協(xié)作機(jī)器人進(jìn)入價(jià)值競爭時(shí)代,本土廠商將如何作答?
目前,中國適齡勞動(dòng)力人口持續(xù)減少,人力成本不斷上升,制造企業(yè)“機(jī)器換人”的傾向日益明顯。相比于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人,協(xié)作機(jī)器人具有低成本、輕量化、高安全性的特點(diǎn),能夠更好地滿足中小企業(yè)對自動(dòng)化升級的需求。
數(shù)據(jù)顯示,2024 年中國協(xié)作機(jī)器人(六軸)整體市場規(guī)模約3萬臺(tái),同比增長28%。從2025年上半年的市場表現(xiàn)來看,預(yù)計(jì)2025年全年市場規(guī)模將突破4w臺(tái),增速有望沖刺50%。隨著協(xié)作機(jī)器人在各行業(yè)的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,規(guī)?;?yīng)凸顯,2028年中國協(xié)作機(jī)器人銷售規(guī)模有望突破10萬臺(tái)。
隨著市場規(guī)模的快速擴(kuò)張,整個(gè)協(xié)作機(jī)器人的行業(yè)格局也在發(fā)生變化。截至2024年末,全球協(xié)作機(jī)器人廠商數(shù)量約130家,競爭白熱化。
國際巨頭如FANUC、ABB、KUKA依托在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域深厚的技術(shù)積淀與強(qiáng)大的品牌影響力,在高端市場占據(jù)重要份額。這些企業(yè)擁有較為完整的產(chǎn)品線和解決方案,在對可靠性和精度要求極高的領(lǐng)域具有一定優(yōu)勢。
國內(nèi)企業(yè)如越疆、節(jié)卡機(jī)器人、埃斯頓、埃夫特等依托本土優(yōu)勢與快速響應(yīng)機(jī)制,迅速搶占市場份額。其中,越疆機(jī)器人全球生產(chǎn)基地更是在今年迎來了第10萬臺(tái)機(jī)器人成功下線,成為首家出貨量突破10萬臺(tái)的中國機(jī)器人企業(yè)。
當(dāng)前,協(xié)作機(jī)器人行業(yè)洗牌進(jìn)程正在加速。新進(jìn)廠商數(shù)量減少,市場資源不斷向頭部企業(yè)集中。這種洗牌雖然短期內(nèi)會(huì)帶來競爭壓力,但長期看有利于行業(yè)健康發(fā)展,促進(jìn)行業(yè)從價(jià)格競爭向價(jià)值競爭轉(zhuǎn)變。
銷量躍升、場景拓寬、巨頭環(huán)伺、成本高壓……在這條高增長的黃金賽道上,協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上的玩家們將如何跳出內(nèi)卷,為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造不可替代的價(jià)值?工控網(wǎng)特別策劃本期專題文章,邀請步科、越疆、節(jié)卡機(jī)器人、捷勃特等產(chǎn)業(yè)鏈核心企業(yè),分享協(xié)作機(jī)器人技術(shù)突圍案例與場景落地經(jīng)驗(yàn)。
技術(shù)突圍,解鎖高價(jià)值場景
協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了從上游的核心零部件,到中游的機(jī)器人本體制造與系統(tǒng)集成,再到下游多場景的廣泛應(yīng)用。其中,核心零部件是決定協(xié)作機(jī)器人精度、負(fù)載、穩(wěn)定性等關(guān)鍵性能的要素,主要包括精密減速器、伺服系統(tǒng)、無框力矩電機(jī)等。目前,中國協(xié)作機(jī)器人核心零部件生產(chǎn)主要由本土零部件制造商與本體廠商共同參與,整體呈現(xiàn)高度國產(chǎn)化特征。
以協(xié)作機(jī)器人主流選擇的無框力矩電機(jī)為例,其因結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)速度快的優(yōu)勢,成為提升機(jī)器人性能的關(guān)鍵部件。比如步科近期發(fā)布的FMK系列無框力矩電機(jī),作為迭代四代的產(chǎn)品,不僅補(bǔ)齊了以往尺寸不全的短板,更在電機(jī)長度、生產(chǎn)工藝上實(shí)現(xiàn)全方位優(yōu)化;同期推出的適配該電機(jī)的RD系列中空驅(qū)動(dòng)器,更是進(jìn)一步豐富了模組組合方案。
從性能提升來看,這兩類產(chǎn)品可從三方面賦能協(xié)作機(jī)器人:一是簡化結(jié)構(gòu),減少軸向長度直接降低機(jī)器人整體體積與重量;二是提升動(dòng)態(tài)響應(yīng),輕量化機(jī)身減少運(yùn)動(dòng)慣性,使加/減速速度更快;三是優(yōu)化功率密度,通過電磁設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)升級等手段,讓電機(jī)在同等尺寸下輸出更高功率,或在滿足功率需求時(shí)大幅縮減體積,有效突破設(shè)備動(dòng)力與空間的適配瓶頸。
協(xié)作機(jī)器人本體廠商則主要包括FANUC、ABB、KUKA、越疆、節(jié)卡機(jī)器人、埃斯頓、埃夫特等企業(yè)。近年來,協(xié)作機(jī)器人本體廠商的市場格局發(fā)生了較大變化,中國協(xié)作機(jī)器人廠商與國際龍頭的技術(shù)差距逐漸縮小。隨著力控技術(shù)、安全感知技術(shù)和視覺技術(shù)的不斷發(fā)展,協(xié)作機(jī)器人能夠勝任的任務(wù)越來越復(fù)雜,應(yīng)用場景也從簡單的搬運(yùn)、上下料擴(kuò)展到裝配、打磨、拋光等高精度作業(yè)。
精度提升精度是衡量機(jī)器人性能的核心指標(biāo)之一,直接決定了機(jī)器人能夠勝任的任務(wù)范圍。近年來,協(xié)作機(jī)器人在精度方面取得了顯著進(jìn)步,主要得益于力控和感知技術(shù)的不斷創(chuàng)新。
例如,節(jié)卡機(jī)器人的JAKA S系列采用末端內(nèi)嵌高精度六維力/力矩傳感器的一體化設(shè)計(jì),力控精度達(dá)到0.1N級,有效規(guī)避外置傳感器占用空間、易受干擾的問題,可承受 3000N/300Nm沖擊。
圖:節(jié)卡機(jī)器人
越疆機(jī)器人通過研發(fā)先進(jìn)的力控打磨方案,通過自研柔順力控算法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動(dòng)態(tài)跟隨工件表面變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)位置和姿態(tài),確保打磨頭與接觸面間的恒定壓力,從而提升打磨的品質(zhì)和效率,目前已成功應(yīng)用于奔馳車身打磨等高要求場景。
圖:越疆機(jī)器人
捷勃特獨(dú)有的多關(guān)節(jié)整體閉環(huán)控制的Hyper Ring??技術(shù),可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在指定自由度下的高剛性,而其他自由度具有一定柔性的控制,能夠?qū)崿F(xiàn)需要空間約束的拖動(dòng)示教,以及需要柔順的裝配工藝和精確力控的運(yùn)動(dòng),例如電容筆在電容屏上劃線時(shí)保持接觸力恒定等應(yīng)用。
圖:捷勃特
安全感知安全是人機(jī)協(xié)作的核心前提。隨著協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用場景的不斷拓展,對安全技術(shù)的要求也越來越高。目前,主流協(xié)作機(jī)器人廠商主要通過電流環(huán)、關(guān)節(jié)力矩傳感器、安全皮膚等對外部力覺進(jìn)行感知,以實(shí)現(xiàn)對“碰撞”的有效檢測。
值得關(guān)注的是,越疆科技推出了全球唯一量產(chǎn)的可穿戴電子柔性皮膚SafeSkin,能夠讓機(jī)械臂主動(dòng)檢測15cm范圍內(nèi)的人體和障礙物,提前預(yù)判并在碰撞前停止,避免碰撞,更是將人機(jī)安全速度提升至1m/s。
圖:越疆機(jī)器人
視覺融合協(xié)作機(jī)器人與視覺系統(tǒng)的深度融合,為機(jī)器人賦予了“眼睛”和“大腦”,極大地增強(qiáng)了機(jī)器人的環(huán)境感知能力和作業(yè)靈活性。這種融合不僅提高了機(jī)器人的定位精度,還使機(jī)器人能夠適應(yīng)更加復(fù)雜多變的環(huán)境。
面對機(jī)器人動(dòng)態(tài)作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜挑戰(zhàn),越疆推出了具備2.5D視覺能力的VX500智能相機(jī),搭載 500 萬像素高清相機(jī),內(nèi)置LED光源和先進(jìn)2.5D視覺算法,可精準(zhǔn)捕捉目標(biāo)物體的六維位姿信息(x、y、z、rx、ry、rz),徹底解決復(fù)合機(jī)器人移動(dòng)搬運(yùn)過程,因如地面不平、傾斜等導(dǎo)致的定位不準(zhǔn)問題,定位精度高達(dá) ±0.26mm。同時(shí),該相機(jī)還支持識別與測量等任務(wù),與越疆機(jī)器人實(shí)現(xiàn)即插即用,大幅降低部署成本與時(shí)間,讓用戶能夠高效、靈活構(gòu)建各類機(jī)器視覺應(yīng)用解決方案。
圖:越疆機(jī)器人
節(jié)卡機(jī)器人推出的JAKA AL系列,突破了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人分體式架構(gòu)局限,通過軟硬件深度融合和創(chuàng)新自研算法,實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人本體、千兆級視覺系統(tǒng)與軟件生態(tài)的高度集成,硬件層面,本體內(nèi)嵌10MP像素工業(yè)相機(jī)、高速對焦馬達(dá),配合動(dòng)態(tài)ROI技術(shù),實(shí)現(xiàn)毫秒級自動(dòng)對焦與多檔像素-幀率切換,重復(fù)定位精度可達(dá)±0.03mm。軟件生態(tài)深度融合JAKA Coboπ平臺(tái),自帶視覺工藝包,視覺數(shù)據(jù)直通控制總線,用戶可零代碼調(diào)用預(yù)置工藝包,完成定位、檢測等在內(nèi)90%的視覺場景任務(wù),開箱即用,極大提高現(xiàn)場部署效率。
圖:節(jié)卡機(jī)器人
AI融合隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展,協(xié)作機(jī)器人與AI的融合成為新的趨勢。AI技術(shù)的引入使協(xié)作機(jī)器人能夠從大量數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)優(yōu)化操作策略,適應(yīng)不確定環(huán)境,甚至能夠通過演示學(xué)習(xí)等方式快速掌握新技能。這種能力拓展了機(jī)器人的應(yīng)用邊界,使其能夠應(yīng)對更加復(fù)雜多變的任務(wù)需求。
協(xié)作機(jī)器人廠商中,越疆機(jī)器人早在2023年起就啟動(dòng)了人形機(jī)器人研發(fā),強(qiáng)調(diào)“可量產(chǎn)、可部署”,并具備適配VLA等大模型的多模態(tài)感知與任務(wù)泛化能力。這一創(chuàng)新不僅提升了協(xié)作機(jī)器人的智能化水平,更為其未來在更多復(fù)雜場景中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
圖:越疆機(jī)器人
捷勃特結(jié)合視覺、力覺和仿真技術(shù),融合合作伙伴對應(yīng)用場景的理解,打造出了能夠快速“上崗”并不斷學(xué)習(xí)改進(jìn)的機(jī)器人產(chǎn)品。這種方法有效降低了協(xié)作機(jī)器人的部署成本,縮短了現(xiàn)場部署時(shí)間,減少了部署過程中對機(jī)器人專業(yè)知識的依賴性,讓任務(wù)變得更加快捷簡單。
從工業(yè)到生活,協(xié)作機(jī)器人無處不在
協(xié)作機(jī)器人下游終端用戶覆蓋工業(yè)與非工業(yè)領(lǐng)域。工業(yè)領(lǐng)域中,汽車、3C電子、半導(dǎo)體、新能源成為主力戰(zhàn)場;非工業(yè)領(lǐng)域如醫(yī)療、餐飲、教育、新零售也在快速崛起。
在工業(yè)領(lǐng)域,汽車行業(yè)是協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用最早也是最成熟的領(lǐng)域之一。從零部件生產(chǎn)到整車制造,協(xié)作機(jī)器人在焊接、涂膠、裝配、檢測等多個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用。
3C電子行業(yè)由于產(chǎn)品更新?lián)Q代快、生產(chǎn)線需要頻繁調(diào)整,對柔性自動(dòng)化需求強(qiáng)烈。協(xié)作機(jī)器人憑借其易于編程、部署靈活的特點(diǎn),在這個(gè)領(lǐng)域找到了廣闊的應(yīng)用空間。
新能源行業(yè)特別是鋰電池制造,對生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度、精度和一致性要求極高。協(xié)作機(jī)器人在這個(gè)領(lǐng)域顯示出獨(dú)特價(jià)值。
協(xié)作機(jī)器人在半導(dǎo)體封測、晶圓處理等環(huán)節(jié)的應(yīng)用正在逐步深化,其高精度、高潔凈度的特點(diǎn)正好滿足半導(dǎo)體制造的特殊需求。
目前,頭部企業(yè)如越疆機(jī)器人在工業(yè)場景高度適配“柔性生產(chǎn)”模式,應(yīng)用場景涵蓋拾取、碼垛、搬運(yùn)、上下料、檢測、裝配、涂膠、焊接、打磨等200余種,服務(wù)豐田、奔馳、保時(shí)捷、寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、富士康、三星、小米等知名企業(yè);節(jié)卡機(jī)器人更是實(shí)現(xiàn)了在“中國天眼”(FAST)運(yùn)行維護(hù)、汽車水冷板焊接、航空發(fā)動(dòng)機(jī)/ 燃?xì)廨啓C(jī)葉片打磨、航天裝備部件裝配、半導(dǎo)體封測等高端技術(shù)場景的應(yīng)用突破。
在非工業(yè)場景中,協(xié)作機(jī)器人同樣展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力,正在改變?nèi)藗兊纳罘绞胶头?wù)體驗(yàn)。
在勞動(dòng)力短缺日益嚴(yán)重的背景下,服務(wù)機(jī)器人成為維持服務(wù)質(zhì)量的重要手段。比如在商業(yè)服務(wù)領(lǐng)域,越疆協(xié)作機(jī)器人已落地智能奶茶咖啡工作站、商超餐飲等場景,服務(wù)亞朵酒店、庫迪咖啡、機(jī)場/口岸等客戶,提升服務(wù)效率與顧客體驗(yàn)。在醫(yī)療健康領(lǐng)域,協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用也在快速擴(kuò)展。協(xié)作機(jī)器人可以在手術(shù)輔助、康復(fù)訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化等場景中發(fā)揮重要作用,提高醫(yī)療服務(wù)的精準(zhǔn)度和可及性。目前,越疆機(jī)器人已入駐歐洲最大臨床實(shí)驗(yàn)室Labor Berlin及多家理療康復(fù)機(jī)構(gòu),截至2024年,其手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用數(shù)量突破200臺(tái)。
破局場景深化與成本挑戰(zhàn)相較于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人,協(xié)作機(jī)器人未來在工業(yè)細(xì)分場景,如半導(dǎo)體精密操作、新能源電池檢測與非工業(yè)場景,如養(yǎng)老護(hù)理、教育實(shí)訓(xùn)的應(yīng)用將進(jìn)一步深化。但同時(shí),行業(yè)仍需應(yīng)對核心技術(shù)成本進(jìn)一步下降空間等挑戰(zhàn),持續(xù)以技術(shù)創(chuàng)新與場景拓展驅(qū)動(dòng)行業(yè)健康發(fā)展。
從當(dāng)前行業(yè)現(xiàn)狀來看,成本壓力的核心集中在核心零部件環(huán)節(jié)。在協(xié)作機(jī)器人本體成本結(jié)構(gòu)中,精密減速器、伺服系統(tǒng)、無框力矩電機(jī)等關(guān)鍵部件占比高達(dá)70%。
其中,精密減速器長期依賴進(jìn)口,過去進(jìn)口諧波減速器在協(xié)作機(jī)器人成本中占比高達(dá)40%,盡管近年來本土廠商在中低端減速器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破,但高端市場仍被外資品牌主導(dǎo)。
伺服系統(tǒng)直接影響機(jī)器人的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與定位精度,其性能優(yōu)化需持續(xù)投入研發(fā);無框力矩電機(jī)目前則呈現(xiàn)“海外龍頭主導(dǎo)、國內(nèi)企業(yè)追趕”的競爭格局。國內(nèi)企業(yè)如步科通過持續(xù)技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品迭代,逐步縮小與國際龍頭的差距。但無框力矩電機(jī)的核心材料,如高性能永磁體、精密部件依賴進(jìn)口且價(jià)格波動(dòng)大,疊加制造工藝復(fù)雜,導(dǎo)致單機(jī)成本顯著高于傳統(tǒng)伺服電機(jī)。
要突破成本瓶頸,推動(dòng)核心零部件國產(chǎn)化與成本優(yōu)化,需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)力。一方面,本土零部件制造商與本體廠商需加強(qiáng)合作,通過聯(lián)合研發(fā)攻克高端減速器、伺服系統(tǒng)等 “卡脖子”技術(shù),提升國產(chǎn)化率。
面對成本壓力,行業(yè)內(nèi)企業(yè)通過多維度舉措優(yōu)化成本結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品競爭力。例如步科通過優(yōu)化新一代產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)線自動(dòng)化程度、精細(xì)化供應(yīng)鏈管理,在保證質(zhì)量的前提下,降低零部件生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)“加量不加價(jià)”。這種全鏈條的成本控制方式,既降低了零部件采購成本,又為本體廠商提供了高性價(jià)比的核心部件,形成產(chǎn)業(yè)鏈共贏格局。
另一方面,行業(yè)需跳出“單純拼價(jià)格”的競爭誤區(qū),轉(zhuǎn)向“價(jià)值競爭”的賽道。正如節(jié)卡機(jī)器人所強(qiáng)調(diào)的,用戶選擇協(xié)作機(jī)器人的核心訴求,并非“低價(jià)”,而是技術(shù)能否解決場景痛點(diǎn)、服務(wù)體系是否完善,企業(yè)是否長期可持續(xù)經(jīng)營,能給客戶創(chuàng)造長期價(jià)值。
目前,節(jié)卡機(jī)器人已構(gòu)建起完備的軟硬件產(chǎn)品體系,通過硬件精準(zhǔn)適配與軟件深度優(yōu)化,覆蓋工業(yè)與服務(wù)業(yè)等上百個(gè)應(yīng)用場景。其中,±0.02mm的微米級重復(fù)定位精度,行業(yè)內(nèi)IP68最高防護(hù)等級產(chǎn)品特性,使其能夠在精密、惡劣的環(huán)境中作業(yè)。感知系列賦予機(jī)器人精準(zhǔn)“觸覺”與“視覺”,拓展醫(yī)療、半導(dǎo)體等場景應(yīng)用。在具身智能賽道中,節(jié)卡也是業(yè)內(nèi)最早推出人形雙臂機(jī)器人的企業(yè),還推出JAKA Lumi具身智能平臺(tái),構(gòu)建從基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)到人工智能創(chuàng)新的完整教育體系。軟件生態(tài)上,作為國內(nèi)首個(gè)獲西門子SRCI認(rèn)證的廠商,節(jié)卡機(jī)器人實(shí)現(xiàn)與國際產(chǎn)線無縫集成。同時(shí),自主研發(fā)的焊接、碼垛、機(jī)加工藝包,及Coboπ示教軟件,讓產(chǎn)品兼具“高精度執(zhí)行”與“智能化決策”能力,真正實(shí)現(xiàn)“好用、有用、用得起”的價(jià)值承諾。
圖:節(jié)卡機(jī)器人
技術(shù)性能更是最基礎(chǔ)的門檻,比如力控精度、重復(fù)定位精度和環(huán)境適應(yīng)性這些硬指標(biāo)。同時(shí),客戶也很看重品牌的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和案例積累,畢竟汽車、3C等領(lǐng)域的生產(chǎn)線對可靠性要求極高。此外,全生命周期的服務(wù)支持也很關(guān)鍵,本地化的快速響應(yīng)、零代碼的軟件生態(tài),能大幅縮短部署和維護(hù)時(shí)間,降低長期運(yùn)營成本。
對于用戶來說,關(guān)注機(jī)器人能否切實(shí)解決其行業(yè)特定問題。本土企業(yè)已在“價(jià)值競爭”中探索出差異化路徑。以越疆為例,其構(gòu)建的0.5~30kg全系列產(chǎn)品矩陣,能覆蓋汽車制造、3C 電子、半導(dǎo)體等15個(gè)行業(yè)的多樣化需求,±0.02mm 的重復(fù)定位精度滿足高精度作業(yè)要求;同時(shí),通過全棧技術(shù)自研降低核心部件采購成本,縮短客戶投資回報(bào)周期,既解決了場景適配問題,又平衡了成本與性能的關(guān)系。這種“以場景需求為導(dǎo)向,以技術(shù)自研降本”的模式,正是協(xié)作機(jī)器人突破成本瓶頸、打開非工業(yè)場景市場的關(guān)鍵邏輯。
總體來看中國協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處在從“量”的擴(kuò)張向“質(zhì)”的升級的關(guān)鍵階段。未來,隨著核心零部件國產(chǎn)化進(jìn)程加速、AI與視覺技術(shù)的深度融合,以及非工業(yè)場景的持續(xù)拓展,協(xié)作機(jī)器人有望在更廣泛的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;涞?。
然而,要實(shí)現(xiàn)真正的爆發(fā)式增長,行業(yè)仍需攻克成本優(yōu)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化與生態(tài)協(xié)同等挑戰(zhàn)。唯有產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新,推動(dòng)技術(shù)突破與場景深耕并行,中國協(xié)作機(jī)器人才能在全球市場中持續(xù)提升競爭力,賦能智能制造與智慧生活的新未來。

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