正向设计驱动品质突破 威灵机器人部件引领核心部件国产化进程
在2025年底举行的机器人行业权威评选中，美的集团工业技术事业部旗下威灵机器人部件凭借扎实的技术实力斩获“高工机器人金球奖·年度技术奖”。依托美的集团与威灵电机30余年在机电技术、精密制造、市场拓展以及组织管理等方面的深厚积累，威灵机器人部件自2019年启动精密减速机项目以来，持续深耕研发与制造，以“正向设计”为核心理念，推动企业实现从“跟跑”到“并跑”的跨越式发展，成为高端装备制造领域自主可控与国产替代进程中的重要力量。
章浏明博士，担任威灵机器人部件首席技术官，带领团队围绕正向设计理念，深入探索高性能精密减速机（包括谐波减速机与RV减速机）、伺服电机及关节模组等核心部件的技术突破，显著提升了产品性能，使其达到行业领先水平。
技术攀登与正向设计：突破发展的关键
尽管中国已连续12年稳居全球最大工业机器人市场，但要想摘取制造业皇冠上的“明珠”，仍面临诸多挑战。特别是在未来五年，机器人产业将由规模扩张转向质量跃升的关键阶段。根据“十五五”机器人产业发展规划预测，五年内产业营收有望突破4000亿元，工业机器人渗透率将进一步提升，人形机器人或将迈入规模化商用阶段，具身智能则有望孕育万亿级生态。这既是难得的机遇，也是严峻的考验。唯有依靠技术创新与品质过硬，企业才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。
当前，中国在工业机器人领域已取得一定进展，精密减速器、伺服系统与控制器等核心零部件的国产化率已达45%，自主可控程度显著提升。然而，在利润丰厚且主导行业发展方向的高端机器人市场，以“四大家族”为代表的传统巨头仍占据明显优势，并在技术、品牌与标准方面形成壁垒。同时，行业内同质化竞争加剧，不少企业陷入短期盈利的压力，难以构建长期竞争力。
为应对这些挑战，威灵机器人部件坚持正向设计路径，以创新战略为引导，持续加大研发投入，不断攀登科技高峰，已在多个关键领域取得成果。
正向设计与逆向设计：路径选择决定未来
在工业制造领域，与“正向设计”相对应的是“逆向设计”——一种在无法掌握核心技术或研发水平受限的情况下采取的路径。通常而言，逆向设计通过模仿现有标杆产品的性能指标与制造工艺，结合成本优势快速占领市场。然而，随着中国制造逐步摆脱低端制造的标签，参与更高水平竞争时，逆向设计在标准制定、创新能力和制造效率等方面逐渐暴露出短板。
与之相较，正向设计展现出明显优势：它不仅有助于构建技术标准的话语权，还能在产品性能上实现弯道超车，并提升企业在产品周期中的响应速度。这些优势使威灵机器人部件在正向设计战略下，得以打破传统竞争格局，实现从“后发”到“先至”的转变。当然，正向设计也意味着更高的技术门槛与更大的投入风险，包括时间成本、资金消耗以及可能的回报不确定性。
技术攻坚与正向实践：构建产品力核心
摆在威灵机器人部件面前的挑战包括：精准量化用户需求、开展系统性技术预研、实现全链条高效协作与创新，以及在高投入、长周期条件下突破客户认知壁垒。
以威灵MRV减速机的研发为例，章浏明博士指出，精度、寿命与功率密度是衡量机器人部件性能的核心指标，也是新进入者难以突破高端市场竞争的主要障碍。为应对这一问题，威灵组建了由材料学、机械设计与控制算法等多学科专家构成的研发团队，建立起涵盖“需求调研—仿真建模—原型试制—场景验证—迭代优化”的全流程正向设计体系，逐一对关键性能瓶颈进行攻关。
在影响减速效率的关键因素——齿形设计方面，团队创新采用3自由度微位移法与等几何理论的摆线轮齿形修型方法，使功率密度提升5%。面对传统仿真方法在参数设定与计算效率方面的局限，威灵自研整机及零部件刚柔耦合仿真模型，实现了RV减速器高刚度与高一致性设计。
在整机寿命方面，团队针对曲柄轴表面脱落问题，开发了真空高温脉冲式气氛复合热处理工艺，使整机精度保持寿命延长至8000小时以上。同时，在界面研究中引入润滑介质与接触匹配技术，效率提升5%，寿命提高33%。
产品力转化：以性能赢得市场认可
在高端竞争环境中，打破客户固有认知是实现产品价值转化的关键。威灵机器人部件凭借正向设计带来的高附加值，在小型化、长寿命、高精度、高刚性及高功率密度等方面获得市场认可。其谐波减速机综合性能测试结果与国际标杆相当，并在10000小时测试后仍保持稳定表现。MRV减速机在2.5倍额定扭矩的恒载与变载条件下，依然表现出高可靠性，整机耐久测试寿命超过6000小时。
相较于早期国产产品仅为国际同类产品性能的1/5至1/6，正向设计理念与实践正在帮助威灵机器人部件以自主可控的核心技术实现从0到1、从1到N的快速跨越。
全栈能力建设：夯实智能制造基础
在关键部件如伺服电机与关节模组的开发中，威灵同样展现了卓越实力。为满足大负载工业机器人应用场景，威灵推出的重载专用伺服电机采用创新定转子设计，功率密度超过270W/kg，定子温度稳定运行于140℃，为高温、高速、高负载工况提供有力保障。
通过159项严格测试，威灵谐波关节模组以超过10000小时的寿命、300W/kg峰值功率密度及≤15角秒的定位精度，广泛应用于人形机器人等前沿领域，其轻巧、智能、平稳、可靠等特性获得高度评价。
正向设计体系是威灵机器人部件的核心技术支撑，而超精密加工制造工艺则是企业发展的灵魂。在美的工业技术事业部的支持下，公司不仅拥有超过30年的精密加工经验，还在摩擦磨损、热处理、仿真建模、齿形设计与轴承工程等方面积累了深厚技术积淀。同时，其构建的3大研发中心、18000平方米智慧工厂及170余项专利体系，为精密减速机、关节模组与伺服电机等产品的全栈能力打造提供坚实基础。
迈向“行业一流”：布局未来产业生态
面向“十五五”机器人产业规划与未来的竞争格局，章浏明博士表示，机器人正加速融入各行各业，核心部件的自主可控将成为产业高质量发展的关键。
“未来五年，威灵机器人部件将持续坚持正向设计路线，深化在人形机器人与工业机器人等前沿领域布局，携手产业链伙伴构建创新‘雁阵型’格局，通过技术专业化与市场国际化双轮驱动，实现从并跑到领跑的跨越。”
从性能对标到底层设计创新，从国产替代到走向国际市场，威灵机器人部件的旅程仍在继续。在这场以创新与品质为核心的突围战中，中国智造正以正向设计为笔、技术创新为墨，书写新的产业篇章。