智慧工廠-進軍制造強國必經(jīng)之路

智慧工廠—進軍制造強國必經(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.智慧工廠大勢所趨，擁抱萬億市場3.美國VS中國：中國在差距中快速追趕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)一系列科學管理實踐的基礎(chǔ)上，以工業(yè)服務網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為基本框架，深度融合智能科學技術(shù)、信息通信技術(shù)和科技自動化技術(shù)，圍繞數(shù)據(jù)、信息和知識建立核心競爭力的，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：智慧工廠是打造“制造業(yè)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型升級和供應鏈協(xié)同服務產(chǎn)業(yè)集群”的終極目標，以實現(xiàn)：（1）生產(chǎn)過程橫向集成；（2）生產(chǎn)過程縱向集成；（3）產(chǎn)品全生命周期點對點信息集成。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)絡化裝備，實現(xiàn)現(xiàn)場級和車間級自動化系統(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資源能源消耗進行監(jiān)測，采用自動化軟件工具對系統(tǒng)能效進行優(yōu)化；設備和生產(chǎn)線安全得到充分保障，采用預測性維護技術(shù)大幅度減少停機維護時間；主要設備互操作性和關(guān)鍵信息一致性得到解決，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和軟件平臺對過程數(shù)據(jù)進行存儲，數(shù)據(jù)得到初步的梳理和分析；企業(yè)級信息系統(tǒng)ERP和工廠信息控制系統(tǒng)MES系統(tǒng)以及現(xiàn)場設備和生產(chǎn)線的實時過程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)縱向集成，信息可以自上而下和自下而上有效流動。61.2智慧工廠可實現(xiàn)生產(chǎn)全過程優(yōu)化資料來源：廣證恒生相連的供應鏈優(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)化預測提升產(chǎn)品價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—三步打造中國制造業(yè)突圍路徑如何和轉(zhuǎn)型與升級？廣證恒生認為，建立基于產(chǎn)業(yè)協(xié)同與設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)價值實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，為中國工業(yè)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供增值服務。具體而言，智慧工廠軟硬結(jié)合，由自動化的執(zhí)行層和信息化的管理層構(gòu)成，其中：“傳感器+機器人+數(shù)控機床”--自動化智慧工廠執(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)點資料來源：廣證恒生81.3智慧工廠—三步打造中國制造業(yè)突圍路徑資料來源：廣證恒生1.3智慧工廠—三步打造中國制造業(yè)突圍路徑資料來源：Wind資訊、廣證恒生

9“傳感器+機器人+數(shù)控機床”--自動化智慧工廠執(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)市場的發(fā)展，對傳感器的需求也會大幅上升。1.3智慧工廠—三步打造中國制造業(yè)突圍路徑1.3.1

“傳感器+機器人+數(shù)控機床”--自動化智慧工廠執(zhí)行層b.機器人+數(shù)控機床—提高各工藝節(jié)點的單點效率工業(yè)機器人對制造業(yè)增長具有顯著驅(qū)動力。具體表現(xiàn)為以下幾點:新材料技術(shù)的應用和能源使用效率的提高。例如，碳素材料的推廣，需要更先進的機器人。全球范圍內(nèi)的競爭要求，各國須在質(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)整的自動化裝備。機器人作業(yè)質(zhì)量的提高，使他們可以承擔更多對人類而言繁重、危險、惡劣，甚至是人力無法完成的工作。人類消費欲望的增長需要不斷擴展生產(chǎn)能力。技術(shù)進步提供了進步，使得中小型機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)設計、經(jīng)營管理、生產(chǎn)控制、協(xié)同集成四個類別。1.3智慧工廠—三步打造中國制造業(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過程（更敏捷的人機界面、更快速的FMS系統(tǒng)），數(shù)據(jù)平臺、數(shù)據(jù)存儲和數(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)，同時下游的需求旺盛，二者將推動人工智能加速爆發(fā)。2.智慧工廠大勢所趨，擁抱萬億市場資料來源：廣證恒生 132.1智慧工廠政策支持智能制造作為提升中國制造核心競爭力的未來方向，必將上升到國家戰(zhàn)略層面。圍繞智能制造興起的智慧工廠，2015年進入發(fā)展元年，是智能制造的核心。國家和地方也將出臺更多的支持政策，推動產(chǎn)業(yè)快速進步。將從軟件、硬件兩個方向切入：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軟件方向加強工程技術(shù)、生產(chǎn)制造和供應鏈這三個維度的數(shù)字化；硬件方面。瞄準智能制造主攻方向，推動兩化深度融合發(fā)展。2.智慧工廠大勢所趨，擁抱萬億市場資料來源：廣證恒生 142.1智慧工廠政策支持——《中國制造2025》奠定智慧工廠發(fā)展框架2.智慧工廠大勢所趨，擁抱萬億市場2.1智慧工廠政策支持——政策支持2015年進入智慧工廠元年時間 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)兩化融合計劃(2015-2018)政府工作報告中首提“互聯(lián)網(wǎng)+

”《廣東省工業(yè)轉(zhuǎn)型升級攻堅戰(zhàn)三年行動計劃（2015-2017年）》中國制造2025工信部公布2015年智能制造試點示范項目名單機器人產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃標準聯(lián)通“一帶一路”行動計劃(2015—2017)十三五規(guī)劃建議工信部出臺“互聯(lián)網(wǎng)+”三年行動規(guī)劃國家智能制造標準體系建設指南資料來源：廣證恒生 152.智慧工廠大勢所趨，擁抱萬億市場資料來源：廣證恒生 162.2市場空間巨大，增量可持續(xù)：著眼全球，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)快速增長智慧工廠第一步：執(zhí)行層自動化。隨著自動化解決方案提供商技術(shù)和服務的進步，以及下游客戶競爭效應的擴大，智慧工廠的價值空間將不斷增加。

9000080000700006000050000400003000020000100000工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接消費者連接車聯(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)自動化投資規(guī)模2020年工業(yè)自動化規(guī)模達13800億172.智慧工廠大勢所趨，擁抱萬億市場16.717.917.317.516.916.015161703006009002010 2011 2012中國市場規(guī)模（億元）2013 2014 2015同比增長率（%）6.56.35.25.85.5024601000200018 30002.2市場空間巨大，增量可持續(xù)：著眼全球，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)快速增長智慧工廠第二步：管理層信息化。國產(chǎn)工業(yè)軟件在近幾年借助有利的政策以及日益擴大的國內(nèi)需求，在發(fā)展趨勢上后勁十足，大有后來居上的勢頭，以16.7%的年均復合增長率快速發(fā)展，遠遠大于全球5.5%的平均水平。1200 19 4000 82011 2012 2013全球市場規(guī)模（億美元）2014 2015同比增長率（%）國內(nèi)工業(yè)軟件市場容量國際工業(yè)軟件市場容量資料來源：賽迪顧問，廣證恒生182.智慧工廠大勢所趨，擁抱萬億市場資料來源：BBC，廣證恒生2.2市場空間巨大，增量可持續(xù)：著眼全球，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)快速增長智慧工廠第三步：智能化。兩化融合持續(xù)升華，達到智慧工廠第三步智能化。智能化在2015年全球市場為484億，每年19.7%的年均增長率，到2020年將達到1190億的市場規(guī)模。由于人工智能屬于基礎(chǔ)型技術(shù)，與機器人和大數(shù)據(jù)聯(lián)系緊密，其水平的提升將帶來多領(lǐng)域的應用擴展，產(chǎn)生10-100倍的溢出效應，由此打開萬億規(guī)模的市場空間。BBC預測，人工智能市場將繼續(xù)保持高速增長，促進產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的新浪潮。2015全球AI市場規(guī)模達484億2020全球AI市場規(guī)模達1190億2000400600800120010001400年均增長率約19.7%2015-2020年全球人工智能市場規(guī)模達千億2.智慧工廠大勢所趨，擁抱萬億市場資料來源：波士頓咨詢公司，廣證恒生1995100108116500100市場空間巨大，增量可持續(xù)：著眼國內(nèi)，成本+個性化定制+產(chǎn)能過剩刺激制造業(yè)升級a.

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

美國

英國

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

個性化定制需求刺激傳統(tǒng)工廠升級為智慧工廠互聯(lián)網(wǎng)改變了需求一刀切的局面，人與人，人與廠商，可以低成本的實現(xiàn)連接，從而讓每個人的個性需求被放大，人們越來越喜歡個性化的東西。但是個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.智慧工廠大勢所趨，擁抱萬億市場資料來源：工控網(wǎng)，廣證恒生212.2市場空間巨大，增量可持續(xù)：著眼國內(nèi)，成本+個性化定制+產(chǎn)能過剩刺激制造業(yè)升級c.

產(chǎn)能過剩激化優(yōu)勝劣汰從2014-2019年在電子、倉儲物流和醫(yī)藥生物領(lǐng)域的工廠自動化率都保持在每年20%以上的增長，汽車行業(yè)因為最早開始自動化應用，起點較高，保持8%的稍低水平，更多地會考慮信息化的布局，實現(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年中國各行業(yè)自動化投資年均增長率3.美國VS中國：中國在差距中快速追趕資料來源：廣證恒生

223.1美國各行業(yè)工業(yè)自動化率遠高于中國美國在金融危機帶來的產(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、大數(shù)據(jù)等對于工業(yè)領(lǐng)域的服務方式的顛覆，是一個由軟件向設備端滲透的過程。代表公司有GE和谷歌；中國快速追趕，在兩化融合的基礎(chǔ)上，追求軟件+硬件同時發(fā)展。美國智慧工廠的核心競爭力在于信息化層和智能化層的持續(xù)發(fā)力。2014年，中國工業(yè)自動化率只有24%，美國的智慧工廠發(fā)展程度要遙遙領(lǐng)先于中國企業(yè)；從行業(yè)角度看，美國各行業(yè)差異雖然也比較大，但是整體的自動化率都很高，汽車、倉儲物流和焊接領(lǐng)域甚至都達到了70%以上。3.美國VS中國：中國在差距中快速追趕3.1美國各行業(yè)工業(yè)自動化率遠高于中國資料來源：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