一、中国智能制造“两步走”战略与2020/2025发展目标
智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。
随着我国经济发展进入新常态,经济增速换挡、结构调整阵痛、增长动能转换等相互交织,长期以来主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放型发展模式难以为继。加快发展智能制造,对于推进我国制造业供给侧结构性改革,培育经济增长新动能,构建新型制造体系,促进制造业向中高端迈进、实现制造强国具有重要意义。
2016年12月,工信部与财政部联合印发《智能制造发展规划(2016-2020年)》。提出2025年前,推进智能制造发展实施“两步走”战略:第一步,到2020年,智能制造发展基础和支撑能力明显增强,传统制造业重点领域基本实现数字化制造,有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;第二步,到2025年,智能制造支撑体系基本建立,重点产业初步实现智能转型。
《规划》明确,到2020年智能制造业要实现四大目标:
一是智能制造技术与装备实现突破。研发一批智能制造关键技术装备,具备较强的竞争力,国内市场满足率超过50%。突破一批智能制造关键共性技术。核心支撑软件国内市场满足率超过30%。
二是发展基础明显增强。智能制造标准体系基本完善,制(修)订智能制造标准200项以上,面向制造业的工业互联网及信息安全保障系统初步建立。
三是智能制造生态体系初步形成。培育40个以上主营业务收入超过10亿元、具有较强竞争力的系统解决方案供应商,智能制造人才队伍基本建立。
四是重点领域发展成效显著。制造业重点领域企业数字化研发设计工具普及率超过70%,关键工序数控化率超过50%,数字化车间/智能工厂普及率超过20%,运营成本、产品研制周期和产品不良品率大幅度降低。
立足2016至2020年,《规划》对加快智能制造装备发展、加强关键共性技术创新、建设智能制造标准体系、构筑工业互联网基础、加大智能制造试点示范推广力度、推动重点领域智能转型、促进中小企业智能化改造、培育智能制造生态体系、推进区域智能制造协同发展、打造智能制造人才队伍10项重点任务进行了详细部署。
二、工业机器人产业体系与智能车间/工厂的集成创新应用
近年来,随着新一代信息技术和制造业的深度融合,我国智能制造发展取得明显成效,以高档数控机床、工业机器人、智能仪器仪表为代表的关键技术装备取得积极进展。但目前发展智能制造仍面临关键共性技术和核心装备受制于人,智能制造标准/软件/网络/信息安全基础薄弱,智能制造新模式成熟度不高,系统整体解决方案供给能力不足,缺乏国际性的行业巨头企业和跨界融合的智能制造人才等突出问题。
2016年12月,国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》。对“十三五”期间我国战略性新兴产业发展目标、重点任务、政策措施等作出全面部署安排。
《规划》指出,顺应制造业智能化、绿色化、服务化、国际化发展趋势,围绕“中国制造2025”战略实施,加快突破关键技术与核心部件,推进重大装备与系统的工程应用和产业化,促进产业链协调发展,塑造中国制造新形象,带动制造业水平全面提升。
力争到2020年,高端装备与新材料产业产值规模超过12万亿元。
工业机器人是智能制造也最具代表性的装备,指应用于生产过程与环境的机器人。工业机器人是一种固定或移动地应用在工业自动化中的可自动控制、可重复编程、多用途、三轴或更多轴机器。
《规划》还提出,构建工业机器人产业体系,全面突破高精度减速器、高性能控制器、精密测量等关键技术与核心零部件,重点发展高精度、高可靠性中高端工业机器人。加快高档数控机床与智能加工中心研发与产业化,突破多轴、多通道、高精度高档数控系统、伺服电机等主要功能部件及关键应用软件,开发和推广应用精密、高速、高效、柔性并具有网络通信等功能的高档数控机床、基础制造装备及集成制造系统。突破智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备、智能农业机械装备,开展首台套装备研究开发和推广应用,提高质量与可靠性。
智能制造过程主要围绕着智能工厂展开,人工智能在智能工厂中发挥着重要的作用。基于此,《规划》提出,在机械、航空、航天、汽车、船舶、轻工、服装、电子信息等离散制造领域,开展智能车间/工厂的集成创新与应用示范,推进数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与溯源、智能物流等试点应用,推动全业务流程智能化整合。
在石化化工、钢铁、有色金属、建材、纺织、食品、医药等流程制造领域,开展智能工厂的集成创新与应用示范,提升企业在资源配置、工艺优化、过程控制、产业链管理、质量控制与溯源、节能减排及安全生产等方面的智能化水平。
三、升级趋势确立,我国工业机器人今年销量将突破14万台
通过浅析工业机器人发展历史,我们发现德国与日本工业机器人行业发展成功离不开三要素,缺一不可。这三大要素一是劳动力短缺,二是强劲的下游需求,三是政府政策的支持与引导。
目前来看,我国现状与日德两国工业机器人发展初期极其相似。其中,下游需求与政府政策支持与引导,对工业机器人产业发展的作用力更为突出。
中商产业研究院发布的《2018-2023年中国工业机器人产业市场前景及投资机会研究报告》显示,2009年以来,全球工业机器人销量逐年增长,2017年全球工业机器人销量达到36.33万台,与2016年的30.87万台同比增长17.7%。
在全球各地区工业机器人销量情况中,2017年亚洲工业机器人总销量达到24.2万台,工业机器人销量实现爆发式增长,预计2020年销量将有望突破35万台。2017年欧洲工业机器人销量为6.4万台,与2016年的5.9万台增长8.9%;美洲地区工业机器人销量为5.0万台,同比增长17.1%。
随着工业机器人技术的逐渐成熟,应用场景不断拓展,全球工业机器人的需求将持续增加,预计2018-2020年全球工业机器人销量将保持15%的增长速率,2018年全球工业机器人销量将达到39.69万台。
数据显示,2017年中国工业机器人销量为12.08万台,与2016年的9.14万台增长32.2%。随着工业机器人需求的增加,预计2018年中国工业机器人销量将达到14.7万台,占全球工业机器人销量的37%。
到2020年,我国工业机器人应用密度将超过200台每万人,三年需求量增速将维持在30%以上,2018~2020年将分别达到19.2万台、25.3万台、32.9万台,本体市场规模将超过253亿元、321亿元、400亿元。