协作机器人：产业现状及发展分析

协作机器人是指能够与人类进行安全、高效合作的机器人系统。2000年前后，作为工业机器人的补充，协作机器人概念被提出，以满足中小企业自动化改造的需求。与粗线条充满力量感的工业机器人相比，其速度不高，力量不强，功率也只有几百瓦，与一台家用电器用电量相仿，但却可以与人协作，代替人去完成重复、定位精度要求高的工作。

协作机器人通常具有传感器、视觉系统以及先进的控制系统，能够感知周围环境并做出相应的反应，从而与人类共同完成任务。区别于传统工业机器人追求“刚度”的特点，协作机器人更多地追求轻量化、柔性及安全协作性，在应用于工业场景中时，最大特点是打破了传统工业场景的局限，在机器人产品与工人之间无需设置隔离栏进行分离，双方能够在共同空间中进行近距离交互，实现人机共融协同作业，充分发挥机器人的效率及人类的智能。

全球首台协作机器人出现在丹麦。2008年，丹麦优傲公司推出全球首款可实现量产应用的协作机器人产品UR5。UR5是一款六关节协作机器人，具有轻量化、小型化和灵活易用的特点，能够完成5KG以内的拾取、放置和测试等操作，可以从事码垛、螺丝拧紧、点胶等工作。它的推出标志着协作机器人从概念性产品进化为战略性产品，推动了人机协作的发展‌。2013年至2015年，工业机器人行业“四大家族”-- ABB、库卡、发那科、安川电机陆续在协作机器人领域发布自己的产品。直到2014年以后，节卡、遨博及艾利特等国内自主品牌协作机器人产品才逐步进入市场。经过20多年的发展，全球已经有超过50家机器人公司研制出各自的协作机器人。其中，中国自主协作机器人品牌也在飞速成长。

协作机器人上游为零部件，包括控制器、机械臂、传感器、伺服系统、减速器、末端执行器等，与传统工业机器人类似，一些核心零部件主要掌握在外资厂商手中；中游为协作机器人，可分为单臂协作机器人和双臂协作机器人等，按照关节轴数划分，协作机器人可分为7轴协作机器人、6轴协作机器人、＜6轴协作机器人，按照负载能力划分，可分为重载、轻载和桌面型协作机器人；下游应用于汽车零部件、3C电子、医疗器械、半导体、新能源、食品饮料等领域。

全球工业机器人产量保持快速增长。2023年全球工厂正在运行的工业机器人设备有428.16万台，增长10%，全球机器人安装量约54万台，同比降低2%。从全球工业机器人格局来看，中国、日本、美国、韩国和德国依然是全球前五大机器人市场，占全球的78%。从2013年至2023年，全球机器人产量增长率平均为10.6%。全球工业制造生产自动化、智能化需求的不断增长仍然为主要趋势。

协作机器人增长速度超过传统工业机器人。伴随着工业机器人整体增长，协作机器人年销量逐年增长，从2017年的1.1万台，增长到2023年的5.7万台，年复合增长率为31%。2022年全球协作机器人市场价值19.9亿美元，2023年约为25.8亿美元，2022-2023年增长率为29.3%。并且，到2023年协作机器人占工业机器人市场份额占比已稳步增长至10%，而2017年市场占比仅为2.8%。这说明，协作机器人的增长速度超过传统机器人，甚至正在取代部分传统机器人，成为越来越重要的智能工业机器人品类。

从行业分布来，汽车行业（占比25%）、电子/电气行业（23%）、金属和机械行业（14%）、塑料和化工产品行业（4%）及食品和饮料行业（3%）为工业机器人前五大的行业细分市场，其他行业占据17%。

中国是工业机器人全球最大市场，长期以来一直是全球机器人市场的增长市场和驱动力。2023年，中国安装了27.63万台工业机器人，占全球市场的51%。从安装量上看，中国比美、日、韩、德安装总量的3倍还要多。

2022年我国协作机器人市场规模22.70亿元，2023年约为4亿美金，约合28亿人民币。据预测到2027年将增至约9.4亿美元，约合65.8亿人民币。复合增长率实现22.6%的快速增长。

中国协作机器人的各行业安装量与世界整体情况类似，但电子产品排第一，汽车排第二。目前我国协作机器人的下游应用行业分布为：3C电子（30.31%）、汽车及零部件（27.2%）、医疗保健（14.58%）、机械加工（10.82%）、半导体（3.62%）、锂电池（1.32%），其他（12.15%）。

中国是协作机器人厂商的兵家必争之地。国外工业机器人厂商纷纷推出各自的协作机器人产品，中国自主协作机器人品牌也在飞速成长。总体来看，中国自主品牌企业已经在市场中已经展现出重要表现，技术产品创新迭代，解决方案丰富完善，市场拓展不断取得成绩。

一方面，国内自主品牌协作机器人厂商在产品端不断加大研发投入，努力缩小与外资机器人厂商的差距，另一方面，相比于外资厂商，自主品牌协作机器人厂商能够提供更为高效、高质量的售前与售后技术支持，并且具备一定的性价比优势，因此，在国内协作机器人市场的占有率持续增长

中科新松、遨博、大族机器人、节卡、越疆、智昌等国产的协作机器人产品在汽车、生物医疗、交通、塑料、零售电商及教育科研等行业场景应用实践中有所展现，表现出协作机器人丰富的应用潜力。

1. 节卡机器人助力制造业柔性自动化生产

节卡机器人股份有限公司成立于2014年，总部位于上海，是一家聚焦于新一代协作机器人本体与智慧工厂创新研发的高新技术企业，在上海、常州、深圳、香港、日本、德国设有分支机构，产品销往欧洲、北美、日韩、东南亚等全球100多个国家和地区。

目前，节卡协作机器人已实现全球汽车产业链、3C电子、半导体、精密制造、新能源、医疗器械等工业领域，新消费、新零售等商业领域，智慧物流、无人配送、远程诊疗等服务领域以及高校培训等教育领域的落地应用。

以汽车销轴加工为例，这个场景长期依赖人工完成，存在生产效率低、工艺水平不统一、工作环境恶劣、现场改造调试时间长等问题。节卡机器人全自动销轴加工工作站采用“JAKA Zu系列+数控机床”架构，本体将电机、驱动与控制、减速机、双编码器等部件集成至机器人内部，实现了机器人小型化，使其能在狭小空间中进行安装。同时，采用基于速度优化和前馈补偿相结合的运动控制算法，保证了销轴加工的位置精度。数百台节卡协作机器人被部署在丰田汽车零部件制造工厂的多条产线上，实现了三销轴研磨、内星轮研磨、小件生加工等零件上下料、锁螺丝、检测、装配等工作。

2. 遨博机器人破圈工业属性，应用场景多点开花

遨博（北京）智能科技有限公司于2015年1月在北京成立，由北京航空航天大学教授发起。2021年6月，遨博成为国内首家全球销量突破万台的协作机器人企业。

最初，遨博的产品集中于工业领域，随着技术的进步和成熟，向需求量更大的消费行业进军。目前，遨博推出三大类产品：一是面向工业的i系列产品，负载从3公斤到20公斤，能够满足工业客户速度、精度、安全和柔性的需求；二是面向零售、餐饮和服务业的C系列产品；三是有“手”、有“脚”、有“眼”、可感知的全自主移动复合机器人，重新定义了协作机器人的概念，扩展了人们对协作机器人轻量机械手的认知。

遨博的非工业产品系列，瞄准具有“重复性、高强度”需求的客户，与各行各业应用场景深度融合。从“泡茶机器人”，到现在已应用于新零售终端的咖啡机器人，平均一分钟就能磨出一杯咖啡，可实现24小时营业。新添了面向餐饮、新零售行业的双臂餐饮机器人、奶茶机器人。在大健康领域，合作推出按摩理疗机器人“热动力人工智能AR机器人”。这款按摩理疗机器人通过结构光视觉定位，根据人体体形和部位，自主生成按摩轨迹、调节力度、控制温度。机械臂末端装有力传感器，不会误伤人，确保安全。3D摄像头可识别人体体形、温度传感器可识别人的体温、力觉传感器可控制按摩力度，并据此制定个性化服务的套餐。

随着应用场景的多元化，协作机器人发展速度将全面加快。从为汽车、五金家电、机械装备、物流等行业提供“小工”到走入大众生活。

（一）AI、数字孪生、物联网等技术融合实现更高智能水平。

（二）非制造业的行业场景应用将持续拓展。

协作机器人以“人机协作”为核心，正加速拓展各行业细分场景的应用实践。目前，协作机器人的应用场景已经拓展到了工厂之外，在教育、医疗、餐饮、零售、农业等多个非工业制造业已经落地实践，将能够适应多元化、个性化的应用场景需求。

（三）使用成本将进一步下降。

随着核心零部件供应链的本土化，中国本土协作机器人的产品单价已降至数万人民币，并且应用项目的实施、运维成本相对较低。将以更低的成本为企业带来更高效、智能、灵活的生产服务方式。