2022-2023中国智能制造十大趋势

  新闻资讯     |      2023-12-19 15:25

  百家乐下载官网 百家乐官方平台百家乐下载官网 百家乐官方平台2022年9月,工信部等四部门部署开展2022年度智能制造试点示范行动,试点示范内容包括智能制造优秀场景和智能制造示范工厂,凝练总结一批具备较高技术水平和推广应用价值的智能制造优秀场景,带动突破一批关键技术、装备、软件、标准和解决方案,探索形成具有行业

  目前,我国已建成2100多个高水平的数字化车间和智能工厂,其中有209个是示范标杆工厂。政府部门对209个企业做过智能化改造前后的成效分析,发现改造后这些工厂的产品研发周期缩短了20.7%,生产效率提升了34.8%,产品的不良品率降低了27.4%,碳排放减少了21.2%。

  随着我国制造业加速向数字化、智能化发展,工业软件行业规模保持稳定发展趋势,资本市场也对其愈发青睐。国产工业软件企业应充分认识资本的短期逐利性与工业软件发展的长期性、艰巨性之间的矛盾,在借力资本市场的同时,仍需冷静思考,砥砺前行。

  据e-works不完全统计数据,2022年我国工业软件领域发生的融资交易为161笔,融资披露金额约为157.9亿元人民币;并购交易22笔;玄武云、华大九天、广立微等企业已成功上市,浩辰软件、神软公司、索辰科技等企业也已顺利过会,敲钟在即。

  2022年1月,芯华章获得数亿元Pre-B+轮融资,佰思杰获小米集团投资,设序科技完成字节跳动领投的战略投资;

  3月,蓝卓完成5亿元A轮融资,维拓科技获得B轮、B+轮数亿元融资,迪捷软件获得数千万元Pre-A轮融资,十沣科技完成A轮和A+轮数亿元融资;

  4月,中控技术获得数亿元战略投资,数云科际宣布完成数千万级A轮融资,依柯力信息完成近亿元B轮融资;

  5月,天喻软件获得了华为旗下哈勃投资的注资,纷享销客获中软国际近亿元战略投资,雪浪云5月获得3亿元B轮融资;

  6月,合见工软完成超11亿人民币Pre-A轮融资,睿视新界完成近千万元天使轮融资,玄武云科技获得3百万美元的Pre-IPO轮融资并于7月成功上市;

  7月,优锘科技完成3亿元C轮融资,天洑软件获得数亿元C轮融资,寄云科技完成北京集成电路装备产业投资并购基金领投的C轮融资;

  9月,九章云极DataCanvas完成C+轮融资,强思科技完成数千万元A轮融资,中之杰获得数千万元A轮融资;

  10月,新迪数字完成近7亿元B轮融资,UDS(上海优集)获得2.5亿元A轮融资,悠桦林完成数亿元C轮融资;

  11月,芯华章宣布完成本年度第二笔数亿元B轮融资,寄云科技又获得诺华资本的C+轮投资,泓科晟睿完成数千万元天使轮融资,安世亚太获得中车资本的战略投资,易路软件完成10亿元D轮融资;

  12月,开目软件宣布完成由国投创业领投、招银国际资本和汇川产投参与投资的近2亿元战略融资,徐工汉云获得国开制造业基金等3亿元B轮融资,蘑菇物联也继9月完成C轮融资后获得了菲尼克斯的战略投资。

  不难看出,2022年,国产工业软件企业备受资本青睐,迎来了一波发展的热潮。但资本的涌入,一方面为国产工业软件企业的长期发展提供了充足的资金支持,但另一方面也可能产生一定的负面影响。例如,资本的过度关注与短期逐利性可能会诱导国产工业软件企业放弃核心技术与应用落地的深耕,转而迎合、追逐热门概念;同时国产工业软件企业的整体估值水平的推高,也提高了龙头企业并购整合提升产业竞争力的难度,阻碍了行业的出清与整合。

  当前仍有很多企业对于推进智能工厂建设存在诸多问题和误区,如盲目购买自动化设备和自动化产线,片面强调全自动化,追求“黑灯工厂”、机器换人等,或者单纯强调技术的先进性;但不重视设备数据的自动采集和车间联网,依然存在大量信息化孤岛和自动化孤岛,生产设备绩效不高,工厂运营层还是黑箱等。实际上,智能工厂并非简单的应用各种软硬件系统,也不等于无人工厂。真正的智能工厂应该是精益、透明、绿色、节能,人机协作,先进性与实效性相结合,能够适应多品种小批量生产模式的柔性工厂。

  智能工厂建设也不是一蹴而就,而是一个循序渐进、持续改善的过程。e-works认为,企业推进智能工厂需要历经“五级修炼”:

  第一,构建互联工厂。即实现设备数据采集和车间联网(5G/工业WIFI/工业PON),也称为M2M(Machine to Machine)。只有把数据连接的基础打牢,智能工厂建设才能取得实效。

  第二,打造透明工厂(Transparent Factory)。即应用SCADA系统;进行视频监控与智能识别;实时展现设备、生产、质量、能耗、环境、工人行为等数据,实现工厂运营的可视化;数据可以从工厂、车间、产线到设备层层钻取,并基于工作角色将产线Andon,以及需要决策和审批的数据发送到相应负责人的移动终端。

  第三,推进数字化工厂(Digital Factory)。即实现MES/MOM系统的集成应用;进行工厂设备布局仿真、物流仿真、人因工程仿真、装配仿真和机器人运动仿真;应用数字拣货系统(DPS);流程行业企业应用DCS实现自动化控制;实现工厂智能巡检;推进能源管理数字化。

  第四,建设智能工厂(Smart Factory)。即应用APS系统,基于实际设备状态和产能自动排产;应用FMS柔性制造系统,柔性自动化产线实现多机器人协作和人机协同,尽量减少换型次数,缩短换型时间;开展机器视觉应用,实现AI质检;实现厂内物流及时配送;流程行业企业应用APC系统实现流程优化控制;应用VR/AR系统实现操作员培训(OTS),辅助设备运维;实现IT/OT融合。

  第五,实现智慧工厂(Intelligent Factory)。即通过构建数字孪生工厂,持续优化工厂运营;软件定义制造过程,工厂可重构;实现设备预测性维护和质量预测分析;实现节能/低碳/绿色制造等。

  工业机器人密度指的是每万名工人在制造业中使用的工业机器人数量,是衡量一个国家制造业自动化发展程度的关键指标之一。国际机器人联合会(IFR)于2022年12月在其官网发布的报告指出,2021年我国工业机器人密度达到每万名工人322台,首次超过了美国,位居世界第五位。十年间,我国工业机器人密度增长约13倍。

  在市场规模方面,我国已连续多年成为全球最大的工业机器人应用市场,市场规模逐年扩大。据国际机器人联合会(IFR)综合调研数据测算,2022年我国工业机器人市场规模将达87亿美元,到2024年这一数字有望超过110亿美元。从细分市场及产品来看,协作机器人景气度相对较高,国产本土厂商增速领跑,国产化率持续提升。中大负载六轴机器人市场增长明显,入局者不断增加。

  在行业应用方面,我国工业机器人的应用广度与应用深度不断提升。数据显示,我国的工业机器人应用目前已覆盖60个行业大类、168个行业中类。而且,受益于新能源产业的需求带动,一些工业机器人厂商如ABB、发那科、库卡、埃斯顿、汇川技术、珞石机器人等也纷纷紧随市场变化,瞄准锂电、光伏等行业场景,推出机器人新品及解决方案,进一步拓展和丰富机器人的应用场景。此外,为了实现更高效、更安全、更智能的巡检作业,智能巡检机器人也日益受到企业关注。根据e-works不完全统计,目前国产智能巡检机器人厂商达到156家,广泛服务于电力、石油化工、轨道交通、煤炭等各行各业。

  值得关注的是,在工业机器人密度不断提升、应用行业与场景不断拓展的同时,工业机器人赛道也持续吸引资本的目光,投融资市场保持活跃,这也助推了工业机器人产业及应用发展。据不完全统计,2022年全年我国工业机器人市场共发生投融资事件93起,覆盖了机器人本体、核心零部件、机器人抓手、机器人视觉、系统集成等细分领域。

  比如,在机器人本体制造领域,协作机器人厂商节卡机器人获得了折合人民币约10亿元的D轮融资;并联机器人厂商翼菲自动化完成近2亿元D轮融资;移动机器人厂商斯坦德机器人获得数亿元Pre-C轮融资。铸件打磨专用机器人厂商全宇工业完成数千万元Pre-A轮融资。

  在机器人核心零部件领域,机器人减速机厂商智同科技、来福谐波分别完成数亿元股权融资和超亿元人民币D轮融资。在机器人抓手领域,钧舵机器人获近5000万元的A+轮融资,柔触机器人完成数千万元Pre-A轮融资。

  在机器人系统集成领域,明珞装备获得6亿元人民币战略投资;智佳能在2022年内连续完成B轮和B+轮融资。

  在机器人视觉领域,2022年包括梅卡曼德、微链科技、中科光电、灵西机器人、中科行智、深视智能、东声智能、中导辰远、睿图智能、蓝芯科技、矩视智能、领湖智能、深度视觉、跨维智能等众多机器人视觉系统厂商都获得了融资。

  2022年全球电动汽车市场快速增长,中国是全球电动汽车销售的主要市场之一,这直接带动了智能工厂非标自动化集成商阔步发展。然而,汽车电动化转型也为智能工厂非标自动化集成商带来了数字化、智能化新挑战。当前,智能工厂非标自动化集成商正朝着专业化方向发展,同时更注重数字化服务。

  在汽车产业加速形成电动化格局,新能源汽车市场持续升温的背景下,汽车行业集成商如均普智能、巨一科技、先惠技术、大连豪森、大连奥托等纷纷推出新能源汽车智能制造解决方案,并实现批量应用。

  另一方面,电动汽车销量快速增长,促使动力电池需求快速增长。动力电池生产企业不断扩张产能,新建或者改扩建动力电池生产线,也推动了以先导智能、利元亨、赢合科技、杭可科技、瀚川智能等为代表的锂电行业集成商迅速发展。

  不过,值得注意的是,汽车电动化转型在给智能工厂非标自动化集成商带来新的发展机遇,推动其阔步发展的同时,也为其带来了数字化、智能化新挑战。这是因为,推进电动汽车智能制造,建设智能工厂,也为智能工厂非标自动化集成商提出了更高的要求。这要求其不仅要懂自动化,而是以柔性自动化、数字化、智能化、精益化与绿色化为建设目标,提供智能工厂/智能制造整体解决方案。因此,当前智能工厂非标自动化集成商正朝着专业化方向发展,同时也更注重数字化服务。

  比如,均普智能基于大量智能制造项目实施经验和海量大数据的积累,自主研发了八款工业数字化应用软件,以满足客户在产线透明度、智能化、可追溯性、预测性维护等各维度提出更高要求。目前其工业软件已成熟应用于公司70%以上的智能制造装备中,在戴姆勒、采埃孚、吉凯恩集团、SHW、麦格纳等全球知名公司的数字化车间不同制造环节,持续优化客户产线。

  利元亨提出了“海葵智造”概念,主要由“看得见的智慧”硬件设备(包括自主开发的涂布、卷绕、叠片、注液等自动化设备)和“看不见的智慧”软件系统(包括MES、APS、WMS和WCS等系统)组成,旨在打造精准数采、智能分析与决策的数字化、智能化产线。

  瀚川智能将十余年的设备经验进行实践、总结和沉淀,搭建了一套囊括了工业互联网平台、制造运营管理平台的完整的“水滴智造”系统,形成了多个应用场景解决方案,并已经获多家头部电池企业认可及广泛应用。

  总之,汽车电动化转型,是机遇,也是挑战。智能工厂非标自动化集成商作为智能工厂建设的中坚力量,除了提供智能制造装备解决方案,也更应把握制造过程数字化这一核心环节,针对转产、扩产,线体改造等制造升级需求,提供可落地的数字化服务,软硬一体赋能汽车电动化转型。

  多年来,制造企业通过PLM、ERP、MES、WMS等工业软件的应用,已取得了很好的收益。而在计划优化与排程方面,传统凭借经验手工排产的模式已经无法满足企业当前需要。

  APS作为企业实现从长期的供应链设计和优化,到生产计划和车间调度在内的整个生产过程的精确计算和全权掌控的核心,受到了制造企业广泛关注。对于产品品种结构单一的企业,可以通过APS实现车间优化排程,最大化提升产能利用,减少不必要的生产成本;销售渠道多样、产品种类繁多的企业通过APS的应用,可在产能最大化利用的前提下,结合不同产品的边际利润,实现企业与市场的供需平衡和利润最大化;而对于生产工艺复杂、产业链上下游存在大量不确定性的企业,APS可以帮助企业在支持灵活可配置的复杂排产规则的同时,考虑多种优化策略,进行what-if的多策略模拟,找出符合企业当下环境的最优生产策略,并能根据环境变化快速响应,实现企业各种资源的动态最优化配置。

  根据e-works不完全统计,目前服务于国内市场的APS厂商超过50家,市场上活跃的除了西门子、达索、Asprova、安达发、永凯等老牌APS厂商,也有近年来发展迅速的谷斗科技、美云智数、悠桦林、赛意信息、不工软件、杉数科技、数策软件、芍园科技、富通科技等新兴厂商。从成立时间来看,2014年以后新成立的APS厂商占比近50%。

  从厂商背景来看,包括早期专注工厂排程的APS厂商;国内大学或研究机构孵化出来的APS厂商;创始人留学归国创办的APS厂商;ERP、MES等厂商收购或开发的APS厂商;国内外工控厂商收购的APS厂商;源自数据分析与数据中台的APS厂商;工业互联网平台或大型电商平台的APS厂商;大型制造企业自研推出的APS厂商等等。

  当下,APS已成为企业智能制造建设的刚需,应用范围不断拓展。例如,顺络电子通过打造从接单到发货的全流程智能计划排产系统,以APS为核心引擎拉动前端到后端,建立了一体化供应链体系,实现订单处理、交期计划、客户分类分级、预测模型、生产产能、生产进度、物料消耗、库存呆滞/缺货、交付成本等过程的智能决策和可视化管理,提高公司的运营效率。

  玲珑轮胎通过APS结合MES的应用,加强对原材料、能源动力和人员工时的全面监控与调度,控制按需生产,减少产品库存,减少对资金的不合理占用;避免无效劳动,减少次品废品和不必要的损耗;加强综合调度管理,使现有资源发挥最大效益;加强核算,制订合理的考核指标;全面采集相关消耗的实时数据,对相关数据进行管理与分析,提高了公司对制造过程的监控能力,使制造体系能随企业内外部环境变化而快速调整,与企业其他管理信息系统实现平稳连接,为市场开发、制造过程策划提供决策信息支撑,大大提高企业的竞争力。

  从专注的领域来看,这些APS厂商有的擅长实践经验、有的擅长算法、有的专注细分行业、有的平台化可配置、有的擅长量身定制等等。从中也可以看出,随着企业APS的需求逐渐增多,越来越多的厂商选择进入供应链计划优化与生产排程赛道,APS软件市场迎来了群雄逐鹿的“春秋”时代。面对众多APS市场入局者,谁能脱颖而出,逐鹿中原,我们也将拭目以待。

  得益于产业政策的刺激以及应用需求的带动,2022年我国智能传感器市场规模快速增长。其中,MEMS、CIS、雷达、射频、指纹等智能传感器已表现出成熟市场的特征,并且MEMS智能传感器驶向发展快车道。尤其在机械制造、汽车、高端装备、电子、石化、冶金等典型行业,位移传感器、位置传感器、速度传感器、压力传感器、3D视觉传感器等等几乎覆盖了工业生产的方方面面。

  智能传感器是对自身状态具有一定的自诊断、自补偿、自适应能力,同时具有双向通讯功能的传感器装置。与一般传感器相比,智能传感器能瞬时获取大量信息,对所获取的信息还具有信号处理的功能,具有高精度、高可靠性、高适应性的优势。其中,常见的MEMS传感器可视为典型的智能传感器。

  从市场运行情况来看,2022年我国智能传感器市场规模快速增长。据中国信通院最新的数据统计,2017-2021年中国智能传感器市场规模从814.1亿元增长至约1113.4亿元,年均复合增长率达8.14%,预计到2023年中国智能传感器行业市场规模将达1308.3亿元。其中,MEMS、CIS、雷达、射频、指纹等智能传感器已表现出成熟市场的特征,并且MEMS智能传感器驶向发展快车道。

  当前,智能传感器的应用已无处不在。具体到工业领域,智能传感器产品已广泛应用于机械制造、汽车、高端装备、电子、石化、冶金等典型行业。例如,在机械制造行业,现代数控机床在检测位移、位置、速度、压力等方面均部署了高性能传感器,能够对加工状态、刀具状态、磨损情况以及能耗等过程进行实时监控,以实现灵活的误差补偿与自校正,实现数控机床智能化的发展趋势。

  在汽车行业,智能传感器已广泛应用于车速、胎压、温度、燃料、刹车等场景,而随着智能化程度的提升,车用传感器数量与种类也在继续增加,如图像、毫米波雷达、激光雷达等。

  此外,智能传感器的应用场景也在持续拓展。在电子行业,SICK的3D视觉智能传感器可应用于手机零部件检测、电子元器件检测、胶路检测、连接器检测等场景,为产品质量把关。在石化行业,易福门的非接触式雷达液位器能对大型储罐粘性介质液位进行精准的测量,保证生产安全。

  整体来看,受汽车、高端装备、机械制造等行业的智能化、数字化市场需求的持续带动,2022年智能传感器市场被“激发”。同时,基于新材料,新技术的广泛应用,各种功能材料的智能传感器得到快速发展,其对制造业的影响愈加显著。未来,随着CMOS技术与MEMS技术的发展与融合,智能传感器将继续向网络化、微型化、集成化和多样化发展。

  ChatGPT带来的市场冲击有目共睹,同时也引发了全球一场新的AI热潮。对于制造企业而言,ChatGPT模型背后的算法和训练过程更加新颖,将有望驱动AI落地更多场景。场景创新也将成为人工智能技术升级、产业增长的新路径,进一步推动人工智能与制造业的深度融合。

  随着中国“制造”向中国“智造”转型升级加快,我国制造业逐步迈向中高端价值链,衍生出大量的智能制造人才需求。智能制造人才培养日益受到关 注。加强智能制造人才培养力度,建立智能制造人才队伍,对推进智能制造发展意义重大。

  随着应用日益广泛,市面上涌现出了不少数字孪生平台。这些数字孪生平台强调集成丰富的套件与工具,表现为与物联网、大数据、云计算、人工智 能、AR/VR/MR等技术深度融合。由于不同供应商对数字孪生的技术体系和价值理解并不相同,数字孪生平台呈现为不同的发展思路。

  当前,市面上涌现出了不少数字孪生平台。国际上可用于构建数字孪生的知名平台,包括GE Predix、西门子Xcelerator、PTC ThingWorx、Bentley iTwin Platform等;国内的主流数字孪生平台,例如卡奥斯D³OS、摩尔元数Wis3D、优锘科技ThingJS、华龙迅达木星数字孪生平台、美云智数美擎仿真平台MIoT.VC、木棉树软件MMS3D、51world数字孪生PaaS平台WDP、易知微数字孪生融合渲染引擎EasyTwin、子虔科技数字孪生协同平台等。

  从应用趋势来看,在医疗行业,2022年,深圳大学附属华南医院提出了“医学数字孪生人”的概念,并成立了国内首家医学数字孪生人实验室,该平台将基于真实多维度多模态大数据构建患者孪生数字模型,并结合临床实际,进行更为精准的疾病诊断、疗效预测、健康管理;在建筑行业,美的楼宇科技推出iBUILDING数字孪生平台,可实现一站式服务,定制可视化、智能化的管理场景,全面提升数字化建筑管理场景体验,已在在上海同济医院、美的工业园西区、美的楼宇科技荆州工厂、美的总部大楼、梅林万科大厦等多个项目落地应用;在物流行业,2022年,北自科技同北京航空航天大学陶飞教授团队联合开发的物流数字孪生装备与平台,实现了物流仓储装备的虚拟可视、反向可控以及调度作业可优化、装备故障可诊断、运行维护可预测等功能。