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中国工业4.0市场前景及发展趋势预测研究报告

  2016/12/16 10:59:40

中国工业4.0市场前景及发展趋势预测研究报告

?#24359;?#24037;业4.0相关概述


1、工业4.0的概念


2011年德国初步提出工业4.0的概念,2013年在汉?#20302;?#24037;业博览会上正式推出,其目的是通过应用物联网等新技术提高德国制造业水平,建立具有适应性、资源效率及人体工学的智能工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。目前各国正积极推进新型制造业发展计划,工业4.0的脚步渐行渐近。


德国工业4.0:网络、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术的深度交织产生新的价?#30340;?#22411;,在制造领域,这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络-实体物理系统(CPS)”。


工业4.0的本质是数据,包括产品数据、运营数据、产业链数据、外部数据等。工业4.0的核心就是工业智能化,相关行业包括:智能机床、工业自动化、工业互联网、高端机器人、RFID、传感器、3D打印。


2、工业4.0的主题


工业4.0的四大主题是智能工厂、智能生产、智能物流和智能服务。智能工厂重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;智能物流主要通过互联网、物联网、物流网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支持;智能服务是应用多方面信息技术,以客户需求为目的跨平台、多元化的集成服务。


二、国际工业4.0发展分析


1、全球工业4.0发展现状


(1)德国

 

2013 年汉?#20302;?#24037;业博览会上,“工业4.0”的理念和计划由德国政府正式发布,描绘了制造业的未来愿景。目前,“工业4.0”计划已经?#21360;?#24503;国高技术2020战略行动计划”获得2亿欧元投资,启动了包括“信息物理生产系统?#20445;–PPS)在内的若?#19978;?#30446;。此外,德国教育与研究部(BMDF)建立的“信息通信技术(ICT)2020——创新研究”计划以及德国科学研究联盟(FU)经济与社会促进组(原通信促进组)发起的“智能服务——基于网络的商业服务”也都在“德国高技术2020战略”框架下开展,并且与“工业4.0”紧密相关,其中前者属于“数字德国2015”ICT战略,后者则成为 十大“未来计划”之一,2015年3月提出了终版的战略建议报告。

 

(2)美国

 

美国提出的“工业互联网?#20445;?#26088;在将人、数据与智能设备衔接,以交换数据来驱动制造业智能转型。相比德国,美国积极推进的“新工业战略?#22791;?#21152;注重“软”的方面,例如大数据、软件、互联网等对于传统工业的再工业化。在美国,工业4.0就是将虚拟网络与实体连接,通过大数据分析等来重塑制造业,形成效率更高生产系统。美国的工业互联网范畴更广阔,它试图将人、数据和机器连接起来,形成开放而全球化的工业网络。目前,美国国内80多家ICT和互联网巨头公司如GE、IBM、思科等企业成立了IIC(工业互联网联盟),以期打破技术壁垒,为通过大数据来实现制造业的创新。美国凭借其在工业3.0的领先优势以及互联网和ICT先进巨头公司的影响力正推动着全球工业4.0的发展。

 

(3)日本

 

在面对德国率先开启了“智能制造”这一通向未来新工业革命的大门时,安倍政府也开始采取行动,制定和规划了日本“工业4.0”的发展方向。2015年版的日本制造业白皮书正是日本力求赢得“全球产业价值链主导权”的关键举措。在政界,日本经济产业省把3D打印机列为优先政策扶持对象,投资45亿日元,实施名为“以3D造型技术为核心的产品制造革命”的大规模研究开发项目;在业界,三菱电机、富士通、日产汽车和?#19978;?#31561;日本电?#21360;?#20449;息、机械?#25512;?#36710;行业的主要企业等组建名为“产业价值链主导权”的联盟,共同?#25945;?#24037;厂互联的技术标准化,并争取使其成为国?#26102;?#20934;。


2、全球工业4.0战略规划


美国自2008年金融危机起遇到了产业空心化,鉴于在其GDP总量中服务业占比70%而制造业仅占12%的不平衡结构,美国提出“先进制造业伙伴计划?#20445;?#26088;在振兴“美国制造?#20445;?#26085;本制造业产值占GDP 比重达20%,日本已从国?#20063;?#38754;上开始高度重视科技附加值高的高端制造业;德国以精益制造领先全球,提出“工业4.0”企图再次引领新一轮工业革命,巩固其竞争地位;中国经济增长放缓,经济结构调整站在了制造业转型升级的十字路口。未来制造业将回归各国战略重心,成为全球经济稳定增长的重要引擎。


全球主要国家工业4.0战略规划情况

三、中国工业4.0发展分析


1、中国工业4.0政策环境分析


《中国制造2025》是中国政府实施制造?#25239;?#25112;略第一个十年的行动纲领,于2015年5?#36335;?#24067;,是中国工业未来10年的发展纲领、顶层设计。


《中国制造2025》提出通过“三步走”实现制造?#25239;?#30340;战略目标:第一步,到2025年迈入制造?#25239;?#34892;列;第二步,到2035年我国制造业整体达到世界制造?#25239;?#38453;营中等水平;第三步,到新中国成立一百年时,制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造?#25239;?#21069;列。围绕实现制造?#25239;?#30340;战略目标,《中国制造2025》明确了9项战略任务和重点:一是提高国家制造业创新能力;二是推进信息化与工业化深度融合;三是强化工业基础能力;四是加强质量品?#24179;?#35774;;五是全面推?#26032;?#33394;制造;六是大力推动重点领域突破发展,聚焦新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空?#25945;?#35013;备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十大重点领域;七是深入推进制造业结构调整;八是积极发展服务型制造和生产性服务业;九是提高制造业国际化发展水平。


中国制造2025与德国工业4.0异曲同工,是布局工业互联网的纲领性文件。不过二者也有适当差别,德国工业4.0是瞄准新一轮科技革命制定的措施,主要聚焦制造业的高端产业和高端?#26041;凇?#20013;国制造2025不是专门应对新一轮科技革命制定的规划,是对制造业转型升级的整体谋划。


2、中国制造的现状及发展分析


2016年中国是全球最具竞争力的制造业国家,中国当前的制造业规模非常大,早在2010年?#32479;?#36234;美国成为了全球第?#24359;?/SPAN>按照联合国统计,500多个产品中,220个产品中国的规模全球第?#24359;?#20174;制造业的技术创新来看,中国近几年进步很快。不过,2015年中国经济增长率为6.9%,经济放缓可能会进一步?#20013;?/SPAN>由于需求下降引起工业活动不断下滑,进而导致工厂产能过剩。中国汽车行业目前产能利用率从2009年的100%下降至70%,制造业占GDP的比重也在逐年递减,其中大部分转向了服务业。很显然中国制造业转型升级的任务非常繁重,主要的问题仍然是结构性问题:有效需求不足,使得产能过剩问题凸显;有效供给不能完全适应消费结构升级的需要,应该提高供给侧对消费结构升级的适应性和灵活性。


中国要顺应“互联网+”的发展趋势,以信息化与工业化深度融合为主线,重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空?#25945;?#35013;备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备10大领域。这些领域需要?#24230;?#22823;量的创新研发?#24335;穡?#38656;要军工企业、大型国企、高校科研机构的通力合作。同时,中国的中小企业是中国制造业最有潜力的组成部分,它的数?#31354;?#21040;了所有企业的99%,创造了中国60%的GDP。中国中小企业的研发创造?#23545;?#36229;过大型企业,中国65%的专利,75%的发明专利及80%的新产品来自于中小企业。中国制造的未?#24202;?#20165;要依靠大型企业,更需要中小企业的创新和活力。


3、中国工业4.0的产业链分析


从工业4.0产业链的上游看,现代智能工厂所高度?#35272;?#30340;四大基础条件--传感器(数据采集)、大容量存储(数据存储)、大数据计算能力(数据处理)和工业以太网(数据通信),以及执行单元-智能机器人,均是工业4.0实施的关键要素;产业链中游包括软?#27493;岷系?#34892;业解决方案提供商、智能工厂解决方案设计方,由于在中国大部?#20013;?#19994;并没有成熟的智能工厂解决方案,先进入者往往具有较强的先发优势,在细?#20013;?#19994;形?#23665;?#39640;进入壁垒;从产业链下游看,接受工业4.0 改造的产业?#32479;?#21830;将大幅节省劳动成本、提高生产效率、提升客户体验,增强制造厂商的竞争优势。


4、中国工业4.0发展优势分析


中国工业体系具备拓展工业4.0的明显优势,主要体现在以下三个方面:


(1)中高端人力资源优势。智能化生产将使人担?#22791;?#26377;挑战性的角色,如创新、规划、监督和协调机器的运作。知识型员工需求的大幅上升,将成为工业智能化的可?#20013;?#24615;支撑,而中国是此类中高端人力资源的“富矿”。据统计,2015年初我国科技人力资源总量约为8114万人,仍然保?#36136;?#30028;科技人力资源第一大国的地?#24359;?/SPAN>


(2)完整齐全的工业体系。中国工业如今在竞争中的优势已更多的体现在拥有完整的供应链条上。中国是世界上唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,形成了“门类齐全、独立完整”的工业体系,这个庞大完整的工业体系依托众多工业企业的集聚效应而具备了高度灵活性。


(3)全球最大的需求市场。中国不仅是重要的产品生产国,还是世界最大的消费市场之一,这种双重角色将使国内市场与工业生产产生更为强劲的互动,促进社会经济发展,并有助抵御世界经济波动的冲击。


5、中国工业4.0发展进程分析


据2015年底发布的《中国工业4.0进程报告》显示,超过一半的企业已经对工业4.0的整体概念有了一个较为全面的认识:其中31.13%的企业认为工业4.0是引导新一轮技术的变革,22.87%的企业认为它将是面对行业危机的必然转型之趋势。其中,最认同的工业4.0的特点,最多选择的前四个选项?#30452;?#26159;智能化(16.78%)、数字化(13.82%)、互联化(12.83%)、物联化(12.41%),显示出中国制造业企业对工业4.0的?#29616;?#31243;度已经达到了一个较好的水平。可?#36816;?#26234;能化是制造业追求的最高境界,同样也是最难实现和最大?#24230;?#30340;。从技术实现的路线图看,数字化、互联化和物联化是第一步,大集成是第二步,之后才是智能化。目前已经有很多企业都认可工业4.0的愿景,并积极地投身实践,调查显示,已经开始?#24230;?#21040;工业4.0变革的企业占到43.92%,未来三年内开始?#24230;?#30340;企业占到32.43%,没有考虑的只有14.86%。


自动化与智能设备是实现工业4.0的基础。工业4.0的升级改造必须建立在自动化的结构上,这点得到了大多数企业的认同。其中17.14%的企业选择更新自己内部的生产设施,加强自动化与智能化,16.43%的企业选择升级MES/ERP软件系统,而在工业4.0最为关键的大数据、数字化、物联网、云制造等方面?#24230;?#30340;企业相对较少,?#30452;?#21482;有7.04%、6.34%、6.10%和5.87%,显示出中国企业在进军工业4.0领域时渐进而突变的特点。云制造、大数据需要整体行业的配合?#32479;?#28096;,目前还处在前期探索阶段。


6、中国工业4.0发展难点分析


工业4.0是由大规模批量生产向大规模定制生产转变,是由集中生产向网络化异地协同生产转变,是由传统制造企业向跨界融合企业转变。但是,实现工业4.0尚存以下4方面的难题:


(1)标准化。工厂要对内外各种物品与服务进行联网,那么通信方式、数据格式等许多内容都需要标准化。我国在推进信息技术与工业深度融?#31995;?#20855;体实践中,也应高度重视标准化在制造业发展中的引领作用,及时出台“两化融合”或“两化深度融合”的标准化路线图,尽最大可能实?#30452;?#20934;的国际化,使中国标准得到国际?#31995;?#24191;泛采用。


(2)复杂的系统管理。迈向工业4.0的道路上,生产过程与各种业务管理系统协同之后,系统整体会更加复杂化,对其进行管理将更为困?#36873;?#20026;此,需要实现“制造系统的横向、纵向集成”和“工程端到端的集成”。横向集成主要解决企业?#25512;?#19994;之间复杂系统管理,实?#20013;?#24687;无缝的交流;纵向集成主要解决企业内部的复杂系统管理,在企业的研发、设计、制造、验证、物流、交互各?#26041;冢?#25152;有的信息都无缝隙、高效、顺畅地传递;端到?#24605;?#25104;主要解决贯穿整个价值链的工程化信息系统集成的复杂系统管理问题,以保障大规模个性化定制的实施。


(3)通信基础设施建设。德国工业4.0的本质就是基于信息物理系统(CPS)实现“智能工厂?#20445;?#35753;制造业的各个?#26041;?#20805;分地与互联网融合,形成工业互联网。当前的网络基础设施恐怕难以满足“工业4.0”时代的要求。因此,构建容量更大、服务质量更可靠的工?#20302;?#20449;基础设施,将成为未来制造业迫?#34892;?#35201;解决的一项课题。


(4)网络安全保障。随着工业4.0时代的到来,人力、物料、生产设备、各种生产管理系统以及价值链?#31995;?#20247;多协同企业都将互联,随之而来的是网络安全问题的隐忧,这?#25512;惹行?#35201;建立一套完善的工业互联网信息安全?#29616;?#20307;系,此外在?#29616;?#21046;度的设计和标准规范的研究与设计方面,还需要大量的经验积累。


四、工业4.0相关行业发展分析


1、中国汽车行业工业4.0发展分析


汽车工业4.0是依?#34892;?#24687;物理系统(CPS)和信息通讯技术相结合使汽车?#23548;?#23454;现自动化、智能化、互联网化得汽车生产制造过程,包括无线射频技术、工业以太网、在线条码、二维码比对、影像识别、机器人等技术应用。

 

(1)中国汽车业产销规模

 

近年来,我国汽车行业总体上呈现快速发展的态势,据中国汽车工业协会统计,2015年,汽车产销量?#30452;?#20026;2107.94万辆和2114.63万辆,比上年?#30452;?#22686;长5.8%和7.3%。2016年1-8月汽车产销1684.59万辆和1675.50万辆,同比增长10.82%和11.43%。


2012-2016年中国汽车产销情况统计

(2)工业4.0对汽车工业的意义

 

工业4.0的意义在于制造商直?#27833;?#25104;整个商品交易流程,尤其是销售这一块,这样的好处是,客人可以根据自?#21512;不?#35774;置来个性化产品。厂家可以更好的掌握客户的数据,以便未来的规划和生产。与?#20013;?#30340;大规模、批量化生产相对应,工业4.0将确保多批?#21361;?#23567;产量状态下产业的获利能力,确保工艺流程的灵活性和资源利用率。这种生产模式成功后,能够提供品种更丰富的个性化、功能更齐全的多样性、性能更稳定的高质量、使用更人性化的产品。因此工业4.0给汽车行业带来的变化将是:汽车的换代速度会越来越快,越来越个性化。消费者更容易买到自?#21512;不?#30340;配置?#32479;?#22411;;厂家可以更好的控制生产,减少浪费,提高效率。

 

(3)大数据驱动汽车工业4.0发展

 

大数据驱动汽车零部件标准化、信息化处理,制造?#20302;?#36807;在模块化和封装化的基础上进行系统化,拓展新的应用与服务;大数据驱动互联制造技术,工厂将通过互联网,实现内、外服务的网络化,采集和分析生产?#23548;?#30340;各?#20013;?#24687;,实现车厂与消费者之间的实时互动;大数据驱动汽车个性化生产,随着大规模定制和网络协同的发展,制造业企业还需要实时?#27833;?#19978;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,实?#21046;?#36710;个性化生产;大数据驱动定制汽车批量生产,以定制化为重点的多种类、小批量制造业渐渐成为主流,以3D 打印为代表的数字化和信息技术的普及带来?#24605;?#26415;革新。


2、中国机器人产业工业4.0发展分析


工业机器人是面向工业领域的多关节机械?#21482;?#22810;自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,?#37096;梢园?#29031;预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

 

(1)工业机器人产销量分析

 

目前国内除了少数以组装为主的中日合资的机器人公司外,具有自主知识产权的工业机器人?#22411;?#30041;在高校或科研单位组织的零星生产,未能形成气候。因此,我国工业机器人生产能力较国外成熟国?#19968;?#26377;很大的差距,不过这种差距随着我国技术的发展正在不断缩小。2015年,中国工业机器人产量为3.3万台,同比增长21.7%;销售量为6.8万台,同比增长18%。

 

2014-2015年中国工业机器人产销量情况

(2)工业机器人需求领域

 

工业机器人在国内的应用以汽车以及电子工业居多,此外还有橡?#26680;?#26009;、军工、航空制造、食品工业、医药设备、金属制品等领域。从应用行业看,汽车行业依旧是中国工业机器人市场最大的消?#30740;?#19994;,中国市场上36.8%的机器人销往汽车行业;电气机械和器材制造业位居第二位,占比23.3%;金属制造行业位居第三位,占比15.2%。外资机器人应用比较集中,汽车行业销?#31354;?#24635;销量的近48%,电气机械和器材制造业、金属制造行业销量?#30452;?#21344;总销量的23.6%和7.6%。

 

2015年中国工业机器人应用领域情况

(3)智能机器人推动工业4.0

 

传统工业机器人和工人的工作空间通常是隔离的,新一代工业机器人则要具备柔性、安全、易操作等特点,同时达到高速和精确,这在技术上是很大挑战。此外,工业4.0时代,机器人不再是独立的单元,需要具备与其他智能设备的?#20302;?#33021;力、对环境的感知能力,甚至把复?#26377;?#24687;综合起?#21019;?#32780;做出决策等诸多能力。工业4.0要求将智能机器人的很多技术融入到更大的生产系统中。基于云计算和大数据的知识建模、物理仿真、多传感器感知预测等技术,既是工业4.0的关键技术,也是工业机器人的关键技术。

 

因此,发展智能机器人推动工业4.0尤为重要,其主要措施包括?#28023;?)加快发展智慧制造。智慧制造作为一?#20013;?#30340;制造模式和制造技术,可为复杂零件的高品质制造提供解决方案。(2)加大财政研究?#24230;搿?#36890;过工业转型升级、中央基建投资等现有?#24335;?#28192;道支持机器?#24605;?#20854;关键零部件产业化和推广应用;利用中央财政科技计划(专项、基金等)支持符合条件的机器?#24605;?#20854;关键零部件研发工作等。(3)加快制定技术条例。加大支持力度,推进智能机器人核心技术的研发;梳理整合智能机器人研发成果,支持智能机器人成果转化;加快制定智能机器人标准体系和人机交互安全规则。

 

(4)机器人行业工业4.0的发展趋势

 

当今工业机器人的总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器?#24605;?#26415;概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器?#24605;?#26415;产业发展。机器?#24605;?#26415;的内涵已变为灵活应用机器?#24605;?#26415;的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。


3、中国智能家居产业发展分析


智能家居是以住宅为平台,基于物联网技术,由硬件(智能家电、智能硬件、安防控制设备、家具等)、软件系统、云计算平台构成的一个家居生态圈,实现人远程控制设备、设备间互联互通、设备自我学习等功能,并通过收集、分析用户行为数据为用户提供个性化生活服务,使家居生活安全、舒适、节能、高效、便捷。

 

智能家居产品分类表

 

(1)智能家居的发展现状

 

尽管我国的智能家居起步较晚,尚未形成一定的国家标准,但令人欣喜的是国内专业智能家居厂?#19994;?#25968;?#31354;?#22312;增长。这些厂家中有的是独立开发,有些是引入国外技术在国内生产和集成。比?#29616;?#21517;的产品有海尔U-Home,清华同方的e-Home数字家园,其他的还有科龙的“现代家?#26377;?#24687;服务集散控制统?#20445;珽njoysmart易居家庭自动化系统,引进新加坡技术的Treasureway宝路家庭智能化系统等。目前国内自主研发的智能家居系统主要市场是智能家?#24433;?#38450;系统。2015年中国智能家居市场规模达到431亿元,同比增长41.78%。

 

2012-2015年中国智能家?#26377;?#19994;市场规模情况

(2)智能家居发展前景分析

 

智能家居是技术和文化发展的必然产物,其在中国的发展和应用将对整个社会产生巨大的影响,它将极大地改变人们的生活方式,并将牵动一大批产业和开拓一个新的大市场。未来,市场上将有不断增多的智能家居硬件产品,以及其在消费市场中的日渐普及,中国智能家居市场规模在2016年将出?#32622;?#26174;增长。至2017年,随着主要的智能家居系统平台及大数据服务平台搭建完毕,下游设备厂商完善,智能家居产品被消费级市场接受,市场规模将达到1000亿元人民币。


4、其他相关行业发展分析


(1)物联网行业

 

中国在物联网发展方面起步较早,技术和标准发展与国际基本同步。物联网已应用在经济、社会生活的各个行业领域,而行业需求的差异性使得企业各自开发了自己的应用平台。我国已有28个省市将物联网作为新兴产业发展重点之一,不少?#24359;?#20108;线城市都在建设或筹建物联网产业园,并通过招商引资积极聚拢相关企业。随着百度、阿里等互联网巨头的?#36861;?#28041;足,物联网产业与设备制造业、移动互联网、大数据产业相互融合、协同发展。与此同时,各领域的初创型技术公司也积极?#24230;?#21019;新,加快?#23435;?#32852;网技术的发展。尤其是家电行业借力物联网发展,率先将新?#24605;?#26415;?#24230;?#21040;新产品开发中,催生了融合物联网元素的多种智能产品,如可穿戴设备、智能汽车设备、医?#24179;?#24247;设备、智能玩具等等,并依托大数据、云计算技术使产品获得更好的用户体验。

 

总体看来,中国物联网研究没有盲目跟从国外,而是面向国家重大战略和应用需求,开展物联网基础标准体系、关键技术、应用开发、系统集成和测试评估技术等方面的研究,形成了以应用为牵引的特色发展路线,在技术、标准、产业及应用与服务等方面,接近国际水平,使中国在该领域占领价值链高端成为可能。2015年我国整个物联网的市场规模达到7500亿元。

 

2011-2015年中国物联网产业市场容量情况

(2)可穿戴设备

 

可穿戴设备即直接穿在身上,或是整?#31995;?#29992;户的?#36335;?#25110;配件的一?#30452;?#25658;式设备,是综合运用各类识别、传感、连接和?#21697;?#21153;等交互及储存技术,?#28304;?#26367;手持设备或其他器械,实现用户交互、生活娱乐、人体监测等功能的新型日常穿戴设备(眼镜、?#30452;懟?#33109;带等)。可穿戴设备行业近年处于高速增长势,2015年中国智能可穿戴设备市场规模为125.8亿元,增速高达471.8%。

 

2013-2015年中国智能可穿戴设备市场规模

 

(3)3D打印

 

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑?#31995;?#21487;粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印作为一?#20013;?#20852;、环保型产业,渗透在生活、生产的各个领域。不仅受到各界人士的青睐,同样也深受我国政府的支持和鼓励。目前 3D打印技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程施工、汽车、航空?#25945;臁?#29273;科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。与传统制造相比,3D打印技术的优势主要体现在产品制造的复杂程度、生产制造的范围、生产制造效率、满足客户个性化需求等方面。随着互联网+时代和“中国制造2025”的计划的进程加快,3D打印技术已经是当?#29575;?#24403;其冲的掘金行业,未来将会更多的投资创业者进军该产业。

 

(4)工程机械

 

我国工程机械行业受益于我国经济尤其是固定资产投资的?#20013;?#39640;速发展和相关政策支持,行业规模已经跃居世界首?#24359;?#20294;在产品结构上依然存在问题,呈现低端产能过剩、中高端产品竞争力不足的情况。目前我国工程机械市场中的低端产品,如推土机、装载机等,基本都处于产能过剩的状态。一方面,由于技术门槛?#31995;停?#20135;品附加值不高,这些产品的毛利?#21183;?#36941;?#31995;停?#32780;且市场竞争激烈;另一方面,这些产品的市场扩展性有限,有些产品甚至有被取代和淘汰的趋势。同时,我国劳动力成本的不断提升使得低端工程机械产品的出口利润空间不断萎缩,通过技术升?#23545;?#21152;产品附加值将成为大势所趋;此外,国家各类节能环保政策和对高新技术产业的支持政策的贯彻落实?#27493;?#21152;速企业产品线的调整。


五、中国工业4.0发展前景预测


工业4.0是将资源要素和生产要素集中在以互联网和信息技术为基础的平台之上,实现资源要素与生产要素的充分整合,是智能制造的结晶,实质上是第三次工业革命的拓展和?#30001;歟?#26159;推动第四次工业革命的重要载体。

 

互联网?#28304;?#20247;的改变才刚刚开始,跨界与融合将成为科技创新的内涵,“人机一体、智能制造”将是未来制造业新的发展趋势,而推动新工业革命的将是机器人、3D打印、大数据、云计算、物联网、智能材?#31995;?#20247;多先进技术的融合。对于我国制造业来?#25285;?#21457;展工业4.0的路径应是加紧建立更多新?#24605;?#26415;的研发总部、孵化总部和运营总部、创新总部,对新?#24605;?#26415;要从高起点切入,像硅谷那样,成为全球创新中心。

 

我国工业4.0的发展方向可归于以下六大类:

 

(1)工业自动化

 

作为工业4.0基础的工业自动化,在工业4.0战略中有着不可取代的作用。随着社会的不断进步和发展,工业自动已成为现代先进工业科学的核心技术,不?#31995;?#30740;究和?#25945;?#25105;国工业自动化的发展和战略方向,对我国工业化的发展有着极其深远的影响。工业控制自动化技术对于传统产业的改造、企业素质的提高和国家国力的提高是非常有效的途径。随着一系列工业自动化控制技术产业化专项的实施,基于信息化带来工业化的思想,将会使工业自动化技术得到更深入的发展,这对加快推动我国自动化产业结构优化升级有重大意义。

 

(2)工业互联网

 

工业互联网就是工业革命带来的机器、设施和系统网络与互联网革命带来的智能设备、智能网络和智能决策间的融合,其要素是智能设备、智能网络和智能决策,更强调传感器系统、大数据分析能力。以后制造?#26041;?#20114;联网的实现将会给现有的生产方式带来颠覆性的变化。据国际权威机构测算,应用工业互联网后,企业的效率会提高大约20%,成?#31350;?#20197;下降20%,节能减排可以下降10%左右。虽然目前工业互联网全面实现有困难,但是某些?#26041;?#30340;突破是可以实现的,并且工业互联网将进一步带动智能装备、3D打印设备等发展。

 

(3)工业机器人

 

随着工业4.0战略的提出,智能化生产中工业机器人也受到越来越多的关注。从政策落实看,在“十二五”规划中,国家已经把工业机器人作为智能制造装备的重要部分,各地也陆续出台相关政策。机器人产业的发展与国家?#21360;?#21046;造业大国”向“制造业?#25239;?#30340;转型相契合。

 

(4)3D打印

 

工业4.0四大主题之一的智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。3D打印增材制造技术本身对设计-制造-应用?#26041;?#23558;发生变革性影响。传统制造业中,过去数十年的技术重心侧重于加工精度与效率,而目前加工技术在精度上已接近极限,继续提高的必要性和性价比开始进入瓶?#20445;?#19979;一步升级重点必然是设计、成型?#26041;冢?#20197;最终达到工业4.0的智能化生产状态。

 

(5)传感器

 

传感器是工业4.0时代的核心组件,传感器通过将物理信息转换为标准信号,反馈到CPS网络物理系统,是未来工业4.0时代的核心基础技术。工业用传感器能够测量或感知特定物体的状态和变化,并转化为可传输、可处理、可存储的电?#26377;?#21495;或其他形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要?#26041;冢?#22312;现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。甚?#37327;梢运担?#27809;有众多质优价廉的工业传感器,就没有现代化工业的生产体系,更别谈工业4.0体系的构建。

 

(6)智能机床

 

机床被称作“工业母机?#20445;?#20854;发展程度决定着一个国家装备制造行业的整体水平,尤其在“中国制造”迈向“中国智造”和“中国创造”的当下,国内机床行业能否率先实?#31181;?#22823;突破意义更加重大。


中商产业研究院是深圳中商情大数据股份有限公司下辖的研究机构,是中国领先的产业研究咨询服务机构。公司每年发布研究报告上千份;研究范围涵盖智能装备制造、新能源、新材料、新金融、新消?#36873;?#22823;健康、“互联网+”等新兴领域。中商产业研究院致力于为国内外企业、各级政府部门、科研?#26680;⑼度?#36164;机构、会计师事务所、律师事务所等提供各类数据服务、行业研究报告,同时为客户提供高价值的咨询服务,如商业计划书、项目可行性研究、产业规划、IPO咨询、民营银行及保险公司筹建咨询等服务。 

 

 
 

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