人形机器人产业蓬勃发展,央国企如何布局?
发布时间:2025-09-10 14:38 浏览量:2
知风云:继宇树公司机器人登上春晚,4月亦庄举办人形机器人半程马拉松比赛之后, 8月份在北京举办的首届世界人形机器人运动会再次吸引了全球媒体目光。
作者|知本咨询国企改革研修院院长 潘月杰
责编|亿亿 编辑|阿苓
随着特斯拉的Optimus人形机器人及国内头部企业的主流产品先后进入小批量生产和规模交付阶段,媒体将2025年称之为人形机器人的“量产元年”。
2025年两会政府工作报告将具身智能列入未来产业的范畴,而人形机器人又是具身智能的最佳实践载体。可以说未来已来,央国企在这一全新的赛道该如何发力?
人形机器人的产业链
与所有行业一样,人形机器人的产业链可分为上游、中游和下游三个环节。
具体来说:上游是指人形机器人各组成部分的软硬件,包括软件系统和零部件设备。人形机器人的构成由四大系统构成,分别是感知系统、智能决策系统、控制系统与运动执行系统。
感知系统包括视觉、力矩、温度以及触觉传感器等各种传感设备,帮助机器人感知环境。智能决策系统包括AI算法、计算平台和操作系统等软硬件,用于理解感知、做出决策和自主学习等。
控制系统包括各种类型的控制器和算法,用于协调全身的行动。运动与执行系统则包括各种减速器等,用于实现运动,完成任务。如同人体的每个系统又细分出若干个器官,人形机器人的每个系统又由若干零部件构成。
当然,除了上述四个系统之外,还有电池这一动力装置以及辅助支持的金属材料和塑料材料。
中游则是指人形机器人本体的设计、制造和集成,设计是指根据终端需求去设计机器人的具体功能、形体与规格,制造则是按照设计实现物理实体,集成则是对软件、硬件各模块进行系统的测试和调试,并根据测试和调试的结果对软件和硬件进行优化。
下游是指人形机器人的具体应用场景,通常包括工业领域、商业领域、极端作业和家用四大应用场景。
目前最成熟的是工业领域,其次是商业和极端作业场景,大家最期待的家用场景,由于现场环境与作业任务的非标性,目前成熟度最低。人形机器人的产业链可以见下图:
图1:人形机器人的产业链
人形机器人产业“卡脖子”的主要领域
在人形机器人全产业链中,技术要求最高的主要集中在上游零部件环节,卡脖子的主要领域也集中在上游核心零部件。
据不完全统计,目前市场上主流的人形机器人零部件数量基本上在1000个到3000个之间,特斯拉最新的人形机器人Optimus通过一体化铸成和集成化设计,成功地将零部件数量压缩到700个以内。
在上述零部件中,有些零部件的原材料、工艺流程和加工设备都有很高的要求,国内厂商还难以满足产业发展要求,在不同程度上存在“卡脖子”的现象。
目前面临“卡脖子”风险的主要零部件有:
(1)行星滚柱丝杠。行星滚柱丝杠的主要作用是将旋转运动转化为直线运动,同时具备高承载、高精度、高速度等多种功能,加工设备、材料热处理等严重依赖进口,目前国产化率不超过二成,是公认的人形机器人产业“卡脖子”最严重的零部件。
(2)精密减速器。精密减速器的主要功能是调整转速与传递转矩,它又分为谐波减速器和RV减速器。不管是谐波减速器还是RV减速器,在全球和国内市场,都是日本企业占据领先地位,国内企业与之相比仍然存在较大差距。
(3)空心杯电机和无框力矩电机。电机是人形机器人控制关节运动的关键零部件,它相当于人类的肌肉,决定着机器人运动行为表现。在人形机器人中应用最广泛的空心杯电机和无框力矩电机虽然国内厂商已开始布局,但在高端产品上跟欧美、日本的企业相比还有差距。
(4)六维力传感器相当于机器人的“触觉神经”,同时测量三维空间中的三个方向的力和三个方向的力矩,为机器人实现精准的力控制、安全交互和环境感知提供了关键支持。
这一领域的高端产品也基本上被欧美企业所垄断。除了上述核心零部件之外,在人形机器人的模型算法、控制器芯片等方面也存在一些技术瓶颈,需要国内企业通过研发取得突破。
央国企布局人形机器人产业的四种策略
人形机器人产业作为具身智能产业的最佳实践载体,它关乎国家战略安全以及未来中国经济的竞争力。
十五五产业规划中,央国企当仁不让要在这一领域内重点发力。央国企该如何在这一领域内布局?笔者认为不存在最优策略,每家央国企可以根据自己主赛道的产业特点,合理布局,下面四种角色策略可以考虑:
1、“技术先锋队”——聚焦上游核心技术,突破“卡脖子”壁垒
上游核心零部件是人形机器人产业的“技术命脉”,是主要的核心技术壁垒来源,也是我国产业突围的关键短板。
央国企需依托自身在高端制造、材料研发、电子信息等领域的积淀,以“分工协作、靶向突破”为原则,针对行星滚柱丝杠、谐波减速器、空心杯电机、六维力传感器、SoC芯片等“卡脖子”环节组建攻坚矩阵,打造自主可控的上游供应链。
一方面,为了更好地整合资源,可以在主管部门的牵头下,组建“产学研用”协同攻关联合体。有技术或产业优势的央国企、国内工业自动化、机械设备等相关高校与研究院,以及在细分领域内有技术优势的民企一起组建“人形机器人核心零部件国家联合实验室”。
另一方面,以央国企为主设立专项基金,保证研发的资金投入,建立“风险共担+成果共享”的保障机制。对攻关成功的技术,实行“知识产权共享”。
牵头团队、参与单位按贡献比例持有专利,央国企享有优先采购权与产业化授权。同时,鼓励技术向产业链中小微企业转移,培育本土供应商集群。
2、“平台构建者”——发力中游整机,实现规模量产
中游整机制造是连接上游零部件与下游场景的“枢纽”,决定产业的品牌溢价与市场话语权。央国企可以以“平台构建者”的角色,整合资源打造标准化整机平台,推动产业从“小批量”向“规模化”转型。
在整体产能布局上,央国企可以结合各自的资源禀赋,采取以下三种不同策略:
(1)是“自己造”。
产业资源丰富,制造能力较强的央国企可以依托已有的产业资源独立建立人形机器人的整机设计制造业务,搭建涵盖研发设计、精密组装、性能测试、可靠性验证等全环节的智能化整机生产线。
同时,配套建设关键零部件自产车间,如高扭矩关节、高精度传感器等,通过垂直整合实现生产流程可控,保障量产稳定性与成本优势。
(2)是“联合造”。
产业资源与制造能力不强,但又希望进行产业布局的央国企可以与产业链上下游企业组建制造联盟,联合零部件厂商共建标准化供应体系,与高校、科研机构合作开发专用生产工艺,甚至与地方政府联动建设人形机器人产业园区,形成“核心部件外供+整机集成组装”的协同模式,快速提升产能规模。
(3)是“收购造”。
以投资为主,擅长资本运营而非实业经营为主的央国企则可以采用投资模式,控股或相对控股并购具有成熟制造能力的企业,直接获取生产技术、专利与产能,缩短生产体系建设周期,快速补齐量产能力短板,加速布局进程。
3、“场景赋能者”——扩大下游需求,激活产业需求
下游应用场景是人形机器人产业的“试金石”,既是需求爆发的源头,也是技术迭代的数据支撑。
央国企在能源、基建、船舶、矿山、航空航天、公共服务等领域拥有独家场景资源,可以以“场景赋能者”的身份,率先落地示范应用,形成“需求牵引技术、技术反哺场景”的正向循环。
央国企做大应用场景可重点考虑以下四个方面:
(1)立足自身业务场景打造示范标杆。
在能源领域,推动人形机器人进入核电站、油气田等高危场所,承担设备巡检、故障排查等任务。在制造业场景,利用央企下属工厂的标准化生产线,部署机器人完成焊接、装配、物料分拣、物流配送等重复性工序。
通过内部场景的深度打磨,既能验证机器人性能、降低商业化门槛,又能形成可复制的解决方案。
(2)联动跨行业伙伴拓展场景边界。
与民企、外资企业共建跨界应用联盟,例如在物流领域联合电商企业开发仓储分拣机器人,在医疗领域与医疗机构合作探索康复辅助机器人,借助不同行业的资源网络实现场景交叉渗透。
(3)依托政策红利布局战略性场景。
积极响应“东数西算”“新基建”等国家战略,在数据中心运维、特高压线路巡检等领域部署专用机器人,既享受政策支持降低落地成本,又能在国家重点工程中形成规模化应用。
(4)构建场景生态培育长尾需求。
开放场景数据与接口,吸引科技企业、初创公司共同开发垂直领域应用算法,同时建立机器人租赁、运维等服务体系,降低中小企业使用门槛,让人形机器人从工业工具向民生服务延伸,最终实现需求规模的指数级增长。
4、“生态统筹者”——联动全产业链,构建产业生态
当前人形机器人产业尚处于技术迭代快、投入风险高、协同壁垒多的培育期,单一企业难以突破技术孤岛、产能碎片、标准混乱等瓶颈。
央国企可以扮演生态统筹者的角色,凭借资本号召力、场景掌控力和系统整合力,串联起分散的创新资源,推动产业从单点突破向系统作战升级,通过生态协同降低全产业链成本,为我国在全球产业竞争中抢占先机。
构建产业生态可从三个维度发力:
(1)打造技术共享平台,整合旗下科研院所与合作企业的专利资源,开放核心算法框架、传感器接口协议等基础资源,让中小企业低成本获取技术支撑,加速创新迭代。
(2)建立供需对接机制,以央国企的规模化需求为锚点,发布年度应用场景清单与技术参数要求,引导产业链企业按统一标准研发生产,同时通过以需定产模式保障供应商的合理收益,形成“需求牵引供给、供给创造需求”的良性循环。
(3)完善标准与服务体系,牵头制定设计规范、安全认证、数据交互等行业标准,联合金融机构开发“研发贷”“量产险”等定制化金融产品,搭建机器人检测认证、维修保养等公共服务平台,为生态成员提供全生命周期支持,最终形成持续迭代进化的产业生态闭环。
央国企通过扮演好“技术先锋队”“平台构建者”“场景赋能者”“生态统筹者”角色,可以为人形机器人产业注入强劲动力。
以技术突破筑牢根基,凭平台搭建推动量产,借场景拓展激活需求,靠生态构建凝聚合力,四方联动可加速产业从研发到落地的全链条发展,为将来我国在该领域领跑全球创造机会。