摘要:進入21世紀以來,以工業互聯網、物聯網為代表的信息技術快速發展,自動化、智能化技術在國內制造業企業中不斷普及,我國智能制造裝備行業的規模日益增長。2016年我國智能制造裝備市場規模突破1萬億元,產業步入高速發展階段。在信息技術與先進制造技術高速發展的背景下,國內智能制造裝備的發展深度和廣度日益拓展,以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的智能制造裝備產業體系逐步形成。行業內涌現一批以埃斯頓、新松機器人、博眾精工、長川科技等為代表的知名企業,企業憑借持續的研發投入,不斷實現智能制造裝備相關技術突破,推動國內智能制造裝備市場規模持續擴大。
一、定義及分類
智能制造裝備是指具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備,是先進制造技術、信息技術和智能技術深度融合的體現。智能制造裝備可分為數控機床、工業機器人、增材制造裝備、智能傳感與控制裝備、智能監測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備六大類。
二、商業模式
1、研發模式
智能制造裝備企業研發活動以市場需求為導向,對通用性軟硬件技術或平臺、戰略性新產品以及服務于客戶需求的產品三方面進行研發設計。其中通用性軟硬件技術或平臺的研發包括各類算法、模塊化技術平臺、硬件基礎平臺,為產品研發提供技術保障和基礎支撐;戰略性新產品的研發指依托現有技術重點研發契合市場發展趨勢的新產品,并持續改良;服務于客戶需求的產品研發即以客戶需求及可預見的潛在需求為出發點,專注于優化產品性能、提升客戶體驗,更好滿足客戶需求。
2、采購模式
智能制造裝備通常對原材料質量和精密程度要求較高,行業內企業一般基于銷售訂單,采用“以產定購”的模式進行采購。即采購部依據物料清單選擇合格供應商并與其確定原材料具體種類、參數、數量、價格、交期等,選定供應商并經審核后由采購部下達采購訂單并對采購的物料進行全流程跟蹤管理。材料入庫前,由品質部執行入料檢驗,確保其符合質量要求。
3、生產模式
智能制造裝備生產商主要采用“以銷定產”的模式組織生產,生產部門以銷售訂單為基礎合理制定生產計劃,根據系統生成的生產工單領料并開展生產工作。同時,受業務的季節性、訂單規模和交期等因素影響,部分企業存在組裝、調試等人員臨時緊缺的情形。為保障訂單如期交付,企業通常將部分產品的組裝、調試工作交由勞務外包商完成,最后由質檢部門對勞務外包商組裝、調試的產品進行質量控制。
4、銷售模式
由于智能制造裝備種類較多且功能各不相同,生產商通常采用直銷模式,與客戶直接建立業務關系。即由銷售人員收集客戶需求,企業對評估可行的項目進行立項審批,審批通過后由研發團隊進行方案設計。設計方案通過后由相關部門作出項目估價和預算,并向客戶報價或參與投標。此外,部分企業存在少量海外客戶,根據不同地區的商業習慣,我國智能制造裝備企業跨境交易通常采用經銷或代理模式。
三、行業政策
1、主管部門和監管體制
智能制造裝備行業監管體制為國家相關政府部門進行宏觀管理,行業自律性組織進行自律管理。智能制造裝備的主管部門為國家發改委、工業和信息化部。國家發改委負責綜合性產業政策的研究制定、行業的管理與規劃等;擬定并組織實施國民經濟和社會發展戰略和中長期規劃;統籌協調經濟社會發展,以及負責投資綜合管理等工作。工業和信息化部擬訂并組織實施工業、通信業、信息化的發展規劃,推進產業結構戰略性調整和優化升級,制定并組織實施工業、通信業的行業規劃、計劃和產業政策,指導行業質量管理等工作。
智能制造裝備自律性管理組織主要為中國機械工業聯合會,其主要職能包括分析和發布與行業相關的技術與經濟信息;組織制定、修訂機械工業國家和行業標準、技術規范;推進行業科技進步,開展行業科技交流等。
2、行業相關政策
智能制造裝備是是制造裝備的前沿和制造業的基礎,對于加快制造業轉型升級、實現制造過程智能化具有重要意義,在推進智能制造的進程中,國家先后出臺多項政策為智能制造裝備研發、生產提供支持。近年來,國家發展改革委、工業和信息化部、科學技術部等部門相繼出臺《“十四五”智能制造發展規劃》《關于加快傳統制造業轉型升級的指導意見》等政策,提出大力發展智能制造裝備,推動先進工藝、信息技術與制造裝備深度融合。以場景化方式推動數字化車間和智能工廠建設,探索智能設計、生產、管理、服務模式,樹立一批數字化轉型的典型標桿。在國家政策的引導下,我國智能制造裝備建設進程加速,制造企業的轉型升級不斷催生對于智能制造裝備的需求,推動智能制造裝備行業的發展。
四、行業壁壘
1、技術壁壘
智能制造裝備整合了軟件技術、機器視覺與光學、傳感與測試、運動控制和機械設計等多種通用共性技術,綜合性較強;且在進行新產品、新技術的研發時,需要對下游應用領域的產品研發動態、技術趨勢、應用場景等有較為深刻的理解。智能制造裝備企業通常需要長時間的技術研發創新和項目經驗積累才能逐步形成自身的核心技術體系,構建核心競爭力,為客戶提供滿足技術要求、穩定可靠的智能制造裝備產品,從而形成較高的技術壁壘。
2、人才壁壘
智能制造裝備涉及機械、電氣、電子、軟件等多學科的交叉運用,從研發設計、生產到售后維護,均需要相關人員具備專業的知識和技能。此外,智能制造裝備行業具備定制化特征,下游不同企業在實際生產工藝路線上需解決的問題不盡相同,從而對專業人才在項目經驗及應用領域理解等方面提出了較高要求。智能制造裝備企業對專業人才,尤其是具備掌握先進技術和豐富實務經驗的高級人才需求較大,且大部分核心人才需要企業進行長期內部培養與積累,提高了行業進入門檻。
3、銷售資源壁壘
智能制造裝備下游主要面向信息家電、鋰電制造、半導體、汽車制造及光伏等應用領域,其對供應商在技術水平、產品質量和服務能力等方面均有較高要求,設備供應商通常需經過嚴格的考察及產品證方可進入客戶的供應鏈體系。目前,行業內現有的智能制造裝備廠商與客戶之間的合作關系具有一定的穩定性,對于行業新進入者來說,難以在短時間內形成較為穩固的供需合作關系。
4、資金壁壘
智能制造裝備的研發和生產對資金的需求較大。一方面,企業購建生產設備和場所,以及研發需要大量的資金投入,若資金投入不足則難以開展經營活動,也會對客戶認證、銷售渠道產生不利影響。另一方面,行業內的企業主要采用在發貨、驗收后分階段收取貨款的模式,企業需要預先投入大量資金用于產品的生產,承擔了較高的資金壓力,從而形成較高的資金壁壘。
五、產業鏈
1、行業產業鏈分析
智能制造裝備產業鏈上游包括各類電子元器件、伺服機、傳感器等零部件,整體來看,智能制造裝備零部件產業發展較為成熟,市場供應充足。近年來,國內智能制造裝備相關零部件行業快速發展,各類傳感器、驅動器、控制器等零部件市場不斷成熟,技術水平與國際先進水平的差距不斷縮小,國產化率不斷上升,一方面幫助智能制造裝備企業控制成本,另一方面有效提升了智能制造裝備行業的零部件供給的穩定性。中國智能制造裝備行業產業鏈如下圖所示:


















產業鏈下游為智能制造裝備的應用領域,包括信息家電、半導體、汽車制造、工程機械、化工等制造業。下游制造業轉型升級趨勢是智能制造裝備發展的長期驅動力,為智能制造裝備提供了廣闊的應用市場。同時,下游應用領域對智能制造裝備的性能要求不斷提高,推動智能制造裝備行業加強研發創新,從而使得智能制造裝備技術水平不斷提升,在效率、穩定性等技術指標方面不斷升級。
2、行業領先企業分析
(1)南京埃斯頓自動化股份有限公司
南京埃斯頓自動化股份有限公司成立于1993年,長期專注于高端智能機械裝備及其核心控制和功能部件的技術開發、生產和銷售,業務覆蓋了從自動化核心部件及運動控制系統、工業機器人到機器人工作站的智能制造系統的全產業鏈。埃斯頓先后收購英國Trio Technology,控股德國M.A.i.公司,入股美國Barrett、意大利Euclid等公司,并在米蘭建立歐洲研發中心,成為中國智能制造領軍品牌。2023年上半年,埃斯頓工業機器人及智能制造系統業務營業收入為13.32億元,同比增長46.84%;毛利率為33.44%。
(2)沈陽新松機器人自動化股份有限公司
沈陽新松機器人自動化股份有限公司主要從事機器人產業鏈相關業務,涵蓋機器人核心零部件、機器人本體到機器人系統解決方案。企業以機器人與自動化技術為核心,孵化了智能裝備、智能物流、智能交通等產品線,運用智能化軟件將機器人應用與上述智能制造裝備相融合,成為國際鮮少具有為客戶提供完整的數字化工廠解決方案供應商。2023年以來,企業緊抓國內新能源等新興市場的發展機遇,依托工業機器人焊接、自動化裝配等成熟的技術及產線化應用能力,取得技術突破,經營業績向好。2023年前三季度,沈陽新松機器人自動化股份有限公司營業收入為24.13億元,同比增長33.1%。
六、行業現狀
我國智能制造裝備起步相比于工業發達國家較晚,市場化應用率相對較低。進入21世紀以來,以工業互聯網、物聯網為代表的信息技術快速發展,自動化、智能化技術在國內制造業企業中不斷普及,我國智能制造裝備行業的規模日益增長。2016年我國智能制造裝備市場規模突破1萬億元,產業步入高速發展階段。在信息技術與先進制造技術高速發展的背景下,國內智能制造裝備的發展深度和廣度日益拓展,以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的智能制造裝備產業體系逐步形成。行業內涌現一批以埃斯頓、新松機器人、博眾精工、長川科技等為代表的知名企業,企業憑借持續的研發投入,不斷實現智能制造裝備相關技術突破,推動國內智能制造裝備市場規模持續擴大。2022年國內智能制造裝備市場規模2.68萬億元,2023年達2.97萬億元。
2018-2023年中國智能制造裝備市場規模
七、發展因素
1、機遇
(1)傳統制造業加速轉型升級
改革開放以來,我國制造業快速發展,形成了門類齊全、獨立完整的產業體系,確立了制造業大國地位。但由于起步相對較晚,我國制造業總體存在勞動密集、資源消耗大、自主創新能力不足、智能化水平不高的弊端。隨著信息技術持續滲透,制造業整體趨向高端化、智能化、自動化發展,對核心技術以及關鍵裝備的需求不斷上升,為國內智能制造裝備帶來發展機遇。
(2)技術進步驅動行業發展
過去十年,中國工業自動化市場周期性表現較為明顯,市場驅動力正在由傳統的行業新增產能驅動向存量升級和新增產能共同驅動過渡。目前,我國5G、物聯網、人工智能等新興技術的商業化及工業化應用逐步深入,推動智能制造裝備與新技術的不斷融合,為智能制造裝備所能實現的功能和達到的智能化水平提供了更大的發展空間,成為行業發展的良好機遇。
(3)市場需求持續擴大
智能制造裝備的下游應用領域廣闊。其中3C、汽車等消費品行業的產品有著固定的更新周期,新技術的應用以及設備更新需求較為穩定。同時,新能源鋰電及半導體產業均是我國未來重點發展的領域,具有廣闊的發展空間,相關智能制造裝備潛在市場需求持續釋放。此外,我國人口紅利逐步消退,勞動力成本持續上升,勞動用工穩定性也有所降低,推動智能裝備替代人工的市場需求持續上升。
2、挑戰
(1)國際知名企業仍具備先發優勢
隨著國家政策支持以及國內企業的技術創新,國內已涌現出一批優秀的智能制造裝備廠商,憑借持續的研發投入,獲得了技術上的突破,搶占了一定的市場份額。但隨著國內市場需求持續釋放,國際廠商基于先發優勢,持續開發國內市場,占據高端市場份額,造成一定程度的技術壟斷。相較于國際知名企業,國產企業總體規模偏小,整體技術水平以及競爭力較低。國內廠商全面達到甚至趕超國際先進水平仍面臨較大挑戰。
(2)專業技術人才緊缺
智能制造裝備多為定制化生產,產品在研發設計、生產、調試維護等過程中,高度依賴具備綜合性知識的技術人才。目前,我國部分優秀企業擁有較多的核心技術,在細分行業具有領先優勢,但相比于國際先進水平,國內技術人才儲備相對匱乏,人才積累、人員培養以及員工福利待遇等方面體系不夠完善,從而導致大量優秀人才流失,對行業高質量發展產生影響。
(3)關鍵設備對外依存度較高
智能制造裝備涉及的零部件眾多,部分關鍵部件如精密馬達、伺服電機、工業相機等核心零部件技術仍由國外知名廠商掌握。部分企業為保證產品性能,在采購時要求指定部分核心部件,使國內智能制造裝備廠商大幅進口相關核心零部件,一方面增加了國內廠商的成本壓力;另一方面限制了我國對部分核心技術的自主可控。
八、競爭格局
作為制造業的重點發展方向和信息化與工業化深度融合的重要體現,智能制造裝備高速發展對于加快制造業轉型升級,提升生產效率、技術水平和產品質量,實現制造過程的智能化和綠色化發展具有重要意義。在我國經濟高速發展以及政策強勁支撐的背景下,我國智能制造裝備發展取得長足進步。一方面,重點產品實現突破,如精密馬達、高速加工中心、重型數控鏜銑床等新型智能制造裝備投入市場化應用。另一方面,我國涌現出一批具備國際競爭力的龍頭企業,如先導智能、博眾精工、新松機器人、賽騰股份、埃斯頓等,其中先導智能、賽騰股份2023年上半年毛利率超40%。國產企業競爭日益激烈,龍頭企業借助品牌影響力以及自主創新研發優勢,持續整合市場優質資源,促進行業集中度持續提升。
2023年上半年中國智能制造裝備上市企業業務經營情況
九、發展趨勢
目前,我國智能制造裝備的復雜程度不斷提升,未來仍將朝自動化、集成化、信息化方向發展。隨著5G、物聯網、人工智能等新興技術逐漸滲透,智能制造裝備在未來發展中,將充分整合新興技術到各個功能模塊,以適應企業復雜的生產和管理需求,提高生產效率,提升產品質量,保證生產活動的可靠性。此外,下游客戶對智能制造的需求呈現多樣化、差異性等特征,不僅需要智能制造裝備企業持續保持產品創新,還對智能制造裝備企業的服務供給能力提出更高要求,智能制造裝備綜合解決方案將成為產業發展新動力。
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