工業(yè)自動化設(shè)備產(chǎn)業(yè)調(diào)研分析

工業(yè)自動化設(shè)備產(chǎn)業(yè)調(diào)研分析

尤為值得關(guān)注的是，近年來以美國為首的一些發(fā)達國家通過管制關(guān)鍵技術(shù)出口、封堵中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、封殺中國科技企業(yè)等形式，有意識地增強其產(chǎn)業(yè)鏈控制力。目前在我國機械行業(yè)仍有許多關(guān)鍵核心技術(shù)依賴進口，一旦被發(fā)達國家斷供，將對我國機械行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈安全帶來巨大風(fēng)險。高度重視產(chǎn)業(yè)鏈安全性、穩(wěn)定性，系統(tǒng)梳理重點行業(yè)和關(guān)鍵產(chǎn)品短板環(huán)節(jié)，分行業(yè)進行戰(zhàn)略設(shè)計、研究政策措施，有針對性地制定實施方案，一步一個腳印補短板。配合國家有關(guān)部門戰(zhàn)略部署，抓住時間窗口組織實施一批攻尖項目，集中行業(yè)優(yōu)勢力量解決問題，避免產(chǎn)業(yè)鏈斷裂。圍繞重點領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級重大需求，深入實施重大短板裝備專項工程，全面推進短板裝備不斷提檔升級。改變高端供給不充分局面，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)附加值的提升。經(jīng)濟規(guī)模保持增勢十三五以來，我國機械工業(yè)經(jīng)濟規(guī)模持續(xù)保持增長態(tài)勢。2016-2019年，機械工業(yè)增加值增速分別為9．6%、10．7%、6．3%和5．1%。2020年，雖然受到新冠疫情影響，仍保持同比6%的增長速度，且高于同期全國工業(yè)和制造業(yè)3．2個百分點和2．6個百分點。截至2020年底，機械工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量超過9萬家，比2015年末增加近七千家;資產(chǎn)總額26．52萬億元，比2015年末增長37．7%，年均增長6．6%。產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力不足（一）共性技術(shù)研發(fā)能力弱我國機械工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新面臨的最大困境在于共性技術(shù)研發(fā)能力較為薄弱，阻礙了我國機械工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。依托企業(yè)建設(shè)的各類創(chuàng)新載體促進了一些企業(yè)創(chuàng)新能力的提升，但是無法有效滿足行業(yè)大多數(shù)企業(yè)對共性技術(shù)的廣泛需求。共性技術(shù)研究的缺失，一方面導(dǎo)致了部分共性技術(shù)研發(fā)存在重復(fù)投入、分散投入的問題，另一方面大量技術(shù)基礎(chǔ)薄弱與資金缺乏的中小企業(yè)根本無力自行開發(fā)，進而限制了其自主創(chuàng)新能力的提升。由于不掌握核心技術(shù)，很多技術(shù)標準處于被動跟隨狀態(tài)，國際話語權(quán)較弱，存在和斷鏈隱憂。（二）核心零部件依賴進口雖然我國機械工業(yè)門類比較齊全、規(guī)模優(yōu)勢突出，但仍存在一些短板弱項，突出表現(xiàn)就是核心零部件自主研發(fā)能力不強，部分關(guān)鍵零部件嚴重依賴進口。一方面，高端軸承鋼、高端液壓鑄件、高端涂料、關(guān)鍵絕緣材料、高性能密封材料、潤滑油脂等關(guān)鍵基礎(chǔ)材料大幅落后于國際先進水平，限制了各類零部件產(chǎn)品的自主創(chuàng)新和提檔升級;另一方面，鑄造、鍛壓、焊接、熱處理及表面處理等基礎(chǔ)制造工藝及裝備發(fā)展滯后，直接影響到零部件的質(zhì)量、壽命及可靠性水平。受制于關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、先進基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的落后，導(dǎo)致高端軸承、齒輪、液氣密件、鏈傳動及聯(lián)結(jié)件、彈簧及緊固件、模具、傳感器等基礎(chǔ)零部件的自主化能力不足，難以滿足主機發(fā)展需求而依賴進口。（三）人才短缺問題仍突出機械企業(yè)尤其是傳統(tǒng)機械制造企業(yè)工作條件艱苦、工資水平相對較低，對人才吸引力不足，成為行業(yè)人才短缺的重要原因。目前，不僅高層次研發(fā)人才缺乏，一線熟練技工、尤其是高級技工非常緊缺。相對于發(fā)達國家平均超過35%的高級技工占比來看，中國這一比例僅為5%。同時，高技能技術(shù)工人的培養(yǎng)體系缺乏科學(xué)性和適用性，現(xiàn)有教育機構(gòu)缺乏具有豐富實踐經(jīng)驗的師資以及與當(dāng)前實踐緊密結(jié)合的課程，造成學(xué)、教、用之間的斷裂。未來十年，隨著社會人口老齡化程度的加劇，機械工業(yè)招工難問題將更為嚴重，特別是既掌握先進制造技術(shù)、又熟悉新一代信息技術(shù)的復(fù)合型工程技術(shù)人才將面臨嚴重短缺。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)革命是自動化發(fā)展的主要動力，前三次的工業(yè)革命促使全球工業(yè)自動化水平大幅提升。進入21世紀以來，以人工智能、機器人技術(shù)、電子信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實等為代表的第四次工業(yè)革命進一步整合機械和電子系統(tǒng)，工業(yè)自動化水平進一步提升。近年來，德國提出了工業(yè)4．0規(guī)劃，美國提出了國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，日本提出了創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)計劃，其共同點是充分運用物聯(lián)網(wǎng)、機器人、人工智能等技術(shù)手段提升制造業(yè)的智能化、無人化程度。與工業(yè)自動化控制行業(yè)快速發(fā)展相應(yīng)的，工業(yè)自動化設(shè)備需求也不斷增長。根據(jù)中間市場投資銀行HarrisWilliams的分析，2020年全球工業(yè)自動化市場規(guī)模達到1，760億美元，預(yù)計2024年全球工業(yè)自動化市場規(guī)模達到2，650億美元。隨著行業(yè)的快速發(fā)展，市場的競爭也越發(fā)激烈，目前以德國Siemens、瑞士ABB、松下、安川為代表的跨國巨頭主導(dǎo)著全球工業(yè)自動化市場，其憑借技術(shù)先進、功能齊全的產(chǎn)品，擁有龐大的客戶群和較高的市場知名度。我國工業(yè)自動化行業(yè)起步較晚，但發(fā)展勢頭強勁。近30年，我國成功實現(xiàn)了工業(yè)化的快速發(fā)展，制造業(yè)產(chǎn)值已處于全球領(lǐng)先地位。工業(yè)自動化行業(yè)是推動制造業(yè)從低端向中高端升級轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，雖然我國工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)部分關(guān)鍵核心技術(shù)與外資品牌尚存在顯著差距，但是近年來國家陸續(xù)推出了鼓勵高端裝備制造業(yè)的政策，為工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展提供了有力的政策支持，中國工業(yè)自動化行業(yè)發(fā)展取得明顯進步，進程加速。2021年，我國工業(yè)自動化市場規(guī)模達到2，530億元，規(guī)模較為可觀。近年來，國內(nèi)制造業(yè)從業(yè)人數(shù)逐漸下行，同時制造業(yè)人均工資持續(xù)抬升，過去人口紅利帶來的低廉勞動力成本優(yōu)勢逐漸消退，勞動力相對自動化的性價比逐漸減弱，因此長期來看我國制造業(yè)亟需產(chǎn)業(yè)升級，將催生廣闊的工控自動化產(chǎn)品及服務(wù)需求，工業(yè)自動化控制行業(yè)面臨著良好的發(fā)展機遇。平穩(wěn)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)（一）經(jīng)濟效益水平偏低十三五時期，我國機械工業(yè)營業(yè)收入利潤率呈波動下行態(tài)勢。2020年，在減稅降費力度明顯加大的情況下，雖然行業(yè)利潤總額增長10．4%，但營業(yè)收入利潤率為6．4%，并未出現(xiàn)顯著增長，同比僅提高0．4個百分點，比2015年低0．6個百分點。機械工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)的利潤總額在全國工業(yè)中的比重也有所下降，2020年利潤總額占比為22．7%，比2015年下降2．5個百分點。（二）市場需求增長乏力近年來，我國機械工業(yè)國內(nèi)外市場需求、特別是中低端產(chǎn)品市場需求明顯放緩，加之國內(nèi)鋼鐵、煤炭、電力、石化等機械工業(yè)傳統(tǒng)用戶行業(yè)處于產(chǎn)能過剩調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型期，固定資產(chǎn)投資中的設(shè)備工器具購置投資呈現(xiàn)下滑趨勢。2015年，全國設(shè)備工器具購置投資同比增速高達10．2%，2018年下降至2．6%，2019、2020兩年甚至出現(xiàn)0．9%和7．1%的負增長，反映出機械產(chǎn)品需求市場總體疲軟的嚴峻態(tài)勢，機械企業(yè)訂貨不足的問題愈發(fā)突出。（三）經(jīng)營壓力普遍加大十三五以來，我國機械工業(yè)原材料、用工等各項成本費用不斷上升，行業(yè)營業(yè)成本、銷售費用、財務(wù)費用等指標持續(xù)增長，應(yīng)收賬款規(guī)模持續(xù)擴大并已形成相當(dāng)規(guī)模，而機械工業(yè)產(chǎn)品價格持續(xù)低位。2020年，我國機械工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)應(yīng)收賬款總額達5．38萬億元，比2015年增長45．6%。截至2020年底，機械工業(yè)虧損面達16．4%，比2015年擴大3．6個百分點;虧損企業(yè)虧損額達到2261億元，比2015年增加971億元。產(chǎn)業(yè)融合初見成效十三五以來，機械各行業(yè)加快與新一代信息技術(shù)、先進制造技術(shù)、新材料技術(shù)等高新技術(shù)深度融合，推動了傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代。融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車方興未艾，技術(shù)創(chuàng)新加速迭代，市場牽引力凸顯。融合了傳感、控制、執(zhí)行與通信功能的各種智能化電力設(shè)備，比傳統(tǒng)電力設(shè)備控制更靈活、自動化程度更高、使用更方便。基于北斗系統(tǒng)的自動駕駛計畝測產(chǎn)聯(lián)合收割機、免耕精量播種機等智能農(nóng)機從樣機試驗步入應(yīng)用。數(shù)字化、信息化、智能化、輕量化及互聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)的融入，使得我國工程機械產(chǎn)品獲得了新的發(fā)展機遇，國際競爭力不斷提高。在融合發(fā)展理念帶動下，跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、上下游聯(lián)動融合發(fā)展的速度加快，極大推動了機械工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展。內(nèi)燃機行業(yè)龍頭企業(yè)發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同優(yōu)勢，同供應(yīng)商、研發(fā)咨詢機構(gòu)開展合作，對柴油機熱效率進行專項攻關(guān)，成功發(fā)布了全球首款達到50．26%熱效率的商業(yè)化柴油機。軸承企業(yè)與用戶單位聯(lián)合攻關(guān)，研制成功國內(nèi)首臺Φ6．28m復(fù)合盾構(gòu)機主軸承，各項技術(shù)指標達國際先進水平，實現(xiàn)了我國重大技術(shù)裝備配套軸承的一項重大突破。重大裝備有新突破在創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略推動下，一批具有較高技術(shù)含量的重大技術(shù)裝備實現(xiàn)突破發(fā)展。自主設(shè)計建造的三代核電華龍一號全球首堆福清核電5號機組成功并網(wǎng)發(fā)電，核心零部件全部實現(xiàn)國產(chǎn)制造。自主三代核電國和一號（CAP1400）示范工程項目設(shè)備國產(chǎn)化率達到85%以上。裝機總?cè)萘窟_1600萬千瓦的白鶴灘水電站為目前世界上在建規(guī)模最大、單機容量最大的水電站，水電站的設(shè)備制造全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。昌吉-古泉±1100kV特高壓直流輸電工程雙極全壓通電成功，張北可再生能源±500kV柔性直流電網(wǎng)的投運，標志著我國特高壓直流輸電成套設(shè)備和柔性直流電網(wǎng)居國際領(lǐng)先水平。中海油惠州石化120萬噸/年乙烯裝置一次試車成功，其關(guān)鍵設(shè)備裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機、乙烯壓縮機全部由國內(nèi)企業(yè)制造。總重2400噸的260萬噸/年沸騰床渣油鍛焊加氫反應(yīng)器創(chuàng)造了世界加氫反應(yīng)器重量和制造工藝復(fù)雜性兩項世界之最。國產(chǎn)10萬m3/h等級空分裝置在神華寧煤投產(chǎn)，裝置規(guī)模等級和各項性能指標均達到或超過了世界先進水平，裝置成套設(shè)備以及大型空氣透平壓縮機組實現(xiàn)了國產(chǎn)化突破。工程機械實現(xiàn)了掘進機械整機系統(tǒng)集成技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，15米及以上超大直徑泥水盾構(gòu)和超小直徑（≤4．5米）盾構(gòu)實現(xiàn)了施工應(yīng)用;700噸超大型液壓挖掘機、4000噸級超大型履帶起重機、2000噸級全地面起重機、52000千牛米大型動臂塔機等超大型起重機在大型礦山、大化工、核電、超高層建筑和超大型橋梁施工多個重大吊裝領(lǐng)域得到運用。轉(zhuǎn)型升級步伐加快（一）智能制造發(fā)展迅速企業(yè)對智能化發(fā)展的內(nèi)生動力增強，數(shù)字化制造已在機械各領(lǐng)域大范圍推廣應(yīng)用，機器人應(yīng)用已覆蓋國民經(jīng)濟130多個行業(yè)中類。電工行業(yè)截至2019年已實施智能制造專項70余個，涉及發(fā)電設(shè)備及輸變電設(shè)備等重點領(lǐng)域，涵蓋高、中、低壓多個等級，基本實現(xiàn)了對電器工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的覆蓋。工程機械骨干企業(yè)相繼構(gòu)建了自身的數(shù)字化研發(fā)體系、管理體系和服務(wù)體系，推動了研發(fā)、管理與服務(wù)的升級。部分農(nóng)機企業(yè)通過應(yīng)用管材激光切割機、焊接機器人、環(huán)保涂裝生產(chǎn)線等先進設(shè)備，提高了加工制造能力，保證了產(chǎn)品一致性。在鑄造行業(yè)，很多規(guī)模以上企業(yè)已采用自動化生產(chǎn)線，部分企業(yè)建成了數(shù)字化生產(chǎn)車間，少數(shù)企業(yè)走在了智能鑄造領(lǐng)域的前沿，如發(fā)動機缸體數(shù)字化車間、砂型3D打印智能工廠等，并通過智能制造典型示范項目逐步總結(jié)出行業(yè)細分領(lǐng)域成熟模式，引領(lǐng)其它企業(yè)實施智能化改造。（二）服務(wù)型制造快速發(fā)展在用戶的個性化需求、降本增效、提高盈利的期望驅(qū)動下，一批機械企業(yè)緊抓發(fā)展機遇，向產(chǎn)品+服務(wù)的方向發(fā)展，提供越來越多的高附加值服務(wù)，工業(yè)設(shè)計、融資租賃、節(jié)能服務(wù)、信息技術(shù)服務(wù)等生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)逐步壯大。工程機械重點企業(yè)大力推進由工程機械到工程機械+的轉(zhuǎn)型，向主機、服務(wù)、配件、租賃、大修等全方位價值鏈經(jīng)營轉(zhuǎn)變。電工行業(yè)部分骨干企業(yè)憑借長期專注技術(shù)研發(fā)能力和齊全的產(chǎn)品鏈優(yōu)勢，整合設(shè)計、研發(fā)、制造等資源，提供一體化產(chǎn)品解決方案和工程服務(wù)，積極開展國內(nèi)外的工程總承包（EPC）項目。一些優(yōu)秀風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)積極拓展下游風(fēng)電場投資業(yè)務(wù)，形成風(fēng)機全生命周期管理能力，業(yè)務(wù)鏈條已經(jīng)延伸到風(fēng)電場的開發(fā)、投資、建設(shè)、運營等環(huán)節(jié)。（三）發(fā)展?jié)u成共識十三五以來，綠色發(fā)展理念逐漸深入人心，綠色制造在機械各行業(yè)積極推廣，取得了顯著成效。隨著電機、變壓器、鍋爐等通用設(shè)備能效提升行動的實施，高效裝備市場占比不斷提升，新增變壓器中高效變壓器占比已由2015年的12%大幅提高至46%。一批風(fēng)機、泵、壓縮機等制造企業(yè)大力開發(fā)節(jié)能產(chǎn)品，面向建材、冶金、紡織等工業(yè)領(lǐng)域通用機械產(chǎn)品存量市場，采用租賃、合同能源管理等多種方式對在用高耗能產(chǎn)品進行節(jié)能改造，提供節(jié)能減排系統(tǒng)解決方案。內(nèi)燃機整機再制造企業(yè)已形成具有特色的發(fā)展模式，尤其是部分試點示范企業(yè)持續(xù)投入使再制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，初步形成了高效的回收體系和運營模式。傳統(tǒng)的鑄造產(chǎn)業(yè)正逐步撕掉臟亂差的標簽，一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)通過機器人代替人工操作，生產(chǎn)效率和質(zhì)量明顯提升，型砂使用減少，能耗和排放大幅降低，車間環(huán)境也得到明顯改善。2015年至2019年中國機械工業(yè)聯(lián)合會重點聯(lián)系企業(yè)的萬元產(chǎn)值綜合能耗值能下降了34%，年均下降近10%。產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)有所增強（一）一批產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)取得突破攻克了一批制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)，在可靠性技術(shù)、試驗驗證技術(shù)、基礎(chǔ)工藝技術(shù)等方面取得了一批重要成果，有效推動了機械裝備及配套零部件的性能、質(zhì)量水平的提升?？煽啃约霸囼烌炞C技術(shù)方面：突破大型升船機復(fù)雜系統(tǒng)可靠性多元評價方法與長壽命高可靠服役策略、大模數(shù)重型齒條制造技術(shù)與壽命評價、升船機可靠性評價準則與工程驗證技術(shù)，有力支撐三峽和向家壩兩大世界級升船機安全可靠運行;研制出具備工況環(huán)境模擬能力的數(shù)控高速沖壓設(shè)備可靠性試驗裝置;建立了兆瓦級風(fēng)電葉片全尺寸結(jié)構(gòu)測試平臺，推動了我國大型海上及低風(fēng)速風(fēng)電的發(fā)展;研制出汽車AMT變速器智能化在線檢測試驗設(shè)備，有效提升了我國變速器制造水平;國內(nèi)首創(chuàng)的倒置40噸振動試驗系統(tǒng)、振動復(fù)合轉(zhuǎn)動三軸系統(tǒng)、可吸收電磁波三綜合試驗系統(tǒng)等環(huán)境試驗系統(tǒng)，技術(shù)指標達到國際先進水平?；A(chǔ)工藝技術(shù)方面：掌握了大型復(fù)雜復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化柔性高效精確成形關(guān)鍵技術(shù)、復(fù)雜鑄件無模復(fù)合成形制造關(guān)鍵技術(shù)、大型風(fēng)電裝備齒輪可控氣氛滲碳和精密齒輪真空滲氮技術(shù);掌握了難加工合金構(gòu)件波動式高質(zhì)加工技術(shù)及裝備，實現(xiàn)了新一代飛機、發(fā)動機難加工結(jié)構(gòu)加工質(zhì)量瓶頸問題的突破;掌握了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)激光焊及激光-電弧復(fù)合焊關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)、工程技術(shù)與成套裝備，解決了國防裝備、超級起重機、全新一代軌道車輛等一批重大裝備關(guān)鍵部件的焊接難題，并在多個領(lǐng)域首次實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。（二）若干關(guān)鍵零部件實現(xiàn)國產(chǎn)化在國家強基工程的引導(dǎo)和市場需求的拉動下，一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵零部件實現(xiàn)了技術(shù)和規(guī)模應(yīng)用的重大突破，部分核心零部件問題有所緩解。工程機械、大型鍛壓機械用高壓、數(shù)字液壓元件和系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)機械用靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)等一批高端液壓產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)取得重大突破。高端核級密封件系列產(chǎn)品實現(xiàn)。三峽升船機提升系統(tǒng)、海洋平臺齒輪齒條升降傳動裝置、200km/h級高速客運機車和重載貨運機車齒輪傳動裝置等高端齒輪產(chǎn)品已經(jīng)基本滿足配套需求。第三代轎車輪轂軸承單元技術(shù)水平達到國際先進水平，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并出口國外。重型燃氣輪機不銹鋼輪盤鍛件、超超臨界高中壓轉(zhuǎn)子鍛件實現(xiàn)國產(chǎn)化。機器人用伺服電機、減速器、控制器等三大件的依賴進口問題正在扭轉(zhuǎn)，部分產(chǎn)品進入產(chǎn)業(yè)化階段。（三）部分基礎(chǔ)制造裝備取得進展近年來，國家和全社會逐步加大對基礎(chǔ)制造裝備的重視程度，通過科技重大專項、技術(shù)改造項目等渠道，不斷推動高檔數(shù)控機床及基礎(chǔ)制造裝備科研創(chuàng)新能力和核心競爭力的提升。十三五期間，以高精高效五軸加工中心、超重型數(shù)控機床、大型壓力機等為代表的創(chuàng)新成果逐步進入航空航天、電力、汽車、船舶制造等重要領(lǐng)域，自主供給能力提升明顯。高檔數(shù)控機床平均故障間隔時間（MTBF）實現(xiàn)了從500小時到1600小時的跨越，部分達到國際先進的2000小時，精度整體提高20%。我國主持修訂的S試件國際標準已獲國際標準化組織（ISO）批準并正式發(fā)布，實現(xiàn)了我國在高檔數(shù)控機床檢測領(lǐng)域國際標準零的突破。28米超重型數(shù)控單柱移動立式銑車床研制成功，解決了我國核電、水電領(lǐng)域關(guān)鍵超大型構(gòu)件制造難題。世界首臺36000噸超大六向模鍛壓機投入運行，有效解決船用核電主泵泵殼、低速機曲軸、壓力管路元