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              2014年我國智能制造裝備行業發展現狀分析

              ??       來源:中商情報網             發布日期:2014-07-03 ??                瀏覽次數:9353

               1、行業技術特點

                智能制造裝備是具有感知、決策、執行功能的各類制造裝備的統稱。整個產業涵蓋從關鍵智能共性基礎技術(如:高檔傳感器、液壓件等關鍵零部件、元器件)到測控裝置和部件(如:智能儀表、高端自控系統、數控系統等),再到智能制造成套設備幾個方面。

                在關鍵智能基礎共性技術方面,行業的特點主要體現在高精細化、高準確性、高精密度、高可靠性、高耐受性等方面,不同的零部件可能會有不同的側重要求。在生產上就體現出需要高精度的加工設備、采用符合高要求的原材料、采用新型工藝、掌握關鍵的基礎技術原理等特點。

                在智能測控裝置和部件方面,感知系統、自動控制系統、機器人、智能儀表等分別屬于完成感知、決策、執行功能的核心部件。行業的特點是:大量采用新原理、新效應、新材料;技術上體現信息化、集成化,采用軟硬件結合的方式完成系統控制;采用光機電一體化的技術完成檢測工作;采用高速精密傳動技術與部件、高端液壓部件、伺服系統等保證系統的可靠性、靈敏性;采用不同類型的工業機器人準確、高效完成專業工作等,涉及的技術極為廣泛。

                在復雜智能制造成套設備方面,行業最明顯的特點是整體化的設計、多系統協同與高度集成化,全面應用關鍵智能基礎共性技術、測控裝置和部件,通過整體集成技術來完成感知、決策、執行一體化的工作,并根據在不同行業內的應用而體現巨大的差異化特性。概括如下:

                (1)智能化

                產品的智能化主要體現在全自動運行管理、復雜工況處理、系統自檢、控制系統的適應能力等幾個方面。通過采用 PLC、計算機、通訊網絡和各種高效、準確、可靠、可視的檢測、監控、控制裝備,配合自主研制、開發的 PLC、HMI 和計算機軟件,實現整套系統的智能化控制;通過采用機器視覺技術實現了對復雜工況的感知、判斷與處理決策;具有故障自檢測功能,出現故障時能夠及時發出報警并保護設備處于安全狀態;控制系統具有自適應功能,能適應上游生產線輸送過來的多種規格產品。

                (2)模塊化

                模塊化是根據不同獨立單元的功能,依據不同用戶的需求可進行靈活多變的組合,滿足不同的生產需求。從設計上把系統的各個功能單元進行規劃,綜合各種使用條件下的功能分布情況,按最優化性能指標進行功能劃分、整合,創建各功能獨立存在方式及接口方式,進行模塊化設計。不但滿足客戶的不同需求同時在成本上進行合理的控制。

                (3)高協同性

                智能制造成套裝備的高協同性主要體現在兩個層面,一個層面是產品的協同性,每一套產品都是根據客戶的特性、需求、客戶產品特點、不同的上游生產設施以及相關環境資源的影響進行配置、設計、生產,達成客戶整體生產系統的協同性運作;一方面是數據的協同性,通過產品的上位機軟件能完美地集成到工廠的 ERP 系統中,實現工廠產品數據的統一管理,并通過對工廠產品數據的處理實現了數據的二次開發,能及時發現生產的異常情況。

                (4)立體維護模式

                通過系統自檢測系統的報警、現場生產管理人員的監測、公司技術人員通過互聯網對系統實施遠程診斷、技術人員現場維護等多種方式保障設備的正常運轉,配合系統本身的高穩定性、高可靠性共同實現對客戶系統的運行穩定性保障。

                2、行業技術水平

                工業發達國家始終致力于以技術創新引領產業升級,美國、德國、日本等工業發達國家在數控機床、測控儀表和自動化設備、工業機器人等方面具有多年的技術積累,優勢明顯,特別是高端裝備優勢尤為突出。國際上智能制造裝備技術優勢主要體現在三個方面:一是擁有為制造裝備和制造過程提供智能化技術支撐的一批共性、基礎性關鍵智能技術的優勢,包括新型傳感原理和工藝、高精度運動控制、高可靠智能控制、工業通信網絡安全、健康維護診斷等;二是擁有機器人、感知系統、智能儀表等典型的智能測控裝置和部件的技術優勢;三是具備重大智能制造成套裝備的技術優勢。

                我國智能制造裝備產業較為薄弱,在關鍵的共性、基礎智能技術方面,智能制造裝備整機和成套設備配套的關鍵零部件、元器件仍大量依靠進口。為高檔數控機床配套的高檔功能部件 70%需要進口;高檔傳感器市場全部被國外產品壟斷;大型工程機械所需 30Mpa 以上液壓件全部進口,大型裝載機進口部件占整機價值量的 50%~60%。在智能測控裝置和部件方面,重大技術裝備用儀器儀表基本被國外壟斷,對外依存度達到 40%,其中高端產品對外依存度更是達到 70%。機器人和高端自動控制系統的 95%、高檔數控機床的 90%、高檔數控系統的 95%的市場份額被國外產品占領(數據來源:《智能制造裝備產業發展現狀、趨勢及投資機會分析》中國證券監督管理委員會網站,2012 年 3 月 30 日)。

                在重大智能制造成套設備方面,國內整體技術水平、設計與集成能力等方面都遜于發達國家先進企業。近年來部分國內企業堅持自主創新,著力提高研發技術水平,并與國外先進企業積極合作,在采購國外核心基礎部件、測控裝置的基礎上,成套設備開發生產水平提高較快,并在一些領域內的智能制造成套設備方面取得了重大突破。

                綜合而言,我國的智能制造裝備產業初步形成了以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的產業體系,整體產業還處于發展初期,未來發展空間巨大,同時面臨國際競爭的巨大挑戰。

              能制造裝備產業是典型的技術密集型行業。當前,進入行業的壁壘主要是以下幾個方面:

                1、技術能力

                智能制造成套裝備技術集高端機電一體化開發設計、大型工程設計、智能自動化控制、計算機信息化管理和 IT 網絡技術、工業機器人應用技術、高端設備加工、裝配、調試、遠程服務等一系列的技術于一身,而這些核心技術還需要不斷地實踐、積累、深化和傳承,絕非一朝一夕就能夠擁有,需要多年的技術、產品、項目集成等多方面的積累。另外,與技術先進企業相競爭,尤其是與國際上長期占據技術與管理領先優勢的企業直接競爭,還需要配合以適宜的技術研發創新體制、先進的管理技術和理念。

                2、人才隊伍

                智能制造成套裝備涉及的學科和領域非常廣,需要把工藝、機械、自控、計算機、機器人、企業管理等各個專業的高素質人才有效地集成起來,才能完成從產品開發、項目管理、系統設計,到系統設備制造、安裝、調試、售后服務等系統性的復雜工程。專業人才隊伍并非在短時間內可以造就,需要伴隨著企業技術的積累與創新、產品的開發與升級、項目的設計與集成、設備的運行與改進等過程不斷學習、成長與提升,并逐步形成企業自身的核心人才優勢。擁有一支穩定的掌握先進技術、具有較強創新能力、擁有豐富實踐經驗的專業人才隊伍,是智能制造裝備企業立足于市場并不斷發展壯大的重要保障。

                3、資金基礎

                智能制造成套設備涵蓋研發、設計、生產、安裝、調試以及客戶驗收等多個階段,項目實施周期一般較長,一般產品生產周期短則幾個月,長則超過一年,而新開發產品的周期更長。在業務結算方面、智能制造裝備企業標準零部件采購中,主要采取貨到全額現款結清方式,而銷售客戶一般采取分期付款的方式,包括預付款、發貨款、驗收款、質保金等,貨款回收周期較長。因此該行業企業一般均面臨較大的資金壓力,而且越是在業務快速發展階段,企業面臨的資金壓力越大。資金規模與實力是該行業的重要壁壘之一。

                4、設計開發與集成能力

                智能制造裝備系統集成一般為非標產品,客戶的情況千差萬別,不同客戶的環境、工藝要求、需要配套的其他設備各有不同,這就要求企業能夠配合客戶不同的要求、協調連接不同類型、規格的設備對產品進行設計開發,從而最終達成一體化的整體生產程序。這要求企業在結合客戶現場的設計、差異化的生產、現場的實施等方面具備很強的能力,概而言之,智能制造裝備行業內企業需要具有較強的設計開發與集成能力。

                5、快速反應與保障能力

                智能成套設備通常應用于較大型的企業中,對設備運行的平順性、安全性、可靠性要求很高。設備在運行中出現任何故障,均要求供應商能夠迅速反應,通過遠程指導、遠程診斷與現場處理等多種手段來快速解決設備問題,同時要求供應商能夠保證備品備件的供應,通過客戶備件與廠商備件的雙重保險來保證問題得以快速、徹底解決。該售后服務環節的快速反應與保障能力,是供應商在反應機制、技術水平、人員素質、備件儲備與配送等多方面的綜合實力反應,也是進入市場的一個壁壘。

              影響智能制造裝備行業發展的有利及不利因素分析如下:

                1、有利因素

                (1)國家政策的大力支持

                近幾年,國家在振興裝備制造業,發展高端制造業,發展戰略性新興產業等方面密集出臺了諸多政策和配套措施,在國民經濟“十二五”發展規劃中也清晰規劃了重點發展的領域,智能制造裝備產業作為高端制造業的一個重點領域,其發展得到了國家和地方層面的大力支持。具體政策說明見本節“發行人所處行業的基本情況”下之三“主要法律法規及政策”章節。

                (2)全球行業發展的大勢所趨

                智能制造的概念于上世紀 90 年代首先由美國提出,其后各發達國家紛紛將智能制造裝備產業列為國家級計劃并著力發展,美國、德國、日本等國經過多年的發展積累了巨大的技術優勢,全球多數國家也在努力促進國內智能制造裝備產業的發展。我國相關產業起步較晚,但在國家政策的大力推動下,許多企業加大了在智能制造裝備方面的研發、生產投資,并產生了一些國內的優勢企業,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產業體系初步形成,2010 年工業自動化控制系統和儀器儀表、數控機床、工業機器人及其系統等部分智能制造裝備產業領域銷售收入超過 3,000億元(數據來源:《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》)。

                (3)各行業的應用需求快速上升

                智能制造裝備是具有感知、決策、執行功能的各類制造裝備的統稱,是信息化與工業化深度融合的重要體現,大力培育和發展智能制造裝備產業對于加快制造業轉型升級,提升生產效率、技術水平和產品質量,降低能源資源消耗,實現制造過程的智能化、精密化和綠色化發展具有重要意義。智能制造裝備業貫穿于國民經濟的多個行業,各行業的技術升級、精細化發展、落后產能的淘汰等均為智能制造裝備創造了巨大的應用空間。

                2、不利因素

                (1)與發達國家相比還有較大差距

                作為一個正在培育和成長的新興產業,我國智能制造裝備產業技術創新能力薄弱,新型傳感、先進控制等核心技術受制于人,在新技術與新產品的研發上,多數仍是跟隨國外先進企業的技術發展,技術上仍存一定的差距。工業發達國家在智能裝備產業發展方面起步較早,經過數十年的發展,積累了巨大的技術優勢,國內企業在這種差距下發展,難度較大。

                (2)企業規模小,競爭力弱

                智能制造裝備產業在我國起步晚,國內的優勢企業數量少,產業組織結構小,競爭力弱,缺乏具有國際競爭力的骨干企業。少數企業發展到一定實力,在國內市場已能面對國際大企業的直接競爭,但跨入國際市場競爭的企業仍較為少見。國內智能制造裝備產業的發展還需要時日。

                (3)產業基礎薄弱,缺乏行業內的配套支持

                我國制造業已有多年位居全球制造業前茅,然而尚不能克服產業粗放型發展的格局,諸多核心技術仍落后于國際先進水平。智能制造裝備產業同樣如此,產業基礎薄弱,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國內企業的配套支持,仍受制于國外企業。

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