我国高档数控机床与机器人产业十年发展回顾及展望丨中国工程科学

本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2026年第1期

论文信息：陈学东,王天然,李晶莹,陈丹,胡艳超,贾彦彦,王斌,李安迪,朱晨澜,蔡鑫. 我国高档数控机床与机器人产业十年发展回顾及展望[J]. 中国工程科学, 2026, 28(1): 144-158.

编者按

高档数控机床与机器人作为基础性、战略性、使能性产业，对塑造国家制造业竞争力、提升产业链自主可控能力具有重要的战略价值，是2015年制造强国战略提出的十大重点领域之一。近年来，我国高档数控机床与机器人产业发展取得长足进步，综合实力均迈入全球第二梯队前列，部分领域实现从“跟跑”到“并跑”甚至“领跑”的重大转变，在支撑我国制造体系优化升级、服务强国建设、增进民生福祉中发挥了重要作用。

《中国工程科学》2026年第1期发表《我国高档数控机床与机器人产业十年发展回顾及展望》一文。为更好认识我国高档数控机床与机器人产业发展现状，谋划好新时期新阶段的发展路径，文章对过去十年高档数控机床与机器人产业发展成就进行系统回顾和总结，认为制造强国战略提出以来，我国高档数控机床与机器人产业均实现了跨越式发展，综合实力迈入全球第二梯队前列，在全球市场中的竞争力、影响力不断提升；展望未来，高档数控机床与机器人产业发展面临系列新机遇、新挑战，研究提出应围绕科技创新、技术攻关、场景融合、生态构建等方面积极探索系列超常规措施，加快推动高档数控机床与机器人创新突破、融合发展、集成应用，确保到2035年工业母机产业将整体步入世界先进行列、机器人进入世界领先行列，为实现新型工业化、建设制造强国夯实基础支撑。

一、前言

高档数控机床与机器人作为基础性、战略性、使能性产业，对塑造国家制造业竞争力、提升产业链自主可控能力具有重要的战略价值，是2015年制造强国战略提出的十大重点领域之一。我国多次对相关产业发展提出要求，随着一系列战略举措相继实施，高档数控机床与机器人产业发展取得长足进步，综合实力均迈入全球第二梯队前列，部分领域实现从“跟跑”到“并跑”甚至“领跑”的重大转变，在支撑我国制造体系优化升级、服务强国建设、增进民生福祉中发挥了重要作用。

通过系统梳理我国机床产业发展过程中的重要里程碑事件，可以清晰地看到我国机床工业从无到有、实现跨越发展的完整历程。特别是改革开放以来，在多重红利推动下，我国高档数控机床产业发展取得了长足进步，构建起完整产业链，初步形成自主保障能力，但与国际先进水平相比仍存在明显差距，高端领域仍在持续追赶世界先进水平，发展过程中面临高端技术升级受限、产业链区域重组加剧、上下游协同及人才培育不足等风险。机器人的产业市场规模、政策环境、技术创新及产业集群建设成效显著，细分领域关键技术不断突破，诸多前沿技术成为研究热点。如工业机器人领域的灵巧操作、自主导航、环境感知等关键技术，服务机器人的领域的环境感知和运动控制、人机交互、操作系统等核心技术，人形机器人环境感知与场景理解、步态控制与灵巧操作、具身智能与大模型、人机共融与交互等。尽管成绩显著，但我国机器人产业在产业基础、高端供给、应用推广、人才、数据安全等方面仍存在问题与挑战，亟待破解。

随着新一轮科技创新与产业变革深入演变，高档数控机床与机器人的产业内涵、发展特点等均在不断变化。面向未来，世界百年变局加速演进，国际力量对比深刻调整，新一轮科技革命和产业变革纵深发展，我国进入推进新型工业化、加快建设制造强国的关键期，高档数控机床与机器人产业也将迈入由大变强的关键阶段，面临诸多新的机遇和挑战。理性客观地梳理与总结制造强国十年进程中高档数控机床与机器人产业发展取得的总体成就，结合下一阶段制造强国战略总体部署，提出未来发展思路和策略建议，对把握未来发展主动权具有重要意义。

本文在系统回顾和总结有关进展的基础上，聚焦制造强国战略提出十年以来高档数控机床与机器人产业发展情况，系统总结取得的主要成绩，从全球视野深入剖析产业发展面临的机遇和挑战，对未来十年的发展趋势作出展望，并提出相应的策略建议，以期为新形势下探索产业发展路径，推动高档数控机床与机器人高质量发展，加速制造强国战略目标实现提供助力。

二、我国高档数控机床十年发展回顾

高档数控机床不仅包括以各类机床为代表的减材制造装备，铸造、锻压、焊接、热表处理、复合材料成形等等材制造装备，3D打印等增材制造装备，以及其他特种加工成形及多工艺复合制造装备与系统，还包括相关功能部件、基础零部件、工业测量工具、磨料磨具、数控系统等，也被统称为工业母机。它是现代化产业体系的核心枢纽和制高点，广泛服务于国防安全与国民经济重点领域，体现着国家制造业的核心竞争力。近十年来，我国工业母机产业综合能力和国际地位发生了全面而深刻的变化，为制造强国建设提供了坚实的装备支撑。

（一）产业规模效益稳步提升，综合实力迈入全球第二梯队前列

我国经济多年来持续稳定发展为工业母机产业发展带来巨大需求。目前我国已经形成从关键材料、功能部件、基础零部件、数控系统、整机制造到应用场景的较为完整的产业链和完善的配套服务体系，成为世界上为数不多可覆盖高、中、低端各类工业母机产品的国家，基本实现了航空航天、汽车等产业领域战略性需求的自主可控。特别是近年来我国航空航天、新能源汽车、高端消费电子等战略性新兴产业的快速发展，拉动了对五轴联动、高速高精、复合加工、智能化等技术的需求，推动工业母机产业保持良好发展态势。2025年，我国工业母机产业累计实现营收约1.6万亿元，同比增长超3%。其中，金属切削机床产量为86.8万台，同比增长24.9%；金属成形机床产量为17.9万台，同比增长11.9%（见图1）。美国加德纳智库报告显示，2024年我国工业母机（金属切削、成形机床）产值为273亿美元、消费额为246亿美元，均占全球的1/3左右，居世界首位。在近几年全球工业母机市场普遍萎缩的态势下，我国市场韧性凸显，为全球产业发展注入了重要力量。

图1　金属切削机床与金属成形机床产量变动

注：数据来源于国家统计局。

在规模扩张的同时，国产工业母机整体水平显著提升，综合实力迈入全球第二梯队前列，产业整体对外依存度由2012年的35.7%下降至2024年的21.1%。在主机方面，减材制造装备与国际先进水平差距不断缩小，高精度五轴加工中心、复合机床等高端产品实现群体性突破，部分产品在功能、精度等核心指标上已与国外产品并驾齐驱甚至反超。等材制造装备多个领域达到国际领先水平，电渣熔铸、高温合金精密铸造、重型锻压等均处于全球领先地位，塑性成形技术进入世界先进国家行列，从根本上改变了欧美国家和地区垄断关键成形装备的局面。增材制造装备跻身全球第一梯队，在全球金属增材制造企业营收前十中我国企业占据四席，大幅面动态铺粉装备、大型高性能复杂构件增／减材制造装备、高精度桌面级光固化增材制造装备等一大批重点装备技术水平全球“领跑”。复合加工领域快速发展，特别是激光制造技术突飞猛进，突破了高功率光纤激光器、飞秒激光、激光晶体等关键核心技术，成为先进制造领域发展最快的方向之一，产业总体达到国际先进水平。关键功能部件技术水平和产业化能力大幅提升，形成了广州凯特精密机械有限公司、南京工艺装备制造股份有限公司、北京超同步科技有限公司、广州昊志机电股份有限公司、洛阳轴承研究所有限公司、禹衡光学有限公司等一大批具有较强核心竞争力的优质企业。数控系统取得诸多突破，五轴联动、多通道控制、高精度插补等关键技术日趋成熟，部分指标已达到国际主流水平，具备五轴联动功能的国产高档数控系统批量进入市场，有力支撑了大飞机、新型战机和探月工程等国家重点工程建设。

（二）全球市场地位不断提高，逐步从全球市场的重要参与者向主导者、定义者转变

实现从贸易逆差到顺差的重大转变。2019年我国机床行业实现进出口贸易顺差，此后尽管受到疫情等多重因素影响，2021年以来我国机床出口金额不断增长且贸易顺差持续扩大，2023年首次实现工业母机全部品类贸易顺差。根据海关进出口数据统计，2025年我国工业母机行业进出口总额约为268亿美元，同比增长15.1%，保持稳定增长态势，产业体系完整性优势凸显。金属切削机床、金属成形机床出口额均较2015年增长约2倍，立／卧式加工中心、龙门式加工中心、数控外圆磨床、数控卧式车床等品类装备进出口单台价值比不断缩小。出口结构变化显示出我国工业母机产品正加速从规模经济型向质量效益型转变、从成本优势向创新优势升级，在全球市场中的竞争力不断提升。在这一过程中，我国也形成了一批具有全球化视野的企业家和全球化能力的优质企业，积极参与全球竞争，成为中国制造“走出去”的重要名片。如济南二机床集团有限公司的大型冲压设备打破了德国、日本企业长达数十年的垄断，目前全球市场占有率超过35%，是中国高端装备赢得发达国家市场认可的典范。

与此同时，我国广阔的市场空间和多样的市场需求推动众多全球头部企业持续扩大投资力度，成为全球工业母机产业发展的主战场。津上精密机床制造有限公司、德马吉森精机机床贸易有限公司、哈挺精密机械（嘉兴）有限公司、尼得科集团、东精计量仪（平湖）有限公司等全球数控机床整机龙头企业在浙江设立研发中心与生产基地。联合磨削集团的斯图特、保宁、琼格等品牌已实现部分产品线的中国本地化生产组装，日本山崎马扎克株式会社在中国建立了多个本地化生产基地，深度融入和服务中国制造业发展。2025年，德国模德机床齿轮有限公司中国总部及研发生产基地项目在成都东部新区启动，世界500强企业德国利勃海尔集团在中国唯一的机床生产基地在重庆正式投产，越来越多的世界知名企业加快布局中国市场。与此同时，亚洲地区的经济稳定发展也进一步推动我国成为国际工业母机企业迈向亚太的战略枢纽。我国正逐步从全球数控机床市场的重要参与者向主导者、定义者转变，在全球市场中的地位不断强化。

（三）创新发展全面提速，重点领域自主保障能力显著提升

十年来，我国聚焦工业母机产业发展短板与前沿动态，围绕基础理论创新、前沿技术探索、关键核心技术开展全链条攻关，有效推动工业母机产业加速迭代升级，产业整体创新水平、自主可控能力显著提升。

形成了国家战略引领、创新机构牵引、供需联动攻关的行业创新模式，有效提升科技创新与产业创新融合发展水平。2009年正式启动的“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（简称04专项）于2020年顺利完成，显著加快了高档数控机床及其功能部件的技术研发步伐，许多高档产品品种实现了“从无到有”的跨越。在攻关项目的带动下，我国工业母机领域有组织科研模式不断深化。2023年以来，国家工业母机创新研究院积极发挥管理职能，联合22家高校、近百家企业，通过重大专项布局建设10个共性技术创新平台、10个第三方中试验证平台（见图2），构建了涵盖共性技术研发 ? 中试验证的工业母机产业“1+N”创新体系，有效联动分散创新资源，形成用户、主机、功能部件及关键技术攻关单位深度联动、协同攻关的创新机制。一批供需结对攻坚项目推动了产业链上下游协同创新，一大批高校、科研院所创新成果加速向产业端转化，破解了“研用脱节”难题，科技创新与产业创新融合发展水平显著提升。如武汉华中数控股份有限公司与主机厂、用户单位成立联合研发团队，成功研发应用于国产航天器的结构件、发动机叶盘等关键零件的五轴数控加工技术，在加工效率、表面光洁度、几何精度等方面达到同类国外产品水平。

图2　工业母机重大专项支持构建的创新平台

企业创新意愿与活力不断增强、品牌标准建设迈入新阶段。在国家战略引领与市场需求的共同推动下，工业母机领域企业持续加大科技创新，2024年约1/3的工业母机领域上市公司研发费用占营收比重超10%，中位数从2015年的5.4%增长到2024年的7.58%，行业整体对科技创新的投入程度持续上升。行业内形成了一大批价值专利、标准等。其中秦川机床工具集团股份公司、拓斯达科技股份有限公司、沈阳机床股份有限公司等企业主导或参与多领域标准制定，构建起覆盖技术、质量与协同的标准化体系，为国产装备升级提供系统支撑。中国“S形试件”五轴机床检测方法正式成为国际标准，破解了五轴联动高档数控机床精度检测、性能评价等世界性难题，提升了我国在工业母机领域的国际话语权和影响力。2025年7月，国家标准化管理委员会、工业和信息化部印发《工业母机高质量标准体系建设方案》，推动以高质量标准体系建设促进工业母机产品质量提升和设备升级换代。未来五年，我国适应工业母机产业高质量发展的标准体系将全面形成。

重大创新成果加速涌现，基本保障了重点领域的装备需求。近年来，我国研制了精密卧式加工中心、数控重型桥式龙门五轴联动车铣复合机床、光学超精密制造关键装备、大型数控蒙皮拉伸装备、五轴立式龙门镜像铣削机床、真空等温锻造设备、千吨级惯性摩擦焊接装备、真空多功能复合成形装备、三维五轴激光切割装备等一批填补国内空白、打破国外封锁的关键产品，基本满足了国内重点行业对制造装备的基本需求，为我国国防安全和制造强国建设提供了有力支撑。如上海拓璞数控科技股份有限公司突破双五轴镜像铣削的垄断性领域，助力C919飞机翱翔；科德数控股份有限公司自主研发的五轴叶片铣削加工中心、高精度数控齿轮加工设备，打破瑞士、德国、日本在该领域的长期垄断，有力保障了国防安全；力劲科技集团有限公司攻关汽车底盘与车厢一体化压铸铸型技术，助力新能源汽车产业变革式发展；中国航空发动机集团有限公司自主研制的3D打印极简涡喷发动机顺利完成首次单发飞行试验，标志着3D打印发动机在工程应用领域取得重要突破。

（四）优质企业梯队不断壮大，形成了“国有战略引领、民营充分竞争、新势力融合发展”的多层次力量

十年来，一大批具备生态引领能力的龙头企业和具备创新引领能力的“专精特新”企业加速涌现。截至2024年年底，我国工业母机领域累计培育30余家制造业单项冠军企业，1000余家专精特新“小巨人”企业，一批科技领军企业快速成长，上市公司数量稳步增长（见图3）。大族激光科技产业集团股份有限公司、邦德激光股份有限公司入围瑞士HPO Forecasting AG公司《2024年机床百强报告》全球前20。以中国通用技术（集团）控股有限责任公司、中国机械科学研究总院集团有限公司、中国机械工业集团有限公司为代表的国有企业持续发力，自主研发高精密五轴联动机床、国内首台（套）80 MN真空等温锻造装备、全球最大168 MN机械式热模锻压力机等填补国内空白，积极打造工业母机领域原创技术策源地。以大族激光科技产业集团股份有限公司、北京精雕集团、北京创世纪智能装备集团股份有限公司等为代表的一批民营企业，依托灵活的机制、对技术进步的强烈追求，不断突破并掌握中高档数控机床的核心技术，成为推动经济型、主战型机床发展的主力军，为我国机床行业高质量发展做出了重要贡献。山东豪迈集团股份有限公司、珠海格力集团有限公司等一批跨界力量，借助强大的制造能力、丰富的应用场景，快速切入机床行业，并取得显著成绩。如珠海格力集团有限公司自主开发的“高速双五轴龙门加工中心”荣获日内瓦国际发明展金奖；山东豪迈集团股份有限公司自主投入5亿元建设国际一流机床实验室，开展基础共性技术、关键核心技术攻关，自主研制的大型五轴联动加工中心在精度稳定性、动态响应性等方面达到了世界领先水平。新势力崛起带来的不仅是技术升级，还有发展理念、发展模式的改变，用户牵头、场景牵引正在成为助力我国工业母机产业加速突破发展的重要范式。

图3　工业母机领域新增上市公司数量

（五）一批优质产业集群崛起，引领构建“东部核心集聚引领、中西东北特色支撑”错位协同发展格局

产业集群是产业发展的高级形态。2017年以来，我国持续推动工业母机产业集群建设，累计认定国家级先进制造业集群3个，中小特色产业集群8个，培育国家创新型产业集群试点1个，分布于浙江、辽宁、陕西、甘肃、山东、江苏、云南、湖南、安徽等9省，形成覆盖主机制造、功能部件、金属切削工具、机床刃模具等细分领域的集群网络。其中浙东集群汇聚机床领域规模以上企业2000余家，金属切削机床、金属成形机床产量分别占全国的1/3、1/5；沈大集群五轴联动高速加工、智能化数控系统等技术走在全国前列，成为支撑我国工业母机自主可控的北方战略支点；“宝汉天”集群肩负工业母机国家战略腹地建设使命。此外，广东、湖北、北京、上海等地也具备较好的产业基础并大力推动产业集群建设，共同构成工业母机产业新质生产力培育的核心力量。以集群建设为抓手，我国初步形成“东部核心引领、中西东北特色支撑”错位协同发展格局，工业母机产业生产力布局不断优化。一大批优秀企业和创新成果在集群内涌现，江苏、北京、上海、辽宁、湖北、陕西、四川等集群在承担国家工业母机领域的科技攻关项目主体数量方面居于前列，为产业从单纯的规模“大”向技术实力和综合竞争力“强”的跨越式发展奠定了坚实基础。

（六）产业发展模式不断优化，以自身智能绿色服务升级带动我国整体制造能力跃迁

近年来，以数字化、网络化和智能化为主要特征的信息技术和制造技术深度融合，为工业母机产业发展带来深刻变革。一批优秀企业以智能化、绿色化为导向，积极践行产业发展新模式，形成一批标杆项目和模式，有效带动我国整体制造能力升级发展。在智能化发展方面，“华中10型”智能数控系统、武汉重型机床集团有限公司全球首台高速高精智能重型立式铣车加工中心等一批创新成果，推动工业母机快速从“数字一代”向“智能网联一代”转型升级，高质量数控机床和产线正在成为产业发展的重要方向。在绿色化发展方面，我国已构建起涵盖绿色设计、节能控制、绿色加工、低碳制造等多个方面的绿色工业母机发展体系，实时能耗监测、能量回收等技术加快普及，矿物铸件床身、碳纤维复合材料结构件应用扩大，推动工业母机质量、能耗等较传统产品下降20%左右，加速从单一的节能技术突破向系统化的绿色创新发展转型。在服务型制造方面，工业母机企业不再局限于关注产品的单机性能，而是将服务贯穿从设备选型、安装调试、操作培训、维护保养、备件供应到技术升级、设备退役，实现全生命周期管理，深度满足客户特定的生产需求。在产品硬件性能逐渐接近的背景下，大力发展服务型制造成为龙头企业核心战略和重要差异化竞争手段，是我国制造业迈向高质量发展和价值链上游的重要标志。

（七）产业发展支持力度空前，基础性、战略性作用得到更加充分体现

随着我国经济发展进入新阶段，国内制造业升级与全球新一轮科技产业变革交汇，国际竞争格局深刻演变，中美战略博弈持续深化。在此背景下，工业母机作为战略必争领域受到空前重视。我国围绕工业母机攻关、制造、应用全产业链发展，制定并实施了一系列政策、举措，形成“专项+机构+资本+政策”的多元化支持体系，产业发展支持力度空前，产业生态环境持续优化。在国家层面，组建国家工业母机创新研究院，牵头构建工业母机关键共性技术供给网络和产业技术创新体系。成立了首期规模为150亿元、专注于支持工业母机全产业链发展的首支国家级产业基金——工业母机产业投资基金，并引导银行、金融机构和投资机构加大对工业母机的支持。2015年以来超过40家工业母机企业上市，在资本助力下实现快速发展。制定实施工业母机两税减免政策，累计为388家企业加计抵减增值税约40亿元，为345家企业的研发费用抵扣所得税约25亿元。组织开展“工业母机+”百行万企产需对接活动，加快创新产品推广应用。在地方层面，2023年以来近10个省份出台省级工业母机专项发展政策或战略规划，在有力贯彻落实国家决策部署的同时，结合地方实际，构建资金、政策、土地等多要素保障支撑体系，为我国工业母机突破发展贡献特色力量。

三、我国机器人产业十年发展回顾

（一）产业发展迅猛，我国跃升为世界机器人大国

我国成为全球第一大机器人生产国。据国家统计局统计，2018—2025年，我国机器人行业营业收入由806亿元增长至3222亿元，年均增速为21.9%。产品产量不断攀高并刷新纪录，工业机器人产量由2015年的3.3万台增长至2025年的77.3万台，年均增速达37.1%（见图4）；服务机器人产量由2019年的346万台增长至2025年的1858万台，年均增速为32.3%（见图5）。据中国机械工业联合会机器人分会估算，2025年我国机器人产量约占全球的40%以上。

图4　2015—2025年中国工业机器人生产情况

注：数据来源于国家统计局。

图5　2019—2025年中国服务机器人生产情况

注：数据来源于国家统计局，其中2020年数据为推算数据。

我国连续12年稳居全球第一大工业机器人消费国。依托超大规模市场和丰富的应用场景，中国工业机器人市场销量持续快速增长，自2013年起已连续12年稳居全球首位，“十四五”以来销量连续4年占据全球市场一半以上。据中国机械工业联合会机器人分会统计，2024年中国市场工业机器人销量达到30.2万台，是2015年的3.3倍，年均增长17.6%（见图6），占全球市场比重由2015年的27%提升到54%。

图6　2013—2024年中国市场工业机器人销售情况

注：数据来源于国际机器人联合会、中国机械工业联合会机器人分会。

（二）基础稳步夯实，产业链供应链韧性持续增强

依托工业强基工程、重点产品“一条龙”应用计划、产业基础再造工程等，高精密减速器、伺服系统、控制器等关键零部件研制不断取得突破，由十年前的严重依赖进口，发展到如今已形成了丰富的产品谱系，技术水平和产业化能力大幅提升，配套能力显著增强。自主研发的谐波减速器已具备国际竞争力，不仅能满足国内高端制造需求，还成功进入国际知名厂商供货体系；国产旋转矢量（RV）减速器产品系列覆盖小、中、大、重等各种负载能力，精度和寿命性能均达到国际先进水平，成功打破国外品牌垄断；伺服系统、控制器等与外资品牌差距不断缩小，已基本满足国内主流市场需求，并向中高端市场渗透；高精度编码器研制成功，重复精度、绝对精度、有效分辨率等性能指标达到国际先进水平。据中国机械工业联合会机器人分会统计，我国机器人行业骨干企业的核心部件国产化率已超过80%。

（三）整机水平提升，市场竞争力显著增强

十年来，我国机器人产业持续创新迭代，关键技术快速突破，产品体系不断丰富，从模仿到创新引领，综合技术水平和国际竞争力显著增强。

工业机器人性能、质量大幅提升，重复定位精度、节拍等性能指标达到国际先进水平，平均无故障时间由之前的2×104 h提升至最高1.2×105 h；对标国际先进水平的高端产品不断研制成功，填补国内空白，弧焊、点焊、喷涂、重载搬运等高性能工业机器人在汽车、航空航天等高端应用场景实现示范应用。国内企业在技术、品牌、服务等多维度上实现突破，竞争格局从“外资主导”转向“中外分庭抗礼”，并在部分细分市场实现赶超，已具备与外资品牌同台竞争的能力。据统计，2024年自主品牌工业机器人国内市场占有率达到58.5%（见图7），较2015年大幅提升26.8个百分点。

图7　2015—2024年内外资工业机器人市场占比情况

注：数据来源于国际机器人联合会、中国机械工业联合会机器人分会。

服务机器人和特种机器人技术突破与场景拓展协同推进，自主导航、任务规划、人机交互等关键共性技术日渐成熟，特殊场景作业效能及复杂环境适应能力显著增强，产品性能跃升、种类丰富，应用边界不断延伸，成为全球市场有力的竞争者。清洁机器人、教育机器人、娱乐机器人、物流机器人、手术机器人等产品越来越智能好用，其中扫地机器人、割草机器人、配送机器人、消费级无人机等多款产品的国际市场占有率位居前列。应急救援、反恐防暴、深海探测、空间探索等特种机器人在危险、极端环境中发挥越来越重要的作用。

（四）应用持续拓展，赋能千行百业转型升级

伴随工业自动化进程的提速，机器人应用逐步走深走实，有力支撑各行业数字化转型、智能化升级。截至2024年，我国自主品牌工业机器人应用领域已覆盖国民经济71个行业大类、241个行业中类，较2015年提升近30个百分点。除在家具、食品、医药、陶瓷卫浴、冶炼、橡塑等传统行业加深应用外，还成功渗透至长期被外资品牌垄断的汽车制造领域，在白车身焊接、侧围涂胶、车身喷涂、外观缺陷检测等多个工位实现应用或试用验证。同时，国内企业紧抓新能源行业自动化需求加速释放的重要机遇，将机器人应用快速拓展至锂电、光伏等行业的主要制造工序。据统计，2015—2024年，中国市场工业机器人保有量由25.7万台增长至203万台，累计增长6.9倍，占全球总量的比重由15.7%增长至43.5%，位居全球第一；制造业机器人密度由51台/万人跃升至567台/万人（见图8），累计增长10.1倍，全球排名从第25位提升至第3位，仅次于韩国和新加坡。

图8　2015—2024年中国制造业机器人密度变化情况

注：数据来源于国际机器人联合会。

除工业领域外，机器人在扫地擦窗、上菜送餐、教育娱乐、助老助残、医疗康复等诸多场景加速落地应用，成为满足人民对美好生活向往的“好帮手”；机器人还不断突破作业边界，在应急救援、反恐防暴、深海探测、空间探索、极地科考、重大基础设施运维等重大战略领域开展创新应用（见图9）。

图9　机器人应用场景

（五）企业加速成长，品牌影响力不断增强

十年前，我国机器人企业规模普遍较小，经历多年大浪淘沙的洗礼，行业形成若干具有较强竞争力的头部企业，优质资源与订单持续向头部企业聚拢，产业集中度不断提升。2024年，南京埃斯顿自动化股份有限公司、埃夫特智能机器人股份有限公司、汇川技术股份有限公司等多家工业机器人企业年销量超过万台。其中，南京埃斯顿自动化股份有限公司销量达到近3万台，销量上升至中国市场第二位，仅次于日本发那科机器人有限公司；汇川技术股份有限公司超越日本精工爱普生公司，成为中国市场顺应性装配机器手臂销量最大的企业。中国机械工业联合会机器人分会统计数据显示，2024年自主品牌工业机器人近70%的销量来自前十的厂商。在协作机器人领域，遨博智能科技有限公司、节卡机器人股份有限公司等企业的市场份额稳步扩张，超越国际巨头优傲机器人公司，占据国内市场主导地位。2024年，在全球清洁机器人销量排名前五的企业中，中国占据四席，分别是北京石头世纪科技股份有限公司、科沃斯电器有限公司、小米科技有限责任公司和追觅科技（苏州）有限公司，上述四者销量之和占全球市场的47%。深圳市大疆创新科技有限公司在消费级无人机领域不仅是国内的头部企业，更是全球引领者，占据全球约70%的市场份额。经过十年的培育和发展，机器人行业优质企业力量不断壮大，已累计培育出600余家机器人领域专精特新“小巨人”企业和19家制造业单项冠军企业。

（六）集群建设提速，产业集聚效应显现

十年前，我国机器人产业处于起步发展阶段。现如今，在各地市场需求及政策引导下，产业发展呈现集聚效应，逐步形成了以京津冀、长江三角洲、珠江三角洲、东北地区等为主要集聚地的空间布局。北京市经济技术开发区依托区域产业基础，打造机器人产业综合集聚区，形成了覆盖机器人产业链上、中、下游的全产业链体系；海淀区依托中关村科学城的创新资源集聚优势，打造企业孵化和创新创业生态，形成了以“大脑、小脑、本体”为核心的具身智能全产业链条；丰台区聚焦特种机器人领域，建设天坛智能医工产业园、新发地数智美食产业园等产用结合特色园区。上海市依托区位及产业优势，吸引国际知名企业及国内骨干企业入驻布局，建成张江机器人谷、上海机器人产业园、临港机器人产业基地等多个集聚区。深圳市南山区依托深圳大学城，汇集优质创新创业资源，打造“产业圈”“学术圈”深度融合的“机器人谷”；龙岗区规划建设机器人街区，将形成集科研实验场、场景测试剧场等于一体的集聚新范式。杭州市依托雄厚的数字经济和突出的人形机器人实力，建成了滨江区具身智能机器人产业集群、之江机器人产业服务港等多个特色鲜明的集聚区。芜湖市围绕龙头企业埃夫特智能机器人股份有限公司布局产业链上下游环节，打造芜湖机器人产业园，形成完整的产业链条，且上下游企业间形成了协同发展态势。

（七）“出海”步伐提速，为世界贡献中国方案和中国智慧

十年前，我国机器人产业总体处于“跟跑”阶段，进口量相对较大。伴随国产机器人性能质量的提升，产品在全球范围内越来越受欢迎，从餐饮配送到工业制造，从医疗辅助到智能家居，从导览讲解到物流仓储，中国机器人的身影无处不在。据海关总署统计，2024年我国机器人设备出口金额首次超过10亿美元，达到11.5亿美元，比2015年增长近5倍，年均增长21.6%；贸易逆差降至不足4亿美元，较2015年大幅收窄64%。从贸易伙伴看，发生出口贸易的国家（地区）数量由2015年的87个增长至2024年的133个。其中，我国机器人出口的前五大贸易国由2015年的美国、韩国、德国、日本与泰国（出口额占比为42.3%），调整为2024年的越南、韩国、俄罗斯、印度和泰国（出口额占比为38.7%）。表明我国的贸易结构更加多元化，且正从传统的发达国家转向“一带一路”国家及区域全面经济伙伴关系协定（RCEP）国家，我国正在更深层次地融入由新兴经济体驱动的、多极化的全球经济增长新格局。

（八）环境日益优化，标准检测认证体系逐步健全

伴随产业的成长，我国机器人相关标准检测认证体系逐步建立健全。十年间，我国在组建国家机器人标准化总体组和专家咨询组的基础上，正式成立了全国机器人标准化技术委员会，并根据工作需要下设了机器人智能化与信息安全、人形机器人、矿用机器人等标准化工作组，发布了《国家机器人标准体系建设指南》，加速机器人功能、性能、安全、应用等方面急需标准的制定／修订。截至2025年6月，我国机器人领域现行国家及行业标准共计229项。为行业提供检测认证服务的国家机器人检测与评定中心全面建成并投入使用，“1+3+2”的平台架构为全国各个区域提供服务支撑。为规范机器人市场，提高机器人产品质量和安全性，在国家发展和改革委员会、国家质量技术监督局、工业和信息化部、国家认证认可监督管理委员会的指导下，发布了中国机器人认证（CR），截至2025年6月，已累计颁发证书621张，获证企业275家。

十年间，国家不断强化顶层设计，相关部门先后印发了机器人产业的第一个和第二个五年规划——《机器人产业发展规划（2016—2020年）》和《“十四五”机器人产业发展规划》，从技术创新、基础提升、优化供给、拓展应用、生态培育等多个维度，系统指导我国机器人产业发展。在此基础上，进一步出台了《“机器人+”应用行动实施方案》《人形机器人创新发展指导意见》《工业机器人行业规范条件（2024版）》等系列配套政策措施，推动机器人创新与应用，引导产业高质量发展。总体来看，十年间我国机器产业发展取得了显著成效，形成了较为完整的产业体系，综合水平迈入全球第二梯队前列。

四、我国高档数控机床和机器人产业未来发展机遇与挑战

（一）发展面临重大机遇

1. 政策红利释放为产业发展注入强劲动力

当前，大国博弈复杂多变，高档数控机床和机器人发展水平关乎国家战略安全、产业安全，成为全球主要经济体科技竞争的焦点，我国对此高度重视。在高档数控机床方面，党的二十届四中全会进一步提出，要完善新型举国体制，采取超常规措施，全链条推动集成电路、工业母机等重点领域关键核心技术攻关取得决定性突破。在机器人方面，国家明确提出要推动机器人科技研发和产业化进程，2025年“智能机器人”首次被写入政府工作报告，把大力发展智能网联新能源汽车、人工智能（AI）手机和电脑、智能机器人等新一代智能终端以及智能制造装备列为重点工作。国家战略的部署实施将为产业发展注入强劲动能，推动产业迎来加速发展的黄金机遇期。

2. 经济发展与强国建设带来重大发展机会

当前，我国已进入高质量发展阶段。党的二十届四中全会公报提出，坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国，构建以先进制造业为骨干的现代化产业体系。高档数控机床和机器人作为智能装备的典型代表，是培育新质生产力、构建现代化产业体系的关键抓手，其战略价值与产业基础作用将进一步提升，并在重大工程建设、自主可控、国产替代中获得重要发展机会。同时，未来十年，我国经济将保持持续稳定增长，人均国内生产总值将从目前的1.3万美元增长到超过2万美元，达到中等发达国家水平，其中蕴含巨大的市场空间。人们对美好生活的向往将有力带动各类高端高精密加工装备发展，人口老龄化加剧也将催生对各类消费机器人的巨大需求，高档数控机床、机器人将在我国经济产业升级中保持万亿级市场规模。

3. 新技术深度融合加速开启产业发展新周期

当前，新一轮科技革命和产业变革深入演进，全球科技创新进入密集活跃期，技术创新呈现多技术交叉融合和群体性跃升态势，渗透性、扩散性、颠覆性特征更加鲜明。AI、生物科技、新型传感、新材料等领域技术加速迭代，与高档数控机床、机器人技术的深度融合，驱动产业不断向高性能化、智能化、复合化和绿色化方向演进。如近两年大模型、多维传感等技术的加速突破，助推高档数控机床和机器人在自主感知、自主决策、精细化作业方面快速提升，大量新产品持续涌现。在技术驱动和需求拉动的双重作用下，我国高档数控机床和机器人将进入科技创新密集活跃期，一批新技术、新模式、新产品将加速出现，为我国产业发展带来新的赶超机遇。

（二）面临的主要挑战

1. 大国博弈更加复杂激烈

在大国博弈激烈化、全球治理体系深刻重塑的背景下，一些国家在重要战略领域加大先进技术封锁、产品出口限制和市场阻滞，由有形产品向技术源头切割延伸，严重威胁我国高档数控机床和机器人产业链、供应链的安全稳定。在高档数控机床领域，美国不仅对“瓦森纳协定”“美国商务部管制清单”持续滚动更新，并不断出台新的政策，在原有实体清单基础上，进一步阻止货物通过第三方转移到存在军事用途风险的国家，使我国高档数控机床相关关键物项断供风险激增。加速前沿技术、高端产品突破，补强产业链薄弱环节，形成国家竞争优势，是保障国家安全、产业安全的必然选择。

2. 产业基础能力亟待提升

当前，我国高档数控机床和机器人产业均面临大而不强的困境，核心问题在于产业基础能力不强。多数企业长期采取跟踪模仿发展路径，原创性理论基础薄弱，缺乏对核心技术突破的系统认识和设计，一批制约产业发展的基础共性问题亟待补位。在高档数控机床领域，高精度的轴承、光栅尺、编码器等关键核心零部件仍依赖进口，机床可靠性、精度保持性等与国外先进水平有较大差距。在机器人领域，大负载RV减速器在一致性、质量可靠性等方面仍与国际先进水平有差距，主机厂仍以日本的纳博特斯克株式会社为主；中低端伺服电机国内已具备配套能力，但高端产品与国外存在较大差距，仍依赖进口。除硬件外，软件的差距更为明显，操作系统、通用开发环境、虚拟仿真平台等核心软件仍被国际开源体系或企业垄断，缺少创建生态体系的底气。

3. 产业结构性矛盾仍突出

近年来，高档数控机床领域中低端产能过剩、高端供给不足、“内卷式”竞争等问题日益凸显，规模优势未能有效转变成支撑创新发展的产业能力，高端数控机床进口依赖度仍较高，外资品牌垄断高利润市场。在机器人领域，部分高端产品研制虽然取得突破，但还未经过长期充分的现场验证，应用经验积累不足，产品迭代升级缓慢，再加上用户对国产品牌缺乏信任、习惯采用外资品牌等因素，导致高端市场关键工艺环节开拓存在阻碍，如当前整车制造“四大工艺”中应用的工业机器人绝大多数为外资品牌。此外，在服务与特种机器人领域，市场对产品需求多样，目前仍有多种产品技术还不够成熟，产品的易用性、灵活性、智能化程度普遍偏低，与用户期待存在差距，无法满足复杂任务、柔性制造等需求。

五、未来展望

未来十年是我国基本实现社会主义现代化的关键期，我国经济产业仍将保持长期稳定发展，一系列新技术、新场景、新业态将在我国工业生产和生活消费市场中得到释放，驱动高档数控机床和机器人产业在新机遇、新挑战下加速创新突破；AI等新技术也将加快推动高档数控机床与机器人融合发展、集成应用，预计到2035年我国工业母机产业将整体步入世界先进行列，机器人将进入世界领先行列，有效助力我国向制造强国迈进。未来应全链条推动工业母机、机器人等重点领域高质量发展，为加快实现新型工业化、建设制造强国夯实基础支撑。

（一）高档数控机床加速由大变强、迈向世界产业前列

伴随强国建设提速，未来十年将是我国工业母机产业从大国向强国转变的关键时期。在国家系列超常规举措的强力支持下，到2030年工业母机产业将实现全链条关键核心技术攻关突破，培育一批世界级品牌、主导一批国际标准、形成一套可复制推广的中国方案，基本建成工业母机强国；到2035年整体做强做优、迈向世界工业母机产业前列，真正实现从“跟跑”到“领跑”的历史跨越，为中国制造业筑牢根基，为现代化工业体系注入强劲动能。为实现这一目标，需要做好以下几方面工作。

1. 创新引领，以新一代机床破局发展

未来十年将是全球科技创新提级发展的十年，新技术浪潮正在加速推动生产生活方式变革。从生成式AI到物理AI，智能化技术将为工业母机产业发展带来革命性变化，具备自感知、自学习、自适应、自调整的下一代智能机床、制造单元、产线将成为主战场。我国在AI技术应用方面走在全球前列，为工业母机跨越式发展奠定坚实基础。未来应把握发展关键期，正向追赶与换道超车并举，积极探索AI、物理AI技术与工业母机融合创新路径模式，研制新一代智能数控系统，结合“AI+”发展智能机床，推动产业整体从“数控一代”升级为“智能一代”，加速迈入世界工业母机产业链的中高端。

2. 释放场景，全面支撑产业链安全可控

制造强国战略实施以来，我国形成了信息通信设备、轨道交通装备、电力装备、海工装备与高技术船舶、新能源汽车等一批处于世界领先的产业，为工业母机产业发展提供了丰富的应用场景和国产替代空间。未来十年，材料、能源、生物、信息等技术发展将带来一批新的万亿级产业赛道，深海、深空、极地等极端领域探索加速，高速、高精度、高可靠、功能复合类高档工业母机产品需求旺盛。应继续强化有组织科研，发挥国家工业母机创新研究院等国家级平台作用，推进用户牵头、“产学研”联动、结对攻坚，聚焦典型场景需求加速研制一批世界一流高精密产品，加大国产高端工业母机应用力度，推动从供给产品到供给整体解决方案升级，有力支撑国家重大战略、重点产业安全可控，筑牢高水平科技自立自强装备基础。

3. 布局拓展，走出去筑造全球产业基础

随着我国工业母机产业发展水平的不断提升，加速融入全球产业体系、参与国际竞争成为必然趋势。尽管当前全球贸易格局深刻变革，以安全和信任为核心的产业链、供应链体系加速重构，但全球化趋势不可逆转。未来十年我国在全球供应链体系中将日益处于主动位置，为更高质量地“走出去”奠定坚实基础。亚洲力量与“全球南方”国家崛起也将为我国工业母机产业全球化带来新机会。我国亟需培养一批具备世界一流水平和影响力的工业母机企业，具备全球化眼光和能力的企业家，探索多元化“走出去”路径和方式，不断提升全球资源要素配置能力，促进国内经济与国际经济良性互动，为世界各国发展贡献中国制造力量。

4. 生态支撑，有力推动产业创新能力

未来十年，科技进步将推动产业创新从单点向系统集成加速突破，多技术交叉融合创新将为工业母机产业发展注入新力量。我国更需加大政策引导与支持力度，整合优势资源与力量，推动“科学 ? 技术 ? 产业”全链条创新发展，常态化、大规模基础共性技术、前沿技术、未来技术、颠覆性技术创新，加速破解工业母机产品精度稳定性、保持性、可靠性等短板问题，以一流创新生态支撑全面增强自主可控能力，确保全链条决定性突破。

（二）机器人产业将实现“从有到优”的跨越

过去十年，我国机器人产业抢抓机遇，实现了“从无到有”的历史性跨越，成为全球机器人产业的重要一极。未来十年，置身于新一轮科技革命和产业变革的历史性交汇点，推动产业实现“从有到优”跃迁，不仅是产业自身发展的内在要求，更是支撑“五个强国”建设的时代使命。为此，必须精准把握技术演进、市场变革等发展趋势，以全局视野进行系统谋划，以创新思维进行科学部署，凝聚各方力量扎实推进，确保我国机器人产业行稳致远，迈向崭新未来。

1. 攻坚关键技术，实现智能跃迁

现有的多数机器人产品如同精密的自动化设备，能够以毫米级精度执行焊接、装配等重复性任务，但智能化水平却与人们的期待存在较大差距。新兴技术的加速突破将成为推动机器人智能化跃迁的重要引擎。如通过大模型强大的视觉理解能力和自然语言理解能力，机器人在任务规划和开放环境适应性等方面将实现显著提升，可以根据语音指令规划路径，灵活应对环境的多变性和任务的多样性；通过动作捕捉设备、深度相机和计算机视觉算法，智能机器人将能够实时感知用户的肢体语言，并对其进行精准解读，进而主动执行任务。未来十年，单纯执行预设指令的机械臂时代或将成为过往，具备感知、认知和决策能力的智能机器人将成为新时代的“主角”，它们能够“感知”环境的细微变化，“记忆”海量的经验数据，“决策”最优的行动路径，“执行”复杂的灵巧操作。在这一趋势下，并／混联机构与机器人的技术融合正成为提升机器人作业能力的重要方向，如“移动并／混联机器人”将并／混联机床的高刚度、高精度与机器人的灵巧性与作业灵活性相结合，为复杂场景下的原位加工与灵巧操作提供了新的技术路径。未来应聚焦产业发展趋势，加强环境感知、任务规划、多机协同、柔顺控制等智能机器人关键技术攻关，推进AI、大数据、云计算等新技术融合应用，提高机器人精细作业和人机协作能力，提升机器人的适用性、易用性和智能化水平。

2. 深化场景融合，加速普及应用

智能机器人能够全面感知环境信息、精准理解任务状态、自主执行相应操作，具备高度的通用性和任务泛化能力。这种“通用性”使其不局限于某一特定场景，而是像计算机和智能手机一样，成为跨行业、跨场景的基础设施型工具。智能机器人将在服务国家航空航天、轨道交通、海洋舰船、工程机械制造等领域重大需求，引领国民经济发展和保障国防安全中起到更加重要的作用。未来十年，智能机器人发展轨迹或与当年的个人计算机（PC）革命类似，机器人不仅变得智能好用，价格还有望降到与大众消费能力相匹配的水平，届时将真正融入人们生产生活的方方面面。我们应继续积极拓展机器人应用场景，深入实施“机器人+”应用行动，持续开展典型应用场景征集，促进机器人与实体经济在更广范围、更深程度上的融合发展。鼓励用户单位和机器人企业联合开展技术试验验证，开发更加贴近使用场景的机器人产品，加速技术成果工程化落地和产业化应用。

3. 突破前沿技术，引领未来发展

2023年工业和信息化部发布的《人形机器人创新发展指导意见》提出，人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，将深刻变革人类的生产生活方式，已成为科技竞争的新高地、未来产业的新赛道、经济发展的新引擎。人形机器人不仅外形与人类相似，更重要的是，它能够适配人类的生活和工作环境，具备多场景、多任务的应用潜力。尽管当前产品大多仅能执行单一任务，距离通用型要求较远，且尚未实现成熟落地应用，但未来十年伴随技术的不断进步与成熟，人形机器人有望在更多场景展现出应用价值。为在这场刚刚起步的全球竞赛中占据领先地位，应支持企业、高校、科研机构等围绕“大小脑”模型协同、云侧与端侧算力适配、仿真与真机数据融合等技术进行攻关，解决卡点、堵点问题。推动训练与中试平台等基础设施建设，加速人形机器人在真实场景中落地应用。同时，要加强引导，着力防范重复度高的产品“扎堆”上市、研发空间被压缩等风险。

4. 健全治理体系，保障稳健前行

未来十年，机器人将彻底摆脱复杂的编程，交互方式从冰冷的代码指令升级为自然语言、手势乃至意念的交融，使用操作变得像PC一样直观易懂；机器人将具备不同“技能”，既可以担任家庭教师，又能够化身为厨师，还可以协助整理房间，从单一功能的自动化设备演进为通用的智能体。在更远的将来，人类将真正步入个人机器人时代，机器人将深刻融入经济社会的各领域。当机器人大规模进入我们的生产生活时，必须全面考虑其可能带来的影响，包括潜在的危险和滥用、可能涉及的道德困境，以及需要采取哪些措施来建立监管和法律框架，确保技术使用的安全、高效和公平。应着力健全行业治理体系，加快智能机器人等新产品、新应用标准的制定／修订；加强检测认证能力建设，围绕智能化发展趋势，升级开发功能、性能、安全、可靠性、智能化的测试工具和规范；加强人机共生伦理风险分析和研究，制定伦理准则和审查规范；建立“一机一码”登记备案机制，赋予每一个机器人唯一的身份标识编码，以实现身份认证、行为追溯和责任界定。总之，必须综合考虑道德、责任、监管约束等，健全完善行业治理体系，平衡技术创新与社会风险，推动行业健康有序发展，确保机器人技术真正造福人类。

六、结语

未来十年是制造强国建设“第二步走”的关键攻坚期，加速高档数控机床与机器人的创新发展、实现体系化突破与迭代升级意义重大。在集中力量推进关键核心技术攻关的同时，更要明确作为第四次工业革命的核心支撑技术，智能制造既是制造业转型升级的核心技术路径，更是推动产业高质量发展的核心驱动力。因此，以智能升级为主攻方向，推动工业母机、机器人协同创新、提质增效，将成为赋能制造业高质量发展的重要方式。

特别是随着AI、计算机网络、大数据、人机交互等新一代信息技术的快速发展，信息技术与先进制造技术不断加速融合。在此背景下，需积极培育和发展以工业母机与机器人深度协同为核心的智能制造装备，充分依托机器人具备的柔顺性、灵活性、开放性、易重构性及可并行协同作业等突出优势，将人类智慧与知识经验深度融入感知、决策、执行等全流程制造活动，赋予工业母机在线学习、知识进化、自适应调整的核心能力，有效满足随时随地柔性加工、极端环境精准加工等复杂场景需求，切实提升装备加工精度与效率，有力支撑国防、航空航天、交通能源等国家重点产业的核心应用需求，为制造强国建设筑牢坚实的装备根基，为产业高质量发展注入持久动力。

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注：论文反映的是研究成果进展，不代表《中国工程科学》杂志社的观点。