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智造陈诉 | 智能制造”财富链研讨陈诉

作者:丁悦 2018年04月06日 国内新闻

  一、下一阶段最重要风口在&ldquo智能制造&rdquo

  落子智能制造, 紧跟全球开展竞争情势。前三次工业反动都有分明的标志,如蒸汽、电力、可编程计算机,第四次工业反动曾经到来,以互联网产业化、工业智能化、工业一体化为代表,各个国度都尝试定义。

  美、德先后于2012年2月、2013年4月推收工业4.0、工业互联网等先进制造业战略方案,其本质即是智能制造。我国为了顺应全球经济开展新情势,也适时提出了中国制造2025、互联网+等一系列战略方案,由于智能制造能够成为我国在此次技术创新竞争中完成弯道超车的契机。

  第四次工业反动带来的智能制造对我国影响宏大,一是7000-8000万产业失业人群二是少量制造业产品出口三是触及我国军事安防,以上均需求将来的互联网和工业交融的智能制造来完成。假如错失紧跟这一轮工业反动的步伐,对整个国度的开展有较大的影响。

  互联网进入工业化第二阶段,将来十年开展方向具有确定性。互联网离开中国,首先进入的是第三产业,迎来&ldquo消费互联网&rdquo的黄金15年,其间发生了阿里巴巴等分量级企业。如今工业4.0到来,实践上即宣布互联网开端进入工业,这是互联网产业化的第二个时期。

  2013年全球的第四次工业反动迎来战略晋级,目前中国有450万制造业企业,这些企业在将来10年或20年,至多有20%的企业要转型成自动化、智能化消费,一个数以十万亿计的市场正在慢慢展开。

  供应侧变革初现效果,制造业晋级合理时。自2016年地方经济任务会议明白提出深化供应侧构造性变革以来,推进&ldquo三去一降一补&rdquo义务已有本质性停顿,产能过剩、库存过大、杠杆偏高、本钱高企、短板约束等严重构造性失衡成绩均有所破解,为经济转型晋级扫清妨碍、蓄积动能。

  中国经济注入新动力无外乎两种途径:一是将经济增长由投资导向型逐步转向消费导向型,目前&ldquo消费互联网&rdquo已有所发力二是提升制造业的程度,让制造业重新成为驱动中国经济的中心力气。

  过来制造业由于加工贸易和中低端商品加工并不要求技术和创新,中国制造业程度并未随经济总量一同攀升,同时招致少量高附加值产品依赖出口,由于无法输入高附加值产品,我国高端制造业中只要多数范畴有企业可以在世界立足。

  当下时点,传统资源型工业范畴停止供应侧变革已初现效果,尔后的经济动能培育将逐渐提上重要日程,2017年5月17日国务院召开常务会议,指出下一步深化施行《中国制造2025》,把开展智能制造作为主攻方向。

  二、产业链及细分行业重点梳理

  智能制造体系是基于新一代信息技术,贯串设计、消费、管理、效劳等制造活动各个环节,是先进制造进程、零碎与形式的总称。

  其中智能制造进程是指经过自动化配备及通讯技术完成消费自动化,并可以经过各类数据采集技术,以及使用通讯互联手腕,将数据衔接至智能控制零碎,并将数据使用于企业一致管理控制平台,从而提供最优化的消费方案、协同制造和设计、特性化定制,最终完成智能化消费。

  智能制造开展需阅历自动化、信息化、互联化、智能化四个阶段。智能制造开展需阅历不同的阶段,每一阶段都对应着智能制造体系中某一中心环节的不时成熟,分为四个阶段。

  辨别为自动化(淘汰、改造低自动化程度的设备,制造高自动化程度的智能配备)、信息化(产品、效劳由物理到信息网络,智能化元件参与进步产品信息处置才能)、互联化(建立工厂物联网、效劳网、数据网、工厂间互联网,配备完成集成)、智能化(经过传感器和机器视觉等技术完成智能监控、决策)。

  我国目前仍处于&ldquo工业2.0&rdquo(电气化)的前期阶段,&ldquo工业3.0&rdquo(信息化)还待普及,&ldquo工业4.0&rdquo正在尝试尽能够做一些示范,制造的自动化和信息化正在逐渐规划。

  1. 自动化消费线集成

  国际零碎集成商正在崛起。零碎集成方案处理商处于绝对于智能设备的下游使用端,为终端客户提供给用处理方案,担任工业机器人软件零碎开发和集成。目前我国零碎集成商多是从国外购置机器人零件,依据不同行业或客户的需求,制定契合消费需求的处理方案。

  业务方式次要以大型项目(关键设备消费线的集成,如机器人任务岛)和工厂的产线技术改造为载体,对现有设备停止晋级和联网,提供工业控制、传动、通讯、消费与管理信息等方面的零碎设计、零碎成套、设备集成及EPC工程等效劳。

  在零碎集成使用范畴,外资零碎集成商包括ABB、柯玛、KUKA等,国际抢先的零碎集成商包括新松机器人、大连奥托、成焊宝玛、晓奥享荣等。

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  使用市场次要集中于汽车工业,市场规模已超百亿。目前国际智能制造零碎集成范畴,大局部集中于汽车工业,2016年国际机器人下游使用范畴中,占比最大的是汽车制造(48%),其次是3C制造(24%)。

  依据中汽协数据,2015年汽车整车、零部件制造业固定资产投资额辨别为2724.16 亿、8685.49亿,若按整车及零部件行业机器人占固定资产投资额比值辨别为1%、0.2%来估量机器人本体市场规模,并在此根底上估量零碎集成市场规模,则2016年零碎集成市场空间就已达134-178亿。

  中投参谋产业研讨中心预测显示,至2020年零碎集成规模无望接近830亿,2016-2020年时期复合增速可达20%。

  其他使用范畴不时扩围。随着国际自主品牌整车企业的崛起,近年来国际零碎集成企业份额开端不时提升,机器人产品认可度的不时进步,零碎集成使用范畴也扩展至普通工业

  依据中国机器人产业联盟的数据,2016年上半年国产工业机器人使用行业进一步拓宽至农副食品加工业,酒、饮料和精制茶制造业,医药制造业,餐饮业等,较2014年添加6个行业中类、21个行业小类

  其中金属制造业行业和以家用电器制造、电子元器件、计算机和内部设备制造等为代表的电器机械和器材制造行业,在国产工业机器人销售总量中的占比最高,辨别占31%和23%,汽车以外其它范畴的零碎集成正在迅速添加。

  2. 自动化配备&mdash&mdash工业机器人

  工业机器人销量失掉疾速提升。由于人工本钱的添加和产业转型晋级的需求,我国的工业机器人自2010年始,表现了大幅增长,尔后销量增速坚持在20%-50%的较高程度。

  依据IFR初步统计数据,2016年我国工业机器人销量已高达9万台,较2015年增长31.28%,明显高于全球工业机器人14%的销量增速,其中中国工业机器人销量占全球销量比重以达31%,我国工业机器人的需求有了明显增长,成为全球的重要市场。

  目前工业机械人需求仍高度依赖出口,每年的出口量往往高于当年销量,但2015年数据已显示出口量4.67万台低于当年销量的6.85万台,可见我国自主消费的工业机器人也逐渐失掉市场的认可。

  我国工业机器人密度仍偏低。从工业机器人的普及运用状况看,截止2015年我国每万人拥有工业机器人的数量已升至49台,虽然仍明显低于全球每万人69台,但较2011年我国每万人10台已有明显提升,目前程度已接近2010年时全球的每万人50台。

  2013年工信部曾下发《关于推进工业机器人产业开展的指点意见》,提出到2020年机器人密度到达100。由此估计,截止2020年,我国工业机器人有50万台的需求空间,依照年均10万台及均价10万/台来预算,在不思索出口的状况下,国际工业机器人本体的市场空间将来5年每年保守估量均有100亿。

  行业开展次要受制于重要中心零部件 、工控零碎依赖于出口。工业机器人的中心零部件次要包括加速器、伺服零碎、控制零碎三局部,对应着执行零碎、驱动零碎、控制零碎,多轴工业机器人的本钱中辨别占比辨别为36%、24%、12%。

  其中加速器本钱占比拟最大且对精度要求高,而全球加速器行业集中度较高,目前根本被日本的纳博特斯克(Nabtesco)和哈默纳科(Harmonic Drive)所垄断,全球市场份额超75%控制器方面,复杂高端工业机器人的控制器对出口依赖较高,中低端机器人的控制器国际根本可以完成自给

  而伺服电机的技术门槛绝对较低,与国际差距绝对较小,目前国际局部企业已能完成自给,如埃斯顿、新时达的局部机器人已开端运用自行研制的控制器和伺服零碎,但高端市场仍被日本、欧美名企占据,占据近80%的市场份额。

  数控机床

  目前我国数控机床已有较高产量程度。数控机床是一种装有顺序控制零碎的自动化机床,该控制零碎可以处置具有控制编码或其他符号指令规则的顺序,经过信息载体输出到数控安装,经运算处置由数控安装收回控制信号,控制机床举措,从而自动停止零件加工。

  数控机床次要用于金属切削和金属成形,从构造下去看,2015年1-10月年中国数控金属切削机床、数控金属成形机床(数控锻压设备)产量辨别为19.7万台、2.0万台,同比下降7.1%、4.6%,但仍坚持较高产量程度。

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  依据中国产业信息网预测,估计我国2017年数控金属切削机床、数控金属成形机床(数控锻压设备)产量将辨别到达25.3万台、2.76万台,将来五年(2017-2021)年均复合增长率约辨别为3.47%、6.33%。

  高端数控仍处于起步阶段。我国目前处于数控机床的智能化技术起步阶段,现阶段大局部的数控机床还不具有智能化功用,自主消费的数控机床次要以中低端产品为主,高端数控机床(数控零碎)次要依托出口,2016年我国数控机床出口额约26亿美元。

  国际机床行业市场集中度并不高,次要的市场参与者包括沈阳、大连、济南、秦川等机床厂,出口数控机床次要来自西门子、发那科、三菱等外企数控零碎方面,国产数控零碎厂家次要为华中数控、广州数控、大连光洋、沈阳高精和航天数控等。

  目前这5家数控企业均对数控零碎软硬件平台等一批高端数控零碎关键技术有所打破,高端数控机床被列入&ldquo中国制造2025&rdquo目的,到2020年,国际市场占有率超越70% 。

  目前该行业的示范功效已获得了一定效果, 由云南CY集团承当的工信部《高档数控车床制造数字化车间的研制与示范使用》于2016年8月经过验收,该项目的关键设备数控化率100%。

  3. 工业信息化

  工业信息化以工业软件为主,工业软件是指在工业范畴停止设计、消费、管理等环节使用的软件,可以被划分为零碎软件、使用软件和两头件(介于这两者之间),其中零碎软件为计算机运用提供最根本的功用,并不针对某一特定使用范畴

  使用软件则可以依据用户需求提供针对性功用,在智能制造流程中,工业软件次要担任从事消费控制、运营管理、研发设计等方面停止优化、仿真、出现、决策等职能。

  全球各类工业软件开展呈较大差别。由于制造企业的不同开展阶段,对工业软件的功用和技术需求也会呈现差别,从而招致每一类工业软件在产业开展中出现较大差别。

  依据Gartner统计,2011年以来,全球工业软件市场规模每年坚持约6%的速度增长。其中研发设计类软件的重要性有所提升,制造企业在产品生命周期各阶段对仿真软件的使用增多,CAE软件在制造业各范畴的使用日益普遍,坚持8%左右的增速

  传统管理软件稳步增长,管理软件市场进入成熟期,规模坚持颠簸上升,增速有所放缓ERP等绝对成熟的市场放慢转向按需付费的软件效劳形式,在一定水平上影响了行业支出的增长速度。近年来,消费管理类软件市场空间进一步翻开,MES软件成为智能工厂多个环节数据交流的中心。

  截止2015年全球MES软件的规模到达78亿美元,维持17%左右的高增长率。客户管理和供给链管理软件的高速增长也反映出制造企业顺应&ldquo网络化协同制造&rdquo的要求,愈加注重与消费者和产业链的信息交流。

  目前产业格式仍是欧美企业主导。从产业格式看,目前全球工业软件产业次要由欧美企业主导,呈&ldquo两极多强&rdquo态势,SAP、Siemens在多个范畴均崭露头角,而IBM、达索零碎和Salesforce.com在各自专业范畴构成了一定优势。

  其中ERP软件产业格式绝对波动,SAP和Oracle两家企业占据主导,属于一线ERP软件,Infro、Sage、Microsoft从属二线在CRM范畴中,Salesforce 占据全球CRM市场第一位,且开展迅速,其成功来自基于SaaS的云效劳形式

  CAD产业的主导者是Autodesk和达索零碎,且随着仿真、设计技术与先进技术的结合,逐步呈现新的参与者MES软件具有较强的行业使用特性,与特定的行业关系严密,需求少量行业范畴知识的积聚,因而构成不同MES厂家占据不同行业的场面。

  国际企业市占比偏低,程度与抢先企业有较大差距。在国际市场方面,国产软件企业在研发设计、业务管理和消费调度、进程控制三类软件中均有一定市场份额,但在某些细分范畴仍与国外抢先软件企业差距较大,属于行业末端跟随者的角色。

  国际市场排名前五位的国际厂商占据全体市场份额较低,且其96%的销售在国际市场,全球份额缺乏0.3%。以后我国工业软件产品多集中于OA、CRM等门槛较低的软件类型,而国外产品在MES、ERP、PLM等主流工业软件市场上占据主导,波动性与可用性均强于国际产品。

  同时国际工业软件产品虽然价钱较低,但是功能良莠不齐,与其他厂商软件的兼容性较差,继续效劳程度无法保证,市场对国际产品的决心和认可水平总体偏弱。

  4. 工业互联/物联网

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  国际RFID、机器视觉等物联技术开展处于初期。相较于欧美兴旺国度,我国在RFID、机器视觉、传感器等物联技术和设备产业上的开展还较为落后,如我国RFID企业总数虽然超越百家,但是缺乏关键中心技术,尤其是芯片、两头件等方面,目前还未构成成熟的RFID产业链。

  虽然中低、高频标签封装技术在国际曾经根本成熟,但只要极多数企业曾经具有了超高频读写器设计制造才能机器视觉方面,国际机器视觉厂商多是引进国外的产品,在此根底上做零碎集成方面的任务,实践从事消费机器视觉产品的企业十分互联网思维,就是在(移动)互联网+、大数据、云计算等科技不断发展的背景下,对市场、用户、产品、企业价值链乃至对整个商业生态进行重新审视的思考方式。少。

  传感器行业开展绝对成熟。相较于RFID、机器视觉产业开展,国际传感器行业开展绝对成熟,目前国际已有1700多家从事传感器消费和研发的企业,其中从事微零碎研制、消费的有50多家,已建成三大传感器消费基地(安徽、陕西、黑龙江)。

  传感器使用四大范畴为工业及汽车电子产品、通讯电子产品、消费电子产品公用设备。传感器作为一种信息检测安装,能将监测到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需方式的信息输入,与RFID(射频辨认技术)、机器视觉等物联设备一同运用于产品制造以及全生命周期,从而完成对产品制造与效劳进程及全生命周期中制造资源与信息资源的静态感知、智能处置与优化控制、工艺和产品的创新等。

  我国传感器有赖出口,技术差距仍分明。目前全球约有40个国度从事传感器研制、消费和使用开发,其中美、日、德等国的市场总占有率近60%,如德国海德汉、英国雷尼绍。相比下,我国传感器企业95%以上属小型企业,传感器技术程度偏低、研发实力较弱、规模偏小、产业集中度低。

  依据《配备制造》数据,2015年全球市场约1770亿美元,估计在将来五年内,全球一切的传感器范畴的复合年增长率都将超越15%,2015年我国传感器销售额打破1300亿元,但95%以上均为出口配套构成。

  目前在全球范围内有2万多种传感器,我国能完全国产的品种大约只要6000多种,且品种远远不能满足国际消费生活的需求,传感器在严重技术配备中所占价值量缺乏5%,技术攻关及产业化难度大,较严重技术配备主机与国外先进程度差距更大。传感技术及产品已成为制约智能制造工业物联网等产业开展的瓶颈。

  5. 智能消费

  3D打印技术日渐成熟。3D打印技术,也称&ldquo增材制造&rdquo或&ldquo增量制造&rdquo,是基于三维CAD模型数据,经过添加资料逐层制造,将直接制造与相应数学模型结合的一种制造办法。它涵盖了产品生命周期前端的&ldquo疾速原型&rdquo和全消费周期的&ldquo疾速制造&rdquo相关的一切打印工艺、技术、设备类别和使用。

  增材制造技术第一次呈现于1980年,第一次使用是在汽车的原型设计方面。经过研讨者和企业近30年来的努力,3D打印技术曾经渐趋成熟,衍生出7种重要的子技术(资料挤出型、粉末床熔化、光聚分解型、粘合剂放射成型、资料注射成型、熔融堆积成型、层压成型)。

  全球的3D打印产业链已初步构成。全球的3D打印产业链包括3D打印消费制造商(消费3D打印机和开发增材制造子技术)、原材供给商(高分子资料和金属资料)、3D打印软件、3D扫描(产品实物扫描录入电脑生成打印模型)、产品效劳商等。其中设备制造是3D市场最重要的组成局部,占据市场最大份额。

  其中次要消费制造商有斯川塔斯(Stratasys)、3Dsystems、EOS、ConceptLaser、SLMSolutions、ExOne和Ultimaker,这些制造商除了消费3D打印配套设备外,还提供相关软件、资料、技术、征询和其他效劳等

  原资料供给商提供3D打印所需原资料,其中涵盖资料制备、资料热处置和后续烧结工艺等各个方面,目前高分子类原资料次要使用于桌面级的3D打印机,而金属类原资料次要使用于工业级的3D打印,桌面级3D打印机门槛低、设计复杂,普通是企业进军3D打印范畴切入口,随着工业消费技术的扩展,工业级3D打印无望逐渐崛起。

  3D打印市场规模坚持高速增长。Gartner发布的数据显示,2016年全球3D打印市场规模为70亿美元,至2020年将到达212亿,将来五年复合增速为32%。虽然增长明显,但现实上3D仅占到全球制造业市场的0.04%,市场潜力还未完全开发。

  目前全球市场次要散布于欧美国度(市场占比超60%),竞争格式也绝对集中,其中Stratasys、3DSystems和EOS三家3D设备制造商市场份额占到整个3D打印市场的70%,3D打印效劳商也是Materialise和ProtoLabs两家独大,市场份额占10%。

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  消费电子和汽车行业使用较多,原型设计及产品开端是次要使用范畴。外行业使用方面,消费电子和汽车行业各自奉献了3D打印总支出的20%,这些行业将3D打印技术次要使用于产品的原型设计。除此之外,手机制造商也逐步运用3D技术制造产品零部件。

  医疗器械行业作为第3大3D打印市场,需求量正在迅速增长,运用3D打印技术大批量定制产品,如人体助听器等。目前,3D打印在制造业适用方面次要有:原型设计(25%)、产品开发(16%)、想法验证(11%)。

  但国际3D打印行业在商业化进程中开展仍绝对较慢,而且完好的产业链尚未构成。我国3D打印的研讨起步于20世纪90年代,发端于高校,走产学研协同之路,高校中树立的技术研发中心和实验室次要担任资料成型技术方面的研发,2016年10月成立了中国增材制造产业联盟,国度增材制造创新中心建立方案也经过了专家论证。

  近年来,我国3D打印产业曾经在打印机的研发方面有了小规模的开展,目前在分层实体制造技术以及电子束消融技术等方面有了一定的打破,截止2015年全球3D打印市场的占比升至14.96%。但由于一些打印资料被国外垄断,市场需求没有较好的开发,招致我国该产业的开展依然较为迟缓。

  桌面级3D打印由于行业壁垒较低,价钱竞争较为剧烈,国际企业绝对外企具有一定价钱优势,代表企业是北京太尔时代、浙江闪铸、珠海西通等

  工业级3D打印目前次要是国外巨头(经过代理商方式)和我国具有技术实力的企业停止竞争,行业竞争者较小,由于次要是技术竞争,虽然国际企业与国外企业目前仍存在差距,但局部研发早、技术成熟的国际企业曾经构成追逐之势。

  国际机器视觉企业异样面临起步晚、技术差等成绩。我国机器视觉的起步比拟晚,行业的集中度不高,最开端次要是以代理商方式停止国外品牌代理,目前较多经销商已开端推出自有品牌的产品,但是外行业散布、渠道分销以及成熟的自动化产品有着分明的差别。

  目前国际机器视觉企业次要位于珠三角、长三角及环渤海地域,企业重点散布在广东、浙江、江苏、上海等省市,企业类型以民营企业为主,公司规模大多为中小型企业,在规模上难以与国外的主流公司产品竞争,国际机器视觉的绝对成熟的自动化产质量量以及技术含量偏低,市场也远远没有饱和。