目录
- 执行摘要：2025年展望及未来
- 市场规模、增长趋势及预测（2025–2030）
- 订单履行机器人领域的突破性技术
- 领先供应商和创新者（亚马逊机器人、ABB、库卡等）
- 与人工智能、物联网及仓库管理系统的整合
- 关键应用场景：电子商务、零售及第三方物流
- 投资模式及融资环境
- 法规、安全及标准的发展（IEEE，ISO）
- 挑战：技能、可扩展性及互操作性
- 未来展望：利益相关者的战略机会与威胁
- 来源与参考文献
执行摘要：2025年展望及未来
订单履行机器人工程将在2025年及未来几年内经历显著演变，因为物流和零售行业加快采用自动化以应对不断增长的电子商务需求和劳动力挑战。机器人拣选、商品到人（G2P）系统的创新以及基于人工智能的调度正在转变仓库操作，强调灵活性、速度和可扩展性。
到2025年，领先的组织如KUKA、FANUC和ABB正在扩大其机器人产品组合，以满足订单履行的细致要求，整合先进的机器视觉、机器学习和协作机器人，用于多项拣选和动态库存管理。同时，像Dematic和KNAPP这样的物流巨头和解决方案提供商正在部署高模块化的G2P系统，这些系统可根据波动的订单量和多样化的产品组合进行定制，从而减少操作停机时间，并实现近乎连续的履行周期。
自主移动机器人（AMRs）在许多履行中心迅速取代了更为僵化的自动导引车（AGVs），这得益于它们的导航灵活性和易于集成。OMRON和Yaskawa是引入新一代AMRs的公司，这些AMRs配备了先进的定位、避障和车队管理软件，能够无缝适应变化的仓库布局和工作流程。这些创新正在直接应对持续的劳动力短缺以及订单复杂度的激增，尤其是在全渠道和当日送达的环境中。
来自行业机构和领先制造商的数据表明，机器人工程正专注于减少系统调试时间，增强机器人与现存仓库管理系统之间的互操作性，并提高末端执行器的灵活性。通过程序开放标准和可互操作平台的推动，预计这一趋势将在2025年及以后的时间中加速，正如MHI成员之间的合作倡议所示。
展望未来，订单履行机器人工程的前景乐观。预计AI、云连接和模块化硬件设计的融合将推动中型和大型履行中心的广泛采用。该领域还可能会看到对可持续机器人解决方案的投资增加，能源效率和生命周期管理成为关键工程优先事项。因此，机器人将继续重塑履行操作，在十年后半期设定速度、准确性和适应性的新行业基准。
市场规模、增长趋势及预测（2025–2030）
订单履行机器人工程的市场预计将在2025年至2030年之间实现显著增长，受电子商务、零售和物流领域加速采用自动化的推动。随着全球供应链继续优先考虑速度和准确性，机器人解决方案——从自动拣选和包装系统到自主移动机器人（AMRs）和机器人手臂——日益成为现代履行中心的核心。
在2025年，主要机器人制造商和解决方案提供商报告需求旺盛。全球工业机器人领袖FANUC注意到定制用于订单拣选和码垛任务的机器人手臂的部署增加。类似地，KUKA正在扩大其内部物流机器人的产品组合，强调该部门向可扩展、灵活的自动化平台的转变。另一家关键参与者，ABB，正在投资开发先进的视觉系统和基于AI的机器人，以提高履行操作的分拣和拣选精度。
自主移动机器人（AMRs）在履行中心中变得尤为普遍。ODEMA Robotics和KNAPP都在推出新一批针对高密度存储环境设计的AMRs，支持微履行和城市物流中心的趋势。这些机器人被设计为能够安全地与人类工人协作，并进一步集成先进的导航和传感器技术。
来自行业领先公司的数据表明，订单履行机器人的复合年增长率（CAGR）预计将在2030年前保持两位数，这得益于电子商务量的增加、劳动力短缺和24/7运营弹性的需求。Dematic报告说，他们的订单履行机器人解决方案在客户部署中将拣选错误减少了高达99%，同时将通量能力提高了50%以上。这些性能指标正在加速最终用户的投资回报，并推动更广泛的采用。
展望未来，市场前景依然非常乐观。预计订单履行机器人工程将在人工智能、机器学习和边缘计算的进步中快速发展。不同制造商之间机器人的互操作性——由OMRON等组织追求——将是塑造下一代灵活模块化履行中心的关键。随着对自动化基础设施的资本投资不断增加，预计2025年至2030年将见证技术突破和广泛的市场扩张。
订单履行机器人领域的突破性技术
订单履行机器人工程正在经历显著转型，随着突破性技术的成熟以及在全球范围内更广泛的采用。在2025年，若干进展正在塑造该领域，重点是提高灵活性、效率和可扩展性。
影响最大的突破之一是人工智能（AI）和机器学习在机器人系统中的整合。现代订单履行机器人现在利用先进的感知和决策能力，使它们能够识别、拣选和打包更广泛的物品，几乎不需要人工干预。像亚马逊这样的公司正在部署使用计算机视觉和AI来导航动态环境、优化拣选路径并安全与人类工人协作的自主移动机器人（AMRs）车队。
另一个显著的趋势是具有增强灵活性和触觉感知的机器人手臂的开发。这些手臂配备软抓手和力反馈，能够处理易碎或形状不规则的产品，从而扩展可在履行操作中自动化的物品范围。ABB和FANUC正在开发具有多模态感知和自适应操作的机器人解决方案，允许对不同商品进行实时调整。
互操作性和模块化已成为最新工程突破的核心。机器人平台正越来越多地被设计为即插即用，以便于与现有仓库管理系统的无缝集成，并在需求波动时便于扩展。例如，KUKA开发了可根据操作需求快速部署和重新配置的模块化机器人，从而支持小规模和企业级的履行中心。
边缘计算通过在设备上进行本地数据处理，进一步加快了机器人响应时间，降低了延迟和对云连接的依赖。这对于高通量环境尤为重要，在这些环境中，瞬间决策至关重要。像西门子这样的公司正在其自动化产品组合中嵌入边缘计算能力，从而改善性能和数据安全性。
展望未来，订单履行机器人工程的前景乐观。该领域预计将继续在3D视觉系统、协作机器人（cobots）和用于履行流程模拟和优化的数字双胞胎方面进行创新。随着这些技术变得更加经济和可获得，其在物流行业的采用可能会加速，从而在未来几年内实现更智能、更具适应性和高效的订单履行操作。
领先供应商和创新者（亚马逊机器人、ABB、库卡等）
2025年，订单履行机器人工程的格局由快速的技术进步和全球领先供应商及创新者的活动所定义。像亚马逊机器人、ABB和KUKA这样的公司在这一领域处于前沿，推动自动化和智能机器人在全球仓库和配送中心的整合。
亚马逊机器人，亚马逊公司的子公司，继续设定大规模机器人履行的标准。在2024年及2025年，亚马逊扩大了其移动机器人部署，如Proteus和Sparrow系统，处理物品的拣选、分拣和运输。其设施现在有数万台机器人与人类员工共同工作，显著提高了通量并降低了运营成本。亚马逊对基于AI的操作和视觉系统的持续投资预计将在未来几年进一步增强履行机器人的适应能力和效率。
ABB仍然是一个关键参与者，特别是在机器人手臂和协作机器人（cobots）方面。在2025年，ABB最近推出了针对高混合、高容量订单拣选和包装设计的模块化、可扩展机器人单元。这些系统与ABB的专有软件套件集成，使机器人与仓库管理系统之间的协调变得无缝，优化工作流程并能快速适应变化的订单轮廓。
KUKA在物流机器人领域扩大了其业务，提供用于托盘装箱、去托盘和商品到人的先进解决方案。目前，KUKA关注于灵活的自动化平台，使零售商和物流提供商能够快速重新配置生产线，以应对季节性或促销需求的高峰。KUKA的机器人配备基于AI的视觉和抓握技术，擅长处理多样的SKU和包装格式，这是电子商务履行的关键。
其他值得注意的创新者包括FANUC，其提供高速机器人手臂用于分拣和包装，以及Yaskawa，以其强调能源效率和精度的Motoman机器人而闻名。Dematic和西门子继续发挥重要作用，将机器人与先进的物料搬运和仓库控制系统整合，为主要零售商和物流运营商提供端到端的自动化。
展望未来，该领域有望进一步创新，领先供应商正在投资AI、机器学习和自主移动性。机器人公司与主要零售商之间的合作预计将加剧，旨在解决劳动力短缺、电子商务的增长及对更快、更精确的订单履行的需求。到2027年，在履行中心广泛采用复杂的机器人解决方案预计将成为常态，重塑全球供应链格局。
与人工智能、物联网及仓库管理系统的整合
订单履行机器人工程正在进入一个关键阶段，标志着人工智能（AI）、物联网（IoT）和先进仓库管理系统（WMS）的融合。这些整合将机器人从孤立的自动化工具转变为实时物流生态系统中的智能网络参与者。
一个明确的趋势是将AI算法嵌入机器人车队，以优化路径选择、物品拣选和减少错误。例如，配备机器学习的协作机器人（cobots）越来越能够在没有大量人工干预的情况下适应变化的SKU配置和波动的订单量。像FANUC和ABB这样的公司正在扩展其基于AI的机器人组合，以应对复杂的订单履行任务，利用视觉系统和深度学习提高准确性和速度。
与此同时，物联网连接正在将仓库机器人转变为供应链中的数据丰富节点。嵌入自主移动机器人（AMRs）和自动导引车（AGVs）中的传感器提供有关设备状态、环境条件和库存移动的实时遥测。这些详细数据越来越多地被WMS平台利用，以动态协调工作流程。在2025年，像KUKA和OMRON这样的公司正在推动IoT启用的解决方案，将机器人与仓库基础设施同步，以最小化停机时间、预测维护需求并优化能源使用。
至关重要的是，将机器人与先进的WMS平台整合正在实现整体仓库的调度。来自于SSI SCHÄFER和KION Group等公司的现代WMS解决方案被设计为具有开放API和中间件，以便于不同机器人系统、输送网络和人工工作站之间的无缝通信。这些平台从AI和IoT驱动的机器人中摄取实时数据，利用这些数据来优化订单批处理、货架分配和最后一级发货决策。
展望未来，行业对标准化通信协议和基于云的数据共享的普遍采用预计将加速。VDMA等组织的举措正在促进互操作性，这对扩展多供应商机器人车队和与企业资源计划（ERP）系统集成至关重要。因此，未来几年的订单履行机器人工程将实现更高的产量、适应性和弹性，以应对电子商务的需求和全球供应链的不可预测性。
关键应用场景：电子商务、零售及第三方物流
订单履行机器人工程正在迅速重塑物流密集型行业，电子商务、零售和第三方物流（3PL）成为2025年及未来的主要应用场景。直接面向消费者的需求激增，加上持续的劳动力短缺和运营成本上升，推动了既有企业和初创公司加快在全球履行中心部署先进机器人。
在电子商务领域，领先的参与者正在整合机器人进行物品的拣选、包装和分拣。Amazon继续扩大其在履行中心中使用移动机器人和机器人手臂的规模，截至2024年初，已有超过75万台机器人部署。这些系统自动化库存箱的移动，减少人类走动时间，实现24/7操作。类似地，Alibaba Group将其专有的机器人解决方案如AGVs（自动导引车）扩大，以便在大型购物节期间处理高峰，支持每天数百万个包裹的运送。
实体零售也越来越多地利用机器人进行微履行。像Walmart这样的公司在店内试点和扩展自动化微履行中心，利用机器人加速在线杂货拣选和路边订单组装。这些系统提高了拣选速度和准确性，同时释放员工进行面向客户的任务。Ocado Group向全球零售商提供其模块化、基于网格的机器人系统，使中央和店内环境都能迅速、高密度地组装订单。
在3PL领域，机器人对于跟上客户需求波动和SKU激增至关重要。DHL在全球多个仓库推出了协作拣选机器人和自动分拣，报告了通量和订单准确性的改善。XPO Logistics还扩大了商品到人机器人解决方案的部署，支持电子商务履行客户提供可扩展、灵活的自动化。
展望未来几年，订单履行机器人工程预计将在人工智能、视觉系统和模块化硬件方面进一步发展。不同供应商之间机器人的互操作性以及与仓库管理软件的无缝集成，对于混合使用和可扩展的履行环境至关重要。在主要零售商和物流提供商的持续投资推动下，机器人渗透率预计将大幅上升，尤其是在面临急迫劳动力约束和快速电子商务增长的地区。处于这些发展前沿的公司——通过合作伙伴关系、内部创新或机器人即服务（RaaS）模型——有望设定订单履行领域的新标准，展现速度、准确性和灵活性。
投资模式及融资环境
在进入2025年之际，订单履行机器人工程的投资活动显著加速，反映了全球供应链中持续的劳动力约束和量身定制的电子商务及全渠道零售的成熟机器人解决方案。该领域的融资环境特点是战略性的大额投资资金、企业投资参与的激增，以及对可快速部署的可扩展模块化技术的日益关注。
在过去一年中，主要机器人开发商和集成商吸引了巨额资本注入。例如，Locus Robotics作为领先的自主移动机器人（AMRs）提供商，继续从私人股本和战略投资者那里获得投资轮，推动国际扩展和对先进车队调度的研究。类似地，Ocado Group——开发专有的杂货履行机器人和自动化系统——宣布继续对其技术平台进行投资，包括先进的拣选机器人和系统集成能力。
该领域也受到物流和零售巨头的投资，以确保供应链的韧性。亚马逊继续在其亚马逊机器人部门进行重大投资，既包括扩大现有解决方案（如Proteus AMR）的部署，也包括收购机器人初创公司。2024年，Walmart披露在自动化和机器人技术上的资本支出增加，包括与机器人创新者之间的合作。此举强调了一个更广泛的行业趋势，即最终用户不仅是客户，还是机器人工程中的投资者和共同开发伙伴。
资金活动还因制造和物流技术巨头的加入而多样化。像西门子和霍尼韦尔等公司已设立专门的投资部门或战略伙伴关系，专注于机器人初创公司，强调互操作性和数据驱动的仓库管理。
展望未来几年，该领域的前景依然乐观。预计投资者的胃口将保持强劲，特别是对于能够证明快速投资回报、可扩展性和与人工智能集成以进行实时优化的解决方案。竞争格局可能会看到进一步整合，因为更大的参与者收购小型机器人公司以获取技术优势或市场份额。此外，预计资金将流向支持多供应商生态系统和标准化接口的平台，以反映对订单履行操作灵活性的需求。因此，订单履行机器人工程有望成为风险资本和战略企业投资的聚焦点，至少持续到2027年。
法规、安全及标准的发展（IEEE，ISO）
订单履行机器人工程正在迅速进展，促进了法规框架、安全协议和标准化工作的重大进展。随着自动化和协作机器人（cobots）在仓库和配送中心的普及，对协调全球标准和更新安全指南的需求在2025年变得比以往任何时候都更加迫切。
IEEE在这方面继续发挥核心作用，特别是通过其机器人与自动化学会，该学会正在积极更新管理机器人系统的互操作性、安全性和伦理部署的标准。关键的工作包括制定安全的人机协作的指南，关注的不仅是机械安全，还有网络安全和数据完整性，因为机器人变得越来越网络化和基于AI。这些IEEE倡议建立在诸如IEEE 1872（机器人和自动化的本体）等现有标准之上，目前正在扩展以更好地解决订单履行环境。
在国际舞台上，国际标准化组织（ISO）正在加速关于ISO 10218（工业机器人安全要求）和ISO/TS 15066（协作机器人安全）的工作。在2025年，修订工作正在进行，以反映订单履行的变化格局，其中移动机器人和混合人机团队变得愈发普遍。这些修订侧重于风险评估方法、紧急停机协议和操作区划，以确保工人安全而不妨碍生产力。讨论还包括定义机器安全功能的性能水平和更新安全监控停止的要求，这在机器人与不可预测的人类运动交互时至关重要。
值得注意的是，由行业推动的财团正在与标准机构携手合作。例如，ABB和KUKA，这两家领先的机器人制造商，正与监管小组合作试点合规项目并分享来自大规模部署的现场数据。他们的参与确保新标准在现实仓库中保持实用性和可实施性。与此同时，机器人供应商如OMRON和FANUC则为应对由于机器人密度和自主导航增加带来的新兴风险，贡献了最佳实践指南。
展望未来，2025年及以后的前景表明，随着订单履行机器人变得普遍，监管监督将变得更加严格。预计将持续发布技术规格，并将进行更频繁的审计，尤其是在新的基于AI的功能和机器学习能力被嵌入时。总之，IEEE、ISO、制造商和供应商之间的稳健合作正在为下一代订单履行机器人塑造一个更安全、标准化的环境。
挑战：技能、可扩展性及互操作性
订单履行机器人工程正在快速推进，但在劳动力技能、可扩展性和互操作性方面仍面临持续和新出现的挑战。随着领先的电子商务和物流运营商在2025年加快仓库自动化，对专业机器人和自动化人才的需求已超过供应。像亚马逊和宜家这样的公司已经扩大了机器人部署，但经常强调对精通机器人集成、机器学习和工业控制系统的工程师的需求。特别是在机器人工程教育未能跟上行业需求的地区，技能差距尤其严重。
可扩展性是另一个主要障碍。虽然模块化和移动机器人平台——如FANUC和KUKA提供的——允许灵活部署，但在多个设施或地理区域扩展系统会引入复杂性。机器人系统必须适应不同的仓库布局、工作量和产品组合。KION Group和Dematic正在投资开发更适应的车队管理软件，但特别对于那些有遗留基础设施的运营商，无缝扩展仍在进展之中。
互操作性是另一个关键挑战，因为仓库部署了来自不同供应商的越来越异构的机器人车队。硬件和软件接口缺乏通用标准意味着，机器人、输送系统和仓库管理软件通常需要定制集成。机器人产业协会等行业团体正在推广开放标准，但预计在未来几年内不会实现完全的即插即用互操作性。在2025年，像Zebra Technologies这样的公司正在努力创建中间件解决方案，以调解不同的机器人平台和仓库控制系统之间的关系，但广泛采用仍处于早期阶段。
展望未来，这些挑战的融合可能会在2025年及以后的期间形塑订单履行机器人领域。雇主正在与技术大学合作，以开发针对性的课程，而机器人供应商则在投资低代码和无代码编程接口，以扩大潜在用户的池。与此同时，协作努力和开源倡议预计将推动向更大互操作性迈进，尽管完全协调将需要时间。最终，解决技能短缺、实现可扩展部署和达成互操作性将决定订单履行机器人工程的持续增长和效率。
未来展望：利益相关者的战略机会与威胁
订单履行机器人工程将在2025年及以后的时间中快速演变，为供应链各利益相关者提供了显著的机会和新兴威胁。该领域的动能受到持续电子商务增长、劳动力挑战和机器人、人工智能及边缘计算技术突破的推动。
从战略上讲，先进自动化的整合正在为仓库运营商、零售商和第三方物流提供商开启新的前景。像KUKA、FANUC和ABB这样的公司正在扩大其机器人产品组合，提供灵活的拣选、包装和物料搬运解决方案。与此同时，像罗克韦尔自动化和ODU这样的创新者正在加大努力，推动人机协作和模块化系统集成，这是支持动态订单配置和SKU激增的关键。
利益相关者的机会包括扩大运营规模、减少履行时间和减轻劳动力短缺。随着基于AI的视觉和抓取系统的出现，机器人在处理非结构化库存方面变得更加熟练，这曾是自动化的瓶颈。KUKA和ABB展示了能够实时识别物品和自适应操作的系统，这在未来几年可能在高容量仓库中普遍应用。
然而，随着竞争格局的加剧和期望的提升，威胁也在出现。高昂的前期投资和集成复杂性仍然是障碍，特别是对于小型和中型仓库。随着机器人系统的互联程度不断增加，网络安全风险也在上升。此外，快速的技术进步可能会超过劳动力再培训的努力，创造潜在的人才缺口和运营风险。
为了未来的保障，战略合作伙伴关系和开放架构平台可能变得更加普遍，因为利益相关者寻求未来保障投资和促进创新。像FANUC这样的公司已强调在互操作性和标准方面的持续倡议，这可能会减少供应商锁定并促进生态系统的增长。
展望未来，订单履行机器人工程预计将集中于可持续性、适应性和韧性。优先考虑模块化、可升级系统、投资于劳动力发展以及积极应对网络安全和互操作性的利益相关者，将更好地把握新价值。到2025年及以后的时间，竞争优势将日益依赖于利用机器人，不仅是为提高效率，而是作为灵活且以客户为中心的供应链的核心推动力。
来源与参考文献
- KUKA
- FANUC
- ABB
- Dematic
- KNAPP
- Yaskawa
- MHI
- FANUC
- Amazon
- Siemens
- ABB
- SSI SCHÄFER
- KION Group
- VDMA
- Alibaba Group
- Walmart
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- IEEE
- 国际标准化组织（ISO）
- IKEA
- Zebra Technologies
- 罗克韦尔自动化
- ODU
