智能制造(Intelligent Manufacturing, IM)是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合,貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節,具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。這一概念的提出源于新工業革命的孕育興起,其背景主要包括新興技術的融合發展、信息基礎設施的進步以及新生產方式的誕生。智能制造旨在提高制造業的質量、效益和核心競爭力,推動生產方式向定制化、柔性化、綠色化、網絡化方向發展。
智能制造產業細分領域
智能制造產業細分領域廣泛,主要包括數字化生產、智能工廠、智能家居、智能電網、3D打印、智慧城市、智能供應鏈、汽車制造、機器人制造以及電動汽車等。這些領域通過集成先進的數字技術,如大數據分析、人工智能、物聯網、云計算等,實現制造過程的自動化、智能化和靈活化。
數字化生產:利用互聯網技術和大數據分析,對生產過程進行數字化管理,提高生產效率和產品質量。
智能工廠:利用物聯網、云計算等技術,實現生產過程的自動化和智能化,提高生產效率,降低成本。
3D打印:通過3D打印技術,可以快速、精確地制造出各種產品,適用于多種行業。
智能供應鏈:通過智能化研發設計、供應鏈需求預測和計劃、智能化采購與供應商協同等方式,提高供應鏈的管理效率和服務水平。
汽車制造:智能制造技術在汽車制造中的應用,可以實現汽車生產的數字化、網絡化和智能化,提升生產效率和產品質量,還可以實現柔性生產,滿足個性化需求。
機器人制造:智能制造技術可以為機器人制造提供高效、精準和靈活的生產工藝和質量控制手段,從而提高機器人的生產效率和品質水平。
智能制造產業鏈結構
智能制造裝備的產業鏈呈現出一個層次分明的結構,包括上游、中游和下游環節。
上游環節:主要聚焦于核心零部件的研發與生產,包括變速器、減速器、主軸/軸承、傳動裝置、傳感器、控制器、顯示器以及伺服系統等,為中游的智能制造裝備提供堅實的硬件基礎。
中游環節:涵蓋高端數控機床、工業/柔性機器人、3D打印設備(增材制造裝備)、智能專用設備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備,以及智能倉儲與物流裝備等。
下游環節:智能制造裝備的應用領域,廣泛分布于汽車制造、工程機械、鋼鐵化工、能源、生物醫藥、航天航空以及物流等多個行業。
智能制造行業發展現狀
市場規模
據中研普華產業院研究報告《2024-2029年中國智能制造產業發展前景預測與深度調研分析報告》分析
近年來,智能制造行業保持著較為快速的增長速度。2022年,我國智能制造裝備市場規模達到2.68萬億元,預計2023年市場規模將達到2.97萬億元。全球范圍內,智能制造市場規模在2022年已達到約4500億美元,預計到2027年將達到近8000億美元。
競爭格局
智能制造行業的市場競爭格局日益激烈。在工業和信息化部、國家市場監督管理總局的指導下,國家標準《智能制造能力成熟度模型》已在全國大部分區域開展標準應用推廣工作。根據《2023年中國智能制造百強榜暨中國智能制造發展與趨勢白皮書》,海爾、比亞迪和福耀玻璃位列百強榜前三位。TOP10企業主要屬于計算機、通信和其他電子設備制造業,其次是鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備制造企業、汽車制造企業等。
政策環境
國家層面陸續出臺了多個配套的實施指南、行動指南和發展規劃指南,頂層設計已基本完成,全面轉入實施階段。例如,《智能制造發展規劃(2016-2020年)》、《中國制造2025》以及《“十四五”智能制造發展規劃》等文件,旨在推動智能制造的發展。
技術進步
智能制造行業的技術發展重點突破方向包括大數據、人工智能、物聯網、云計算等新一代信息技術的融合應用。例如,ICT技術(信息與通信技術)使得計算、存儲、通信能力大幅提升,為智能制造的實現創造了條件。
市場需求
隨著消費者對個性化需求的增長和市場競爭的加劇,智能制造的市場需求日益迫切。企業需要優化生產流程,降低生產成本,提升能源、資源的利用效率,從而增強競爭力。
挑戰與機遇
盡管智能制造行業面臨技術體系不完整、關鍵技術和核心部件受制于人等挑戰,但也擁有巨大的發展機遇。我國在5G、大數據等技術方面處于全球第一梯隊,為未來智能制造的全球競爭奠定良好基礎。此外,我國具有全球最完整、規模最大的工業體系,為智能制造的發展提供了廣闊的市場空間。
智能制造行業近年來在全球范圍內呈現出快速發展的態勢,市場競爭格局日益激烈。在國內市場,華為、阿里云等大型科技企業在智能制造信息系統集成領域發揮著重要作用,通過技術創新和定制化解決方案不斷提升市場競爭力。同時,一批專注于特定領域的創新型中小企業也在快速崛起,為市場注入新的活力。這些企業通過技術創新和定制化服務,逐步在市場中占據一席之地。
在國際市場上,智能制造行業的競爭同樣激烈。國際品牌在國內市場仍有一定影響力,但中國本土品牌的競爭力也在不斷提升。隨著制造業數智化轉型的加速,越來越多的智能制造企業開始尋求國際合作伙伴,共同開拓海外市場,進一步提升國際競爭力。
重點企業情況分析
聯想集團:聯想集團作為高科技制造廠商,在智能制造領域有著深厚的積累。其通過“端-邊-云-網-智”新IT技術支持和3S(智能設備、智能基礎設施、方案與服務)業務布局,已在中國構建了覆蓋多地區的智造工廠,成為“智造”躍遷的標桿企業。聯想集團尤為注重前沿技術的研發和應用推廣,如全面布局AI,并將其3S能力升級為AI內嵌的智能終端、AI導向的基礎設施和AI原生的方案服務,助力制造業等各行各業實現智能化升級。
海爾集團:海爾集團通過引入先進的智能制造系統和物聯網技術,實現了生產流程的數字化、自動化和智能化。其智能工廠能夠實時監控生產線的運行狀態和產品質量狀況,通過智能算法優化生產計劃和工藝參數,提高生產效率和產品質量。同時,海爾還注重與上下游企業的合作與協同,形成了完善的智能制造生態系統。
美的集團:美的集團通過自主研發和引進國際先進技術相結合的方式,不斷提升智能制造水平。其智能工廠采用先進的機器人和自動化設備替代傳統人工操作,實現了生產線的自動化和智能化。
技術融合與創新:隨著5G、云計算、大數據、物聯網、人工智能等新一代信息技術的不斷發展和應用,智能制造行業將迎來更多的技術創新和融合。這些技術將推動智能制造系統的智能化、個性化發展,提高生產效率和質量。
產業鏈優化整合:智能制造產業鏈上下游合作將更加緊密,形成較為完整的產業生態。通過優化整合產業鏈資源,將形成一批具有國際競爭力的企業集團。
市場拓展與國際化:越來越多的智能制造企業將開始尋求國際合作伙伴,共同開拓海外市場。同時,國內智能制造市場也將進一步擴大,涵蓋更多的應用領域和場景。
綠色制造與可持續發展:在智能制造的發展過程中,綠色制造和可持續發展將成為重要的趨勢。通過應用智能制造技術,將實現生產過程的節能減排和資源高效利用,推動制造業的綠色轉型。
智能制造行業前景分析
從市場需求和趨勢來看,隨著制造業轉型升級加速,智能制造的應用可以有效幫助下游行業提高生產效率、提升產品性能、減少用工人數并降低生產成本,市場需求日益迫切。全球范圍內,智能制造市場規模在2022年已達到約4500億美元,預計到2027年將達到近8000億美元,復合年增長率約為11%。在中國,智能制造行業發展尤為迅速,預計未來五年將以超過15%的速度增長。
從市場上的競爭對手和市場份額來看,智能制造行業的市場競爭格局日益激烈。國內涌現出了一批具有競爭力的企業,同時國際品牌也在國內市場占據一定份額。然而,隨著技術的不斷發展和市場需求的不斷變化,市場份額的分配也將不斷變化。
智能制造行業目前存在問題及痛點
技術融合難題:信息技術(IT)與控制技術/運營技術(OT)融合被視為推動智能制造的關鍵,但目前仍存在融合難題。原有技術和組織架構的分離阻礙了IT與OT技術的融合,同時網絡安全問題也成為融合過程中的一大挑戰。
供給適配度不高:與高質量發展要求相比,智能制造服務仍存在供給適配度不高、創新能力不足、應用深度廣度有限、專業人才匱乏等問題。
數據融通能力有待提升:在C2M等新型產銷模式下,智能制造企業需要提升數據處理和融通能力,打通各軟件系統,實現數據的互聯共享。然而,目前許多企業在數據融通方面仍存在瓶頸。
智能制造作為新工業革命的核心,正在引領全球制造業的轉型升級。我國智能制造行業在政策、技術、市場等方面均展現出強勁的發展勢頭,但同時也面臨著諸多挑戰。智能制造行業作為推動產業升級的重要動力,未來將呈現出廣闊的發展前景和巨大的市場潛力。
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