中國智能工廠產(chǎn)業(yè)鏈及發(fā)展趨勢分析

智能工廠產(chǎn)業(yè)鏈分析

  (一)上游行業(yè)--傳感器

  近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且可導(dǎo)致建立新型工業(yè)，是21世紀(jì)新的經(jīng)濟增長點。

  不管“工業(yè)4.0”還是“中國制造2025”，其實最本質(zhì)的變化是智能化生產(chǎn)，而在谷榮祥看來，傳感器是整個智能化的關(guān)鍵。因為“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”最核心的方面是智能制造，不管網(wǎng)絡(luò)化還是數(shù)字化，最前端都將是智能化，但所有的這些都將離不開傳感器

  傳感器產(chǎn)業(yè)作為國內(nèi)外公認(rèn)的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。

  2007-2014年我國傳感器行業(yè)得到較好的發(fā)展，行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值總體呈上升趨勢，在GDP中的占比維持在0.10%-0.15%之間。

  在國家大力加強傳感器的開發(fā)和應(yīng)用的一系列政策引導(dǎo)和支持下，我國傳感器行業(yè)面臨良好的發(fā)展前景，未來成長空間可期。

  (二)上游行業(yè)--工業(yè)以太網(wǎng)

  工業(yè)以太網(wǎng)作為一種高效的局域網(wǎng)絡(luò)，從誕生之初，就擔(dān)負(fù)著傳感器數(shù)據(jù)傳輸、生產(chǎn)設(shè)備控制等功能，是現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)體系中的重要組成部分和工廠信息化的基礎(chǔ)。它的構(gòu)建也就成為智能工廠建設(shè)的核心。

  如果說第三次工業(yè)革命的自動化，僅是將生產(chǎn)過程作為對象，對其進行信息技術(shù)的應(yīng)用。工業(yè)4.0將信息技術(shù)的應(yīng)用大幅擴大，進而衍生出“智能工廠”的概念。它的關(guān)鍵技術(shù)是信息技術(shù)。

  工業(yè)以太網(wǎng)，互聯(lián)互通、實時控制，進而實現(xiàn)安全、節(jié)能將是智能工廠的核心技術(shù)。具體而言，包括生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)自律協(xié)調(diào)作業(yè)的M2M，通過網(wǎng)絡(luò)獲取大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，開發(fā)、銷售、ERP、PLM、SCM等業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與實際生產(chǎn)過程之間的協(xié)同等。

  因為現(xiàn)代智能工廠有四大關(guān)鍵點：一是要連接所有網(wǎng)絡(luò)以拿到數(shù)據(jù)。二是要有智能機器。三是大數(shù)據(jù)，將所有設(shè)備、所有人連接后，所有數(shù)據(jù)都大批量傳送到智能終端上。四是分析，得到數(shù)據(jù)后從中抓取出應(yīng)用趨勢來，提高設(shè)備狀態(tài)的檢測和預(yù)測水平。要形成高速傳輸、大數(shù)據(jù)，保證實時性、安全性和節(jié)能就變得十分關(guān)鍵。這正是工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建的要旨。

  (三)中游行業(yè)--工業(yè)軟件

  智能工廠將是工業(yè)軟件產(chǎn)品創(chuàng)新的主線。機器層面，提高設(shè)備智能水平，改善性能和生產(chǎn)效率；車間層面，加強機器間通信協(xié)作，提高生產(chǎn)線的協(xié)同水平；工廠層面，優(yōu)化和調(diào)度多車間、多生產(chǎn)線等生產(chǎn)資源，實現(xiàn)生產(chǎn)能力、供應(yīng)鏈及市場需求的動態(tài)匹配。

  (四)中游行業(yè)--工業(yè)機器人

  近兩年隨著國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的提出，兩化融合的穩(wěn)步推進，中國智能制造裝備領(lǐng)域得到了全社會范圍的廣泛關(guān)注。隨著產(chǎn)品性能提升的內(nèi)在需求增加和中國勞動力價格上漲，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的壓力不斷加大。工業(yè)機器人作為智能制造領(lǐng)域的代表，在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的過程中正發(fā)揮著越來越重要的作用。

  工業(yè)機器人作為高科技裝備，無論在推動國防軍事、智能制造、資源開發(fā)，還是在培育發(fā)展未來機器人產(chǎn)業(yè)上都具有重要意義。目前一些新興的中低端市場也迅速擴大，如工程機械領(lǐng)域，某些過去傳統(tǒng)的勞動密集型企業(yè)如石化、糧食、建材、化肥、飼料等領(lǐng)域市場需求也迅速發(fā)展起來。近年來，通過拓展下游應(yīng)用服務(wù)，開拓傳統(tǒng)市場接納新興生產(chǎn)方式，家電、軌道交通、船舶等領(lǐng)域是機器人未來應(yīng)用的主戰(zhàn)場。在一般工業(yè)應(yīng)用的新領(lǐng)域，如光伏產(chǎn)業(yè)、動力電池制造業(yè)，包括酒類、飲料、乳業(yè)、糖等在內(nèi)的食品工業(yè)，以及化纖、玻璃纖維、五金打磨、冶金澆鑄、醫(yī)藥等行業(yè)，都有工業(yè)機器人的應(yīng)用空間。

  (五)下游行業(yè)--智能物流

  智能物流是工業(yè)4.0核心組成部分，是降低社會倉儲物流成本的終極方案：在工業(yè)4.0的智能工廠框架中，智能物流倉儲位于后端，是連接制造端和客戶端的核心環(huán)節(jié)。與美國、日本國外發(fā)達國家相比，單位GDP中我國的倉儲成本占比是其他國家的2-3倍，并且這一差值近些年來呈現(xiàn)逐步擴大的趨勢，而智能物流倉儲系統(tǒng)具備勞動力成本的節(jié)約、對租金成本的節(jié)約、管理效率的提升等方面優(yōu)勢(我們估算自動化倉儲在保證同等儲存能力的條件下，可至少節(jié)約70%以上的土地和80%以上的勞動力)，是降低社會倉儲物流成本的終極解決方案。

  多重因素影響下，智能物流設(shè)備在諸多領(lǐng)域成為企業(yè)替代人工、謀求轉(zhuǎn)型升級的不二選擇，物流領(lǐng)域也不例外。智能化物流裝備正是在這樣的背景下逐漸發(fā)展起來的。雖然從短期看，采用智能化物流裝備會導(dǎo)致企業(yè)投入增加，然而從長遠發(fā)展來看，智能化裝備給企業(yè)帶來的人力成本的節(jié)約和效率的提升，將使企業(yè)持續(xù)受益。

  智能工廠發(fā)展趨勢

  智能工廠將更加智能、靈活和動態(tài)。

  制造工藝的組織將不同，會與整個生產(chǎn)鏈協(xié)同--從供應(yīng)商到物流到產(chǎn)品的生命周期管理--跨越企業(yè)的各個部門緊密相連。

  各個生產(chǎn)步驟將實現(xiàn)無縫連接。影響的過程將包括：工廠和生產(chǎn)規(guī)劃；產(chǎn)品開發(fā)；物流；企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)；制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)；控制技術(shù)；現(xiàn)場的各個傳感器和執(zhí)行器。

  在智能工廠里，機器和設(shè)備將具有提升的自我優(yōu)化和自主決策的能力。這與今日運行固定程序操作的情況形成了鮮明的對比。