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机器人模拟器市场趋势分析 

虚拟天空和自主无人机定义飞行模拟器市场 

机器人飞行模拟器市场正在不断扩大，以满足商业航空和新兴无人机 (UAV) 领域的培训需求。到 2025 年，预计将向全球航空公司和培训中心交付 3,500 多台新型全飞行模拟器 (FFS)，以解决飞行员短缺问题。为此，航空当局预计将认证 500 多台新的 D 级模拟器，这是保真度的最高标准。此外，预计全球军队将运行 2,000 多台先进的无人机飞行员训练模拟器，为复杂的侦察和作战任务做好准备。人工智能的整合也很突出，预计到 2025 年将有 1,000 多台模拟器升级为人工智能驱动的教练操作站。与此同时，城市空中交通 (UAM) 领域将部署 300 多台专用模拟器，用于培训 eVTOL 飞行员。

数字手术刀以虚拟精度磨练手术技巧，推动机器人手术模拟器市场需求

与此同时，机器人手术模拟器市场正成为医学教育和资格认证的必备组成部分。预计到2025年，将有超过3万名外科住院医师在机器人模拟器上完成相当一部分培训。全球医院和医疗机构预计将安装超过1800套新的手术模拟系统。一个关键驱动因素是程序模块的扩展；预计到2025年，像Intuitive的达芬奇模拟器这样的领先平台将提供超过150个不同的培训模块。预计在进行真实手术之前，需要在模拟器上完成基于熟练程度的验证的执业外科医生数量将超过15000人。 

此外，远程手术的发展将促成500多例成功的跨洲手术模拟，用于培训和可行性测试。用于手术模拟的触觉反馈手套和控制器市场也将增长，预计出货量将超过25,000台。最后，到2025年，预计将有超过400家医院将模拟性能数据直接集成到其外科医生资格认证和授权流程中。

新兴机遇将重塑机器人模拟器市场格局

人工智能驱动的生成式设计和合成数据创建
人工智能正在改变模拟器。它们正从简单的验证工具演变为创意引擎。如今，人工智能算法可以在这些虚拟环境中执行生成式设计。它们自动创建最佳的机器人工作单元、刀具路径，甚至夹持器设计。到2024年，制造业中的生成式人工智能将产品设计周期缩短多达50次迭代。此外，这些平台正在成为合成数据的关键工厂。模拟器现在可以生成数百万个带注释的传感器读数和图像。预计到2025年，该市场将涉及500多家专业供应商。NVIDIA于2024年发布的Isaac Lab就是一个很好的例子。它支持数千个并行模拟，用于训练强化学习模型。

云原生平台和机器人即服务 (RaaS) 集成
云迁移正在使强大的仿真工具的使用变得民主化。这些平台支持机器人模拟器市场进行大规模并行仿真。工程师现在可以同时测试数千个场景。例如，像 AWS RoboMaker 这样的服务每个应用程序最多可以同时运行 25 个模拟。这种转变也与机器人即服务 (RaaS) 模型息息相关。预计到 2026 年，RaaS 市场将包含超过 130 万台机器人。供应商现在将云管理和仿真捆绑到他们的订阅中。到 2025 年，预计将有超过 200 家机器人公司提供 RaaS 模型。集成云仿真将成为一种标准功能。

定义机器人模拟器市场的新需求向量

模拟安全的人机协作是一项不可协商的要求

协作机器人（cobot）的迅速崛起创造了一个至关重要的新需求方向。机器人模拟器市场的需求主要集中在安全性和人体工程学方面。与传统的笼式机器人不同，cobot 与人类并肩工作。因此，对它们之间的交互进行预测性模拟至关重要。预计到 2025 年，cobot 的年安装量将超过 9 万台。一家大型制造商 Universal Robots 的销量到 2024 年初已超过 7.5 万台。每个系统都需要仔细的风险评估。在实际部署之前，通常会先进行虚拟部署。

这种专业化的需求正在推动软件创新。模拟器现在必须能够准确地模拟机器人和数字人。一项功能有助于验证工作流程的安全性和效率。为了支持这一点，新的 ISO/TS 15066 安全标准规定了 29 个不同身体部位的痛阈值。仿真软件现在必须整合这些数据点进行碰撞测试。因此，配套硬件生态系统正在不断扩展。2024 年，力-扭矩传感器的出货量超过 30 万台。另一份报告显示，出货量为 19.5 万台。其中超过 6 万台用于协作应用。此外，到 2025 年，将有超过 20 万名制造业工人接受协作机器人模拟培训。

模拟非结构化环境是机器人技术的下一个主要前沿

在机器人模拟器市场中，对机器人模拟器的需求正在不断扩展，不再局限于可预测的工厂车间。它正在进入复杂且非结构化的户外环境。自主移动机器人 (AMR) 的日益普及推动了这一转变。关键领域包括农业、建筑和最后一英里配送。2024 年，用于除草等任务的农业机器人数量超过 4 万台。到 2025 年，大型建筑公司将运营超过 5000 辆自主探测车进行现场勘测。这些应用需要配备复杂物理引擎的模拟器。它们必须模拟多变的地形、天气和不可预测的障碍物。

机器人模拟器市场的一个新市场前沿是由先进的感知需求定义的。预计到 2025 年，机器人 3D 激光雷达传感器的出货量将超过 80 万台。其中一家制造商禾赛科技预计，当年其激光雷达将有 20 万台用于机器人应用。这些传感器提供丰富的环境数据。模拟器必须准确地复制这些数据。2024 年，用于清洁和安保的公共 AMR 部署数量将超过 1.5 万台。同时，到 2025 年，将有 20 多个城市启动试点项目，部署超过 500 台“最后一英里”配送机器人。模拟器对于验证这些机器人车队的人工智能系统至关重要。随着 2024 年可用的开源 SLAM 导航算法超过 50 种，对模拟器的需求将越来越大。

细分分析

仿真巩固了其作为首要应用的领先地位

仿真是机器人模拟器市场中规模最大、最关键的应用领域，主要是因为它是现代自动化的基础工具。其核心优势在于支持全面的离线编程，从而能够在不中断工厂车间现有生产的情况下开发和改进机器人任务。这种方法允许工程师在部署任何物理硬件之前，在虚拟环境中识别并解决潜在问题，从而显著减少代价高昂的停机时间，并加快新产品的推出。数字孪生（机器人系统及其环境的精确、交互式虚拟复制品）的使用是这一过程的核心，它能够对操作场景和流程进行详尽的测试。

通过复杂的仿真，工程师可以验证车间布局、机器人工作范围和周期时间估算等关键参数，确保从一开始就实现最佳性能。该技术在虚拟调试中发挥着重要作用，通过数字化方式调试控制逻辑和PLC代码，防止错误影响到实际生产线。机器人模拟器市场中的虚拟测试场对于安全评估高风险或危险的操作条件至关重要，不会危及人员或昂贵的设备。最终，仿真技术使企业能够探索多种制造场景，促进创新，并确保最终的自动化解决方案高效无误。

• 虚拟调试利用模拟在实施之前在数字模型上彻底测试和验证 PLC 控制程序。
• 该技术用于生成可下载的软件编程，确保现实世界机器人的动作完美地反映经过验证的模拟。
• 即使在复杂、混乱的未知环境中，工程师也可以测试并生成无碰撞的运动路径。

制造业主导地位是市场增长的关键驱动力

制造业是机器人模拟器市场最大的终端用户，这直接源于其在装配、焊接和物料搬运等关键工序中广泛且日益普及的自动化应用。在汽车制造等竞争激烈的行业中，仿真对于规划和验证复杂的白车身 (BIW) 装配线至关重要，因为这些装配线通常需要众多机器人紧密协作。该技术使制造商能够以数字化方式设计、测试和优化整个生产系统，这种做法被称为虚拟调试，可大幅缩短现场安装和调试时间。这对于在单一工厂内管理多种车型的生产至关重要，可实现新车型的无缝集成。

工业 4.0 和智能工厂计划的兴起进一步巩固了机器人模拟器市场在制造业中的地位。企业利用仿真技术为其机器人工作单元创建详细的“数字孪生”，从而提供一个虚拟沙盒，以便在不停止实际生产的情况下持续改进和优化流程。例如，仿真可用于优化喷漆机器人的复杂路径，以实现完美的涂装效果，或用于测试光学检测算法以进行质量控制。通过允许工程师对机器人系统的各个方面进行微调，使其与现有设备完美契合，仿真可确保自动化投资获得最大回报。

• 模拟有助于通过机器人流程自动化 (RPA) 建模实现常规、基于规则的制造流程的自动化。
• 全球电子制造商台达电子使用仿真来验证其用于检测产品缺陷的光学检测算法。
• 仿真有助于优化焊接和喷漆等精确任务的机器人路径，确保生产的高质量输出。

工业机器人机器人仿真的无可争议的基础

工业机器人是机器人类型中最大的细分市场，支撑着机器人模拟器市场的核心需求。目前，全球工厂中运行着数百万台工业机器人，因此对高效的仿真和离线编程工具的需求至关重要。现代模拟器拥有丰富的库，支持种类繁多的工业机器人模型，部分平台甚至兼容来自 80 多家不同制造商的 1,200 多种模型。这种广泛的兼容性对于设计和验证复杂的多机器人工作单元至关重要，因为这些工作单元需要精确的协调以防止碰撞并优化工作流程。仿真软件对于这些复杂的应用至关重要，因为这些应用通常零件种类繁多，操作步骤繁多。

离线编程是工业机器人模拟器的一项关键功能，也是提高效率的重要驱动力，因为它允许在计算机上进行开发和测试，同时实体机器人可以不间断地继续执行生产任务。模拟器使工程师能够在 3D 环境中定义和验证工业机器人刀具路径和运动的各个方面，从而确保可达性和周期效率。此外，该软件在确定工作单​​元内机器人的最佳尺寸、类型和位置方面发挥着至关重要的作用，从而最大限度地提高机器人模拟器市场的投资回报率。从焊接和机械加工到码垛和分配，仿真提供了在实际应用之前进行编程和完善的工具。

• 模拟用于验证工业机器人与其可编程逻辑控制器（PLC）之间的关键信息流。
• 对于具有多个重叠工作范围的复杂制造单元，模拟是验证编程的关键工具。
• 该软件可以设计完整的 3D 机器人工作单元，从布局到最终编程。

云部署引领机器人仿真，具有无与伦比的可扩展性

机器人模拟器市场正经历着向云端解决方案的重大转变，云端解决方案占据了 64.66% 的主导市场份额。这种领先地位得益于云端固有的灵活性和成本效益，无需在本地硬件上进行大量的前期投资。云平台使全球团队能够随时随地访问，从而促进复杂机器人项目的实时协作。将大规模模拟和 AI 模型训练等计算密集型任务迁移到云端，使得使用更轻便、更经济的机器人硬件成为可能。因此，开发人员可以同时运行数百个模拟，从而大幅加快开发和测试周期。这种模式有助于将软件更新和新行为一次性无缝部署到整个机器人队列，确保一致性并最大限度地减少停机时间。

云部署的战略优势延伸至访问庞大且持续更新的知识库，包括对机器人导航和任务执行至关重要的海量图像和地图库。云服务与自动化持续集成/持续部署 (CI/CD) 工作流深度集成，进一步简化了开发流程。通过支持按需并行计算以实现复杂的运动和任务规划，云平台提供了无与伦比的可扩展性。创建用于全面虚拟测试的高保真数字孪生也是云平台提供的一项关键功能，巩固了其在动态机器人模拟器市场的领先地位。

• 云机器人技术可以卸载数据密集型任务，例如复杂的模拟和机器学习更新。
• 组织可以利用云资源，部署重量更轻、计算要求更低的机器人。
• 云平台提供按需并行计算资源，以实现高级运动和任务规划。

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 区域分析 

北美成熟的自动化生态系统推动先进仿真需求

北美在机器人模拟器市场占据主导地位，占据全球36.5%以上的份额，这建立在成熟的自动化和高价值制造的基础之上。2024年第一季度，北美公司订购了9988台机器人，价值超过5.97亿美元，这表明其对自动化硬件的持续投资需要复杂的软件来部署。美国是关键的驱动力，预计仅2024年美国就将增加4200多台协作机器人。此外，美国汽车行业继续大力推进自动化，据报道2024年机器人的运行库存将超过14.6万台。加拿大拥有强大的制造业基础，预计2024年将安装超过4600台新的工业机器人。

机器人模拟器市场的需求不仅限于传统制造业。美国仓储行业预计将在 2024 年部署超过 85,000 台自主移动机器人 (AMR)。此外，预计到 2024 年，美国手术机器人手术量将超过 220 万例，每例手术前通常都会进行基于模拟的训练。对底层技术的投资也很强劲，美国风险投资公司在 2024 年上半年向机器人初创公司投入了超过 6 亿美元。墨西哥制造业的复兴进一步提振了该地区的发展，根据 2024 年的数据，其汽车厂在 2023 年安装了超过 4,900 台新机器人。美国机器人的安装基数达到 421,655 台，为软件升级和优化提供了巨大的市场。

亚太地区无与伦比的规模创造了高容量模拟器市场

亚太地区拥有规模空前的机器人模拟器市场，这得益于巨大的制造业产出和国家自动化计划的推动。中国的雄心壮志令人惊叹；该国的目标是到2024年底拥有超过150万台工业机器人的运营库存。2024年上半年，中国制造商订购了超过15.5万台工业机器人。日本仍然是一个技术强国，其制造商在2024年出口了超过19万台工业机器人。日本还预计到2025年，其老年护理领域将投入使用超过2.5万台机器人。

韩国持续推进自动化进程，目标是到 2025 年在公共设施中部署 3,000 台物流机器人。三星等韩国电子巨头计划到 2025 年在其半导体工厂中部署超过 80,000 台机器人。与此同时，印度是一支新兴力量，预计到 2024 年其国内机器人安装量将超过 8,000 台。台湾至关重要的电子产业预计将在 2024 年安装超过 3,500 台新机器人，用于处理先进的半导体制造。

欧洲工业中心地带倡导精密和数字孪生集成

欧洲在机器人模拟器市场的实力源于其高度一体化且技术先进的工业基础，尤其是在德国。预计到2024年，德国强大的汽车工业将安装超过21,000台新机器人。德国在研究方面也处于领先地位，2024年将有超过1,200个服务机器人研究项目投入使用。德国全国机器人运行量超过260,000台，为先进的数字孪生模拟技术构建了成熟的用户基础。法国也取得了重大进展，目标是到2024年在其中小企业中安装5,000台新机器人。

英国正在培育新兴行业的增长，政府将在2024年拨款支持部署500台用于收割的农业机器人。意大利强劲的制造业预计将在2024年安装超过8500台新机器人。在整个欧洲大陆，AMR在物流领域的应用正在增长，预计到2024年底，欧洲仓库将运行超过9万台AMR。欧洲的食品和饮料行业也在快速自动化，预计2024年将安装4000台新机器人。

近期六大投资和收购重塑机器人模拟器市场的竞争格局

1. NVIDIA 收购 OmniML：为了增强其 AI 和模拟能力，NVIDIA 采取了一项战略举措，完成了对 OmniML 的收购，OmniML 是一家专门创建更小、更快的机器学习模型（适用于机器人应用）的初创公司。
2. Intrinsic 收购 Vicarious： Alphabet 旗下机器人软件公司 Intrinsic 收购了人工智能和机器人公司 Vicarious，以整合其基于人工智能的自动化解决方案，这些解决方案是在模拟环境中开发和测试的。
3. Plus One Robotics 获得 5000 万美元融资： Plus One Robotics 是一家为物流机器人提供 3D 和 AI 驱动视觉软件的公司，该公司获得了 5000 万美元的 C 轮融资，以扩大其部署规模，这些部署通常使用模拟器进行规划。
4. 罗克韦尔自动化收购 Clearpath Robotics：罗克韦尔自动化收购了 Clearpath Robotics 及其工业 AMR 部门 OTTO Motors，获得了大量 AMR 产品组合以及用于模拟和管理它们的车队管理软件。
5. Machina Labs 融资 3200 万美元： Machina Labs 是一家利用人工智能和机器人技术数字化制造先进钣金零件的公司，在 B 轮融资中筹集了 3200 万美元。该公司的流程依赖于模拟来编程机器人路径。
6. Collaborative Robotics 获 1 亿美元融资： Collaborative Robotics 是一家致力于开发实用型协作机器人的初创公司，目前已获得超过 1 亿美元的融资。这笔资金的很大一部分将用于软件开发，包括安全人机交互的模拟。

机器人模拟器市场的顶级公司

• ABB
• 达索系统
• 爱普生
• 发那科
• 川崎重工
• 库卡
• 三菱电机
• 奥隆
• 正温度系数
• 罗克韦尔自动化
• 西门子
• 史陶比尔国际
• 优傲机器人
• 安川电机
• 其他杰出球员

市场细分概述

按类型 

• 基于云
• 本地部署

按部署类型

• 模拟
• 训练
• 教育
• 研究与开发

按最终用户

• 制造业
• 卫生保健
• 教育
• 汽车
• 航空航天和国防

按机器人类型 

• 协作机器人
• 工业机器人
• 移动机器人
• 服务机器人

按机器人品牌兼容性 

• 普遍的
• 具体的

按地区

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
  • 墨西哥
• 欧洲
  • 西欧
    • 英国
    • 德国
    • 法国
    • 意大利
    • 西班牙
    • 西欧其他地区
  • 东欧
    • 波兰
    • 俄罗斯
    • 东欧其他地区
• 亚太地区
  • 中国
  • 印度
  • 日本
  • 韩国
  • 澳大利亚和新西兰
  • 东盟
  • 亚太地区其他地区
• 中东和非洲 (MEA)
  • 阿联酋
  • 沙特阿拉伯
  • 南非
  • MEA 的其余部分
• 南美洲
  • 阿根廷
  • 巴西
  • 南美洲其他地区