一、行業概述
機械人是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器系統，它既可以接受人類指揮，又可以執行預先編排的程式，也可以根據以人工智慧技術制定的原則綱領實施行動。機械人行業經歷了示教再現型機械人和感覺型機械人之後，現在進入了智慧型機械人時代。
從應用層面來講，機械人分為兩大類，即工業機械人和服務機械人。工業機械人可以代替工人從事上下料、鍛造切割、焊接、噴塗、裝配、碼垛等工業生產作業工作；服務機械人則是除工業機械人之外的、用於非製造業並服務於人類的各種先進機械人，分為專業服務機械人（如軍用無人機等）和家用服務機械人（如餐廳機械人、掃地機械人等）。
機械人的種類及應用領域
機械人20世紀30年代以後才出現萌芽，發展時間不足百年，期間經歷了成長期和快速發展期，目前已經邁進智慧型化時代。
機械人發展歷史
2023年4月，國家工信部、***、財政部聯合印發了《機械人產業發展規劃（2016-2020）》，《規劃》提出，到2023年機械人關鍵零部件要取得重大突破，實現自主品牌工業機械人年產量達十萬台，六軸及以上工業機械人年產量達5萬台以上，並實現批量應用，市場占有率達到50%以上，服務機械人年銷售收入超過300億元人民幣，在助老助殘、醫療**等領域實現小批量生產及應用，此外，機械人密度達到150臺/萬人以上。
工業機械人
過去十多年，全球工業機械人景氣度較高，2023年，全球工業機械人總銷售量達到24.8萬台，同比增長15%，2002-2023年，全球工業機械人年復合增長率為8.6%，2009-2023年全球工業機械人年復合增長率為23.
5%，是過去6年的2.7倍，近幾年全球工業機械人增速明顯加快。
全球工業機械人銷量及同比增速；2015 年工業機械人各國年供貨量比重
從市場結構來看，亞洲地區的銷售規模佔據主導地區，2023年銷售量為15.6萬台，是歐洲、美洲和非洲銷售量之和的1.8倍，預計到2023年，此比例將達到2.4倍。
2013-2023年主要地區銷售規模（臺）
從機械機構來看，2023年國產多關節機械人銷售加速，銷量超過6000臺，同比增長71.7%，佔國產工業機械人總銷量27.4%，比上年提高6.
4個百分點，此外，座標機械人仍是國產工業機械人主力機型，2023年銷量約為1.06萬台，佔機械人銷售總量的比重為47.6%，較去年回落4個百分點。
由此可以發現，技術附加值較高的機械人產品的比重在提公升，三軸四軸等低端機械人在國產機械人中的比重呈現下降趨勢，表明國產工業機械人正在逐步往高階技術領域發展。
2023年按機械結構劃分國產機械人銷售情況
據中國機械人產業聯盟統計，2023年國產工業機械人銷量繼續增長，全年累計銷售22257臺，按照《規劃》要求，到2023年自主品牌機械人銷量達10萬台，預計2016-2023年復合增長率應該在35%以上，按均價15萬元/臺計算，我國國產工業機械人未來五年市場規模在500億左右。
服務機械人
據ifr統計，2012-2023年全球服務機械人銷量復合增速已高達19%，預計到2023年將達到607萬台。《2023年世界服務機械人統計報告》顯示，2023年全球個人/家庭服務機械人的銷量達到470萬台，較2023年增長28%，而專業服務機械人銷量為24207臺，較2023年增長11.5%，專業服務機械人由於技術含量高，單價高昂，銷售數量比較小。
服務機械人雖然市場巨大，但是目前處於發展萌芽期，很多高科技產品的技術還不成熟，商業模式也不夠清晰，盈利能力較差。
全球各類專業服務機械人銷量（臺）；全球各類個人/家用服務機械人銷量（臺）
服務機械人大多屬於消費品，理論上可以實現標準化、系列化，較易批量化生產，一旦優勢產品成功研發並加以宣傳推廣，業績將會爆發式增長，有望形成類似微軟、apple、google等全球巨頭級龍頭企業。目前世界上至少有25個國家正在發展服務型機械人，技術處於前列的國家有美國、法國、德國、日本和南韓。2023年中國服務機械人僅佔全球服務機械人市場的4.
5%，市場潛力大，目前國內少數企業積極布局服務機械人領域，另外，2023年我國服務機械人銷售額為20億元，根據《規劃》的要求，到2023年，服務機械人的年銷售收入在300億元以上，預計2016-2023年復合增長率為71.8%。市場剛性需求與政策雙向推動，加之技術逐漸成熟，服務機械人放量可期。
中國各類專業服務機械人銷量（臺）；中國各類個人/家用服務機械人銷量（臺）
二、機械人產業鏈及發展現狀
機械人自動化行業按產業鏈分為上游、中游和下游。 上游生產核心零部件：包括減速器、伺服系統、控制器；中游是本體生產商，包括工業機械人本體、服務機械人本體。
下游是系統整合商，包括單項系統整合商、綜合系統整合商。
機械人產業鏈
上游：核心零部件
從結構上來看，工業機械人由控制系統、驅動系統和執行機構組成，分別對應控制器、伺服電機和減速器等核心零部件。從成本上來看，核心零部件佔工業機械人成本大頭，約72%左右。多軸工業機械人的成本構成中，機械本體約佔22%；伺服系統約佔24%；減速器系統約佔36%；控制系統約佔12%；其他外設約佔6%。
機械人核心零部件；機械人核心零部件成本佔比超70%
我國工業機械人主要集中在本體和整合端，原因在於核心零部件缺失嚴重抬高國內工業機械人成本，制約行業發展。多數廠商承擔系統二次開發、定製部件和售後服務等附加值低的工作。關鍵基礎部件中，控制器在國內大部分知名機械人本體製造企業均已實現自主生產，但和國際水平仍有差距；而另兩個關鍵基礎部件——伺服電機和減速器，仍大量依賴進口。
全球減速器行業集中度很高，兩家日本公司納博特斯（nabtesco）和哈默納科（harmonicdrive）控制的全球機械人減速器市場超過75% （工業機械人用減速器軸承的開發與應用，《機械工程師》2023年第5期），包括abb、fanuc、kuka、motoman在內的國際主流機械人廠商的減速器均由以上兩家公司提供。國內機械人市場主要採購以上兩家企業的減速器，但採購成本往往較高，這成為了制約國產機械人發展的主要瓶頸之一。
國產機械人比進口機械人貴，原因在零部件上。根據產業資訊網發布的《2014-2023年中國釹鐵硼永磁材料產業市場分析及投資前景**報告》，目前一台165kg 焊接機械人成本國內約為29.9萬元，而國外大約為16.
86萬元。零部件成本差異是造成國內外機械人成本差距的最大因素，其中減速器是成本差異最大部分，國內和國外和成本比達到4.4，控制器的國內外成本比,達2.
6，伺服電機（驅動）的國內外成本比為1.68（1.95）。
國內的材料消耗也更大，如在永磁同步伺服電機中釹鐵硼材料成本，國內單體用量比國外高接近1倍。
一台165kg焊接機械人成本國內比國外高70%
控制器控制器是機械人的大腦，決定機械人效能的優劣。控制成本佔機械人總成本的12%，是機械人的核心，控制、發布和傳輸動作指令，主要包括硬體和軟體兩部分：硬體就是工業控制板卡，包括一些主控單元、訊號處理部分等電路，國產品牌已經掌握；軟體部分主要是控制演算法、二次開發等，國產品牌在穩定性、響應速度、易用性等還有差距。
近年來隨著微電子技術的發展，微處理器的效能越來越高，而**則越來越便宜，目前市場上已經出現了1-2美金的32位微處理器。高價效比的微處理器為機械人控制器帶來了新的發展機遇，使開發低成本、高效能的機械人控制器成為可能。為了保證系統具有足夠的計算與儲存能力，目前機械人控制器多採用計算能力較強的arm系列、dsp系列、power pc系列、intel系列等晶元組成。
此外，由於已有的通用晶元在功能和效能上不能完全滿足某些機械人系統在**、效能、整合度和介面等方面的要求，這就產生了機械人系統soc（system onchip）技術的需求，將特定的處理器與所需要的介面整合在一起，可簡化系統外圍電路的設計，縮小系統尺寸，並降低成本。例如，actel公司將neos或arm7的處理器核心整合在其fpga產品上，形成了乙個完整的soc系統。在機械人運動控制器方面，其研究主要集中在美國和日本 ,並有成熟的產品 ,如美delta tau公司、日本朋立株式會社等。
其運動控制器以dsp技術為核心, 採用基於pc的開放式結構。
經過多年的沉澱，國內機械人控制器所採用的硬體平台和國外產品相比並沒有太大差距，差距主要體現在控制演算法和二次開發平台的易用性方面。隨著技術和應用經驗的積累，國內企業機械人控制器產品已經較為成熟，是機械人產品中與國外產品差距最小的關鍵零部件。未來幾年中國國產機械人將得到快速發展，國產機械人控制器應用市場面臨較好的發展契機，尤其是在運動控制領域深耕多年的企業。
國內外重點機械人控制器企業及產品系列
ggii統計資料顯示，2023年中國控制器市場規模達23.2億元，同比增長19%；未來3年增速將維持在18%左右。其中，機械人控制器約3.
9億元，佔比17%。未來國內外控制器廠商將機械人市場作為重點的發展方向，預計2023年機械人用控制器在控制器市場上佔比將提公升至 23%以上。2016-2023年我國國產工業機械人達到32萬台以上，控制器**在1.
5-2.5萬元之間，取平均值2萬元，假設我國的市場份額為50%，國產控制器的市場規模32億元以上。
伺服系統
伺服系統是機械人的心臟，為機械人提供原動力的核心原件，用來精確地跟隨或復現某個過程，其成本佔到機械人總成本的24%。伺服系統是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統。伺服系統按執行元件分為液壓伺服系統、電氣伺服系統和氣動伺服系統。
2023年，伺服系統下游行業比重排名靠前是工具機工具、電子裝置和紡織機械等傳統製造業，隨著工業4.0的提出，智慧型製造比重不斷增大，尤其是智慧型機械人行業對伺服系統的需求不斷增加，隨著市場接受度不斷上公升，預計到2023年伺服系統應用於機械人行業的比重最大。
2023年伺服系統下游行業top10；2023年伺服系統下游行業top10
從市場占有率來看，目前國外伺服企業在我國的市場占有率近80%，其中，日本品牌佔比為50%；歐美品牌佔比達25%。而國產品牌只佔據了20%左右的市場份額。當前我國中低端伺服系統已經能夠實現大規模量產，但高階伺服系統尚未形成商品化和批量生產能力，國內對精密伺服電機控制系統的需求主要依賴進口。
隨著扶持政策對機械人產業的推進，以及國產伺服技術的不斷提公升，我國伺服系統進口替代的步伐將加快。
中國伺服系統市場占有率分布；2023年中國伺服系統市場主要生產企業
機械人的關節驅動離不開伺服系統，關節越多，機械人的柔性和精準度越高，所使用的伺服電機的數量就越多。機械人對伺服系統的要求較高，必須滿足快速響應、高起動轉矩、動轉矩慣量比大、調速範圍寬，要適應機械人的形體做到體積小、重量輕、加減速執行等條件，且需要高可靠性和穩定性。從成長性來看，中國伺服系統受益於國家大力發展高階裝備業的產業政策，其發展前景廣闊，預計2010-2023年的復合增長率為6.
5%，2023年中國伺服系統市場在100億元以上。
機械人行走結構
機械人行走結構的型別及特點 一 移動機械人行走機構概述 機械人行走機構按照其運動軌跡可分為固定式軌跡和無固定式軌跡兩種。固定式軌跡主要用於工業機械人，它是對人類手臂動作和功能的模擬和擴充套件 無固定軌跡就是指具有移動功能的移動機械人，它是對人類行走功能的模擬和擴充套件。移動機械人的行走結構形式主要有...
2023年工業機械人行業分析報告
目錄一 全球機械人裝機量保持平穩較快增長，新增裝機量創出新高 3 1 全球機械人裝機量穩步增長 3 2 工業機械人應用領域日益廣泛 5 3 中國機械人產業增速位居全球前列 7二 機械人行業的競爭狀況 8 三 國內機械人產業將受益於機器替代人工與產業公升級趨勢 111 勞動力成本 與產品 下降使機械人...
2023年工業機械人行業分析報告
機器換人仍在進行，工業機械人景氣度仍然高企。工業機械人的核心邏輯是機器換人，機器換人的過程中，有兩種表現方式 1 人口紅利拐點來臨，適齡勞動力減少 2 勞動成本提公升，勞動者管理效率提公升。目前的人口結構中，比老齡化更嚴重的問題是青壯年勞動力不足，製造業平均勞動成本保持每年10 以上的增長，國內工業...