摘要：在汽车制造厂流水线上，机器人正不知疲倦地精准完成焊接、组装、搬运等高强度作业。它们像指挥交响乐般，挥舞着机械臂，将生产效率提升至人类难以企及的高度。这是电视节目中的场景，还是工厂的常态？机器人能应用在制造业的哪些工序中？大规模应用还存在哪些挑战？核心生产环节的

在汽车制造厂流水线上，机器人正不知疲倦地精准完成焊接、组装、搬运等高强度作业。它们像指挥交响乐般，挥舞着机械臂，将生产效率提升至人类难以企及的高度。这是电视节目中的场景，还是工厂的常态？机器人能应用在制造业的哪些工序中？大规模应用还存在哪些挑战？核心生产环节的这些“钢铁工人”是本土的，还是外来的？

非核心工序已实现自主可控

我国已连续12年成为全球最大工业机器人市场，同时也是全球第一大机器人生产国。工业机器人产量由2015年的3.3万套增长至2023年的55.6万套，但是我国工业机器人产业仍面临产业链不全、关键共性与支撑技术供给不足、不能满足高端生产需求等挑战，大规模应用也还需假以时日。工业机器人应用在哪些工序？中国工程院院士王耀南表示，智能制造工业机器人技术发展迅速，在制造领域的磨抛、移载、检测、装配等关键工序中逐步获得应用。

工业机器人在汽车制造业中有广泛的应用，通过采访企业，记者了解到，国产机器人在非核心工序或需求弹性较大的场景中已具备替代能力，但涉及涂装、焊装等关键工艺时，进口机器人仍然是保障生产连续性与品质稳定性的首要选择。特别是在核心制造环节，部分生产场景对机器人的稳定性、精度及环境适应性存在特殊要求，此时进口设备往往成为更优选择。焊接环境中的金属飞溅、粉尘等污染物易引发电气故障，需具备高密闭性、低故障率的特性，而进口机器人在恶劣工况下的可靠性更出色。

耐用度和成本是除稳定性与精度外，制造企业重点考虑的因素。国产工业机器人售价略微低于进口机器人，但稳定性和精度上的差距使稍低的价格几乎可以忽略不计。据了解，在应用过程中大多数机器人质量过关，稳定性强，但因为机器人数量比较多，也会出现主板损坏，软件程序丢失，因运动碰撞而产生损耗等问题。出现故障时，供应商能够第一时间解决，不会影响生产。比较而言，国外机器人的故障率比本土机器人要低得多。

某汽车制造业不愿透露姓名的相关负责人表示：“从产业链韧性和稳定性角度出发，我们会优先考虑本土机器人，但仅仅从性价比来看，本土机器人还需要进一步提升。”

从非核心工序挺进核心生产环节，既是中国工业机器人应对国际竞争的技术突围，也是实现制造强国梦的必经之路，更是重构价值链的必然选择。通过向高端生产环节挺进，中国工业机器人企业不仅能摆脱低端依赖、提升利润空间，还能最终实现技术自主可控和产业升级。

规模化应用面临挑战

亿嘉和集团副总裁张晋博表示，机器人规模化应用的核心矛盾在于：技术能力与真实场景需求错位，导致大量企业陷入“买不起、用不好”的困局。首先，中小规模企业因小批量、多品种的服务特性，机器人部署后利用率普遍偏低甚至频繁换设备，投资回报周期长。大型企业在智能化转型中面临双重桎梏：历史系统形成的“兼容性陷阱”与近乎偏执的“零容错”要求。一方面，重资产属性使企业深陷沉没成本困境，产线升级往往意味着推倒重建，形成“不改被淘汰、改则被拖垮”的恶性循环；另一方面，对生产连续性的极端苛求，将故障容忍度压缩至万分之一以下，这种“用黄金买保险”的保守心态，既阻碍了技术迭代，更将国产机器人暂时隔离在高端应用场景之外。两个因素相互强化，共同构筑了制约产业升级的隐形天花板。

近年来，国家出台了《工业机器人行业规范条件（2024版）》《工业机器人行业规范管理实施办法》《“机器人+”应用行动实施方案》等一系列相关政策，推动工业机器人行业的持续健康发展，推动制造业转型升级。

十几年前，比亚迪就开始引入工业机器人，在机器人规模应用方面取得阶段性成果。

一方面，在生产过程中，工业机器人实现规模应用。在整车制造冲压、焊装、涂装、总装四大工艺中，工业机器人大显身手；另一方面，在零部件生产环节，工业机器人及协作机器人协同作业的模式已经得到广泛采用，应用成效显著，不仅生产效率明显提升，而且产品品质及稳定性增强。

据了解，比亚迪每年都要采购数千台工业机器人，从类型看，既有多关节机器人，又有协作机器人。从品牌看，既有埃斯顿、埃夫特、拓斯达等本土品牌，又有ABB、发那科、库卡、安川等国外品牌。本土品牌和国外品牌采购比例基本上是一比一。

气血不足如何补？

在工业机器人的生命图谱中，核心零部件如同造血干细胞，决定整个系统的生命力。当减速器、伺服电机等关键部件受制于人，就像气血不足的躯体难以支撑精密运动。

这场产业升级的本质，是用自主可控的“气血循环”替代进口依赖的“体外输血”。国产机器人要实现从“气虚体弱”到“气血充盈”的质变，必须突破高端零部件技术，在稳定性和精度两方面下功夫。

如何提高本土机器人的性价比？“缩小关键部件技术差距，提高加工精度、稳定性是当务之急。”业内人士总结。目前，我国工业机器人产业主要存在两方面的挑战。第一，产业链不够完善，核心零部件仍依赖进口。谐波减速器仍被国外企业主导，国产减速器在批量生产时面临精度衰减问题；核心工艺受制于设备与材料，如谐波减速器柔性轮需高纯度合金钢，国内提纯技术尚未达标；控制器算法实时性存在15微秒延迟，影响高精度场景下的运动链协调。第二，中国工业设备在加工精度稳定性方面仍存在可提升的空间。虽然通过技术手段可实现单件产品达到精度要求，但在批量生产时，持续保持精度的能力不足，会导致超差产品数量多。

如何解决上述难题？首都经济贸易大学劳动经济学院副院长苗仁涛表示，推动机器人高质量发展需要聚焦关键，稳妥施策。一方面，聚焦核心技术攻关，突破“卡脖子”瓶颈。设立国家专项基金，重点支持具身智能、运动控制等底层技术研发。推动产学研深度合作。完善标准体系与开源生态，建立国家级多构型场景数据库，推动跨行业数据接口统一，解决智能家居、工业互联网协同难题。另一方面，优化应用场景与成本结构。扩大政府采购试点，支持核心部件生产基地建设，通过规模化生产降低硬件成本。

未来，工业机器人产业将呈现哪些特点？张晋博表示，机器人技术发展正经历从“执行工具”向“具身智能体”的根本性转变，这主要体现在以下三个关键技术维度：首先，多模态感知系统的深度融合将突破传统控制架构。通过仿生皮肤触觉阵列与动态视觉的协同处理，机器人可实现对作业环境物理特性的实时解析，形成闭环的环境交互能力。其次，数字孪生驱动的具身学习机制重构技能获取路径。基于高保真物理仿真的训练环境，使机器人操作经验的积累效率产生量级提升，大幅缩短新技能的学习周期。最后，分布式自主决策将催生新型生产组织模式。当单个机器人具备本体感知与自主决策能力后，群体智能的涌现特性将推动集中式控制系统向自主协同范式转变。

工业机器人正朝着低成本化、智能协作化、易用普惠化方向演进，技术突破与生态协同将重塑制造业生产格局。第一，规模化降本与人力替代加速。随着技术迭代与产量提升，工业机器人成本将持续下降，逐步实现与人力成本的竞争优势。当前机器人采购价格仍高于人工成本，但类似汽车产业的规模化效应将推动价格下探，尤其在人力成本上升的背景下，机器人渗透率将加速提升。第二，智能协作能力提高。一方面，视觉嵌入技术不断发展，传统分离的视觉系统正逐步集成至机器人本体，实现实时环境感知与自适应调整，如焊接场景中的尺寸偏差补偿。另一方面，力控反馈能力增强。高精度力控技术支持微米级误差修正，提升装配、打磨等柔性作业能力。第三，易用普惠性增强。通过AI辅助编程工具、模块化控制器等方式未来有望实现“零学习成本”部署，打破依赖专业工程师的现状。

人形机器人是否能在工厂大规模应用？“十年内，人形机器人难以替代工业机器人。”业内专家表示。公开数据显示，人形机器人研发成本和量产成本远超工业机械臂，而动态控制精度仅达工业机器人的1/50，且70%制造业场景中冗余的移动功能徒增能耗。“当前，工业机器人已实现重复定位精度，完美适配标准化作业要求，而人形机器人批量生产良品率波动较大，其力反馈系统在负重作业时的动态平衡失效问题仍未突破技术瓶颈，这种成本与性能的双重劣势决定了其在制造业的替代进程将显著滞后于技术预期”。

作者：杨光

编辑：高珊珊

监制：刘晶

来源：中国信息化周报