智慧工廠-進(jìn)軍制造強(qiáng)國(guó)必經(jīng)之路

智慧工廠—進(jìn)軍制造強(qiáng)國(guó)必經(jīng)之路2目錄1智慧工廠將是制造業(yè)尋找突破的最佳路徑2.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)3.美國(guó)VS中國(guó)：中國(guó)在差距中快速追趕31.智慧工廠將是制造業(yè)尋找突破的最佳路徑資料來源：《From

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SmartFactories》，廣證恒生智慧工廠是在制造業(yè)一系列科學(xué)管理實(shí)踐的基礎(chǔ)上，以工業(yè)服務(wù)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為基本框架，深度融合智能科學(xué)技術(shù)、信息通信技術(shù)和科技自動(dòng)化技術(shù)，圍繞數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)建立核心競(jìng)爭(zhēng)力的，更智能、更敏捷、更高效、更安全、更綠色、更和諧和可持續(xù)的新一代制造業(yè)企業(yè)及其生態(tài)系統(tǒng)。發(fā)展目標(biāo)：智慧工廠是打造“制造業(yè)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)和供應(yīng)鏈協(xié)同服務(wù)產(chǎn)業(yè)集群”的終極目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)：（1）生產(chǎn)過程橫向集成；（2）生產(chǎn)過程縱向集成；（3）產(chǎn)品全生命周期點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信息集成。41.1全球制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)資料來源：廣證恒生51.2智慧工廠可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程優(yōu)化資料來源：廣證恒生"智慧工廠"的主要特征：采用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化裝備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)和車間級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的橫向集成，滿足一定程度的柔性化生產(chǎn)需求；能夠?qū)θ珡S資源能源消耗進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用自動(dòng)化軟件工具對(duì)系統(tǒng)能效進(jìn)行優(yōu)化；設(shè)備和生產(chǎn)線安全得到充分保障，采用預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)大幅度減少停機(jī)維護(hù)時(shí)間；主要設(shè)備互操作性和關(guān)鍵信息一致性得到解決，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件平臺(tái)對(duì)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)得到初步的梳理和分析；企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)ERP和工廠信息控制系統(tǒng)MES系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)縱向集成，信息可以自上而下和自下而上有效流動(dòng)。61.2智慧工廠可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程優(yōu)化資料來源：廣證恒生相連的供應(yīng)鏈優(yōu)化的生產(chǎn)可持續(xù)的生產(chǎn)高效能安全生產(chǎn)敏捷制造快速換線支持決策低能耗客戶友好更短的貨期訂單型生產(chǎn)端到端信息打通零庫(kù)存零廢品優(yōu)化外協(xié)協(xié)調(diào)產(chǎn)品全周期管理優(yōu)化預(yù)測(cè)提升產(chǎn)品價(jià)值低排放綠色制造零事故智慧工廠可優(yōu)化生產(chǎn)全過程71.3智慧工廠—三步打造中國(guó)制造業(yè)突圍路徑如何和轉(zhuǎn)型與升級(jí)？廣證恒生認(rèn)為，建立基于產(chǎn)業(yè)協(xié)同與設(shè)備管理的智慧工廠是無疑是最佳路徑，挖掘產(chǎn)業(yè)鏈的工業(yè)大數(shù)據(jù)價(jià)值實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，為中國(guó)工業(yè)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供增值服務(wù)。具體而言，智慧工廠軟硬結(jié)合，由自動(dòng)化的執(zhí)行層和信息化的管理層構(gòu)成，其中：“傳感器+機(jī)器人+數(shù)控機(jī)床”--自動(dòng)化智慧工廠執(zhí)行層工業(yè)軟件--信息化智慧工廠管理層人工智能--升華軟硬融合下的智慧工廠關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)資料來源：廣證恒生81.3智慧工廠—三步打造中國(guó)制造業(yè)突圍路徑資料來源：廣證恒生1.3智慧工廠—三步打造中國(guó)制造業(yè)突圍路徑資料來源：Wind資訊、廣證恒生

9“傳感器+機(jī)器人+數(shù)控機(jī)床”--自動(dòng)化智慧工廠執(zhí)行層a.傳感器”—智慧工廠的根基從物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)來看，傳感器處于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最底層，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的根基，也是重中之重。由于傳感器在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的必要性和重要性，隨著物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的發(fā)展，對(duì)傳感器的需求也會(huì)大幅上升。1.3智慧工廠—三步打造中國(guó)制造業(yè)突圍路徑1.3.1

“傳感器+機(jī)器人+數(shù)控機(jī)床”--自動(dòng)化智慧工廠執(zhí)行層b.機(jī)器人+數(shù)控機(jī)床—提高各工藝節(jié)點(diǎn)的單點(diǎn)效率工業(yè)機(jī)器人對(duì)制造業(yè)增長(zhǎng)具有顯著驅(qū)動(dòng)力。具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn):新材料技術(shù)的應(yīng)用和能源使用效率的提高。例如，碳素材料的推廣，需要更先進(jìn)的機(jī)器人。全球范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)要求，各國(guó)須在質(zhì)量和生產(chǎn)率上面脫穎而出。為了減少生命周期對(duì)產(chǎn)品的影響，提供更多樣化的產(chǎn)品線，這需要更加靈活可調(diào)整的自動(dòng)化裝備。機(jī)器人作業(yè)質(zhì)量的提高，使他們可以承擔(dān)更多對(duì)人類而言繁重、危險(xiǎn)、惡劣，甚至是人力無法完成的工作。人類消費(fèi)欲望的增長(zhǎng)需要不斷擴(kuò)展生產(chǎn)能力。技術(shù)進(jìn)步提供了進(jìn)步，使得中小型機(jī)器人的使用成為可能。產(chǎn)品質(zhì)量的要求更高，需要更加精密的生產(chǎn)者。資料來源：廣證恒生 101.3智慧工廠—三步打造中國(guó)制造業(yè)突圍路徑資料來源：賽迪顧問，廣證恒生

111.3.2

工業(yè)軟件--信息化智慧工廠管理層根據(jù)國(guó)內(nèi)外主要工業(yè)軟件的分類，我們將工業(yè)軟件分為研發(fā)設(shè)計(jì)、經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)控制、協(xié)同集成四個(gè)類別。1.3智慧工廠—三步打造中國(guó)制造業(yè)突圍路徑資料來源：廣證恒生 121.3.3

人工智能--升華軟硬融合下的智慧工廠關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)人工智能是智慧工廠追求的最高層次，信息融合生產(chǎn)系統(tǒng)（CPPS）需要正是感知和促動(dòng)過程（更敏捷的人機(jī)界面、更快速的FMS系統(tǒng)），數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的成型是人工智能得以發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)下游的需求旺盛，二者將推動(dòng)人工智能加速爆發(fā)。2.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)資料來源：廣證恒生 132.1智慧工廠政策支持智能制造作為提升中國(guó)制造核心競(jìng)爭(zhēng)力的未來方向，必將上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。圍繞智能制造興起的智慧工廠，2015年進(jìn)入發(fā)展元年，是智能制造的核心。國(guó)家和地方也將出臺(tái)更多的支持政策，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速進(jìn)步。將從軟件、硬件兩個(gè)方向切入：軟件方面。將從產(chǎn)品研發(fā)類、生產(chǎn)管理類、生產(chǎn)控制類、協(xié)同集成類和嵌入式類五個(gè)軟件方向加強(qiáng)工程技術(shù)、生產(chǎn)制造和供應(yīng)鏈這三個(gè)維度的數(shù)字化；硬件方面。瞄準(zhǔn)智能制造主攻方向，推動(dòng)兩化深度融合發(fā)展。2.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)資料來源：廣證恒生 142.1智慧工廠政策支持——《中國(guó)制造2025》奠定智慧工廠發(fā)展框架2.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)2.1智慧工廠政策支持——政策支持2015年進(jìn)入智慧工廠元年時(shí)間 政策2015年1月2015年3月2015年3月2015年5月2015年7月2015年7月2015年10月2015年102015年12月2015年12月原材料工業(yè)兩化融合計(jì)劃(2015-2018)政府工作報(bào)告中首提“互聯(lián)網(wǎng)+

”《廣東省工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)攻堅(jiān)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃（2015-2017年）》中國(guó)制造2025工信部公布2015年智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)通“一帶一路”行動(dòng)計(jì)劃(2015—2017)十三五規(guī)劃建議工信部出臺(tái)“互聯(lián)網(wǎng)+”三年行動(dòng)規(guī)劃國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南資料來源：廣證恒生 152.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)資料來源：廣證恒生 162.2市場(chǎng)空間巨大，增量可持續(xù)：著眼全球，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)快速增長(zhǎng)智慧工廠第一步：執(zhí)行層自動(dòng)化。隨著自動(dòng)化解決方案提供商技術(shù)和服務(wù)的進(jìn)步，以及下游客戶競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)的擴(kuò)大，智慧工廠的價(jià)值空間將不斷增加。

9000080000700006000050000400003000020000100000工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接消費(fèi)者連接車聯(lián)網(wǎng)連接通信連接2025年工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備近500億(單位:百萬)5100051001380050000100000150000 138000 02014年 2020年工業(yè)固定資產(chǎn)投資規(guī)模工業(yè)自動(dòng)化投資規(guī)模2020年工業(yè)自動(dòng)化規(guī)模達(dá)13800億172.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)16.717.917.317.516.916.015161703006009002010 2011 2012中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模（億元）2013 2014 2015同比增長(zhǎng)率（%）6.56.35.25.85.5024601000200018 30002.2市場(chǎng)空間巨大，增量可持續(xù)：著眼全球，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)快速增長(zhǎng)智慧工廠第二步：管理層信息化。國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件在近幾年借助有利的政策以及日益擴(kuò)大的國(guó)內(nèi)需求，在發(fā)展趨勢(shì)上后勁十足，大有后來居上的勢(shì)頭，以16.7%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率快速發(fā)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于全球5.5%的平均水平。1200 19 4000 82011 2012 2013全球市場(chǎng)規(guī)模（億美元）2014 2015同比增長(zhǎng)率（%）國(guó)內(nèi)工業(yè)軟件市場(chǎng)容量國(guó)際工業(yè)軟件市場(chǎng)容量資料來源：賽迪顧問，廣證恒生182.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)資料來源：BBC，廣證恒生2.2市場(chǎng)空間巨大，增量可持續(xù)：著眼全球，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)快速增長(zhǎng)智慧工廠第三步：智能化。兩化融合持續(xù)升華，達(dá)到智慧工廠第三步智能化。智能化在2015年全球市場(chǎng)為484億，每年19.7%的年均增長(zhǎng)率，到2020年將達(dá)到1190億的市場(chǎng)規(guī)模。由于人工智能屬于基礎(chǔ)型技術(shù)，與機(jī)器人和大數(shù)據(jù)聯(lián)系緊密，其水平的提升將帶來多領(lǐng)域的應(yīng)用擴(kuò)展，產(chǎn)生10-100倍的溢出效應(yīng)，由此打開萬億規(guī)模的市場(chǎng)空間。BBC預(yù)測(cè)，人工智能市場(chǎng)將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的新浪潮。2015全球AI市場(chǎng)規(guī)模達(dá)484億2020全球AI市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1190億2000400600800120010001400年均增長(zhǎng)率約19.7%2015-2020年全球人工智能市場(chǎng)規(guī)模達(dá)千億2.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)資料來源：波士頓咨詢公司，廣證恒生1995100108116500100市場(chǎng)空間巨大，增量可持續(xù)：著眼國(guó)內(nèi)，成本+個(gè)性化定制+產(chǎn)能過剩刺激制造業(yè)升級(jí)a.

成本紅利不再，美國(guó)制造成本即將低于中國(guó)據(jù)波士頓咨詢公司估計(jì)，目前中國(guó)制造業(yè)平均成本只比美國(guó)低5%，預(yù)計(jì)2015年將持平，到2018年美國(guó)將比中國(guó)便宜2-3%。主要基于以下幾個(gè)原因：（1）中國(guó)的制造業(yè)的低效率抵消本具有優(yōu)勢(shì)的相對(duì)較低的人工成本；（2）美國(guó)科技發(fā)展帶來能源成本低廉；（3）中國(guó)物流成本高；（4）中國(guó)企業(yè)行政成本較高。150中國(guó)

美國(guó)

英國(guó)

德國(guó)2014年中美英德制造業(yè)成本指數(shù)2.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)資料來源：廣證恒生202.2市場(chǎng)空間巨大，增量可持續(xù)：著眼國(guó)內(nèi)，成本+個(gè)性化定制+產(chǎn)能過剩刺激制造業(yè)升級(jí)b.

個(gè)性化定制需求刺激傳統(tǒng)工廠升級(jí)為智慧工廠互聯(lián)網(wǎng)改變了需求一刀切的局面，人與人，人與廠商，可以低成本的實(shí)現(xiàn)連接，從而讓每個(gè)人的個(gè)性需求被放大，人們?cè)絹碓较矚g個(gè)性化的東西。但是個(gè)性化的東西需求量沒有那么大，這就需要工業(yè)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)小批量的快速生產(chǎn)。傳統(tǒng)工廠的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換效率和計(jì)劃協(xié)調(diào)能力將毫無疑問無法支撐大規(guī)模的定制化。2.智慧工廠大勢(shì)所趨，擁抱萬億市場(chǎng)資料來源：工控網(wǎng)，廣證恒生212.2市場(chǎng)空間巨大，增量可持續(xù)：著眼國(guó)內(nèi)，成本+個(gè)性化定制+產(chǎn)能過剩刺激制造業(yè)升級(jí)c.

產(chǎn)能過剩激化優(yōu)勝劣汰從2014-2019年在電子、倉(cāng)儲(chǔ)物流和醫(yī)藥生物領(lǐng)域的工廠自動(dòng)化率都保持在每年20%以上的增長(zhǎng)，汽車行業(yè)因?yàn)樽钤玳_始自動(dòng)化應(yīng)用，起點(diǎn)較高，保持8%的稍低水平，更多地會(huì)考慮信息化的布局，實(shí)現(xiàn)在ERP、MES和PLM等信息系統(tǒng)支撐的CPS大框架，這將是更加快速發(fā)展的一步。24%23%21%17%15%8%30%25%20%15%10%5%0%2014-2019年中國(guó)各行業(yè)自動(dòng)化投資年均增長(zhǎng)率3.美國(guó)VS中國(guó)：中國(guó)在差距中快速追趕資料來源：廣證恒生

223.1美國(guó)各行業(yè)工業(yè)自動(dòng)化率遠(yuǎn)高于中國(guó)美國(guó)在金融危機(jī)帶來的產(chǎn)業(yè)空心化環(huán)境下，突圍路徑是自上向下延伸，更加注重軟件、網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)等對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的服務(wù)方式的顛覆，是一個(gè)由軟件向設(shè)備端滲透的過程。代表公司有GE和谷歌；中國(guó)快速追趕，在兩化融合的基礎(chǔ)上，追求軟件+硬件同時(shí)發(fā)展。美國(guó)智慧工廠的核心競(jìng)爭(zhēng)力在于信息化層和智能化層的持續(xù)發(fā)力。2014年，中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化率只有24%，美國(guó)的智慧工廠發(fā)展程度要遙遙領(lǐng)先于中國(guó)企業(yè)；從行業(yè)角度看，美國(guó)各行業(yè)差異雖然也比較大，但是整體的自動(dòng)化率都很高，汽車、倉(cāng)儲(chǔ)物流和焊接領(lǐng)域甚至都達(dá)到了70%以上。3.美國(guó)VS中國(guó)：中國(guó)在差距中快速追趕3.1美國(guó)各行業(yè)工業(yè)自動(dòng)化率遠(yuǎn)高于中國(guó)資料來源：工控網(wǎng)，廣證恒生

2323%15%34%30%67%15%%17.40%78%83%67%68%79.50%39% 3559%64%90%80%70%60