以“正向設計”蓄勢品質突圍 美的威靈機器人部件領創核心部件國產化突破

　　在2025年末一場機器人領域專業的獎項競逐中，美的集團工業技術事業部旗下威靈機器人部件憑借技術優勢再度奪魁：高工機器人金球獎·年度技術獎。依托美的集團以及威靈電機30余年的機電技術、精密制造經驗、市場乃至組織沉淀，威靈機器人部件自2019年成立精密減速機項目以來，深耕研發、制造，并以“正向設計”為引領，完成了從“跟跑”到“并跑”的身位轉換，成為高端裝備制造領域中自主可控、國產替代大潮下的領軍企業。

　　章瀏明博士，美的威靈機器人部件CTO

　　其中，憑借旗幟鮮明的正向設計理念，威靈機器人部件推動了高性能精密減速機(包括諧波減速機、RV減速機)、伺服電機、關節模組等核心部件的精研突破，將自身產品實力提升至業界前沿水平。

　　勇攀科創高地 威靈“正向設計”成關鍵

　　盡管已連續12年蟬聯全球最大工業機器人市場，但我國想要摘取制造業皇冠頂上的“明珠”絕非易事。尤其接下來的五年，正是機器人產業自規模擴張轉變為質量躍升的關鍵節點。據“十五五”機器人產業發展規劃預估，五年內機器人產業營收有望突破4000億元，隨之而來的還有工業機器人滲透率顯著提升、人形機器人進入規�；�商用、具身智能帶動萬億級生態……這既是戰略機遇，也是能力大考，企業唯有技術創新、品質過硬，才能有從激烈競爭中突圍的希望。

　　美的威靈機器人部件產品矩陣

　　針對這一歷史機遇，一方面我國由大變強、邁向高端的工業實踐已經收獲一定成效，精密減速器、伺服系統、控制器等核心元器件的國產化率占比已至45%，自主可控進度喜人;另一方面，在最能獲取最優利潤，導向行業發展的高端機器人領域，以傳統“四大家族”為代表的先發巨頭依舊占據著競爭優勢，并在技術、品牌、標準層面擠壓著新興國產企業的競爭空間;而內卷式的同質化競爭，也使得許多國內企業承壓于短期營收的漲跌，無暇打造穿越周期的堅實競爭力。

　　對此，美的威靈機器人部件以正向設計為導，以突破性的戰略、持續的技術創新以及堅定的投入，勇攀科創高地并取得豐碩成果。

　　相對于“正向設計”，工業領域也存在著“逆向設計”，其是許多廠商在無法掌握核心技術或者研發無法達到一定水平時的不得已而為之。一般而言，逆向設計通過對現有標桿產品的指標與工藝進行模仿還原，輔以相對優勢的成本和市場體量，快速覆蓋潛在市場受眾。不過如今，伴隨著中國制造逐步擺脫低端制造的聲譽赤字，更多參與到高水平競爭時，“逆向設計”在標準上缺乏話語權，創新中易處于被動，生產中效率受制于人等劣勢便浮出水面。

　　美的威靈機器人部件位于佛山的生產基地

　　與之相比，正向創新的優勢十分顯著：如不受制甚至可能制定規則的技術標準，在技術上具備彎道超車的空間與可能，在產銷中先人一步的反應能力等。面對已有的競爭格局，這些“概念級”的優勢使威靈機器人部件在采用正向設計后可以跳出固有的框架，實現真正的后發先至。不過理論雖然美好，但正向設計面臨的技術難題，企業需要在時間、費用上的巨大投入，以及仍然面臨的可能的“零回報”也讓眾多企業望而卻步。

　　以正向設計為引，美的威靈扛起國產化重任

　　擺在威靈機器人部件眼前的困難，首先是實現精準的需求量化與技術預研，而后是全鏈條的高效合作與切實創新，最終是高投入、長周期和突破用戶認知壁壘的最后一躍。

　　以威靈MRV減速機的研發與設計過程為例，章瀏明總結了過往國產產品的癥結：“精度、壽命、功率密度是機器人部件性能的生命線，同時也是新企業難以突圍高凈值市場競爭的癥結所在”。針對這一現狀，威靈機器人部件組建了由材料學、機械設計、控制算法等多領域專家構成的正向研發團隊，建立了“需求調研-仿真建模-原型試制-場景驗證-迭代優化”的全流程正向設計體系，并針對機器人部件的核心痛點進行逐一擊破。

　　美的威靈機器人部件諧波減速機系列產品

　　如在影響減速效率的關鍵因素——齒形設計上，威靈機器人部件獨創3自由度微位移法和等幾何理論的擺線輪齒形修型方法，使得功率密度提升5%;面對仿真設計優化環節中，解析法與仿真法分別在參數和計算力上的缺陷，威靈機器人部件以自研的整機及零部件剛柔耦合仿真模型實現了RV減速器高剛度優化設計級及剛度高一致性設計。

　　針對影響整機壽命的瓶頸性問題——曲柄軸表面脫落失效，威靈材料工藝團隊研發的真空高溫脈沖式氣氛復合熱處理工藝將整機的精度保持壽命延長至8000+小時;界面研究試驗階段引入的潤滑介質及接觸匹配技術，使得威靈機器人部件產品的效率提升5%，壽命提升33%。

　　在高端競爭的進程中，打破客戶固有的慣性認知是實現價值轉化的關鍵，其中，核心的“產品力”無疑是最好的注解。威靈機器人部件憑借著正向設計帶來的高附加值，其精密減速機產品在小型輕量化、長壽命、高精度保持、高剛性、高功率密度等特性上贏得客戶認可。威靈諧波減速機的綜合性能測試結果與國際行業標桿相當，性能在歷經10000小時測試后仍保持同等水平，威靈MRV減速機在2.5倍額定扭矩的恒定負載與變負載測試中，依然保持高可靠性，機器人整機耐久測試壽命也已達6000小時以上。

　　厚積薄發，威靈機器人部件劍指“行業一流”

　　相較于過往國產廠商產品僅為國外高端龍頭產品1/5甚至1/6的性能水平，正向設計的研發理念與實踐幫助威靈機器人部件以自主可控的硬核技術宣告著旗下產品及品牌開始迸發出強勁的生命力，并迅速完成從0到1、從1到N的轉變。

　　美的威靈機器人部件關節模組系列產品

　　如在相當于機器人整機“動力心臟”與“精準關節”的伺服電機與關節模組部件上，威靈機器人部件同樣交出了令市場滿意的答卷。專為大負載工業機器人場景研發的威靈機器人重載專用伺服電機采用了創新的定、轉子設計，超過270W/kg的功率密度與140℃(定子溫度)的穩定運行溫度為高負載、高溫、高速工業場景提供了有力保障;而通過159項嚴格測試考驗的威靈諧波關節模組則憑借超過10000小時的壽命、300W/kg的峰值功率密度及≤15角秒的定位精度，廣泛應用于人形機器人等產業前沿領域，其輕巧、智能、平穩、可靠的優點廣受好評。

　　如果說正向設計體系是關鍵核心技術，那么精湛成熟的超精密加工制造工藝是企業的靈魂，是核心競爭力，二者相輔相成相得益彰。在威靈機器人部件及其所在的美的工業技術事業部當中，無論是超過30年的大規模精密加工經驗，在摩擦磨損、熱處理、仿真技術、齒形設計以及軸承設計上的深厚積淀與研發創新，還是涵蓋170余項專利、3大研發中心、18000+平方米智慧工廠為支撐的研發制造布局，都為包括精密減速機、關節模組、伺服電機等產品的打造，以及從工業機器人到人形機器人“核心部件”全覆蓋的全棧能力建設打下基礎。

　　美的威靈機器人部件伺服電機PH2-R系列產品

　　針對未來競爭格局與“十五五”規劃中對機器人行業的著重鋪排，章瀏明認為機器人產業正加速融入千行百業，核心部件的自主可控是產業高質量發展的關鍵。

　　“未來五年，威靈機器人部件將堅定正向設計道路，持續深耕人形機器人、工業機器人等前沿領域，聯合產業鏈伙伴融入創新‘雁陣型’，通過技術專精化與市場國際化雙輪驅動，實現從并跑到領跑的跨越。”

　　從性能參數的對標到底層設計的原始創新，從國產替代到走出國門走向全球，美的威靈機器人部件的征途仍在不斷延伸。這場以創新、以品質為核心的突圍戰或許仍在蓄勢，但在中國制造向高端化、智能化、全球化邁進的下一個五年，威靈機器人部件將以正向設計為筆、以技術創新為墨，書寫屬于中國智造的全新篇章。