中國智能制造產業(yè)鏈深度分析

面對國際產業(yè)競爭形勢、國內經濟轉型的改革需求，我們認為下一階段最重要的風口在“智能制造”。

2017年5月17日國務院召開常務會議，指出下一步深入實施《中國制造2025》，把發(fā)展智能制造作為主攻方向。

擴大試點示范城市（群）覆蓋面，選擇20至30個基礎條件好、示范帶動作用強的城市（群），繼續(xù)開展“中國制造2025”試點示范創(chuàng)建工作，以試點示范推進《中國制造2025》深入實施。

面對國際產業(yè)競爭形勢、國內經濟轉型的改革需求，我們認為下一階段最重要的風口在“智能制造”。2017年智能制造試點正在申報中，值得市場關注。

一 、下一階段最重要的風口在“智能制造”

落子智能制造， 緊跟全球發(fā)展競爭形勢。前三次工業(yè)革命都有明顯的標志，如蒸汽、電力、可編程計算機，第四次工業(yè)革命已經到來，以互聯(lián)網產業(yè)化、工業(yè)智能化、工業(yè)一體化為代表，各個國家都嘗試定義。

美、德先后于2012年2月、2013年4月推出工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網等先進制造業(yè)戰(zhàn)略計劃，其實質即是智能制造。我國為了適應全球經濟發(fā)展新形勢，也適時提出了中國制造2025、互聯(lián)網+等一系列戰(zhàn)略計劃，因為智能制造可能成為我國在此次技術創(chuàng)新競爭中實現彎道超車的契機。

第四次工業(yè)革命帶來的智能制造對我國影響巨大，一是7000-8000萬產業(yè)就業(yè)人群；二是大量制造業(yè)產品出口；三是涉及我國軍事安防，以上均需要未來的互聯(lián)網和工業(yè)融合的智能制造來實現。如果錯失緊跟這一輪工業(yè)革命的步伐，對整個國家的發(fā)展有較大的影響。

互聯(lián)網進入工業(yè)化第二階段，未來十年發(fā)展方向具有確定性?；ヂ?lián)網來到中國，首先進入的是第三產業(yè)，迎來“消費互聯(lián)網”的黃金15年，其間產生了阿里巴巴等重量級企業(yè)?，F在工業(yè)4.0到來，實際上即宣布互聯(lián)網開始進入工業(yè)，這是互聯(lián)網產業(yè)化的第二個時期。

2013年全球的第四次工業(yè)革命迎來戰(zhàn)略升級，目前中國有450萬制造業(yè)企業(yè)，這些企業(yè)在未來10年或20年，至少有20%的企業(yè)要轉型成自動化、智能化生產，一個數以十萬億計的市場正在緩緩展開。

供給側結構性改革初現成果，制造業(yè)升級正當時。自2016年中央經濟工作會議明確提出深化供給側結構性改革以來，推進“三去一降一補”任務已有實質性進展，產能過剩、庫存過大、杠桿偏高、成本高企、短板約束等重大結構性失衡問題均有所破解，為經濟轉型升級掃清障礙、蓄積動能。

中國經濟注入新動力無外乎兩種途徑：一是將經濟增長由投資導向型逐漸轉向消費導向型，目前“消費互聯(lián)網”已有所發(fā)力；二是提升制造業(yè)的水平，讓制造業(yè)重新成為驅動中國經濟的核心力量。

過去制造業(yè)由于加工貿易和中低端商品加工并不要求技術和創(chuàng)新，中國制造業(yè)水平并未隨經濟總量一同攀升，同時導致大量高附加值產品依賴進口，由于無法輸出高附加值產品，我國高端制造業(yè)中只有少數領域有企業(yè)能夠在世界立足。

當下時點，傳統(tǒng)資源型工業(yè)領域進行供給側結構性改革已初現成果，此后的經濟動能培養(yǎng)將逐步提上重要日程，2017年5月17日國務院召開常務會議，指出下一步深入實施《中國制造2025》，把發(fā)展智能制造作為主攻方向。

二 、產業(yè)鏈及細分行業(yè)重點梳理

智能制造體系是基于新一代信息技術，貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動各個環(huán)節(jié)，是先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。

其中智能制造過程是指通過自動化裝備及通信技術實現生產自動化，并能夠通過各類數據采集技術，以及應用通信互聯(lián)手段，將數據連接至智能控制系統(tǒng)，并將數據應用于企業(yè)統(tǒng)一管理控制平臺，從而提供最優(yōu)化的生產方案、協(xié)同制造和設計、個性化定制，最終實現智能化生產。

智能制造發(fā)展需經歷自動化、信息化、互聯(lián)化、智能化四個階段。智能制造發(fā)展需經歷不同的階段，每一階段都對應著智能制造體系中某一核心環(huán)節(jié)的不斷成熟，分為四個階段。

分別為自動化（淘汰、改造低自動化水平的設備，制造高自動化水平的智能裝備）、信息化（產品、服務由物理到信息網絡，智能化元件參與提高產品信息處理能力）、互聯(lián)化（建設工廠物聯(lián)網、服務網、數據網、工廠間互聯(lián)網，裝備實現集成）、智能化（通過傳感器和機器視覺等技術實現智能監(jiān)控、決策）。

我國目前仍處于“工業(yè)2.0”（電氣化）的后期階段,“工業(yè)3.0”（信息化）還待普及，“工業(yè)4.0”正在嘗試盡可能做一些示范，制造的自動化和信息化正在逐步布局。

1. 自動化生產線集成

國內系統(tǒng)集成商正在崛起。系統(tǒng)集成方案解決商處于相對于智能設備的下游應用端，為終端客戶提供應用解決方案，負責工業(yè)機器人軟件系統(tǒng)開發(fā)和集成。目前我國系統(tǒng)集成商多是從國外購買機器人整機，根據不同行業(yè)或客戶的需求，制定符合生產需求的解決方案。

業(yè)務形式主要以大型項目（關鍵設備生產線的集成，如機器人工作島）和工廠的產線技術改造為載體，對現有設備進行升級和聯(lián)網，提供工業(yè)控制、傳動、通訊、生產與管理信息等方面的系統(tǒng)設計、系統(tǒng)成套、設備集成及EPC工程等服務。

在系統(tǒng)集成應用領域，外資系統(tǒng)集成商包括ABB、柯瑪、KUKA等，國內領先的系統(tǒng)集成商包括新松機器人、大連奧托、成焊寶瑪、曉奧享榮等。

應用市場主要集中于汽車工業(yè)，市場規(guī)模已超百億。目前國內智能制造系統(tǒng)集成領域，大部分集中于汽車工業(yè)，2016年國內機器人下游應用領域中，占比最大的是汽車制造（48%），其次是3C制造（24%）。

根據中汽協(xié)數據，2015年汽車整車、零部件制造業(yè)固定資產投資額分別為2724.16 億、8685.49億，若按整車及零部件行業(yè)機器人占固定資產投資額比值分別為1%、0.2%來估計機器人本體市場規(guī)模，并在此基礎上估計系統(tǒng)集成市場規(guī)模，則2016年系統(tǒng)集成市場空間就已達134-178億。

中投顧問產業(yè)研究中心預測顯示，至2020年系統(tǒng)集成規(guī)模有望接近830億，2016-2020年期間復合增速可達20%。

其他應用領域不斷擴圍。隨著國內自主品牌整車企業(yè)的崛起，近年來國內系統(tǒng)集成企業(yè)份額開始不斷提升，機器人產品認可度的不斷提高，系統(tǒng)集成應用領域也擴展至一般工業(yè)；

根據中國機器人產業(yè)聯(lián)盟的數據，2016年上半年國產工業(yè)機器人應用行業(yè)進一步拓寬至農副食品加工業(yè)，酒、飲料和精制茶制造業(yè)，醫(yī)藥制造業(yè)，餐飲業(yè)等，較2014年增加6個行業(yè)中類、21個行業(yè)小類；

其中金屬制造業(yè)行業(yè)和以家用電器制造、電子元器件、計算機和外部設備制造等為代表的電器機械和器材制造行業(yè)，在國產工業(yè)機器人銷售總量中的占比最高，分別占31%和23%，汽車以外其它領域的系統(tǒng)集成正在迅速增加。

2. 自動化裝備

工業(yè)機器人

工業(yè)機器人銷量得到快速提升。由于人工成本的增加和產業(yè)轉型升級的需求，我國的工業(yè)機器人自2010年始，表現了大幅增長，此后銷量增速保持在20%-50%的較高水平。

根據IFR初步統(tǒng)計數據，2016年我國工業(yè)機器人銷量已高達9萬臺，較2015年增長31.28%，顯著高于全球工業(yè)機器人14%的銷量增速，其中中國工業(yè)機器人銷量占全球銷量比重以達31%，我國工業(yè)機器人的需求有了顯著增長，成為全球的重要市場。

目前工業(yè)機械人需求仍高度依賴進口，每年的進口量往往高于當年銷量，但2015年數據已顯示進口量4.67萬臺低于當年銷量的6.85萬臺，可見我國自主生產的工業(yè)機器人也逐步得到市場的認可。

我國工業(yè)機器人密度仍偏低。從工業(yè)機器人的普及使用情況看，截止2015年我國每萬人擁有工業(yè)機器人的數量已升至49臺，雖然仍顯著低于全球每萬人69臺，但較2011年我國每萬人10臺已有顯著提升，目前水平已接近2010年時全球的每萬人50臺。

2013年工信部曾下發(fā)《關于推進工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展的指導意見》，提出到2020年機器人密度達到100。由此預計，截止2020年，我國工業(yè)機器人有50萬臺的需求空間，按照年均10萬臺及均價10萬/臺來估算，在不考慮出口的情況下，國內工業(yè)機器人本體的市場空間未來5年每年保守估計均有100億。

行業(yè)發(fā)展主要受制于重要核心零部件 、工控系統(tǒng)依賴于進口。工業(yè)機器人的核心零部件主要包括減速器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)三部分，對應著執(zhí)行系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，多軸工業(yè)機器人的成本中分別占比分別為36%、24%、12%。

其中減速器成本占比較最大且對精度要求高，而全球減速器行業(yè)集中度較高，目前基本被日本的納博特斯克（Nabtesco）和哈默納科（Harmonic Drive）所壟斷，全球市場份額超75%；控制器方面，復雜高端工業(yè)機器人的控制器對進口依賴較高，中低端機器人的控制器國內基本能夠實現自給；

而伺服電機的技術門檻相對較低，與國際差距相對較小，目前國內部分企業(yè)已能實現自給，如埃斯頓、新時達的部分機器人已開始使用自行研制的控制器和伺服系統(tǒng)，但高端市場仍被日本、歐美名企占據，占據近80%的市場份額。

數控機床

目前我國數控機床已有較高產量水平。數控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床，該控制系統(tǒng)能夠處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，通過信息載體輸入到數控裝置，經運算處理由數控裝置發(fā)出控制信號，控制機床動作，從而自動進行零件加工。

數控機床主要用于金屬切削和金屬成形，從結構上來看，2015年1-10月年中國數控金屬切削機床、數控金屬成形機床（數控鍛壓設備）產量分別為19.7萬臺、2.0萬臺，同比下降7.1%、4.6%，但仍保持較高產量水平。

根據中國產業(yè)信息網預測，預計我國2017年數控金屬切削機床、數控金屬成形機床（數控鍛壓設備）產量將分別達到25.3萬臺、2.76萬臺，未來五年（2017-2021）年均復合增長率約分別為3.47%、6.33%。

高端數控仍處于起步階段。我國目前處于數控機床的智能化技術起步階段，現階段大部分的數控機床還不具備智能化功能，自主生產的數控機床主要以中低端產品為主，高端數控機床（數控系統(tǒng)）主要依靠進口，2016年我國數控機床進口額約26億美元。

國內機床行業(yè)市場集中度并不高，主要的市場參與者包括沈陽、大連、濟南、秦川等機床廠，進口數控機床主要來自西門子、發(fā)那科、三菱等外企；數控系統(tǒng)方面，國產數控系統(tǒng)廠家主要為華中數控、廣州數控、大連光洋、沈陽高精和航天數控等。

目前這5家數控企業(yè)均對數控系統(tǒng)軟硬件平臺等一批高端數控系統(tǒng)關鍵技術有所突破，高端數控機床被列入“中國制造2025”目標，到2020年，國內市場占有率超過70% 。

目前該行業(yè)的示范效用已取得了一定成果， 由云南CY集團承擔的工信部《高檔數控車床制造數字化車間的研制與示范應用》于2016年8月通過驗收，該項目的關鍵設備數控化率100%。

3. 工業(yè)信息化

工業(yè)信息化以工業(yè)軟件為主，工業(yè)軟件是指在工業(yè)領域進行設計、生產、管理等環(huán)節(jié)應用的軟件，可以被劃分為系統(tǒng)軟件、應用軟件和中間件（介于這兩者之間），其中系統(tǒng)軟件為計算機使用提供最基本的功能，并不針對某一特定應用領域；

應用軟件則能夠根據用戶需求提供針對性功能，在智能制造流程中，工業(yè)軟件主要負責從事生產控制、運營管理、研發(fā)設計等方面進行優(yōu)化、仿真、呈現、決策等職能。

全球各類工業(yè)軟件發(fā)展呈較大差異。由于制造企業(yè)的不同發(fā)展階段，對工業(yè)軟件的功能和技術需求也會出現差異，從而導致每一類工業(yè)軟件在產業(yè)發(fā)展中呈現較大差異。

根據Gartner統(tǒng)計，2011年以來，全球工業(yè)軟件市場規(guī)模每年保持約6%的速度增長。其中研發(fā)設計類軟件的重要性有所提升，制造企業(yè)在產品生命周期各階段對仿真軟件的應用增多，CAE軟件在制造業(yè)各領域的應用日益廣泛，保持8%左右的增速；

傳統(tǒng)管理軟件穩(wěn)步增長，管理軟件市場進入成熟期，規(guī)模保持平穩(wěn)上升，增速有所放緩；ERP等相對成熟的市場加快轉向按需付費的軟件服務模式，在一定程度上影響了行業(yè)收入的增長速度。近年來，生產管理類軟件市場空間進一步打開，MES軟件成為智能工廠多個環(huán)節(jié)數據交換的核心。

截止2015年全球MES軟件的規(guī)模達到78億美元，維持17%左右的高增長率?？蛻艄芾砗凸湽芾碥浖母咚僭鲩L也反映出制造企業(yè)順應“網絡化協(xié)同制造”的要求，更加重視與消費者和產業(yè)鏈的信息交流。

目前產業(yè)格局仍是歐美企業(yè)主導。從產業(yè)格局看，目前全球工業(yè)軟件產業(yè)主要由歐美企業(yè)主導，呈“兩極多強”態(tài)勢，SAP、Siemens在多個領域均嶄露頭角，而IBM、達索系統(tǒng)和Salesforce.com在各自專業(yè)領域形成了一定優(yōu)勢。

其中ERP軟件產業(yè)格局相對穩(wěn)定，SAP和Oracle兩家企業(yè)占據主導，屬于一線ERP軟件，Infro、Sage、Microsoft隸屬二線；在CRM領域中，Salesforce 占據全球CRM市場第一位，且發(fā)展迅速，其成功來自基于SaaS的云服務模式；

CAD產業(yè)的主導者是Autodesk和達索系統(tǒng)，且隨著仿真、設計技術與先進技術的結合，逐漸出現新的參與者；MES軟件具有較強的行業(yè)應用特性，與特定的行業(yè)關系緊密，需要大量行業(yè)領域知識的積累，因此形成不同MES廠家占據不同行業(yè)的局面。

國內企業(yè)市占比偏低，水平與領先企業(yè)有較大差距。在國內市場方面，國產軟件企業(yè)在研發(fā)設計、業(yè)務管理和生產調度、過程控制三類軟件中均有一定市場份額，但在某些細分領域仍與國外領先軟件企業(yè)差距較大，屬于行業(yè)末端跟隨者的角色。