智能制造行业专题研究：智能制造引风潮

智能制造是未来制造发展的必然趋势和主攻方向。制造业经历了机械化、电气化 和信息化三个阶段，如今正迈向智能化发展的第四个阶段，即工业 4.0。工业 1.0 到 工业 2.0 实现了从依赖工人技艺的作坊式机械化生产到产品和生产标准化以及简单 的刚性自动化。工业 2.0 到工业 3.0 实现了更复杂的自动化，通过先进的数控机床、 机器人技术、PLC 和工业控制系统实现敏捷的自动化，从而实现变批量柔性化制造。 工业 3.0 到工业 4.0 实现了从单一的制造场景到多种混合型制造场景的转变，从基于 经验的决策到基于证据的决策，从解决可见的问题到避免不可见的问题，从基于控制 的机器学习到基于丰富数据的深度学习。

智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生 产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自 适应等功能的新型生产方式。智能制造是一种可以让企业在研发、生产、管理、服务 等方面变得更加“聪明”的生产方法，制造业企业要从自身发展的核心痛点出发，在 合理的整体规划和顶层设计基础上，智能制造按照功能可以分为五层，层层传导，设 备层执行生产任务并上传现场数据，产线层则将现场数据进行预处理并向上层汇报， 工厂层接收处理后向企业层反馈生产情况，企业层运用生产管理软件进行分析处理后 向下层下发工作计划，再依次传导至设备层对生产设备进行有效控制与检测设备、控 制、车间与企业层形成由点到线再到面的递进关系。协同层则是单一企业与其所处的 商业生态环境中其余参与者的互动与协同，将各类参与者连接做到信息的实时互通， 形成综合的数据平台，达到“万物互联”的状态，更利于全产业链优化发展。

相较于传统制造，智能制造能够赋予制造业体系多组织协同与高效率特性。传统 制造业体系为单一直线型，各环节互动有限，信息反馈速度慢，导致效率低。而在智 能化下的制造业体系中，它变得更加互动且环式结构，信息实时反馈与工艺、研发之 间呈双向往来关系，这有利于根据消费者需求来定义产品特性。与此同时，自动化采 购能够降低成本与周期，而柔性化生产与营销的实时互动使得生产能够更好地响应市 场变化，从而避免了负面影响的发生。

智能制造主要在设计、加工、管理和服务方面区别于传统制造。主要体现在四方 面：1、设计更突出客户需求导向，实现需求与设计的实时动态交互，缩短设计周期。 2、加工过程柔性化、智能化，生产组织方式更个性化，检测过程在线化、实时化， 人机交互网络化，加工成型方式多样化。3、制造管理更依赖信息系统，借助计算机 信息管理技术，实现上下游企业和整个产业链的数据交互和管理沟通。4、智能制造 的产品服务全程闭环管理，提高产品适应市场的能力，满足客户的个性化需求。 据 中国智能制造试点项目反馈，智能制造可帮助企业提升 45%生产效率，同时还带来 产品不良率与研制周期的降低（分别降低 35%）。

按照行业标准化角度，目前行业进入深化期。我国智能制造标准化工作伴随着制 造业转型升级、高质量发展，逐渐形成了具有中国特色的智能制造标准化工作机制， 从探索期走过成长期迈入深化期。1）2015-2017 年，探索期（解决有无问题）：探索 出了一条以政策为指引，标准体系构建为重点任务，综合标准化项目为手段，国内国 际并行的多部门联动协调推进的道路。2）2018-2020 年，成长期（标准成效初现）： 智能制造标准化工作重点从初步构建逐步转向顶层规划选代完善、重点领域标准研制、 行业智能制造标准实施路径探索，在国际标准化关键领域取得了关键进展。3）2021-至今，深化期（关键领域标准研制与标准应用并重）：前期标准研制成果逐渐成熟发 布，在关键数字化车间建设、智能服务等场景形成一批标准群，除新增关键技术领域 继续加强标准研制外，逐渐从标准研制的重心向应用推广转移。

按照产业发展历程来看，我国目前处于信息化引领工业化阶段。中国的智能制造 发展历程也可以划分为三个阶段：1）阶段一（1958-2006）：工业化带动信息化阶段， 从第一台数控机床起步，信息技术、工业智能在不断的尝试与应用，00 年之后开始 逐步开展先进制造技术的推广应用和互联网建设。2）阶段二（2007-2014）：两化融 合阶段，党十七大以来提出“两化融合战略，2010 年全国已基本实现信息化， 信息 产业成为国民经济的重要支撑部分。3）阶段三（2015-至今）：信息化引领工业化阶 段，互联网与制造业加速融合，大力发展智能制造。《中国制造 2025》将推进智能制 造作为制造业发展的主攻方向。

产业链涉及生产制造各环节，应用广泛。从产业链层级来看，智能制造可划分为 感知层、网络层、执行层、应用层。就智能制造产业链的上下游而言，中国智能制造 的上游包括制造业的零部件和感知层相关产品。中游则涵盖了网络层的相关信息技术 和管理软件和执行层的机器人、智能机床、3D 打印以及各种自动化设备。下游则是 应用层，主要是通过各种自动化生产线集成后形成的智能工厂，在汽车、3C、医药等 领域得到广泛应用。

轴承为装备制造领域关键基础件，市场空间巨大，下游应用广泛。轴承是机械传 动轴的支承，是装备制造领域的关键基础件，是主机性能、功能与效率的重要保证， 是工业领域重大装备的核心部件之一。其主要功能是传递力和运动，减少摩擦损失。 改革开放以来，中国轴承工业持续、快速发展，已经形成了独立、完整的工业体系。 中国轴承行业市场规模保持高速增长，根据共研网数据，2021 年轴承行业市场规模 快速增长至 2278 亿元。轴承下游应用广泛，在航空航天、轨交、高端机床、工程机 械等领域扮演重要角色，为主轴、滚珠丝杠、RV 减速器、谐波减速器等产品关键基 础件。

八大轴承企业统治全球市场，国产替代空间巨大。目前我国轴承行业的具有大而 不强、相对分散的特点：1）企业数量多、规模小，行业集中度低；2）行业大而不强， 高端产品依赖进口；3）高端市场被跨国公司垄断，国内发展质量有待提高。根据前 瞻产业研究院数据显示，2020 年，国际八大家占据全球轴承市场份额比例超过 70%， 并基本垄断了中高端轴承市场。其中全球八大轴承企业包括瑞典 SKF、德国 Schaeffler、日本 NSK、日本 JTEKT（捷太格特）、日本 NTN、美国 TIMKEN、日本 NMB（美蓓亚）、日本 NACHI（不二越）。但国内轴承龙头也在逐步突围，初步形成 一定规模。人本股份客户包含大众、丰田等一众知名企业，其他厂商发展势头也十分 迅猛。

传感器市场空间巨大，市场增速相对稳定。传感器是一种检测装置，能感受到被 测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信 息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。根据中商情报 网数据显示，我国传感器市场规模由 2018 年的 1942 亿元增至 2022 年的 3184 亿 元，年均复合增长率 13.15%。随着社会的不断进步，传感器产业在互联网的赋能下 日益受到重视，依据中国信通院预计2023年中国传感器市场规模将增至3493亿元。 在智能传感器领域，中国在部分核心技术上与国际仍存差异，整体处于快速迭代 创新阶段。在自动驾驶等领域高景气的带动下，中国涌现出多个专业智能传感器初创 企业，带动智能传感器技术升级创新。中国企业市场占有率呈逐年上升趋势,随着关 键技术的研发突破，中国企业在智能传感器的市场份额将进一步提升。

伺服系统是指用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。我国的伺服系 统产业起步较晚，2000 年以后随着国内中高端制造业不断发展，各行各业在生产制 造活动中越来越多地需要使用伺服系统来满足其高质量和高精度产品的要求，这一需 求促使国内伺服系统市场呈现快速增长趋势。2019-2022 年，国内伺服系统市场规模 由 96 亿元增长至 170 亿元，CAGR 高达 20.98%，其中，2020 年增长较快，同比增 长 33.33%。

国产新兴伺服厂商不断涌现。首先，汇川技术份额提升幅度最大，从 2008 年的 0.1%的市场份额提升至 2022 年前三季度的 21%，为份额提升幅度最大的国产厂商。 从伺服销售额角度，汇川已远超西门子、松下、安川等老牌外资龙头。其次，国内涌 现了一批新兴国产伺服品牌，如禾川科技、无锡信捷、雷赛智能等，2022 年前三季 度市场份额已分别达到 3.4%、2.4%、1.3%。最后，老牌国产厂商经历洗牌，和利时、 星辰科技、珠海运控、步科股份等老牌国产厂商进展较慢，埃斯顿份额则有小幅提升，从 2008 年的 1.6%小幅提升至 2022 年前三季度的 2.4%。

智能装备制造业是为工业生产体系和国民经济各行业直接提供技术设备的战略 性产业，市场空间稳健提升。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。根据中商研究 院数据显示，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 模突破 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的推动下，我国智能装备行业将保持较快增长。

下游应用广泛，静候新一轮制造业周期。数控机床是一种装备程序与控制系统的自动化机床，其可通过信息载体输入与发出各类控制信号，从而控制机床的动作并自 动对零件进行加工。在国家政策利好以及企业不断追求创新的背景下，我国数控机床 行业发展迅速。根据中商研究院数据显示，2019 年，中国数控机床产业规模达 3270 亿元。由于疫情的影响及能源供应限制，2020 年我国数控机床产业市场规模小幅下 降，市场规模为 2473 亿元，同比下降 24.4%。2021 年我国数控机床产业市场规模 恢复增长，达 2687 亿元。另一方面，下游数控机床应用领域方面，汽车使用占比较 高，占比 40%，航天航空、模具和工程机械行业占比分别为 17%、13%、10%。

数控化率仍有较大增长空间，国产替代稳步进行。从数控化率来看，海外发达国 家机床数控化率高，其中日本机床数控化率维持在 80%以上。虽然中国机床数控化 率持续提升，但相较欧美日等发达国家仍有较大提升潜力。从竞争格局角度来看， 2019 年全球前十数控机床企业均为外资企业；国内来看主要分为三个梯队：1）历史 悠久，实力雄厚的外资企业，主营业务是高端数控机床，如日本山崎马扎克，德国通 快，德马吉森精机，美国马格等。2）国内最先起步，并具有一定技术实力，资金实 力和品牌影响力的民企和国企，如海天精工，创世纪，纽威数控等新主力军民营企业。 3）规模较小，技术含量较低的主营低端数控机床的小型民营企业。

市场需求持续放量，智能改造加速进行。我国工业机器人产量持续增加，2020 年我国工业机器人产量达到 23.71 万套，同比增长 26.81%。随着后疫情时代的到来， 中国工业经济展现出了应对复杂严峻局面的强大韧性和活力，工业机器人也以亮眼的 表现逆势上扬，2022 年达近五年来最高值。根据 wind 数据显示，2021 年全国工业 机器人产量累计达 36.60 万套，同比增长 54.40%，2022 年仍然保持 21.04%的增速， 累计达 44.3 万台，21 年大幅增长的原因是海内外疫情错峰导致中国成为“国际工 厂”。 下游市场持续开拓，2021 年我国非汽车领域的应用占比超过 70%。随着机器人 技术进步以及随之而来的经济性提升，不断在食品饮料行业、锂电行业、家电行业、 光伏行业等长尾市场拓展，虽然新市场占比仍然较小，但未来增速预计会高于电子汽 车等传统成熟行业，随着下游行业应用场景的进一步丰富，这些长尾市场未来将有更 大的增长空间。

疫情之后加速行业洗牌，国产机器人龙头加速替代。据 MIR 统计，我国工业机 器人 Top40 份额由 2018 年的 89%提升至 2022 年的 96.1%，其中 Top20 份额由 77% 提升至 82.5%。在面临外部和内部双重考验的情况下，部分规模化水平低、同质化竞 争严重、抗风险能力弱、竞争力不足的工业机器人企业加速退出，市场份额向头部集 中。另一方面，由于近年来国产机器人龙头产品性能不断提升，同时受益于供应链优 势，国产设备性价比逐渐显现，以埃斯顿为首的国产工业机器人厂商市场份额加速扩 张，由 2019 年的 3.47%增长到 8.56%。