智能装备行业关键技术装备、软件取得一定突破分析

智能装备行业关键技术装备、软件取得一定突破分析 一、 智能装备行业关键技术装备、软件取得一定突破 在技术装备方面，我国在高档数控机床与工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备五类关键技术装备取得重大进展。在关键技术方面，我国在先进感知与测量、高精度运动控制、高可靠智能控制、建模与仿真、工业互联网安全等一批关键共性技术取得一定突破。在核心支撑软件方面，我国装备企业已经布局和积累一批核心知识产权，例如工艺仿真软件、工业控制软件、业务管理软件，为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。 二、 细分市场概况 （一）3C设备行业发展概况及发展趋势 3C产品种类繁多，不同产品对于组装、检测设备在功能、性能等等方面均存在一定差异；同时3C产品的生产制造流程复杂、涉及工序良多，因此3C制造行业所需智能制造设备种类繁多，3C设备行业具有广阔的市场空间。 我国是全球3C制造中心，产能居于全球首位。近年来，随着3C产品终端需求变化加快、我国人口红利逐步消失，为更好响应市场需求、实现更高效的生产制造及更高品质的质量管理，3C产品加工制造商对相关智能制造设备的需求逐步上升。此外，随着3C产品功能复杂度、生产过程精密度的逐步提高，3C制造厂商对于生产环节中高精密、高稳定性的组装及检测设备的使用渗透率不断提升。据统计，2021年我国电子信息制造业固定资产投资额达到24，197．06亿元，较上年增长22．3%。 我国3C制造行业不同生产工序的智能化水平呈现不同的发展特征，前端零部件及中端模组组装工序的智能化水平较高。近年来3C产品制造厂商对生产流程中产品质量保证要求的逐渐提高，使得检测作为品质管理的重要环节日益受到重视，智能检测设备的重要性日益凸显，市场规模随着智能组装设备的广泛使用而不断提高。 3C产品日益丰富的功能，将不断催生对相应功能模块进行组装或检测等的需求，成为3C设备持续发展的动力；新兴3C产品将不断涌现与发展，为3C设备提供了新的发展空间。 （二）锂电生产设备行业发展概况及发展趋势 锂电池的制造工艺较为复杂，主要环节有前段极片制造、中段电芯制造以及后段电芯激活检测环节，锂电生产设备按照电池生产制造流程可划分为前段设备、中段设备、后段设备。近年来，我国锂电生产设备市场规模呈现爆发式增长，国产设备的性能和稳定性的逐步提升，国产化率不断提升，据统计2021年我国锂电生产设备市场规模为575亿元，同比增长100．3%，国产化率达90%。 随着锂电技术的不断更新、迭代，锂电生产设备各环节均在进行技术升级，以更好的满足制造厂商对产品高一致性、高稳定性等方面的要求，推动制造厂商对锂电生产设备的更新换代需求。在全球各国新能源汽车发展目标明确的背景下，为应对新能源汽车市场的高速增长趋势，全球主流锂电池制造企业扩产意愿明确，对锂电生产设备的需求量将进一步增加。 （三）半导体封装测试设备行业发展概况及发展趋势 封装测试设备包括封装设备及后道测试设备。封装设备包括划片机、贴片机、键合设备等，封装测试环节的后道测试设备主要包括测试机、分选机及探针台等。从现阶段看，封装测试设备国产化率较低，市场主要由海外公司占据，国产设备的替代空间较大。 测试设备的国产化进程相对较快，已实现部分，随着国内企业不断加大研发投入，自主核心技术水平不断增强，国产化渗透率将逐步提升。在国内封装测试行业强劲的发展下，各类封装测试设备的市场规模均有高速增长，据统计，2021年测试机、分选机及探针台的增速分别达到48%、70%及90%。 目前我国封装测试行业发展迅速，封装测试厂商积极投入新产线以实现扩产，未来，封装测试市场尤其是先进封装测试市场的扩产需求将持续带动对封装测试设备的需求。 三、 全球智能制造行业发展概况 智能制造产业链涵盖智能装备（机器人、数控机床、服务机器人、其他自动化装备），工业互联网（机器视觉、传感器、RFID、工业以太网）、工业软件（ERP/MES/DCS等）、3D打印以及将上述环节有机结合的自动化系统集成及生产线集成等。全球范围来看，除了美国、德国和日本走在全球智能制造前列，其余国家也在积极布局智能制造发展。 四、 行业面临的机遇 （一）制造业转型升级、用工成本攀升 改革开放以来，我国制造业快速发展，形成了门类齐全、独立完整的产业体系，确立了制造业大国地位。但由于起步相对较晚，我国制造业总体存在劳动密集、资源消耗大、自主创新能力不足、智能化水平不高的弊端。近年来，中美关系摩擦频繁，我国对核心技术的自主研发以及关键装备的进口替代有着愈发迫切的需求，因此制造业整体的高端化、智能化、自动化需求为公司带来了发展机遇。同时，我国人口红利逐步消退，劳动力成本持续上升。根据国家统计局数据，自上世纪90年代起，我国人口老龄化速度加快，65岁以上老年人口已经从1990年的6，368万增长到2019年的1．76亿，占总人口比例达到12．57%。我国劳动力成本也不断上升，制造业职工年平均工资从2008年的24，192元增长到2019年的78，147元。自2019年以来，新冠疫情进一步影响了劳动用工稳定性，因此，设备替代人工的需求呈上升趋势。 （二）产业政策支持 近年来，国家不断出台政策支持智能制造装备行业，将其纳入重点发展的战略性新兴产业。2015年5月，我国发布的《中国制造2025》在主要目标中提出：紧密围绕重点制造领域关键环节，开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用。依托优势企业，紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化，建设重点领域智能工厂/数字化车间。2021年3月，我国发布的《我国国民经济和社会发展十四五规划和2035年远景目标纲要》提出：深入实施增强制造业核心竞争力和技术改造专项，鼓励企业应用先进适用技术、加强设备更新和新产品规模化应用。建设智能制造示范工厂，完善智能制造标准体系。深入实施质量提升行动，推动制造业产品‘增品种、提品质、创品牌’，并将智能制造与机器人技术纳入制造业核心竞争力提升专项。综上，清晰的政策导向和充分的支持力度，将为我国智能制造装备行业快速发展、实现高端智能制造装备进口替代提供良好的机遇。 （三）技术进步驱动行业发展 目前，5G、物联网、人工智能等新兴技术的商业化及工业化应用均已逐步深入，并推动了智能制造装备行业与新技术的不断融合。新兴技术及相关基础制造工艺的发展使得智能制造装备所能实现的功能和达到的智能化水平具备了更大的发展空间。因此，新兴技术进步及其深入应用，将成为行业发展的良好机遇。 （四）下游应用领域市场发展前景较好 智能制造装备的下游应用领域主要有3C、锂电池、半导体、汽车、工程机械、光伏等。3C、汽车等消费品行业，产品有较为固定的更新周期，新技术的应用以及设备更新需求较为稳定，市场规模较大；新能源锂电及半导体产业均是我国未来重点支持的发展领域，我国锂电池及半导体行业具有广阔的发展空间，将为相关智能制造设备行业带来较大需求。 五、 智能制造装备行业发展前景 （一）新一轮科技革命和产业变革深化，智能装备产业基础更加夯实 科技创新、绿色发展成为时代发展的趋势与要求，新一轮科技革命和产业变革正在加速演进，如5G、人工智能、大数据、新能源、量子技术等。前沿技术正在形成多技术群相互支撑、齐头并进的发展态势，科技发展呈现多元深度融合特征，制造业呈现数字化、网络化、智能化发展趋势。在这一背景下，社会对先进制造、信息化和智能技术创新的重视达到前所未有的高度，给智能装备产业发展奠定了夯实基础。 （二）当今中国正处于新旧动能转换、制造业转型升级阶段，为行业带来巨大机遇 中国制造业面临大而不强、人口红利消失、劳动力成本持续上涨等问题，通过推行智能制造，实现机器换人、提升生产效率及节约劳动力成本，成为应对新常态，实现转型升级，新旧动能转换的必由之路。近年来，国家通过技改补贴等多项措施，引导传统制造业技术升级和自动化改造，进程中不可避免地产生巨大的智能装备和工业软件需求，给行业发展带来巨大的历史机遇。 （三）全球汽车产业电动化趋势加速，带来巨大动力电池产能扩张需求 在全球碳排量限值要求提升的背景下，全球主要国家加大或延长新能源汽车补贴，欧洲碳排放政策力度加大，再加上消费者对电动车接受度提升，全球新能源汽车产业进入快速成长期，国内新能源汽车走在全球市场前列。大众、宝马、戴姆勒、通用、本田等主流车企纷纷加大在中国电动化市场布局，比亚迪、蔚来、理想、小鹏等本土新能源车厂亦纷纷扩产，带动产业链新一轮扩产浪潮，对锂电设备应用生产线需求增长。 （四）新兴应用领域快速发展，为智能装备行业开辟新的发展空间 锂电池在能量密度、功率密度、循环性、自放电、环保性等多方面均优于铅酸电池，近几年，由于锂电池技术进步，成本大幅下降，其对传统铅酸电池正加速替代。随着储能、电动自行车、电动工具以及AGV等新兴锂电应用市场迅速崛起，其对锂电池的市场需求正在迅速起量。 （五）产业配套日益成熟，为行业发展提供良好支撑 近几年国家基础设施建设逐步完善，交通、水电气等配套日益成熟，对计算机、自动化等方面的人才培育也加快，给行业发展奠定了良好基础。此外在产业链方面，智能装备需要大量的制造气缸、伺服、电机等标准设备以及非标的机加工件，经过数十年的发展，中国已经攻克多项行业技术难题，绝大部分零部件已实现国产化。目前华中地区、珠三角、长三角、环渤海地区均已具备深厚的原材料供应和市场基础，有利于行业持续健康发展。 六、 中国智能制造行业发展现状 智能制造发展需经历自动化、信息化、互联化、智能化四个阶段，每一阶段都对应着智能制造体系中某一核心环节的不断成熟。 自从德国提出了工业4．0战略之后，各国开始大力发展制造业，我国颁布的《智能制造2025》可以视为中国版本的工业4．0。但是目前而言，我国制造业所处阶段仍然较世界发达国家有一定的差距。 就目前而言，我国仍处于工业2．0（电气化）的后期阶段，工业3．0（信息化）还有待进一步普及，工业4．0（智能化）正在尝试尽可能做一些示范，制造的自动化和信息化正在逐步布局。一是国家不断完善发展智能制造的产业政策，《智能制造装备产业十二五发展规划》、《智能制造科技发展十二五规划》、《中国制造2025》、《智能制造十三五发展规划》都是以发展先进制造业为核心目标，这些都是布局规划制造强国的推进路径。二是智能制造产业体系已逐渐成形，2016年工业自动化控制系统和仪表仪器、数控机床、工业机器人等部分装备产业规模销售收入超过10000亿元，此外还取得了一批智能制造技术的突破，包括机器人技术、感知技术、智能信息处理技术等，建立了一批国家级研发基地。但智能制造的一些关键性技术仍旧依赖于进口，自主创新能力还较弱。 七、 智能装备行业现状 我国智能装备产业发展时间短，经过30多年的发展，我国智能制造装备行业已初步形成了以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的产业体系。近年来，中国的经济发展已由高速增长阶段逐步转入高质量发展阶段，政府更加关注于优化经济结构、转换增长动力。 作为战略新兴产业之一的高端装备制造业主要包括航空产业、卫星及应用产业、轨道交通装备业、海洋工程装备以及智能制造装备五个细分领域。高端装备制造产业重点发展以干支线飞机和通用飞机为主的航空装备，做大做强航空产业。积极推进空间基础设施建设，促进卫星及其应用产业发展。依托客运专线和城市轨道交通等重点工程建设，大力发展轨道交通装备。面向海洋资源开发，大力发展海洋工程装备。强化基础配套能力，积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备。 我国目前已初步形成以自动化生产线、智能检测与装配装备、智能控制系统、工业机器人等为代表的产业体系，产业规模日益增长。数据显示，2018年我国智能制造装备市场规模超过1．51万亿元，2020年市场规模可达到2万亿元。未来，在中国制造2025战略的不断落实与推进以及物联网、云技术、人工智能等新兴技术