全球工业40与机器人发展现状及趋势预测一假山石
文章来源：绿化机械网 | 2022-06-28
一、工业4.0相关概述1、工业4.0的概念2011年德国初步提出工业4.0的概念，2013年在汉诺威工业博览会上正式推出，其目的是通过应用物联网等新技术提高德国制造业水平，建立具有适应性、资源效率及人体工学的智能工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。目前各国正积极推进新型制造业发展计划，工业4.0的脚步渐行渐近。德国工业4.0：网络、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术的深度交织产生新的价值模型，在制造领域，这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络-实体物理系统（CPS）”。工业4.0的本质是数据，包括产品数据、运营数据、产业链数据、外部数据等。工业4.0的核心就是工业智能化，相关行业包括：智能机床、工业自动化、工业互联网、高端机器人、RFID、传感器、3D打印。2、工业4.0的主题工业4.0的四大主题是智能工厂、智能生产、智能物流和智能服务。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；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。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；智能物流主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持；智能服务是应用多方面信息技术，以客户需求为目的跨平台、多元化的集成服务。二、国际工业4.0发展分析1、全球工业4.0发展现状（1）德国2013 年汉诺威工业博览会上，“工业4.0”的理念和计划由德国政府正式发布，描绘了制造业的未来愿景。目前，“工业4.0”计划已经从“德国高技术2020战略行动计划”获得2亿欧元投资，启动了包括“信息物理生产系统”（CPPS）在内的若干项目。此外，德国教育与研究部（BMDF）建立的“信息通信技术（ICT）2020——创新研究”计划以及德国科学研究联盟（FU）经济与社会促进组（原通信促进组）发起的“智能服务——基于网络的商业服务”也都在“德国高技术2020战略”框架下开展，并且与“工业4.0”紧密相关，其中前者属于“数字德国2015”ICT战略，后者则成为 十大“未来计划”之一，2015年3月提出了终版的战略建议报告。（2）美国美国提出的“工业互联网”，旨在将人、数据与智能设备衔接，以交换数据来驱动制造业智能转型。相比德国，美国积极推进的“新工业战略”更加注重“软”的方面，例如大数据、软件、互联网等对于传统工业的再工业化。在美国，工业4.0就是将虚拟网络与实体连接，通过大数据分析等来重塑制造业，形成效率更高生产系统。美国的工业互联网范畴更广阔，它试图将人、数据和机器连接起来，形成开放而全球化的工业网络。目前，美国国内80多家ICT和互联网巨头公司如GE、IBM、思科等企业成立了IIC(工业互联网联盟)，以期打破技术壁垒，为通过大数据来实现制造业的创新。美国凭借其在工业3.0的领先优势以及互联网和ICT先进巨头公司的影响力正推动着全球工业4.0的发展。（3）日本在面对德国率先开启了“智能制造”这一通向未来新工业革命的大门时，安倍政府也开始采取行动，制定和规划了日本“工业4.0”的发展方向。2015年版的《日本制造业白皮书》正是日本力求赢得“全球产业价值链主导权”的关键举措。在政界，日本经济产业省把3D打印机列为优先政策扶持对象，投资45亿日元，实施名为“以3D造型技术为核心的产品制造革命”的大规模研究开发项目；在业界，三菱电机、富士通、日产汽车和松下等日本电子、信息、机械和汽车行业的主要企业等组建名为“产业价值链主导权”的联盟，共同探讨工厂互联的技术标准化，并争取使其成为国际标准。2、全球工业4.0战略规划美国自2008年金融危机起遇到了产业空心化，鉴于在其GDP总量中服务业占比70%而制造业仅占12%的不平衡结构，美国提出“先进制造业伙伴计划”，旨在振兴“美国制造”；日本制造业产值占GDP 比重达20%，日本已从国家层面上开始高度重视科技附加值高的高端制造业；德国以精益制造领先全球，提出“工业4.0”企图再次引领新一轮工业革命，巩固其竞争地位；中国经济增长放缓，经济结构调整站在了制造业转型升级的十字路口。未来制造业将回归各国战略重心，成为全球经济稳定增长的重要引擎。全球主要国家工业4.0战略规划情况资料来源：中商产业研究院三、中国工业4.0发展分析1、中国工业4.0政策环境分析《中国制造2025》是中国政府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，于2015年5月发布，是中国工业未来10年的发展纲领、顶层设计。《中国制造2025》提出通过“三步走”实现制造强国的战略目标：第一步，到2025年迈入制造强国行列；第二步，到2035年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；第三步，到新中国成立一百年时，制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。围绕实现制造强国的战略目标，《中国制造2025》明确了9项战略任务和重点：一是提高国家制造业创新能力；二是推进信息化与工业化深度融合；三是强化工业基础能力；四是加强质量品牌建设；五是全面推行绿色制造；六是大力推动重点领域突破发展，聚焦新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十大重点领域；七是深入推进制造业结构调整；八是积极发展服务型制造和生产性服务业；九是提高制造业国际化发展水平。中国制造2025与德国工业4.0异曲同工，是布局工业互联网的纲领性文件。不过二者也有适当差别，德国工业4.0是瞄准新一轮科技革命制定的措施，主要聚焦制造业的高端产业和高端环节。中国制造2025不是专门应对新一轮科技革命制定的规划，是对制造业转型升级的整体谋划。2、中国制造的现状及发展分析2016年中国是全球最具竞争力的制造业国家，中国当前的制造业规模非常大，早在2010年就超越美国成为了全球第一。按照联合国统计，500多个产品中，220个产品中国的规模全球第一。从制造业的技术创新来看，中国近几年进步很快。不过，2015年中国经济增长率为6.9%，经济放缓可能会进一步持续。由于需求下降引起工业活动不断下滑，进而导致工厂产能过剩。中国汽车行业目前产能利用率从2009年的100%下降至70%，制造业占GDP的比重也在逐年递减，其中大部分转向了服务业。很显然中国制造业转型升级的任务非常繁重，主要的问题仍然是结构性问题：有效需求不足，使得产能过剩问题凸显；有效供给不能完全适应消费结构升级的需要，应该提高供给侧对消费结构升级的适应性和灵活性。中国要顺应“互联网+”的发展趋势，以信息化与工业化深度融合为主线，重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备10大领域。这些领域需要投入大量的创新研发资金，需要军工企业、大型国企、高校科研机构的通力合作。同时，中国的中小企业是中国制造业最有潜力的组成部分，它的数量占到了所有企业的99%，创造了中国60%的GDP。中国中小企业的研发创造远远超过大型企业，中国65%的专利，75%的发明专利及80%的新产品来自于中小企业。中国制造的未来不仅要依靠大型企业，更需要中小企业的创新和活力。3、中国工业4.0的产业链分析从工业4.0产业链的上游看，现代智能工厂所高度依赖的四大基础条件--传感器（数据采集）、大容量存储（数据存储）、大数据计算能力（数据处理）和工业以太网（数据通信），以及执行单元-智能机器人，均是工业4.0实施的关键要素；产业链中游包括软硬结合的行业解决方案提供商、智能工厂解决方案设计方，由于在中国大部分行业并没有成熟的智能工厂解决方案，先进入者往往具有较强的先发优势，在细分行业形成较高进入壁垒；从产业链下游看，接受工业4.0 改造的产业和厂商将大幅节省劳动成本、提高生产效率、提升客户体验，增强制造厂商的竞争优势。