智能製造本質是新一代信息技術與(yu) 製造業(ye) 的深度融合。新一代信息技術貫穿於(yu) 設計、生產(chan) 、管理、服務、回收利用等製造活動的各個(ge) 環節,通過組織研發具有信息深度感知、智慧優(you) 化決(jue) 策、精準控製自執行的智能裝備及智能化生產(chan) 線,以達到縮短產(chan) 品研製周期、降低資源能源消耗、降低運營成本、提高生產(chan) 效率、提升產(chan) 品質量的目標。
智能製造的核心構成
智能製造集軟件、電子、控製、機械於(yu) 一體(ti) ,以智能生產(chan) 終端為(wei) 核心,主要由“雲(yun) ”、“網”、“端”三方麵構成。
雲(yun) ,是指工業(ye) 大數據及雲(yun) 計算。自動化設備產(chan) 生的大量數據通過傳(chuan) 感係統等路徑,實現采集、反應和預測,形成可行為(wei) 的大數據,幫助製造形成從(cong) 生產(chan) 到銷售的整個(ge) 閉環。
網,是指工廠內(nei) 物聯網及覆蓋產(chan) 業(ye) 鏈整體(ti) 的工業(ye) 互聯網。目前,國內(nei) 製造業(ye) 信息化升級,可采用傳(chuan) 感器、RFID、機器視覺、人臉識別等20餘(yu) 種方式來實現工業(ye) 數據的采集和匯總。
端,是指智能機床、機器人、傳(chuan) 感器、機器視覺等智能生產(chan) 設備,AGV、服務機器人等智能物流設備以及智能製造在其他領域的應用。中長期角度來看,智能生產(chan) 設備後續的競爭(zheng) 力取決(jue) 於(yu) 其對硬件與(yu) 軟件結合的能力。
當前,新一輪科技革命和產(chan) 業(ye) 變革不斷深入,製造業(ye) 呈現出數字化、網絡化、智能化發展趨勢,智能製造作為(wei) 重要的一個(ge) 發展方向,正在不斷地突破新技術、催生新業(ye) 態,推動製造業(ye) 升級。智能製造的智能化、數據化、少人化優(you) 勢在疫情期間充分凸顯,讓國人看到其改善生產(chan) 、生活的巨大潛力。
智能製造產(chan) 業(ye) 鏈
從(cong) 產(chan) 業(ye) 鏈來看,智能製造可劃分為(wei) 感知層、網絡層、執行層、應用層。
資料來源:中商產(chan) 業(ye) 研究院整理
智能製造上遊是製造行業(ye) 的零部件以及感知層次的相關(guan) 產(chan) 品。中遊是網絡層的相關(guan) 信息技術、管理軟件等。下遊是執行層和應用層,以機器視覺、3D打印為(wei) 產(chan) 品構成的自動化生產(chan) 線和智慧工廠。
智能製造細分產(chan) 業(ye) 鏈可分為(wei) :係統集成商、智能裝備、工業(ye) 數據庫和雲(yun) 計算、工業(ye) 成產(chan) 軟件、工業(ye) 互聯網、智能生產(chan) 。
資料來源:中商產(chan) 業(ye) 研究院整理
資料來源:中商產(chan) 業(ye) 研究院整理
細分產(chan) 業(ye) 1:係統集成
智能製造係統集成指以自動化、網絡化為(wei) 基礎,以數字化為(wei) 手段,以智能製造為(wei) 目標,借助新一代信息通信技術,通過工業(ye) 軟件、生產(chan) 和業(ye) 務管理係統、智能技術和裝備的集成,幫助企業(ye) 實現縱向集成、橫向集成的各類智能化解決(jue) 方案的總稱。其中縱向集成是指在智能工廠內(nei) 部,把現場層、控製層、車間管理層有機整合在一起,同時確保這些信息能夠傳(chuan) 輸到生產(chan) 資源計劃(ERP);橫向集成是指將各種不同製造階段的智能係統集成在一起,既包括一個(ge) 公司內(nei) 部的材料、能源和信息的配置,也包括不同公司之間的價(jia) 值網絡的配置。
中國智能製造係統集成市場受益於(yu) 國家大力推動智能製造和工業(ye) 互聯網發展、智能製造係統解決(jue) 方案供應商聯盟加速細分行業(ye) 滲透、製造業(ye) 核心工藝技術加速突破等利好,在2018年整體(ti) 規模持續保持較高增速,2018年整體(ti) 規模達到1548億(yi) 元,到2021年將達2837億(yi) 元,並將有效帶動我國製造業(ye) 整體(ti) 水平發展,加速向新一代智能製造轉型升級的步伐。
數據來源:賽迪顧問、中商產(chan) 業(ye) 研究院整理
未來中國智能製造係統集成將呈現四大發展趨勢:①智能製造係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(wei) 智能製造龍頭企業(ye) 發展核心模式。②京津冀、長三角及珠三角地區依舊是智能製造係統集成發展領先區域,其中尤以京津冀地區企業(ye) 集中程度最高。③局部解決(jue) 方案仍舊是市場主流,但是國內(nei) 企業(ye) 需要積極向整體(ti) 解決(jue) 方案領域發力,力爭(zheng) 突破國際龍頭企業(ye) 在該領域的行業(ye) 壟斷地位。④邊緣智能技術加速應用將打破傳(chuan) 統設備集中式軟件集成發展思路,使邊緣端設備成為(wei) 集成新端口。
細分產(chan) 業(ye) 2:智能製造裝備
智能製造裝備是指具有感知、分析、推理、決(jue) 策、控製功能的製造裝備,它是先進製造技術、信息技術和智能技術的集成和深度融合。智能製造裝備已經形成了完善的產(chan) 業(ye) 鏈,包括關(guan) 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,製造業(ye) 技術轉型升級等背景下,中國智能製造產(chan) 業(ye) 發展迅速,對產(chan) 業(ye) 發展和分工格局帶來深刻影響。2016年我國智能製造裝備產(chan) 值規模突破1萬(wan) 億(yi) ,2018年突破15000億(yi) ,預計2020產(chan) 值規模將突破2萬(wan) 億(yi) 。
細分產(chan) 業(ye) 3:雲(yun) 計算
雲(yun) 計算作為(wei) 新一代信息技術的基石,也是智能製造的核心平台。雲(yun) 計算深入滲透到製造企業(ye) 的所有業(ye) 務流程,能夠根據用戶的業(ye) 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(ge) 性化服務需求。不僅(jin) 有助於(yu) 促進創造優(you) 質附加值和製造業(ye) 生產(chan) 效率的提升,同時提升了製造企業(ye) 整體(ti) 競爭(zheng) 力,靈活應對複雜的國際環境變化,為(wei) 經濟全球化環境下製造企業(ye) 實現智能製造打下堅實基礎。
目前,中國雲(yun) 計算市場處於(yu) 快速發展階段。隨著雲(yun) 計算的應用場景的不斷拓展,雲(yun) 計算的應用已深入到政府、金融、工業(ye) 、交通、物流等傳(chuan) 統領域。當前,中國雲(yun) 計算市場規模整體(ti) 規模較小,與(yu) 全球市場規模仍存在一定的差距。預計到2021年,我國公有雲(yun) 服務市場規模將達到2119.5億(yi) 元。
數據來源:中商產(chan) 業(ye) 研究院
細分產(chan) 業(ye) 4:工業(ye) 互聯網
工業(ye) 互聯網是滿足工業(ye) 智能化發展需求,具有低時延、高可靠、廣覆蓋特點的關(guan) 鍵網絡基礎設施,是新一代信息通信技術與(yu) 先進製造業(ye) 深度融合所形成的新興(xing) 業(ye) 態與(yu) 應用模式。工業(ye) 互聯網作為(wei) 新一代信息技術與(yu) 製造業(ye) 深度融合的產(chan) 物,日益成為(wei) 新工業(ye) 革命的關(guan) 鍵支撐和深化“互聯網+先進製造業(ye) ”的重要基石,對未來工業(ye) 發展產(chan) 生全方位、深層次、革命性影響。
據中國信通院政策與(yu) 經濟研究所所長辛勇飛介紹,測算表明,2018年、2019年我國工業(ye) 互聯網產(chan) 業(ye) 經濟增加值規模分別為(wei) 1.42萬(wan) 億(yi) 元、2.13萬(wan) 億(yi) 元,占GDP比重分別為(wei) 1.5%、2.2%。預計2020年,我國工業(ye) 互聯網產(chan) 業(ye) 經濟規模將達3.1萬(wan) 億(yi) 元,占GDP比重為(wei) 2.9%,同時可帶動約255萬(wan) 個(ge) 新增就業(ye) 崗位。
數據來源:中國信通院、中商產(chan) 業(ye) 研究院整理
國內(nei) RFID等物聯技術發展處於(yu) 初期。相較於(yu) 歐美發達國家,我國在RFID、傳(chuan) 感器等物聯技術和設備產(chan) 業(ye) 上的發展還較為(wei) 落後,如我國RFID企業(ye) 總數雖然超過百家,但是缺乏關(guan) 鍵核心技術,尤其是芯片、中間件等方麵,目前還未形成成熟的RFID產(chan) 業(ye) 鏈。
傳(chuan) 感器行業(ye) 發展相對成熟。目前國內(nei) 已有1700多家從(cong) 事傳(chuan) 感器生產(chan) 和研發的企業(ye) ,其中從(cong) 事微係統研製、生產(chan) 的有50多家,已建成三大傳(chuan) 感器生產(chan) 基地。我國傳(chuan) 感器有賴進口,技術差距仍明顯。目前全球約有40個(ge) 國家從(cong) 事傳(chuan) 感器研製、生產(chan) 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(chuan) 感器企業(ye) 以小型企業(ye) 為(wei) 主,傳(chuan) 感器技術水平偏低、研發實力較弱、規模偏小、產(chan) 業(ye) 集中度低。
細分產(chan) 業(ye) 5:智能生產(chan)
智能生產(chan) 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,能夠實現計算機係統對於(yu) 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(ye) 正處於(yu) 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(wei) 代表的,全麵屏、指紋識別、虹膜識別、柔性屏等新產(chan) 品乃至整個(ge) 電子製造領域,對機器視覺也提出了史無前例的精度標準。為(wei) 了應付層出不窮的新應用需求,工業(ye) 相機的設計也出現了新的發展方向。由此看來,工業(ye) 4.0離不開智能製造,智能製造離不開機器視覺。機器視覺是實現工業(ye) 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(ye) 正處於(yu) 快速發展階段,是世界機器視覺發展最活躍的地區之一。受益於(yu) 配套基礎設施不斷完善、製造業(ye) 總體(ti) 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(yi) 元。隨著行業(ye) 技術提升、產(chan) 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(yi) 元。
數據來源:中商產(chan) 業(ye) 研究院整理
3D打印技術,也稱“增材製造”或“增量製造”,是基於(yu) 三維CAD模型數據,通過增加材料逐層製造,將直接製造與(yu) 相應數學模型結合的一種製造方法。它涵蓋了產(chan) 品生命周期前端的“快速原型”和全生產(chan) 周期的“快速製造”相關(guan) 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、建築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(wei) 33.6億(yi) 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(ye) 需求將持續增加,預計2020年中國3D打印市場規模將近50億(yi) 元。
更多資料請參考中商產(chan) 業(ye) 研究院發布的《2020-2025年中國智能製造市場前景及投資機會(hui) 研究報告》,同時中商產(chan) 業(ye) 研究院還提供產(chan) 業(ye) 大數據、產(chan) 業(ye) 規劃策劃、產(chan) 業(ye) 園策劃規劃、產(chan) 業(ye) 招商引資等解決(jue) 方案。
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