深度挖掘，共探中國(guó)智能制造行業(yè)未來發(fā)展
“智能制造裝備”的概念自2010年《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》首次作為發(fā)展重點(diǎn)被明確提出，而近兩年尤其在制造業(yè)內(nèi)外都得到了廣泛的關(guān)注。作為高端裝備制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向和信息化與工業(yè)化深度融合的重要體現(xiàn)，大力培育和發(fā)展智能制造裝備產(chǎn)業(yè)對(duì)于加快制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源資源消耗，實(shí)現(xiàn)制造過程的智能化和綠色化發(fā)展具有重要意義。
細(xì)分產(chǎn)業(yè)鏈
工業(yè)自動(dòng)化涉及面廣、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)近萬億，而“互聯(lián)網(wǎng)+”帶來加速增長(zhǎng)。根據(jù)市場(chǎng)細(xì)分，可以將工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)鏈分為以下的七個(gè)子版塊：
(1)運(yùn)動(dòng)控制及機(jī)器人：伺服和CNC是最為熟知的產(chǎn)品;
(2)工業(yè)軟件：包括MES、PLM等生產(chǎn)線管理系統(tǒng)及仿真、先進(jìn)控制等優(yōu)化軟件;
(3)監(jiān)控系統(tǒng)：主要是DCS和PLC，某些情況下也會(huì)用單片機(jī)或IPC實(shí)現(xiàn);
(4)傳感與檢測(cè)：包括各種傳感器、變送器和檢測(cè)儀器，是工業(yè)系統(tǒng)的眼睛和神經(jīng)末梢;
(5)變頻傳動(dòng)：變頻器是驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)速度和功率變換的設(shè)備，在低于伺服的精度和力矩需求下，可調(diào)節(jié)設(shè)備的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向達(dá)到節(jié)能;
(6)互聯(lián)網(wǎng)+：包括工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工控網(wǎng)絡(luò)安全等和下一代工控系統(tǒng)息息相關(guān)的新興技術(shù);
(7)其他：包含控制閥、接觸器等較為零散的產(chǎn)品。
智能制造體系圖
智能制造體系是基于新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，是先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。其中智能制造過程是指通過自動(dòng)化裝備及通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，并能夠通過各類數(shù)據(jù)采集技術(shù)，以及應(yīng)用通信互聯(lián)手段，將數(shù)據(jù)連接至智能控制系統(tǒng)，并將數(shù)據(jù)應(yīng)用于企業(yè)統(tǒng)一管理控制平臺(tái)，從而提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案、協(xié)同制造和設(shè)計(jì)、個(gè)性化定制，最終實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。
智能制造發(fā)展需經(jīng)歷自動(dòng)化、信息化、互聯(lián)化、智能化四個(gè)階段，而每一階段都對(duì)應(yīng)著智能制造體系中某一核心環(huán)節(jié)的不斷成熟，分為四個(gè)階段，分別為自動(dòng)化(淘汰、改造低自動(dòng)化水平的設(shè)備，制造高自動(dòng)化水平的智能裝備)、信息化(產(chǎn)品、服務(wù)由物理到信息網(wǎng)絡(luò)，智能化元件參與提高產(chǎn)品信息處理能力)、互聯(lián)化(建設(shè)工廠物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、工廠間互聯(lián)網(wǎng)，裝備實(shí)現(xiàn)集成)、智能化(通過傳感器和機(jī)器視覺等技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控、決策)。
自動(dòng)化裝備行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)
行業(yè)發(fā)展主要是受制于重要的核心零部件、工控系統(tǒng)依賴于進(jìn)口。工業(yè)機(jī)器人的核心零部件主要包括減速器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)三部分，對(duì)應(yīng)著執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，多軸工業(yè)機(jī)器人的成本中占比分別為36%、24%、12%。其中減速器成本占比最大且對(duì)精度要求高，而全球減速器行業(yè)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(chǎng)份額超75%;控制器方面，復(fù)雜高端工業(yè)機(jī)器人的控制器對(duì)進(jìn)口依賴較高，中低端機(jī)器人的控制器國(guó)內(nèi)基本能夠?qū)崿F(xiàn)自給。
工業(yè)信息化建設(shè)至關(guān)重要
工業(yè)信息化以工業(yè)軟件為主，工業(yè)軟件是指在工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)應(yīng)用的軟件，可以被劃分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和中間件(介于這兩者之間)，其中系統(tǒng)軟件為計(jì)算機(jī)使用提供最基本的功能，并不針對(duì)某一特定應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)用軟件則能夠根據(jù)用戶需求提供針對(duì)性功能，在智能制造流程中，工業(yè)軟件主要負(fù)責(zé)從事生產(chǎn)控制、運(yùn)營(yíng)管理、研發(fā)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行優(yōu)化、仿真、呈現(xiàn)、決策等職能。
全球各類工業(yè)軟件發(fā)展呈較大差異。由于制造企業(yè)的不同發(fā)展階段、對(duì)工業(yè)軟件的功能和技術(shù)需求也會(huì)出現(xiàn)差異，從而導(dǎo)致每一類工業(yè)軟件在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中呈現(xiàn)較大差異。近年來，生產(chǎn)管理類軟件市場(chǎng)空間進(jìn)一步打開，MES軟件成為智能包裝工廠多個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)交換的核心。
工業(yè)互聯(lián)/物聯(lián)網(wǎng)之融合
相較于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)在RFID、機(jī)器視覺、傳感器等物聯(lián)技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)業(yè)上的發(fā)展還較為落后，如我國(guó)RFID企業(yè)總數(shù)雖然超過百家，但是缺乏關(guān)鍵核心技術(shù)，尤其是芯片、中間件等方面，目前還未形成成熟的RFID產(chǎn)業(yè)鏈。
雖然中低、高頻標(biāo)簽封裝技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)基本成熟，但只有極少數(shù)企業(yè)已經(jīng)具備了超高頻讀寫器設(shè)計(jì)制造能力;機(jī)器視覺方面，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺廠商多是引進(jìn)國(guó)外的產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上做系統(tǒng)集成方面的工作，實(shí)際從事生產(chǎn)機(jī)器視覺產(chǎn)品的企業(yè)非常少。
目前在全球范圍內(nèi)有2萬多種傳感器，我國(guó)能完全國(guó)產(chǎn)的種類大約只有6000多種，且種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)生活的需要，傳感器在重大技術(shù)裝備中所占價(jià)值量不足5%，技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化難度大，較重大技術(shù)裝備主機(jī)與國(guó)外先進(jìn)水平差距更大。傳感技術(shù)及產(chǎn)品已成為制約智能制造工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
智能制造是全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的核心，系統(tǒng)解決方案提供能力則是競(jìng)爭(zhēng)核心的核心。智能制造系統(tǒng)解決方案是圍繞制造業(yè)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展需求，以打造行業(yè)智能制造系統(tǒng)(CPS)為核心，以實(shí)現(xiàn)人、設(shè)備、產(chǎn)品、服務(wù)等制造業(yè)要素和資源的相互識(shí)別、實(shí)時(shí)交互、信息集成為導(dǎo)向，以用戶功能、產(chǎn)品形態(tài)和供給模式可持續(xù)演進(jìn)為特性，依托于軟硬件產(chǎn)品及系統(tǒng)提供的一體化、柔性化、定制化服務(wù)。
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