智能工廠行業是實現企業轉型升級的一條優化路徑。智能工廠產業鏈涉及范圍廣泛,包括傳感器、控制系統、監控系統、計算機網絡系統、工業軟件、工業機器人等。中國智能工廠市場規模8560億元。根據當前各行業建設智慧工廠的熱情及擴張速度,預計未來幾年中國智慧工廠行業仍將保持10%以上的年均增速,到2025年,中國智慧工廠行業市場規模有望超1.4萬億。
我國是制造大國,但制造業整體來看大而不強,為提升國際市場競爭力,我國政府正在大力推動制造業轉型升級,《中國制造2025》等戰略及政策陸續推出。同時,我國勞動力成本也在不斷增長,勞動密集型行業生產成本不斷上升,且較多企業存在“用工荒”問題。在此背景下,受大數據、物聯網、人工智能等新一代信息技術快速發展的推動,我國智能工廠市場進入快速發展階段。
2023年中國智能工廠行業市場發展現狀
智能工廠的基本框架體系中包括智能決策與管理系統、企業虛擬制造平臺、智能制造車間等關鍵組成部分。智能工廠促進企業間信息共享和業務協同,龍頭離散制造企業智能工廠建設的產業鏈示范效應初步顯現。企業通過資本并購實現產業鏈延伸,不斷完善智能工廠相關產品鏈和技術布局。智能工廠建設是國內企業在當前和未來較長一段時期需要面對和規劃的共同主題,意味著智能工廠相關設備、產品及系統具有廣闊的市場空間。
我國正在形成環渤海、長三角、珠三角和中西部四大機器人產業集區,將進一步提升各地智能制造的發展水平。事實上,作為我國制造業的核心區,珠三角、長三角一直在推動智能制造的發展。在《北京市“新智造100”工程實施方案(2021—2025年)》中也規劃了到 2023 年,全面推進實施制造業“十百千萬”升級計劃,打造 10 家產值過百億元的世界級“智慧工廠”,支持建設100家“智能工廠/數字化車間”,推動1000家制造業企業實施數字化、智 能化轉型升級,培育萬億級智能制造產業集群。
《中國制造2025》基礎上,國家又相繼推出關于工業互聯網、工業機器人、信息及工業化融合等政策,智能制造作為十四五規劃重點。國內政策指引目標明確,《“十四五”智能制造發展規劃》提出到2025年規模以上制造業企業基本實現數字化網絡化的比例達70%等量化指標。智能制造工廠可助力實現大規模定制化生產、柔性生產,并將生產過程信息化,幫助企業提質增效。人口紅利消退背景下,智能工廠的需求確定性不斷增強。
智能工廠是通過信息技術與制造業的深度融合,將工廠內生產資源、生產要素、生產工藝、生產制造、管理等各環節高度協同,實現以訂單為導向、以數據為驅動的自動化、智能化生產模式的現代工廠。智能工廠是智能制造生態系統的核心,也是未來智能制造基礎設施中的關鍵組成部分。在智能工廠中,信息物理系統將人、數據、資源進行深入融合,使產品的制造過程得以全面優化,真正實現高能效、高柔性的智能制造。
從自動化工廠到智能工廠,已成為引領智能制造發展的新趨勢。現在全球的主要制造業發達國家,都在以工業4.0為指導推動燈塔工廠或是智能工廠的建設,中國也在積極推進智能制造示范工廠及其優秀場景的建設。而圍繞智能工廠建設,除了數控機床、工業機器人、增材制造等執行層產品,已形成了以系統集成服務為主的產業鏈和服務生態。
作為企業各個智能制造單元的系統集成,智能工廠產業鏈涉及多個層次解決方案和眾多軟硬件系統,主要包括軟硬件基礎件、局部解決方案和整體集成設計三部分。從整體集成設計看,包括數字化車間、數字工廠和智能工廠三個層次,信息技術與制造技術的融合不斷深化。從局部解決方案看,包括輔助及設計系統、柔性裝備系統、加工數字化系統、智能包裝系統、仿真及檢測系統、控制及執行系統、網絡及信息系統、產品數據管理、企業資源計劃、管理系統等。從軟硬件基礎件看,包括共性技術、工業軟件、元器件及零部件三大類。
當前,我國制造企業面臨著巨大的轉型壓力。一方面,勞動力成本迅速攀升、產能過剩、競爭激烈、客戶個性化需求日益增長等因素,迫使制造企業從低成本競爭策略轉向建立差異化競爭優勢。在工廠層面,制造企業面臨著招工難,以及缺乏專業技師的巨大壓力,必須實現減員增效,迫切需要推進智能工廠建設。另一方面,物聯網、協作機器人、增材制造、預測性維護、機器視覺等新興技術迅速興起,為制造企業推進智能工廠建設提供了良好的技術支撐。再加上國家和地方政府的大力扶持,使各行業越來越多的大中型企業開啟了智能工廠建設的征程。