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| 本文作者： 韩永昌 | 2022-12-29 10:37 |
协作机器人作为工业机器人的一门新兴品类，自出现以来一直保持着高速发展的态势。
回望过去，自 1996 年J.Edward Colgate和Michael Peshkin教授首次提出协作机器人概念以来，协作机器人产业的发展无论是在产品类型多样化方面，还是下游应用拓展方面，亦或是市场规模的增长方面，都处于高歌猛进的态势。
2008 年，Universal Robots 推出第一款协作机器人 UR5，彰示了全球范围内出现真正意义上的协作机器人。
2010 年，全球协作机器人产业开始真正起步，传统工业机器人巨头以及众多创业型企业开始涌入协作机器人赛道。
2015 年，我国协作机器人产业起步，下游行业对于柔性化需求的不断提升，为国产协作机器人的发展奠定了基础。新进企业不断涌入，下游需求持续释放，协作机器人赛道热度持续上升，众多资本亦开始关注协作机器人赛道。
譬如，顺为资本、红杉资本、联想之星、金沙江创投、中金资本、高瓴创投、经纬中国、联想创投等投资机构先后入局，并加速了协作机器人领域的持续融资轮次。
据高工机器人产业研究所（GGII）不完全统计，2015-2021年，国内协作机器人市场共计58例融资案例，其中2018融资案例共14例，达到历史高点，2019年与2020年均为7例；2021年全年，行业内共有13例融资事件，融资总额50.28亿元，创历史新高；2022年上半年共有6例融资事件。
12月14日，由高工咨询联合艾利特机器人、大族机器人、中科新松、慧灵科技、坤维科技、珞石机器人六大参编单位联合编写的《2022协作机器人产业发展蓝皮书》，正式对外发布。
该蓝皮书结合过往以及当下的行业发展节奏，透过市场现状、技术发展、资本布局、场景应用、企业案例和未来前景等多个角度的梳理，为我们客观、真实地还原了协作机器人行业的整个发展脉络以及走势。
旨在帮助协作机器人产业链上的相关企业及投资机构了解当前协作机器人在工业领域应用的最新态势，把握市场机会，做出正确经营决策。
近六年，协作机器人销量年均复合增长率达51.94%
据工信部披露数据显示，2021 年全年，中国工业机器人产量366044台，同比增长约 44.9%；我国连续八年成为全球最大工业机器人消费国，市场占有率稳步提升。
在国内机器人消费市场节节攀升的同时，作为垂直细分领域的协作机器人市场，近几年也凭借高速发展，在销量和融资等方面均有强势表现。
GGII数据显示，2021年中国协作机器人销量18623台，同比增长87.62%；市场规模20.39亿元，同比增长76.84%，增长显著。其中，2016-2021年，协作机器人销量及市场规模年均复合增长率分别为51.94%和41.46%。
协作机器人下游应用渗透加速
协作机器人的快速发展，与其下游应用有着莫大关系。譬如，在工业领域，国内协作机器产品主要应用于3C电子、汽车零部件、机械加工等行业。2021 年，3C 电子、汽车零部件行业依然是协作机器人的主要流向，其他行业领域渗透率持续提升，如机械加工、新能源、医疗保健等细分市场均同比増长。
GGII 数据显示，2021年协作机器人在3C电子行业市场的应用占比为 30.31%，较上一年略有提升；在汽车及其零部件行业市场的应用占比为 27.20%，相比于2020年提升明显。其中，2021年协作机器人市场的增量主要来自于汽车及零部件行业和医疗保健等服务行业。
以汽车及相关行业为例，艾利特机器人、中科新松、珞石机器人等优秀协作机器人企业在该领域均有亮眼表现。
譬如成立于2016年的艾利特机器人，聚焦于平台级协作机器人研发。
在汽车和汽车零部件行业，协作机器人主要应用于人力需求较大且重复性劳动占比较高的场景，艾利特机器人可用于中控屏拧紧、汽车发动机缸盖检测、汽车座椅打磨、汽车门板条卡扣安装、汽车电池盖板涂胶。
金属加工是典型的产品种类丰富、生产批次多、批量小的行业，产品生产工艺经常变更，生产计划变动频繁，这也为协作机器人的应用提供了广阔的舞台。艾利特机器人用于冲压机床上下料、攻丝应用、端盖装配等。
基于“渐次自动化”的概念，艾利特通过单工位改造、功能性增加、减人提质等循序渐进的方式来完成自动化部署，加之协作机器人安全、高效、易用、灵活四大特点，让协作机器人在应对产线需求的变化时，具有更大的适应性。
目前，艾利特机器人主要推出两个系列产品。一是面向中端和国内客户为主的EC系列，包含了从3kg到20kg负载的协作机器人，满足3C、汽车、医疗、电力等多种应用场景；二是面向高端和海外客户的CS系列，在运行系统和编程系统等软件方面，机器人关节模组等结构及硬件方面，以及顶层算力库方面进行了全面升级。
中科新松成立于2014年，是新松机器人集团在上海设立的国际总部，中科新松业务包括多可协作机器人及新松智慧工厂。多可协作机器人聚焦于协作机器人系列化产品的自主研发和生产；新松智慧工厂提供集核心制造技术开发、工艺流程研究及系统规划于一体的数字化工厂自动化系统解决方案的设计与实施。
以中科新松的协作机器人产品为例，基于可协作、易操作、拓展性强等优势，其产品已可被用至装配、上下料、拧钉、涂胶、检测等多个汽车行业的生产场景中，并服务了上汽大众、奔驰、宝马、福特、一汽、博格华纳、长城汽车、华域汽车等国内外知名品牌。
此外，中科新松的多可®GCR20协作机器人有效解决了电池包拧紧难题，具体来看，负载20公斤的GCR20提供了大扭矩拧紧的能力，保证了拧紧质量。机器人+视觉的组合能够对电池包拧紧点进行二次定位，提高拧紧速度和良率。
珞石机器人成立于2015年，依靠核心控制技术起家，如今已经成长为同时拥有工业机器人、柔性协作机器人产品的企业。
珞石工业机器人产品覆盖4kg-25kg负载，475mm-2013mm臂展，搭载珞石自主研发的高性能控制系统，具备更高速、更可靠、更精巧、更好用的特点。珞石新一代柔性协作机器人xMate具备领先的安全性、优异的运动性能以及核心的柔顺力控能力，易于安装部署，简单好操作，能应对各种复杂工艺、工况。
以某企业汽车发动机的组装生产线为例，由于空间狭小，前后道工序的设置要求人机协同作业，安装防护栏的传统工业机器人与原有产线布局冲突，无法满足部署要求。珞石新一代柔性协作机器人xMate每个关节具备扭矩传感器，可以实时测量关节力矩值，使用xMate完成力控打磨工艺时，不需要在机器人末端额外增加六维力传感器，就可实现精确的恒力打磨去毛刺，提高实际生产效率的同时，极大降低企业的应用扩展成本。
经过多年的细分行业探索，珞石机器人将最核心的机器人控制技术深度结合工艺应用场景，目前已广泛应用在汽车及其零部件行业打磨、涂胶、装配、拧紧、打磨、检测、上下料、自动充电等多个场景中，为汽车行业众多生产阶段增加价值，全面提高生产效率。
同时，在3C电子领域，也有一大批表现突出的协作机器人企业，如大族机器人、慧灵科技。
其中，大族机器人成立于2017年，由上市公司大族激光组建，是在大族电机机器人研究院100多人的研发团队基础上孵化而成，于2019年在德国斯图加特成立了子公司，团队成员超过400人，聚集了来自25个国家的与地区的机器人和人工智能领域专家。
在3C电子行业，大族协作机器人可以很好的配合目标件和外围设备的特点，完成对瑕疵的检测与分类。此外，大族机器人凭借高精度、更安全、易装配的特点，现已应用于精密组装、上下料、包装等工作。
在一家主流手机屏制造厂商激光切割上下料应用中，大族协作机器人替代了原来的伺服电机，实现“一拖四”即一台机器人给四台激光切割机上下料，既节约了设备成本，最大限度的发挥机器人的优势，同时产线的柔性化程度也得到了极大的提升。
大族机器人自机器人研究院至今发展近十年，致力于智能机器人在工业、医疗、物流、教育、服务等领域的研发、推广和应用。目前已深入3C、机加工、半导体、汽车、卫浴、健康理疗，精准医学、锂电新能源、新消费及教育等众多行业领域，应用场景涵盖上下料、螺丝锁缚、打磨、涂胶、实训、诊疗等等。
慧灵科技成立于2015年，是小米生态链企业，致力于“让自动化更简单”，打造了末端执行器、协作机械臂和智能电缸等机器人产品，让机器人不再成为自动化行业的奢侈品，从成本、易用性等多个维度降低自动化改造的门槛。
在3C电子行业，慧灵科技有着丰富的项目应用经验，以国内某知名手机回收生产商应用为例，该生产商的需要点非常明确，1、手机自动化组装、测试、检测，最终达到黑灯工厂的效果；2、 通过数据监测提高产品数据实时准确性；3、通过标准化执行提高产品的一致性；4、通过减少人工干预提高产品良率；5、通过系统集成提高效率来降低成本。
而慧灵科技针对需求痛点，在组装-硬件测试-屏幕测试-功能测试-外观检测等应用工艺环节 ，充分利用自身产品优势，为客户有效实现降本增效。譬如，数据实时准确性提高10%；提高产品的一致性；提高产品良率1%；提高效率来降低成本37%；单线操作人员减少60%。
至今，慧灵科技的产品已出海至美、德、日、韩等数十个国家，在3C、医药生化、新零售、汽车、教育等多个领域得到广泛应用，服务了包括小米、华为、富士康、松下在内的几千家国内外客户。
除此之外，以坤维科技为代表的六维力传感器企业也与协作机器人企业建立良好的生态合作关系，形成高效配合。
坤维科技成立于2018年，致力于向机器人及其它智能装备、工业过程监控、产品质量检测、科研测试测量等领域提供专业的力觉测量解决方案及相关产品，其中，机器人用六维力传感器是坤维科技的核心产品。坤维科技创始团队全部来自国家级航天科研机构，掌握力觉测量核心技术，并具备相关产品的自主知识产权。
坤维科技六维力传感器，可用于实时测量机器人腕部所受到的力，并实现主动力输出控制，相当于人类的感官神经。在进行高复杂度工作，以及限制性作业、协调作业等方面，是一种特别重要的传感器，不仅能提高企业生产的柔性，还大大降低了因更换产品生产线导致的机器人再编程成本。
结合高精度力控算法，坤维科技已与节卡、遨博、睿尔曼、越疆、思灵、大族、法奥等国内协作机器人著名厂商开展了深度合作，广泛应用于防碰撞安全监测、自动化装配生产线、力控切削打磨、拖动示教、精密装配等多个领域，大幅提高协作机器人的安全性、易用性、柔性。
其中，在曲面恒力打磨应用中，基于坤维六维力传感器的打磨，可以确保打磨过程中正压力和磨削力的恒定，通过力觉反馈可以实现复杂的曲面打磨路径的自适应，避免了曲面路径编程的繁琐工作。
写在最后
中国协作机器人市场在经历了2017年起量带来的高增速（60%）以后，迎来了3年的平稳期，2018-2020年增速均保持20%以上；2021年中国协作机器人市场迎来了第二个增长的高峰，增速高达87.62%，相较全球协作机器人销量增速高出36.17%；2021 年，中国协作机器人销量在全球协作机器人市场整体销量的占比达51.02%。GGII 预测，作为协作机器人的主战场之一，2026 年中国协作机器人市场销量有望突破 10 万台。
从中国协作机器人市场格局来看，通过计算行业集中度指标可以发现，2019年到2020年，CR4和CR8均有所上升。2020年到2021 年，CR4略有下滑，从65%下降到63%，CR8从83%小幅上涨到 84%。
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