專題|智能裝備 ── 強化工業基礎能力

专题|智能装备 ── 强化工业基础能力

中國製造2025要抓住智能裝備和智能產品的研發和生產,通過高檔數字機床、工業機器人等智能製造裝備和智能化生產建材,加快可穿戴產品、智能家電、服務機器人等智能化產品的研發和產業化,大力推進製造過程的智能化

——工業和信息化部部長 苗圩

發展智能製造對於中國製造業乃至中國經濟的重要性不言而喻,先進製造業公眾號作為深耕製造業領域的專業媒體,長期關注智能製造發展,助力中國製造轉型升級,努力做中國製造2025的推動者。先進製造業全媒體陸續推出智能製造專題,試圖從智能製造產業鏈、智能工廠、智能裝備、智能產品、智能服務、產業變革模式、產業集群發展等方面,全面深度地剖析智能製造的發展,以期勾勒智能製造的全貌,請持續關注先進製造業公眾號(amdaily)或先進製造業網站(www.amdaily.com)。

智能製造專題第三期:智能裝備 ── 強化工業基礎能力,主要從智能裝備的整體發展和關鍵產業的應用角度剖析裝備製造的發展。

前兩期如下:

專題|智能製造 ── 引領新一輪製造業革命(產業鏈篇)

專題|智能製造的主線——智能生產(工廠/車間數字化

裝備製造業是國之重器,是製造業的基石,在推動《中國製造2025》實施、實現中國製造由大到強的轉變中肩負重要使命。在中國製造2025中,智能生產是“智能製造工程”的主戰場;生產模式變革是“製造業服務化行動計劃”的主戰場,而智能裝備則是“高端裝備創新工程”的主戰場。隨著智能製造領域政策密集出臺,我國製造業向智能製造方向轉型已是大勢所趨,主動擁抱智能製造,並開始大量應用雲計算、大數據、機器人等相關技術。

一、智能裝備產業的總體結構

《智能製造裝備產業“十二五”發展規劃》將智能製造裝備定義為:具有感知、決策、執行功能的各類製造裝備的統稱。它是先進製造技術、信息技術和智能技術的集成和深度融合。智能製造裝備主要包括智能控制系統、自動化成套生產線、智能儀器儀表、高檔數控機床、工業機器人等。

专题|智能装备 ── 强化工业基础能力

智能製造裝備產業的核心能力主要體現在關鍵機車零部件、智能儀表和控制系統、數控機床與基礎製造裝備、智能專用裝備等四大領域。

专题|智能装备 ── 强化工业基础能力

我國重點推進高檔數控機床與基礎製造裝備,自動化成套生產線,智能控制系統,精密和智能儀器儀表與試驗設備,關鍵基礎零部件、元器件及通用部件,智能專用裝備的發展,實現生產過程自動化、智能化、精密化、綠色化,帶動工業整體技術水平的提升。

二、智能裝備產業發展概況

總體而言,我國高端裝備製造業已初具規模,除了在航空、造船、汽車、軌道交通等領域取得巨大成績之外,還逐漸形成了以北京、天津、山東、上海、江蘇、浙江、廣州、珠海、深圳、長沙、武漢、西安、成都、重慶為中心的多個製造業核心區域。但與發達國家相比,我國智能裝備製造業技術水平仍存在差距,尤其在關鍵零部件如伺服電機、精密減速機、機器人控制器等方面的核心技術積累和自主生產能力較弱。關鍵零部件產業被國外廠商把持使得零部件價格居高不下,提高了國內自動化單元產品和自動化設備的生產成本,削弱了國內廠商的綜合競爭力。

专题|智能装备 ── 强化工业基础能力

據“先進製造業”公眾號(ID:amdaily)統計近年來,我國出臺了一系列旨在促進智能製造發展的文件和措施,為智能製造發展和製造業轉型升級創造了寬鬆良好的政策環境。工信部發布的《智能製造發展規劃(2016-2020年)》提出,到2020年,研製60種以上智能製造關鍵技術裝備,達到國際同類產品水平,國內市場滿足率超過50%。《智能製造工程實施指南(2016-2020)》等產業扶持政策陸續頒佈,推動產業加速發展。

圖:2017《中國裝備製造業100強》

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從智能裝備行業的企業競爭格局來看,2017《中國裝備製造業100強》上榜企業整體趨穩向好。軌道交通裝備、增材製造、通用航空等將成為新增長亮點,汽車工業保持平穩增長,機械工業運行延續分化走勢,船舶工業將逐漸好轉,智能製造加速發展,高端裝備創新發展。整體來看,2017年我國裝備製造業工業增加值增速在7%左右,盈利能力與上年相比有了全面改善,但在營業收入利潤率、人均淨利潤方面都處於劣勢,與總體水平還有很大差距。

2010-2020年中國智能製造裝備產業銷售規模增長趨勢如下:

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三、智能裝備關鍵領域發展

1、關鍵基礎零部件

關鍵基礎零部件一向被視為中國製造業“軟肋”,長期依賴進口。新中國成立第一個30年和改革開放後的第二個30年,中國製造業走的一直是以“整機帶動零部件”發展的道路,推動了中國製造業“從無到有”、“從小到大”發展,但在這個思想指導下,規模發展起來了,基礎技術和基礎零部件發展並沒有被帶動起來。在第三個30年,中國製造業要“由大變強”,進入世界製造業前列,必須把製造基礎技術和關鍵基礎零部件的發展放到更為突出的位置。

一個個超大、超重、超寬、超高的重大技術裝備被研製出來,鼓舞著國人的信心,但超精、超微產品卻時時困擾著中國裝備製造業。

“當我們把一個個引以為豪的裝備拆解開來,越往下拆,發現的問題就越多。”機械工業信息研究院副院長石勇說,“以工業機器人為例,機器人的關節用RV減速機,90%以上被日本帝人精機公司壟斷。有人講,日本人說跪,全球機器人沒有幾個能站著……”

很多關鍵基礎零部件,我國無力自主研發,技術掌握在發達國家企業手中,特別是運動部件,如閥門、伺服電機、發動機、減速機、自動變速箱幾乎全部依賴進口。因此,關鍵基礎零部件成為歐美企業最大的競爭優勢,中國廠家只能花高價進口,一臺整機的大部分利潤被別人拿走,我們的企業僅僅掙一點辛苦錢。利用關鍵基礎零部件卡我國企業的“脖子”,便成為國外企業限制中國製造業發展的重要手段。

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以工業機器人為例,中國2014年就成為世界第一大工業機器人應用市場,但是大部分整機需要進口,少部分自己研發製造的成品,其中關鍵零部件也是國外產品,一臺整機90%以上的利潤被國外零部件企業拿走。

實現中國製造的由大變強,必須切實解決長期困擾我們的關鍵基礎零部件空心化問題,這一問題已經迫在眉睫。

不過近年來,國家出臺《工業強基工程實施指南(2016-2020 年)》等相關政策,開展工業強基專項行動,加強“四基”(核心基礎零部件(元器件)、關鍵基礎材料、先進基礎工藝和產業技術基礎創新能力)建設。加強應用牽引、平臺支撐、重點突破,攻克一批先進基礎工藝,解決重點產業發展的“卡脖子”問題。推動企業協同創新,提高核心基礎零部件的產品性能和關鍵基礎材料的製備水平,提高重點行業產品的性能穩定性、質量可靠性和環境適應性,形成整機牽引和基礎支撐協調發展的產業格局。

製造業競爭越來越表現為精尖技術的競爭。在關鍵基礎零部件上搶佔技術高地,打破國外企業的壟斷,必定會大大提升我國製造業的整體競爭實力。因此,我們在鼓勵國企技術攻關的同時,也要注重利用多種政策、措施激發更多民企潛在的、巨大的創新能量

2、工業機器人

政策紅利

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在《中國製造2025》規劃中,機器人與高檔數控機床被列為政府需大力推動實現突破發展的十大重點領域。2016年工業和信息化部、國家發改委、財政部聯合發佈了《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》。《規劃》針對我國機器人產業現狀,目標為經過五年的努力,形成較為完善的機器人產業體系。技術創新能力和國際競爭能力明顯增強,產品性能和質量達到國際同類水平,關鍵零部件取得重大突破,基本滿足市場需求。同時,《規劃》提出到2020年,我國自主品牌工業機器人年產量達到10萬臺,六軸及以上工業機器人年產量達到5萬臺以上;工業機器人速度、載荷、精度、自重比等主要技術指標達到國外同類產品水平,平均無故障時間(MTBF)達到8萬小時;機器人用精密減速器、伺服電機及驅動器、控制器的性能、精度、可靠性達到國外同類產品水平,在六軸及以上工業機器人中實現批量應用,市場佔有率達到50%以上;完成30個以上典型領域機器人綜合應用解決方案,並形成相應的標準和規範,實現機器人在重點行業的規模化應用,機器人密度達到150以上。

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同時,環渤海、長三角、珠三角等地區也紛紛出臺相應政策支持機器人產業發展。

產業現狀

自2013年以來,中國已成為全球最大的機器人市場。儘管銷售額一直維持在較高水平,但中國去年的機器人銷售量仍增長了30%。據國際機器人聯合會 (IFR) 預測,到2019年,中國的機器人市場將佔據全球市場需求量的40%。儘管如此,我國的機器人密度顯著低於韓國、日本、德國、美國等國家,機器人的滲透率還處於較低水平。

圖:機器人市場份額趨勢圖

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根據中國工業和信息化部的調查,中國國內機器人公司的數量從2012年的不足300家猛增至2016年的約3,400家。但其中只有27家是在中國有生產基地並真正具備競爭力的公司。

圖:中國國內機器人公司分佈金字塔

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