協(xié)作機(jī)器人定義、特征與產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用情況如何？

技術(shù)+生態(tài)壁壘高 筑，場(chǎng)景應(yīng)用邊界不斷拓寬。

1. 什么是協(xié)作機(jī)器人？

機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的分類， 將機(jī)器人核心分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人兩大類，協(xié)作機(jī)器人作為工業(yè)機(jī)器 人的子類被單獨(dú)強(qiáng)調(diào)。分類以應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楹诵模I(yè)機(jī)器人聚焦制造業(yè)，服務(wù) 機(jī)器人覆蓋非制造場(chǎng)景。

協(xié)作機(jī)器人是一種設(shè)計(jì)用于與人類在共同工作空間中，進(jìn)行安全、高效人機(jī)交 互和協(xié)作的智能機(jī)器人。協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋工業(yè)（3C 電子、汽車、半 導(dǎo)體）、醫(yī)療（康復(fù)輔助）、物流（分揀）、餐飲（服務(wù)）等場(chǎng)景，能夠顯著 提升生產(chǎn)效率并降低人工成本。其核心特征包括： 1）安全性：通過力反饋、視覺感知等技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與人類的互動(dòng)，確保接 觸時(shí)立即停止或調(diào)整動(dòng)作。 2）靈活性：輕量化設(shè)計(jì)、緊湊結(jié)構(gòu)和多自由度關(guān)節(jié)，使其適應(yīng)小批量、多品 種的柔性生產(chǎn)需求。 3）易用性：支持拖拽示教、圖形化編程等低門檻操作，無需專業(yè)技術(shù)人員即 可部署。 4）人機(jī)協(xié)同：結(jié)合人類的創(chuàng)造力與機(jī)器人的精準(zhǔn)性，共同完成裝配、檢測(cè)、 物流等高重復(fù)性或高危任務(wù)。

按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)作機(jī)器人可分為以下多種類型： 1）按結(jié)構(gòu)形式：可以分為單臂協(xié)作機(jī)器人、雙臂協(xié)作機(jī)器人等； 2）按自由度(關(guān)節(jié)軸數(shù))：可分為 7 軸協(xié)作機(jī)器人、6 軸協(xié)作機(jī)器人、4 軸協(xié)作 機(jī)器人等； 3）按負(fù)載能力：分為輕載協(xié)作機(jī)器人(7kg 以下)、中載協(xié)作機(jī)器人(7-12kg)、 重載協(xié)作機(jī)器人(12-20kg)、超重載協(xié)作機(jī)器人(20-30kg)、特超重載協(xié)作機(jī)器 人(30kg 以上)。

2. 協(xié)作機(jī)器人制造環(huán)節(jié)位于產(chǎn)業(yè)鏈中游

協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈涉及多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游核心零部 件、中游本體制造及下游系統(tǒng)集成與應(yīng)用三大環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)技術(shù)迭代與需求升 級(jí)相互推動(dòng)。

2.1 上游：核心零部件技術(shù)壁壘高，國產(chǎn)替代加速

協(xié)作機(jī)器人的核心零部件包括減速器、伺服系統(tǒng)、控制器、傳感器、編碼器及 末端執(zhí)行器。其中減速器、伺服系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)控制器是協(xié)作機(jī)器人的核心部件， 占協(xié)作機(jī)器人總生產(chǎn)成本的 70%以上。根據(jù)越疆招股說明書，一個(gè) 5kg 有效負(fù) 載的六軸協(xié)作機(jī)器人包括 6 個(gè)減速器、6 個(gè)伺服系統(tǒng)、1 個(gè)運(yùn)動(dòng)控制器、傳感 器及其他部件；2023 年減速器、運(yùn)動(dòng)控制器、伺服系統(tǒng)、傳感器及其他部件分 別占總成本的 34%、23%、18%、10%及 15%。 1）減速器方面：諧波減速器因體積小、傳動(dòng)比大，成為協(xié)作機(jī)器人的主流選 擇，國內(nèi)企業(yè)如綠的諧波、來福諧波已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，2023 年國產(chǎn)諧波減速器 市場(chǎng)份額超 60%。 2）伺服系統(tǒng)方面：協(xié)作機(jī)器人普遍采用無框力矩電機(jī)，集成編碼器與驅(qū)動(dòng)器的 模塊化關(guān)節(jié)模組（如泰科伺服、大族機(jī)器人產(chǎn)品）成為趨勢(shì)，可縮短供應(yīng)鏈并 提升精度。 3）控制器與傳感器領(lǐng)域：大立科技、華工科技等企業(yè)在紅外傳感器、視覺系統(tǒng) 等方面具備競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)關(guān)鍵部件國產(chǎn)化進(jìn)程。

2.2 中游：競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)集中

協(xié)作機(jī)器人中游制造環(huán)節(jié)競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)集中，中國廠商發(fā)展迅速。全球協(xié)作機(jī) 器人行業(yè)格局相對(duì)集中，2023 年全球出貨 CR5 市占率為 46.3%，具備一定馬 太效應(yīng)，而 CR5 中有 4 名是中國制造商，背后體現(xiàn)的是中國制造業(yè)的成本和服 務(wù)優(yōu)勢(shì)。2024 年中國協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)中，內(nèi)資廠商份額已超過 90%，外資廠 商份額受到進(jìn)一步擠壓。相比于外資廠商，國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人廠商能夠提供更為 高效、高質(zhì)量的售前與售后技術(shù)支持，其產(chǎn)品具備一定的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，能夠更 好地滿足國內(nèi)客戶的需求，這使得內(nèi)資廠商在國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)的占有率持 續(xù)增長。根據(jù) GGII 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2024 年協(xié)作機(jī)器人國產(chǎn)化率增長至 90.25%， 相比 2023 年進(jìn)一步提升了 1.21pct。

全球協(xié)作機(jī)器人制造商可分為兩大陣營：傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人制造商和協(xié)作機(jī)器人 新興制造商。兩類企業(yè)共同推動(dòng)技術(shù)迭代與市場(chǎng)滲透，但在技術(shù)路徑、產(chǎn)品策 略及市場(chǎng)定位上存在顯著差異。 1）傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人制造商：依托深厚技術(shù)積累向協(xié)作領(lǐng)域延伸。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器 人“四大家族”（ABB、發(fā)那科、庫卡、安川）及部分區(qū)域性龍頭（如日本雅 馬哈、韓國斗山）通過技術(shù)降維布局協(xié)作機(jī)器人，其核心優(yōu)勢(shì)在于工業(yè)級(jí)技術(shù) 遷移能力+全球供應(yīng)鏈整合效率，但其產(chǎn)品設(shè)計(jì)偏重工業(yè)剛性，在輕量化、人機(jī) 交互體驗(yàn)上遜于新興廠商。 2）協(xié)作機(jī)器人新興制造商：場(chǎng)景創(chuàng)新與技術(shù)顛覆。新興廠商以模塊化設(shè)計(jì)、AI 融合與高性價(jià)比為核心競(jìng)爭(zhēng)力，打破傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)范式，主攻中小企業(yè) 柔性自動(dòng)化與新興行業(yè)長尾需求。 我們認(rèn)為，在行業(yè)需求加速擴(kuò)張背景下，未來協(xié)作機(jī)器人的“工業(yè)-服務(wù)”邊界 將進(jìn)一步模糊，具備全棧技術(shù)自研能力與生態(tài)整合效率的廠商有望主導(dǎo)下一階 段競(jìng)爭(zhēng)。

2.3 下游：系統(tǒng)集成商作為直接下游，助力終端客戶落地應(yīng)用

集成商是協(xié)作機(jī)器人制造環(huán)節(jié)的直接下游，具備細(xì)分行業(yè)經(jīng)驗(yàn)+客戶關(guān)系優(yōu) 勢(shì)。目前，協(xié)作機(jī)器人制造廠商的直接下游為機(jī)器人集成商，再由這些集成商 對(duì)接到最終下游客戶的應(yīng)用場(chǎng)景。協(xié)作機(jī)器人的集成商通常以具備特定行業(yè)經(jīng) 驗(yàn)或區(qū)域服務(wù)優(yōu)勢(shì)的中小型企業(yè)為主導(dǎo)，這類企業(yè)普遍采取精細(xì)化運(yùn)營策略， 通過深耕焊接、材料加工、碼垛等細(xì)分領(lǐng)域的工藝 know-how，實(shí)現(xiàn)協(xié)作機(jī)器 人在特定任務(wù)中的精準(zhǔn)應(yīng)用。全球協(xié)作機(jī)器人集成商市場(chǎng)當(dāng)前呈現(xiàn)高度碎片化 競(jìng)爭(zhēng)格局，根據(jù)越疆招股說明書，全球范圍內(nèi)相關(guān)集成商數(shù)量已超過 5 萬家。

其小規(guī)模運(yùn)營模式主要源于兩大特性：1）專業(yè)技術(shù)的垂直深化：企業(yè) 需針對(duì)不同行業(yè)的工藝標(biāo)準(zhǔn)（如汽車制造的高精度焊接要求、3C 電 子的精密組裝流程）開發(fā)定制化解決方案，形成技術(shù)壁壘；2）客戶 關(guān)系的深度綁定：通過長期服務(wù)區(qū)域內(nèi)或行業(yè)內(nèi)的下游客戶，積累針 對(duì)性的項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，這種依賴特定領(lǐng)域?qū)I(yè)能力與本地化服務(wù)網(wǎng)絡(luò) 的業(yè)務(wù)模式，客觀上限制了企業(yè)向大規(guī)模跨區(qū)域擴(kuò)張的能力。

集成商競(jìng)爭(zhēng)格局極度分散的原因：由于各集成商專注于差異化的細(xì)分市 場(chǎng)，且缺乏具備跨行業(yè)整合能力或全國性服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的頭部企業(yè)，市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)格局始終維持分散狀態(tài)。這種市場(chǎng)特性既體現(xiàn)了協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用的多元化需求，也反映了行業(yè)整合仍處于早期階段的發(fā)展現(xiàn)狀。 協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)正經(jīng)歷從工業(yè)到非工業(yè)場(chǎng)景拓展。憑借快速的產(chǎn)品迭 代能力和精準(zhǔn)的場(chǎng)景適配能力，協(xié)作機(jī)器人不斷拓寬細(xì)分行業(yè)場(chǎng)景的應(yīng)用邊 界。2023 年，協(xié)作機(jī)器人工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景仍約占 61%市場(chǎng)份額，但非工業(yè)領(lǐng)域 如醫(yī)療健康、教育、餐飲和新零售等非工業(yè)場(chǎng)景的需求增長顯著。