中国制造｜机械人十年变革：核心零件国产化　技术瓶颈待突破？

十年前，中国国务院提出“中国制造2025”，明确了实施“制造强国”战略的首个十年纲领，其中将“高档数控机床和机器人”作为大力推动的重点领域之一，提出机械人产业的发展要围绕工业机械人应用以及服务机械人应用。
作为制造业大国，中国早于2013年已成为全球第一大工业机械人市场，但与邻近的日韩相比，中国在工业机械人的应用一度处于落后状态。但随着科技发展，医疗机械人、巡检机械人等服务型机械人亦应运而生。
2025年3月，中国政府将人形机械人列为继电动车之后的下一个重大技术突破。各地积极推动人形机械人在工业制造、医疗健康、服务业等领域应用，如何加速产业转型升级及落地使用，成为企业发展竞争力的契机。

工业机械人：中国占全球最大市场

工业机械人是现代制造业中重要的工厂自动化设备，一般指向多关节机械手或多自由度机械人，用于工业生产过程中的搬运、焊接、加工等方面，国内沿海工业发达地区不少企业产品用来出口，对产品质量要求高，企业逐渐采用机械人代替工人。

2013年，中国首次成为全球最大工业机械人市场，但与邻近的日韩相比，制造业工业机械人的覆盖密度非常低。2013年，中国工业机械人密度仅为30台/万名工人，不足全球平均水平的一半。

在过去，中国在工业机械人的应用一度处于落后状态，一般制造业对机械人的应用基本上处于自发、分散或零散的状态，但随着工厂自动化，机械人为制造业带来一场“变革”。汽车制造业依然是工业机械人的主要应用领域，但电子、金属加工、橡胶塑料等传统制造业的自动化程度不断提高，对机械人的需求持续增长，光伏、锂电、半导体等新兴产业更成为机械人应用的新增长点，需求潜力巨大。

在技术层面，国产工业机械人的技术水平亦不断提高，尤其在控制系统、伺服电机、减速器等关键零部件的国产化方面取得一定进展。在焊接、搬运、装配等环节，机械人的性能和可靠性逐步提升，部分产品已达到国际先进水平。

近年来，人工智能（AI）、机器视觉（MV）等新技术与工业机械人的加速融合，更提高了制造业的生产效率。以AI为例，传统工业机械人只能执行预设的重复性任务，但结合AI技术，机械人能够从大量的数据中学习，理解不同的工件和操作要求，并根据实际情况自主调整动作和参数；AI技术结合视觉、力觉等传感器，协作机械人（Cobot）便能根据人类的动作实时响应，共同完成任务。

国际机械人联合会（IFR）发布的《2024年全球机械人报告》提到，截至2023年底，全球工厂中运行的机械人达428万台。其中，中国在2023年安装的工业机械人数量为27.6万台，占全球安装量的51%；制造业机械人应用密度达470台/万名工人。报告认为，中国制造业仍有很大的增长潜力，到2027年，年均增长率有望达到5-10%。

服务机械人已实现产业化

服务机械人的应用范围广泛，包括维护保养、修理、运输物流、清洁、保安巡逻、救援、零售餐饮、农业，以及医疗保健、养老、康复、助残等工作。与日本、美国等国家相比，中国在服务机械人领域的研发起步较迟，但得益于国家政策的支持、AI等技术突破以及市场需求，2023年，中国仅次美国成为全球服务和医疗机械人制造商的第二位。

国际机械人联合会（IFR）发布的《2024年全球机械人报告：服务机械人》显示，全球专业服务机械人销售额增长30%，2023年销量超过20.5万台，其中近80%的机械人来自亚太地区，销量为162284台。《2024年世界机械人年鉴》将医疗机械人与服务机械人和工业机械人并列视为第三类。2023年，医疗机械人的销售额增长36%，达到约6200台。

美国是全球服务和医疗机械人制造商数量最多的国家，有199家公司的总部设在美国，其中66%的制造商生产专业服务机械人，27%生产消费服务机械人，12%生产医疗机械人。其次为中国，有107家服务和医疗机械人制造商，其中80%生产专业服务机械人，34%生产消费机械人，只有5%提供医疗机械人。

有数据显示，餐饮配送机械人被认为是中国服务机械人领域中率先实现产业化，除了因其技术门槛相对较低、有助解决人力成本上升外，也因其租赁、销售模式较为清晰，且国内多间企业在该领域发展迅速，让其更容易实现商业化落地。

今年举办的第137届广交会也首次增设服务机械人专区，展示了服务机械人在未来生活中的多种可能性，也反映了产业发展和市场关注。

人形机械人尚未成熟

2025年央视蛇年春晚上，人形机械人在舞台上跳扭秧歌，因其灵活的动作和精彩表现而爆红。目前，工业制造、商用服务、家庭领域是人形机械人的三大应用场景，并已初步应用于商用及工业场景。

人形机械人具备双足、双臂、双手，可以像人类一样行走、奔跑、拿取物件，甚至可以通过视觉分析和动作模拟，表达喜怒哀乐等各种情绪。随着核心零部件、智能制造等技术的发展，人形机械人正逐步走入人类的生活。

2024年被称为人形机械人的商业化元年。目前，市场上的机械人仍需要事先编程才能做出各种动作，但随着人工智能技术的成熟，未来有望拥有自主学习、感知、反应能力等。有专家预测，人工智能的下一个风口是“具身智能”，将AI融入机械人等物理实体，让它们“拥有大脑”。

2024年1月，工信部等7部门印发的《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，将人形机械人放在首位，提出要突破机械人高转矩密度伺服电机、高动态运动规划与控制、仿生感知与认知、智能灵巧手、电子皮肤等核心技术，重点推进智能制造、家庭服务、特殊环境作业等领域产品的研制及应用。

首届中国人形机械人产业大会发布的报告预测，2024年中国人形机械人市场规模将达到27.6亿元，2030年有望成长为千亿元市场。

核心零件自给自足　技术瓶颈有待突破

国产工业机械人能够替代进口，有赖于中国在核心零部件上突破“卡脖子”技术，基本实现国产化和自主化。据介绍，控制器、伺服电机、精密减速器、传感器是机械人的四大核心零部件，早几年，国内机械人头部企业已基本实现国产化和自主化。

凭借技术进步、制造能力以及国家的政策支持，中国在人形机械人领域有独特优势，若将人形机械人产业链分为三大核心环节，中国则在包括传感器、电池、电机、减速器等硬件供应链环节占据主导地位。

不过，人形机械人的硬件及技术瓶颈仍面对不少挑战，譬如负担能力不足，灵活性和稳定性不足；各企业的产品也倾向定制化，市场上缺乏通用的零件，导致制造成本过高。如何合理控制成本，是人形机械人能否量产的关键。同时，人形机械人的AI能力仍有待突破，譬如需要先进的人工智慧和自然语言处理技术，让机械人能够自然、直观地与人类互动，理解手势、表情和意图。

有业内人士认为，具身智能或人形机械人目前面临的“卡点”，是来自真实物理世界的数据量不够，不足以训练机械人。

对于要如何加速产业转型升级及落地使用，除了要加强核心技术攻关和关键零部件国产化、促进人工智能等新技术的融合应用外，还需要完善产业标准体系和质量基础设施，拓展应用场景，加大人才培养力度，降低生产成本，推动规模化应用，优化产业组织结构和营商环境。通过各方面配合，中国有望实现从机械人制造大国迈进制造强国的行列。