智能制造装备行业背景及发展趋势

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 智能制造装备是具有感知、分析、推理、决策和控制功能的制造装备的统称,它是先进制造技术、信息技术和智能技术在装备产品上的集成和融合,体现了制造业的智能化、数字化和网络化的发展要求。智能制造装备的水平已成为当今衡量一个国家工业化水平的重要标志。

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  近几年,智能制造装备产业受到国家高度重视,出台了一系列鼓励政策,政策支持下智能制造装备快速发展。为了更好的了解智能制造装备在我国的发展,拟从三个方面分析智能制造产业装备发展背景、产业发展现状、发展趋势。

  1、智能制造装备产业发展背景

  1.1全球智能制造兴起

  我国已经成为世界工厂,制造业是我国的支柱产业,但与发达国家的技术差异使我国只能从事劳动密集型产业,效率低、利润少。所以智能制造装备是制造业转型升级的关键。因为智能制造装备系统的主要特征体现了制造业生产的智能化,意味着从本质上提高生产效率,我国也将大力发展。未来,智能制造装备行业也将向自动化发展,自动化工厂建设是趋势。

  智能制造装备是具有感知、分析、推理、决策和控制功能的制造装备的统称,它是先进制造技术、信息技术和智能技术在装备产品上的集成和融合,体现了制造业的智能化、数字化和网络化的发展要求。智能制造装备的水平已成为当今衡量一个国家工业化水平的重要标志。

  促进我国智能制造行业快速发展的原因主要为国家制造业与发达国家存在较大的差异,因为自主创新不足,产业结构较落后及能源消耗过大等劣势,使我国人力成本较低,只能从事低端制造业,效率较低,收入较少。而制造业价值链高端被发达国家控制,能获取高额利润。所以,制造强国构筑“绿色贸易壁垒”、“技术壁垒”,通过严格的市场准入和限制条件,钳制欠发达国家制造产品的生产和销售。

  特别是近几年,以美国为例,美国为了充分保证和利用技术优势,不断加大技术创新投入,不断研发新产品。而且美国目前正在努力重振制造业。2017年底的税制改革中,美国将企业税率从35%下调至21%,令企业将部分生产转移到美国的意愿有所增强,对我国制造业造成严重威胁。

  中国与发达国家制造业差距主要体现在以下三个方面:

  一、自主创新不足。我国装备制造业在自主创新方面明显不足,完全自主知识产权的技术产品稀缺,原创技术及基础研究较少,关键技术及核心部件依赖进囗,对外依存度较高。

  二、产业结构待改善。体现在中低端产业产能过剩,高端产业的保障能力不能得到有效满足,尤其是先进装备及核心部件、高性能材料以及高技术制造工艺等方面,导致我国装备制造业中低端市场同质化竞争严重。

  三、能源消耗较大。由于长期的粗放式发展,而且受制于在环保技术开发、环境保护投入、企业社会责任制度建设缺失等方面与制造业发达国家相差较大。

  制造业转型升级原因有两个方面:

  一、源自世界制造强国的技术优势压力:美国的创新能力全球闻名,在第四次工业革命新兴技术重大发展的前沿领域有一席之地。美国目前正在努力重振制造业。2017年底的税制改革中,美国将企业税率从35%下调至21%,令企业将部分生产转移到美国的意愿有所增强。

  二、源自产业转移和新国际贸易保护主义的压力:发达国家将低端制造业向发展中国家转移并通过对制造业价值准高端的控制,获取高额利洞,而发展中国家只能收获较少利润。

  中国装备自给率虽然达到了85%,但主要集中在中低端领域。中国高端装备制造产业与国外的技术差距至少在10年以上。

  虽然目前我国已经成为制造业大国,但“大而不强”依然困扰我国制造业发展的主要矛盾,据中国机械工业联合会的数据显示,在高端装备领域,我国80%的集成电路芯片制造装备、40%的大型石化装备、70%的汽车制造关键设备及先进集约化农业装备仍然依靠进口。中国装备自给率虽然达到了85%,但主要集中在中低端领域。中国高端装备制造产业与国外的技术差距至少在10年以上。

  装备制造业是国之重器,是制造业的基石。美国、德国、英国、日本等世界发达国家纷纷实施了以重振制造业为核心的“再工业化”战略,颁布了一系列以智能制造为核心的国家战略。

  1.2国家鼓励智能制造业发展

  政策支持力度不断加大,智能制造产业迎来大好发展时机。国家无论是从顶层政策体系,还是细节政策引导都出台相应规定,如下表。

  2018年11月,国家统计局发布了《战略性新兴产业分类(2018)》,智能制造装备产业被纳入战略性新兴产业。智能制造装备产业主要包括以下几个方面。

  1.3人口红利递减

  人口红利递减:人口老龄化、工资高企导致劳动力优势减弱,智能制造提高生产效率势在必行。近几年中国劳动力人口逐年递减,2013年中国劳动力人口为73.9%,预计至2023年将降至70%左左右。同时,近几年,我国城镇私营企业人员年平均工资不断上涨,2010年突破,2018年全国城镇私营单位就业人员年平均工资为49574元,比上年增加3814元,名义增长8.3%,用工成本上涨迫使企业主动选择智能装备节省人工成本。而随着技术的发展,,工业机器人的生产成本不断降低,成本回收期逐年减少,从2012年成本回收期为5.2年,至2020年有望下降至0.77年。

  2、智能制造装备市场发展现状

  2.1智能制造产业装备产业链

  智能制造装备是指具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备,它是先进的制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度整合。智能制造装备已经形成了完善的产业链,包括关键基础零部件、智能化高端装备、智能测控装备和重大集成装备四大环节。

  2.2“四大区域”集聚格局初步显现

  从智能装备行业的区域竞争格局来看,目前,我国的智能制造装备主要分布在工业基础较为发达的地区。在政策东风吹拂下,我国正在形成珠三角、长三角、环渤海和中西部四大产业集聚区,产业集群将进一步提升各地智能制造的发展水平。

  环渤海地区:依托地区资源与人力资源优势,形成“核心区域”与“两翼”错位发展的产业格局。其中,北京在工业互联网及智能制造服务等软件领域优势突出。

  长三角地区:培育一批优势突出、特色鲜明智能制造装备产业集群,智能制造发展水平相对平衡。

  珠三角地区:加快机器换人,逐步发展成为“中国制造”主阵地。其中,广州围绕机器人及智能装备产业核心区建设,深圳重点打造机器人、可穿戴设备产业制造基地、国际合作基地及创新服务基地。

  中西部地区:落后于东部地区,尚处于自动化阶段,依托高校及科研院所优势,以先进激光产业为智能制造发展的“新亮点”,发展出了技术领先、特色突出的先进激光产业。

  2.3智能化高端装备市场份额高

  智能化高端装备在我国经济结构转型升级中处于核心环节,是国民经济和国防建设的重要支撑,是推动工业转型升级的关键引擎。近几年,我国智能化高羰装备仍占据最高份额,关键基础零部件份额提升。

  2.4智能制造装备存在的3大问题

  一、与发达国家相比存在差距。我国智能制造装备产业技术创新能力薄弱,新型传感、先进控制等核心技术受制于人,在新技术和新产品的研发上,多数仍跟国外先进企业的技术发展,技术上仍存一定的差距。

  二、企业规模小,竞争力弱。智能制造装备产业在我国起步晚,国内优势企业数量少,产业组织结构小,竞争力弱,缺乏具有国际竞争力的骨干企业,仅少数企业发展到一定的实力。

  三、产业基础薄弱,缺乏行业内的支持。智能制造装备产业基础薄弱,行业内的配套企业整体实力较弱。一些优势企业在系统的整体技术与集成能力上有所突破,但一些核心部件的制造仍缺乏国内企业的配套支持,仍受制于国外企业。

  3、智能制造发展趋势

  落后的技术迫使我国制造业转型升级,同时,也只有掌握技术,才可以改变劳动密集型产业现状。制造业转型的主要方向为智能制造,主要有五点特征,第一,智能机器在一定程度上表现出独立性、自主性和个性,甚至相互间还能协调运作与竞争;第二,人机一体化一方面突出人在制造系统中的核心地位,同时在智能机器的配合下,更好地发挥出人的潜能;其余分别为结合虚拟现实技术,自组织与超柔性以及学习能力与自我维护能力。智能制造不仅能提高生产效率,同时在一定程度上能真正解放生产力。我国也将智能制造装备系统作为目前制造业发展的主要方向。

  智能装备制造将体现在五大方向,每一发展方向都涉及两个相应的具体领域,真正的智能化,是从生产到服务过程的装备智能化。首先,生产方式的智能化,在生产方式上,智能工厂及智能设备的普及和配备才能真正实现智能生产。其次,产品的智能化体现在芯片、传感器、机器视觉等新型人工智能产业。

  另外,定制化生产和产品追溯将成为智能制造的新业态新模式;管理实现智能化需要在生产管理及物流管理等领域结合人工智能等实现机器赋能,让管理效率同时有更大程度提升。最后,服务将同步实现智能化,具体体现在在线监测、远程诊断及云服务方面。总体来看,实现彻底智能化制造装备主要历经三个阶段,智能工厂到数字化工厂最后实现自动化工厂。

  未来,我国智能制造装备呈现出自动化、集成化、信息化、绿色化的发展趋势。自动化体现在装备能根据用户要求完成制造过程的自动化,并对制造对象和制造环境具有高度适应性,实现制造过程的优化;集成化体现在生产工艺技术、硬件、软件与应用技术的集成及设备的成套及纳米、新能源等跨学科高技术的集成,从而使设备不断升级;信息化体现在将传感技术、计算机技术、软件技术“嵌入”装备中,实现装备的性能提升和“智能”;最后绿色化主要体现在从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的全生命周期中,对环境负面影响极小,使企业经济效益和社会效益协调优化。



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本文作者2020-4-21 00:22
tiaoma
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