中國(guó)智能工廠產(chǎn)業(yè)鏈及發(fā)展趨勢(shì)分析

智能工廠產(chǎn)業(yè)鏈分析

  (一)上游行業(yè)--傳感器

  近年來(lái)，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點(diǎn)是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且可導(dǎo)致建立新型工業(yè)，是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

  不管“工業(yè)4.0”還是“中國(guó)制造2025”，其實(shí)最本質(zhì)的變化是智能化生產(chǎn)，而在谷榮祥看來(lái)，傳感器是整個(gè)智能化的關(guān)鍵。因?yàn)椤肮I(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”最核心的方面是智能制造，不管網(wǎng)絡(luò)化還是數(shù)字化，最前端都將是智能化，但所有的這些都將離不開(kāi)傳感器

  傳感器產(chǎn)業(yè)作為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透能力強(qiáng)、市場(chǎng)前景廣等特點(diǎn)為世人矚目。

  2007-2014年我國(guó)傳感器行業(yè)得到較好的發(fā)展，行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值總體呈上升趨勢(shì)，在GDP中的占比維持在0.10%-0.15%之間。

  在國(guó)家大力加強(qiáng)傳感器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的一系列政策引導(dǎo)和支持下，我國(guó)傳感器行業(yè)面臨良好的發(fā)展前景，未來(lái)成長(zhǎng)空間可期。

  (二)上游行業(yè)--工業(yè)以太網(wǎng)

  工業(yè)以太網(wǎng)作為一種高效的局域網(wǎng)絡(luò)，從誕生之初，就擔(dān)負(fù)著傳感器數(shù)據(jù)傳輸、生產(chǎn)設(shè)備控制等功能，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)體系中的重要組成部分和工廠信息化的基礎(chǔ)。它的構(gòu)建也就成為智能工廠建設(shè)的核心。

  如果說(shuō)第三次工業(yè)革命的自動(dòng)化，僅是將生產(chǎn)過(guò)程作為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行信息技術(shù)的應(yīng)用。工業(yè)4.0將信息技術(shù)的應(yīng)用大幅擴(kuò)大，進(jìn)而衍生出“智能工廠”的概念。它的關(guān)鍵技術(shù)是信息技術(shù)。

  工業(yè)以太網(wǎng)，互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能將是智能工廠的核心技術(shù)。具體而言，包括生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自律協(xié)調(diào)作業(yè)的M2M，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售、ERP、PLM、SCM等業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程之間的協(xié)同等。

  因?yàn)楝F(xiàn)代智能工廠有四大關(guān)鍵點(diǎn)：一是要連接所有網(wǎng)絡(luò)以拿到數(shù)據(jù)。二是要有智能機(jī)器。三是大數(shù)據(jù)，將所有設(shè)備、所有人連接后，所有數(shù)據(jù)都大批量傳送到智能終端上。四是分析，得到數(shù)據(jù)后從中抓取出應(yīng)用趨勢(shì)來(lái)，提高設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)和預(yù)測(cè)水平。要形成高速傳輸、大數(shù)據(jù)，保證實(shí)時(shí)性、安全性和節(jié)能就變得十分關(guān)鍵。這正是工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建的要旨。

  (三)中游行業(yè)--工業(yè)軟件

  智能工廠將是工業(yè)軟件產(chǎn)品創(chuàng)新的主線。機(jī)器層面，提高設(shè)備智能水平，改善性能和生產(chǎn)效率；車(chē)間層面，加強(qiáng)機(jī)器間通信協(xié)作，提高生產(chǎn)線的協(xié)同水平；工廠層面，優(yōu)化和調(diào)度多車(chē)間、多生產(chǎn)線等生產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力、供應(yīng)鏈及市場(chǎng)需求的動(dòng)態(tài)匹配。

  (四)中游行業(yè)--工業(yè)機(jī)器人

  近兩年隨著國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的提出，兩化融合的穩(wěn)步推進(jìn)，中國(guó)智能制造裝備領(lǐng)域得到了全社會(huì)范圍的廣泛關(guān)注。隨著產(chǎn)品性能提升的內(nèi)在需求增加和中國(guó)勞動(dòng)力價(jià)格上漲，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的壓力不斷加大。工業(yè)機(jī)器人作為智能制造領(lǐng)域的代表，在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的過(guò)程中正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

  工業(yè)機(jī)器人作為高科技裝備，無(wú)論在推動(dòng)國(guó)防軍事、智能制造、資源開(kāi)發(fā)，還是在培育發(fā)展未來(lái)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)上都具有重要意義。目前一些新興的中低端市場(chǎng)也迅速擴(kuò)大，如工程機(jī)械領(lǐng)域，某些過(guò)去傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型企業(yè)如石化、糧食、建材、化肥、飼料等領(lǐng)域市場(chǎng)需求也迅速發(fā)展起來(lái)。近年來(lái)，通過(guò)拓展下游應(yīng)用服務(wù)，開(kāi)拓傳統(tǒng)市場(chǎng)接納新興生產(chǎn)方式，家電、軌道交通、船舶等領(lǐng)域是機(jī)器人未來(lái)應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)。在一般工業(yè)應(yīng)用的新領(lǐng)域，如光伏產(chǎn)業(yè)、動(dòng)力電池制造業(yè)，包括酒類(lèi)、飲料、乳業(yè)、糖等在內(nèi)的食品工業(yè)，以及化纖、玻璃纖維、五金打磨、冶金澆鑄、醫(yī)藥等行業(yè)，都有工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用空間。

  (五)下游行業(yè)--智能物流

  智能物流是工業(yè)4.0核心組成部分，是降低社會(huì)倉(cāng)儲(chǔ)物流成本的終極方案：在工業(yè)4.0的智能工廠框架中，智能物流倉(cāng)儲(chǔ)位于后端，是連接制造端和客戶(hù)端的核心環(huán)節(jié)。與美國(guó)、日本國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，單位GDP中我國(guó)的倉(cāng)儲(chǔ)成本占比是其他國(guó)家的2-3倍，并且這一差值近些年來(lái)呈現(xiàn)逐步擴(kuò)大的趨勢(shì)，而智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)具備勞動(dòng)力成本的節(jié)約、對(duì)租金成本的節(jié)約、管理效率的提升等方面優(yōu)勢(shì)(我們估算自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)在保證同等儲(chǔ)存能力的條件下，可至少節(jié)約70%以上的土地和80%以上的勞動(dòng)力)，是降低社會(huì)倉(cāng)儲(chǔ)物流成本的終極解決方案。

  多重因素影響下，智能物流設(shè)備在諸多領(lǐng)域成為企業(yè)替代人工、謀求轉(zhuǎn)型升級(jí)的不二選擇，物流領(lǐng)域也不例外。智能化物流裝備正是在這樣的背景下逐漸發(fā)展起來(lái)的。雖然從短期看，采用智能化物流裝備會(huì)導(dǎo)致企業(yè)投入增加，然而從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，智能化裝備給企業(yè)帶來(lái)的人力成本的節(jié)約和效率的提升，將使企業(yè)持續(xù)受益。

  智能工廠發(fā)展趨勢(shì)

  智能工廠將更加智能、靈活和動(dòng)態(tài)。

  制造工藝的組織將不同，會(huì)與整個(gè)生產(chǎn)鏈協(xié)同--從供應(yīng)商到物流到產(chǎn)品的生命周期管理--跨越企業(yè)的各個(gè)部門(mén)緊密相連。

  各個(gè)生產(chǎn)步驟將實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。影響的過(guò)程將包括：工廠和生產(chǎn)規(guī)劃；產(chǎn)品開(kāi)發(fā)；物流；企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)；制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)；控制技術(shù)；現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)傳感器和執(zhí)行器。

  在智能工廠里，機(jī)器和設(shè)備將具有提升的自我優(yōu)化和自主決策的能力。這與今日運(yùn)行固定程序操作的情況形成了鮮明的對(duì)比。