智能工廠行業(yè)概況

1、智能工廠發(fā)展現(xiàn)狀

（1）起步相對(duì)較晚

幾大制造強(qiáng)國(guó)已于2015年前提出并實(shí)施制造業(yè)轉(zhuǎn)型，出臺(tái)相關(guān)政策推進(jìn)智能工廠發(fā)展，中國(guó)制造業(yè)目前的智能技術(shù)水平及滲透率于發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距較大。

（2）工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)應(yīng)用較少

智能工廠中，工業(yè)機(jī)器人作為核心設(shè)備，應(yīng)用較為廣泛，中國(guó)作為全球制造業(yè)中心，工業(yè)機(jī)器人人均保有率不及其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的30%工業(yè)機(jī)器人在勞力短缺的國(guó)家，如韓國(guó)和新加坡，尤其得到重視。

（3）制造業(yè)轉(zhuǎn)型速度快

近十年來，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的新裝機(jī)量增速普遍超過全球平均水平，占比不斷增大，遠(yuǎn)超其他發(fā)達(dá)國(guó)家和制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，在一系列政策扶持下，國(guó)內(nèi)對(duì)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型的需求猛增， 市場(chǎng)規(guī)模有望快速增長(zhǎng)。

2、什么是智能工廠？

智能工廠可分為三項(xiàng)流程（計(jì)劃、執(zhí)行、控制），五個(gè)層面（協(xié)同、企業(yè)、工廠、車間、設(shè)備）。產(chǎn)業(yè)鏈由上游的硬件及軟件廠商、中游的智能設(shè)備制造及方案設(shè)計(jì)供應(yīng)商、下游的制造企業(yè)三部分共同組成。

智能工廠是數(shù)字化供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的組成部分，是一個(gè)柔性系統(tǒng)，能夠自行優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的表現(xiàn)，自行適應(yīng)并實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)新的環(huán)境條件，并自動(dòng)運(yùn)行整個(gè)生產(chǎn)流程。

●智能工廠能夠?qū)崟r(shí)學(xué)習(xí)新的環(huán)境條件，并和數(shù)字化供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

●根據(jù)企業(yè)需求的更新及生產(chǎn)能力的發(fā)展，自行適應(yīng)、優(yōu)化、運(yùn)行整個(gè)流程

●包括但不限于：進(jìn)入新市場(chǎng)，開發(fā)新產(chǎn)品/服務(wù)，引入新技術(shù)

●使得企業(yè)應(yīng)對(duì)變化的適應(yīng)性大大提高

3、智能工廠的基本架構(gòu)

智能工廠包含三項(xiàng)流程，可再細(xì)分為五個(gè)層面，層與層之間相互聯(lián)系，形成閉環(huán)。

計(jì)劃

●協(xié)同層：在商業(yè)生態(tài)環(huán)境中，企業(yè)與其他參與者進(jìn)行互動(dòng)，將各自的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至共享平臺(tái)，形成數(shù)據(jù)庫(kù)

●企業(yè)層：企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)管理軟件從共享平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，展開預(yù)測(cè)性分析，制定工作計(jì)劃并排產(chǎn)，向下傳達(dá)至執(zhí)行部門

執(zhí)行

●工廠層：接收派發(fā)的生產(chǎn)任務(wù)，同時(shí)從企業(yè)內(nèi)部平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)時(shí)生產(chǎn)能力調(diào)整流程、分配任務(wù)

●車間層：根據(jù)流程執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)

控制

●設(shè)備層：對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與中期檢測(cè)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，協(xié)助必要維修工作智能工廠在汽車生產(chǎn)上的應(yīng)用

以特斯拉、三星等智能工廠應(yīng)用較為成熟的企業(yè)為例，智能工廠的布局往往從車間里的生產(chǎn)和質(zhì)控環(huán)節(jié)開始。因此，短期內(nèi)的發(fā)展方向是先著眼于企業(yè)的生產(chǎn)模塊，再逐步拓寬到整個(gè)生產(chǎn)過程。

1、目標(biāo)

汽車產(chǎn)品的完整生命周期包含從接收需求到報(bào)廢再回收的7個(gè)流程，智能工廠的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)7大流程全方位覆蓋，現(xiàn)階段應(yīng)用最廣的在生產(chǎn)和質(zhì)控環(huán)節(jié)，部分龍頭企業(yè)已通過大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)實(shí)現(xiàn)前半部分主要環(huán)節(jié)的覆蓋（即從與消費(fèi)者、供應(yīng)商的對(duì)接開始，到汽車的銷售環(huán)節(jié)）。

2、模塊拆解

汽車制造中智能工廠可被拆解成4個(gè)模塊：市場(chǎng)、供應(yīng)、生產(chǎn)、銷售。

狹義的“智能工廠” 只應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部，主要包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、質(zhì)控三個(gè)環(huán)節(jié)；廣義的“智能工廠”包括從市場(chǎng)、客戶、供應(yīng)商等獲得數(shù)據(jù)和信息反饋從而作用于生產(chǎn)過程。

特斯拉“超級(jí)工廠”（Gigafactory）將智能工廠理念與從第一性出發(fā)的生產(chǎn)底層邏輯相結(jié)合，基本實(shí)現(xiàn)整車制造流程的全智能化，提高效率、優(yōu)化質(zhì)量、提升產(chǎn)品的可負(fù)擔(dān)性。

1、數(shù)控機(jī)床：新能源車發(fā)展帶來需求擴(kuò)張

機(jī)床是指制造機(jī)器的機(jī)器，亦稱工作母機(jī)或工具機(jī)。機(jī)床通過切削、鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等方式，對(duì)精度要求較高和表面粗糙度要求較細(xì)的零件進(jìn)行加工。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，相較傳統(tǒng)機(jī)床，具有精度高、剛性大、生產(chǎn)率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

汽車行業(yè)是數(shù)控機(jī)床行業(yè)下游主要應(yīng)用領(lǐng)域，新能源車發(fā)展帶來新增機(jī)床的需求擴(kuò)張。數(shù)控機(jī)床行業(yè)下游行業(yè)消費(fèi)占比中，汽車行業(yè)比重最大約為40%。新能源車相較傳統(tǒng)燃油車在動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)上發(fā)生重大變化，以三電（電機(jī)、電控、電池）為代表的零部件均需定制化開發(fā)機(jī)床進(jìn)行加工。

機(jī)床行業(yè)周期性疊加進(jìn)口替代和下游產(chǎn)業(yè)需求拉動(dòng)，行業(yè)景氣度高。在國(guó)家政策的支持以及國(guó)內(nèi)企業(yè)不斷追求創(chuàng)新的背景下，中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展迅速，行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。

2、壓鑄機(jī)：“一體化壓鑄”奠定大型化、一體化趨勢(shì)

壓鑄是利用模具內(nèi)腔對(duì)融化的金屬施加高壓的一種金屬鑄造工藝。而壓鑄機(jī)則是用于壓力鑄造的機(jī)器，在壓力作用下把熔融金屬液壓射到模具中冷卻成型，開模后得到固體金屬鑄件。壓鑄機(jī)一般分為熱壓室和冷壓室兩種，在“一體壓鑄” 中使用的是冷壓室壓鑄機(jī)。另外，按照鎖模力的大小壓鑄機(jī)還可分為小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。

在特斯拉的引領(lǐng)下，“一體壓鑄”在產(chǎn)品簡(jiǎn)化、安全提升、效率提升、成本降低、精度可控等多方面的優(yōu)勢(shì)奠定了未來壓鑄機(jī)向大型化、一體化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

目前汽車制造多采用 “沖壓+焊接”方法，即先用壓力機(jī)生產(chǎn)小零件、再用機(jī)器人將零件進(jìn)行焊接。對(duì)應(yīng)這一制造方法，如今工廠普遍使用的是鎖模力小于5000kN的小型壓鑄機(jī)，用于該過程中汽車零部件的制造。

考慮到新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大及節(jié)能減排的政策號(hào)召，實(shí)現(xiàn)車身減重將成為各汽車廠商未來的發(fā)展目標(biāo)。采用壓鑄鋁合金件替代傳統(tǒng)鈑金焊接件是各廠商在車身減重過程中采用的主要方法，但“沖壓+焊接”方法所需儀器設(shè)備繁多、且受技術(shù)限制無法實(shí)現(xiàn)在車身制造中大量使用鋁合金，難以適應(yīng)未來發(fā)展。

3、工業(yè)機(jī)器人：汽車需求規(guī)模大、市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定增加

工業(yè)機(jī)器人下游應(yīng)用廣泛，汽車需求規(guī)模大。根據(jù)IFR數(shù)據(jù)，全球工業(yè)機(jī)器人下游應(yīng)用行業(yè)主要有電子（占比8.5%）、汽車（占比20.9%）、金屬加工（10.7%）等。汽車以其龐大的行業(yè)規(guī)?；A(chǔ)和較高的自動(dòng)化率成為工業(yè)機(jī)器人下游應(yīng)用的重點(diǎn)行業(yè)。

全球及國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)?？焖俜€(wěn)定增長(zhǎng)。

隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，以及客戶對(duì)汽車消費(fèi)品質(zhì)的提升、個(gè)體化和差異化的消費(fèi)需求增長(zhǎng)，汽車生產(chǎn)向差異化小規(guī)模定制生產(chǎn)模式方向發(fā)展，汽車生產(chǎn)廠商管理向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)方向發(fā)展，新車型的推出速度不斷加快，更新?lián)Q代周期不斷縮短，這些趨勢(shì)都對(duì)以智能生產(chǎn)線為代表的汽車制造裝備的自動(dòng)化、柔性化、智能化和信息化水平提出了更高的要求，打造智能工廠勢(shì)在必行！