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2019-06-21 孙钢德、杨璐宁 阅读

政策、法规、知识

近年来,国家不断出台各种法律法规和政策支持高端装备制造行业健康、良性发展,高端智能制造装备制造业作为高端装备制造业的重点领域得到了国家政策的鼓励与大力支持。在政策的大力支持推动下,智能制造装备行业形成两大方向发展趋势:

第一,新技术不断地在高端智能制造中深度挖掘应用

在未来智能制造不断地将新技术应用到制造业中,与制造业进行深度融结合。这其中物联网与云计算、工业互联网、人工智能(AI)、3D打印、数控机床等新技术的作用将尤为凸显。在物联网、云计算方面,未来物联网与云计算将会更加广泛地部署到制造行业。传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术等物联网核心技术,将非常灵活地为客户打造“透明化生产、数字化车间、智能化工厂”,减少人工干预,提高工厂设施整体协作效率、提高产品质量一致性。

在人工智能方面,未来人工智能将更加广泛地应用到智能制造行业中。先进制造技术和人工智能技术深度融合,使得制造系统具备学习能力。通过深度学习、增强学习、迁移学习等技术的应用,智能制造将提升制造领域知识产生、获取、应用和传承的效率。在离线状态下,利用机器学习技术挖掘产品缺陷,形成控制规则;在在线状态下,通过增强学习技术和实时反馈,控制生产过程减少产品缺陷;同时集成专家经验,不断改进学习结果。2017年国务院发布的《新一代人工智能发展规划》提到,将全面推动人工智能与制造业的融合,解决中国制造业在推进智能化转型过程中面临的问题。当前,全球制造业市场竞争确实在加剧,中国需要抓住高端制造业。包括轨道交通装备、工业机器人、高端医疗器械和药品、高端船舶和海洋工程装备、新能源(电动)汽车、现代农业机械等高端制造业。

第二,智能制造生态系统协同发展

智能制造的实现是一个逐级推进的复杂工程,涉及设计、生产、物流、销售、服务等产品全生命周期,并涉及执行装备层、控制层、管理层、企业层、云服务层、网络层等企业系统架构,需要实现横向、纵向和端到端集成。限于资金投入不足、技术研发周期较长以及工艺壁垒较高等因素,单个系统解决方案商难以同时满足各个细分行业的智能制造发展需要,智能装备制造、物流仓储、软件专业企业或服务商间将不断加强协同创新,以强化智能制造系统解决方案供应能力智能制造将造就全新的业态,由多个提供单一产品或服务的供应商共同构建协作系统,形成融合发展的生态圈。

中国的高端智能制造行业还需继续挑战,需大力发展根据智能研发、智能生产、智能供应链、智能服务的顺序环节发展。

热点、趋势、动态

在我国,由于3D技术研究的比较晚,很多技术和设备需要引自发达国家,很大程度上限制了我国3D技术的发展,在使用3D打印机作业时,人工技术和材料的费用上都是一笔不小的开支,所以3D打印技术还没有进行广泛的普及,但是我国多所高校已经投入了人力和经费在3D打印技术的研发上,显示了我国对3D打印技术的重视。据Gartner Group(权威的信息技术研究和分析公司)称,3D打印具有巨大的潜力。预计总支出将在2020年以66.5%的年复合增长率增长至177亿美元,销售额超过210亿美元。Gartner还预测,到2020年,全球75%的制造业务将使用由内部或服务部门制造的3D打印工具和夹具来生产成品。此外,3D打印将使新产品的推出时间缩短25%。到2020年,企业3D打印机出货量的年复合增长率预计也将达到57.4%。据前瞻产业研究院发布的《3D打印产业市场需求与投资分析报告》数据显示,2014年国内3D打印市场规模约为47.4亿元,实现翻倍式增长。2015年我国3D打印市场规模达到78亿元。2017年我国3D打印产业规模达到173亿元,未来五年(2017-2021)年均复合增率约为41.36%,2021年产业规模将达到691亿元。

目前,3D技术能够在没有规模效益的低/中容量市场(如航天领域)中较好地发挥作用。从别的国家来看,美国在3D打印技术的应用方面已远超其他国家。日本、德国和中国分别位居第二、三、四位。3D打印技术的影响,还未扩散开来的原因是,在打印速度、材料可塑性、精确度以及操控方面还有待研究!就中国而言,成品制造服务将是增材制造产业链上最易快速发展的环节。国内增材制造应用渗透率与欧美相比差距显著,很重要的原因是,终端制造企业不熟悉增材制造的工艺,又不愿意花费高额资金投资设备,这为服务商提供了极大的市场机遇。在设备、材料等环节与国际技术水平差距较大的情况下,服务环节对基础性研究储备要求低,进入壁垒低,所需要的是对用户需求的发掘,这些符合本土企业的竞争优势。外资设备企业也希望利用国内本土服务商的渠道来推广其设备和工艺,提升增材制造在各个应用领域的渗透率。服务商将担任国内增材制造市场培育者、推动者的重要角色。

另外,用3D打印技术打印人类肾脏器官、房子和汉堡包(或其他食物)—飞机—都是当下非常活跃的研究课题,而且部分(如房子和汉堡包)已经研制成功了。3D打印技术有助于节省能源,降低能源强度。该技术可以简化生产过程,重复利用副产品,制造轻工业产品,减少运输需求,因此非常有利于生态环境的保护。

据中国报告大厅发布的《2015-2020年中国3D打印行业竞争格局及发展前景预测报告》显示,国内目前3D打印市场处于起步阶段,部分企业涉足3D 打印材料、打印系统重要零部件、打印整机、工业用品打印订单以及消费级打印门店等。随着3D打印在全球范围的快速发展,按照国内市场占全球规模的1/6(这一比例是国内众多产业规模的全球占比)的比例推测,国内3D打印市场规模在未来几年内将达到100 亿元左右,市场潜力巨大。随着宏观经济的稳定发展、网络和智能终端日益普及,凭借独特的增材制造理念与个性化生产优势,3D 打印将吸引众多用户,形成庞大的消费群体,3D打印行业也因此呈现出持续繁荣的发展态势,市场空间不断扩大,发展速度正在逐步加快。

上市公司/标杆企业分析

深圳市金石三维打印科技有限公司,致力于为细分行业提供高效3D打印解决方案。金石是首家在鞋模领域取得重大突破的3D打印企业,鞋模具行业占有率接近 90%,高韧性材料的应用,一键转换STL都是业内首创,使鞋模的开发成本、效 率等都得到了重大提高。同样,金石在手板、模型、医疗、汽车、灯饰、工业件、乐器、建筑、陶瓷洁具等领域取得重大突破。2018年销售额过亿元,研发出国内最大尺寸(1.7米双激光头SLA)光固化打印设备短短三年时间,金石成为国内工业级光固化3D打印机领军品牌,中国增速最快的SLA3D打印机公司。

2017年,金石推出耗时一年开发的“一键转换水密档”3D打印软件,解决了鞋模行业应用3D打印机面临的修图难题,让每只鞋模的绘图及修复时间缩短30%。标志着金石3D打印技术在前段设计、中段应用、后段处理的整体穿透。在其他细分行业,金石也秉持先挖掘行业痛点,提供应用方案,解决技术壁垒的模式,逐个市场层复制,形成不同行业不同3D打印解决方案的落地,产品开发效率提高5-50倍。医疗行业存在大量定制化的需求,而这恰恰是3D打印技术的优势所在。金石为医疗行业提供了术前模型、术中导板、术后恢复的解决方案,有效提高手术成功率和医患沟通效率。



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