從“制造”到“智造”:2025-2030全球行業(yè)格局的「進化論」
行業(yè)背景
智能制造作為“第四次工業(yè)革命”的核心驅動力,已成為全球制造業(yè)轉型升級的戰(zhàn)略方向。自2015年《中國制造2025》戰(zhàn)略文件發(fā)布以來,中國已將智能制造定位為推進信息化與工業(yè)化深度融合的主攻方向。經過近十年發(fā)展,中國智能制造產業(yè)已從概念導入期邁入全面實施階段,成為全球智能制造領域的重要參與者和引領者。
當前,全球制造業(yè)正經歷深刻變革,以人工智能、5G、工業(yè)互聯(lián)網、數字孿生等為代表的新一代信息技術與制造業(yè)深度融合,推動生產方式向柔性化、智能化、綠色化轉變。在此背景下,深入研究智能制造行業(yè)的發(fā)展現狀與未來趨勢具有重要意義。
全球市場格局
2024年,全球智能制造市場規(guī)模已達2872.7億美元,預計在2024—2029年預測期內將以較高復合年增長率持續(xù)擴張。從區(qū)域分布看,亞太地區(qū)市場占比最大,主導全球市場,這主要得益于該地區(qū)對內部制造服務自動化的日益重視以及對其他地區(qū)依賴的減少。北美和歐洲市場則憑借其技術領先優(yōu)勢和成熟的工業(yè)基礎,在高端智能制造裝備和工業(yè)軟件領域保持競爭優(yōu)勢。
從市場細分來看,全球智能制造市場按組件可分為硬件、軟件和服務;按技術分為機器執(zhí)行系統(tǒng)、可編程邏輯控制器、企業(yè)資源規(guī)劃、SCADA、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、人機界面、機器視覺、三維打印等。值得注意的是,2024年DCS細分市場主導全球市場,因其具有靈活、可擴展、可視化、易于使用等特點,可用于監(jiān)測、控制和報告等流程,并有助于提高系統(tǒng)的可用性和可靠性。
按最終用途劃分,汽車行業(yè)是最大的創(chuàng)收領域,占最高份額。2024年,智能工廠解決方案在汽車制造領域的應用帶來了可持續(xù)性、優(yōu)質質量、提高資產能力和降低運營成本等諸多優(yōu)勢。其他重要應用領域還包括航空航天與國防、化工與材料、醫(yī)療保健、工業(yè)設備、電子產品、食品與農業(yè)、石油與天然氣等。
中國市場表現
中國智能制造產業(yè)已進入高速發(fā)展期。2024年,我國智能制造裝備產業(yè)規(guī)模已達3.2萬億元以上,目前已培育421家國家級智能制造示范工廠、萬余家省級數字化車間和智能工廠。人工智能、數字孿生等技術在90%以上的示范工廠得到應用,顯示出中國智能制造已從單點突破向系統(tǒng)集成轉變。
從區(qū)域分布看,長三角、珠三角和京津冀依托產業(yè)鏈優(yōu)勢形成三大智能制造生態(tài)圈。江蘇、山東等地企業(yè)成熟度領先全國,其中江蘇的工業(yè)機器人密度已達392臺/萬人,遠超全國平均水平。這些地區(qū)不僅擁有完善的產業(yè)配套,還集聚了大量創(chuàng)新資源,成為推動中國智能制造發(fā)展的核心引擎。
在行業(yè)應用方面,汽車制造(25%)、電子信息(18%)、醫(yī)藥(12%)構成需求主力。汽車領域智能制造規(guī)模預計超8000億元,柔性生產線普及率達65%,質量追溯系統(tǒng)應用率提升至78%。龍頭企業(yè)如海爾COSMOPlat通過工業(yè)互聯(lián)網平臺連接3.2萬家企業(yè),實現全流程數據驅動,訂單交付周期縮短40%,展示了智能制造在提升效率方面的巨大潛力。
表1:2024年中國智能制造主要應用領域分布
(數據來源:中研普華整理)
從產業(yè)鏈角度看,中國智能制造已形成完整生態(tài)。上游核心硬件市場規(guī)模突破3000億元,長三角、珠三角集中了全國70%的傳感器和工業(yè)機器人部件產能。中游智能制造裝備市場規(guī)模達3848億美元,系統(tǒng)集成商提供的數字化工廠解決方案占比55%。下游服務模式創(chuàng)新顯著,遠程運維服務覆蓋60%的工業(yè)設備,某裝備制造商通過預測性維護將設備停機時間減少60%。
值得注意的是,中國智能制造市場呈現“頭部熱、腰部冷”特征,長三角、珠三角占全國60%的智能制造投資,而中西部地區(qū)中小企業(yè)數字化轉型率不足20%。這種區(qū)域和規(guī)模的不平衡發(fā)展,既反映了中國制造業(yè)的多樣性,也提示了未來市場拓展的巨大空間。
影響因素分析
政策驅動因素
國家戰(zhàn)略支持是推動中國智能制造發(fā)展的核心動力。自2015年《中國制造2025》發(fā)布以來,中國已構建了較為完善的智能制造政策體系。2021年12月,工業(yè)和信息化部等八部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》,提出到2025年,規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)大部分實現數字化網絡化,重點行業(yè)骨干企業(yè)初步應用智能化;到2035年,規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數字化網絡化,重點行業(yè)骨干企業(yè)基本實現智能化。這一規(guī)劃為行業(yè)發(fā)展提供了清晰的路線圖。
在財政投入方面,中國政府持續(xù)加大支持力度。自2015年工信部聯(lián)合財政部啟動智能制造專項以來,已投入中央財政資金21.5億元,支持了93個重點項目。2024年,兩部門繼續(xù)實施智能制造專項,已立項133個重點項目,國家撥款達52億元,接近去年的1.5倍。這些資金有效帶動了社會資本投入,據估計,智能制造專項實施以來已帶動社會投資100億元。
地方政府也積極響應國家號召,出臺配套政策推動智能制造落地。天津實施智能科技產業(yè)發(fā)展行動計劃,積極發(fā)展智能制造;江蘇創(chuàng)建示范智能車間和智能工廠,打造“智造江蘇”品牌;廣東出臺建設制造強省的政策措施,促進制造業(yè)加速向數字化、網絡化、智能化、綠色化發(fā)展。這些地方政策與中央政策形成合力,共同推動智能制造在全國范圍內的普及應用。
技術創(chuàng)新驅動
新一代信息技術的突破是智能制造發(fā)展的技術基礎。5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網、數字孿生等技術的融合應用,正在重塑制造業(yè)的生產方式。在技術融合層面,5G+AI+數字孿生+邊緣計算深度集成,AI算法使生產調度效率提升30%,數字孿生技術應用率達40%。上海汽輪機廠應用工業(yè)大模型后,設計效率提升10倍,交付圖紙日均產量從300張增至3000張,展示了前沿技術的巨大潛力。
核心裝備的自主可控是智能制造可持續(xù)發(fā)展的關鍵。近年來,中國在智能制造關鍵技術裝備領域實現了重要突破,高檔數控機床、工業(yè)機器人、智能儀器儀表等領域快速發(fā)展。固高科技運動控制技術國產化率達70%,打破外資壟斷;華為FusionPlant工業(yè)互聯(lián)網平臺連接5000萬臺設備,服務30萬家企業(yè)。這些突破顯著提升了中國智能制造裝備的自主安全可控水平。
標準化建設為智能制造提供了重要支撐。目前中國智能制造標準體系已初步構建,逐漸形成了“地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)協(xié)同推進,系統(tǒng)集成商、裝備制造商、研究機構、用戶聯(lián)合實施”的良好氛圍。“十三五”期間,中國聚焦“五三五十”重點任務,即攻克5類關鍵技術裝備,夯實智能制造標準、核心支撐軟件、工業(yè)互聯(lián)網三大基礎,培育推廣五種新模式,推進十大重點領域智能制造成套裝備集成應用,為技術發(fā)展提供了系統(tǒng)指引。
市場需求拉動
產業(yè)升級需求是智能制造發(fā)展的內在動力。隨著中國制造業(yè)從規(guī)模擴張向質量效益轉變,企業(yè)對智能化改造的需求日益迫切。在山東臨清市,山東泰揚精密軸承制造有限公司啟動“年產20萬套高精密軸承5G智能化工廠”擴建項目,建成后可新增20萬套高精密軸承生產規(guī)模,生產效率、產品精密度等都將顯著提升。這種案例在全國各地不斷涌現,反映出傳統(tǒng)制造業(yè)對智能制造的旺盛需求。
勞動力結構變化倒逼企業(yè)加速智能化轉型。隨著人口紅利逐漸消失、知識紅利日益凸顯,中國制造業(yè)“機器換人”趨勢明顯。江蘇、廣東、浙江等省份的初步統(tǒng)計顯示,制造業(yè)每年固定資產投資中,設備投資達1萬億元,其中數字化、智能化裝備占了相當大的份額,且比重越來越高?!爸袊殉蔀槭澜缟献畲蟮闹悄苤圃煨枨笫袌觥?,這一龐大的市場需求為智能制造發(fā)展提供了堅實基礎。
全球化競爭壓力促使企業(yè)提升智能制造水平。隨著中國智能制造裝備技術水平的提升,國內企業(yè)加速布局海外市場。2025年,中國智能制造裝備出口規(guī)模預計突破5000億元,占全球市場份額的25%。面對國際市場競爭,中國企業(yè)必須通過智能制造提升產品質量和生產效率,才能在價值鏈中占據更有利位置。高工機器人產業(yè)研究所所長盧瀚宸指出:“在全球智能裝備產業(yè)鏈中,從微笑曲線上看,中國過去一直扮演的是低附加值的OEM角色,未來中國制造需要向中國智造和中國創(chuàng)造轉變?!?/p>
未來預測分析
市場規(guī)模預測
基于當前發(fā)展態(tài)勢,全球智能制造市場將保持穩(wěn)健增長。預計到2029年,全球市場規(guī)模將以較高年復合增長率持續(xù)擴張。作為全球制造業(yè)的重要引擎,中國市場增速將高于全球平均水平,預計到2029年,中國智能制造市場規(guī)模將突破7.6萬億元,占全球比重進一步提升。
從細分領域看,工業(yè)機器人、智能數控機床和自動化生產線設備將成為核心增長點。根據預測,到2030年,工業(yè)機器人市場占比預計將達到35%,智能數控機床和自動化生產線設備分別占比25%和20%。這些領域的技術成熟度高、應用場景明確,將成為拉動智能制造市場增長的主要力量。
區(qū)域市場發(fā)展將呈現差異化特征。長三角、珠三角和環(huán)渤海地區(qū)仍將是智能制造產業(yè)的主要集聚地,同時中西部地區(qū)在政策扶持和產業(yè)轉移的推動下也將迎來快速發(fā)展。江蘇、廣東、浙江等沿海省份在智能制造應用深度上將繼續(xù)領先,而四川、重慶、湖北等中西部省份則有望在產業(yè)規(guī)模上實現跨越式增長。
技術發(fā)展趨勢
技術融合將成為未來智能制造發(fā)展的主旋律。5G+AI+數字孿生+邊緣計算的深度集成將推動智能制造向更高水平發(fā)展。預計到2029年,70%的制造企業(yè)將采用數字孿生技術,生產效率提升25%以上。生成式AI在工業(yè)設計、工藝優(yōu)化等領域的應用將更加廣泛,大幅提升創(chuàng)新效率。
綠色智能制造將成為重要發(fā)展方向。隨著“雙碳”目標的推進,智能制造將與綠色制造深度融合。預計未來智能工廠碳排放量將降低40%,通過能源管理系統(tǒng)優(yōu)化、生產流程再造等手段,實現經濟效益與環(huán)境效益的雙贏。綠色化不僅體現在能源消耗上,還包括材料使用效率提升、廢棄物減少等全方位改進。
個性化定制模式將更加普及。C2M(顧客對工廠)模式推動定制化產品占比超60%,如青島酷特智能已實現3000種西裝版型的個性化生產。數字孿生技術使“千車千面”的定制化生產成為可能,路特斯全球智能工廠實現96種配置切換僅需3分鐘,展示了柔性制造的巨大潛力。
產業(yè)結構演變
行業(yè)集中度將進一步提升。國內市場呈現“頭部熱、腰部冷”特征,預計未來五年行業(yè)集中度將進一步提高。龍頭企業(yè)如沈陽機床、華中數控等將繼續(xù)鞏固市場地位,同時中小型企業(yè)通過技術創(chuàng)新和差異化競爭逐步崛起。并購重組活動將更加頻繁,優(yōu)勢資源向頭部企業(yè)集中。
產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新將更加深入。上游核心零部件國產化率持續(xù)提升,預計2025年達到70%;中游系統(tǒng)集成商向整體解決方案提供商轉型;下游應用場景不斷拓展,遠程運維服務等新模式蓬勃發(fā)展。產學研協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)逐步完善,推動產業(yè)鏈整體升級。
全球化布局將加速推進。東南亞、中東成為中國智能裝備出口增長極,2024年出口額同比增長18%。國內企業(yè)將通過并購、合資等方式整合全球資源,預計2025年國內企業(yè)在歐洲、東南亞等地區(qū)的智能制造裝備投資規(guī)模突破1000億元。同時,中國企業(yè)將更加注重本地化服務能力建設,以應對國際貿易環(huán)境變化。
對企業(yè)的建議
差異化定位是企業(yè)在激烈競爭中取勝的關鍵。龍頭企業(yè)應聚焦高端市場,加大研發(fā)投入,突破核心關鍵技術;中小企業(yè)則可專注于細分領域,提供專業(yè)化、定制化解決方案。立訊精密董事長王來春認為:“企業(yè)乃至中國制造業(yè)的高質量發(fā)展,都離不開‘創(chuàng)新’二字。唯有重視創(chuàng)新,才能在核心技術面前掌握主動權”,這一理念值得所有企業(yè)借鑒。
數字化轉型應從實際需求出發(fā),避免盲目跟風。企業(yè)應根據自身行業(yè)特性和發(fā)展階段,制定切實可行的智能化改造路徑。TCL集團投資96億元建設智能制造基地,海爾集團建設COSMOPLAT工業(yè)互聯(lián)網中心,美的集團建設無人工廠,這些案例表明成功轉型需要結合企業(yè)實際,而非簡單復制他人模式。
人才戰(zhàn)略是支撐企業(yè)長遠發(fā)展的基礎。智能制造不僅需要技術裝備升級,更需要人才知識結構更新。企業(yè)應建立多層次人才培養(yǎng)體系,包括與高校合作培養(yǎng)基礎人才、引進高端人才、內部員工技能提升等。同時,創(chuàng)新激勵機制,讓人才價值得到充分體現,形成良性循環(huán)。
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