我国智能制造装备产业的发展概况

13.2.1　我国智能制造装备产业的具体分类

智能制造装备产业的核心能力主要体现在关键基础零部件、智能仪表和控制系统、数控机床与基础制造装备、智能专用装备四大领域。关键零部件是智能制造的基础,是提升智能制造产业核心能力的关键所在,智能仪表和控制系统是智能制造的核心,是信息技术和智能技术在智能制造装备上的重要载体,两者的质量与水平直接决定了主机产品的性能、水平、质量和可靠性;数控机床是智能制造的工作母机,智能专用装备是智能制造的关键主机,均是提升智能制造产业核心能力的重要环节。

在四大核心领域之内,智能制造装备产业主要包括以下几个方面:高档数控机床,智能测控装置,关键基础零部件,重大集成智能装备,工业化机器人等。具体装备如:数控桥式龙门五轴联动车铣复合加工机床,大型快速高效数控全自动冲压生产线,超重型数控卧式镗车床;智能电网先进量测仪器仪表(AMI),基于机器人的自动焊接生产线,智能化的复合材料制造装备,数字化车间等等。

目前,我国在关键基础零部件、智能仪表和控制系统、工作母机的基础配套能力最为薄弱,是制约智能制造装备产业发展的瓶颈。通过发展智能制造装备解决行业发展基础配套能力薄弱的瓶颈问题,解决依赖进口、受制于人的产业安全问题,是我国当前产业发展的重中之重。因此,为保障智能制造装备产业安全,我国必须大力提升关键基础零部件、智能仪表和控制系统的国产化水平,提升智能制造的核心产业能力。

13.2.2　我国智能制造装备产业政策环境分析

随着我国人口红利的逐渐丧失,劳动力成本也不断上升,我国的传统制造业也逐渐失去竞争力,未来在我国智能制造取代传统制造是大势所趋,因此我国政府推出了一系列政策推动智能制造业发展。自2009年5月《装备制造业调整和振兴规划》出台以来,国家对智能制造装备产业的政策支持力度不断加大。2010年10月10日,国务院又发布《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(以下简称《决定》),明确了要加大培育节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车产业七大战略性新兴产业,并将航空装备、航天装备、高速铁路装备、海洋工程装备、智能制造装备列为高端装备制造业的重点发展方向。由此,智能制造装备的发展被提高到战略高度上来,成为“十二五”时期国家明确扶持的重点。在《决定》中,智能制造装备作为高端装备制造业重点发展方向之一,备受关注。在高端装备制造业的各领域中,智能制造装备尚属比较新的概念,是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合,是具备感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备。智能制造装备体现了制造业的智能化、数字化和网络化的发展要求;是战略性新兴产业发展的装备基础,是各行业产业升级、技术进步的重要保障。发展智能制造装备还是解决重大技术装备关键基础零部件、精密仪表、控制系统依赖进口、受制于人的问题,是保障装备制造产业安全、提升产业核心竞争力的必然要求。

2012年国家有关部委更集中出台了一系列规划和专项政策,使得我国智能制造装备产业的发展轮廓得到进一步的明晰。工业与信息化部发布了《高端装备制造业“十二五”发展规划》,同时发布了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》子规划,明确提出到2020年将我国智能制造装备产业培育成为具有国际竞争力的先导产业。科学技术部也发布了《智能制造科技发展“十二五”专项规划》;国家发展改革委员会、财政部、工业与信息化部三部委组织实施了智能制造装备发展专项;工业与信息化部制定和发布了《智能制造装备产业“十二五”发展路线图》,该路线图明确把智能制造装备作为高端装备制造业的发展重点领域,以实现制造过程智能化为目标,以突破九大关键智能基础共性技术为支撑,其思路是:以推进八项智能测控装置与部件的研发和产业化为核心,以提升八类重大智能制造装备集成创新能力为重点,促进在国民经济六大重点领域的示范应用推广。有关智能制造装备行业的主要政策法规如表13.3所示。

表13.3　我国有关智能制造装备行业的主要政策法规

资料来源:作者整理。

从以上智能制造装备行业主要政策法规的主要内容可以看出,自2009年《装备制造业调整和振兴规划》出台以来,国家对智能装备制造业尤其是高端智能装备制造业研发和生产的政策支持力度不断加大,从智能制造装备产业的市场规模可以看出(见图13.2),政府推出的政策支持起到了一定的成效。

图13.2　国内智能制造装备产业市场规模

数据来源:作者收集整理。

随后国家又加大对智能制造方面的政策支持,2015年5月19日国务院发布制造强国战略规划——“中国制造2025”,这是中国版“工业4.0计划”,也是我国实施制造强国战略第一个十年行动纲领,将智能制造上升到国家战略。该规划以促进制造业创新为主题,以推进智能制造为主攻方向;面向制造业转型升级、提质增效,提出九大战略任务、五项重点工程等。同时还强调加快制造与服务的协同发展,促进生产型制造向服务型制造转变,实施服务型制造行动计划。为统筹推进各项战略任务实施,将成立国家制造强国建设领导小组,由国务院领导同志担任组长。“中国制造2025”和“十三五”规划将重点实施(详细内容见表13.4)。智能制造和服务型制造是中国制造业由大到强的主线。以数字化、智能化为代表的制造技术是提升中国制造业整体效率的关键,而发展服务型制造是提升制造业核心竞争力的必然趋势。智能制造和服务型制造适用于中国制造业的所有行业,未来将贯穿中国制造业“由大变强”的整个过程。

表13.4　“中国制造2025”主要内容

续表

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资料来源:“中国制造2025”。

随着“中国制造2025”的推出,中国智能制造装备制造产业将会得到更加大力的发展,相关财税融资政策将不断完善,大量资金将涌入智能装备制造业,其中包括航空航天、卫星、轨道交通等行业,中国的智能制造装备产业将会迎来新一轮的飞跃发展。

13.2.3　我国智能制造装备产业的发展现状

高端智能装备制造业由于具备技术、知识密集、附加值高、成长性好、关联性强、带动性大等特点,处于制造业价值链的高端环节,是衡量一个国家核心竞争力的重要方面,也是一个国家工业崛起的重要标志。但是由于我国起步较晚,在智能制造装备产业的全球竞争中明显缺乏竞争力。而国外相关厂商布局较早,基于雄厚的资金实力和长期的技术积累已占有较大市场份额。目前,在全球市场上竞争优势较为明显的国外厂商可大致分为两类:一类如德国Siemens、Bosch Rexroth,瑞士ABB,日本Fanuc等,其业务几乎覆盖高端智能机械装备及其自动控制零部件相关所有领域;另一类如日本安川,德国KUKA、Voith、Hoerbiger,荷兰Delem,瑞士Cybelec,意大利Atos等,其业务集中于高端智能机械装备或部件专业领域。根据中国社科院编制的《制造强国战略研究报告综合卷》研究得出,美国是世界制造强国第一梯队,德国和日本是制造强国第二梯队,中国、英国、法国、韩国等为第三梯队。因此,工信部于2015年公布“中国制造2025”规划纲要,提出通过“三步走”来实现制造强国的战略目标,以德国、日本为追赶对象,力争使中国迈向制造强国的第二梯队。

近年来,我国智能制造装备行业有迎头赶上之势,增长势头迅猛。2009年,智能制造装备行业销售产值约为3　600亿元,2010年智能制造装备行业规模增加为4　000亿元。从2009年开始,国家推出了一系列支持智能制造发展的产业政策,借助国家重点工程和重大科技专项的实施,在精密、高速加工中心,重型数控镗铣床,3.6万吨黑色金属垂直挤压机等重点产品上有所突破。2012年,我国智能制造装备行业销售规模已经达到5　000亿元以上。

经过多年发展,我国装备制造业已经形成门类齐全、规模较大、具有一定技术水平的产业体系,成为国民经济的重要支柱产业。2010年,工业自动化控制系统和仪器仪表、数控机床、工业机器人及其系统等部分智能制造装备产业领域销售收入超过3　000亿元。但是,作为一个正在培育和成长的新兴产业,我国智能制造装备产业仍存在突出问题,主要表现在:技术创新能力薄弱,新型传感、先进控制等核心技术受制于人;产业规模小,产业组织结构小、散、弱,缺乏具有国际竞争力的骨干企业;产业基础薄弱,高档和特种传感器、智能仪器仪表、自动控制系统、高档数控系统、机器人的市场份额不到5%。

2011年,智能制造装备产业产值约为3　600亿元,其中:机床工具产业销售收入3　922亿元,其中高档数控机床约占30%;仪器仪表产业销售收入3　945亿元,其中智能控制系统、精密和智能仪器仪表与试验设备等约18%;机器人产业销售收入150亿元;通用基础件行业销售收入4　600亿元,高端部分约占5%;施工机械3　100亿元,高端部分约占20%;纺织机械600亿元,高端部分约占20%;印刷机械160亿元,高端部分约占20%;石化装备1　896亿元,高端部分约占30%;国防工业专用制造装备超过120亿元。另一方面,形成了一批重点产品,如高速精密加工中心、重型数控镗铣床、3.6万吨黑色金属垂直挤压机等相继研制成功并投入应用,其中高端立卧车铣复合加工中心采用了国产总线式高档数控系统,打破了国外在这一领域长期的垄断;百万千瓦超临界火电机组、年产45万吨合成氨、轨道交通等多项重大工程项目也采用了国产数字控制系统(DCS);大型轴流式压缩机组、离心式压缩机组、施工机械等陆续实现了远程监控和维护诊断,实现了智能化和网络化。

2012年,我国智能制造装备产业产值规模增长到5　000亿元以上,代表性领域态势总体良好。近年来,国家大力推动智能制造装备发展,政策支持力度在逐步加码。2012年1月,工信部公布智能制造装备产业“十二五”发展路线图;3月,科技部《智能制造科技发展“十二五”专项规划》发布;4月,国家发改委、财政部、工信部三部委《关于组织实施2012年智能制造装备发展专项的通知》下发;5月,工信部组织制定并实施的《智能制造装备产业“十二五”发展规划》发布。在产业环境上,国家对智能制造装备产业大力支持,智能制造装备产业年均增速有望达到25%。以此速度计算,到2015年智能制造装备工业产值将实现10　000亿元的目标,其发展前景看好。到2020年,将我国智能制造装备产业培育成为具有国际力的先导产业。建立完善的智能制造装备产业体系,产业销售收入超过30　000亿元,国内市场占有率超过60%,实现装备的智能化及制造过程的自动化。在2015年5月由工信部等四部委联合起草的中国工业强国战略规划“中国制造2025”,明确通过政府引导、整合资源,实施国家制造业创新中心建设、智能制造、工业强基、绿色制造、高端装备创新五项重大工程,实现长期制约制造业发展的关键共性技术突破,提升我国制造业的整体竞争力,预期在2020年和2025年达到预期指标,如表13.5所示。

表13.5　2020年与2025年制造业预期指标

资料来源:“中国制造2025”。

智能制造装备产业是一个完全开放和竞争的行业,是外资进入最早的行业。近年来,民营经济发展迅速。从图13.3可以看出,已初步形成国有企业、民营企业、三资企业多元化发展,民营企业比例较高的格局。

图13.3　相关智能制造装备产业所有权结构(以销售收入份额来分)

数据来源:华泰证券。

同时,国内智能制造装备产业的布局比较集中,主要分布在工业基础发达的东北和长三角地区。以数控机床为核心的智能制造装备产业的研发和生产企业主要分布在北京、辽宁、江苏、山东、浙江、上海、云南和陕西等地区。近年来,辽宁与陕西的发展令人瞩目,比如辽宁的沈阳机床。同时,工业机器人将是未来智能制造装备发展的一个新热点,北京、上海、广东、江苏将是国内工业机器人应用的主要市场。此外,关键基础零部件及通用部件、智能专用装备产业在河南、湖北、广东等地区也都呈现较快的发展态势。