作者: 中關村産業研究院｜資訊産業事業部
智能機器人是一種能夠半自主或全自主工作的可程式設計機械系統。國際标準化組織認為，機器人是具有一定程度的自主能力，可在其環境内運動以執行預期任務的可程式設計執行機構。
根據應用環境，可将機器人分為工業機器人和服務機器人兩大類。廣義的機器人系統還包括無人機。其中，工業機器人是指應用于生産過程與環境的機器人；服務機器人是指除工業機器人以外，用于非制造業并服務于人類的各種機器人。依據國内機器人産業發展特性，結合特殊環境作業需求，大陸進一步将服務機器人分為個人/家用服務機器人、公共服務機器人和特種服務機器人。
圖1 智能機器人分類
一、典型特征
智能機器人産業的核心特征在于将先進的人工智能技術與精密的機械裝置相結合，實作智能化和自動化的進階功能，成為數字經濟時代最具标志性和關鍵的智能化工具之一。
在智能化技術方面，智能機器人具備自主感覺外部環境的能力，通過感覺技術擷取環境資料，并進行準确的定位和識别。通過運動控制和路徑規劃，智能機器人能夠執行複雜的操作和動作。此外，智能機器人還具備AI感覺互動能力，能夠通過語音識别、自然語言處理和視覺識别等技術與人類進行多模态的互動和溝通。
在核心零部件關鍵技術方面，控制器、減速器和伺服系統構成三大核心零部件，其中控制器作為智能機器人的"大腦"，負責處理感覺資料、分析資訊和制定決策；減速器作為機器人的"關節"，提供精準的運動控制和力量傳輸；伺服系統作為智能機器人的"動力源"，提供穩定而高效的動力輸出。三大核心零部件的優秀性能和協同工作使智能機器人能夠高效運作、靈活操作，并适應各種複雜任務的要求。
智能機器人産業的快速發展推動了生産和服務領域的智能化和自動化程序。智能機器人不僅能夠提高生産效率和品質，降低人力成本和風險，還能夠在服務領域提供更優質和個性化的服務體驗。随着技術的進步和創新，智能機器人産業将繼續發展，并在更廣泛的領域發揮重要作用，為人類創造更多的價值和便利。
二、産業鍊圖譜分析
智能機器人産業鍊包括核心零部件、配套部件及算法子產品、機器人本體、系統內建等多個環節，工業機器人包括焊接、搬運、裝配、檢測、噴塗等細分賽道，服務機器人包括特種服務、公共服務、家庭服務、人形機器人等細分賽道。行業應用包括汽車制造、3C電子、金屬加工、半導體、醫療等多元化場景。
圖2 智能機器人産業鍊圖譜（中關村産業研究院分析繪制）
從價值分布來看，智能機器人産業鍊各環節毛利率呈微笑曲線，系統內建、高端核心部件等環節附加值較高。高端核心零部件成本占比約 70%以上，是産業鍊中技術壁壘最高、成本占比最大的環節，國外企業處于技術優勢地位。其中減速器毛利率在40%左右，伺服系統35%左右，控制器25%左右。機器人本體方面，本土企業近年開拓低端市場，正逐漸突破高端市場。系統內建環節要求具備較高的設計能力和資源整合能力，同時需要充分了解市場需求和行業應用場景，進而有效控制成本，形成規模效應，是以也具有較高的利潤空間，目前本土企業有較高競争力。
圖3 智能機器人産業鍊各環節毛利率水準
圖4 智能機器人成本構成情況（資料來源：國金證券）
從産業鍊傳導關系來看，核心零部件的國産化需求強烈并且意義重大，國産化替代有利于生産成本下降，提升産品競争力，進而通過系統內建功能提升，拓展多元客戶。伴随終端客戶持續下沉，促進規模效應産生，将以正回報閉環形式賦能核心零部件技術進一步創新發展。
圖5 智能機器人産業鍊傳導關系及趨勢
三、市場态勢
（一）大陸智能機器人産業快速發展，市場規模不斷擴大，發展空間廣闊
2022年中國機器人市場規模達到1200億元，近五年年均增長率達到22%。工業機器人領域，在國内密集出台的政策和不斷成熟的市場等多重因素驅動下，工業機器人增長迅猛，除了汽車、3C電子兩大需求最為旺盛的行業，化工、石油等應用市場逐漸打開。根據IFR統計資料測算，近五年中國工業機器人市場規模始終保持增長态勢，2022年市場規模超過600億元。預計到2024年，中國工業機器人市場規模将接近800億元。而在服務機器人領域，以及建築、教育領域的需求牽引，中國服務機器人存在巨大市場潛力和發展空間。2022年教育、公共服務等領域需求成為服務機器人發展的主要推動力。預計到2024年，中國服務機器人市場規模将有望突破700億元。
（二）從需求角度看，制造業成本上升、人口老齡化等多重影響下，替代人工、輔助人工等需求爆發，帶動各類型機器人産業加速落地
人口老齡化和勞動力成本上升是兩大不可逆的趨勢。大陸總人口出現負增長趨勢，自然增長率持續降低，2022年65歲及以上人口占總人口比例達到14.9%，人口紅利逐漸消失。2011年-2021年，大陸制造業城鎮機關就業人員年平均工資複合增長率達9.7%，勞動密集型代工生産為核心的制造業務面臨着勞動成本快速上漲的挑戰，因而機器人替換人工是大勢所趨。受疫情影響，機器人需求得到廣泛激發，在配送、醫療、陪護等領域加速落地應用。
四、産業發展格局
（一）從空間分布來看，大陸已經形成長三角、珠三角、京津冀、東北、中部和西部共六大機器人産業集聚區
長三角地區在大陸機器人産業鍊完整，處于明顯領先位置；珠三角地區機器人基礎雄厚，應用市場發展較為成熟；京津冀地區機器人創新資源豐富，産業逐漸發展壯大；東北地區機器人産業有基礎資源優勢但近年表現受限；中部地區注重引入其他地區機器人産業外溢資源；西部地區機器人産業發展潛力大。
表1 大陸智能機器人區域分布情況（來源：根據公開資料整理）
（二）從企業分布來看，高端機器人及核心零部件技術國外巨頭仍處領先地位，國内企業大力布局促進機器人國産化替代程序加速
國外企業以安川、庫卡、發那科、ABB等四大家族為代表，在國内市場占據四成以上，國内企業的國産市場占有率近年來提升至接近三成。
表2 大陸智能機器人市場頭部企業（中關村産業研究院整理）
國内智能機器人上市企業主要集中在系統內建環節的工業機器人、服務機器人；其次在核心部件的控制器、傳感器等賽道也有分布。智能機器人領域的國家專精特新小巨人近七成均集中在工業機器人、服務機器人等系統內建環節。
圖6 大陸智能機器人上市企業細分賽道分布（中關村産業研究院分析繪制）
圖7 大陸智能機器人領域國家專精特新小巨人企業細分賽道分布（中關村産業研究院分析繪制）
國内初創企業接近四成比例選擇從系統內建環節的服務機器人賽道進入行業。上遊核心零部件具有較高技術壁壘，工業機器人産業鍊相對成熟，競争較為激烈；服務機器人仍處于快速增長階段，市場潛力大，新進入者選擇從此賽道進入。
圖8 大陸智能機器人領域注冊時間五年以内企業的細分賽道分布（中關村産業研究院分析繪制）
五、新型商業模式
總體來看，産業鍊帶動商業模式更新，産品銷售、産品租賃、“機器人+配套”一體化解決方案、第三方營運、教育訓練服務等多元模式并存，機器人即服務（RaaS）模式将成為未來發展趨勢。
從工業機器人來看，商業模式包括核心零部件生産與銷售、本體生産與系統內建銷售、全産業鍊模式。為了增強競争優勢，自主研發減速器、控制器、伺服驅動器等核心零部件，布局底層算法，打造全産業鍊模式将成為未來趨勢。
從服務機器人來看，應用場景跨度加大，客戶的定制化需求增加，配套一站式服務與定制化營運将成為行業主流趨勢。為了更好解決行業痛點，需要發揮服務機器人降本增效價值并規模化落地應用。
表3 智能機器人新型商業模式彙總分析
六、産業發展趨勢
（一）具身智能時代開啟， AI大模型驅動人形機器人新未來
ChatGPT帶動大模型成為熱點，AI大模型+機器人也再度引發了機器人産業的新一輪熱潮。大模型在機器人任務中主要扮演了推理決策的角色，将人類給出的自然語言指令拆解為機器人可執行的步驟。多模态的大模型補全了機器人核心的推理決策能力，被視為是機器人走向通用之路的關鍵。
人形機器人作為通用機器人的代表和具身智能的優秀載體，一方面正在受益于通用人工智能的發展，另一方面，也以“具身智能”成為AI與實體世界的接口，和下一代通用人工智能的終端平台。
（二）機器人向輕量化、柔性化發展，有望帶動新領域需求
目前機器人的輕量化主要是通過使用新材料的方式實作，如利用碳纖維等複合材料制作機械臂。碳纖維具有強度高、剛度高、品質輕、耐疲勞、耐腐蝕、可設計性強等多方面的優勢。Tesla AI DAY 公布的 Optimus 參數中，嘗試采用輕量化材料作為表面皮膚來實作人形機器人的靈活運動。
機器人柔性化使其具備更強的适應能力和靈活性。材料方面，将有更多機器人開始嘗試由可産生大應變的柔軟彈性材料制造，如矽膠、形狀記憶合金（SMA）、電活性聚合物（EAP）等新材料。
（三）機器人應用場景的進一步拓寬，産品也将更加垂直細分
從需求側的場景來看，使用者對于智能機器人的實際需求，從産品可用到産品适用，從單一場景到複雜場景，需要滿足個性化需求。工業機器人應用場景已經從汽車、電子拓展到金屬制品、家電、锂電、光伏等行業，目前工業機器人産業鍊已較為成熟，當下是國産品牌加速進口替代的階段。
從産品側落地來看，智能機器人需要更加垂直細分，根據不同的場景、滿足不同的需求，比如建築機器人、采摘機器人、醫療機器人等，預計未來随着産品種類的不斷豐富，将向商業、醫療、家庭服務等各行業進一步滲透。
（四）協同化、平台化趨勢顯著，雲化機器人及雲平台将興起
随着5G、AI、雲計算等技術的發展成熟，雲化機器人及工業機器人雲平台或将成為新一輪發展熱點。和傳統機器人相比，雲化機器人需要通過網絡連接配接到雲端的控制中心，基于超高計算能力的平台，并通過大資料和人工智能對生産制造過程進行實時運算控制。
華為、Skymind、中國移動、達闼科技、GTI、軟銀共同推出《雲化機器人白皮書（GTI 5G and Cloud Robotics White Paper）》，指出雲化機器人即位于資料中心的“大腦”利用人工智能和其他軟體技術，借助本地機載控制器對傳統機器人下達指令，雲機器人将打來新的價值鍊、技術、架構、體驗和新商業模式。