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            制造業升級正當時 智能制造產業鏈及細分產業重點梳理

            智能制造本質是新一代信息技術與制造業的深度融合。新一代信息技術貫穿于設計、生產、管理、服務、回收利用等制造活動的各個環節,通過組織研發具有信息深度感知、智慧優化決策、精準控制自執行的智能裝備及智能化生產線,以達到縮短產品研制周期、降低資源能源消耗、降低運營成本、提高生產效率、提升產品質量的目標。

            智能制造的核心構成

            智能制造集軟件、電子、控制、機械于一體,以智能生產終端為核心,主要由“云”、“網”、“端”三方面構成。

            云,是指工業大數據及云計算。自動化設備產生的大量數據通過傳感系統等路徑,實現采集、反應和預測,形成可行為的大數據,幫助制造形成從生產到銷售的整個閉環。

            網,是指工廠內物聯網及覆蓋產業鏈整體的工業互聯網。目前,國內制造業信息化升級,可采用傳感器、RFID、機器視覺、人臉識別等20余種方式來實現工業數據的采集和匯總。

            端,是指智能機床、機器人、傳感器、機器視覺等智能生產設備,AGV、服務機器人等智能物流設備以及智能制造在其他領域的應用。中長期角度來看,智能生產設備后續的競爭力取決于其對硬件與軟件結合的能力。

            當前,新一輪科技革命和產業變革不斷深入,制造業呈現出數字化、網絡化、智能化發展趨勢,智能制造作為重要的一個發展方向,正在不斷地突破新技術、催生新業態,推動制造業升級。智能制造的智能化、數據化、少人化優勢在疫情期間充分凸顯,讓國人看到其改善生產、生活的巨大潛力。

            智能制造產業鏈

            從產業鏈來看,智能制造可劃分為感知層、網絡層、執行層、應用層。

            智能制造

            智能制造上游是制造行業的零部件以及感知層次的相關產品。中游是網絡層的相關信息技術、管理軟件等。下游是執行層和應用層,以機器視覺、3D打印為產品構成的自動化生產線和智慧工廠。

            智能制造細分產業鏈可分為:系統集成商、智能裝備、工業數據庫和云計算、工業成產軟件、工業互聯網、智能生產。

            智能生產

            細分產業1:系統集成

            智能制造系統集成指以自動化、網絡化為基礎,以數字化為手段,以智能制造為目標,借助新一代信息通信技術,通過工業軟件、生產和業務管理系統、智能技術和裝備的集成,幫助企業實現縱向集成、橫向集成的各類智能化解決方案的總稱。其中縱向集成是指在智能工廠內部,把現場層、控制層、車間管理層有機整合在一起,同時確保這些信息能夠傳輸到生產資源計劃(ERP);橫向集成是指將各種不同制造階段的智能系統集成在一起,既包括一個公司內部的材料、能源和信息的配置,也包括不同公司之間的價值網絡的配置。

            中國智能制造系統集成市場受益于國家大力推動智能制造和工業互聯網發展、智能制造系統解決方案供應商聯盟加速細分行業滲透、制造業核心工藝技術加速突破等利好,在2018年整體規模持續保持較高增速,2018年整體規模達到1548億元,到2021年將達2837億元,并將有效帶動我國制造業整體水平發展,加速向新一代智能制造轉型升級的步伐。


            未來中國智能制造系統集成將呈現四大發展趨勢:①智能制造系統集成引領設備供應商及軟件集成商融合發展新方向,有望成為智能制造龍頭企業發展核心模式。②京津冀、長三角及珠三角地區依舊是智能制造系統集成發展領先區域,其中尤以京津冀地區企業集中程度最高。③局部解決方案仍舊是市場主流,但是國內企業需要積極向整體解決方案領域發力,力爭突破國際龍頭企業在該領域的行業壟斷地位。④邊緣智能技術加速應用將打破傳統設備集中式軟件集成發展思路,使邊緣端設備成為集成新端口。


            細分產業2:智能制造裝備

            智能制造裝備是指具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備,它是先進制造技術、信息技術和智能技術的集成和深度融合。智能制造裝備已經形成了完善的產業鏈,包括關鍵基礎零部件、智能化高端裝備、智能測控裝備和重大集成裝備四大環節。

            在國家政策推動,制造業技術轉型升級等背景下,中國智能制造產業發展迅速,對產業發展和分工格局帶來深刻影響。2016年我國智能制造裝備產值規模突破1萬億,2018年突破15000億,預計2020產值規模將突破2萬億。


            細分產業3:云計算

            云計算作為新一代信息技術的基石,也是智能制造的核心平臺。云計算深入滲透到制造企業的所有業務流程,能夠根據用戶的業務需求,經濟、快捷地進行IT資源分配,實現實時、近實時IT交付和管理,快速響應不斷變化的個性化服務需求。不僅有助于促進創造優質附加值和制造業生產效率的提升,同時提升了制造企業整體競爭力,靈活應對復雜的國際環境變化,為經濟全球化環境下制造企業實現智能制造打下堅實基礎。

            目前,中國云計算市場處于快速發展階段。隨著云計算的應用場景的不斷拓展,云計算的應用已深入到政府、金融、工業、交通、物流等傳統領域。當前,中國云計算市場規模整體規模較小,與全球市場規模仍存在一定的差距。預計到2021年,我國公有云服務市場規模將達到2119.5億元。


            細分產業4:工業互聯網

            工業互聯網是滿足工業智能化發展需求,具有低時延、高可靠、廣覆蓋特點的關鍵網絡基礎設施,是新一代信息通信技術與先進制造業深度融合所形成的新興業態與應用模式。工業互聯網作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物,日益成為新工業革命的關鍵支撐和深化“互聯網+先進制造業”的重要基石,對未來工業發展產生全方位、深層次、革命性影響。

            據中國信通院政策與經濟研究所所長辛勇飛介紹,測算表明,2018年、2019年我國工業互聯網產業經濟增加值規模分別為1.42萬億元、2.13萬億元,占GDP比重分別為1.5%、2.2%。預計2020年,我國工業互聯網產業經濟規模將達3.1萬億元,占GDP比重為2.9%,同時可帶動約255萬個新增就業崗位。


            國內RFID等物聯技術發展處于初期。相較于歐美發達國家,我國在RFID、傳感器等物聯技術和設備產業上的發展還較為落后,如我國RFID企業總數雖然超過百家,但是缺乏關鍵核心技術,尤其是芯片、中間件等方面,目前還未形成成熟的RFID產業鏈。

            傳感器行業發展相對成熟。目前國內已有1700多家從事傳感器生產和研發的企業,其中從事微系統研制、生產的有50多家,已建成三大傳感器生產基地。我國傳感器有賴進口,技術差距仍明顯。目前全球約有40個國家從事傳感器研制、生產和應用開發,其中美、日、德等國的市場總占有率較高。相比下,我國傳感器企業以小型企業為主,傳感器技術水平偏低、研發實力較弱、規模偏小、產業集中度低。


            細分產業5:智能生產

            智能生產主要包括機器視覺、3D打印。機器視覺是一種基礎功能性技術,是機器人自主行動的前提,能夠實現計算機系統對于外界環境的觀察、識別以及判斷等功能。目前,中國的機器視覺行業正處于快速發展階段,是世界機器視覺發展最活躍的地區之一。

            以智能手機為代表的,全面屏、指紋識別、虹膜識別、柔性屏等新產品乃至整個電子制造領域,對機器視覺也提出了史無前例的精度標準。為了應付層出不窮的新應用需求,工業相機的設計也出現了新的發展方向。由此看來,工業4.0離不開智能制造,智能制造離不開機器視覺。機器視覺是實現工業自動化和智能化的必要手段,也是人類視覺在機器上的延伸。

            目前,中國的機器視覺行業正處于快速發展階段,是世界機器視覺發展最活躍的地區之一。受益于配套基礎設施不斷完善、制造業總體規模持續擴大、智能化水平不斷提高、政策利好等因素,中國機器視覺市場需求不斷增長。據數據顯示,2018年中國機器視覺市場規模首次超過100億元。隨著行業技術提升、產品應用領域更廣泛,未來機器視覺市場將進一步擴大,預計2021年市場規模將逼近180億元。


            3D打印技術,也稱“增材制造”或“增量制造”,是基于三維CAD模型數據,通過增加材料逐層制造,將直接制造與相應數學模型結合的一種制造方法。它涵蓋了產品生命周期前端的“快速原型”和全生產周期的“快速制造”相關的所有打印工藝、技術、設備類別和應用。目前,3D打印技術日漸成熟。

            目前,中國的3D打印應用主要集中在家電及電子消費品、模具檢測、醫療及牙科正畸、航空航天等領域,未來將向醫療、建筑等更廣的應用場景發展。據數據顯示,2019年中國3D打印市場規模約為33.6億元。伴隨著中國3D打印技術的相應成熟,在航天航空,汽車等行業需求將持續增加,預計2020年中國3D打印市場規模將近50億元。

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