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本文援引于报告《2020年中国智能制造行业概览》,首发于头豹科技创新网(www.leadleo.com)。
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关键技术突破助力行业发展,供给侧改革促进行业成熟
近年来,3D打印、人机交互、传感器、云制造、工业软件等领域近年来发展迅速,其行业内关键技术已取得一定突破并逐渐发展成熟。受上述技术驱动,智能制造的管理系统、制造设备环节以及人工智能决策等过程效率提升,应用场景增加。如材料挤出、材料喷射、粘合物喷射、薄片层叠、光固化、粉末床融合及定向能量沉积等七类3D打印技术全面发展,可解决日益增长的智能制造柔性生产需求。因此,3D打印市场渗透率提升,行业近年来保持高速增长;再如多功能智能穿戴设备如智能手环精准性提升,接近专用单功能智能穿戴设备;针对特定环境(如医用环节)、特定人群(如老人及儿童)、特定场景(如极限运动)的设备种类亦随之增多。
中国智能制造行业产品主要包括智能工业产品、智能交通产品、智能医疗产品、智能终端产品、智能家居产品、智能物流产品、智能金融产品等,中国智能制造行业着力于供给侧改革,智能制造产品的实用性逐渐增强,产品使用门槛显著降低,应用场景亦随之增加。如一体化应用服务的成熟增加无人机应用场景,降低无人机操作复杂程度。无人机应用领域,特别是专业级用户领域快速扩展,目前可主要分为警用、能源、资源、商业、农业、医疗、救援等用途。
智能制造提升生产效率,推动产业升级
智能制造是指具有信息自感知、自决策、自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。智能制造的智能性具体体现在制造过程的各个环节与新一代信息技术的深度融合,如物联网、大数据、云计算、人工智能等。
智能制造具有信息自感知、自决策、自执行等功能,其制造环节与信息技术深度融合。智能制造概念的出现标志着工业由3.0时代向4.0时代演进,智能系统集成解决方案成为制造业未来不可或缺的一部分。
中国智能制造行业产业链可分为感知层、网络层、执行层和应用层,中国智能制造行业正实现从硬件到软件、从物理到网络的发展过程
智能制造感知层的主体包括传感器、二维码、红外设备及视频生产商;感知层的主要技术包括机器视觉技术和传感感知技术。其中,传感器、RFID等关键产品对智能制造感知层效率提升显著,智能传感器可实现高精度信息采集,RFID可将读取率提升至超过1,700次/秒。
智能制造网络层的主体为SCADA系统供应商、云计算软件企业、大数据服务供应商以及智能芯片生产企业;网络层的主要技术包括网络传输技术及信息处理技术。其中,智能制造网络层通过分布式计算与虚拟化等核心技术,提高了现有IT资源的利用效率,数据处理速度提升超过100%。
智能制造执行层的主体包括智能装备及零部件生产商;执行层的主要技术包括3D打印技术,此外还包括机器人解决方案、智能装备方案等。其中,3D打印行业中国企业市场份额约为67%,国产化率持续提升;行业毛利率波动较大,但大多企业可保持在45%-50%区间内。
智能制造应用层的主体包括智能工厂系统集成商和工业智能化解决方案提供商;应用层的主要技术包括系统集成及自动化生产解决方案。智能制造解决方案可助力制造企业持续改进流程、预防问题发生、优化运营时间、改造价值链、重塑制造企业核心竞争力。
2019年中国智能制造解决方案市场营收达2,047.7亿元
中国智能制造解决方案市场规模可拆分为柔性装配系统、加工环节数字化系统、智能输送系统等27个细分市场,2015-2019年行业细分市场总体增速均较高,2019年中国智能制造解决方案市场规模达到2,047.7亿元。中国智能制造行业中的新兴市场以工业互联网概念为主,包括工业物联网、工业云平台、工业大数据等细分市场,2015-2019年的复合增长率超170%,得益于政府《智能制造2025》等政策扶持,智能制造新兴市场未来仍将保持高速增长。
智能制造系统解决方案趋于成熟
受益于制造业数字化建设的持续推进,用于研发、物流、服务等环节的智能制造系统解决方案正快速增长,相关环节智能制造系统解决方案的应用比例将逐渐提升。
从供给层出发,智能制造系统解决方案可适应多种终端智能制造场景,应用广度提升;
从需求层出发,智能制造布局深化,系统解决方案需求提升,2020年市场规模将超2,600亿元;
从协作层出发,智能制造技术逐渐成熟,工业互联网渗透率提升,不同系统解决方案间协作将提升。
深度见解: 工业大数据重要性提升,多项技术深度渗透于应用场景
工业大数据与工业互联网平台将成为智能制造发展的核心之一,基于大数据的工业智能将带来更多服务型应用场景,如基于工业数据的故障诊断及预测性维护等。近年来,以海尔COSMO、树根互联、航天云网为代表的工业互联网平台迅速发展,推动工业机器人、无人机、信息智能硬件、智能网联汽车等新动能快速发展。在工业大数据发展过程中,安全性将成为企业智能化升级决策的重要依据,系统安全和数据安全成为企业智能制造升级中愈加重要的指标。
多项技术在智能制造行业中的应用将加深:时间敏感网络、5G等技术深度渗透于工业网络;区块链加密服务、分布式智能生产等在智能制造行业中应用程度继续深化,机器视觉、智能CAD、协作机器人等可进一步提高智能制造行业效率。工业网络、区块链、人工智能等技术未来应用场景将增加。如新科集团、烽火科技、大唐移动与中国移动合作,建成了中国首个全流程5G智能制造生产线;2019年,UR公司、发那科、川崎、德国库卡、新松、埃夫特等企业陆续发布协作机器人等。