单体自动化设备产业发展前景预测与投资战略规划

单体自动化设备产业发展前景预测与投资战略规划

中国智能制造产业市场分析根据我国规划，在2025年前，中国将推进智能制造实施两步走战略：第一步，到2020年，中国智能制造发展基础和支撑能力明显增强，传统制造业重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展；第二步，到2025年，中国智能制造支撑体系基本建立，重点产业初步实现智能转型。伙伴产业研究院（PAISI）根据最新统计数据预计，2017年中国智能制造产业市场规模将达到39330亿元，同比增长17．9%，在全球智能制造总产值中所占的比例为45%。2017年虽然中国智能制造产业占比全球达到45%，但本土工业能力弱，智能程度低，且受长期依赖合资、外资企业以及智能制造产业的外输出服务、中国人口红利消失、劳工成本快速增长以及发达国家工业再造回流影响，未来几年中国智能制造产值占全球比例呈现下降趋势。特别在工业领域、航空航天、医疗健康等领域较为突出。智能制造装备是为一国工业生产体系和国民经济各行业直接提供技术设备的战略性产业，具有产业关联度高、技术资金密集的特征，是各行业产业升级、技术进步的重要保障和国家综合实力的集中体现。伙伴产业研究院（PAISI）统计，2017年中国智能制造工业领域市场规模达到16985亿元，同比增长23．1%，占智能制造产业超过52．6%。预计到2020年，中国智能制造工业领域市场规模达到26393亿元。在劳动力成本持续上升、自动化技术水平不断提高的共同作用下，全球智能装备制造业发展迅速。受此影响，未来几年除高端装备外，智慧物流、传感器、工业信息软件也将快速而稳步增长。智能检测行业发展概况根据工信部和财政部联合发布的《智能制造发展规划（2016-2020年）》，智能制造装备的五类关键技术装备主要包括高档数控机床与工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备和智能物流与仓储装备。其中，智能检测装备是由自动化检测设备逐渐发展而来，相比于只能按照设定指令来实现测量、操纵等信息处理和过程控制的自动化测试设备，智能检测装备具有主动识别、决策并自行执行等明显区别。智能检测在多个工业领域均有广泛应用，在消费电子产品领域，产品检测是必不可少的重要环节，是生产厂家确保产品质量的主要手段。在检测环节中，厂商通过对计算机软件、算法、机构设计、控制理论、物理学、化学等学科及工艺的运用，利用软件算法配合自动化设备的使用对产品的各项待测参数进行读取，从而验证待测产品，确认产品的特性可以满足设计需求，实现生产效果的提升，为客户达到提升质量、降本增效的效果。当下，随着我国居民人均可支配收入逐年递增，消费升级的需求日益增强，消费者对电子产品的性能提出了更高的要求。电子产品功能多样化和设计复杂化导致产品检测种类繁多、精度要求高，需检测项目包括主板ICT在线测试、FCT功能测试、射频测试、声学测试、屏幕和LED显示测试（光学测试）、传感器测试等，这促使行业内的智能检测设备的种类较多，且对设备的测试精度要求逐渐提高。智能检测设备主要从声学、光学、射频通信、传感器等功能检测中通过运用机器视觉、核心算法、深度学习等人工智能技术，完成高精度测量、设备表面缺陷识别、频响分析、失真分析等检测过程。相比人工检测，检测精度更高、检测结果更准确、检测范围更广，可显著提升下游电子产业客户生产效率和产品质量的稳定性。随着自动化控制技术、精密测量技术、仿真技术、人工智能技术的快速兴起，电子产品测试设备向自动化、智能化、精密化、柔性化、多功能化方向升级的趋势愈加明显。以自动化、智能化为主导的检测设备在逐步打开市场空间，中低端测试设备将逐步被淘汰，智能测试设备融入电子产品生产线将成为市场主流。3D打印设备竞争格局目前，中国市场的主流设备品牌包括联泰、EOS、华曙、铂力特、3DSystems、GE、Stratasys、惠普等。数据显示，联泰在3D打印行业中市场占比最大达16．4%，其次为Stratasys和EOS，分别占比14．8%和13．1%。近年来，随着自动化技术水平不断提高、劳动力成本持续上升，智能制造行业无论是在全球还是我国都得以快速发展。随着制造业智能化的升级改造，我国智能设备产业呈现较快的增长。iiMediaResearch（艾媒咨询）数据显示，2017年至2018年，中国智能设备领域投资数量不断上升，2018年投资数量达到71起。尽管20019年起我国智能设备领域投资数有所下降，但依旧保持稳定，2020年我国智能设备投资数为38起。中国智能制造产业发展机遇分析伙伴产业研究院（PAISI）调研后认为，中国智能制造产业发展步入初级阶段，特别在工业应用领域尤为突出。未来几年传统制造业转型、智能生产线改造、新兴产业的快速发展，将能推动中国智能制造快速发展及市场的爆发需求。预计到2025年，中国智能制造产业市场规模将突破7万亿元，届时中国占全球份额将重新回到50%以上。随着人工智能、大数据等技术的不断成熟，物联网时代快速渗透各个产业。早期的物物交换和分销模式已经逐渐不时候先进社会发展，下一代企业模式将是一种以电商主导工厂为主体对接消费者的一种模式，这是一种C2B早期模式，电商利用大数据技术，向工厂下单订单，提前准备商品，或者直接由电商自身控股或控制工厂进行生产，另一方面电商直接面向消费者提供商品和服务。而消费者会将需求及问题反馈回电商及工厂，这一模式将伴随中国智能制造初期及中期的发展。智能制造装备行业发展概况（一）智能制造装备行业基本情况智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。智能制造具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，是未来制造业发展的重大趋势和核心内容，也是解决我国制造业由大变强的根本途径。智能制造装备是智能制造的重要实现载体，是一种集机械系统、运动系统、电气控制系统、传感器系统、信息管理系统等多种技术于一体，能够减少生产过程对人力劳动的依赖，显著提高生产精度、生产质量和生产效率和可靠性的装备。智能制造装备关联产业广泛，目前已经被广泛应用于消费电子、新能源、汽车、半导体、医疗健康和物流等多个领域。目前随着全球劳动力成本逐渐增加、自动化科技水平的发展、生产效率和产品质量要求的提高以及生产方式由粗放型向精细化的转变的共同作用下，智能制造装备行业高速发展，已成为当今衡量一个国家工业化水平的重要标志之一。（二）全球智能制造装备行业发展概况全球工业化进程由来已久。蒸汽机技术推动机械化生产的普及，人类社会由此进入工业1．0时代；电力的使用致使规模化生产得以实现，从此工业进入2．0时代；自动化通过信息技术的应用成为可能，工业进入3．0时代；而目前物联网等新技术与工业技术的深度融合，使得工业进入智能化的时代，即工业4．0时代。随着工业4．0产业变革在全球范围内的迅速发展，全球科技和产业竞争更趋激烈，大国战略博弈进一步聚焦制造业，如美国于2012年发布先进制造业领导力战略，于2014年提出工业互联网，以强化与国家安全相关的关键产业本土制造能力，德国于2013年在汉诺威工业博览会上提出工业4．0的概念并发布国家工业战略2030，日本社会5．0等均以智能制造为主要抓手，力图抢占全球制造业新一轮竞争制高点。在政策支持，经济全球化发展，社会向工业4．0进发的大背景下，制造业的智能化、柔性化、无人化成为了行业内的发展趋势。同时在人工智能、机器学习、计算机视觉、柔性控制等新兴技术的引领下，传统制造业加速了向智能化转型升级的步伐，为智能制造创造了有利条件。根据国际市场研究机构GrandViewResearch的研究数据显示，预计2021年全球智能制造市场规模为2，596．3亿美元，到2028年将快速增长至5，899．8亿美元，期间年复合增长率约为12．4%。智能制造装备业包括工业机器人、智能仪器仪表、自动化成套生产线、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备、数字化车间、智能工厂等工业自动化行业。机器人作为制造任务的直接执行单位，在智能制造体系中发挥着基础且重要的作用，被誉为制造业皇冠顶端的明珠，是衡量一个国家创新能力和产业竞争力的重要标志。机器人已成为全球新一轮科技和产业革命的重要切入点，世界主要工业发达国家均将机器人作为抢占科技产业竞争的前沿和焦点，加紧谋划布局，因此工业机器人的出货量是衡量智能制造行业发展规模的一个重要参数。根据国际机器人联合会（IFR）的2021年机器人报告显示，全球工业机器人的出货量从2015年达到25．40万台上升到2020年的38．4万台，2021年预计出货量为43．50万台，增长13%。同时根据华为发布的《5G时代，十大应用场景白皮书》，2025年全球工业机器人的出货量将增加到105万台。在世界人口红利逐步消失、产业结构优化、各国政策大力扶持等因素影响下，全球制造业智能化水平将持续提升，智能制造装备行业未来发展前景广阔。（三）中国智能制造装备行业发展概况智能制造是中国制造强国建设的主攻方向，其发展程度直接关乎中国制造业质量水平。发展智能制造对于巩固实体经济根基、建成现代产业体系、实现新型工业化具有重要作用，对于巩固壮大实体经济根基、构建新发展格局、建设数字中国具有重要意义。在此背景下，我国十四五规划中进一步提出了发展智能制造装备行业，围绕创新、应用、供给和支撑等四个方面，规划部署了智能制造技术攻关行动、智能制造示范工厂建设行动、行业智能化改造升级行动、智能制造装备创新发展行动、工业软件突破提升行动、智能制造标准领航行动等六个专项行动。经过多年来的政策支持和产业发展，我国建成了门类齐全、独立完整的现代工业体系，工业经济规模位居全球首位。我国工业增加值从1952年的120亿元增加到2020年的31．3万亿元，年均复合增长率达12．3%，连续11年成为世界最大制造业国家。庞大而完善的制造业体系，为我国智能制造发展奠定了坚实基础。因我国智能装备制造业发展历史相对较短，技术力量相对薄弱，2015年发布智能制造领域的顶层设计文件《中国制造2025》，明确了以智能制造作为中国制造业转型升级的主攻方向的指导思想。70%的规模以上制造业企业基本实现数字化网络化，建成500个以上引领行业发展的智能制造示范工厂。制造业企业生产效率、产品良品率、能源资源利用率等显著提升，智能制造能力成熟度水平明显提升。智能制造装备和工业软件技术水平和市场竞争力显著提升，市场满足率分别超过70%和50%。培育150家以上专业水平高、服务能力强的智能制造系统解决方案供应商。建设一批智能制造创新载体和公共服务平台。构建适应智能制造发展的标准体系和网络基础设施，完成200项以上国家、行业标准的制修订，建成120个以上具有行业和区域影响力的工业互联网平台。近年来，各部门鼓励智能制造产业发展政策的陆续出台以及我国工业水平的不断提升，我国智能制造产业快速发展。根据中国工控网的数据显示，我国自动化及工业控制市场规模过去五年期间呈上升趋势，市场规模已经从2015年的1，390亿元增长至2020年的1，886亿元，预计2025年达2，347亿元。在智能制造产业中，智能制造硬件体系主要分为感知层、传输层和装备层，感知执行层主要包括传感器、伺服系统等，传输网络层主要是通信设备，而装备层包括机器人及高档数控机床等。其中机器人作为制造任务的直接执行单位，在智能制造体系中发挥是智能制造产业发展的重要支撑。国家高度重视机器人产业发展，因此将机器人纳入国家科技创新重点领域，大力推动机器人研发创新和产业化应用。根据国际机器人联合会（IFR）的2021年机器人报告显示，中国工业机器人的装机量从2010年的1．50万台激增到2020年的16．8万台。随着未来我国工业机器人核心技术水平的进一步提升，国内工业自动化装备制造行业仍将具有巨大的成长空间。中国智能硬件融资活动活跃，未来产业链更完善2015-2020年，我国智能硬件行业融资事件波动下降，融资金额逐年递增，说明单次融资规模进一步扩大，资本开始有所侧重。2020年，智能硬件行业融资事件达到342件，金额到1098．16亿元，创近几年新高。2021年1-4月，融资金额为939．84亿元，占去年总融资金额的86%。前瞻认为，随着2021年融资规模的进一步扩大，智能硬件行业产业链将进一步完善，市场规模增长空间较大。结合行业发展的趋势以及终端市场的需求将会进一步被打开，按照中性预测，2020-2026年中国智能硬件行业市场规模将会保持较快发展，按照20%的年均复合增长率预计，到2026年中国智能硬件行业的市场规模将会达到2万亿元。中国智能设备领域投资数量新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革。同时随着新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步推进，超大规模内需潜力不断释放，为我国制造业发展提供了广阔空间。各行业新的装备需求要求制造业在智能装备创新方面迅速提升水平和能力。近年来，随着自动化技术水平不断提高、劳动力成本持续上升，智能制造行业无论是在全球还是我国都得以快速发展。随着制造业智能化的升级改造，我国智能设备产业呈现较快的增长。数据显示，2017年至2018年，中国智能设备领域投资数量不断上升，2018年投资数量达到71起。尽管20019年起我国智能设备领域投资数有所下降，但依旧保持稳定，2020年我国智能设备投资数为38起。新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革。同时随着新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步推进，超大规模内需潜力不断释放，为我国制造业发展提供了广阔空间。各行业新的装备需求要求制造业在智能装备创新方面迅速提升水平和能力。中国智能制造发展现状分析一方面，高端制造领域出现向发达国家逆转移的态势。目前，制造业向发达国家的回流已经开始，如，苹果电脑已经在美国本土设厂生产，日本制造企业松下将把立式洗衣机和微波炉生产从中国转移到日本国内等。另一方面，随着中国低成本优势的消弱，越南，印度等一些东南亚国家依靠资源、劳动力等比较优势，也开始在中低端制造业商发力，以更低的成本承接劳动密集型制造业的转移。总的来看，中国制造业正面临着发达国家高端回流和发展中国家中低端分流的双向挤压。近年来，我国成为遭受贸易调查最严重国家，2014年上半年的涉案金额达到52．9亿美元，比上年同期增长136%。未来我国与发展国家和发展中国家的经济贸易摩擦将更为激烈，对我国制成品出口将造成不利影响，二是全球贸易规则业处于重构过程。美国激励推动打造制造回流过程，通过各项政策将进一步消弱我国工业产品的成本优势，也将影响我国工业实施的走出去战略。最新统计数据显示，2017年我国制造业产出占世界比约为27%，连续4年保持世界第一。在500余种主要工业产品中，我国有220多种产量位居世界第一。过去我国制造业主要依靠要素驱动，但赖以保持竞争优势的多种要素约束日益趋紧。从要素成本看，随着人口红利消失和要素成本的全面上升，我国制造业原有的比较优势正在逐渐消失，劳动力供给呈缩减趋势，并直接导致用工成本上升。目前我国制造业工资普遍达到3000~4000元，远高于东南亚等国。2017年中国制造业对美国的成本优势已经由2010年的11．7%下降到2017年的3．6%，表明在美国生产只比在中国生产贵3．6%。此外，我国制造业大而不强的问题依然突出，与先进国家相比还有较大差距，存在自主创新能力弱、产业结构不合理，高端装备制造业和生产性服务业发展滞后，关键核心技术与高端装备对外依存度高，资源能源利用效率低，环境污染问题较为突出等问题，中国制造业转型升级任务艰巨而紧迫。目前，国内对智能制造装备产业的发展侧重技术追踪和技术引进，而由于基础研究能力不足和对引进技术的消化吸收力度不够，导致产业整体技术水平与世界先进水平有较大差距。构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术和关键零部件主要依赖进口。如，新型传感器等感知和在线分析技术、典型控制系统与工业网络技术、高性能液压件与气动元件、高速精密轴承、大功率变频技术等。伺服电机、精密减速器、伺服驱动器、控制器等关键核心部件技术难题尚未攻克。精密工作母机设计制造基础技术、百万吨乙烯等大型石化的设计技术和工艺包等均未实现国产化。产业主管部门及专家对智能制造装备的概念、内涵及重点领域的界定还处于模糊阶段，与国外学者和专家对智能制造装备的理解相比，我国尚处于起步阶段。同时，产业分类目录尚未建立，缺乏统一规范的统计口径，基础共性标准、关键技术标准、产品标准和重点应用标准函待研究制定。如，工业机器人等重点领域的标准和质量认证机构急需建立，以提升自主技术标准的国际话语权。目前，我国智能制造装备产业急需雄厚的人才后备力量。首先，高端数控机床、工业机