我國智能制造裝備行業現狀及未來發展趨勢
http://www.debgrams.com 2024-07-10 10:29
“智能制造裝備”概念自2010年《國務院關于加快培育和發展戰略性新興行業的決定》首次作為發展重點明確提出后，在制造業內外都得到了廣泛的關注。2012年頒布的《智能制造裝備行業“十二五”發展規劃》將智能制造裝備明確定義為“具有感知、決策、執行功能的各類制造裝備的統稱”。智能制造裝備作為高端裝備制造業的重點發展方向和信息化與工業化深度融合的重要體現，是制造過程實現智能化所必需的物質條件，也是智能制造的核心載體。隨著世界上各工業發達國家越來越重視技術創新，智能制造裝備的發展已經成為全球競爭的焦點。
隨著制造業智能化的升級改造，我國智能制造裝備行業呈現較快的增長，2022年我國智能制造裝備新增相關企業8.39萬家。根據工信部數據顯示，當前我國智能制造裝備行業規模已經超過3.2萬億元，市場滿足率超過50%。建成2500多個數字化車間和智能工廠，工業軟件產品收入突破2400億元，主營業務收入達10億元的系統解決方案供應商超過了140余家。
本文將從行業主要政策、行業布局、行業存在的問題三個方面簡述智能制造裝備行業的現狀，并淺析其未來發展趨勢。
01
智能制造裝備行業的政策支持
國家高度重視智能制造裝備行業，出臺了一系列政策積極推進先進裝備制造行業發展。
智能制造是《中國制造2025》的主攻方向，是落實制造強國戰略的重要舉措，是我國制造業緊跟世界發展趨勢、實現轉型升級的關鍵所在。其中提出了新一代信息技術、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械、農業機械裝備智能制造的十大領域等。為智能制造裝備的研究設計與生產制造提供了有力的支持和良好的環境。
而隨著信息技術與先進制造技術的高速發展，我國智能制造裝備的發展深度和廣度日益提升，以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的智能制造裝備行業體系初步形成，一批具有自主知識產權的重大智能制造裝備實現突破，但制造環節互聯互通等制約智能制造發展的關鍵問題仍然沒有解決，對跨行業、跨領域的智能制造標準化需求日益迫切。
為指導當前和未來一段時間內智能制造標準化工作，工業和信息化部、國家標準化管理委員會根據《中國制造2025》的戰略部署，聯合發布了《國家智能制造標準體系建設指南》，明確了建設智能制造標準體系的總體要求、建設思路、建設內容和組織實施方式，從生命周期、系統層級、智能功能3個維度建立了智能制造標準體系參考模型，并由此提出了智能制造標準體系框架，框架包括“基礎”、“安全”、“管理”、“檢測評價”、“可靠性”5類基礎共性標準和“智能裝備”、“智能工廠”、“智能服務”、“工業軟件和大數據”、“工業互聯網”5類關鍵技術標準以及包括《中國制造2025》中10大應用領域在內的不同行業的應用標準。
2021年12月28日，工業和信息化部等八部門聯合印發了《“十四五”智能制造發展規劃》，提出：2025年要實現供給能力明顯增強，智能制造裝備和工業軟件技術水平和市場競爭力顯著提升，市場滿足率分別超過70%和50%，培育150家以上專業水平高、服務能力強的智能制造系統解決方案供應商。2022年1月13日，工信部、科技部和生態環境部聯合印發《關于印發環保裝備制造業高質量發展行動計劃（2022-2025年）的通知》，提出：到2025年，環保裝備制造行業技術水平明顯提升，一批制約行業發展的關鍵短板技術裝備取得突破，高效低碳環保技術裝備產品供給能力顯著提升，充分滿足重大環境治理需求。行業綜合實力持續增強，核心競爭力穩步提高，打造若干專精特新“小巨人”企業，培育一批具有國際競爭優勢的細分領域的制造業單項冠軍企業。環保裝備制造業產值力爭達到1.3萬億元。2023年2月21日，工信部等七部委印發《智能檢測裝備行業發展行動計劃（2023-2025年）》提出：到2025年，智能檢測技術基本滿足用戶領域制造工藝需求，核心零部件、專用軟件和整機裝備供給能力顯著提升，重點領域智能檢測裝備示范帶動和規模應用成效明顯，行業生態初步形成，基本滿足智能制造發展需求。
02
智能制造裝備行業布局
從智能裝備行業的區域競爭格局來看，目前，我國的智能制造裝備主要分布在工業基礎較為發達的地區。我國正在形成珠三角、長三角、環渤海和中西部四大行業集聚區，行業集群將進一步提升各地智能制造的發展水平。
其中，環渤海地區和長三角地區是裝備制造的核心區。以數控機床為核心的智能制造裝備行業的研發和生產企業主要分布在環渤海地區、長三角地區及西北地區，其中以遼、魯、京、滬、蘇、浙和陜等地區最為集中。此外，關鍵基礎零部件及通用部件、智能專用裝備行業在豫、鄂、粵等地區也都呈現較快的發展態勢，其中以洛陽、襄樊、深圳最為突出。同時，工業機器人將是未來智能裝備發展的一個新熱點，京、滬、粵、蘇將是國內工業機器人應用的主要市場。
環渤海地區：依托地區的資源與人力資源優勢，形成“核心區域”與“兩翼”錯位發展的行業格局。其中，北京在工業互聯網及智能制造服務等軟件領域優勢突出。
長三角地區：培育一批優勢突出、特色鮮明智能制造裝備行業集群，智能制造發展水平相對平衡。
珠三角地區：加快機器換人，逐步發展成為“中國制造”主陣地。其中，廣州圍繞機器人及智能裝備行業核心區建設，深圳重點打造機器人、可穿戴設備行業制造基地、國際合作基地及創新服務基地。
中西部地區：落后于東部地區，尚處于自動化階段，依托高校及科研院所優勢，以先進激光行業為智能制造發展的“新亮點”，發展出了技術領先、特色突出的先進激光行業。
03
智能制造裝備行業主要存在問題
（一）與發達國家相比存在差距
智能制造裝備行業是目前全球制造業發展的重點領域，其發展對提升制造業的競爭力和生產效率有著重要作用。在國際上，智能制造裝備行業發展十分迅速，主要集中在歐美和亞洲地區。其中，德國、美國和日本等國家的智能加工裝備行業處于較為領先的地位。
德國智能制造裝備行業發展歷史悠久，技術水平領先。隨著德國工業4.0的提出和推廣進一步促進了智能制造裝備行業的發展，無論先進的技術，還是高品質的產品和服務，在市場競爭中具備強勁的競爭優勢。
美國的智能制造裝備行業也是發展較快的領域。近年來，由于政府的支持和資金投入的增加，美國的智能加工裝備行業逐步壯大，并在智能制造、物聯網等領域積極探索創新，尤其是在3D打印、人工智能、機器學習等技術方面的研究取得了重要進展。
在亞洲地區，日本的智能制造裝備行業也是領先的行業之一。在機器人應用、自動化控制、高速化等方面具備優勢。
近年來，中國的智能制造裝備行業也開始快速發展，在機器人、智能制造、自動化產品等領域取得了重要成果。中國的智能制造裝備制造商在提高產品創新能力、技術水平和服務水平方面也在不斷加強，走向國際化的步伐正在加快。
（二）智能制造裝備行業基礎薄弱，缺乏行業內的支持
我國智能制造裝備行業基礎薄弱，行業內的配套企業整體實力較弱。一些優勢企業在系統的整體技術與集成能力上有所突破，但一些核心部件的制造仍缺乏配套支持，發展受到限制。智能裝備上下游核心部件、核心技術與國際先進水平差距很大，自主配套供給率較低，對產品的依賴度較高。
智能裝備的核心配件如工業芯片、傳感器、高性能伺服電機和驅動器、可編程控制器（PLC）、機器人的精密減速器等大多數還是依賴進口。同時，被譽為工業之母的機床是智能裝備制造業必不可少的設備之一，但是絕大部分高端精密機床及刀具被國外企業壟斷，引進成本高，后續使用維護費用較高。區域內行業之間技術革新與交流相對較少，行業之間沒有形成良性互動配套，從而造成我國智能制造裝備行業抗風險能力較弱，一旦國際形勢發生變化將會受到很大影響。
（三）我國智能制造裝備企業競爭力較低
智能制造裝備行業在我國起步晚，其產品技術水平長期落后于工業發達國家，市場主要被知名國際廠商主導，市場份額大部分也被國際品牌占有，行業發展對外依存度仍然較高。
近年來，隨著國家戰略對本行業發展的大力支持，國內涌現出了一批優秀智能裝備制造廠商，憑借其較強的學習能力和技術研發能力，通過集成創新、引進消化吸收再創新乃至于原始創新等方式，獲得了技術上的突破，搶占了部分市場份額。
但企業技術研發實力的積累、設計研發人員的引進或培養、具有戰略效益的研發項目的推進等，都需要大量時間的積累和資金支持，所以目前國內優勢企業數量仍然較少、行業組織結構小、品牌知名度低、競爭力弱、抗風險能力相對薄弱，國內產品的技術積累和市場開拓仍需要經歷必要過程，國產品牌的建立也需經歷逐步被客戶認可的過程，短期內仍難以改變智能制造裝備市場由國外知名廠商主導的現狀。
綜上所述，智能制造裝備行業是國際競爭的焦點行業，雖然我國智能裝備制造行業與發達國家仍存在一定差距，但在國家、各地政府政策營造的良好經營發展環境下，我國智能裝備制造行業已經初步形成了各有側重的四大行業聚集區，行業生態初步形成，為進一步提升各地智能制造的發展水平營造良好氛圍。
04
智能制造裝備行業未來發展趨勢
我國智能制造裝備行業未來的發展趨勢可能會體現在以下幾個方面：
（一）高端裝備國產化需求增加，技術實力將成未來競爭關鍵
隨著政府、企業和社會各方面的共同努力，四大行業集聚區的形成與持續發力，一些國內企業已經在智能制造裝備領域取得了重要突破，在工業機器人、機器視覺等關鍵零部件，及智能專用裝備等方面，成功地推出了一系列具有自主知識產權的智能制造裝備，其性能和質量已經達到了國際先進水平。再加上，隨著國內制造業的轉型升級，對高品質、高性能的智能制造裝備的需求也在不斷增加，這為國產化替代提供了廣闊的市場機遇，進一步推動國產化替代的進程，促進我國制造業的轉型升級。
雖然國產化裝備自給率一直在提高，但總體而言仍面臨著核心技術儲備較弱，產品主要集中在中低端領域，高端裝備領域國產化水平仍待提高的境況。
高端裝備領域是以高新技術為引領，處于價值鏈高端和產業鏈核心環節，決定著整個產業鏈綜合競爭力的戰略性新興產業，是推動工業轉型升級的引擎。大力培育和發展高端裝備制造業，是提升我國產業核心競爭力的必然要求，是搶占未來經濟和科技發展制高點的戰略選擇，對于加快轉變經濟發展方式、實現由制造業大國向強國轉變具有重要戰略意義。為鼓勵高端裝備領域的發展，在《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》中，將高端裝備制造業列為七大戰略新興產業之一，助力高端裝備制造業快速發展，盡快滿足高端裝備領域國產化需求。
在這樣的背景下，掌握自動化核心技術，推進高端裝備國產化成為我國自動化行業增強綜合競爭力，力爭做大做強的必由之路。因此在政策鼓勵、市場需求迫切的情況下，未來業內企業的競爭將體現為技術積累的競爭，技術實力將成為未來競爭的關鍵要素。
（二）技術創新驅動發展
目前，通過多年的持續投入，我國在光學成像、機械系統、電氣控制、人工智能算法和信息系統軟件等領域已經取得了一定進展，促進了我國關鍵零部件的國產化進程。而隨著工業機器人、自動化檢測等智能制造技術在半導體、鋰電池等重點行業的不斷普及，半導體自動化設備、鋰電池自動化設備等研發和進步成為廣泛關注的焦點，吸引了大量創新資源的聚集，進而不斷推動工業自動化和智能化不斷深入，制造過程控制和制造執行系統也不將向全行業擴散、普及，從而進一步推動消費電子、新能源汽車、儲能及光伏等行業生產技術變革和優化升級，進一步釋放相關行業的產能。
另外，工業互聯網創新發展也在不斷聚焦智能制造。以場景為切入點，不斷解決企業的難點和痛點，將成為打破工業數字化局面的關鍵。
從市場需求趨勢來看，市場需求趨于多元化、個性化，工業自動化成為工廠提高生產效率的絕佳選擇。而工廠需要對這些機器進行管理，最大限度地提高設備資源的效率。自動化升級為智能工廠，通過物聯網將大量數據收集到云服務器，然后利用這些數據和分析模型，可以計算機器的效率，預測故障的發生，優化生產工藝和改進設計方案；管理人員可以實時掌握生產進度，進行合理調度；銷售人員可以根據產線情況進行業務洽談，最終實現整體效率的最大化，從而讓工廠的整體運作將更加便于管控，也是大勢所趨。
（三）智能制造裝備行業定制化需求不斷提升
面對市場不斷變化的產品需求，工廠需要實現個性化產品的高效化、批量化生產，就產生了大量的智能制造裝備方面的定制化需求。
而不同行業以及相同行業的不同用戶之間，根據自身業務需求，對整體系統的建設和使用需求除了基本原理和通用設備存在共同性以外，在其具體使用和功能上都會存在一定的差異。為使客戶建設的系統能夠更加貼近使用需求，各智能制造裝備企業需要在項目建設初期，就根據客戶的行業特點、行業規范、貨品類型、功能需求、相關配套工程、客戶預算等眾多因素進行方案設計，并對客戶的需求進行定制化的軟硬件產品研發和實施方案設計，以便更好地服務客戶，建設出真正符合客戶需求、高效率的智能化應用系統。
因此，智能制造裝備行業未來的發展也將更加注重產品的定制化。企業將根據客戶的需求，定制化開發智能制造裝備，并提供相關配套技術服務。所以，豐富的實施經驗以及定制化研發、設計、制造、實施能力是行業的客觀需求和長期發展趨勢。
（四）綠色環保成為發展重點
隨著全球環保意識的不斷提升，智能制造裝備行業的發展也更加注重綠色環保。越來越多的企業及其供應鏈開始采取更加環保的技術和設備，減少生產過程中的環境污染，實現可持續發展。
以 Apple 為例，多年來 Apple 始終倡導綠色環保，其整個供應鏈體系也在其影響下開始在運營中采用清潔能源、更加環保的設備等方式來減少對環境的影響。
總的來說，中國的智能制造裝備制造行業仍處在高速發展階段，業內企業在提高產品創新能力、技術水平和服務水平方面在不斷加強，智能裝備制造行業已頗具規模，機器人、智能制造、自動化產品等領域均有相當成長。
未來智能制造裝備行業的發展呈現出更加注重技術創新，國產化進程加快；定制化生產模式盛行；智能化生產成為核心驅動力和綠色環保成為重要考量等趨勢。同時，隨著全球制造業的不斷升級和轉型，智能制造裝備行業將在推動經濟發展和提升社會生產效率方面發揮更大的作用。
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