中国制造新力量智能制造之先进制造研究报告

中国制造新力量——智能制造之先进制造研究报告亿欧智库前言2近几年，随着《中国制造2025》的发布，以及中国制造业整体的转型升级，智能制造加速发展，不少细分领域都孕育着新机遇。尤其是最近一两年，人工智能、物联网等新技术也开始向工业领域渗透，一批先进制造相关创业公司获得了资本的支持，在多方因素推动下，先进制造领域或将迎来新的变局。报告完成过程中，得到了来自众多行业企业及机构专业人士的指导与帮助，在此一并表示感谢（按首字母拼音排名）：阿里云ET工业大脑、阿童木机器人、阿丘科技、博创科技、德联资本、EnergidTechnologies、高工机器人网、国科嘉和、华制智能、黑湖智造、昆仑数据、酷特智能、珞石机器人、梅卡曼德、木蚁机器人、熵智科技、树根互联、天鹰资本、西门子、壹佰分地板、优傲机器人、用友软件、中船重工707所、中国电子学会、中科院天津所等。如今先进制造领域新势力都有哪些，又将如何推动智能制造业的发展，存在哪些机遇与挑战？为了回答这个问题，亿欧智库选取了先进制造领域中的先进机器人、工业视觉以及工业互联网/物联网几个重点方向，通过对数百家相关企业的梳理与研究，以及与相关投资人、从业者深入交流，提炼整理了这些领域中主要的新兴公司及新兴产品技术方向，对这些新兴领域的发展现状进行了分析，总结了其各自发展的机遇与及挑战，希望能够对行业人士有所帮助。目录CONTENTSPart1.智能制造之先进制造研究背景Part2.工业机器人五大新方向2.1轻型工业机器人2.2核心零部件国产化2.3人机协作2.4新技术AGV2.5复合机器人Part3.工业视觉三大新方向3.1机器人3D视觉3.2AI视觉检测3.3动态视觉传感器Part4.工厂数字化与智能化新方向4.1.设备接入与数据采集4.2数据打通与直接应用4.3数据智能分析与应用4.4工厂与消费者、行业的连接Part5.先进制造新势力的机遇与挑战Part1.智能制造之先进制造研究背景4EOintelligence◆在信息化大背景下，工业与信息化的融合，催生了新的工业发展形态。各主要工业国为此分别提出了各自的新型工业化战略：德国提出工业4.0，美国提出先进制造业发展计划，日本提出工业价值链等。◆围绕实现制造强国的战略目标，经李克强总理签批，国务院于2015年5月19日正式印发《中国制造2025》。《中国制造2025》是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，主题是促进制造业创新发展，中心是提质增效，主线是加快信息化和工业化深度融合，主攻方向是智能制造。智能制造是《中国制造2025》的主攻方向5Part1.智能制造之先进制造研究背景德国《实施“工业4.0”战略建议书》描述的工业革命四个阶段美国先进制造业发展计划德国工业4.0中国制造2025发展基础制造业信息化全球领先，尤其在软件和互联网方面，全球10大互联网企业占有6个工业自动化领域全球领先，精密制造能力强，高端装备可靠性水平高制造业总量大，水平参差不齐。互联网应用基础好，全球10大互联网企业占有4个战略重点关注设计、服务等价值链环节，强调智能设备与软件的集成和大数据分析着眼高端装备，通过CPS推进智能制造提高国家制造业创新能力，推进信息化与工业化深度融合，强化工业基础能力，加强质量品牌建设，全面推行绿色制造重点方向加大技术创新投资，建立智能制造体系，培育“再工业化”主体建立智能工厂，实现智能生产智能制造作为主攻方向技术举措工业互联网CPS两化融合中美德先进制造业战略对比来源：德国《实施“工业4.0”战略建议书》，红塔证券亿欧（）EOintelligence智能制造十大关键领域及重点方向6Part1.智能制造之先进制造研究背景◆相比于已经有完善工业体系，重点大力发展互联网的德国、美国，中国制造业大而不强，在基础材料、基础工艺和产业技术等基础领域还有待提高，中国制造业企业有的尚处在工业2.0阶段，部分达到3.0水平，“中国制造业2025”的重点既需要谋划工业4.0、抢占技术高地，还需要弥补基础不足和历史欠账。智能制造十大关键领域新一代信息技术产业高档数控机床与机器人航空航天装备海洋工程装备及高技术船舶节能与新能源汽车电力装备农机装备新材料生物医药及高性能医疗器械先进轨道交通装备新一代信息技术产业大数据云计算信息安全物联网高端数控机床增材制造装备工业控制系统新型传感器智能核心装置智能制造装备工业机器人智能检测仪表伺服电机减速器驱动器◆《中国制造2025》明确了智能制造十大关键领域，并提出着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化：组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线；突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置。EOintelligence报告重点关注先进制造及信息化相关领域7Part1.智能制造之先进制造研究背景工业机器人高端机床增材制造智能化产线智能传感器工业视觉工业大数据工业互联网云平台数字化工厂工业通信信息安全智能检测仪表◆智能制造细分概念范围很广，涉及很多行业，报告重点关注其中先进制造，即智能化生产部分。智能化生产由下而上大致分成感知、传输、设备、工厂、行业五层，本次报告重点关注其中当前相对热门的部分，即下图橙色部分，大体分为三类：工业机器人、工业视觉、工业数字化与智能化(数字化工厂、工业大数据、工业互联网云平台等），关注这些领域近几年的新兴技术及发展方向，涉及相关新兴公司、新兴技术产品或新兴探索案例。重点探讨这些领域的新方向在哪里，当下发展情况如何，面临的机遇与挑战等。工业网关传输感知设备工厂行业亿欧智库：先进制造的领域划分Part2.工业机器人五大新方向8EOintelligence9Part2.工业机器人五大新方向三大因素推动国内工业机器人市场快速发展——市场需求一、市场整体需求上涨◆2010年以来，全球工业机器人的市场需求稳步增长，据国际机器人联合会IFR统计，2011-2016年间，工业机器人市场平均以每年12%的速度增长，尤其2016年增速达到16%，创历年新高。◆中国近几年已经成为全球最大的机器人市场，占全球销量接近1/3。中国机器人市场近几年增速也显著高于国际水平。据IFR统计，2014年以来，中国机器人市场销量年均增长率接近30%。多家机构普遍预计2017年中国市场工业机器人销量将超过11万台。◆2017年，国内外机器人厂商和核心零部件厂商都出现了延长供货期的情况，整个市场出现供不应求状态，国内外机器人及核心零部件厂商2017年都在投资扩大产能。行业多信息渠道都反映，2017年多家机器人厂商销量较去年实现了翻倍，最终数据可能高于预测值。来源：IFR、亿欧智库亿欧（）来源：IFR、亿欧智库亿欧（）22.524.82934.705101520253035402014201520162017E亿欧智库：2014-2017年全球市场机器人销量(万台)5.66.88.711.5024681012142014201520162017E亿欧智库：2014-2017年中国市场机器人销量（万台）EOintelligence◆国际上3C和电子设备是仅次于汽车的第二大机器人应用领域，且逐年份额上升，2016年时达到31%（IFR）。而据高工产业研究院GGII统计，2017年中国工业机器人需求量前两大行业汽车（整车及零部件）和3C电子，市场占比分别33.25%、27.65%。相比2016年，3C电子行业市场占比增长了4个百分点，但距离全球水平仍有差距。◆中国3C市场的需求预计还将高速增长。我国是全球3C制造业中心，产能达到全球的70%，但自动化设备渗透率很低，约15%-25%。虽然3C市场本身增长趋于平稳，但市场存量庞大，且产品更新换代快，设备换代速度也在加快，近些年3C行业固定资产投资增速远超行业增速，释放出巨大市场机会。随着近两年技术水平提升，加上性价比和本土化服务优势，国产机器人抢占3C领域增量市场的机会巨大。除了3C，中国还有数量庞大的劳动力密集型产业，在人口红利逐渐消失，且国内市场定制化需求高的情况下，给机器人带来了巨大的市场机遇。三大因素推动国内工业机器人市场快速发展——市场需求10Part2.工业机器人五大新方向来源：GGII，亿欧智库亿欧（）汽车,33.25%3C电子,27.65%其他,18.22%金属制品,10.76%塑料及化学制品,7.85%食品饮料烟草,2.27%亿欧智库：2017年中国机器人应用行业分布EOintelligence三大因素推动国内工业机器人市场快速发展——国产替代11Part2.工业机器人五大新方向二、国产替代加速◆机器人本体方面，过去我国机器人市场主要被四大家族：ABB、库卡、发那科、安川占据。近两年国产机器人发展迅速，市场份额有所上升，但离四大家族差距仍明显。随着国产机器人技术产品水平持续进步，国产机器人逐步替代国外产品的空间还很大。◆核心零部件占据了机器人成本的70%左右，国外品牌依然占绝对主导。以减速器为例，纳博特斯克和哈默纳科市场份额逐年小幅下降，但2016年时仍旧占据73%的市场份额。近两年一大批国产减速器量产上市，并开始获得国产机器人本体厂商的应用。伺服系统国外市场份额达到75%，控制器市场国外市场份额50%左右，仍有很大的国产替代空间。◆3C行业对小负载机器人的需求量上升，且对机器人性能要求稍低，也给了国产机器人很好的抢占市场的机会。来源：GGII、亿欧智库亿欧（）国外品牌67.10%国产品牌,32.80%亿欧：2016年中国工业机器人市场份额（百分比）发那科,17.80%库卡,14.00%ABB,13.50%安川,12.10%其它品牌,9.70%来源：前瞻产业研究院、亿欧智库亿欧（）日本品牌,73%中国品牌,17%其它品牌,12%亿欧：2016年中国精密减速器市场份额分布EOintelligence三大因素推动国内工业机器人市场快速发展——新技术产品12Part2.工业机器人五大新方向三、新兴技术产品◆随着技术本身的进步，机器人也在朝着更强的感知能力、柔性控制、网络协作等方向发展。中国在感知、认知等技术方面创新氛围和资本环境较好，与国外起点接近，使得国产机器人在新技术方面有很大机会。复合机器人协作机器人动力外骨骼自由引导AGV◆以下列举了5个近几年的重要机器人新兴技术产品方向。其中前4个后文会具体介绍。软体机器人科技与柔触科技的柔性夹爪在食品行业应用较多，但总体市场可能还不大。此外，工业视觉与机器人也是近两年重要新兴方向，将主要在报告第三章介绍。机器人多机协同作业也是重要发展方向，不少国内企业，如正特股份、格力智能、沃迪智能等都展示过的相关案例。柔性夹爪EOintelligence新技术和新市场孕育工业机器人五大新方向13Part2.工业机器人五大新方向◆综合市场层面和技术层面各因素给机器人市场带来的变化，亿欧智库认为机器人领域应当重点关注五大新兴方向：轻型工业机器人人机协作核心零部件国产化新技术AGV复合机器人EOintelligence2.1轻型工业机器人14EOintelligence◆在中国制造产业升级，机器换人的大背景下，近两年，3C、家电、食品等众多行业对机器人需求显著增长。负载10kg以下的小负载多轴机械臂、DELTA并联机器人、SCARA机器人、协作机器人等过去相对小众、销量较少的轻型工业机器人，在这类行业应用较多，近两年都实现了显著增长，复合增速普遍在40%以上，高于工业机器人整体增速。◆以并联机器人为例。据GGII数据，2016年中国市场并联机器人销量3600台，预计2017年销量达到5100台，同比增速超过40%。而据IFR数据，2013年时中国