2017年5月17日國務(wù)院召開(kāi)常務(wù)會(huì )議,指出下一步深入實(shí)施《中國制造2025》,把發(fā)展智能制造作為主攻方向。
擴大試點(diǎn)示范城市(群)覆蓋面,選擇20至30個(gè)基礎條件好、示范帶動(dòng)作用強的城市(群),繼續開(kāi)展“中國制造2025”試點(diǎn)示范創(chuàng )建工作,以試點(diǎn)示范推進(jìn)《中國制造2025》深入實(shí)施。
面對國際產(chǎn)業(yè)競爭形勢、國內經(jīng)濟轉型的改革需求,我們認為下一階段主要的風(fēng)口在“智能制造”。2017年智能制造試點(diǎn)正在申報中,值得市場(chǎng)關(guān)注。
一 、下一階段主要的風(fēng)口在“智能制造”
落子智能制造, 緊跟全球發(fā)展競爭形勢。前三次工業(yè)革命都有明顯的標志,如蒸汽、電力、可編程計算機,第四次工業(yè)革命已經(jīng)到來(lái),以互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)智能化、工業(yè)一體化為代表,各個(gè)國家都嘗試定義。
美、德先后于2012年2月、2013年4月推出工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)制造業(yè)戰略計劃,其實(shí)質(zhì)即是智能制造。我國為了適應全球經(jīng)濟發(fā)展新形勢,也適時(shí)提出了中國制造2025、互聯(lián)網(wǎng)+等一系列戰略計劃,因為智能制造可能成為我國在此次技術(shù)創(chuàng )新競爭中實(shí)現彎道超車(chē)的契機。
第四次工業(yè)革命帶來(lái)的智能制造對我國影響巨大,一是7000-8000萬(wàn)產(chǎn)業(yè)就業(yè)人群;二是大量制造業(yè)產(chǎn)品出口;三是涉及我國軍事安防,以上均需要未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)融合的智能制造來(lái)實(shí)現。如果錯失緊跟這一輪工業(yè)革命的步伐,對整個(gè)國家的發(fā)展有較大的影響。
互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入工業(yè)化第二階段,未來(lái)十年發(fā)展方向具有確定性?;ヂ?lián)網(wǎng)來(lái)到中國,首先進(jìn)入的是第三產(chǎn)業(yè),迎來(lái)“消費互聯(lián)網(wǎng)”的黃金15年,其間產(chǎn)生了阿里巴巴等重量級企業(yè)?,F在工業(yè)4.0到來(lái),實(shí)際上即宣布互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始進(jìn)入工業(yè),這是互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的第二個(gè)時(shí)期。
2013年全球的第四次工業(yè)革命迎來(lái)戰略升級,目前中國有450萬(wàn)制造業(yè)企業(yè),這些企業(yè)在未來(lái)10年或20年,至少有20%的企業(yè)要轉型成自動(dòng)化、智能化生產(chǎn),一個(gè)數以十萬(wàn)億計的市場(chǎng)正在緩緩展開(kāi)。
供給側改革初現成果,制造業(yè)升級正當時(shí)。自2016年中央經(jīng)濟工作會(huì )議明確提出深化供給側結構性改革以來(lái),推進(jìn)“三去一降一補”任務(wù)已有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,產(chǎn)能過(guò)剩、庫存過(guò)大、杠桿偏高、成本高企、短板約束等重大結構性失衡問(wèn)題均有所破解,為經(jīng)濟轉型升級掃清障礙、蓄積動(dòng)能。
中國經(jīng)濟注入新動(dòng)力無(wú)外乎兩種途徑:一是將經(jīng)濟增長(cháng)由投資導向型逐漸轉向消費導向型,目前“消費互聯(lián)網(wǎng)”已有所發(fā)力;二是提升制造業(yè)的水平,讓制造業(yè)重新成為驅動(dòng)中國經(jīng)濟的核心力量。
過(guò)去制造業(yè)由于加工貿易和中低端商品加工并不要求技術(shù)和創(chuàng )新,中國制造業(yè)水平并未隨經(jīng)濟總量一同攀升,同時(shí)導致大量高附加值產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口,由于無(wú)法輸出高附加值產(chǎn)品,我國制造業(yè)中只有少數領(lǐng)域有企業(yè)能夠在世界立足。
當下時(shí)點(diǎn),傳統資源型工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行供給側改革已初現成果,此后的經(jīng)濟動(dòng)能培養將逐步提上重要日程,2017年5月17日國務(wù)院召開(kāi)常務(wù)會(huì )議,指出下一步深入實(shí)施《中國制造2025》,把發(fā)展智能制造作為主攻方向。
二 、產(chǎn)業(yè)鏈及細分行業(yè)要點(diǎn)梳理
智能制造體系是基于新一代信息技術(shù),貫穿設計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節,是先進(jìn)制造過(guò)程、系統與模式的總稱(chēng)。
其中智能制造過(guò)程是指通過(guò)自動(dòng)化裝備及通信技術(shù)實(shí)現生產(chǎn)自動(dòng)化,并能夠通過(guò)各類(lèi)數據采集技術(shù),以及應用通信互聯(lián)手段,將數據連接至智能控制系統,并將數據應用于企業(yè)統一管理控制平臺,從而提供優(yōu)化的生產(chǎn)方案、協(xié)同制造和設計、個(gè)性化定制,然后實(shí)現智能化生產(chǎn)。
智能制造發(fā)展需經(jīng)歷自動(dòng)化、信息化、互聯(lián)化、智能化四個(gè)階段。智能制造發(fā)展需經(jīng)歷不同的階段,每一階段都對應著(zhù)智能制造體系中某一核心環(huán)節的不斷成熟,分為四個(gè)階段。
分別為自動(dòng)化(淘汰、改造低自動(dòng)化水平的設備,制造高自動(dòng)化水平的智能裝備)、信息化(產(chǎn)品、服務(wù)由物理到信息網(wǎng)絡(luò ),智能化元件參與提高產(chǎn)品信息處理能力)、互聯(lián)化(建設工廠(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)、數據網(wǎng)、工廠(chǎng)間互聯(lián)網(wǎng),裝備實(shí)現集成)、智能化(通過(guò)傳感器和機器視覺(jué)等技術(shù)實(shí)現智能監控、決策)。
我國目前仍處于“工業(yè)2.0”(電氣化)的后期階段,“工業(yè)3.0”(信息化)還待普及,“工業(yè)4.0”正在嘗試盡可能做一些示范,制造的自動(dòng)化和信息化正在逐步布局。
1. 自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)集成
國內系統集成商正在崛起。系統集成方案解決商處于相對于智能設備的下游應用端,為終端客戶(hù)提供應用解決方案,負責工業(yè)機器人軟件系統開(kāi)發(fā)和集成。目前我國系統集成商多是從國外購買(mǎi)機器人整機,根據不同行業(yè)或客戶(hù)的需求,制定符合生產(chǎn)需求的解決方案。
業(yè)務(wù)形式主要以大型項目(關(guān)鍵設備生產(chǎn)線(xiàn)的集成,如機器人工作島)和工廠(chǎng)的產(chǎn)線(xiàn)技術(shù)改造為載體,對現有設備進(jìn)行升級和聯(lián)網(wǎng),提供工業(yè)控制、傳動(dòng)、通訊、生產(chǎn)與管理信息等方面的系統設計、系統成套、設備集成及EPC工程等服務(wù)。
在系統集成應用領(lǐng)域,外資系統集成商包括ABB、柯瑪、KUKA等,國內先進(jìn)的系統集成商包括新松機器人、大連奧托、成焊寶瑪、曉?shī)W享榮等。
應用市場(chǎng)主要集中于汽車(chē)工業(yè),市場(chǎng)規模已超百億。目前國內智能制造系統集成領(lǐng)域,大部分集中于汽車(chē)工業(yè),2016年國內機器人下游應用領(lǐng)域中,占比較大的是汽車(chē)制造(48%),其次是3C制造(24%)。
根據中汽協(xié)數據,2015年汽車(chē)整車(chē)、零部件制造業(yè)固定資產(chǎn)投資額分別為2724.16 億、8685.49億,若按整車(chē)及零部件行業(yè)機器人占固定資產(chǎn)投資額比值分別為1%、0.2%來(lái)估計機器人本體市場(chǎng)規模,并在此基礎上估計系統集成市場(chǎng)規模,則2016年系統集成市場(chǎng)空間就已達134-178億。
中投顧問(wèn)產(chǎn)業(yè)研究中心預測顯示,至2020年系統集成規模有望接近830億,2016-2020年期間復合增速可達20%。
其他應用領(lǐng)域不斷擴圍。隨著(zhù)國內自主品牌整車(chē)企業(yè)的崛起,近年來(lái)國內系統集成企業(yè)份額開(kāi)始不斷提升,機器人產(chǎn)品認可度的不斷提高,系統集成應用領(lǐng)域也擴展至一般工業(yè);
根據中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數據,2016年上半年國產(chǎn)工業(yè)機器人應用行業(yè)進(jìn)一步拓寬至農副食品加工業(yè),酒、飲料和精制茶制造業(yè),醫藥制造業(yè),餐飲業(yè)等,較2014年增加6個(gè)行業(yè)中類(lèi)、21個(gè)行業(yè)小類(lèi);
其中金屬制造業(yè)行業(yè)和以家用電器制造、電子元器件、計算機和外部設備制造等為代表的電器機械和器材制造行業(yè),在國產(chǎn)工業(yè)機器人銷(xiāo)售總量中的占比較高,分別占31%和23%,汽車(chē)以外其它領(lǐng)域的系統集成正在迅速增加。
2. 自動(dòng)化裝備
工業(yè)機器人
工業(yè)機器人銷(xiāo)量得到快速提升。由于人工成本的增加和產(chǎn)業(yè)轉型升級的需求,我國的工業(yè)機器人自2010年始,表現了大幅增長(cháng),此后銷(xiāo)量增速保持在20%-50%的較高水平。
根據IFR初步統計數據,2016年我國工業(yè)機器人銷(xiāo)量已高達9萬(wàn)臺,較2015年增長(cháng)31.28%,顯著(zhù)高于全球工業(yè)機器人14%的銷(xiāo)量增速,其中中國工業(yè)機器人銷(xiāo)量占全球銷(xiāo)量比重以達31%,我國工業(yè)機器人的需求有了顯著(zhù)增長(cháng),成為全球的重要市場(chǎng)。
目前工業(yè)機械人需求仍高度依賴(lài)進(jìn)口,每年的進(jìn)口量往往高于當年銷(xiāo)量,但2015年數據已顯示進(jìn)口量4.67萬(wàn)臺低于當年銷(xiāo)量的6.85萬(wàn)臺,可見(jiàn)我國自主生產(chǎn)的工業(yè)機器人也逐步得到市場(chǎng)的認可。
我國工業(yè)機器人密度仍偏低。從工業(yè)機器人的普及使用情況看,截止2015年我國每萬(wàn)人擁有工業(yè)機器人的數量已升至49臺,雖然仍顯著(zhù)低于全球每萬(wàn)人69臺,但較2011年我國每萬(wàn)人10臺已有顯著(zhù)提升,目前水平已接近2010年時(shí)全球的每萬(wàn)人50臺。
2013年工信部曾下發(fā)《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見(jiàn)》,提出到2020年機器人密度達到100。由此預計,截止2020年,我國工業(yè)機器人有50萬(wàn)臺的需求空間,按照年均10萬(wàn)臺及均價(jià)10萬(wàn)/臺來(lái)估算,在不考慮出口的情況下,國內工業(yè)機器人本體的市場(chǎng)空間未來(lái)5年每年保守估計均有100億。
行業(yè)發(fā)展主要受制于重要核心零部件 、工控系統依賴(lài)于進(jìn)口。工業(yè)機器人的核心零部件主要包括減速器、伺服系統、控制系統三部分,對應著(zhù)執行系統、驅動(dòng)系統、控制系統,多軸工業(yè)機器人的成本中分別占比分別為36%、24%、12%。
其中減速器成本占比較大且對精度要求高,而全球減速器行業(yè)集中度較高,目前基本被日本的納博特斯克(Nabtesco)和哈默納科(Harmonic Drive)所壟斷,全球市場(chǎng)份額超75%;控制器方面,復雜工業(yè)機器人的控制器對進(jìn)口依賴(lài)較高,中低端機器人的控制器國內基本能夠實(shí)現自給;
而伺服電機的技術(shù)門(mén)檻相對較低,與國際差距相對較小,目前國內部分企業(yè)已能實(shí)現自給,如埃斯頓、新時(shí)達的部分機器人已開(kāi)始使用自行研制的控制器和伺服系統,但高層市場(chǎng)仍被日本、歐美名企占據,占據近80%的市場(chǎng)份額。
數控機床
目前我國數控機床已有較高產(chǎn)量水平。數控機床是一種裝有程序控制系統的自動(dòng)化機床,該控制系統能夠處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,通過(guò)信息載體輸入到數控裝置,經(jīng)運算處理由數控裝置發(fā)出控制信號,控制機床動(dòng)作,從而自動(dòng)進(jìn)行零件加工。
數控機床主要用于金屬切削和金屬成形,從結構上來(lái)看,2015年1-10月年中國數控金屬切削機床、數控金屬成形機床(數控鍛壓設備)產(chǎn)量分別為19.7萬(wàn)臺、2.0萬(wàn)臺,同比下降7.1%、4.6%,但仍保持較高產(chǎn)量水平。
根據中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)預測,預計我國2017年數控金屬切削機床、數控金屬成形機床(數控鍛壓設備)產(chǎn)量將分別達到25.3萬(wàn)臺、2.76萬(wàn)臺,未來(lái)五年(2017-2021)年均復合增長(cháng)率約分別為3.47%、6.33%。
數控仍處于起步階段。我國目前處于數控機床的智能化技術(shù)起步階段,現階段大部分的數控機床還不具備智能化功能,自主生產(chǎn)的數控機床主要以中低端產(chǎn)品為主,數控機床(數控系統)主要依靠進(jìn)口,2016年我國數控機床進(jìn)口額約26億美元。
國內機床行業(yè)市場(chǎng)集中度并不高,主要的市場(chǎng)參與者包括沈陽(yáng)、大連、濟南、秦川等機床廠(chǎng),進(jìn)口數控機床主要來(lái)自西門(mén)子、發(fā)那科、三菱等外企;數控系統方面,國產(chǎn)數控系統廠(chǎng)家主要為華中數控、廣州數控、大連光洋、沈陽(yáng)高精和航天數控等。
目前這5家數控企業(yè)均對數控系統軟硬件平臺等一批數控系統關(guān)鍵技術(shù)有所突破,數控機床被列入“中國制造2025”目標,到2020年,國內市場(chǎng)占有率超過(guò)70% 。
目前該行業(yè)的示范效用已取得了一定成果, 由云南CY集團承擔的工信部《數控車(chē)床制造數字化車(chē)間的研制與示范應用》于2016年8月通過(guò)驗收,該項目的關(guān)鍵設備數控化率100%。
3. 工業(yè)信息化
工業(yè)信息化以工業(yè)軟件為主,工業(yè)軟件是指在工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行設計、生產(chǎn)、管理等環(huán)節應用的軟件,可以被劃分為系統軟件、應用軟件和中間件(介于這兩者之間),其中系統軟件為計算機使用提供基本的功能,并不針對某一特定應用領(lǐng)域;
應用軟件則能夠根據用戶(hù)需求提供針對性功能,在智能制造流程中,工業(yè)軟件主要負責從事生產(chǎn)控制、運營(yíng)管理、研發(fā)設計等方面進(jìn)行優(yōu)化、仿真、呈現、決策等職能。
全球各類(lèi)工業(yè)軟件發(fā)展呈較大差異。由于制造企業(yè)的不同發(fā)展階段,對工業(yè)軟件的功能和技術(shù)需求也會(huì )出現差異,從而導致每一類(lèi)工業(yè)軟件在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中呈現較大差異。
根據Gartner統計,2011年以來(lái),全球工業(yè)軟件市場(chǎng)規模每年保持約6%的速度增長(cháng)。其中研發(fā)設計類(lèi)軟件的重要性有所提升,制造企業(yè)在產(chǎn)品生命周期各階段對仿真軟件的應用增多,CAE軟件在制造業(yè)各領(lǐng)域的應用日益廣泛,保持8%左右的增速;
傳統管理軟件穩步增長(cháng),管理軟件市場(chǎng)進(jìn)入成熟期,規模保持平穩上升,增速有所放緩;ERP等相對成熟的市場(chǎng)加快轉向按需付費的軟件服務(wù)模式,在一定程度上影響了行業(yè)收入的增長(cháng)速度。近年來(lái),生產(chǎn)管理類(lèi)軟件市場(chǎng)空間進(jìn)一步打開(kāi),MES軟件成為智能工廠(chǎng)多個(gè)環(huán)節數據交換的核心。
截止2015年全球MES軟件的規模達到78億美元,維持17%左右的高增長(cháng)率??蛻?hù)管理和供應鏈管理軟件的高速增長(cháng)也反映出制造企業(yè)順應“網(wǎng)絡(luò )化協(xié)同制造”的要求,更加重視與消費者和產(chǎn)業(yè)鏈的信息交流。
目前產(chǎn)業(yè)格局仍是歐美企業(yè)主。從產(chǎn)業(yè)格局看,目前全球工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)主要由歐美企業(yè)主,呈“兩極多強”態(tài)勢,SAP、Siemens在多個(gè)領(lǐng)域均嶄露頭角,而IBM、達索系統和Salesforce.com在各自領(lǐng)域形成了一定優(yōu)勢。
其中ERP軟件產(chǎn)業(yè)格局相對穩定,SAP和Oracle兩家企業(yè)占據先手,屬于一線(xiàn)ERP軟件,Infro、Sage、Microsoft隸屬二線(xiàn);在CRM領(lǐng)域中,Salesforce 占據全球CRM市場(chǎng)前列,且發(fā)展迅速,其成功來(lái)自基于SaaS的云服務(wù)模式;
CAD產(chǎn)業(yè)的帶領(lǐng)者是Autodesk和達索系統,且隨著(zhù)仿真、設計技術(shù)與先進(jìn)技術(shù)的結合,逐漸出現新的參與者;MES軟件具有較強的行業(yè)應用特性,與特定的行業(yè)關(guān)系緊密,需要大量行業(yè)領(lǐng)域知識的積累,因此形成不同MES廠(chǎng)家占據不同行業(yè)的局面。
國內企業(yè)市占比偏低,水平與先進(jìn)企業(yè)有較大差距。在國內市場(chǎng)方面,國產(chǎn)軟件企業(yè)在研發(fā)設計、業(yè)務(wù)管理和生產(chǎn)調度、過(guò)程控制三類(lèi)軟件中均有一定市場(chǎng)份額,但在某些細分領(lǐng)域仍與國外先進(jìn)軟件企業(yè)差距較大,屬于行業(yè)末端跟隨者的角色。
文章來(lái)源:智能制造