“智能制造裝備”概念自2010年《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》首次作為發展重點明確提出，近兩年在制造業內外都得到了廣泛的關注。作為高端裝備制造業的重點發展方向和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和綠色化發展具有重要意義。
產業鏈及細分行業重點梳理
工業自動化涉及面廣、產業鏈長，國內市場近萬億，“互聯網+”帶來加速增長。根據市場細分，可以將工業自動化產業鏈分為七個子版塊：
(1)運動控制及機器人：伺服和CNC是熟知的產品;
(2)工業軟件：包括MES、PLM等生產線管理系統及仿真、先進控制等優化軟件;
(3)監控系統：主要是DCS和PLC，某些情況下也會用單片機或IPC實現;
(4)傳感與檢測：包括各種傳感器、變送器和檢測儀器，是工業系統的眼睛和神經末梢;
(5)變頻傳動：變頻器是驅動電機實現速度和功率變換的設備，在低于伺服的精度和力矩需求下，可調節設備的轉速及轉向達到節能;
(6)互聯網+：包括工業云、工業大數據、工控網絡安全等和下一代工控系統息息相關的新興技術;
(7)其他：包含控制閥、接觸器等較為零散的產品。
智能制造體系圖
智能制造體系是基于新一代信息技術，貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動各個環節，是先進制造過程、系統與模式的總稱。其中智能制造過程是指通過自動化裝備及通信技術實現生產自動化，并能夠通過各類數據采集技術，以及應用通信互聯手段，將數據連接至智能控制系統，并將數據應用于企業統一管理控制平臺，從而提供優化的生產方案、協同制造和設計、個性化定制，實現智能化生產。
智能制造發展需經歷自動化、信息化、互聯化、智能化四個階段，每一階段都對應著智能制造體系中某一核心環節的不斷成熟，分為四個階段，分別為自動化(淘汰、改造低自動化水平的設備，制造高自動化水平的智能裝備)、信息化(產品、服務由物理到信息網絡，智能化元件參與提高產品信息處理能力)、互聯化(建設工廠物聯網、服務網、數據網、工廠間互聯網，裝備實現集成)、智能化(通過傳感器和機器視覺等技術實現智能監控、決策)。
自動化生產線集成興起
國內系統集成商正在崛起。系統集成方案解決商處于相對于智能設備的下游應用端，為終端客戶提供應用解決方案，負責工業機器人軟件系統開發和集成。目前我國系統集成商多是從國外購買機器人整機，根據不同行業或客戶的需求，制定符合生產需求的解決方案。業務形式主要以大型項目(關鍵設備生產線的集成，如機器人工作島)和工廠的產線技術改造為載體，對現有設備進行升級和聯網，提供工業控制、傳動、通訊、生產與管理信息等方面的系統設計、系統成套、設備集成及EPC工程等服務。
在系統集成應用領域，外資系統集成商包括ABB、柯瑪、KUKA等，國內領先的系統集成商包括新松機器人、大連奧托、成焊寶瑪、曉奧享榮等，應用市場主要集中于汽車工業，市場規模已超百億。目前國內智能制造系統集成領域，大部分集中于汽車工業，2016年國內機器人下游應用領域中，占比大的是汽車制造(48%)，其次是3C制造(24%)。
其他應用領域不斷擴圍。隨著國內自主品牌整車企業的崛起，近年來國內系統集成企業份額開始不斷提升，機器人產品認可度的不斷提高，系統集成應用領域也擴展至一般工業;
根據中國機器人產業聯盟的數據，2016年上半年國產工業機器人應用行業進一步拓寬至農副食品加工業，酒、飲料和精制茶制造業，醫藥制造業，餐飲業等，其中金屬制造業行業和以家用電器制造、電子元器件、計算機和外部設備制造等為代表的電器機械和器材制造行業，在國產工業機器人銷售總量中的占比高，分別占31%和23%，汽車以外其它領域的系統集成正在迅速增加。
自動化裝備行業發展動態
由于人工成本的增加和產業轉型升級的需求，我國的工業機器人自2010年始，表現了大幅增長，此后銷量增速保持在20%-50%的較高水平。根據IFR初步統計數據，2016年我國工業機器人銷量已高達9萬臺，較2015年增長31.28%，顯著高于全球工業機器人14%的銷量增速，其中中國工業機器人銷量占全球銷量比重以達31%，我國工業機器人的需求有了顯著增長，成為全球的重要市場。
行業發展主要受制于重要核心零部件、工控系統依賴于進口。工業機器人的核心零部件主要包括減速器、伺服系統、控制系統三部分，對應著執行系統、驅動系統、控制系統，多軸工業機器人的成本中占比分別為36%、24%、12%。
其中減速器成本占比大且對精度要求高，而全球減速器行業集中度較高，目前基本被日本的納博特斯克和哈默納科所壟斷，全球市場份額超75%;控制器方面，復雜高端工業機器人的控制器對進口依賴較高，中低端機器人的控制器國內基本能夠實現自給。
而伺服電機的技術門檻相對較低，與國際差距相對較小，目前國內部分企業已能實現自給，如埃斯頓、新時達的部分機器人已開始使用自行研制的控制器和伺服系統，但高端市場仍被日本、歐美名企占據，占據近80%的市場份額。
數控機床產量仍在高位
目前我國數控機床已有較高產量水平。數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床，該控制系統能夠處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，通過信息載體輸入到數控裝置，經運算處理由數控裝置發出控制信號，控制機床動作，從而自動進行零件加工。
根據中國產業信息網預測，預計我國2017年數控金屬切削機床、數控金屬成形機床(數控鍛壓設備)產量將分別達到25.3萬臺、2.76萬臺，未來五年(2017-2021)年均復合增長率約分別為3.47%、6.33%。國內機床行業市場集中度并不高，主要的市場參與者包括沈陽、大連、濟南、秦川等機床廠，進口數控機床主要來自西門子、發那科、三菱等外企;數控系統方面，國產數控系統廠家主要為華中數控、廣州數控、大連光洋、沈陽高精和航天數控等。
工業信息化建設至關重要
工業信息化以工業軟件為主，工業軟件是指在工業領域進行設計、生產、管理等環節應用的軟件，可以被劃分為系統軟件、應用軟件和中間件(介于這兩者之間)，其中系統軟件為計算機使用提供基本的功能，并不針對某一特定應用領域。應用軟件則能夠根據用戶需求提供針對性功能，在智能制造流程中，工業軟件主要負責從事生產控制、運營管理、研發設計等方面進行優化、仿真、呈現、決策等職能。
全球各類工業軟件發展呈較大差異。由于制造企業的不同發展階段、對工業軟件的功能和技術需求也會出現差異，從而導致每一類工業軟件在產業發展中呈現較大差異。
近年來，生產管理類軟件市場空間進一步打開，MES軟件成為智能工廠多個環節數據交換的核心。目前產業格局仍是歐美企業主導。從產業格局看，目前全球工業軟件產業主要由歐美企業主導，呈“兩極多強”態勢，SAP、Siemens在多個領域均嶄露頭角，而IBM、達索系統和Salesforce.com在各自專業領域形成了一定優勢。
其中，ERP軟件產業格局相對穩定，SAP和Oracle兩家企業占據主導，屬于一線ERP軟件，Infro、Sage、Microsoft隸屬二線;在CRM領域中，Salesforce占據全球CRM市場第一位，且發展迅速，其成功來自基于SaaS的云服務模式;CAD產業的主導者是Autodesk和達索系統，且隨著仿真、設計技術與先進技術的結合，逐漸出現新的參與者;MES軟件具有較強的行業應用特性，與特定的行業關系緊密，需要大量行業領域知識的積累，因此形成不同MES廠家占據不同行業的局面。
工業軟件分類
工業互聯/物聯網之融合
相較于歐美發達國家，我國在RFID、機器視覺、傳感器等物聯技術和設備產業上的發展還較為落后，如我國RFID企業總數雖然超過百家，但是缺乏關鍵核心技術，尤其是芯片、中間件等方面，目前還未形成成熟的RFID產業鏈。
雖然中低、高頻標簽封裝技術在國內已經基本成熟，但只有極少數企業已經具備了超高頻讀寫器設計制造能力;機器視覺方面，國內機器視覺廠商多是引進國外的產品，在此基礎上做系統集成方面的工作，實際從事生產機器視覺產品的企業非常少。
傳感器行業發展相對成熟。相較于RFID、機器視覺產業發展，國內傳感器行業發展相對成熟。傳感器應用四大領域為工業及汽車電子產品、通信電子產品、消費電子產品專用設備。傳感器作為一種信息檢測裝置，能將監測到的信息按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，與RFID、機器視覺等物聯設備一起運用于產品制造以及全生命周期，從而實現對產品制造與服務過程及全生命周期中制造資源與信息資源的動態感知、智能處理與優化控制、工藝和產品的創新等。
目前在全球范圍內有2萬多種傳感器，我國能完全國產的種類大約只有6000多種，且種類遠遠不能滿足國內生產生活的需要，傳感器在重大技術裝備中所占價值量不足5%，技術攻關及產業化難度大，較重大技術裝備主機與國外先進水平差距更大。傳感技術及產品已成為制約智能制造工業物聯網等產業發展的瓶頸。
開發系統解決方案是智能制造的核心
智能制造是全球新一輪科技和產業競爭的核心，系統解決方案提供能力則是競爭核心的核心。智能制造系統解決方案是圍繞制造業信息化、網絡化、智能化的發展需求，以打造行業智能制造系統(CPS)為核心，以實現人、設備、產品、服務等制造業要素和資源的相互識別、實時交互、信息集成為導向，以用戶功能、產品形態和供給模式可持續演進為特性，依托于軟硬件產品及系統提供的一體化、柔性化、定制化服務。當前在國內包括以下五種主要實現路徑：
一是行業配套廠商的業務延伸和水平提升。配套廠商依托較突出的研發及加工制造能力，向用戶企業的自動化、信息化、智能化建設領域延伸業務，從零部件供應商演進為智能制造系統集成商。青島軟控從提供橡膠輪胎配料工序的控制軟件，逐步延伸至配料輔機、加工設備等硬件產品，再發展為全生命周期管理系統。無錫貝斯特從提供汽車關鍵零部件發展為提供汽車行業智能工廠建設的系統解決方案。
二是專業信息技術廠商聯合創新。若干家IT廠商協同創新服務模式與產品形態，聯合打造符合用戶企業需求的智能制造系統解決方案。北京數碼大方與北京市計算中心共建工業云平臺，提供覆蓋生產制造多環節的在線云服務。
三是大型制造企業的信息技術服務部門剝離重組。大型制造企業信息化部門獨立組建公司，從內部機構轉化為面向市場、盈虧自負的智能制造系統解決方案提供商。徐工信息前身是徐工集團的信息化管理部，擁有76項軟件著作權和近200人的員工團隊，目前客戶包括三星重工、濰柴動力、陜鼓動力等國內外知名裝備制造企業。
四是裝備制造企業的戰略轉型。以互聯網為代表的新一代信息技術與生產設備深度融合，加速推動裝備制造企業向系統解決方案提供商戰略轉型。沈陽機床集團打造機床互聯網，將機床加工的設計、制造、服務、供應鏈、用戶等環節集成到云端，通過對加工制造過程的監測和追溯，實現了智能機床的全生命周期管理。
五是制造企業鞏固競爭優勢的業務拓展。率先采用數控機床等智能化設備的制造企業開始拓展系統解決方案業務，以鞏固先發優勢。廣東長盈精密設立專業的智能制造裝備及解決方案子公司，進一步支撐自身的智能化轉型和無人工廠建設。
企業可以從下面幾個方向持續強化提供智能制造系統解決方案的能力：
一是組織開展行業系統解決方案試點示范。以企業為主體、市場為導向、應用為核心，聚焦制造關鍵環節，在基礎條件好、需求迫切的重點地區和行業，遴選一批在智能裝備、智能工廠、智能服務、智能供應鏈、制造新模式領域具有引領示范作用的行業系統解決方案試點企業，不斷提煉和總結有效的經驗和模式，開展行業示范和應用推廣。
二是鼓勵支持企業圍繞系統解決方案協同創新。依托工業轉型升級、智能制造專項等既有財政資金，研究設立運作機制更為市場化、參與主體更為多元化的智能制造系統解決方案投資基金，支持和引導制造企業、解決方案企業、互聯網企業之間建立協同創新機制。圍繞物理仿真、工業傳感、人機交互、系統架構、敏捷網絡等核心環節，形成一批跨界融合的制造業創新中心，開展智能制造系統解決方案關鍵共性重大技術研究和產業化應用。
三是加強信息物理系統(CPS)測證平臺建設。依托科研院所、高校、大型企業，圍繞重點行業，建立行業CPS綜合驗證能力的實驗床，開展關鍵技術、網絡、平臺、應用環境的兼容適配、互聯互通和互操作測試驗證。支持第三方機構建立CPS安全測試評估平臺，測試評估CPS關鍵軟件、傳感器、移動終端設備、工業網絡等的安全性能。
來源：中國傳動網
