全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá) 513 億美元

據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)，將機(jī)器人定義為：具有一定程度的自主能力，可在其環(huán)境內(nèi)運(yùn) 動以執(zhí)行預(yù)期任務(wù)的可編程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)盟(IFR)劃分標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器人一般 分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人一般用于制造業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，而服務(wù)機(jī)器人一般 用于生活等非制造業(yè)環(huán)境，并且分為個人/家用服務(wù)機(jī)器人及專業(yè)服務(wù)機(jī)器人。中國電子 學(xué)會結(jié)合中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展特性，將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人 三類，本文以此為劃分標(biāo)準(zhǔn)。

我們正生活在一個歷史性變革的時代，隨著全球逐漸走出疫情以及勞動力持續(xù)短缺，機(jī)器 人在制造業(yè)、倉儲運(yùn)輸、醫(yī)療康復(fù)、應(yīng)急救援領(lǐng)域不斷深入拓展，全球機(jī)器人市場持續(xù)高 增長。根據(jù) IFR 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預(yù)計 2022 年全球工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人市場 規(guī)模約 195 億美元、217 億美元、101 億美元，機(jī)器人市場規(guī)模合計約 513 億美元，同比增長 19.6%，2017-202 復(fù)合增長達(dá) 14.7%。其中，中國市場快速發(fā)展，預(yù)計 2022 年占 全球機(jī)器人市場比重約 34%、市場規(guī)模達(dá) 174 億美元。

1.2 人口老齡化加劇，機(jī)器人長期需求潛力大

人口老齡化加劇使得全球勞動力持續(xù)短缺。伴隨著全球主要經(jīng)濟(jì)體的持續(xù)的低出生率(每 位婦女生育<2.1 個孩子)和嬰兒潮一代即將退休，人口老齡化和勞動力短期已成為全球 不可逆趨勢。根據(jù)聯(lián)合國《世界人口展望：2019 年修訂版》的數(shù)據(jù)顯示，到 2050 年，全 世界每 6 人中，就有 1 人年齡在 65 歲(16%)以上，在歐洲和北美，每 4 人中就有 1 人年 齡在 65 歲或以上，全球人口正步入老齡化階段。世界上幾乎每個XXX的老齡人口數(shù)量和 比例正在增加。作為全球人口x多的XXX之一，我國勞動力人口比例在 2011 年達(dá)到拐點， 14-65 歲人口占總?cè)丝诒壤_(dá)到 74.5%的頂峰，人口紅利逐漸消失，且 2022 年我國首次人 口負(fù)增長。 人口老齡化趨勢、勞動力供給不斷減少以及勞動力成本的不斷提高給社會發(fā)展及企業(yè)用工 等均帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，共同推動機(jī)器替代人力及服務(wù)人類的需求加速。2011-2021 年，我國 制造業(yè)城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員年平均工資復(fù)合增長率達(dá) 9.7%。未來機(jī)器人對于人工的替代將 從大場景、低復(fù)雜度入手，逐步向中小型場景、高復(fù)雜度滲透，成長潛力十足。

機(jī)器人是一種自動化機(jī)器，不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機(jī)器。機(jī)器人可以輔助甚至替代人類完成危險、繁重、復(fù)雜的工作，提高工作效率質(zhì)量，服務(wù)人類生活，擴(kuò)大延伸人的活動及能力范圍。機(jī)器人(Robot)是一種能夠半自主或全自主工作的智能機(jī)器。歷史上最早的機(jī)器人見于隋煬帝命工匠按照柳抃形象所營造的木偶機(jī)器人，施有機(jī)關(guān)，有坐、起、拜、伏等能力。

國際機(jī)器人聯(lián)合會(IFR)將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人兩大類。工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。服務(wù)機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種機(jī)器人，其中，應(yīng)用于家庭或直接服務(wù)于個人的稱為個人/家用服務(wù)機(jī)器人，應(yīng)用于特殊環(huán)境的稱為專業(yè)服務(wù)機(jī)器人。

機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、傳感、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的自動化裝備。自1956年機(jī)器人產(chǎn)業(yè)誕生后，經(jīng)過近60年發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在裝備制造、新材料、生物醫(yī)藥、智慧新能源等高新產(chǎn)業(yè)。機(jī)器人與人工智能技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合發(fā)展，推動了人類社會生活方式的變革。

目前，全球機(jī)器人市場主要以工業(yè)機(jī)器人為主，占市場份額的80%,日益老齡化的人口結(jié)構(gòu)、不斷上漲的人工成本和全球化競爭是拉動機(jī)器人市場快速成長的重要因素，全球工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。相較于工業(yè)機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人行業(yè)尚不成熟，商業(yè)落地慢，但隨著人工智能的浪潮降臨，服務(wù)機(jī)器人市場潛在空間巨大。

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈包括上游核心零部件生產(chǎn)，中游機(jī)器人本體制造、系統(tǒng)集成以及下游汽車、電子電氣、金屬加工食品加工等行業(yè)應(yīng)用。日本在工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵零部件的研發(fā)方面具備技術(shù)優(yōu)勢，德國工業(yè)機(jī)器人則在系統(tǒng)集成方面有一定優(yōu)勢。從產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)盈利能力來看，上游核心零部件附加值較高，處于中游的本體制造商，利潤空間受到擠壓，毛利率較低。由于核心零部件主要依賴進(jìn)口，因此我國機(jī)器人企業(yè)目前多集中于本體制造與系統(tǒng)集成領(lǐng)域。

我國經(jīng)濟(jì)下行壓力進(jìn)一步加大，企業(yè)面臨超出預(yù)期的困難和挑戰(zhàn)。受國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的綜合影響，同時隨著我國勞動力成本的快速上漲，人口紅利逐漸消失，工業(yè)企業(yè)對包括工業(yè)機(jī)器人在內(nèi)的自動化、智能化裝備需求快速上升。整體上我國機(jī)械行業(yè)在緩慢的復(fù)蘇進(jìn)程之中，伴隨著我國制造業(yè)的整體升級，轉(zhuǎn)型升級是我國機(jī)械行業(yè)開辟新增成長空間的唯一出路。在中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級、制造業(yè)革命的背景下，智能制造是未來10年乃至30年中國工業(yè)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)型方向之一。

目前我國服務(wù)機(jī)器人市場正處于起步發(fā)展階段，市場應(yīng)用還處于探索期，整體市場規(guī)模較小。與工業(yè)機(jī)器人相比，全球服務(wù)機(jī)器人市場起步較晚，我國與發(fā)達(dá)國家之間技術(shù)差距相對較小，隨著人均收入水平的提高，龐大的人口基數(shù)和潛在的市場需求實際上給我國提供了在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域彎道超車的機(jī)會。

工業(yè)和信息化部等17部門印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動實施方案》(以下簡稱《方案》)，加快推進(jìn)機(jī)器人應(yīng)用拓展?！斗桨浮诽岢?，到2025年，制造業(yè)機(jī)器人密度較2020年實現(xiàn)翻番，服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用深度和廣度顯著提升，機(jī)器人促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展的能力明顯增強(qiáng)。

20世紀(jì)50年代末，工業(yè)機(jī)器人最早開始投入使用。20世紀(jì)60年代，工業(yè)機(jī)器人發(fā)展迎來黎明期，機(jī)器人的簡單功能得到了進(jìn)一步的發(fā)展。自20世紀(jì)60年代中期開始，美國麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國愛丁堡大學(xué)等陸續(xù)成立了機(jī)器人實驗室。20世紀(jì)70年代，隨著計算機(jī)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人進(jìn)入了實用化時代。20世紀(jì)70年代末，由美國Unimation公司推出PUMA系列機(jī)器人，標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。20世紀(jì)80年代，機(jī)器人進(jìn)入了普及期。隨著制造業(yè)的發(fā)展，使工業(yè)機(jī)器人在發(fā)達(dá)國家走向普及，并向高速、高精度、輕量化、成套系列化和智能化發(fā)展，以滿足多品種、少批量的需要。到了20世紀(jì)90年代，隨著計算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，第二代具有一定感覺功能的機(jī)器人已經(jīng)實用化并開始推廣，具有視覺、觸覺、高靈巧手指、能行走的第三代智能機(jī)器人相繼出現(xiàn)并開始走向應(yīng)用。

但在我國，工業(yè)機(jī)器人尚屬新生物種。根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來投資預(yù)測報告(2023-2030年)》顯示，我國第一臺工業(yè)機(jī)器人誕生于1982年。中科院沈陽自動化所研制的國內(nèi)第一臺工業(yè)機(jī)器人，拉開了中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的序幕。而十年下來，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人沒有出現(xiàn)厚積薄發(fā)的一幕，仍然局限在產(chǎn)業(yè)化摸索和科研階段，主要原因在于上世紀(jì)八十年代，中國的制造業(yè)基礎(chǔ)還非常薄弱，且當(dāng)時國內(nèi)高端人才供給嚴(yán)重不足，難以滿足工業(yè)機(jī)器人的科研需求。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入高速軌道，制造業(yè)迎來黃金時期，工業(yè)機(jī)器人也因此得到國家廣泛關(guān)注。

2006年2月，國務(wù)院發(fā)布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》，首次將機(jī)器人列入長期發(fā)展規(guī)劃。2017年7月《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出研制智能工業(yè)機(jī)器人、智能服務(wù)，實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用并進(jìn)入國際市場。在智能機(jī)器人領(lǐng)域加龍頭企業(yè)。2021年4月《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出實施智能制造裝備創(chuàng)新發(fā)展行動，百科智能立/臥式五軸加工中心、車鐵復(fù)合加工中心高精度數(shù)控磨床等工作母機(jī);智能焊接機(jī)器人、智能移動機(jī)器人、半導(dǎo)體(潔凈)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人。