2025年“機(jī)器人 人工智能”工業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃興起，AI技術(shù)正加速從虛擬空間向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域拓展，機(jī)器人作為AI技術(shù)的理想載體，憑借其高度的靈活性度高且市場需求大，成為近期“機(jī)器人+人工智能”應(yīng)用落地的的顯著優(yōu)勢(shì)，“機(jī)器人+人工智能”正在汽車制造、電子信息、本報(bào)告中的“機(jī)器人+人工智能”指的是建模優(yōu)化、機(jī)器“機(jī)器人+人工智能”工業(yè)應(yīng)用的發(fā)展背景；其次，從技術(shù)趨勢(shì)的角典型場景、行業(yè)中應(yīng)用情況；最后，從技術(shù) 2 2 8 1化方向發(fā)展。當(dāng)前，人工智能正在由虛入實(shí)，國際數(shù)據(jù)公司（解決方案市場規(guī)模已達(dá)24.7億元人民幣，同比增長15.9%，預(yù)計(jì)到產(chǎn)業(yè)來說，物理智能將使機(jī)器人能夠理解3D世界的空間關(guān)系和物理功能應(yīng)用，如宇樹科技的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了原地側(cè)空翻、復(fù)雜舞蹈動(dòng)作、模應(yīng)用提供了算力支持。2024年，全球AI大模型的參數(shù)量和數(shù)據(jù)量升大規(guī)模智算訓(xùn)練效率。在硬件方面，高性能GPU、專用AI芯片、2面的“機(jī)器人+人工智能”戰(zhàn)略。2024“地平線”計(jì)劃，持續(xù)加大對(duì)人工智能和機(jī)器人技術(shù)的投資：2024面的重點(diǎn)發(fā)展智能機(jī)器人；2024年，日本繼續(xù)推進(jìn)《社會(huì)5.0行動(dòng)計(jì)劃》，強(qiáng)調(diào)利用人工智能和機(jī)器人技術(shù)推特別是在醫(yī)療、交通、工業(yè)等領(lǐng)域；2024年，韓國公布了《人工智能國家戰(zhàn)略（2024-2025）》，重點(diǎn)投資人工智能研發(fā)，推動(dòng)人工智能在醫(yī)療、交通、教育等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。中國密集出臺(tái)關(guān)于機(jī)器人和人工智能的政策，2023年以來，國家層器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》，提出發(fā)展基于工業(yè)機(jī)器人的智能3經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人的規(guī)模化應(yīng)用。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)全球工廠中運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量超過428萬臺(tái)，同比增際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）的數(shù)據(jù),2023年，中國市場以175.5萬臺(tái)的機(jī)器人制造商強(qiáng)勢(shì)崛起，市場份額飆升到47%。然而，本土機(jī)器人產(chǎn)4而深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)則需要高性能的GPU、TPU等算力支撐，數(shù)據(jù)5圖1機(jī)器人與人工智能融合歷程用貝葉斯優(yōu)化算法及時(shí)糾正；又如在平面移動(dòng)中，快速探索隨機(jī)樹（RRT）算法能夠先構(gòu)建一條復(fù)雜但可行的路徑，然后對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化6甚至通過與操作對(duì)象或環(huán)境進(jìn)行交互實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)性的復(fù)雜操作和自代人眼對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)，機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠識(shí)7類+復(fù)雜操作類”模型的分揀機(jī)器人、質(zhì)檢機(jī)器人；搭載“識(shí)別類+圖2機(jī)器人產(chǎn)品智能化的三個(gè)方向及組合81、大模型為具身智能提供模擬人類的“大腦”調(diào)在環(huán)境中的交互能力，即通過“感知-決策-控制-反饋”的閉環(huán)，具身智能的突破性發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)，讓機(jī)器人在與環(huán)境的交互9的運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃和平衡控制。在大腦方面，谷歌的“LLM（大語言模型）+VFM（視覺基礎(chǔ)模型）”SayCan通過訓(xùn)練大語言模型對(duì)用戶指令進(jìn)行推理分解驅(qū)動(dòng)任務(wù)；清華大學(xué)的VLM（視覺-語言模型）CoPa和人類肢體動(dòng)作；Figure在OPENAI提供的大腦功能以外，打造了標(biāo)轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)。比如特斯拉的Optimus機(jī)器人能通過搭載的2D（視覺-語言-動(dòng)作模型），通過對(duì)VLM（視覺-語言模型）進(jìn)行預(yù)訓(xùn)表1“機(jī)器人+人工智能”在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景環(huán)節(jié)名稱六大重點(diǎn)環(huán)節(jié)細(xì)分場景研發(fā)設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證——生產(chǎn)制造生產(chǎn)操作焊接、噴涂、沖壓、切割、組裝等質(zhì)量管理表面檢測(cè)、綜合質(zhì)檢安全管理安全巡檢產(chǎn)線優(yōu)化——運(yùn)營管理物流配送碼垛、上下料、倉儲(chǔ)、分揀、配送等生產(chǎn)操作、物流配送和質(zhì)量管理占比較高，分別達(dá)到40%、25%和22%（圖3）。圖3“人工智能+機(jī)器人”應(yīng)用場景分布抖動(dòng)幅值降低80%以上。二是“機(jī)械臂+操作學(xué)習(xí)模型”模式，AI應(yīng)便于機(jī)器人快速移動(dòng)和完成任務(wù)；三是激光地質(zhì)量管理類應(yīng)用占比約為22%，主要原因是機(jī)器視覺檢測(cè)的成熟，AI優(yōu)化了圖像識(shí)別復(fù)雜和精度，實(shí)現(xiàn)了萬物識(shí)別，檢測(cè)機(jī)器人模型”，AI應(yīng)用的主要目標(biāo)是識(shí)別外觀缺陷情況，隨著機(jī)器視覺檢測(cè)能力的提升，機(jī)器人可以適應(yīng)各類大小、形狀、質(zhì)并同時(shí)開展多個(gè)檢測(cè)流程，如大族機(jī)器人Elfin協(xié)作機(jī)器人能在60安全管理類應(yīng)用占比約為5%。主要集中在鋼鐵、化工、電力、航模型”，AI應(yīng)用的主要目標(biāo)是識(shí)別和預(yù)測(cè)異常情況，巡檢機(jī)器人能巡視實(shí)現(xiàn)全天候運(yùn)作，通過紅外熱成像在線實(shí)時(shí)測(cè)溫,當(dāng)溫度出現(xiàn)難度大，占比均為5%。近年來，隨著設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化模式，AI應(yīng)用的主要目標(biāo)是優(yōu)化生產(chǎn)或研發(fā)流程。在產(chǎn)線優(yōu)化方面，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高了75%；在試驗(yàn)驗(yàn)證方面，晶泰科技生物醫(yī)藥“AI+數(shù)據(jù)，并通過機(jī)器人獲取“濕試驗(yàn)”數(shù)據(jù)，建立垂直AI模型以預(yù)測(cè)根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)IFR發(fā)布的《2024世界機(jī)器人報(bào)告》，案例中，汽車、半導(dǎo)體和鋼鐵三大行業(yè)案例占比達(dá)68.1%，占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)（圖4），各行業(yè)應(yīng)用場景分布見下圖（圖5）。圖488個(gè)“機(jī)器人+人工智能”案例行業(yè)分布圖圖5各行業(yè)“機(jī)器人+人工智能”應(yīng)用場景分布康機(jī)器人在長安汽車工廠中投入了400余臺(tái)各類機(jī)器人，包括潛伏16種缺陷，引入AI智能分類定位技術(shù)，能精準(zhǔn)定位缺陷位置及種類（圖6）。圖6斯睿特漆面外觀檢測(cè)智能工作站量重疊之處。三是高度自動(dòng)化的汽車制造業(yè)是人形機(jī)器人的理想落從應(yīng)用現(xiàn)狀來看，人形機(jī)器人在汽車行業(yè)的應(yīng)用覆蓋了生產(chǎn)操人形成配合，完成部分對(duì)靈活性和精確性要求較高的工作（表2）。在生產(chǎn)操作場景中，“視覺+壓力”協(xié)同動(dòng)作需要借手來完成，如小鵬人形機(jī)器人Iron能夠完成擰螺絲等精細(xì)操作；在而特斯拉人形機(jī)器人通過多關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)和傳感融合打通了工業(yè)物流的度、安全帶強(qiáng)度等力學(xué)檢測(cè)。表2主要人形機(jī)器人產(chǎn)品在汽車產(chǎn)線中的應(yīng)用情況序號(hào)人形機(jī)器人產(chǎn)品汽車廠商應(yīng)用場景人工智能技術(shù)1優(yōu)必選WalkerS蔚來、一汽大眾等質(zhì)量安全-綜合質(zhì)檢生產(chǎn)操作-擰螺絲、分揀物料物流配送-搬運(yùn)“視覺+語言”多模態(tài)大模型2特斯拉的Optimus特斯拉生產(chǎn)操作-分揀電池物流配送-搬運(yùn)端到端大模型+強(qiáng)化學(xué)習(xí)、自然語言處理、手勢(shì)交互3Figure寶馬生產(chǎn)操作-抓取端到端大模型4Apptronik的Apollo奔馳物流配送-搬運(yùn)產(chǎn)線優(yōu)化-裝配端到端大模型5樂聚機(jī)器人夸父蔚來質(zhì)量安全-檢驗(yàn)檢測(cè)華為盤古大模型、搭載鴻蒙操作系統(tǒng)6小鵬Iron小鵬生產(chǎn)操作-打螺絲質(zhì)量安全-巡邏端到端大模型+強(qiáng)化學(xué)習(xí)、自然語言處理“機(jī)械爪+識(shí)別類模型”開展質(zhì)量檢測(cè)占比約42%。晶圓生產(chǎn)過新一代光學(xué)半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)機(jī)以來，晶圓檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)在AI賦能下基于模型預(yù)測(cè)算法，結(jié)合高剛性力傳感器，控制處理頻率高達(dá)10,000Hz，可實(shí)現(xiàn)最高達(dá)±0.01N（1‰）的力控精度（圖7）；ABB機(jī)器人的高精度和可靠性使工藝過程中的振動(dòng)值小于0.35G，減少了圖7RM增廣?精密力控型微型夾爪夾持細(xì)微易損的芯片過集成整合萬向輪、AI導(dǎo)航定位模組、六軸人機(jī)協(xié)作手臂、彈性化），64道工序78個(gè)波動(dòng)加大的輸入?yún)?shù)，構(gòu)建三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成的進(jìn)行識(shí)別判級(jí)并拍照定位。在檢驗(yàn)包裝環(huán)節(jié)，AI大模型能夠快速、頻實(shí)時(shí)采集圖像，利用AI技術(shù)在線自動(dòng)檢測(cè)，減少樣品實(shí)驗(yàn)沖壓次圖8蘇州沙鋼生產(chǎn)過程智能檢測(cè)中心新熱點(diǎn)，占比約為8%。傳統(tǒng)焊接機(jī)器人無法解決鋼結(jié)構(gòu)、船舶等流中涌現(xiàn)的產(chǎn)物，能夠通過“感知-推理-行動(dòng)-反饋”的閉環(huán)，物理世界的深刻理解，在復(fù)雜的場景中做出更加精確和2025年被認(rèn)為是“人形機(jī)器人量產(chǎn)元年”，特斯拉、小米、優(yōu)環(huán)境的數(shù)據(jù)積累的動(dòng)作捕捉，而2024年底智元機(jī)器人開源的百萬真機(jī)數(shù)據(jù)集僅覆蓋了100種場景，工業(yè)場景更是僅占20%。品在硬件上已經(jīng)可以做出復(fù)雜的動(dòng)作，但實(shí)際決策依然依賴人工干術(shù)的不斷迭代和成本的降低，預(yù)計(jì)到2030年，人形機(jī)器人在精度、穩(wěn)定性要求相對(duì)較低的服務(wù)機(jī)器人中的滲透率有望達(dá)到一定水平；業(yè)聯(lián)合會(huì)在2024中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)上公布的數(shù)據(jù)顯示，國產(chǎn)拓斯達(dá)通過運(yùn)動(dòng)控制作為切口布局具身智能，推出“感-算-控”一體化的新一代X5機(jī)器人控制平臺(tái)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)場景的應(yīng)用。該平臺(tái)將作為運(yùn)動(dòng)控制物理引擎接入AI仿真系統(tǒng)，發(fā)揮著類似人體“小腦新一代X5機(jī)器人控制平臺(tái)作為拓斯達(dá)的自主研發(fā)成果，涵蓋從鈞舵機(jī)器人是一家專注于電伺服末端執(zhí)行器核心零部件的高科工作距離較大，可滿足在線快速檢測(cè)。軟件系統(tǒng)采用先進(jìn)的工業(yè)AI平臺(tái)即可根據(jù)不同檢測(cè)場景，自動(dòng)完成AI模型的部署，提供檢測(cè)能圖9靈猴螺紋完整性檢測(cè)系統(tǒng)習(xí)算法同時(shí)，緊跟非深度學(xué)習(xí)的機(jī)器學(xué)習(xí)等AI算法的研究方向。在圖10博眾精工MasterpieceAI系統(tǒng)5、艾吉威全球首臺(tái)AI語音交互AGV小千斤機(jī)器人(AGV)技術(shù)研發(fā)為核心，集AGV小車和AGV系（6.0版V15T無人叉車、單叉齒V05OT無人叉車、全向V10OF堆垛艾吉威前瞻性的定義了具備AI智能交互的AGV技術(shù)路線，并推出全球首臺(tái)AI大模型語音交互AGV，新一代的AGV產(chǎn)品將具備更強(qiáng)分析。接入AI大模型后，就相當(dāng)于艾吉威新增了一組擁有二十幾年圖11艾吉威小舉人窄通道V10OF無人叉車通過集成整合萬向輪、AI導(dǎo)航定位模組、六軸人機(jī)協(xié)作手臂、彈性線。保障捷螺智能機(jī)器人7*24小時(shí)不間斷作業(yè)，提高在線續(xù)航圖12捷螺智能AMR自主移動(dòng)機(jī)器人用于半導(dǎo)體封裝智慧制造產(chǎn)線有效保證上下料精度。機(jī)器人采用基于動(dòng)力學(xué)的最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃技術(shù)位精度精度優(yōu)于0.02mm，力控精度可達(dá)0.5N，配合先進(jìn)力控搜索規(guī)圖13珞石柔性裝配產(chǎn)線業(yè)引入追覓配送機(jī)器人D1，推動(dòng)其智能制造水平進(jìn)一步提升。圖14追覓D1在坦途創(chuàng)新智能制造工廠追覓D1采用LDS與VSLAM雙重定位系統(tǒng)，無需對(duì)場地進(jìn)行改造，行。此外，D1支持多機(jī)協(xié)同作業(yè)，可根據(jù)任務(wù)需求實(shí)時(shí)規(guī)劃最優(yōu)路線，高效、安全地將物料準(zhǔn)確送達(dá)指定位置。D1不僅搭載了卓越的智能技術(shù)，還具備高達(dá)40公斤的強(qiáng)大載重能力，并支持多種承載方航發(fā)葉片掃描與檢測(cè)應(yīng)用。航發(fā)葉片是一種典型的自由曲面零件，