汽车工业4.0专题研究报告

汽车工业4.0专题研究报告2021工业4.0简介目录12 汽车工业4.0定义及生态系统3全球市场开展现状分析中国市场开展现状分析4典型案例分析5大数据大价值2工业4.0的来源及概念•

工业4.0提倡以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。设备库存生产线工厂供给链产品客户信息物理系统CPS由传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施等组成大数据大价值3工业4.0的根底-建立信息物理融合系统CPS系统平台人类互联网社交媒体智能建筑智能家居智能工厂智能车间智能电网效劳型互联网商业网站互联网汽车及其他交通工具建立信息物理系统〔CPS〕后，就可以将物理设备〔各类传感器〕连接到互联网上，让物理设备具备计算、通信、精确控制、远程协调、自治、数据采集等功能，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。CPS可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起，从而创造物联网及相关效劳，并将生产工厂转变为一个智能环境。这是实现工业4.0的根底。大数据大价值4?中国制造2025?的战略重点及应用领域新材料高档数控机

床和机器人航

空

航

天装备农业机械装备先进轨道交通装备?中国制造2025?十大重点领域生物

医

药

及高

性

能医疗器械电力装备?中国制造2025?力争通过“三步走〞实现制造强国的战略目标：第一步，力争用十年时间，到2025年迈入制造强国行列；第二步，到2035年，我国制造业整体到达世界制造强国阵营中等水平；第三步，新中国成立一百年时，制造业大国地位更加稳固，综合实力进入世界制造强国前列。加

强

质

量品牌建设提高制造业国际化开展水平深入推进制造业结构调整提高国家制造业创新能力积极发展服务型制造和生产性效劳业推进信息化与

工业化深度融

大力推动重点领域突破开展合?中国制造2025?强化工业根底能力重点战略任务全面推行绿色制造标准化、模块化和数字化是实现工业4.0的根底和前提标准化模块化自动化数字化智能化信息化中国制造业目前的状况开展不平衡，处在没有总体完成工业2.0〔大规模制造机械化〕和工业3.0〔工业自动化〕，就需要面对工业4.0〔工业自动化和信息化深度融合〕的形势。中国工业制造的开展，不像西方兴旺国家走的是工业2.0、工业3.0，进而工业4.0的串行开展，而应该是工业2.0、工业3.0和工业4.0并行开展的道路。实现工业4.0转变的根底和前提是实现生产、制造的标准化、模块化以及数字化。这是实现工业4.0的重要根底和前提。加快制定智能制造标准化路线图•建立包括电子、通信、装备、软件、自动化等行业代表组成的智能制造标准工作组启动优先急需领域标准化制订工作建设和推广企业两化融合管理体系•将实施两化融合管理体系作为推进两化融合实现智能制造的重要手段，推进两化融合管理体系标准的研制、发布和国际化，加强两化融合管理体系的试点应用和推广•率先培养一批专业的咨询、认定和培训服务人才•积极培养和标准第三方咨询、认定和培训效劳市场大数据大价值63中国市场开展现状分析4典型案例分析目录1 工业4.0简介2 汽车工业4.0定义及生态系统全球市场开展现状分析5大数据大价值7研究定义大数据大价值8汽车工业4.0开展历程• 1903年亨利·福特创立了福特汽车公司并推出了T型车。• 1914年美国福特汽车公司安装的汽车装配流水线大大增强了汽车的生产效率，推动了汽车产业的开展。• 1769年NJ居纽制造了世界上第一辆蒸汽车驱动三轮汽车。• 1804年脱威迪克设计制造了第一辆蒸汽汽车• 1896年福特试制出第一台汽车。18世纪末20世纪初20世纪70年代18世纪末，第一次工业革命爆发，伴随着蒸汽驱动的机械制造设备的出现，人类开始进入“蒸汽时代〞。20世纪初，伴随着基于劳动分工的，电力驱动的大规模生产的出现，人类进入了大批量生产的流水线式及“电气时代〞大数据大价值9工业4.0智能工厂的落地为汽车厂商带来的优势提升生产效率本钱管控加强生产/质检精度降低高危操作风险柔性生产机器人制造具备高度的柔性，可以实现多品种、多批量的个性化生产。机器人可以的在车厂中从事高强度重复的劳动，稳定性较强。高度标准化、模块化设备及系统的应用将大幅节省汽车生产制造的中间本钱和人工本钱。机器人可在各类生产环境中持久工作，降低人员工作风险。大数据大价值10汽车产业价值逐步由“硬件〞〔终端〕向“软效劳〞〔个性效劳〕转变高设计研发价值链营销推广电子商务/第三方支付维修/保养效劳LBS效劳整车生产零部件供给/加工系统集成研发设计利润低整车制造整车销售汽车后市场品牌运营其他大数据大价值11

机器人设备布控并集成系统

根据用户诉求设计产品模具碎片消除大规模定制快速复原产品检验车间内流程优化、提升效率、提升安全性、节约本钱大数据 大价值12汽车工业4.0的生态系统3D扫描超高速3D打印自动车辆/轨道车辆/吊车更强的网络保护和数据保护云平安云存储大数据更强的异地数据存储、备份数据数据处理、数据分析/可视化、协同个性生产汽车智能工厂用户• 对象标记• 实时数据采集• 优化库存• 个性化车辆定制LBS效劳物联网研发设计系统集成供给商汽车零部件供应商机器人及零部件供应商系统集成商智能化/自动化生产线实时数据传送个性化车辆定制物流配送• 集成供给链• 互联系统• 完美调控• 端到端效劳智能物流汽车智能工厂效劳流程感知层数据采集数据积累零部件数据环境数据故障数据生产数据数据源适配器结构解析器采集数据数据转换物流数据数据管理元数据管理并行处理管理缓存管理节点管理数据存储视频数据根底数据文本数据图像数据其他数据数字制造平安数据Web效劳 wap效劳 语音效劳 短信效劳 移动IM E-mail系统集成生产销售数据可视化 柔性制造 数字营销跨界整合 数据挖掘接入层应用层电子商务、汽车金融、车联网、定制产品、汽车O2O、自动驾驶等133中国市场开展现状分析4典型案例分析目录1 工业4.0简介2 汽车工业4.0定义及生态系统全球市场开展现状分析5大数据大价值14全球主要制造业国家汽车工业4.0开展现状工业成熟度创新能力领先国家保守国家潜能国家迟疑国家大数据大价值15德国、美国的汽车工业4.0开展处于领先地位提升生产效率节能减排，绿色环保定制汽车及效劳提升员工工作安全性和舒适度风险管控人员、物流、管理本钱车型、内饰、轮毂等零部件实现个性生产产能提高30%加工精密度高，减少原材料浪费智能操控机器人生产加工，省时省力双向实时数据传输和互动，基于车联网的模块化管理和生产，减少人为干预，实时的系统监控和系统告警功能“三个降低〞用户满意度提升国家定义汽车制造商机器人/系统提供商零部件/系统供给商德国工业4.0美国工业互联网日本U-Japan中国中国制造202516增值效劳丰富大数据大价值机器人和数控系统的使用促进汽车车间实现自动化、智能化、模块化生产0%5%10%15%20%25%30%02000400060008000100002021 2021 2021 2021说明：此处统计的汽车总量包含乘用车和商用车analsysnalsys @Analysys易观智库･世界汽车制造商协会〔OICA〕20212021-2021年全球汽车产量汽车产量〔万辆〕 增长率analysysnalysys驱动汽车39%2021年全球机器人销量在行业中的份额汽车电子电气金属和机械橡胶和化工食品和饮料其他©Analysys易观智库·国际机器人联盟〔IFR〕17AGVAGVAGV汽车厂商车间生产流程冲压冲压成型是指靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或别离，从而获得所需形状和尺寸的工件〔冲压件〕的加工成型方法。主要用于汽车车身、底盘等零部件的加工。汽车工业制造四大工序焊接焊接是指通过加热加压/激光等方法，在使用或不使用填充金属的情况下，使两块金属连接在一起的一种加工工艺方法。在汽车焊接过程中，主要包含激光焊接、点焊、MIG焊接等方法。主要用于汽车车身、车顶、侧围等零部件的加工。搬运机器人〔AGV〕运输搬运机器人〔AGV〕运输涂装涂装是指通过喷涂方式将底材覆盖上一层涂膜，通过对金属和非金属外表覆盖保护层或装饰层的一种加工工艺。涂装方法包括刷涂、辊涂、淋涂、喷涂、刮涂等。主要用于对汽车外围的加工。搬运机器人〔AGV〕运输总装大数据大价值18汽车工业制造工序——冲压车间的自动化率较高冲压是汽车工业制造的首道工序，主要根据模具通过裁剪、冲压等工艺对原材料加工成型。在冲压车间，冲压机等机器自动化使用率较高，人工主要负责冲压件的回收及

检验工作。当前国际主流汽车厂商及国内厂商使用的冲压机包括舒勒、米勒万家

顿、济南二机床等，品类分为全自动封闭式和半封闭式。自动化流水线的布控大大加强了冲压工序的生产效率和精度，通过冲压机可以实现15SPM的生产节拍。冲压大数据大价值19汽车工业制造工序——焊接车间的自动化率高达90%焊接是汽车工业制造的第二道工序，主要通过机器人或人工方式对汽车顶部、侧围、车门、地板总成等零部件进行加工合成，包括密封涂胶、点焊、MIG焊等工序。人工主要负责零部件运输、机器人维护、质检、次品运输等工作。当前国际主流汽车厂商及国内厂商使用的焊接机器人包括发那科〔FANUC〕、库卡〔KUKA〕、现代重工等。焊接是汽车生产自动化较高的车间，国际知名汽车及局部国内品牌的焊接自动化率已到达90%以上。焊接大数据大价值20汽车工业制造工序——涂装车间的自动化率已到达80%涂装是汽车工业制造的第三道工序，主要通过机器人或人工方式对汽车车身进行前处理、电泳、涂漆等工序，机器人负责涂胶、电泳等工艺，人工主要负责对涂胶工序的检验和完善工作。当前国际主流汽车厂商及国内厂商使用的涂装机器人包括ABB、杜尔〔DURR〕、安川MOTOMAN等。涂装车间对工作环境有较高的要求，机器人的应用有效提升生产效率和良品率，主流汽车厂商的涂装车间自动化率已到达80%以上。涂装大数据大价值21汽车工业制造工序——总装车间的自动化率相对最低总装是汽车工业制造的最后一道工序，主要通过人工方式将汽车发动机、仪表盘、组装线、玻璃等零部件与汽车车身组装的过程、电泳等工艺。在总装车间内，机器人是降低工人劳动强度和提升生产效率的辅助工具。当前国际主流汽车厂商及国内厂商使用的涂装机器人包括ABB、杜尔〔DURR〕等。总装车间的自动化率相比其他车间低很多，在组装车辆尤其是线路等精细度比较高的工作中，现有机器人的智能化程度还不能满足完成车辆组装加工的需求。总装大数据大价值223中国市场开展现状分析4典型案例分析目录1 工业4.0简介2 汽车工业4.0定义及生态系统全球市场开展现状分析5大数据大价值23中国制造业智能化、互联网化程度较兴旺国家低，尚处于起步阶段信息效劳通讯效劳文化娱乐教育商品零售旅游医疗保健住宿/餐饮中介房地产金融批发效劳物流工农支撑效劳公共卫生/教育公益效劳公共事务管理电力采矿业采集业畜牧业渔业农业林业燃气水利建筑业制造业根底效劳第一产业 第二产业 公共效劳 生产和市场效劳 个人消费效劳互联网化阶段互联网化程度优化创新替换从信息化向互联网化过渡互联网+活泼融会贯穿24中国汽车工业制造PEST分析2021年10月，中德两国签署的?中德合作行动纲要?明确，双方将在工业4.0方面加强合作。2021年3月，政府工作报告首次提出“互联网＋〞行动方案〞，将培育更多的新兴产业和新兴业态，形成新的经济增长点。2021年5月19日，中国国务院印发?中国制造2025?，部署全面推进实施制造强国战略。中国经济开展迅速，居民的收入水平和生活质量大幅提升，对汽车消费的意识逐渐增强，促进中国汽车市场的高速蓬勃开展。社会

中国人口红利消失，劳动力老龄化日趋严重，而环

汽车自主品牌较低的信息化制造水平和优秀人才境

的缺失将导致与国际知名厂商的差距逐渐拉大。驱动中国汽车工业正处于高速开展期，截至2021年，汽车产销均已突破2000万辆，连续6年居于全球首位。PEST国家政策保障国民经济助力25中国汽车制造业进入成熟开展期，市场需求稳定增长说明：此处统计的汽车总量包含乘用车和商用车@Analysys易观智库･中国汽车工业协会〔CAMM〕1,379.132.4%1,826.51,841.91,927.22,211.72,372.30.8%2021 20214.6%14.8%7.3%0%10%20%30%40%050010001500200025002021 2021202120212021-2021年中国汽车产量汽车产量〔万辆〕 增长率analysysnalysys1,364.546.2%1,806.21,850.51,930.62,198.42,349.232.4%2.5%4.3%13.9%6.9% 10%0%20%30%40%50%050010001500200025002021 2021 2021 2021说明：此处统计的汽车总量包含乘用车和商用车@Analysys易观智库･中国汽车工业协会〔CAMM〕202120212021-2021年中国汽车销量汽车销量〔万辆〕 增长率analysysnalysys大数据大价值26中国汽车工业将逐步由制造业大国向制造业强国转变成熟期(2036-)高速开展期(2026-2035)时间ACIanalysysnalysysIIB探索期(2021-2021)©Analysys

易观智库中国汽车工业4.0领域AMC模型市场渗透率市场启动期(2021-2025)IIII：2021年中国汽车产销量跃居世界第一II：2021年5月，经李克强总理签批，中国国务院印发?中国制造2025?，部署全面推进实施制造强国战略。2021年，中国人口增长变缓慢,劳动力老龄化日益严重,劳动力的缺失和本钱上升倒逼汽车厂商加快部署智能工厂和智能生产。机器人、3D打印、数控设备等智能应用逐步成为生产加工的主力军。2025年后，预计汽车 ?中国制造2025?提工业将是较早实现工业

出，到2035年，我国4.0的领域之一。大数 制造业整体到达世界定制效劳提供有力保 LBS效劳、人工智能等应更加显著。D IVIV：2035年后，我国制造业整体到达世界制造强国阵营中等水平，汽车工厂根本实现自动化、智能化生产。III：市场洗牌阶段，打造智能工厂的投入门槛较高，实力较弱的中小汽车品牌逐步被并购或消亡2728中国汽车工业4.0开展与国际兴旺国家的比较中国市场国际市场2021年5月19日，经李克强总理签批，中国国务院印发?中国制造2025?，部署全面推进实施制造强国战略。德国在2021年已提出“工业4.0〞概念，且在工业制造信息化方面处于全球领先地位。政策法规标准标准人员素质

国内自主品牌的零部件供货系统和品牌复杂，没有统一的行业标准，零部件数字化、标准化难度大。

行业标准完善，汽车零部件及机器人设备具备高度标准化的供货来源，工业制造自动化、标准化程度高。国际知名厂商员工在生产自动化、智能化方面的熟练度较高，效劳人员专业水平较高，经过专业的职业培训。软件支撑

国际成熟市场的软件系统集成应用广泛，在汽车、医疗、保险等多领域的跨界数据资源丰富，为汽车柔性生产提供保障。总结国内自主汽车品牌商的生产加工自动化程度与国际知名厂商存在一定差距外资品牌合资品牌自主品牌工厂智能/自动化制造程度自动化率：40%~70%自动化率：60%~90%自动化率：80%~90%较低中等较高汽车厂商车间自动化程度比较大数据大价值29汽车零部件标准化、信息化处理制造业通过在模块化和封装化的根底上进行系统化，拓展新的应用与效劳。定制汽车将批量生产数据驱动汽车个性化生产随着大规模定制和网络协同的开展，制造业企业还需要实时从网上接受众多消费者的个性化定制数据，并通过网络协同配置各方资源、互联制造工厂将通过互联网，实现内、外效劳的网络化，采集和分析生产车间的各种信息，实现车厂与消费者之间的实时互动。大数据驱动汽车工业4.0开展大数据大价值30汽车工业4.0在中国落地的策略建议制定整体策略制定适应中国汽车工业4.0开展整体战略路线图，制定并实施国家层面的中国制造2025开展规划纲要，打造以制造业数字化、智能化为核心特征的工业升级版。根据区域现状制定符合当地开展的研究路线。1加快汽车制造业转型加快部署“互联网+〞汽车的政策，将汽车生产制造以互联网平台化模式运行，实现全流程的信息打通横向集成：推动零配件、生产工艺等标准化、数字化和模块化。2 3加快车联网产业的推进加快落实车联网产业的布局，车联网产业的开展将为汽车工业制造提升到一个新的阶段，汽车产业的价值链将逐渐转型，用户需求的改变倒逼汽车厂商实现智能制造。4加快大数据产业的应用5631的落地提供人员储藏。利增长点。34典型案例分析目录1 工业4.0简介2 汽车工业4.0定义及生态系统全球市场开展现状分析5中国市场开展现状分析大数据大价值32特斯拉——全球新能源汽车业的领导者图片来源：互联网公开资料·易观智库整理特斯拉汽车销量334销量（万辆） 增长率1000%32500%100%2010 2011 2012 20132014@Analysys易观智库･公开资料整理nalysy比亚迪——中国领先的新能源汽车自主品牌120%80%40%0%-40%6040200销量(万辆)增长率@Analysys

易观智库･公开资料整理analysysysys图片来源：互联网公开资料·易观智库整理大数据大价值3440%20%0%-20%300200100020072021202120212021202120212021销量〔万辆〕增长率图片来源：互联网公开资料·易观智库整理大数据大价值analysysysys