处于“制造业皇冠上的明珠”范畴之内, 工业机器人于AI时代, 正朝着具身智能的方向迈进。
依据国际标准ISO 8373:2021规定, 工业机器人具备在自动控制状态下, 能够进行重复编程的特性, 是具有多种用途的操作装置, 它可以针对三个或者超过三个的轴来开展编程工作, 它既能够被安置在原地保持固定状态, 也能够被固定在移动平台之上, 主要应用于工业环境当中的自动化场景。
全球最大市场是中国的工业机器人市场, 其安装量占据全球总量的一半。当下, 国内厂商不断提升自主创新能力, 缩小与海外领先企业的差距。从全球范围看, 工业机器人要提升智能特性, 朝着具身智能工业机器人发展, 这会是一场新变革。
中国是工业机器人全球最大市场
按照功能来进行划分, 工业机器人能够被分成包装机器人, 上下料机器人, 喷涂机器人, 物料搬运机器人, 焊接机器人, 打磨机器人, 码垛机器人以及装配机器人等。其中, 物料搬运机器人, 焊接机器人以及装配机器人是应用数量最多的三个领域。
依据国际机器人联合会（IFR）所发布的《2024世界机器人报告》呈现的情况, 2023年的时候, 全球存在约428万台机器人于工厂当中运行, 跟同比相较增长了10%, 全球范围内工业机器人参与自动化生产的数量创造了历史新高。2023年的年安装数量达到了541302台, 处于历史第二的位置, 仅仅比2022年创纪录的552946台安装量低2%, 这般情况已经连续第三年超过50万台。在2023年新进行部署的工业机器人里面, 有70%分布在亚洲, 17%分布在欧洲, 10%分布在美洲。
IFR显示, 中国是当下全球工业机器人方面最大的市场, 2023年时, 其工业机器人的保有量大概是180万台, 它是世界上首个并且是仅有的一个有着这般巨大工业机器人保有量的国家。
2023年, 中国总共安装了276288台工业机器人, 其占全球安装总量的比例为51% , 这个结果是有史以来处于第二高的水平, 2022年中国安装的数量是290144台 , IFR进行了预计, 2024年下半年中国工业机器人的需求量将会加快增长, 到年底市场会变得更加稳定 , 从长远的角度来看, 中国制造业工业机器人的需求仍然有着很大的增长潜质, 在2027年之前, 年均增长率有希望能够达到5%至10%。
按下游应用去看, MIR睿工业给出的统计数据表明, 在光伏领域, 工业机器人出货量增速最快, 在汽车电子领域, 工业机器人出货量增速同样最快, 在半导体领域, 工业机器人出货量增速也是最快。
国产工业机器人市占率趋升
全球工业机器人主要由日本的发那科（FANUC）主导, 由日本的安川电机（Yaskawa）予以主导, 由德国的库卡（已被美的收购）进行主导, 由瑞士的ABB进行主导, “四大家族”凭借在机器人核心技术领域所拥有的深厚积淀, 也曾一度把控着中国工业机器人市场的大部分份额。
不过, 国产厂商像埃斯顿（002747.SZ）、汇川技术（300124.SZ）等开始兴起, “四大家族”近些年在中国市场的占有率有了下滑情况, 从70%下滑到了40%左右。依据MIR、CRIA数据, 2023年我国工业机器人国产化率达到45%, 同比提高了9个百分点。
按照睿工业所统计的数据来说, 在2023年的时候, 埃斯顿工业机器人于国内的市场份额大概是8.5%, 汇川技术的约为6.5%, 它们分别处于第二、四名的位置。
具身智能机器人企业中科光电创始人、董事长吴易明, 在接受第一财经采访时表示, 需要承认的是, 中国是工业机器人的全球最大市场, 然而国产厂商主要占据的是中低端市场, 高端市场仍然是以国际品牌为主。
吴易明觉得, 在国内机器人产业的发展进程当中, 首要的一点是要去提高核心零部件的国产化水平, 使其能够达到相应要求。
工业机器人的核心零部件涵盖控制器, 涵盖伺服系统, 涵盖减速器, 这些对工业机器人的精度有着决定作用, 对工业机器人的稳定性有着决定作用, 对工业机器人的负荷能力有着决定作用等重要性能指标。其中, 控制器作为工业机器人的“大脑”, 通常占总成本的15%左右；伺服系统作为工业机器人的“动力源”, 通常占总成本的20%左右；减速器作为工业机器人的“关节”, 通常占总成本的35%左右。
据了解, 因核心零部件的生产技术存在较高壁垒, 多数关键技术被少数公司所垄断, 这致使国内机器人生产商在采购之时, 议价能力欠缺, 采购价格偏高。
吴易明告知第一财经, 据他所知, 控制器的国产化率处于百分之十至百分之二十, 那伺服系统的国产化率亦是如此, 此外减速器的国产化率同样在百分之十至百分之二十。核心零部件的迭代处在线性发展区间, 国内品牌持续取代国外品牌的市场份额, 此趋势极为显著。
国内厂商技术在逐步积累且进步着, 当下控制系统跟国外产品的差距正逐步缩小。国内有部分厂商自主研发出了自家的控制系统, 其中涵盖埃斯顿、华中数控、新时达、广州数控、汇川技术等, 还诞生了一批专业的控制系统服务商, 像固高科技、英威腾、卡诺普等。
于伺服系统范畴, 汇川技术于年报里宣称, 其在2023年时, 国内市场所占份额为28.2%。
第一财经被告知, 埃斯顿公司具备, 完全自主化的机器人控制器, 操作系统, 伺服系统这三大核心技术, 机器人核心部件自主化率, 已然达到90%以上, 拥有覆盖3至700kg负载的87款, 工业机器人, 机器人品类数量在全球位列第二, 出货量在国产中位列第一。
向具身智能迈进
吴易明表示, 创新能力是工业机器人产业的核心竞争力, 国内机器人厂商总体上都在拼成本和营销能力, 缺乏技术创新, 国际范围内工业机器人的技术进步已经至少停滞了二十年, 在用途没有大幅扩大的情况下需求端已开始饱和, 这两点造成了国内机器人厂商很难实现盈利的局面。
当下, 在国内工业机器人领域处于头部位置的厂商埃斯顿、汇川技术, 已然达成了盈利的状态, 然而, 机器人（300024.SZ）在2023年时, 扣除了非经常性损益后的净利润依旧是呈负数的情况, 还有, 埃夫特（688165.SH）于2023年暂时还没有达成盈利的目标。
“最为关键的要点, 便是要提升工业机器人 的智能特性, 具身智能理论以及技术的突破, 将会引领机器人智能特性实现跨越发展。”吴易明作出表示, 智能特性的核心所在,是视觉感知与工业机器臂运动的融合, 凭借大脑依托结构以及空间感知、测量信息, 去指挥机械臂的操控作业, 进而破除传统认知里机械臂本体所处的主体地位。具身智能机器人由智能算法驱使, 基于智能算法的智能机器人, 是由大脑指挥手, 而非将大脑、眼睛镶嵌着手。伴随着智能性不断地发展, 往后的工业机器人会具备面对更具挑战性场景的能力。
按中科光电给具身智能所下定义来讲那个“具身智能”, 是说主体也就是机器, 于自体、对象以及环境等要素之间相互作用, 也就是信息感知、转化还有响应这个过程里构建符合各要素物理实存及其关系演化趋势的认知模型, 从而达成问题解决或者价值实现的人工智能方法嗯。
吴易明作出解释, 称在具身智能的情形下, 大脑依靠眼睛的感知能力, 指挥机械手去做不同的工件, 并非是识别工件（标记信息）之后, 依据人为针对不同工件设定好的不同工件的程序来执行任务, 而是于眼睛感知到工件之后, 基于自主理解的任务要求, 针对工件的结构、各要素的空间关系展开智能分析, 进而自主生成工艺、动作以及各项运动参数, 甚而进行交互与迭代, 以此达成自主作业。“如此这般的机器人犹如一位熟练工, 拿到了工件的图纸, 知晓任务目标便能够开展工作了。”。
然而, 吴易明觉得, 在世界范畴内现存的全部工业机器人, 均未达成所谓的智能突破。“我们于具身智能方面的突破是独一无二的。我们依据现代数学方法（微分几何、拓扑、群论等）搭建全新的智能理论底层算法架构, 凭借小样本数据达成精细识别, 这是智能装备以及智能机器人达成自主识别、自主移动、自适应作业的根本技术。”。
吴易明介绍说, 在民用范畴, 当下中科光电“仝人”系列已制出智能焊接机器人, 它可以自行辨别多品种小批量工件, 自行规划繁杂作业轨迹, 还能形成机械臂的驱动程序, 目前总的出货量大概在50台套左右。在军工领域, 预计今年会达成7000万至1亿元营收, 相关技术突破在国家重大任务里已获验证。
