智能制造裝備行業(yè)現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景報(bào)告

智能制造裝備行業(yè)現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景報(bào)告

面向45-28-14納米集成電路工藝，重點(diǎn)研發(fā)300毫米硅片、深紫外光刻膠、拋光材料、超高純電子氣體、濺射靶材等關(guān)鍵材料產(chǎn)品，通過(guò)大生產(chǎn)線應(yīng)用考核認(rèn)證并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N售；研發(fā)相關(guān)超高純?cè)牧袭a(chǎn)品，構(gòu)建材料應(yīng)用工藝開(kāi)發(fā)平臺(tái)，支撐關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)體系建設(shè)與發(fā)展。我國(guó)制造業(yè)發(fā)展取得的成績(jī)（一）制造業(yè)總量躍居世界第一，成為名副其實(shí)的制造大國(guó)近年來(lái)我國(guó)制造業(yè)總體規(guī)模已居世界第一位，綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，不僅對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，而且成為支撐世界經(jīng)濟(jì)的重要力量。2014年，我國(guó)工業(yè)增加值達(dá)到22．8萬(wàn)億元，占GDP的比重達(dá)到35．85%。2013年我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)出占世界比重達(dá)到20．8%。在500余種主要工業(yè)產(chǎn)品中，我國(guó)有220多種產(chǎn)量位居世界第一。制造業(yè)的快速發(fā)展，直接促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度、質(zhì)量和效益，增強(qiáng)了我國(guó)在全球化格局中的國(guó)際分工地位。（二）突破了一批核心技術(shù)，形成了一批支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大裝備產(chǎn)品十幾年來(lái)，制造業(yè)各領(lǐng)域涌現(xiàn)出了一批較有影響、意義深遠(yuǎn)的重大成果。國(guó)內(nèi)發(fā)電設(shè)備裝機(jī)中國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組已達(dá)80%以上，年產(chǎn)千萬(wàn)噸級(jí)大型煉油廠設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%，國(guó)產(chǎn)100萬(wàn)千瓦超超臨界火電機(jī)組、國(guó)產(chǎn)750千伏交流輸變電成套設(shè)備已投入運(yùn)行。日產(chǎn)4000噸大型新型干法水泥生產(chǎn)線、60萬(wàn)噸乙烯、30萬(wàn)噸級(jí)合成氨、百萬(wàn)噸級(jí)鉀肥等一大批大型成套技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)自主化。神舟系列航天飛船的成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了載人航天工程的重大突破。蛟龍?zhí)栞d人潛水器研制和海試成功，標(biāo)志著中國(guó)躋身世界載人深潛先進(jìn)國(guó)家行列。（三）涌現(xiàn)出一批世界級(jí)的大企業(yè)，企業(yè)正在逐步成為技術(shù)創(chuàng)新主體2016年《財(cái)富》世界500強(qiáng)排行榜中，中國(guó)企業(yè)達(dá)110家，其中以工業(yè)為主的有50余家。社會(huì)創(chuàng)新要素不斷向企業(yè)集聚，工業(yè)企業(yè)研發(fā)投入快速增長(zhǎng)，自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。2015年，我國(guó)規(guī)模以上制造業(yè)研發(fā)投入強(qiáng)度達(dá)到0．91%；企業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)58．3萬(wàn)件，占國(guó)內(nèi)發(fā)明專利申請(qǐng)受理量的60．2％；企業(yè)獲得發(fā)明專利授權(quán)15．9萬(wàn)件，占國(guó)內(nèi)發(fā)明專利授權(quán)量的60．5％。企業(yè)作為市場(chǎng)主體，在自主創(chuàng)新中繼續(xù)發(fā)揮決定性作用。（四）初步形成了企業(yè)、高校、院所聯(lián)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系近年來(lái)，我國(guó)制造業(yè)加強(qiáng)科技創(chuàng)新、促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，取得了重要突破和實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，形成了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、較為完備的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。建設(shè)了一批國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究中心等科研基地；成立了一批國(guó)家產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，為我國(guó)制造業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展提供了重要保障。發(fā)展思路（一）探索高端，構(gòu)筑先發(fā)優(yōu)勢(shì)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式，加強(qiáng)新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵裝備、智能機(jī)器人、3D打印制造等核心技術(shù)攻關(guān)，力爭(zhēng)率先突破，贏得戰(zhàn)略主動(dòng)。（二）強(qiáng)化基礎(chǔ)，增強(qiáng)保障能力針對(duì)制造業(yè)基礎(chǔ)能力薄弱和產(chǎn)品質(zhì)量不高的問(wèn)題，重點(diǎn)攻克軸承、液壓件、儀器儀表等核心基礎(chǔ)零部件，研發(fā)工藝庫(kù)、材料參數(shù)庫(kù)和制造過(guò)程核心軟件產(chǎn)品。（三），推動(dòng)供給改革結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)新大數(shù)據(jù)制造服務(wù)、大規(guī)模定制、集團(tuán)管控等企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理模式，積極探索信息技術(shù)與制造技術(shù)的融合創(chuàng)新。（四）綠色制造，促進(jìn)持續(xù)發(fā)展針對(duì)資源、環(huán)境剛性約束增強(qiáng)，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，探索高效、節(jié)能、節(jié)材產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新、智能化工藝、服務(wù)運(yùn)維等全生命周期綠色化模式，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。戰(zhàn)略布局瞄準(zhǔn)國(guó)際制造業(yè)發(fā)展的最前沿，力爭(zhēng)率先突破，構(gòu)筑先發(fā)優(yōu)勢(shì)。依托新興信息技術(shù)，建立健全制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展模式，形成網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造創(chuàng)新服務(wù)體系，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在大型構(gòu)件金屬增材制造、大型硬巖掘進(jìn)機(jī)等領(lǐng)域強(qiáng)化領(lǐng)跑優(yōu)勢(shì)，塑造我國(guó)制造業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。瞄準(zhǔn)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略亟需，支撐和引領(lǐng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。掌握一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，在機(jī)器人、重大機(jī)械裝備、新型電子制造裝備等領(lǐng)域培育一批新技術(shù)、新產(chǎn)品和新產(chǎn)業(yè)，力爭(zhēng)形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，提高我國(guó)制造業(yè)的總體競(jìng)爭(zhēng)能力。瞄準(zhǔn)我國(guó)制造業(yè)的自主可控，強(qiáng)化基礎(chǔ)保障能力。提高核心零部件及軟件自主可控，形成政策、制度、人才和環(huán)境等方面的一系列配套條件，強(qiáng)化我國(guó)制造業(yè)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。激光制造面向航空航天、高端裝備、電子制造、新能源、新材料、醫(yī)療儀器等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的迫切需求，實(shí)現(xiàn)高端產(chǎn)業(yè)激光制造裝備的自主開(kāi)發(fā)，形成激光制造的完整產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)我國(guó)激光制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，大幅提升我國(guó)高端激光制造技術(shù)與裝備的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。（一）激光與材料的相互作用機(jī)理面向航空航天、新能源、電子制造、醫(yī)療等領(lǐng)域的國(guó)家重大需求，探索激光與材料相互作用的復(fù)雜物化過(guò)程，研究超快激光制造的新原理、新方法、新應(yīng)用。開(kāi)展大功率激光/短波長(zhǎng)激光與材料相互作用機(jī)理、高精高效制造方法等方面的研究，掌握激光高品質(zhì)表面制造、精細(xì)制造、極端微結(jié)構(gòu)、高精高效制造等制造機(jī)制與實(shí)現(xiàn)方法。（二）激光器與核心功能部件研究激光器動(dòng)力學(xué)，掌握激光晶體/光學(xué)晶體、半導(dǎo)體激光芯片等激光器關(guān)鍵功能部件的國(guó)產(chǎn)化。針對(duì)高端制造用激光器的迫切需求，開(kāi)展工業(yè)化光纖/半導(dǎo)體大功率激光器制造技術(shù)、工業(yè)化超快（飛秒、皮秒）激光器制造技術(shù)、工業(yè)化短（紫外、深紫外）波長(zhǎng)激光器制造技術(shù)等方面的研究，開(kāi)展激光器標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高性能激光器及核心關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化。（三）復(fù)雜構(gòu)件表面的激光精細(xì)制造技術(shù)與裝備研究激光表面精細(xì)制造、激光清洗、激光拋光等核心技術(shù)，探索器件表面功能性結(jié)構(gòu)的激光高質(zhì)、高效制造機(jī)理與新技術(shù)，研究關(guān)鍵構(gòu)件表面微結(jié)構(gòu)成形機(jī)理與實(shí)現(xiàn)方法，并掌握激光光束路徑規(guī)劃及高速掃描、激光制造裝備在線監(jiān)測(cè)與補(bǔ)償、激光制造過(guò)程精密在線檢測(cè)等裝備關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)航空航天、微電子、生物醫(yī)療等領(lǐng)域典型復(fù)雜構(gòu)件的激光精密加工技術(shù)與裝備，提升國(guó)產(chǎn)激光制造技術(shù)與裝備的競(jìng)爭(zhēng)力。（四）大功率激光高效制造技術(shù)與裝備研究特殊工況下的激光制造機(jī)理與失效行為，突破大型構(gòu)件激光制造裝備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)瓶頸，攻克大型構(gòu)件定位、質(zhì)量在線檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，研究激光切割、激光打孔、激光沖擊強(qiáng)化、激光焊接以及激光復(fù)合制造等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)面向飛機(jī)、船舶、高鐵等大型構(gòu)件制造中的高端激光制造技術(shù)、裝備與標(biāo)準(zhǔn)。（五）先進(jìn)激光精密微細(xì)制造技術(shù)與裝備針對(duì)航空航天、微電子、新型微小航空器件、光子集成器件等領(lǐng)域，突破激光衍射極限的納米尺度制造、復(fù)雜微納操縱及激光納米連接、激光光束整形與協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)硬脆材料高效精密制造、異種材料的激光高性能連接制造、極端微納結(jié)構(gòu)精細(xì)制造等技術(shù)與裝備，并設(shè)計(jì)和加工若干具有重大應(yīng)用前景的新型功能器件。智能制造裝備行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)（一）智能制造裝備的自動(dòng)化、集成化、信息化發(fā)展趨勢(shì)明顯目前，我國(guó)智能制造裝備的復(fù)雜程度不斷提升，未來(lái)仍將朝自動(dòng)化、集成化、信息化方向發(fā)展，具體表現(xiàn)為：智能制造裝備將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化，對(duì)生產(chǎn)對(duì)象和生產(chǎn)環(huán)境具有一定的適應(yīng)性，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化；硬件、軟件與應(yīng)用技術(shù)將實(shí)現(xiàn)深度集成，生產(chǎn)設(shè)備與智能網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高度互聯(lián)，并通過(guò)人工智能技術(shù)賦能，使智能制造裝備性能不斷升級(jí)；信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)深度融合，提升裝備功能復(fù)雜度，增強(qiáng)裝備信息交互、自我學(xué)習(xí)的能力，使智能制造裝備勝任大型、復(fù)雜生產(chǎn)場(chǎng)景的操作和信息整合。當(dāng)前，5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)正逐漸滲透到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的各個(gè)方面。智能制造裝備在未來(lái)發(fā)展中，將充分整合新興技術(shù)到各個(gè)功能模塊，以適應(yīng)企業(yè)復(fù)雜的生產(chǎn)和管理需求，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，保證生產(chǎn)活動(dòng)的可靠性。（二）智能制造裝備行業(yè)解決方案將成為實(shí)現(xiàn)智能制造的重要方式智能制造具有復(fù)雜性及系統(tǒng)性等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)智能制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)是長(zhǎng)期持續(xù)的過(guò)程，下游客戶對(duì)智能制造的需求亦呈現(xiàn)多樣化、差異性等特征，不僅需要智能制造裝備企業(yè)持續(xù)保持技術(shù)創(chuàng)新，也對(duì)智能制造裝備企業(yè)的產(chǎn)品供給能力提出更高要求。因此，具備智能制造裝備解決方案而非單一產(chǎn)品的企業(yè)將更具競(jìng)爭(zhēng)力。工業(yè)傳感器針對(duì)工業(yè)互聯(lián)、智能制造的高端需求，順應(yīng)傳感器微型化、集成化、智能化發(fā)展趨勢(shì)，形成一批高端傳感器和儀器儀表產(chǎn)品，支撐我國(guó)智能制造發(fā)展，解決微納傳感器硅基兼容制造、封裝、可靠性、集成化等核心共性技術(shù)，引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展。（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用微納傳感器研究無(wú)源無(wú)線多參數(shù)監(jiān)測(cè)傳感器，高能量密度振動(dòng)能量收集器等前沿技術(shù)。研發(fā)傳感器與電路協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)及設(shè)計(jì)工具，傳感器與電路單片集成工藝技術(shù)，硅基功能薄膜兼容制造等關(guān)鍵共性技術(shù)。開(kāi)發(fā)單片集成傳感器，陣列傳感器，多功能傳感器，低功耗傳感器，無(wú)線集成傳感器等產(chǎn)品。（二）離散制造業(yè)用微納傳感器研究柔性襯底傳感器，芯片級(jí)原子效應(yīng)傳感器等前沿技術(shù)，研發(fā)數(shù)字全場(chǎng)激光超聲檢測(cè)技術(shù)，高精度二維三維光柵測(cè)試等關(guān)鍵共性技術(shù)。研發(fā)運(yùn)動(dòng)部件溫度、應(yīng)變、振動(dòng)傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器，微型繼電器，微型電場(chǎng)傳感器，多維位移同步測(cè)量傳感器，微型高精度姿態(tài)測(cè)量單元等產(chǎn)品。（三）流程工業(yè)用微納傳感器研究高精度諧振式壓力傳感器，微型聲矢量傳感器等前沿技術(shù)。研發(fā)傳感器芯片與封裝材料特性測(cè)試技術(shù)及其數(shù)據(jù)庫(kù)，微傳感器可靠性及其測(cè)試等關(guān)鍵共性技術(shù)。研發(fā)高溫壓力傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、紅外高溫傳感器、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)氣體檢測(cè)傳感器等產(chǎn)品。（四）智能制造用儀器儀表研究智能儀器儀表可靠性建模、設(shè)計(jì)與仿真，參數(shù)標(biāo)定與校準(zhǔn)、非線性補(bǔ)償方法等動(dòng)態(tài)測(cè)試與性能評(píng)估，關(guān)鍵部件芯片化等前沿技術(shù)；研發(fā)復(fù)雜工業(yè)測(cè)量?jī)x表在線標(biāo)定，高端智能測(cè)量?jī)x表設(shè)計(jì)、精確自動(dòng)補(bǔ)償、生產(chǎn)工藝、裝配等，在線分析儀器小型化關(guān)鍵部件、微弱信號(hào)精密檢測(cè)等共性關(guān)鍵技術(shù)；研發(fā)高精度壓力/質(zhì)量/流量/物位儀表，壓力/質(zhì)量流量?jī)x表在線批量化標(biāo)定裝置，小型化在線分析儀、感知/控制/驅(qū)動(dòng)一體化控制器等產(chǎn)品。（五）特種專用儀器儀表研究力熱平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、多傳感器三維納米定位等納米三坐標(biāo)測(cè)量，工件姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量、空間坐標(biāo)測(cè)量、大型零部件尺寸和形位誤差測(cè)量、激光跟蹤等大型裝備制造智能化測(cè)量等前沿技術(shù)，研發(fā)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)虛擬測(cè)量、工業(yè)設(shè)施現(xiàn)場(chǎng)故障診斷、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥設(shè)計(jì)、制造和仿真等共性關(guān)鍵技術(shù)，研制激光跟蹤測(cè)量?jī)x器、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)虛擬測(cè)量?jī)x表、復(fù)雜機(jī)械運(yùn)行故障檢測(cè)等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)專用診斷儀器、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥等。綠色制造重點(diǎn)面向我國(guó)制造業(yè)發(fā)展中高能耗、高污染的問(wèn)題，以提高資源能源效率和降低環(huán)境負(fù)荷為主線，以綠色產(chǎn)品、綠色工廠為目標(biāo)，掌握生態(tài)設(shè)計(jì)理論與工具、綠色制造方法與工藝、試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)、綠色標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等基礎(chǔ)共性技術(shù)，推廣基礎(chǔ)制造工藝綠色化、流程工業(yè)綠色化技術(shù)，提升通用設(shè)備產(chǎn)品能效、工業(yè)廢棄物回收再制造與再資源化等生態(tài)效率水平。（一）基于綠色理念的減量化設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)通過(guò)創(chuàng)新研發(fā)，突破新材料應(yīng)用及改性設(shè)計(jì)、節(jié)能降噪設(shè)計(jì)、個(gè)性化定制設(shè)計(jì)、可拆解與回收設(shè)計(jì)等生態(tài)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。掌握全生命周期高效綠色循環(huán)再利用基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性資源高效綠色循環(huán)再利用。研究典型綠色產(chǎn)品新原理、新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)一批綠色制造前沿技術(shù)、核心技術(shù)與裝備，開(kāi)發(fā)推廣綠色產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色生產(chǎn)。（二）綠色加工工藝與裝備重點(diǎn)研究基礎(chǔ)工藝綠色化技術(shù)、流程工業(yè)綠色工藝技術(shù)、量大面廣的典型通用設(shè)備產(chǎn)品節(jié)能、減排、降耗技術(shù)。實(shí)施重點(diǎn)行業(yè)系統(tǒng)改造的示范應(yīng)用。開(kāi)發(fā)高效清潔基礎(chǔ)制造工藝及裝備、無(wú)害化表面處理工藝技術(shù)、少無(wú)切削液清潔加工工藝與設(shè)備、鋼鐵短流程工藝、有色金屬清潔冶煉工藝。開(kāi)展制造工藝創(chuàng)新和集成應(yīng)用，加快實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)行業(yè)制造系統(tǒng)和裝備的綠色升級(jí)。（三）制造系統(tǒng)能效優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)圍繞制造系統(tǒng)能效優(yōu)化與提升和終端用能產(chǎn)品節(jié)能，突破產(chǎn)品能效及其集成優(yōu)化匹配技術(shù)，制造系統(tǒng)機(jī)群綜合能效模型與智能分析技術(shù)、機(jī)群綜合能效的智能協(xié)同優(yōu)化控制技術(shù)；掌握系統(tǒng)能效分析與獲取、能效評(píng)價(jià)、監(jiān)控與優(yōu)化管理、設(shè)備系統(tǒng)能效提升、工藝系統(tǒng)多目標(biāo)決策優(yōu)化、工件比能效率提升等系列關(guān)鍵技術(shù)；在規(guī)模以上企業(yè)開(kāi)展車間、工廠以及產(chǎn)業(yè)集群的能耗定額管理和高能效優(yōu)化運(yùn)行，推行制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)和優(yōu)化應(yīng)用。（四）資源循環(huán)利用核心技術(shù)突破典型機(jī)械裝備及零部件智能再制造和流程行業(yè)在役再制造關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)再制造成套技術(shù)與