焊接機器人“十三五”銷售狀況與“十四五”展望

李憲政，陳丹，李曉佳

（1.中國焊接協會焊接設備分會，北京 100020；2.中國機器人產業聯盟，北京 100711）

0 前言

通過“十三五”持續創新、深化應用，國內工業機器人產業呈現良好發展勢頭，產業規模快速增長，年均復合增長率達 15%，2020 年制造業工業機器人密度達到 246 臺/萬人，是全球平均水平的近 2倍[1]。焊接是金屬加工制造的主要方法和手段，焊接技術廣泛應用于國民經濟的諸多領域。焊接裝備是實現焊接加工的必備條件，主要產品包括電焊機（即焊接電源）、焊接專機、焊接機器人及其配套的輔助機械和工裝夾具等，這些產品統稱為焊接設備或焊接裝備，廣泛應用于汽車、機械、建筑、化工、冶金、高鐵、能源、航空航天、軍工、海工船舶、電器、五金制品等行業[2]。隨著經濟發展，技術進步，國內人口紅利的消失和雙碳戰略的實施，需求端和供應端的變化都對焊接裝備的發展產生著重要影響。綠色、優質、高效、低成本、自動化焊接等技術在“十三五”期間成為焊接技術發展的主流，為之提供基礎條件的焊接裝備也取得了巨大的進步。通過對其中的關鍵焊接裝備—焊接機器人在“十三五”期間的銷售應用狀況進行量化分析，梳理焊接機器人產業鏈需求端的變化和焊接機器人供給端的研發制造能力，理清行業發展脈絡，引導行業發展，無疑是很有意義的。

中國作為制造業大國，制造規模大，制造業體系完整，是全球制造業門類最多最全的市場，焊接制造涉及其中的十幾個大的行業，從這個角度講，中國也是焊接制造大國。從統計資料看，國內焊接機器人的應用主要集中在汽車制造、3C 電子、裝備制造（工程機械、煤礦機械、農業機械等）、金屬加工、結構件制造等行業，“十三五”期間逐步向其它行業的細分市場拓展。需要說明的是，以下圖表的數據分別來源于國際機器人聯合會（IFR）和中國機器人產業聯盟（CRIA）的年度統計報告。

1 焊接機器人總體銷售情況

“十三五”期間（2016 年～2020 年），全球累計銷售工業機器人188 萬臺，其中焊接機器人銷售38 萬臺，占比20%。前3 年逐年遞增，增幅分別為7%，26%和9%。2019 年受到全球焊接機器人應用最大的汽車行業需求大幅降低的影響，全球焊接機器人需求同比下降16%，2020 年受到全球新冠疫情等因素影響，全球焊接機器人需求同比下降11%，如圖1 所示。

圖1 全球焊接機器人銷售情況

國內累計銷售工業機器人72.6 萬臺，其中焊接機器人16.7 萬臺，占比23%。“十三五”期間國內市場焊接機器人占工業機器人銷量比重在20%～25%波動，沒有明顯趨勢性變化。“十三五”末與“十二五”末相比，國內焊接機器人銷量同比增幅68%，5 年年均增幅11%，前3 年逐年遞增，增幅分別為8%，57%和13%，均高于當年全球焊接機器人銷售增幅，特別是2017 年，增幅高出一倍多，達31 個百分點。2018年是國內焊接機器人在“十三五”期間的銷售高峰年，當年銷售4 萬臺。2019 年受汽車行業需求大幅降低影響，國內焊接機器人銷量同比下降16%。2020 年的全球新冠疫情雖然對國內經濟有一定影響，但日常生產生活、物流、產業鏈供應鏈比國外好得多，企業減少對人員依賴、降低人工成本、制造業轉型升級的需求，對國內工業機器人，包括焊接機器人銷售有一定促進作用，與全球焊接機器人需求下降不同，國內焊接機器人銷量同比增長5%。如圖2 所示。

圖2 國內焊接機器人銷售情況

受有效勞動力的減少、勞動力成本持續快速增長、工作環境差、焊工難招、焊接制造的數字化智能化需求、焊接機器人技術發展和應用成本的顯著下降等因素影響，中國正走向焊接機器人應用普及化的快速發展階段。如圖3 所示，“十三五”期間國內焊接機器人的市場銷量在全球的占比逐年提升，“十三五”末達到53%，年均占比44%，意味著“十三五”期間全球近一半的焊接機器人銷售到中國，體現國內焊接機器人市場需求端在全球的影響力，也表明中國是焊接制造大國，正在快速走向焊接制造強國，同時也顯示出“十三五”期間國內制造業轉型升級，焊接機器人代替焊工，實現焊接自動化的發展步伐和成果在全球都是最顯著的。

圖3 國內外焊接機器人銷售情況

“十三五”期間自主品牌焊接機器人銷量呈現逐年增長的態勢，其中連續4 年保持10%以上的增幅，5 年年均增幅16%，2020 年達到近8 000 臺，5 年累計銷售3.26 萬臺。但“十三五”期間自主品牌焊接機器人在國內焊接機器人年銷量的占比基本沒有變化，在20%左右波動，如圖4 所示。

圖4 自主品牌焊接機器人銷售情況

外資品牌焊接機器人在國內五年累計銷售13.4萬臺，銷量最高年份是2018 年，達3.3 萬臺，2019 年受到汽車行業需求下降，降幅到21%。外資品牌焊接機器人在國內市場占據主導地位，“十三五”期間占比在77%～84%波動，平均為80%，如圖5 所示。

圖5 外資品牌焊接機器人銷售情況

從以上分析可以看出，“十三五”期間自主品牌焊接機器人的應用得到快速發展，但與外資品牌比較，銷售占比沒有提高，發展速度不具優勢，目前主要應用在中低端市場，體現在焊接機器人的工作可靠性、主要性能指標、性價比等方面與外資品牌比較還有一定的差距。特別是在對焊接機器人綜合性能要求較高的汽車制造行業，自主品牌焊接機器人應用較少，從焊接應用領域看，薄板點焊、中厚板弧焊的焊接機器人差距最大。

2 弧焊機器人銷售情況

“十三五”期間國內市場銷售弧焊機器人6.4 萬臺，除2016 年3%的較小增幅和2019 年7%的負增長，其余3 年都大幅增長，2017 年43%、2018 年49%、2020 年22%，2020 年銷售達到最高峰近2 萬臺，五年年均增幅20%，如圖6 所示。

圖6 弧焊機器人銷售情況

自主品牌弧焊機器人累計銷售1.4 萬臺，除2020 年-2%小幅下降外，其余年份均實現增長，2019 年銷售達到最高峰近3 800 臺。如圖7 所示。

圖7 自主品牌弧焊機器人銷售情況

外資品牌弧焊機器人累計銷售5 萬臺，2016 年和2019 年下降，其余年份均實現30% 以上的增長，2020 年銷售達到最高峰近1.6 萬臺，如圖8 所示。

圖8 外資品牌弧焊機器人銷售情況

3 點焊機器人

“十三五”期間點焊機器人銷售7.1 萬臺，2016 年小幅增長，2017 年大幅增長85%，并達到最高峰近2萬臺，2018 年～2020 年都是負增長，年均降低幅度達20%。“十三五”末年銷售1.1 萬臺，回到了“十三五”初的銷售水平，如圖9 所示。分析認為，點焊機器人主要應用于汽車行業，2017 年國內汽車制造行業大量新上或升級產能，固定資產投資大幅增加，之后數年投資減少所致。

圖9 點焊機器人銷售情況

自主品牌點焊機器人累計銷售3 000 余臺，前三年實現較大幅度增長，除2018 年銷售突破1 000 臺，之后兩年大幅下降，2020 年銷售不足300 臺，如圖10所示。自主品牌點焊機器人產品和技術發展緩慢，主要原因：一是目前點焊機器人主要應用在汽車行業的部件或總成的生產線，點焊機器人只是生產線的部分裝備，投資只占少部分的比例，同時自動化生產線對機器人的可靠性要求極高，用戶大都愿意采用外資成熟品牌的點焊機器人；二是國內汽車廠家主要以合資和獨資為主，其機器人點焊生產線及集成商習慣采用原來熟悉的外資點焊品牌和商家。以上兩個原因導致自主品牌點焊機器人應用的機會少；三是自主品牌點焊機器人的研究投入少。

圖10 自主品牌點焊機器人銷售情況

外資品牌點焊機器人累計銷售6.8 萬臺，2017 年銷售增長幅度達88%，并實現銷售高峰1.9 萬臺，之后逐年下降，2020 年銷售回到了“十三五”的起點，約1 萬臺的水平，如圖11 所示。

圖11 外資品牌點焊機器人銷售情況

4 釬焊機器人

釬焊機器人主要應用于3C 行業，“十三五”期間釬焊機器人累計銷售1.3 萬臺，年銷售臺數在2 200～3 000 臺之間波動，年均2 500 臺，如圖12 所示。從這些數據看，3C 行業對釬焊機器人的需求在“十三五”期間有較大的波動，總體增長不明顯。

圖12 釬焊機器人銷售情況

相對而言，釬焊機器人的承載能力、作業半徑、重復定位精度和位置精度等技術指標要求不高，而且大部分是三軸或四軸機器人，自主品牌在產品技術和質量方面都能滿足市場要求，其成本和價格優勢及現地服務的優勢愈發明顯。十三五期間，自主品牌釬焊機器人累計銷售1.27 萬臺，國內市場銷售基本是自主品牌的天下，外資品牌累計銷售不足300 臺，如圖13 所示。

圖13 自主品牌釬焊機器人銷售情況

5 激光焊機器人

“十三五”期間激光焊機器人總的銷量不大，而且銷量沒有顯著變化，累計銷售了3 300 余臺，年均670 臺，如圖14 所示。這一點似乎與近些年激光焊接技術及應用高速發展不太匹配，可能原因之一是現有激光焊技術對激光機器人的精度，包括軌跡精度要求比弧焊機器人和點焊機器人要求更高，激光焊機器人精度保證難度大或成本高，因而大量采用激光焊專機進行激光焊。但隨著激光焊技術的進步，對機器人的精度要求顯著降低，同時激光焊具有熱輸入低、焊縫熱影響區少、接頭組織良好、焊縫成形好、焊接變形小、焊接速度快、效率高等優勢，加之激光器成本的快速降低以及大功率激光器的普遍應用，激光焊機器人的應用在“十四五”期間將有較大的發展空間，尤其是在新能源領域中新能源汽車、光伏等行業及新材料的焊接應用。

圖14 激光焊機器人銷售情況

自主品牌激光焊機器人累計銷售1 700 余臺，前四年均實現較大幅度增長，整體呈現增長態勢，如圖15 所示。

圖15 自主品牌激光焊機器人銷售情況

外資品牌激光焊機器人累計銷售1 600 余臺，2017 年銷售高峰近700 臺，之后呈整體下降趨勢，如圖16 所示。“十三五”期間在國內市場自主品牌和外資品牌激光焊機器人的銷量接近，但從逐年的數據看，自主品牌激光焊機器人在“十四五”期間將隨著激光焊接技術和應用場景的快速發展，會有更大的發展空間。

圖16 外資品牌激光焊機器人銷售情況

6 其它焊接機器人

“十三五”期間其它焊接機器人銷售4 000 余臺，呈現先降后升的趨勢，年銷售在600～1 100 臺范圍，年均800 臺，如圖17 所示。

圖17 其它焊接機器人銷售情況

自主品牌其它焊接機器人累計銷售1 200 余臺，年均240 臺，如圖18 所示。

圖18 自主品牌其它焊接機器人銷售情況

外資品牌其它焊接機器人累計銷售2 800 臺，呈現逐年遞增的態勢，如圖19 所示。

圖19 外資品牌其它焊接機器人銷售情況

7 焊接機器人銷售占比

在國內焊接機器人的銷量中，弧焊機器人和點焊機器人占比最大，“十三五”期間兩者占比合計在84%～90%范圍。弧焊機器人的占比自2017 年的33%逐年遞增到2020 年的55%，點焊機器人的占比從2017 年的56%逐年遞減到2020 年的31%，兩者此消彼長，從數據趨勢和技術應用的發展看，弧焊機器人的占比將繼續增加，點焊機器人的占比繼續減少。其余三類焊接機器人的占比變化不大，釬焊機器人占比在6%～11%范圍波動（平均為8%），激光焊機器人和其它焊接機器人的占比在2% 左右，如圖20 所示。從技術發展、市場需求和產品供應端看，激光焊機器人的應用未來有較大的發展空間，占比將逐步提升。

圖20 各類焊接機器人銷售占比

在自主品牌焊接機器人中，弧焊機器人和釬焊機器人的銷量占比較大，“十三五”期間兩者占比合計在76%～89%范圍。弧焊機器人的占比呈現增長趨勢，從2016 年的30% 遞增到2020 年的49%，2019 年的占比最大，達到52%。釬焊機器人的占比呈現趨勢性降低，從2016 年的47% 連續三年下降，2019 年降到29%，2020 年回升到40%。點焊機器人的占比2018 年最高，為15%，之后逐年下滑，2020 年僅為4%。激光焊機器人占比呈現增長趨勢，從2016 年的2% 增長到2019 年的9%。其它焊接機器人的占比由2016 年的10%下降到2017 年的2%，之后基本維持在2%～3%的水平，如圖21 所示。

圖21 自主品牌各類焊接機器人銷售占比

在外資品牌焊接機器人中，弧焊機器人和點焊機器人的銷量占比較大，“十三五”期間兩者占比合計在95%～97%之間。弧焊機器人的占比從2016 年的37%逐年遞增到2020 年的57%，點焊機器人的占比從2016 年的58%增長到2017 年的65%，之后三年逐年下滑，2020 年降到39%。其余三類焊接機器人的占比變化不大，都在3%以內，如圖22 所示。

圖22 外資品牌各類焊接機器人銷售占比

在各類焊接機器人的銷量中，自主品牌釬焊機器人的占比最大，其中四年是100%。自主品牌激光焊機器人的占比增長較快，2018 年～2020 年的占比都在60%以上。自主品牌點焊機器人的占比基本維持在3%～5%的水平，沒有進步。自主品牌弧焊機器人、其它焊接機器人以及全部焊接機器人的占比在“十三五”期間基本維持在20%左右，如圖23 所示。

圖23 各類焊接機器人自主品牌銷售占比

在各類焊接機器人的銷量中，外資品牌釬焊機器人的占比最小，其中四年是零，2018 年為8%。外資品牌激光焊機器人的占比降幅較大，從70%～80%降到不足40%。外資品牌點焊機器人的占比最高，基本維持在95%～97% 的水平。外資品牌弧焊機器人、其它焊接機器人以及全部焊接機器人的占比在“十三五”期間基本維持在80%左右，如圖24 所示。

圖24 各類焊接機器人外資品牌銷售占比

8 “十四五”展望

中國《“十四五”機器人產業發展規劃》在“增加高端產品供給”內容的第一項任務就是“研制面向汽車、航空航天、軌道交通等領域的高精度、高可靠性的焊接機器人”。《中國焊接設備行業“十四五”規劃》中也明確將發展焊接機器人作為行業“十四五”的最重要發展目標。

通過以上分析，結合全球機器人發展趨勢和“十四五”機器人產業發展規劃及焊接行業發展的現狀，可以得出以下結論。

自2007 年中國開始步入焊接機器人應用時代[3]，目前正走向焊接機器人應用普及化發展階段，“十三五”期間焊接機器人在國內銷量占全球銷量比例逐年攀升，全球新安裝焊接機器人50%以上在中國，2020年達到53%，預計“十四五”期間將繼續保持這一趨勢，占比將很快達到60%以上，中國正在從焊接制造大國向焊接機器人應用大國和焊接制造強國邁進。

全球焊接機器人的應用快速增長，國內焊接機器人需求年均增幅更大達11%。中國經濟進入提高發展質量、制造業轉型升級新階段，預計“十四五”期間將繼續保持增長趨勢，國內焊接機器人的應用將繼續保持年均兩位百分數的增長幅度。

與外資品牌比較，自主品牌在國內市場銷量的占比在20%左右波動，基本沒有進步，外資品牌焊接機器人在國內市場仍然占據主導地位。預計“十四五”期間會有所變化，自主品牌焊接機器人的發展速度加快，在國內市場的份額可能會達到25%～30%。

隨著工業機器人應用領域和應用場景的不斷擴大，全球焊接機器人在工業機器人的占比將持續下降，國內市場可能會降到20%以下。

國內市場弧焊機器人的銷售占比自2017 年的33%逐年遞增到2020 年的55%，預計“十四五”期間弧焊機器人的銷售占比將繼續增加，自主品牌弧焊機器人有更大的增長空間，預計將繼續保持年均20%左右的增幅。

國內市場點焊機器人的銷售占比自2017 年的56%逐年遞減到2020 年的31%。點焊機器人應用最大的汽車行業已發展到一個特殊階段，國內汽車保有量已到一定規模，需求增長乏力，汽車制造產能過剩，投資萎縮，點焊機器人的銷售占比將呈現下降趨勢，自主品牌點焊機器人希望能有較大的進步。

自主品牌激光焊機器人銷售自2016 年的2%增長到2019 年的9%，2018 年～2020 年國內市場占有率都在60%以上。激光焊是二十一世紀最有發展前途的焊接技術，從技術發展、市場需求和產品供應端看，自主品牌激光焊機器人的應用在“十四五”期間將有很大的發展空間。

9 結束語

通過以上的分析和展望可以看出，“十三五”期間國內焊接機器人在應用的數量上呈現高速增長，自主品牌焊接機器人在應用的數量和產品質量上實現穩步提升。自主品牌不同類型焊接機器人的發展雖然有一定的差別，但主要類別額焊接機器人都具有很大的發展空間。當前正處于全球制造業數字化與與智能化轉型升級的關鍵時期，需求端將為國內外焊接機器人的應用創造新的增長點，疊加國內焊接行業日益嚴重的勞動力短缺，國內焊接機器人的需求會進一步快速增長。自主品牌各類焊接機器人通過前期的發展，不斷積累技術、經驗、人才和研發制造能力，產品的品質將有顯著提升，銷售量會有更大的增長。由于中國是目前全球制造業門類最多最全的市場，焊接機器人的應用會不斷拓展到更多的焊接細分領域。