中国制造看智能装备,智能装备看机器人

中国制造看智能装备,智能装备看机器人
作者:朱俊春


《中国制造2025》行动纲领直指未来十年的投资机会,是一个大主题。

这个大主题的投资路线图如下:

1、九大战略任务和重点中寻找投资机会。1)其中两化深度融合,核心关注智能装备和产品、制造过程智能化:高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等。2)其中重点领域的突破发展,核心关注信息技术和高端装备:新一代信息技术看集成电路和工业软件;高端装备重点关注高档数控机床(机床和增材制造)、机器人(工业机器人、特种机器人、服务机器人、关键零部件及系统集成)、航天航空及海工装备等。

2、行动纲领列出2020年和2025年制造业主要指标,字面上的理解指向3D打印、高档数控机床等。

3、纲领还列出五个工程专栏,最核心看高端装备创新工程中提到的一批产业化专项、重大工程,重点关注大飞机、航空发动机及燃气轮机、高档数控机床、海工装备等。

可见,中国制造2025的投资机会最直接来自于智能装备,智能装备看什么?看机器人、高档数控机床,另外大飞机、航空发动机等也很重要。

本文重点解析机器人板块,随后对高档数控机床(3D打印)进行投资机会的探讨,进而再把工业软件、自动化生产线等智能工厂的概念包装进来。然后我们再对其他高端装备包括航空航天、海工装备等进行逐一扫描。

作为开篇,我们还是需要回顾中国制造2025这个行动纲领出炉的始末,这的确诞生在当前这个特殊的时代背景之下,而新一届领导人显然意识到了这一点,并且在和德国等国家的交流中受到了启发,从而确立了中国制造奔向强国的路线图。

在《中国制造2025》中,关于机器人的论述部分包括对机器人本身的制造,关键零部件和积系统集成设计制造。

其中机器人本身的应用包括:1)工业机器人、特种机器人在汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工行业的重点运用;2)服务机器人在医疗健康、家庭服务、教育娱乐的重点运用。

其中关键零部件及系统集成设计制造包括:机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等。


制造强国的想法怎么来的?

胡温时代先经历了加入WTO后的快速规模化扩张之路,后经历了全球性的金融危机,这不仅意味着过去数十年经济粗犷性发展模式的终结,也意味着后金融危机时代,中国将和全球各大经济体处于更加激烈的产业链分工竞争中。

中国国内已经在二十一世纪的前十年成功跻身全球制造大国,但是离强国还差很远。09年推出四万亿是为了拯救当时岌岌可危的经济,10年研究七大战略新兴产业,直到12年推出相关十二五规划,则是在传统经济的延续基础上更加积极主动地进行经济转型。

12年底新一届党领导班子上马,13年初新一届中央政府成立。2014年3月习主席访德,提到学习德国工业4.0战略;10月,李总理访德发布《中德合作行动纲要》,宣布中德工业4.0战略合作。

中国目前所处的时代,是新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式历史性交汇的时代。而新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。

我国制造业面临发达国家和其他发展中国家“双向挤压”的严峻挑战:国际金融危机发生后,发达国家纷纷实施“再工业化”战略,重塑制造业竞争新优势;一些发展中国家也在加快谋划和布局,积极参与全球产业再分工,承接产业及资本转移。

“工业4.0”——德国的国家战略

源于2011 年德国汉诺威工业博览会,德国提出这一概念的目的是应用物联网等新技术提高德国制造业水平。2013年德国联邦教研部与联邦经济技术部将“工业4.0”写入《高技术战略2020》,作为十大未来项目之一成功上升到国家战略水平。

德国人为什么提出“工业4.0”?

金融危机之后,实质是全球各经济体均面临着同样的时代背景,作为传统工业强国的德国,在信息化和工业化日渐融合的趋势下,也颇有危机感。这个时候工业4.0成为德国再塑工业强国的国家战略。

一直以来德国专注创新工业科技产品的科研和开发,拥有强大的设备和车间制造工业,在信息技术领域、嵌入式系统和自动化工程方面技术储备充分。德国制造业是世界最具竞争力的制造业之一,处于领军地位遥遥领先。通过工业4.0战略的实施,将使德国成为信息物理系统的供应国和主导市场,在保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。

那为什么是4.0,不是3.0、5.0呢?这个要从影响人类社会的工业革命说起。

工业革命1.0:机械制造时代,18 世纪末期到19 世纪中期

这次工业革命的结果就是通过水力和蒸汽机实现工厂机械化,用机械生产代替手工劳动,经济社会从以农业、手工业为基础转型到以工业、机械制造带动经济发展的新模式。

工业革命2.0:电气化与自动化时代, 19实际后半期到20 世纪初

这是在劳动分工基础上,采用电力驱动形成生产线生产的阶段。通过零部件生产与产品装配的成功分离,开创了产品批量生产的新模式。

工业革命3.0:电子信息化时代,20世纪70年代延续至今

第三次工业革命是在前一次基础上,应用电子与信息技术,实现制造过程的自动化控制,提高生产效率以及良品率。

工业革命4.0:互联、集成时代

工业4.0的核心是互联,把设备、生产线、供应商、产品、客户连接在一起,既能像工业3.0 的流水线一样大批量生产,也可以实现小批量、多批次生产,为消费者单独设计生产个性化商品。工业4.0的另一个内容是集成,将传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联,实现的高度集成。

德国工业4.0三大主题

德国工业4.0是指利用物联信息系统(CPS)将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化,最后达到快速、有效、个人化的产品供应。三大主题分别是:

一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;

二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等;

三是“智能物流”,主要通过互联网、物联网、物流网,整合物流资源,发挥现有物流资源供应方的效率,需求方快速获得服务匹配,得到物流支持。

中国的国家战略有何不同?最主要区别是两个国家的制造业基础起点不同。

长期以来,我们的制造业依赖廉价劳动力、原材料、能源的低水平制造,很多企业还在以牺牲环境、浪费资源为代价粗放式经营,国内技术、生产、管理、营销、产品质量、品牌等远远落后于发达国家,有一个说法是我们的制造业可能很多还还停留在2.0时代。

另外一个明显不同是我国的国内市场远比德国广阔。

一个足以产生数家大企业的市场往往构成我国相关产业的独特优势,这在制造业这个领域同样不例外。也正是这个优势,中德这两个工业基础明显不在一个层级的国家才能走到一块儿。

相比制造业,我国在信息技术产业方面和德国等发达国家的差距并不明显。而现在是两化深入融合的时代趋势,中国也可以利用信息化的相对优势实现传统制造业的弯道超车。

我国经济转型应从这些优势出发,将信息化与工业化进程紧密结合,把两化深度融合作为主线,同时将“互联网+”融合渗透到制造业,以核心技术为突破口,驱动大规模市场创新,才是中国经济转型的关键路线,才是中国特色的制造业升级转型道路。

全球机器人市场格局

机器人的大致大类

从基本用途划分,可以分为工业机器人、服务机器人。其中,工业机器人是面向工业领域的多轴机械手,是能自动执行工作的机器,根据用途不同大致可以分为焊接机器人、搬运机器人、喷漆机器人、处理机器人、装配机器人等。

服务机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,主要包括助残机器人、家庭作业机器人、住宅安全机器人、娱乐休闲机器人、清洁机器人、医用服务机器人等。

特种机器人是一种特殊的服务机器人,包括排爆机器人、侦查机器人、战场机器人、扫雷机器人、空中机器人和水下机器人等。

工业机器人:增速快,主要来自于亚洲

从2008年第四季度起,全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复,2011年全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量略有回落,主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑。2013年全球工业机器人销量突破17.8万台,涨幅12%。

据IFR预测2014年全球工业机器人销量涨幅高达27%,随着全球制造业产能自动化水平提升,未来机器人市场保持高增长。另外,从地区结构上来看,工业机器人销量的主要动力来自亚洲,尤其是中国和韩国。2014年全年亚洲大约有14万台工业机器人销量,并且是刷新目前为止最高销量记录。

服务机器人:个人/家用机器人人增速快,专业机器人增速慢

服务机器人定位为服务于人类的非生产性机器人,主要有个人/家用机器人和专业服务机器人两大类。服务机器人应用领域广泛,包括家务、养老/亲子、教育娱乐、残障辅助、医疗手术、农业、国防应用和物流服务等。

根据IFR数据,2013年全年个人/家用机器人销量高达400万台,比2012年增长28%,预计2014-2017年间个人/家用机器人销量可达3100万台。

全球专业机器人2012年销量20200台,到2013年销量达21000台,上涨4%,但销售额却下降了1.9%。专业机器人中销售占比较大的防御机器人,2013年销售9500台,占总的服务机器人销量高达45%。

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