摘要：由于焊工工作强度高、环境差，行业面临招工难的窘境。免示教机器人通过视觉系统与焊接软件实现工件与焊缝定位，自主规划焊接路径，目前已广泛应用于钢结构角焊缝工件，未来将加速突破厚板多层多道焊等技术难点。而在整体技术难度更高的船舶领域，免示教机器人正初步切入小组立结构
免示教机器人由钢结构走向船舶，产业链相关公司有望充分受益
由于焊工工作强度高、环境差，行业面临招工难的窘境。免示教机器人通过视觉系统与焊接软件实现工件与焊缝定位，自主规划焊接路径，目前已广泛应用于钢结构角焊缝工件，未来将加速突破厚板多层多道焊等技术难点。而在整体技术难度更高的船舶领域，免示教机器人正初步切入小组立结构件，并探索具身智能路线以攻克中/大组立场景。我们认为随着机器视觉、人工智能等技术的进一步发展，免示教焊接有望加速渗透，产业链相关公司将充分受益，建议关注具备全栈自研能力/布局具身智能路线的厂商。
钢结构：角焊缝率先应用，产品成熟、价格下降驱动经济性凸显
在钢结构薄板焊接、角焊缝等简单场景，焊缝易捕捉且质量要求低，机器替人已基本实现。相关产品较成熟且价格不断降低，替人经济性凸显。目前焊接工作站价格约20-30万元，约30-50%的焊接工序可被替代，我们测算得应用智能焊接可使钢结构公司单吨成本降低4-82元，利润率提升0.09-0.64pct。厚板多层多道焊、全熔透等场景对实时定位、路径生成及焊接工艺的要求更高，尚处导入初期，部分厂商正探索视觉光学结构改造结合软件算法处理攻克此类场景，未来有望实现大规模替代。我们预计2030年钢结构免示教机器人需求量约为8.20万台，对应160.36亿元市场空间。
船舶：初步切入小组立，具身智能路线或为中/大组立场景共识
相较于钢结构，船舶工件非标属性更强、体积更大，设备价值量更高，且船舶制造对于安全性与质量的严苛要求，在客户认证方面存在一定壁垒。小组立工件形状规则、作业空间固定，是各厂商的初步切入口，单套焊接机器人产线价格多为数百万级别，由于下游船厂客户业务规模大、资金实力强，引入意愿仍较好，中集来福士等船厂已实现部分小组立环节应用。中长期来看，中/大组立工件工作空间更大，对于相机视野与机器人可达性均提出挑战，但具身智能有望攻克该场景难题——轮式或足式机器人可以更灵活的在大空间中移动，并通过数据训练模型弥补软件层焊接工艺的不足。我们预计2030年船舶行业免示教机器人需求量2.11万台，对应62.2亿元市场空间。
我们与市场观点不同之处
市场担忧免示教焊接机器人目前在钢构行业已呈现竞争加剧、盈利承压趋势，但我们认为突破厚板焊接、船舶中大组立等高壁垒场景或为破局关键。部分企业有望基于软件端全栈自研能力实现免示教焊接在各子系统的协同发展，更快针对终端需求痛点提升产品性能，巩固技术壁垒，在船舶等技术难度更高、设备价值量更大的差异化场景获得竞争优势。此外，免示教焊接技术还可平台化迁移到电力铁塔、工程机械等领域，助力行业突破现有边界。
关注全栈自研能力积累及具身智能布局情况
我们认为具备免示教软件+视觉+控制器全栈自研能力的企业产品迭代更快，而布局具身智能的公司有望率先突破船舶高难度场景。推荐具备软件/视觉/控制自研能力的企业、与华为云合作布局具身智能焊接的企业、在钢构领域加速机器人应用以实现降本增效与工艺数据积累的企业。产业链还包括：1）智能焊接系统；2）视觉系统；3）机器人本体；4）焊接电源；5）集成商相关公司，具体公司名单请见研报原文。
风险提示：技术发展不及预期、下游需求波动、行业竞争加剧。
投资要点
焊工供需错配缺口持续扩大，机器替人迫在眉睫。供给端焊工工作强度高且工作环境恶劣，年轻人入行意愿低。据钢结构行业协会统计数据，目前“60后”“70后”焊工合计占比达61%，有经验的“老师傅”逐步退休，焊工供给将逐步减少。而据中国钢结构协会发布的《钢结构行业“十四五”规划及2035年远景目标》，至2025、2035 年全国钢结构用量将达1.4亿吨、2.0亿吨。而在船舶行业，全球造船业自2021 年来迎来新一轮上升周期，我国作为市场占有率第一的国家充分受益，至2025年4月中国造船业手持订单量为22978万载重吨，部分船企订单已排至2029年。焊工供需错配缺口持续增大，给智能焊接带来广阔的行业空间。
传统示教机器人适用于标准焊接场景，而免示教技术通过视觉与软件系统攻破非标场景。对于汽车工业来说，同一车型平台中工件的尺寸及形状均标准化且批量大，冲压件与结构件尺寸公差也较小，因此仅需一次示教就可重复进行精准高效的焊接。但钢结构等非标焊接领域以“小批量、多品种”为典型特征，对每一个工件都需要单独编程示教，需要较大的人工成本与时间耗费，难以向钢结构、船舶等领域渗透。免示教智能焊接系统的软件层主要包括免示教焊接软件、视觉系统及机器人控制系统，硬件部分主要包括机器人本体、焊接电源、外部轴机构等，其中免示教焊接软件使焊接轨迹的规划从人工示教转为自主生成焊接轨迹，大幅减少人工编程时间成本，视觉系统使工件模型构建从参数化编程转向点云重建，无需依赖特定工件图纸模型，软件与视觉系统的技术进步正不断拓宽智能焊接适用范围。
钢结构薄板及船舶小组立简单场景渗透加速，复杂场景期待技术进步打开行业空间。在钢结构领域，薄板焊接、角焊缝等简单场景已可基本实现智能焊接导入，相关产品较成熟且价格不断降低。根据目前焊接工作站约20~30万元单价、且30~50%工序可被替代，测算得钢构企业应用智能焊接单吨可降本4~82元，利润率提升0.09~0.64Pct，经济性初显。我们预计2030年钢结构领域免示教机器人需求量约8.20万台，2025-2030年CAGR为19.1%；对应市场空间约160.36亿元，2025-30年CAGR为13.2%。而在船舶领域，小组立工件形状规则、作业空间固定，已经实现初步应用。且下游客户资金实力强、焊工短缺矛盾显著，具有较强的引入意愿，渗透将逐步加速。而钢结构厚板多层多道焊、全熔透、船舶中/大组立等结构复杂、焊接质量要求较高、智能化难度较大的场景仍待现有技术迭代或具身智能等新技术打开行业空间。我们预计2030年船舶领域免示教机器人需求量约2.11万台，2025–2030年CAGR为22.3%；对应市场空间约62.2亿元，2025–2030年CAGR为16.4%。
行业竞争要素切换至视觉与软件技术迭代，看好全栈自研与具身智能布局。随技术进步和下游应用开始产生规模效应，机器人本体厂商竞争愈发激烈，工业机器人价格逐年下降。而在智能化背景下，决定了焊接效果及效率的软件系统、决定了适用场景与识别精度的视觉系统则更为重要，行业竞争壁垒上移至软件与视觉端。具备免示教软件+视觉+控制器全栈自研能力的企业产品预计更快实现优化，而布局具身智能路线的公司有望在船舶领域率先实现高难度场景突破。
我们与市场观点不同之处
市场认为行业竞争日趋激烈、业内企业盈利能力减弱，但我们认为攻破钢结构厚板焊接、船舶中大组立等高难度场景将是破局之道。由于钢结构领域智能焊接应用较易，众多软硬件厂商及集成商纷纷布局钢构行业，竞争较为激烈。同时由于钢构行业本身盈利能力相对较差，对设备性价比要求较高，目前钢构智能焊接工作站单价可低至将近20万元，对业内企业盈利能力提出挑战。但我们强调布局具身智能及全栈自研能力是破局之道。部分企业基于船舶等领域的客户优势差异化布局，在单机价值量较高的船舶领域获得竞争优势。同时软件端全栈自研能力可以使公司在各子系统协同发展，使公司对终端需求技术调整难度较易，从而巩固技术壁垒。
免示教焊接机器人在非标场景的应用是大势所趋
焊工缺口逐步扩大，催生智能焊接机器人需求
从需求端来看，钢结构、船舶等重点下游行业焊工需求量较大且预计持续增长。我国钢结构加工量持续稳定增长，从2012年的0.35亿吨快速增长至2023年的1.12亿吨，年均复合增速达11.2%。随装配式建筑在政策支持下的快速推广，钢结构在公共建筑、住宅、农房等领域应用将逐步加速，据中国钢结构协会发布的《钢结构行业“十四五”规划及2035年远景目标》，2025、2035年全国钢结构用量将分别达1.4亿吨、2.0亿吨。而在船舶行业，全球造船业自2021年来迎来新一轮上升周期，我国手持船舶订单量处于历史高位，截至2025年4月中国造船业手持订单量为22978万载重吨，部分船企订单已排至2029年。作为钢结构及船舶业占比最高的工种，焊工需求也预计将随之快速增长。
从供给端来看，年轻人入行意愿低，“老师傅”逐步退休，招工难窘境之下焊工供给将逐步减少。焊工工作强度高且工作环境恶劣，高温、高噪音、强光、金属粉尘与废气、高放射性环境使焊工职业病及工作事故风险增加。面对较高的付出，年轻人从事焊工工作的意愿较低。而据钢结构行业协会统计数据，目前“60后”“70后”焊工合计占比达61%，“80后”占比为26%，“90后”占比仅为13%。焊接工作对经验与年资的要求较高，一般要连续从事焊接工作17年以上才可获得高级技师资格。随着焊工队伍中具备丰富经验的中坚力量逐步退休，技能人才梯队面临断层风险，焊工供给将逐步减少。
焊工供需错配缺口将持续扩大，智能焊接技术应用迫在眉睫。随着焊工供给逐步减少而需求日益增加，焊工缺口将逐步扩大。根据《中国青年报》2024年4月报道，预计2024年高级焊工短缺达40万人左右；而整体焊工人数缺口达300万人以上。焊工职业也频频上榜人社部统计的《“最缺工”的100个职业排行》前列，焊工招工难窘境之下，智能焊接技术应用迫在眉睫。
传统示教焊接机器人下游应用主要集中在汽车工业与金属加工领域。传统焊接机器人主要采用示教方案，即作业前需要工人事先通过示教器编程或手动拖拽的方式引导机器人执行整个焊接过程，机器人记录过程中的动作指令，包括焊接位置、姿态及参数等，在工人完成示教后，机器人对记录的路径及参数进行复现，完成焊接任务。目前焊接机器人的应用最大的焊接类型是弧焊，其销量从2016年的1.41万台增长至2024年的3.51万台，17-24年CAGR达12.1%。而其下游应用主要集中在汽车工业及金属加工领域，2023年占比分别达35%、25%；而在焊接工人较为短缺的钢结构及船舶领域相对较少涉及，占比仅为8%、5%。近年来我国弧焊机器人销量有所波动，22-23年制造业需求增速放缓，传导至汽车、金属加工等下游应用领域，导致弧焊机器人的需求有一定收缩；24年以来随着以汽车为代表的下游行业的产量扩张，弧焊机器人销量回升至3.51万台，同比+22.73%。
钢结构等行业非标属性强，重复示教导致人力与时间成本增加，传统焊接机器人难以应用。对于汽车工业来说，同一车型平台中工件的尺寸及形状的标准化程度高且批量大，冲压件与结构件尺寸公差也较小，因此仅需一次示教就可重复进行精准高效的焊接。我们将钢结构作为非标焊接领域的典型场景进行对比，“小批量、多品种”是其典型特征。若采取传统示教方案，需要对每一个工件进行单独的编程示教，产生较大的人工成本与时间耗费。同时示教焊接依赖工装夹具对工件进行精确定位，在汽车领域夹具的标准化程度高、可复用，但对钢结构而言每一非标件都需要相对应的夹具，成本较高。同时在钢结构厚板焊接的大功率、高热输入场景下，夹具易使板材变形，无法保证焊接质量。此外，钢结构所需的多层多道焊等复杂工艺及质量要求也对示教焊接的应用产生了阻碍。
焊接机器人从示教“进化”为免示教，更适用于非标场景。传统的示教焊接机器人依赖人工导引或示教盒对机器人进行编程，使其完成预期动作复现。而免示教焊接机器人在构建工件模型后通过视觉系统对工件与焊缝进行定位（类似人的“双眼”），并由免示教软件系统自主决策规划焊接路径并匹配焊接工艺（类似人的“大脑”），减少人工示教编程的时间成本及人员耗费。免示教机器人对工件种类、摆放位置等要求较低，灵活性、适应性及智能化程度较高，与非标件的柔性生产场景适配度较高。在“机器替人”大背景下，免示教焊接机器人在钢构、船舶等领域的应用是大势所趋。
视觉系统进步加速应用落地，未来尚有较多可提升空间
免示教智能焊接系统分为软件与硬件两个部分。以柏楚电子的智能焊接机器人为例，我们将其构成部件分为软件与硬件两大类，其中免示教的实现主要由软件系统完成。
软件部分：①免示教焊接软件：通过参数化编程、模型导入、点云重建等方式构建工件与焊缝模型，同时系统自动生成焊接路径、匹配焊接工艺，在仿真模拟焊接并检查路径合法性后，系统将焊接任务发送给焊接控制系统执行。②视觉系统：包括工件视觉定位系统（含线扫相机）及智能焊缝跟踪系统（含3D结构光相机或线激光相机）。前者为焊接机器人提供宏观视觉定位与匹配，降低对工件摆放位置的要求；后者提供精确的微观视觉，精准探测焊缝空间位置以配合焊接系统进行跟踪焊接，同时还可分析焊缝几何变形情况并匹配工艺，实现非标件柔性加工。③控制系统：经免示教软件及视觉系统规划焊接路线后，通过集中控制机器人工作站、焊接变位机等设备实现工件智能自动焊接。
硬件部分：机器人工作站是进行焊接的执行机构，包括①机器人本体（含技术难度较低的焊接枪、送丝机等）、②焊接电源，控制焊接中的电流、电压等参数，保证焊接质量。除此之外还包括③外部轴机构等，提升机器人活动范围，其中包括行走机构（如地轨、龙门架等）。此外焊接变位机能够一定范围移动和翻转工件，实现连续焊接，增加机器人可达性，提升自动化程度，提高生产效率。
免示教智能焊接机器人从软件层面实现了基本效率问题，提高了机器替人的比例。总结而言，过去几年的免示教机器人技术的快速发展与导入主要是从软件层面基本实现了效率提升，使其可以实现对人的替代，而既往技术发展主要涉及两个层面：一是焊接机器人的决策自主化，二是工件模型构建的高效化。
1）焊接机器人的决策自主化：主要体现为焊接机器人的人工示教→离线编程→智能焊接这三个发展阶段。其中离线编程将传统人工示教工序从现场搬到了办公室内，工程师通过在计算机虚拟三维环境中构建机械臂及场景模型，设计机械臂末端轨迹路径点并完成仿真及与真实场景的交互。其程序复用便捷、减少了机器人停工时间，但仍需人工示教编程、对效率提升不明显。近几年，智能焊接技术的兴起使机器人控制实现了智能化，系统可自动根据定位的工件与焊缝进行自主路线规划与焊接工艺匹配，无需人工进行示教或编程，大大提升了效率。
2）工件模型构建的高效化：在智能焊接阶段中，需要首先生成工件与焊缝的模型，后续软件才能自动规划决策。而对于模型构建的方式又派生出参数化编程、模型输入、点云重建三种技术路线，进一步提升效率。①最初始的形态为参数化编程，即对常见形式的工件几何尺寸等关键参数进行输入，使编程时间从小时级缩减至分钟级、无需专业编程知识、可模板化复用。②而直接进行模型输入的路线对工件模型或图纸直接输入，无需编程且解决了参数化编程只能处理数据库内有的常见工件的问题，但也有部分工件无现有模型或格式不匹配等缺点。③最新的解决方案是点云重建，即通过线扫相机及3D或线激光相机获取工件及焊缝表面的三维坐标点云数据，并进行逆向建模，进而实现智能焊接。该路线完全无需现有模型、智能化程度高，极大提升效率，短期来看是免示教焊接软件层面的“最优解”。
免示教焊接未来还可多机协同设计、算法优化等角度进一步提升焊接质量与效率，拓宽应用范围。软件端中免示教软件及视觉系统尚有较大发展空间，特别是在一些复杂场景识别及焊缝反光问题上处理能力不到位，导致应用场景受限或工件需要频频返工补焊。若可在算法及视觉硬件上有所提升，可进一步使智能焊接向船舶中组立、钢结构全熔透坡口焊等复杂场景渗透。同时软件层面还有多机协同及焊缝参数实时调整等技术发展方向，这些技术虽然在产业中有所落地，但仍可进一步提升以保证焊接质量与效率。硬件方面，主要关注机器人本体及焊接电源国产与国际厂商的差距，国内硬件设备可靠性仍需有所提升，保证硬件与软件系统的配合。
钢结构产品成熟率先导入，价格下降驱动经济性凸显
薄板/角焊缝率先应用，未来逐步向厚板领域扩张
钢结构工艺中常见焊缝包括角焊缝与坡口焊缝。其中角焊缝指在T型、搭接或角接场景下，连接大体互成直角的两个表面的焊缝，焊缝的横截面近乎三角型。而为了保证焊接质量，部分情形下需要在工件接头处开出几何形状的沟槽，即坡口。焊缝在一个或两个被焊构件之间的坡口内即为坡口焊缝。也有部分质量要求较高的焊接场景要求角焊缝与坡口焊缝结合。
角焊缝质量要求往往较低，而坡口焊要求一般较高。在钢结构加工环节中，对承力较小的部件一般使用角焊缝，如钢框架梁翼缘与腹板连接处等，其焊接质量等级为三级，即只需进行外观检测。而对于需要焊透的坡口焊缝，其一般需要的承力较大，因此焊接质量等级均在二级以上，其中受拉的焊缝质量等级更是需要为一级。其中二级焊缝需要以20%以上的比例进行超声波抽检，而一级焊缝需要100%的超声波检测，其质量要求较高。
坡口焊缝质量要求相对高的根本原因是厚板熔透需求。为保证厚板焊接强度，会要求焊缝金属穿过整个接头厚度范围内的坡口焊缝，即熔透。而对于薄板焊接强度要求不高，则可采取角焊缝形式。对于厚板焊接中双面焊接成型的全熔透焊缝，还需要进行清根操作，即在施焊完一面对反面施焊之前，使用适当的工具从反面对完成的焊缝根部清理的过程，自动化焊接难度较高。同时在焊接较厚的焊缝时，需将焊缝分为多个层次，每一层又分为多道焊接，按照特定的顺序逐层逐道焊接，最终完成整个焊缝，即多层多道焊。由于需要对同一焊缝进行多道焊接，前道焊缝的成形质量及其带来的焊接变形会影响后续焊缝起始点定位的精度和路径规划的准确性，对工艺积累、焊缝识别、焊接参数实时调整提出了更高要求，目前智能焊接可初步应用但效果不佳，仍待后续突破。
免示教焊接机器人目前主要在加工难度较小、质量要求较低的角焊缝试点应用。据《浅谈钢结构智能焊接的几点思考》2019年对某钢结构制造企业的调研，该企业以“筋板角焊缝”和“牛腿角焊缝”为突破口进行智能焊接机器人的试点，并从人工示教转向视觉识别。可见智能焊接在薄板领域最先突破，随技术进展未来厚板焊接领域也将加速渗透。
经济性驱动终端应用加速，钢结构领域免示教替人空间广阔
钢结构目前是免示教焊接机器人的主要下游应用，近两年终端企业布局加速。钢结构工件存在“小批量、多品种”特征，非标属性较强，适合免示教焊接机器人的应用。同时行业发展速度较快，终端导入随之走上快车道。从钢构行业五大上市公司年报来看，行业在2022年基本处于前期研发试用阶段，在2023年开始初步落地使用、进入生产场景，在2024年后开始加速应用，未来终端渗透率有望进一步提升。
鸿路钢构起步较快，规模效应及降本诉求促其自主研发集成。
钢构企业纷纷跟注，重视智能焊接布局。除鸿路钢构外，部分企业也通过控股公司等方式布局智能焊接行业。钢结构企业对应用场景理解深刻、工艺数据积累丰富、反馈迅速，自主研发具备一定优势，但也存在人才储备较为匮乏的问题。因此钢结构企业主要完成终端产品的自主集成，而系统等技术研发依赖对外投资等方式弥补。
钢结构行业竞争激烈，利用机器替人以降本增效的诉求较强。钢结构行业呈现“大行业、小公司”格局，行业五大上市公司鸿路钢构、杭萧钢构、精工钢构、东南网架、富煌钢构2023年市占率分别达4.0%、1.4%、1.1%、0.6%、0.4%，合计达7.5%左右。而行业中小型企业数量则更多，行业竞争激烈、格局较为分散。行业毛利率长期处于10%~17%间、净利率处于0~5%间（杭萧钢构因有地产、技术转移等业务因此利润率波动较大）。钢构企业需要高性价比自动化设备降低人工成本，增厚利润。
在单元场景中，钢构企业使用免示教焊接机器人可节约大量人工成本。为更好说明机器替人的降本作用，我们假设如下的场景：1）全人工方案下，一个小组包括8名焊工，分为两个班组，每班4人。根据鸿路钢构在招聘网站上发布的信息，一名焊工月工资平均为0.9万元，则该班组年均人工成本约86.4万元。2）机器替人方案下，我们基于柏楚电子定增问询函回复内容：“智能焊接机器人规划每台可取代2-3个焊工工位，保守按替代2个工位测算”，假设焊工与机器人焊接效率相近。那么每个班组将会被4台机器人替代，而由于机器可实现两班倒，因此每班只需再配1名操作员即可，即为4台机器人、两名操作员。其中假设焊接机器人成本为25万元/台，且按折旧年限5年、残值率5%计提折旧；而机器人操作员由于技术要求较低，根据鸿路工匠公众号招聘信息月均工资约为0.8万元。同时由于受限于软件系统能力，在部分焊接难度较高的部分需要焊工定位焊及补焊，而在软件系统迭代后可替代的焊工比例不同。我们假设部分替代情况、基本替代情况下每班4名焊工被替代至只剩2名、1名焊工，则在假设场景内需4名、2名焊工。由此计算得合计成本分别为81.4万元、59.8万元。可见仅需对人工进行部分替代就已初步显现成本优势。
当机器可替代一半焊工时，经济性开始体现。根据敏感性分析表，控制机器成本及机器替人比例（即可以替代除了定位焊及补焊等必要焊工的比例），可见当机器可以替代50%以上焊工时，运用智能焊接机器人的经济性开始显现。当机器替人比例在50%~70%间变动，机器单价在20~30万元间变动时，单吨钢结构成本将降低4~82元。
根据我们测算，预计到2030年钢结构行业智能焊接机器人需求量达8.20万台，对应160.36亿元市场空间。关键假设：1）钢结构产量：考虑到钢结构的应用受益于建造成本下降与装配式建筑政策的支持，渗透率有望加速提升，驱动钢结构产量回升，我们假设2027~2030年钢结构产量同比增速稳定在6%左右。2）焊工人数：据中国钢结构协会数据，我们假设单个焊工年均焊接量为400吨/年，由此可推算出焊工需求量。3）下游应用场景：根据智能焊接在下游应用的困难程度，我们将其划分为薄板场景及厚板场景两类，占比分别为30%、70%。4）机器人潜在渗透率：我们将智能焊接机器人由于技术限制在各场景下最高能达到的空间称为机器人潜在渗透率，假设其在薄板焊接领域从2024年的40%迅速提升至2030年的80%，而在厚板领域从2024年的15%缓慢提升至2030年的45%。5）机器替人比例：与前述经济性测算关注要点不同，我们仅需关注多少机器可以完成原有焊工工作量，即机器人的焊接效率。由于焊接机器人可以实现两班倒，因此可以至少替代2个焊工，而随机器人本身的焊接效率及终端使用效率的提升，假设机器替人比例将逐步增长。6）焊接机器人单价：随行业竞争加剧、技术迭代及规模效应使成本下降，预计未来焊接机器人平均单价将年均降低5%。基于此我们计算得2030年钢结构行业智能焊接机器人需求量达8.20万台，对应160.36亿元市场空间。
船舶制造从小组立切入，具身智能打开远期空间
初步切入小组立工件，具身智能向中/大组立件场景突破
船舶制造可分为小组立、中组立、大组立等场景。现代造船工业中为保证建设效率，常采用船体分道建造技术，将构成船舶的中间产品与工件按功能、形状、尺寸、精度、材质等特征分组形成批量。并从零件拼装至小组立、小组立拼装至中组立，依次类推直至整船合拢。
小组立场景适合智能焊接机器人导入，中组立场景尚处于摸索阶段。小组立场景主要负责平直构件、型材等简单结构的焊接组装，工件结构清晰、形状规则、空间开放，视觉逆向建模及路径规划较易，同时又有标准化程度差、人工耗费多等特征，适合智能焊接导入。中组立场景主要对小组立工件进行组装，尺寸大、结构复杂、障碍物多，且有较多“格子间”工况需要焊工钻入构件内部进行焊接，对机器人来说识别难度高且可达性较差，因此智能焊接的应用仍处于摸索阶段。
中组立场景短期依赖协作机器人，中长期有待具身智能突破。受轨道与行程限制，工业机器人对中组立工件可达性有限，短期需要依赖协作机器人。协作机器人可被人工搬运固定在工件内部，经人工拖拽等方式示教并实现轨迹复现，由于大型工件焊缝较长，板厚较厚需多层多道焊，人工操作时间相对焊接时间占比较低，因此存在一定经济性而有望广泛使用。但其并未搭载智能焊接系统，无法自主决策且需人工频繁搬运，因此短期看协作机器人仅是自动化过渡，长期有待具身智能等技术发展。
具身智能方案成为行业共识，部分厂商已开始超前布局。据高工机器人调研信息，业内用户认为协作机器人需要较长人工辅助时间，且机器人难免出现磕碰、掉落情况，精度难以保障，劣势较为明显。大多业内人士认为协作机器人仅为船舶焊接的一个过渡性产品，而非终极解决方案。而具身智能由于适用场景普适性较强、智能化程度较高，逐步成为行业共识，部分厂商已经开始超前布局。例如信捷电气在华为云城市峰会上发布的与华为共同研发的双臂智能焊接机器人具备双臂移动及移动导航能力，与过去只能由多个单臂焊接顺序执行、且无法自主移动相比具备更强的柔性生产能力。
随AI技术进一步发展，具身智能有望真正具备“端到端”能力，实现“像人一样焊接”。首先从机器人本体来看，轮式或足式机器人可以更灵活的在大空间中移动，提升焊接效率，解决以往工业机器人可达性不足的问题。此外可自主移动相当于给机器人本体加上了新的外部轴，使其从运动控制上可以更“类人化”，以实现更多的焊接场景。其次从软件算法端来看，未来随AI技术进一步发展，智能焊接机器人可实现多模态输入，具身智能有望真正具备“端到端”能力。此外通过数据训练模型可反向弥补软件层焊接工艺的不足，无需人工扩充工艺库的案例，形成更强的泛化能力，最终实现“像人一样焊接”的终极目标，有望攻克中/大组立场景难题。
下游船厂价格敏感度相对较低，导入免示教技术意愿较强
船舶领域智能焊接需多机协同，单个工作站价值量较大。由于船舶场景中工件尺寸较大、数量较多，焊接工作站常需采取龙门的形式，占地面积较大。而厂房空间有限，因此需要智能焊接有更高的效率才能在船舶领域落地，因此工作站常采取双机、四机协同的方式以提升效率。一方面单个工作站价值量远超钢构领域，根据近期船厂招标采购情况，单套焊接机器人产线价格多为数百万级别。另一方面多机协同也对机器人路径规划、运动控制提出了更高的要求，提升系统附加值。
船厂规模大、资金实力强，对智能焊接设备价格敏感性较弱，引入尝试意愿较强。据智研咨询数据，我国船舶产业造船完工量及新接船舶订单CR10长期保持在60%以上，行业集中度较高、企业规模一般较大、资金实力较强。对行业龙头来说，对智能焊接设备价格敏感性较弱，有较强的承载能力。同时国家相关部门相继出台《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》等政策支持船舶工业转型升级需求，先进智能化产线引入也有示范引领的作用，船舶企业引入尝试的意愿较强。
对焊工刚性需求导致企业导入智能焊接产品意愿迫切。据新华日报，船舶领域对焊接工人的需求较大，，船厂1/6以上的工人为焊工。且船舶对焊接技术要求较高，从业人员大多需额外考取中国船级社颁发的焊工能力认证证书，船舶领域焊工短期来看增量有限。据新华日报2024年12月的报道，镇江一家小型船舶企业2025年16艘船的订单需要配置800名以上焊工，但船坞内仅有500名焊工，缺口达300人。对焊工的刚性需求导致企业导入智能焊接产品以替代人工的意愿较为迫切，渗透阻力较小。
经测算，预计到2030年船舶行业智能焊接机器人需求量达2.11万台，对应62.2亿元市场空间。与钢结构行业的测算类似，我们假设：1）焊工人数：据高工机器人，2024年船级社持证焊工人数达18.78万人，假设未来以2%的速度缓慢增长。2）下游场景占比：分为小组立、中组立及其他场景，由于船舶焊接主要包括小组立、中组立、大组立、总组立、整船合拢5步焊接工序，其部件相同而焊缝形态、数量、位置不同，假设5步焊接工序占比均为20%。3）机器人潜在渗透率：假设小组立场景从2024年的20%增长至远期的80%，而中组立场景随具身智能等技术应用也从2024年的5%增长至远期的50%，其他场景也有部分部件可以导入，假设从2024年的5%增长至15%；4）机器替人比例：代表焊接机器人的效率，与钢结构类似，假设比例从2.1逐步增长至2.5；5）单价增速：由于船舶领域价格较高，假设2024年机器人单价为40万元且年均降低5%。由此测算得预计到2030年船舶行业智能焊接机器人需求量达2.11万台，对应62.2亿元市场空间。
免示教系统重定义焊接，本体之外软件与控制厂商亦纷纷入局
从价值量看，机器人本体及三大软件系统约占成本的76%。据高工机器人数据，2023年智能焊接机器人成本构成中最大板块仍为机器人本体，占比达35.16%。而三大软件系统分列其后，分别为视觉系统（含相机）的27.25%、控制系统的7.91%及免示教离线编程软件的5.49%，合计约40.65%。而焊接电源、焊枪等其他配件合计成本占比约24.18%，价值量偏低。
主要整体方案提供商均具备部分系统自研能力。市场中的集成商大致可分为三类：①具备智能焊接系统端核心技术，如中集飞秒、安徽工布等企业。其具备免示教焊接系统、视觉系统的研发能力，部分企业还延伸至机器人控制系统部分，通过软件算法赋能智能焊接。同时通过适配机器人本体及焊接电源等硬件实现整体解决方案提供。②部分传统机器人本体厂商，如钱江机器人、藦卡机器人等，由于其客户对智能焊接需求逐步增长，其需要集成系统以保证下游需求。由于本体厂商软件研发能力较弱，前期一般会寻求软件商直接适配。③终端用户自主集成，如鸿路钢构等。由于缺乏直接的自主研发能力而依赖对外投资。主要可以通过批量采购各类子系统以实现规模优势、降低成本。其产品主要用于自用，小部分可以用于对外销售。
部分厂商专注于细分领域设备供应。除集成商外亦有部分厂商专注于部分子系统的开发，通过在单一领域的深耕获取竞争壁垒，如柏楚电子及智流形在免示教焊接系统、视觉系统及机器人控制系统均有涉足；道尔芬专注于免示教系统研发并开放免费试用。而全视智能及知象光电等厂商分别在线激光相机及3D相机领域深耕。麦格米特及奥太聚焦于焊接电源领域，而机器人本体则由“四大家族”、埃斯顿、埃夫特等传统厂商占据。
机器人本体竞争激烈，智能化背景下壁垒上移至软件及视觉端。随技术进步和下游应用开始产生规模效应，机器人本体厂商竞争愈发激烈，工业机器人价格逐年下降。而在智能焊接领域，下游主要应用的钢结构行业利润较薄，对设备性价比有要求，给机器人厂商带来更大压力。目前智能焊接机器人中机器人本体价值量有所下移，未来存在价格战趋势；而决定了焊接效果及效率的软件系统、决定了适用场景与识别精度的视觉系统则更为重要，由此在智能化背景下壁垒逐步从硬件端上移至软件与视觉端。
软件端的全栈研发能力重要，决定了对终端需求技术调整的难度。智能焊接控制系统涉及计算机图形学（CAD）技术、计算机辅助制造（CAM）技术、数字控制（NC）技术、硬件设计技术、传感技术等，需要的技术储备较广，对软件厂商提出了较高要求。而具备全栈研发能力的软件商可具备较大优势，因为其可对终端日益深入的技术要求在不同的子系统内分别进行改进，从而在整体上更易进行技术调整。而对部分系统自研的厂商，只能调整自研部分的系统，并对其他子系统进行适配，从而受制于人，技术进步的难度较大。
我们认为随智能焊接进一步向下游应用，产业链相关公司将充分受益。其中布局具身智能路线或全栈自研能力的企业或将更快实现部分难点场景突破，我们梳理得到国内各环节主要厂商包括：
1）智能焊接系统；
2）视觉系统：主要为系统厂商及集成商提供3D结构光相机或线激光相机硬件及视觉识别解决方案；
3）机器人本体：随机器人本体行业竞争逐步激烈，具备技术优势的头部企业将充分受益；
4）焊接电源；
5）集成商。
投资建议：关注具备全栈自研能力/布局具身智能的标的
技术进步+需求旺盛双轮驱动，免示教焊接机器人市场空间广阔。一方面，免示教焊接技术通过视觉系统和智能软件实现工件模型构建与路径自动规划，大幅降低人工编程成本，适配钢结构、船舶等非标领域，突破传统示教机器人难以落地的局限。未来具身智能等先进技术落地有望推动下游应用走上新台阶。另一方面，焊工供需错配日益加剧，为智能焊接创造了刚性替代空间。在成本下降、返工率降低等经济性显现下，终端企业购机意愿增强，产业链有望加速成长。目前免示教在钢结构角焊缝等领域已经实现广泛应用，但钢结构厚板多层多道焊、全熔透、船舶中/大组立等结构复杂、焊接质量要求较高、智能化难度较大的场景，仍有待现有产品优化迭代或依赖具身智能等新技术实现加速落地，我们预计2030年钢结构及船舶领域免示教机器人需求量分别约为8.20、2.11万台，分别对应160.36、62.2亿元市场空间。
建议关注具备全栈自研能力/布局具身智能的标的。在当前技术驱动与竞争加剧背景下，具备免示教软件+视觉+控制器全栈自研能力意味着企业能根据下游复杂的工艺需求快速进行系统级迭代与优化，在产品协同性、稳定性及成本控制方面具备显著优势。考虑到免示教机器人在各环节涉及的图形学、视觉感知、机器人运控、焊接工艺等核心技术差异较大，全栈自研模式在跨学科知识积累、人才招募、团队磨合方面均有较高要求，目前部分企业仍处在依赖外部适配的集成模式阶段。此外，由于钢结构领域免示教应用相对容易，众多软硬件厂商及集成商纷纷布局钢构行业，竞争较为激烈。船舶制造对于安全性与质量有严苛要求，在客户认证方面存在一定壁垒，单机价值量较高，且终端客户对设备成本敏感性较低，具身智能因其灵活性及自主决策能力可在船舶中组立等复杂工况内使用，实现差异化产品定位，建议关注布局具身智能技术以突破船舶场景的企业。推荐软件/视觉/控制多环节自研进展较快，且在厚板焊接、船舶领域实现应用突破的企业，与华为云合作布局具身智能焊接应用的企业，以及在钢构领域加速机器人应用以实现降本增效与工艺数据积累的终端应用商。产业链还包括：1）智能焊接系统；2）视觉系统；3）机器人本体；4）焊接电源；5）集成商相关公司。
1）技术发展不及预期：智能焊接机器人向下游应用加速依赖人工智能、机器视觉、具身智能等核心技术发展。若技术发展不及预期，则影响产品向下游导入速度及市场空间。
2）下游需求波动：船舶行业投资具有周期性特征，钢结构行业也与房地产行业息息相关，若下游需求波动会影响产品渗透，进而对产业链相关公司业务表现及后续发展产生影响。
3）行业竞争加剧：近年来行业内有许多公司持续切入智能焊接领域，在钢结构等终端应用竞争激烈且客户对产品性价比要求高。若行业竞争持续加剧会影响相关公司盈利能力。
4）本研报中涉及到未覆盖个股内容，均系对其客观公开信息的整理，并不代表本研究团队对该公司、该股票的推荐或覆盖。
研报：《免示教机器人重构焊接行业》2025年8月13日
来源：新浪财经
