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智能装备制造发展情况及技术特点、市场规模、发展趋势前景

发布时间:2023-02-28 | 来源:普华有策 | 作者:
   1、我国智能装备制造业的发展情况

  (1)智能制造处于关键迭代期

  我国工业制造经历了“工业 1.0—机械制造”、“工业 2.0—流水线、批量生产,标准化”、“工业3.0—高度自动化,无人/少人化生产”和“、工业4.0—网络化生产,虚实融合”等阶段。最近三年我国部分产业从“工业 2.0”基本完成向“工业 3.0”的转变,但是与“工业 4.0”仍有较大距离。

  “工业 4.0”核心是联接,要把机器设备、生产流水线、加工厂、经销商、企业产品和顾客密切地结合在一起。工业 4.0 提出的智能制造是面向产品全生命周期,实现泛在感知条件下的信息化制造,通过智能制造软件信息系统,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现重复性的复现和执行预期的目标的过程,最终实现完全自动化。

 

  (2)下游不同行业智能制造水平差异较大

  智能制造装备重要组成部分之一是工业机器人,下游行业对机器人的需求体现了不同行业智能制造水平的差异。工业机器人主要应用于汽车行业、电子行业、五金机械行业、化工橡胶塑料行业、食品行业及其他行业。其中,汽车行业的工业机器人采购量持续最大,且持续增长,智能制造水平较高。电子行业的工业机器人采购量仅次于汽车行业,存在一定波动。五金机械、化工等其他行业对工业机器人采购量较小,智能制造水平较低。

  (3)关键技术装备、软件取得一定突破

  在技术装备方面,我国在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、智能物流与仓储装备五类关键技术装备取得重大进展。在关键技术方面,我国在先进感知与测量、高精度运动控制、高可靠智能控制、建模与仿真、工业互联网安全等一批关键共性技术取得一定突破。在核心支撑软件方面,我国装备企业已经布局和积累一批核心知识产权,例如工艺仿真软件、工业控制软件、业务管理软件,为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。

  2、智能装备制造行业的技术特点

  (1)非标化

  与普通标准设备不同,智能自动化装备的研制多为非标准化作业行为,主要根据下游客户生产工艺需要来决定。从销售人员拿到订单到技术人员根据订单进行方案设计,再到加工制造、系统集成、安装调试,不同的客户、不同的项目都会有其特殊性,若干工艺细节的改变可能需要对整个产品重新设计,同时对集成过程中涉及的高精密工艺装备和零部件的选择、工艺模式等均需做出相应的调整。如何在此过程中保证设备的稳定性并达到客户要求的精密度是客户选择供应商的重要考量因素。

  (2)柔性化

  柔性化制造技术是相对于传统生产方式而言的;下游汽车、机械、电子、仓储物流等领域由传统的单品大批量生产方式向多品小批量的生产方式过度,以生产者为主导的生产方式逐步向以消费者为主导的生产方式转变;企业通过创造柔性优势,既可以满足客户的多种需求,也可以在与客户的接触中契入个性化价值,提高产品的附加值和客户粘性。

  (3)智能化

  智能化是工业自动化阶段主要发展特点,也是行业发展的重要方向。其智能主要体现在环境感知、逻辑推理、策略规划、行动和学习等能力,智能制造过程强调通过智能自动化装备及通信技术实现生产自动化、分析自动化和决策自动化,在此过程中,数据挖掘、人工智能算法、自适应决策等核心智能技术起到了关键性的作用。

  3、 行业竞争格局

  (1)高端工艺装备领域

  根据中国模具工业协会统计,目前我国汽车模具制造企业约 300 家,竞争激烈。汽车模具行业的竞争特点主要包括:

  ①骨干企业实力增强

  以天津汽车模具股份有限公司、一汽模具制造有限公司、东风模具冲压技术有限公司、成飞集成、北京比亚迪模具有限公司等为代表的行业重点骨干企业不断进行产业结构升级,产品逐渐向中高档汽车覆盖件模具转型。

  ②新兴企业不断涌现

  河北兴林车身模具制造有限公司等原有的一些规模较小的模具企业迅速壮大,四川宜宾普什模具有限公司、上海屹丰模具制造有限公司等拥有较大投资规模的新兴企业在市场上抢得一席之地。

  ③外来资本积极投入国内模具市场

  外来资本积极投入国内模具市场,如丰田一汽(天津)模具有限公司、烟台骏辉模具有限公司等。

  上述企业中,北京比亚迪模具有限公司、丰田一汽(天津)模具有限公司等主要是为其所属的汽车整车厂商进行内部配套服务,一般不参与市场竞争。

  (2)智能自动化装备领域

  长期以来,外资厂商凭借其技术优势在我国自动化设备行业中占有主导地位。为应对日渐成熟的国内厂商发起的挑战,以西门子(Siemens Ltd)、ABB(Asea Brown Boveri Ltd)、库卡(KUKA)、发那科(FANUC)、安川电机(YASKAWA)为代表的国外厂商开始强化在国内市场的布局。虽然国际知名自动化厂商凭借先进的技术水平、丰富的项目经验以及雄厚的资本实力,在我国自动化设备市场占据了较高的份额,但随着经验的积累和产业政策的支持,我国自动化设备制造业的发展深度和广度逐步提升,以自动化成套生产线、智能控制系统、工业机器人、新型传感器为代表的智能装备产业体系初步形成,一批具有自主知识产权的重大智能装备实现突破。

  随着未来行业竞争的进一步加剧和行业整合的展开,预计自动化设备行业的行业集中度将逐渐提高,行业竞争日趋激烈,掌握核心技术资源、综合服务能力的厂商将有较大机会从竞争中胜出。

  (3)量产精密功能零部件

  在我国汽车零部件竞争格局中,汽车零部件企业主要围绕在汽车行业中占主导地位的主机厂开展业务,只有通过主机厂严格的认证过程,零部件企业才有资格成为主机厂的合格供应商。目前,部分内资汽车零部件企业通过持续的科技创新,形成了具有自主知识产权的核心技术,提升了自身的市场竞争力,并在部分以外资企业为主的核心零部件领域实现了国产替代进口。未来,随着汽车及汽车零部件行业竞争的进一步加剧,主机厂将对零部件企业的研发能力、生产工艺、产品性能提出更高的要求,因此具备核心技术且拥有较好资源整合能力的汽车零部件企业将更具竞争力。

  4、 行业壁垒

  (1)技术壁垒

  精密工艺装备、精密功能零部件、智能自动化装备等非标制造行业技术壁垒较高。主要表现在:1)该行业涉及新材料技术、锻造技术、注塑技术、压铸技术、机械电子工程技术、制造工程技术、计算机软硬件技术、电气工程技术等多个领域的专业知识;2)该行业产品具有非标化特点,不同客户在产品需求方面都有一定区别,因此对产品制造商的设计能力、生产能力、检测能力和项目开发经验都有较高的要求。

  (2)人才壁垒

  精密工艺装备、精密功能零部件、智能自动化装备等非标制造行业由于技术含量高、设计复杂,要求设计生产人员具备扎实的理论基础、丰富的项目经验和较强的学习能力。掌握项目实施关键技术同时拥有众多项目经验的技术人员是技术密集型行业的主要资源;同时,高素质、综合性人才团队建设需要耗费企业大量的时间和资金去培养,一般的企业难以承受。

  (3)资金壁垒

  前期大额垫资是该行业的惯例,即使是全球知名的跨国公司客户,也会要求供应商具备相匹配的资金实力,因此该行业中的企业资金压力都较大。

  (4)客户壁垒

 

  精密工艺装备、精密功能零部件、智能自动化装备等非标制造行业作为下游客户的核心生产设备、零件及装备,具有技术复杂、价值高的特点,对客户的生产运营至关重要。因此,下游客户会从品牌经验、技术、售后服务等多方面对供应商进行全方位的严格考察,认证期较长。所以对于新入厂商来说,客户资源壁垒在短期内较难突破。

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