行研专栏（8月刊）| 浅析智能制造（工业4.0）

智能制造，简而言之，是运用人工智能、物联网、大数据、云计算等先进技术，实现设计、生产、管理、服务等制造活动全链条的智能化升级。这一过程不仅涉及硬件设备的智能化改造，如工业机器人、数控机床、智能传感器等关键装备的应用，还涵盖了软件系统的智能化升级，如工业互联网平台、智能工厂管理系统等解决方案的构建。通过智能化的感知、决策、执行和优化，智能制造系统能够自适应地应对复杂多变的生产环境，提高生产效率，降低运营成本，并推动产品和服务的持续创新。

智能制造行业可以从不同维度进行分类，以下是几种主要的分类方式：

按技术领域划分：包括智能装备、智能工厂、智能服务三大类。智能装备是智能制造的基础，包括各类工业机器人、数控机床、自动化生产线等；智能工厂则是这些智能装备的集成应用，通过数字化、网络化、智能化的手段，实现生产过程的全面优化；智能服务则是以数据为核心，提供基于大数据分析的预测性维护、远程监控、供应链管理、个性化定制等增值服务。

按应用场景划分：智能制造广泛应用于汽车、电子、航空航天、医疗等多个行业。不同行业根据其特定的生产需求和技术特点，发展出了各具特色的智能制造解决方案。例如，在汽车制造业中，智能制造技术被用于实现汽车生产的自动化、柔性化和智能化，提高生产效率和产品质量；在医疗领域，智能制造则助力医疗器械的精密制造和个性化医疗服务的提供。

按发展阶段划分：智能制造的发展经历了从初级到高级的不同阶段。初期阶段主要关注单一设备的自动化和数字化改造；随着技术的不断进步和应用场景的拓展，逐渐过渡到系统集成和智能优化的高级阶段。在这一过程中，工业互联网、大数据、人工智能等技术的融合应用起到了关键作用。

智能制造的发展历程可以追溯到上世纪80年代，当时美国首次提出了“智能制造”的概念。然而，真正意义上的智能制造技术和应用的快速发展，则是在近几十年内随着信息技术的飞速进步而实现的。从早期的计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术，到后来的数字化工厂和智能制造系统，技术不断迭代升级，应用场景也不断拓展。

近年来，随着物联网、大数据、云计算、人工智能等技术的快速发展和深度融合应用，智能制造进入了一个全新的发展阶段。这些技术不仅提高了生产过程的自动化和智能化水平，还实现了生产过程与市场需求之间的无缝对接和动态调整。通过构建工业互联网平台，企业能够实时获取生产数据和市场信息，进行智能分析和决策，从而快速响应市场变化，提升竞争优势。

在全球范围内，智能制造已成为推动制造业转型升级的重要引擎。欧美等发达国家凭借其在科技创新和产业升级方面的先发优势，占据了智能制造领域的领先地位。而中国作为制造业大国，也在积极推进智能制造的发展。近年来，中国政府将智能制造作为实施《中国制造2025》战略的重要抓手，出台了一系列政策措施以支持其发展。在政策的推动下，中国智能制造行业取得了显著进展，不仅国内市场需求旺盛，还积极向国际市场拓展。

综上所述，智能制造行业作为制造业转型升级的重要方向，正以前所未有的速度改变着传统制造业的面貌。随着技术的不断进步和应用场景的持续拓展，智能制造将在全球经济发展中发挥越来越重要的作用。对于企业而言，把握智能制造的发展趋势和机遇，积极应对挑战和变革，将是实现可持续发展的关键所在。

智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，是先进制造过程、系统与模式的总称。其中智能制造过程是指通过自动化装备及通信技术实现生产自动化，并能够通过各类数据采集技术，以及应用通信互联手段，将数据连接至智能控制系统，并将数据应用于企业统一管理控制平台，从而提供最优化的生产方案、协同制造和设计、个性化定制，最终实现智能化生产。

智能制造发展需经历自动化、信息化、互联化、智能化四个阶段。我国智能制造进入到深化应用、全面推广阶段，智能制造水平明显提升。智能制造产业呈现“东强西弱”态势，未来越来越多的制造企业意识到智能制造是提升核心竞争力的关键，智能制造人才缺口大。

智能制造发展需经历不同的阶段，每一阶段都对应着智能制造体系中某一核心环节的不断成熟，分为四个阶段。

分别为自动化（淘汰、改造低自动化水平的设备，制造高自动化水平的智能装备）、信息化（产品、服务由物理到信息网络，智能化元件参与提高产品信息处理能力）、互联化（建设工厂物联网、服务网、数据网、工厂间互联网，装备实现集成）、智能化（通过传感器和机器视觉等技术实现智能监控、决策）。

我国目前仍处于“工业2.0”（电气化）的后期阶段,“工业3.0”（信息化）还待普及，“工业4.0”正在尝试尽可能做一些示范，制造的自动化和信息化正在逐步布局。

上游：硬件设备与软件平台

硬件设备：作为智能制造的基石，硬件设备的发展水平直接影响到智能制造的普及和应用深度。近年来，随着技术的不断进步和制造成本的降低，工业机器人、数控机床、3D打印机、智能传感器等智能制造装备得到了广泛应用。据国际机器人联合会（IFR）发布的数据，全球工业机器人销量持续增长，从2015年的约25万台增长至2022年的近50万台，年均复合增长率超过10%。这一趋势表明，智能制造硬件设备市场需求旺盛，技术创新和规模效应正逐步显现。

软件平台：与硬件设备相辅相成的是各类智能制造软件平台。这些平台通过集成物联网、大数据、云计算等先进技术，为制造企业提供从生产计划、执行监控到数据分析、优化决策等全方位的支持。工业互联网平台作为其中的代表，正成为连接设备、数据、应用和服务的关键枢纽。根据市场研究机构MarketsandMarkets的预测，全球工业互联网平台市场规模预计将在未来几年内以年均超过20%的速度增长，到2027年将达到数百亿美元。

中游：系统集成服务

智能制造系统集成服务是连接上下游的重要环节。这一环节的企业通过整合硬件设备、软件平台以及自身的专业知识和经验，为客户提供定制化的智能制造解决方案。这些解决方案往往涉及多个领域和技术的融合，需要系统集成商具备深厚的行业背景和技术实力。当前，国内外涌现出了一批优秀的智能制造系统集成商，如西门子、ABB、海尔智控等。他们凭借丰富的项目经验和强大的技术支撑，在智能制造领域占据了重要地位。

下游：制造业企业应用

智能制造的最终受益者是广大制造业企业。随着市场竞争的加剧和消费者需求的多样化，制造业企业越来越需要借助智能制造技术来提高生产效率、降低运营成本、提升产品质量和创新能力。从汽车、电子到航空航天、医疗等多个行业，智能制造技术正被广泛应用于生产线的智能化改造和新产品的研发制造中。据中国工程院发布的《中国制造业智能化发展白皮书》显示，近年来中国制造业智能化水平显著提升，智能制造装备和系统在重点行业的应用率逐年上升，有力推动了制造业的转型升级和高质量发展。

（二）市场容量分析

智能制造市场的容量巨大且持续增长。这主要得益于以下几个方面的因素：

全球制造业的转型升级：随着全球经济的持续发展和科技的不断进步，制造业正面临前所未有的转型升级压力。智能制造技术作为推动制造业转型升级的重要手段之一，其市场需求自然水涨船高。

政策支持与资金投入：各国政府纷纷出台政策措施以支持智能制造的发展，并投入大量资金用于技术研发、标准制定和市场推广。这些政策和资金的支持为智能制造市场的快速增长提供了有力保障。

技术进步与成本降低：随着技术的不断进步和规模效应的显现，智能制造装备和软件平台的制造成本逐渐降低，使得更多企业能够承担得起智能化改造的费用。同时，技术进步也推动了智能制造技术的普及和应用范围的拓展。

根据市场研究机构IDC的预测，到2025年全球智能制造市场规模将达到约4500亿美元，年复合增长率超过17%。其中，中国作为全球最大的制造业国家之一，其智能制造市场增长潜力尤为巨大。预计未来几年内，中国智能制造市场规模将保持高速增长态势，成为推动全球智能制造市场增长的重要力量。

（三）产业链上下游供需及竞争关系

上游供需关系：

在上游领域，智能制造硬件设备和软件平台市场呈现出供需两旺的态势。一方面，随着制造业转型升级的加速推进和智能制造技术的不断普及，市场需求持续增长；另一方面，国内外厂商纷纷加大研发投入和生产力度以满足市场需求。然而，值得注意的是由于技术门槛较高和市场集中度相对较低等原因，部分高端智能制造装备和软件平台仍面临供应不足的问题。

中游竞争态势：

中游的智能制造系统集成服务市场竞争激烈且充满挑战。一方面，随着市场需求的不断增长和应用场景的不断拓展，系统集成商需要不断提升自身的技术实力和服务水平以满足客户的多样化需求；另一方面，随着市场竞争的加剧和行业整合的加速推进，部分实力较弱的企业将面临被淘汰的风险。为了在激烈的市场竞争中立于不败之地，系统集成商需要不断加强技术创新和模式创新，提升自身的核心竞争力和市场占有率。

下游应用情况：

在下游领域，智能制造技术的应用范围日益广泛且深入。不同行业根据其特定的生产需求和技术特点发展出了各具特色的智能制造解决方案。例如，在汽车制造业中智能制造技术被广泛应用于冲压、焊装、涂装和总装等各个环节；在电子制造业中则更加注重自动化测试和智能化装配等环节。随着制造业的转型升级和智能制造技术的不断普及，下游应用需求将持续增长，推动整个智能制造产业链的持续繁荣。

竞争与合作并存

在智能制造行业的上下游之间，竞争与合作并存。上游供应商之间为了争夺市场份额和技术领先地位，不断进行技术创新和产品升级。同时，他们也需要与中游的系统集成商紧密合作，共同开发符合市场需求的智能制造解决方案。而中游的系统集成商之间，则通过提供差异化服务、优化解决方案以及加强客户关系管理等手段来竞争市场份额。然而，在面对大型复杂项目时，系统集成商之间也会选择合作，共同承担项目风险，共享项目收益。

此外，上下游企业之间还存在着一定的合作与互补关系。例如，上游的硬件设备供应商可能会与中游的系统集成商共同研发定制化产品，以满足特定客户的需求；而下游的制造业企业则可能会向上游供应商提出具体的技术要求或反馈使用中的问题，从而推动整个产业链的技术进步和产品升级。

创新驱动发展

在智能制造行业的上下游分析中，我们不难发现创新驱动是行业持续发展的核心动力。无论是上游的硬件设备与软件平台、中游的系统集成服务还是下游的制造业企业应用，都离不开技术的不断创新和升级。只有不断引入新技术、新工艺和新模式，才能推动整个产业链的持续优化和升级，提高生产效率、降低运营成本、提升产品质量和创新能力。

因此，对于智能制造行业的从业者而言，需要保持敏锐的市场洞察力和技术创新力，紧跟时代潮流和市场需求的变化趋势。同时还需要加强与其他企业和机构的合作与交流，共同推动整个行业的健康发展。

综上所述，智能制造行业的上下游之间形成了一个紧密相连、相互促进的生态系统。在这个系统中，上游的硬件设备与软件平台为中游的系统集成服务提供了坚实的基础支撑；中游的系统集成服务则通过整合上下游资源为客户提供定制化的智能制造解决方案；而下游的制造业企业则是智能制造技术的最终受益者和应用者。三者之间相互依存、相互促进共同推动着智能制造行业的持续繁荣和发展。未来随着技术的不断进步和市场需求的持续增长智能制造行业有望在全球范围内实现更加广阔的发展空间和更加美好的未来。

智能制造作为现代工业发展的重要方向，其发展不仅受到市场需求的驱动，更受到各国政府政策的有力支持。近年来，随着全球科技竞争的加剧和产业结构的不断升级，各国政府纷纷出台了一系列旨在促进智能制造发展的政策措施。以下是对2024年前国际与国内智能制造政策动向的深入分析。

1.国际政策动向

（1） 美国：战略引领，创新驱动

美国政府一直将智能制造视为重振制造业、保持全球经济领先地位的关键。自2011年提出“先进制造业伙伴计划”（AMP）以来，美国政府不断加大对智能制造的投入和支持力度。近年来，随着《美国制造业创新网络》（NNMI）、《确保美国未来先进制造业领导力战略》等政策的实施，美国政府进一步明确了智能制造的发展目标和路径。特别是在人工智能、大数据、云计算等前沿技术的推动下，美国政府积极推动制造业与信息技术的深度融合，力求打造具有全球竞争力的智能制造生态系统。

2024年，美国政府继续加大对智能制造的财政支持和税收优惠力度，鼓励企业加大研发投入和技术创新。同时，政府还加强与国际社会的合作与交流，共同推动智能制造标准的制定和推广，为全球智能制造的健康发展贡献力量。

（2） 德国：工业4.0战略深化

德国作为智能制造的先驱者，其“工业4.0”战略自2011年提出以来便受到了全球广泛关注。该战略旨在通过高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式，实现制造业的智能化转型。近年来，德国政府不断完善工业4.0的相关政策体系，包括制定行业标准、推动产学研合作、加强基础设施建设等。

2024年，德国政府进一步加大了对工业4.0的支持力度。一方面，政府加大了对中小企业在智能制造领域的扶持力度，鼓励其采用先进技术和设备实现转型升级；另一方面，政府还积极推动跨国企业与国际组织的合作与交流，共同探索智能制造的新模式和新业态。此外，德国政府还加强了对数字安全和数据隐私的保护力度，为智能制造的健康发展提供了坚实的法律保障。

（3） 欧盟：打造智能制造共同体

欧盟作为全球经济的重要一极，其智能制造政策也备受关注。近年来，欧盟通过制定一系列政策文件和行动计划来推动智能制造的发展。特别是《欧洲制造业2030战略》、《地平线欧洲》等政策的实施为欧盟智能制造的发展提供了有力支持。

2024年，欧盟进一步加快了智能制造的发展步伐。一方面，欧盟加强了对成员国在智能制造领域的政策协调和资金支持力度；另一方面，欧盟还积极推动跨国企业和科研机构之间的合作与交流共同打造具有全球竞争力的智能制造共同体。此外欧盟还加强了对新兴技术如人工智能、区块链等的监管和研究以确保其安全可控地为智能制造服务。

2.国内政策动向

智能制造领域覆盖产业链广泛，相关概念上市公司数量巨大，故仅对智能制造装备上市公司进行展示。