目錄

一、引言

二、未來(lái)工廠的定義與特點(diǎn)

2.1未來(lái)工廠的定義

2.2未來(lái)工廠的特點(diǎn)

三、未來(lái)工廠的主要硬件設(shè)備

3.1工業(yè)機(jī)器人：國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人快速發(fā)力，向具身智能時(shí)代邁進(jìn)

3.2 PLC：整體國(guó)產(chǎn)化率較低，龍頭挺進(jìn)中大型PLC市場(chǎng)

3.3智能傳感器：國(guó)內(nèi)增速高于全球平均，MEMS和力矩傳感器值得關(guān)注

3.4智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備：國(guó)內(nèi)AGV/AMR保有量超40萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模強(qiáng)勁增長(zhǎng)

3.5數(shù)控機(jī)床：以精度和穩(wěn)定性提升為基，向智能機(jī)床轉(zhuǎn)型

四、未來(lái)工廠的核心工業(yè)軟件

4.1 ERP：制造業(yè)是最大下游市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為成熟

4.2 DCS：市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，中控技術(shù)市占率領(lǐng)先

4.3 MES：“新勢(shì)力”憑借云計(jì)算超越老牌廠商

4.4 PLM：國(guó)產(chǎn)廠商積極擁抱上云

五、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)：工業(yè)AI發(fā)展絕佳土壤，市場(chǎng)空間超萬(wàn)億

5.1我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)行業(yè)快速發(fā)展

5.2四類(lèi)參與者各具優(yōu)劣勢(shì)

六、工業(yè)AI掀起新一輪變革，數(shù)據(jù)與算法仍需積累和優(yōu)化

6.1 AI質(zhì)檢應(yīng)用較成熟

6.2工業(yè)大腦增速最快

6.3工業(yè)AI進(jìn)入大模型構(gòu)建階段

6.4數(shù)據(jù)和算法仍是AI應(yīng)用最大阻力

七、趨勢(shì)與展望

7.1工業(yè)軟件上云大勢(shì)所趨

7.2具身智能將顛覆未來(lái)工廠

7.3未來(lái)工廠將是多批次、小批量的柔性生產(chǎn)模式

7.4無(wú)論是軟件還是硬件，國(guó)產(chǎn)化仍有很長(zhǎng)的路要走

八、結(jié)語(yǔ)

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正文

一、引言

當(dāng)前，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略的重點(diǎn)。黨的二十大報(bào)告提出，堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，推進(jìn)新型工業(yè)化。而制造業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)與核心，政策的發(fā)布將推動(dòng)制造業(yè)整體持續(xù)向高端化、智能化、綠色化發(fā)展。

與此同時(shí)，隨著5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等一系列新興技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合，釋放出巨大能量，推動(dòng)中國(guó)制造逐步向中國(guó)智造跨越，一座座智能工廠、黑燈工廠、燈塔工廠拔地而起，見(jiàn)證我國(guó)制造業(yè)由大向強(qiáng)。

據(jù)工信部，我國(guó)深入實(shí)施制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型行動(dòng)，到2024年三季度末，已累計(jì)培育421家國(guó)家級(jí)智能制造示范工廠，建成萬(wàn)余家省級(jí)智能工廠，中國(guó)“燈塔工廠”總數(shù)已達(dá)72家，占全球42%。

2023年，第一財(cái)經(jīng)聯(lián)合各合作伙伴共同開(kāi)啟了數(shù)字中國(guó)行調(diào)研，探訪人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)對(duì)各行各業(yè)帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)方式轉(zhuǎn)變以及產(chǎn)業(yè)數(shù)字化帶來(lái)的投資價(jià)值提升。

2024年，第一財(cái)經(jīng)數(shù)字中國(guó)行第二季，繼續(xù)觀察、記錄與追問(wèn)，并將采訪、觀察、調(diào)研的結(jié)果記錄成冊(cè)，形成《2024年數(shù)字中國(guó)行年度報(bào)告》。

《2024年數(shù)字中國(guó)行年度報(bào)告》分為XPU、數(shù)據(jù)資產(chǎn)和未來(lái)工廠三部分。本篇“走進(jìn)未來(lái)工廠”，將重點(diǎn)記錄我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的脈絡(luò)，探索未來(lái)工廠的智造構(gòu)成，以及鋪設(shè)未來(lái)工廠智造之路的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)如何共同推動(dòng)行業(yè)智能化水平實(shí)現(xiàn)躍升。

二、未來(lái)工廠的定義與特點(diǎn)

2.1未來(lái)工廠的定義

“未來(lái)工廠”是基于智能制造的良好基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)、智能化生產(chǎn)、智慧化管理、協(xié)同化制造、綠色化制造、安全化管控和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益大幅提升的現(xiàn)代化工廠。這些工廠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)化延伸等新模式，提升企業(yè)價(jià)值鏈和核心競(jìng)爭(zhēng)力。

目前全球遍布大量智能工廠、黑燈工廠、燈塔工廠等具備高智能制造水平的工廠（以下統(tǒng)稱“智能工廠”），雖然智能制造水平不一，但基本存在上述“未來(lái)工廠”的特點(diǎn)。本文所討論的產(chǎn)業(yè)鏈軟硬件都是基于現(xiàn)有的智能工廠，而探索未來(lái)工廠時(shí)則更多著眼于未來(lái)。

2.2未來(lái)工廠的特點(diǎn)

未來(lái)工廠一般具備自動(dòng)化與信息化、系統(tǒng)集成、柔性生產(chǎn)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、快速響應(yīng)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、綠色生產(chǎn)等特點(diǎn)。

自動(dòng)化與信息化：未來(lái)工廠利用先進(jìn)的制造裝備等實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，并通過(guò)5G、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器及視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人工智能等信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的信息化。自動(dòng)化與信息化減少人工參與和人為錯(cuò)誤，大幅提高生產(chǎn)效率。

系統(tǒng)集成：未來(lái)工廠內(nèi)部的各個(gè)系統(tǒng)如生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)、物流運(yùn)輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、管理系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等，共同構(gòu)成全面、智能化的生產(chǎn)環(huán)境。這些系統(tǒng)通過(guò)信息共享和協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的高效管理和控制。

柔性生產(chǎn)：“柔性”是指對(duì)市場(chǎng)需求量、產(chǎn)品構(gòu)成和產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面快速變化的適應(yīng)能力。柔性生產(chǎn)，是指主要依靠有高度柔性的以計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床為主的制造設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)多品種、小批量的生產(chǎn)方式，能夠迅速調(diào)整生產(chǎn)流程、產(chǎn)品種類(lèi)及產(chǎn)量，以低成本、高效率響應(yīng)市場(chǎng)多樣化需求的生產(chǎn)方式。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：通過(guò)生產(chǎn)制造全過(guò)程、全產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)的自動(dòng)流動(dòng)不斷優(yōu)化制造資源的配置效率，以提高制造業(yè)全要素生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)更好質(zhì)量、更低成本、更快交付、更高滿意度。

快速響應(yīng)：未來(lái)工廠能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)需求變化，通過(guò)靈活的生產(chǎn)調(diào)度和優(yōu)化，迅速調(diào)整生產(chǎn)模式和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，滿足客戶的個(gè)性化需求。

預(yù)測(cè)性維護(hù)：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，未來(lái)工廠能夠預(yù)測(cè)設(shè)備的維護(hù)需求，從而減少設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備運(yùn)行效率。

綠色生產(chǎn)：未來(lái)工廠能夠通過(guò)管理和技術(shù)，實(shí)施工業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程污染控制，使污染物的產(chǎn)生量最少化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)能源的高效利用和環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)廢料的回收和再利用，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

三、未來(lái)工廠的主要硬件設(shè)備

3.1工業(yè)機(jī)器人：國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人快速發(fā)力，向具身智能時(shí)代邁進(jìn)

作為“制造業(yè)皇冠上的明珠”之一，工業(yè)機(jī)器人在AI時(shí)代正在向具身智能邁進(jìn)。

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO8373:2021的定義，工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程、多用途的操作裝置，可對(duì)三個(gè)或三個(gè)以上軸進(jìn)行編程，既可固定在原地，又可固定在移動(dòng)平臺(tái)上，用于工業(yè)環(huán)境中的自動(dòng)化應(yīng)用。

中國(guó)是工業(yè)機(jī)器人的全球最大市場(chǎng)，安裝量占據(jù)全球總量的半壁江山。目前，國(guó)內(nèi)制造廠商正在持續(xù)提升自主創(chuàng)新能力，縮小與海外領(lǐng)先企業(yè)的差距。放眼全球，工業(yè)機(jī)器人正持續(xù)提升智能特性，向具身智能工業(yè)機(jī)器人邁進(jìn)，而這將是一場(chǎng)新的變革。

3.1.1中國(guó)是工業(yè)機(jī)器人全球最大市場(chǎng)

按照功能劃分，工業(yè)機(jī)器人可分為包裝、上下料、噴涂、物料搬運(yùn)、焊接、打磨、碼垛、裝配等機(jī)器人。物料搬運(yùn)、焊接、裝配機(jī)器人是應(yīng)用最多的三個(gè)領(lǐng)域。

國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）發(fā)布的《2024世界機(jī)器人報(bào)告》顯示，2023年，全球有約428萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人在工廠運(yùn)行，同比增長(zhǎng)10%，全球工業(yè)機(jī)器人參與自動(dòng)化生產(chǎn)的數(shù)量創(chuàng)歷史新高。2023年的年安裝量達(dá)到541302臺(tái)，位居歷史第二，僅比2022年創(chuàng)紀(jì)錄的552946臺(tái)安裝量低2%，連續(xù)第三年超過(guò)50萬(wàn)臺(tái)。在2023年新部署的工業(yè)機(jī)器人中，有70%在亞洲，17%在歐洲，10%在美洲。

根據(jù)IFR，中國(guó)是目前工業(yè)機(jī)器人的全球最大市場(chǎng)。2023年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人保有量約180萬(wàn)臺(tái)，是世界上第一個(gè)也是唯一一個(gè)擁有如此龐大工業(yè)機(jī)器人保有量的國(guó)家。

2023年中國(guó)共安裝276288臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，占全球安裝總量的51%。這一結(jié)果是有史以來(lái)第二高的水平（2022年中國(guó)安裝290144臺(tái)）。IFR預(yù)計(jì)，2024年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人需求量將加速增長(zhǎng)；長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，中國(guó)制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人需求仍有很大的增長(zhǎng)潛力，在2027年之前，年均增長(zhǎng)率有望達(dá)到5%-10%。

從下游應(yīng)用來(lái)看，MIR睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，光伏、汽車(chē)電子、半導(dǎo)體等領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人出貨量增速最快。

3.1.2國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人市占率趨升

全球工業(yè)機(jī)器人主要由日本發(fā)那科（FANUC）、日本安川電機(jī)（Yaskawa）、德國(guó)庫(kù)卡（被美的收購(gòu)）、瑞士ABB主導(dǎo)，“四大家族”憑借在機(jī)器人核心技術(shù)領(lǐng)域的深厚積淀，也一度把控著中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的大部分份額。

不過(guò)，隨著國(guó)產(chǎn)廠商如埃斯頓（002747.SZ）、匯川技術(shù)（300124.SZ）等興起，“四大家族”近年在中國(guó)市場(chǎng)的占有率有所下滑，從70%下滑至40%左右。根據(jù)MIR睿工業(yè)、CRIA數(shù)據(jù)，2023年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人國(guó)產(chǎn)化率達(dá)45%，同比提升9個(gè)百分點(diǎn)。

根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023年，埃斯頓工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額約為8.5%，匯川技術(shù)約為6.5%，分別位居第二、四名。

“需要承認(rèn)的是，雖然中國(guó)是工業(yè)機(jī)器人的全球最大市場(chǎng)，但國(guó)產(chǎn)廠商主要占據(jù)中低端市場(chǎng)，高端市場(chǎng)仍以國(guó)際品牌為主。”具身智能機(jī)器人企業(yè)中科光電創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)吳易明在接受第一財(cái)經(jīng)采訪時(shí)表示。

吳易明認(rèn)為，國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，首先是要提升核心零部件的國(guó)產(chǎn)化能力。

工業(yè)機(jī)器人的核心零部件包括控制器、伺服系統(tǒng)、減速器，這些決定了工業(yè)機(jī)器人的精度、穩(wěn)定性、負(fù)荷能力等重要性能指標(biāo)。其中，控制器是工業(yè)機(jī)器人的“大腦”，一般占總成本的15%左右；伺服系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的“動(dòng)力源”，一般占總成本的20%左右；減速器是工業(yè)機(jī)器人的“關(guān)節(jié)”，一般占總成本的35%左右。

據(jù)悉，由于核心零部件的生產(chǎn)技術(shù)壁壘較高，大多關(guān)鍵技術(shù)被少數(shù)公司壟斷，使得國(guó)內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)商在采購(gòu)時(shí)議價(jià)能力不足，采購(gòu)價(jià)格較高。

“據(jù)我了解，控制器、伺服系統(tǒng)、減速器的國(guó)產(chǎn)化率都在10%~20%。”吳易明告訴第一財(cái)經(jīng)，核心零部件的迭代處于線性發(fā)展階段，國(guó)產(chǎn)品牌正在不斷替代海外品牌的市場(chǎng)份額，這個(gè)趨勢(shì)已經(jīng)非常明顯。

隨著國(guó)內(nèi)廠商技術(shù)逐步積累進(jìn)步，目前控制系統(tǒng)與海外產(chǎn)品的差距在逐步縮小。國(guó)內(nèi)部分廠商自主研發(fā)了自家的控制系統(tǒng)，包括埃斯頓、華中數(shù)控、新時(shí)達(dá)、廣州數(shù)控、匯川技術(shù)等，也誕生了一批專(zhuān)業(yè)的控制系統(tǒng)服務(wù)商如固高科技、英威騰、卡諾普等。

在伺服系統(tǒng)領(lǐng)域，匯川技術(shù)在年報(bào)中表示其2023年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額達(dá)28.2%。

埃斯頓告訴第一財(cái)經(jīng)，公司擁有完全自主化的機(jī)器人控制器、操作系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)三大核心技術(shù)，機(jī)器人核心部件自主化率已經(jīng)達(dá)到90%以上，擁有覆蓋3-700kg負(fù)載的87款工業(yè)機(jī)器人，機(jī)器人品類(lèi)數(shù)量位列全球第二，出貨量位列國(guó)產(chǎn)第一。

3.1.3工業(yè)機(jī)器人向具身智能邁進(jìn)

“創(chuàng)新能力是工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。”吳易明表示，國(guó)內(nèi)機(jī)器人廠商總體上都在拼成本和營(yíng)銷(xiāo)能力，缺乏技術(shù)創(chuàng)新；國(guó)際范圍內(nèi)，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)至少停滯了二十年，在用途沒(méi)有大幅擴(kuò)大的情況下，需求端已開(kāi)始飽和。這兩點(diǎn)造成了國(guó)內(nèi)機(jī)器人廠商盈利難的局面。

目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人頭部廠商埃斯頓、匯川技術(shù)已實(shí)現(xiàn)盈利，機(jī)器人（300024.SZ）2023年扣非凈利潤(rùn)仍然為負(fù)、埃夫特（688165.SH）2023年暫未實(shí)現(xiàn)盈利。

“最關(guān)鍵的就是要提高工業(yè)機(jī)器人的智能特性，具身智能理論和技術(shù)的突破將引領(lǐng)機(jī)器人智能特性跨越發(fā)展。”吳易明表示，智能特性的核心是視覺(jué)感知與工業(yè)機(jī)器臂運(yùn)動(dòng)的融合，由大腦基于結(jié)構(gòu)和空間感知、測(cè)量信息指揮機(jī)械臂的操控做業(yè)，以破除傳統(tǒng)認(rèn)知中機(jī)械臂本體的主體地位。具身智能機(jī)器人由智能算法驅(qū)動(dòng)，基于智能算法的智能機(jī)器人是由大腦指揮手，而不是把大腦、眼睛鑲嵌在手上。隨著智能性的發(fā)展，未來(lái)的工業(yè)機(jī)器人將能夠面對(duì)更有挑戰(zhàn)性的場(chǎng)景。

根據(jù)中科光電對(duì)具身智能的定義，“具身智能”是指主體（機(jī)器）在自體、對(duì)象與環(huán)境等要素間相互作用（信息感知、轉(zhuǎn)化和響應(yīng)）的過(guò)程中建構(gòu)符合各要素物理實(shí)存及其關(guān)系演化趨勢(shì)的認(rèn)知模型，達(dá)成問(wèn)題解決或價(jià)值實(shí)現(xiàn)的人工智能方法。

吳易明解釋稱，在具身智能下，大腦基于眼睛感知能力，指揮機(jī)械手做不同工件，不是識(shí)別工件（標(biāo)記信息）后根據(jù)人為不同工件設(shè)定好的不同工件的程序執(zhí)行任務(wù)，而是有眼睛感知到工件后，基于自主理解的任務(wù)要求，智能分析工件的結(jié)構(gòu)，各要素空間關(guān)系，再自主生成工藝、動(dòng)作和各種運(yùn)動(dòng)參數(shù)，甚至進(jìn)行交互和迭代，實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)。“這樣的機(jī)器人就類(lèi)似于一個(gè)熟練工，拿到了工件的圖紙，知曉任務(wù)目標(biāo)就能干了。”

不過(guò)，吳易明認(rèn)為，世界范圍內(nèi)的現(xiàn)有所有工業(yè)機(jī)器人都沒(méi)有達(dá)到所謂的智能突破。“我們?cè)诰呱碇悄苌系耐黄剖俏ㄒ坏摹Ｎ覀兓诂F(xiàn)代數(shù)學(xué)方法（微分幾何、拓?fù)?、群論等）?gòu)建全新的智能理論底層算法架構(gòu)，基于小樣本數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精細(xì)識(shí)別，是智能裝備和智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主識(shí)別、自主移動(dòng)、自適應(yīng)作業(yè)的根技術(shù)。”

吳易明介紹稱，在民用領(lǐng)域，目前中科光電“仝人”系列已產(chǎn)出智能焊接機(jī)器人，能夠自主識(shí)別多品種小批量工件，自主規(guī)劃復(fù)雜作業(yè)軌跡及形成機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)程序，目前總出貨量在50臺(tái)套左右；軍工領(lǐng)域預(yù)計(jì)今年能夠形成7000萬(wàn)~1億元營(yíng)收，相關(guān)技術(shù)突破在國(guó)家重大任務(wù)中已經(jīng)得到驗(yàn)證。

3.2 PLC：整體國(guó)產(chǎn)化率較低，龍頭向中大型市場(chǎng)邁進(jìn)

PLC，可編程邏輯控制器，主要由CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出換口和電源等組成，是一種使用可編程存儲(chǔ)器儲(chǔ)存指令，執(zhí)行邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與計(jì)算等功能，并通過(guò)模擬或數(shù)字輸入/輸出組件控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的裝置，是工業(yè)裝備、生產(chǎn)系統(tǒng)、重大基礎(chǔ)設(shè)施的核心控制設(shè)備。

3.2.1中大型PLC進(jìn)入壁壘高

根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)（輸入/輸出端子的個(gè)數(shù)）多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類(lèi)：

小型PLC，I/O總點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)，采用8位或16位單CPU，用戶存儲(chǔ)器容量4KB以下。

中型PLC，I/O總點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)~2048點(diǎn)之間，采用雙CPU，用戶存儲(chǔ)器容量4~16KB。

大型PLC，I/O總點(diǎn)數(shù)大于2048點(diǎn)，采用16位、32位多CPU，用戶存儲(chǔ)器容量16KB以上。

小型PLC技術(shù)難度相對(duì)較低，但競(jìng)爭(zhēng)激烈，中大型PLC則具備更高進(jìn)入壁壘。

首先，中大型PLC技術(shù)難度較大，對(duì)平臺(tái)穩(wěn)定性的要求高；其次，中大型PLC需要具備一定的與周邊設(shè)備的組網(wǎng)/組態(tài)能力，在與下游廠商合作的時(shí)候還會(huì)涉及到數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。

此外，PLC是一個(gè)需要二次編程的產(chǎn)品。例如，用PLC實(shí)現(xiàn)鋰電池設(shè)備的自動(dòng)化操作時(shí)，需要鋰電池生產(chǎn)設(shè)備廠商根據(jù)鋰電池設(shè)備的工藝要求，在PLC底層編程軟件（PLC廠商完全自主開(kāi)發(fā)，或是在Codesys編程環(huán)境基礎(chǔ)上二次開(kāi)發(fā)的軟件）基礎(chǔ)上，用梯形圖再次開(kāi)發(fā)出面向用戶的程序。編程軟件的易用性和客戶使用時(shí)的熟悉程度是帶來(lái)用戶粘性的重要因素。

因此，嵌入式軟件是PLC的核心，包括底層軟件和編程環(huán)境。國(guó)內(nèi)和海外大部分自動(dòng)化廠商，在研發(fā)中大型PLC產(chǎn)品時(shí)，通常會(huì)選擇使用德國(guó)3S-smart公司的Codesys工業(yè)自動(dòng)化底層開(kāi)發(fā)軟件。而專(zhuān)注于小型PLC的廠商，通常有自主研發(fā)的底層編程平臺(tái)。

因此，技術(shù)壁壘、用戶粘性、產(chǎn)品穩(wěn)定性等共同構(gòu)筑了中大型PLC廠商寬闊的護(hù)城河。

3.2.2 PLC市場(chǎng)規(guī)模與國(guó)產(chǎn)化率

工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)按下游行業(yè)可分為項(xiàng)目型市場(chǎng)與OEM型市場(chǎng)，項(xiàng)目型市場(chǎng)代表性行業(yè)包括化工、市政及公共設(shè)施、石化、冶金等，OEM型市場(chǎng)代表性下游行業(yè)包括機(jī)床、電子及半導(dǎo)體、食品飲料、包裝等。

一般來(lái)說(shuō)，PLC與下游行業(yè)在一定程度上相互綁定，且伴隨下游行業(yè)的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，與其下游行業(yè)的增速呈現(xiàn)高度相關(guān)性。其中，小型PLC一般應(yīng)用于OEM市場(chǎng)，中大型PLC主要面向項(xiàng)目型市場(chǎng)，具備強(qiáng)大的計(jì)算能力、處理能力、控制能力和通訊能力，從而實(shí)現(xiàn)大型項(xiàng)目的統(tǒng)一控制。

市場(chǎng)規(guī)模方面，根據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2023年國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)規(guī)模約160億元，同比下降5.5%，其中大中型PLC市場(chǎng)小幅增長(zhǎng)，小型PLC市場(chǎng)下滑12.3%，預(yù)計(jì)2024年大中型PLC市場(chǎng)增長(zhǎng)率仍將略高于小型PLC。

國(guó)產(chǎn)化率方面，PLC國(guó)產(chǎn)化率在工控產(chǎn)品中最低。根據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)仍以外資品牌為主，尤其是大型PLC，外資占據(jù)90%以上的中國(guó)市場(chǎng)。

3.2.3國(guó)內(nèi)龍頭向中大型PLC市場(chǎng)邁進(jìn)

從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，歐美廠商在全球中大型PLC市場(chǎng)具備強(qiáng)話語(yǔ)權(quán)，日系、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)廠商深耕中小型PLC市場(chǎng)，德國(guó)西門(mén)子、美國(guó)羅克韋爾、日本三菱電機(jī)是全球PLC市場(chǎng)三巨頭。

中國(guó)市場(chǎng)方面，根據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2024年上半年，小型PLC產(chǎn)品市場(chǎng)中，市場(chǎng)份額前三位分別是西門(mén)子39.3%、匯川技術(shù)13.7%，信捷電氣8.2%。

國(guó)產(chǎn)中大型PLC目前市占率較低，不過(guò)，以寶信軟件為代表的工業(yè)軟件龍頭，經(jīng)過(guò)多年布局，已具備從小型PLC向中大型PLC進(jìn)軍的實(shí)力。

2021年，寶信軟件自研大型PLC初代產(chǎn)品問(wèn)世；2024年9月20日，寶信軟件全棧自主可控PLC系列產(chǎn)品T3、T4發(fā)布，除了性能指標(biāo)有所提升外，最大亮點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了從操作系統(tǒng)、運(yùn)行時(shí)軟件到編程環(huán)境的全棧自研。

同時(shí)，寶信軟件還推出了天行IDE（集成開(kāi)發(fā)環(huán)境）和天行DSF（數(shù)字工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)），前者是國(guó)內(nèi)首套面向大型PLC的云原生開(kāi)發(fā)平臺(tái)，具備開(kāi)放式平臺(tái)架構(gòu)，可集成第三方應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)快速部署；后者主要為參與制造的各個(gè)系統(tǒng)提供去中心化的運(yùn)行環(huán)境，助力天行PLC為核心的各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與無(wú)縫交流。

長(zhǎng)江證券認(rèn)為，天行IDE+天行DSF有望為下游客戶打造全域互通，數(shù)實(shí)融合的工業(yè)控制環(huán)境，便于快速應(yīng)用及二次開(kāi)發(fā)，是寶信生態(tài)建設(shè)的巨大進(jìn)步。

 

傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。因此，傳感器是軟件控制和硬件零部件的橋梁，是物理世界與數(shù)字世界的接口，是實(shí)現(xiàn)具身智能的關(guān)鍵。

智能傳感器是集傳感器、通信芯片、微處理器、驅(qū)動(dòng)程序、軟件算法等于一體的系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品，相比普通傳感器的信息采集精密度更高且成本低、功能多樣，具有編程自動(dòng)化能力。

在工業(yè)制造領(lǐng)域，智能傳感器應(yīng)用廣泛，如測(cè)量各種工藝變量，溫度、液位、壓力、流量等。未來(lái)，工業(yè)傳感器在智能工廠及人形機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用將不斷深化。頭豹研究院認(rèn)為，在未來(lái)工業(yè)制造的愿景里，智能傳感器將結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)，將人機(jī)連接突破物理和材料科學(xué)的限制，提高工程效率和產(chǎn)量。

3.3.1智能傳感器的分類(lèi)

智能傳感器按照被測(cè)量可分為物理量智能傳感器、化學(xué)量智能傳感器、生物量智能傳感器三大類(lèi)。

物理量傳感器的工作原理通?；谖锢硇?yīng)，如光電效應(yīng)、壓電效應(yīng)、磁致伸縮現(xiàn)象、熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等，被測(cè)物理量可簡(jiǎn)單歸納為力、熱、聲、光、電、磁六大類(lèi)。

化學(xué)量傳感器能夠感知環(huán)境中特定化學(xué)成分的存在和濃度，并將這些化學(xué)信息轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電信號(hào)，主要包括氣體傳感器、濕度傳感器、離子傳感器等。

生物量傳感器結(jié)合了生物敏感元件（如抗體、酶、核酸、細(xì)胞等）和信號(hào)轉(zhuǎn)換器來(lái)檢測(cè)目標(biāo)物質(zhì)的存在和數(shù)量，包括生化量傳感器和生理量傳感器。

3.3.2國(guó)內(nèi)智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模逾1500億元

根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2023年全球智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約468.9億美元，2019-2023年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)10.01%。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2024年全球智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到520.4億美元。

中國(guó)市場(chǎng)方面，中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2023年中國(guó)智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模為1336.2億元，近五年年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)15.96%，預(yù)計(jì)2024年中國(guó)智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1551.2億元。

市場(chǎng)結(jié)構(gòu)方面，目前中國(guó)智能傳感器市場(chǎng)產(chǎn)品以MEMS傳感器和CIS圖像傳感器為主，占比分別為29.7%和26.5%，市占總和超過(guò)一半。

從應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)看，汽車(chē)電子行業(yè)仍是收入占比最大的行業(yè)市場(chǎng)，占比約為24.1%；其次為工業(yè)制造和消費(fèi)電子領(lǐng)域，市場(chǎng)占比分別達(dá)到22.0%和19.6%；網(wǎng)絡(luò)通信和醫(yī)療電子分別占比17.6%、9.7%。

3.3.3 MEMS和力矩傳感器值得關(guān)注

當(dāng)前，MEMS傳感器發(fā)展迅速，是傳感器主要技術(shù)趨勢(shì)。

MEMS，即微機(jī)電系統(tǒng)，是利用大規(guī)模集成電路制造技術(shù)和微加工技術(shù)，把微傳感器、微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)、信號(hào)處理與控制電路、電源以及通信接口等集成在一片或者多片芯片上的微型器件或系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)工藝制造的傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化等特點(diǎn)。

機(jī)器人用力矩傳感器也將迎來(lái)發(fā)展新浪潮。

力矩傳感器能夠感知并測(cè)量機(jī)械部件的扭轉(zhuǎn)力矩，將物理變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的精確控制至關(guān)重要。

其中，六維力傳感器能夠同時(shí)測(cè)量沿三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力和繞三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力矩，是維度最高的力傳感器，能夠給出最全面的力覺(jué)信息。相較于低維力傳感器，六維力傳感器的技術(shù)難度和使用難度高，但對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的智能裝配非常重要。

3.4 智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備：國(guó)內(nèi)AGV/AMR保有量超40萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模強(qiáng)勁增長(zhǎng)

智能倉(cāng)儲(chǔ)能夠降低工廠物流倉(cāng)儲(chǔ)的成本，提高效率，在未來(lái)工廠中具有廣泛的應(yīng)用前景。目前各類(lèi)智能倉(cāng)儲(chǔ)裝備已基本實(shí)現(xiàn)從入庫(kù)到存儲(chǔ)再到出庫(kù)的全流程覆蓋。

據(jù)悉，智能倉(cāng)儲(chǔ)裝備主要由搬運(yùn)系統(tǒng)、存取系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和分揀系統(tǒng)組成。其中，搬運(yùn)系統(tǒng)的核心設(shè)備是AGV；存取系統(tǒng)的核心設(shè)備是堆垛機(jī)和立體庫(kù)高位貨架；輸送系統(tǒng)的核心設(shè)備是穿梭機(jī)、輸送機(jī)和EMS；分揀系統(tǒng)的核心設(shè)備是分揀機(jī)。

根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，目前我國(guó)智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備的滲透率程度普遍較低。其中，AGV滲透率最高，達(dá)29%，其次為機(jī)器人手臂、智能存儲(chǔ)設(shè)備、智能分揀設(shè)備、智能裝卸設(shè)備，占比分別為26.7%、19.8%、11.9%、11.8%。

AGV，即移動(dòng)機(jī)器人，又稱自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)，是一種裝備有自動(dòng)導(dǎo)引設(shè)備的無(wú)人駕駛自動(dòng)化車(chē)輛，一般以磁條、軌道或激光等方式進(jìn)行導(dǎo)航，并沿預(yù)定路徑行駛來(lái)完成特定的運(yùn)輸任務(wù)。

AGV具有高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，其系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)行靈活，能夠更改路徑以適應(yīng)不同的工作環(huán)境；配備了高速無(wú)線通訊及高精度導(dǎo)航系統(tǒng)，具備完善的自診斷能力，能與上級(jí)信息管理系統(tǒng)銜接。

3.4.1中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模強(qiáng)勁增長(zhǎng)

據(jù)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)QYResearch數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2030年全球AGV市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到72.8億美元，未來(lái)幾年CAGR為12.8%。

另?yè)?jù)CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、新戰(zhàn)略移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計(jì)，從2015年至2023年，中國(guó)市場(chǎng)移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）產(chǎn)業(yè)規(guī)模CAGR達(dá)43.18%；2023年，中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）銷(xiāo)售規(guī)模212億元，同比增長(zhǎng)14.59%；銷(xiāo)售數(shù)量12.5萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)34.41%。從市場(chǎng)保有量來(lái)看，2023年中國(guó)AGV/AMR市場(chǎng)保有量已超過(guò)40萬(wàn)臺(tái)。

3.4.2 A股主要AGV廠商

根據(jù)QYResearch，全球范圍內(nèi)AGV生產(chǎn)商主要包括Dematic（德馬泰克）、Daifuku（大福公司）、Toyota Industries Corporation（豐田工業(yè)）、Swisslog（瑞仕格）、Rocla（歐克拉）、SSISchaefer（勝斐邇）、新松機(jī)器人、Meidensha（明電舍）、華曉精密、嘉騰機(jī)器人等。2023年，全球前十強(qiáng)廠商占有大約35.0%的市場(chǎng)份額。

AGV主要由驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)、導(dǎo)引三部分組成，最主要的成本集中于減速器、伺服系統(tǒng)、控制器等核心零部件上。減速器、伺服系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制器三者的成本合計(jì)超過(guò)70%。

中游 AGV 本體制造環(huán)節(jié)對(duì)于成本管控及上游核心零部件、軟件等要求較高，國(guó)產(chǎn) AGV 大部分核心零部件依賴海外進(jìn)口。A股市場(chǎng)AGV本體企業(yè)包括中科微至、諾力股份、井松智能、機(jī)科股份、機(jī)器人等。

3.5高端數(shù)控機(jī)床：以精度和穩(wěn)定性提升為基，向智能機(jī)床轉(zhuǎn)型

作為制造機(jī)器的機(jī)器，機(jī)床在制造業(yè)中扮演著重要角色。機(jī)床能夠?qū)饘?、其他材料的坯料或工件進(jìn)行加工，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量，又被稱為“工業(yè)母機(jī)”。

數(shù)控機(jī)床是用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床，是高效率、高精度、高柔性和高自動(dòng)化的現(xiàn)代機(jī)電一體化設(shè)備。

整體來(lái)看，一方面，我國(guó)機(jī)床的數(shù)控率仍有較大提升空間；另一方面，目前我國(guó)低端數(shù)控機(jī)床基本達(dá)到自給自足，中端數(shù)控機(jī)床基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，但高端數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率仍處于較低水平。以科德數(shù)控、華中數(shù)控、中科微精、海天精工、紐威數(shù)控、宇環(huán)數(shù)控等為首的企業(yè)正不斷向高端機(jī)床市場(chǎng)探索。

3.5.1國(guó)內(nèi)機(jī)床數(shù)控化率有待提升

中國(guó)是全球最大的機(jī)床制造國(guó)和機(jī)床消費(fèi)國(guó)。根據(jù)德國(guó)機(jī)床制造商協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)機(jī)床產(chǎn)值約1818億元，世界占比32.0%；機(jī)床消費(fèi)額約1839.2億元，世界占比32.2%；機(jī)床產(chǎn)值、銷(xiāo)售額均為世界第一。

機(jī)床主要包括金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)床和特種加工機(jī)床。

以金屬切削機(jī)床為例（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局只統(tǒng)計(jì)金屬切削機(jī)床），根據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)，近年來(lái)，我國(guó)金屬切削機(jī)床年市場(chǎng)規(guī)模為800億~1100億元，2023年約為808億元。2023年，中國(guó)金切機(jī)床出口額達(dá)到119.5億元，2019年~2023年年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)30%，預(yù)計(jì)2024年出口額將達(dá)到150億元，2025年還將繼續(xù)增長(zhǎng)。

金屬切削機(jī)床周期性變動(dòng)特征極為顯著，通常表現(xiàn)為每10年一個(gè)大周期，3-4年一個(gè)小周期，2023、2024年處于大周期換機(jī)潮的末尾，波動(dòng)周期的起點(diǎn)。從機(jī)床的使用年限來(lái)看，MIR睿工業(yè)預(yù)計(jì)未來(lái)十年（2024-2034年）國(guó)內(nèi)市場(chǎng)將進(jìn)入一個(gè)新的上行周期，2024-2028年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將在2%左右。

自2020年以來(lái)，我國(guó)機(jī)床的國(guó)產(chǎn)化率顯著提升，其中2020年增長(zhǎng)速度最快，較2019年提升了4個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)，截至2023年，中國(guó)機(jī)床的國(guó)產(chǎn)化率已提升至55%。

不過(guò)我國(guó)的機(jī)床數(shù)控率仍有較大提升空間。據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2023年金屬切削機(jī)床數(shù)控化率為45.5%。日本機(jī)床數(shù)控化率維持在80%以上，美國(guó)和德國(guó)機(jī)床數(shù)控化率均超過(guò)70%。

國(guó)務(wù)院在2024年初印發(fā)的《推動(dòng)大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新的行動(dòng)方案》提出，要深入推進(jìn)機(jī)床等傳統(tǒng)設(shè)備再制造，到2027年，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)工具普及率、關(guān)鍵工序數(shù)控化率分別超過(guò)90%、75%。

3.5.2國(guó)內(nèi)高檔數(shù)控機(jī)床爬坡邁坎

數(shù)控機(jī)床分為低檔、中檔和高檔數(shù)控機(jī)床，“國(guó)內(nèi)低檔數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)能比較過(guò)剩，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力較大，大家都在拼成本和效率；加工質(zhì)量和精度較高的高檔數(shù)控機(jī)床，國(guó)內(nèi)與海外的整體差距在不斷縮小，超快激光微加工等部分細(xì)分領(lǐng)域甚至已經(jīng)實(shí)現(xiàn)趕超。”聚焦超快激光加工數(shù)控機(jī)床的中科微精創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)王自告訴第一財(cái)經(jīng)，“尤其是在復(fù)雜曲面上加工的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品。”

據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床2023年國(guó)產(chǎn)化率約為6%。

我國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)大致可以分為三個(gè)梯隊(duì)：一是以DMG、山崎馬扎克、牧野等為代表的國(guó)際性機(jī)床企業(yè)，占據(jù)了高檔市場(chǎng)大部分份額；二是以濟(jì)南二機(jī)床、上海機(jī)床、秦川機(jī)床、海天精工、紐威數(shù)控、科德數(shù)控、宇環(huán)數(shù)控等為代表的大型國(guó)有企業(yè)及部分具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的民營(yíng)企業(yè)，主要占據(jù)中端市場(chǎng)；三是由眾多中小企業(yè)組成的低端市場(chǎng)。

據(jù)悉，目前五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)代表機(jī)床領(lǐng)域的最高技術(shù)水平，是進(jìn)行復(fù)雜曲面加工的理想機(jī)器。

五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床相比于傳統(tǒng)的三軸、四軸數(shù)控機(jī)床，最顯著的特點(diǎn)就是多軸聯(lián)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)五個(gè)軸同時(shí)聯(lián)動(dòng)，包括X、Y、Z軸以及兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。這種多軸聯(lián)動(dòng)的結(jié)構(gòu)使五軸數(shù)控機(jī)床能夠在更多的方向上進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的加工任務(wù)，是解決航天、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪、葉盤(pán)、葉片、船用螺旋槳等關(guān)鍵工業(yè)產(chǎn)品切削加工的唯一手段。

中國(guó)五軸機(jī)床主要集中在航空航天、軍事、模具、汽車(chē)、船舶等行業(yè)，目前國(guó)內(nèi)需求持續(xù)增長(zhǎng)，MIR睿工業(yè)預(yù)計(jì)，2024年中國(guó)五軸加工中心市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)百億元，2028年之后或?qū)⑦~向200億元，進(jìn)入新一輪增長(zhǎng)階段，未來(lái)五年內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)。

隨著北京精雕、科德數(shù)控、上海拓璞、埃弗米等企業(yè)技術(shù)能力的不斷提升，國(guó)產(chǎn)廠商逐步打開(kāi)五軸市場(chǎng)。其中，科德數(shù)控五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床早期進(jìn)入航空航天領(lǐng)域，近幾年拓展民用領(lǐng)域，其投資者交流紀(jì)要顯示，國(guó)內(nèi)新增訂單中，民用領(lǐng)域收入占比約30%-40%，數(shù)量占比超過(guò)70%。

3.5.3提升精度和穩(wěn)定性，向智能機(jī)床邁進(jìn)

實(shí)現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床的更多突破，提升精度是關(guān)鍵，而上游核心零部件的精度及可靠性對(duì)機(jī)床性能影響較大。數(shù)控機(jī)床核心零部件主要包括數(shù)控系統(tǒng)、編碼器、光柵尺、滾珠絲杠、主軸、導(dǎo)軌、轉(zhuǎn)臺(tái)等。

在軟件方面，開(kāi)源證券認(rèn)為，國(guó)產(chǎn)主要瓶頸在于數(shù)控系統(tǒng)誤差補(bǔ)償能力，以及伺服系統(tǒng)加減速控制精度等不能滿足高檔數(shù)控機(jī)床要求。

據(jù)主營(yíng)數(shù)控系統(tǒng)的華中數(shù)控相關(guān)人士介紹，作為數(shù)控機(jī)床的“大腦”，數(shù)控系統(tǒng)約占據(jù)數(shù)控機(jī)床總成本的20%左右。華中8型數(shù)控系統(tǒng)是具備五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)的國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)，在多通道、多種聯(lián)動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上能夠與國(guó)外高檔數(shù)控系統(tǒng)同臺(tái)競(jìng)技。

據(jù)悉，2017年左右，第三方機(jī)構(gòu)對(duì)華中數(shù)控華中8型高性能數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，全面對(duì)標(biāo)德國(guó)、日本等國(guó)家的高性能數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品功能，標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品600余項(xiàng)功能對(duì)標(biāo)匹配度達(dá)到100%，高檔型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品1900余項(xiàng)功能對(duì)標(biāo)匹配度超過(guò)98%。

硬件方面，開(kāi)源證券表示，國(guó)產(chǎn)主要瓶頸為絲杠/導(dǎo)軌、軸承、刀具等零部件及機(jī)身材料的熱變形、剛性、應(yīng)力、精度等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)奧普光電、昊志機(jī)電等廠商正在發(fā)力追趕。工信部發(fā)布的《<中國(guó)制造2025>重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖》明確了高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展目標(biāo)，2025年，我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備，主軸、絲桿、線軌等中高檔功能部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率將達(dá)到80%。

“事實(shí)上，越往高檔走，數(shù)控機(jī)床的通用化程度越低。高檔數(shù)控機(jī)床往往是針對(duì)某一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域定制化開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，所需要的不僅僅是數(shù)控機(jī)床本身，更是一些行業(yè)的加工解決方案。從這點(diǎn)來(lái)看，數(shù)控系統(tǒng)等零部件，以及我們激光加工領(lǐng)域涉及的光源激光器，甚至上游的CAD軟件等，都是未來(lái)高檔數(shù)控機(jī)床的重點(diǎn)技術(shù)發(fā)力點(diǎn)和持續(xù)的研發(fā)對(duì)象。”王自表示。

另一方面，我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也需要提高穩(wěn)定性。

“我認(rèn)為國(guó)內(nèi)外機(jī)床精度本身相差不大，更主要的是我們精度的保持性，機(jī)床的穩(wěn)定性。在穩(wěn)定性方面，其實(shí)我們和國(guó)外還有很大差距。”王自告訴第一財(cái)經(jīng)，機(jī)床穩(wěn)定性是一個(gè)復(fù)雜的工程化問(wèn)題，涉及到原材料、設(shè)計(jì)、裝配、維護(hù)、保養(yǎng)等整條鏈的工程化技術(shù)。

為提升穩(wěn)定性，王自介紹，技術(shù)層面上，中科微精布局了機(jī)床補(bǔ)償技術(shù)、環(huán)境穩(wěn)定控制技術(shù)等適應(yīng)性技術(shù)；管理層面上，中科微精在機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)方面形成了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，以保證機(jī)床在使用過(guò)程中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

華中數(shù)控相關(guān)人士表示，產(chǎn)品的成熟度、穩(wěn)定度與應(yīng)用端的測(cè)試驗(yàn)證息息相關(guān)。“國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在各種應(yīng)用場(chǎng)景下的測(cè)試驗(yàn)證還不夠充分。軟件類(lèi)產(chǎn)品本身需要不斷地進(jìn)行用戶反饋、迭代更新，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成熟度和穩(wěn)定度的螺旋式上升。我們也正在不斷優(yōu)化這一塊。未來(lái)，數(shù)控機(jī)床將逐漸向智能機(jī)床轉(zhuǎn)型，數(shù)控機(jī)床的智能化水平將不斷提升，以降低數(shù)控機(jī)床的使用門(mén)檻。”

王自也有類(lèi)似的觀點(diǎn)。“目前很多數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)，都需要經(jīng)驗(yàn)豐富的大國(guó)工匠才能操作好、加工出更高精度的產(chǎn)品，對(duì)于工匠的能力有較高要求。未來(lái)通過(guò)引入AI，讓工程師的經(jīng)驗(yàn)變成設(shè)備自身的能力，并且具備像人一樣的自學(xué)習(xí)能力，通過(guò)機(jī)床的生產(chǎn)結(jié)果再反饋到控制系統(tǒng)和決策層，設(shè)備的大腦又通過(guò)不斷學(xué)習(xí)進(jìn)行自我迭代，以持續(xù)提升設(shè)備生產(chǎn)能力。”

據(jù)華中數(shù)控相關(guān)人士介紹，華中數(shù)控的9型數(shù)控系統(tǒng)是世界首臺(tái)嵌入AI芯片的智能化數(shù)控系統(tǒng)，集成了AI芯片，融合AI算法，匯聚大數(shù)據(jù)，融合大模型，集成強(qiáng)算力，形成了真正的智能化數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)，具備基于大模型的數(shù)控系統(tǒng)AI會(huì)診、加工代碼生成功能，實(shí)現(xiàn)全球數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)的重大突破。

“AI故障診斷是學(xué)習(xí)過(guò)去積累的知識(shí)判斷機(jī)床發(fā)生故障的可能原因，能夠找出問(wèn)題點(diǎn)并給出解決方案。目前系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)擁有兩年經(jīng)驗(yàn)的工程師水平；加工代碼生成可以讓編程更加便利，即告訴數(shù)控系統(tǒng)需要加工一個(gè)什么樣的零部件，提出加工要求，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成參考代碼并下發(fā)給機(jī)床。隨著知識(shí)不斷地積累和學(xué)習(xí)，數(shù)控系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)也會(huì)愈加豐富，高效使用數(shù)控機(jī)床的門(mén)檻會(huì)越來(lái)越低。”華中數(shù)控相關(guān)人士稱。

不過(guò)，正如上文所述，產(chǎn)品精度、成熟度、穩(wěn)定性方面的提升，離不開(kāi)應(yīng)用端持續(xù)不斷的驗(yàn)證過(guò)程，當(dāng)前我國(guó)機(jī)床的數(shù)控化率仍有較大的上升空間，因此智能機(jī)床產(chǎn)品距離真正的成熟，仍需歷經(jīng)持續(xù)不斷的優(yōu)化升級(jí)與迭代革新。

四、未來(lái)工廠的關(guān)鍵工業(yè)軟件

工業(yè)軟件是工業(yè)制造的“大腦及神經(jīng)”，覆蓋工業(yè)領(lǐng)域研發(fā)設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)管理、產(chǎn)品制造、生產(chǎn)調(diào)度和過(guò)程控制全環(huán)節(jié)。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，中國(guó)工業(yè)軟件的市場(chǎng)規(guī)模在2024年預(yù)計(jì)達(dá)到3073億元。

據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院，工業(yè)軟件可分為研發(fā)設(shè)計(jì)軟件、生產(chǎn)控制軟件、業(yè)務(wù)管理軟件和嵌入式軟件。研發(fā)設(shè)計(jì)軟件主要包括CAD、CAE、CAM、EDA等，生產(chǎn)制造類(lèi)軟件包括EMS、PLC等，經(jīng)營(yíng)管理類(lèi)軟件包括ERP等。

整體來(lái)看，研發(fā)設(shè)計(jì)類(lèi)軟件技術(shù)門(mén)檻最高，國(guó)產(chǎn)化率最低，大多數(shù)產(chǎn)品依賴海外進(jìn)口；生產(chǎn)控制類(lèi)軟件國(guó)內(nèi)廠商市占率較高，但在高端市場(chǎng)不占優(yōu)勢(shì)。

值得注意的是，在具體工業(yè)應(yīng)用過(guò)程中，部分產(chǎn)品為軟硬件結(jié)合，如PLC、DCS等，更多的硬件產(chǎn)品智能化也需要搭載操作系統(tǒng)、上工業(yè)APP等，軟硬件并非互斥關(guān)系。

嵌入式軟件本質(zhì)是嵌入在硬件中的開(kāi)發(fā)工具軟件和操作系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展背景下，其功能會(huì)逐漸變得強(qiáng)大。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，截至2023年12月，在中國(guó)工業(yè)軟件市場(chǎng)結(jié)構(gòu)中，嵌入式軟件占比超過(guò)50%，達(dá)到57.4%，研發(fā)設(shè)計(jì)類(lèi)軟件占比最低，僅8.5%。

4.1 ERP：制造業(yè)是最大下游市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為成熟

ERP，即企業(yè)資源計(jì)劃，可幫助組織自動(dòng)執(zhí)行和管理核心業(yè)務(wù)流程，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的性能。

ERP軟件可協(xié)調(diào)公司各個(gè)業(yè)務(wù)流程之間的數(shù)據(jù)流，提供單一事實(shí)源并簡(jiǎn)化整個(gè)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)。此類(lèi)軟件能夠通過(guò)一個(gè)平臺(tái)關(guān)聯(lián)公司的財(cái)務(wù)、供應(yīng)鏈、運(yùn)營(yíng)、商務(wù)、報(bào)告、制造和人力資源活動(dòng)。

4.1.1制造業(yè)是最大下游市場(chǎng)

根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，2023年全球ERP軟件市場(chǎng)規(guī)模大約為482.9億美元，預(yù)計(jì)2029年將達(dá)到714.2億美元，其間CAGR為6.74%。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面，根據(jù)艾瑞咨詢數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)ERP市場(chǎng)達(dá)620.6億元，2024年預(yù)計(jì)達(dá)799.4億元。

ERP發(fā)源于制造業(yè)，用于管理制造過(guò)程中的物料需求。通過(guò)ERP系統(tǒng)，公司能夠降低運(yùn)營(yíng)成本，優(yōu)化庫(kù)存、資源分配和采購(gòu)等。因此從下游應(yīng)用領(lǐng)域看，制造業(yè)是目前最大的下游市場(chǎng)，占據(jù)22%份額。

值得注意的是，ERP 傳統(tǒng)部署方式具有投入成本高、上線周期長(zhǎng)、業(yè)務(wù)不靈活、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維耗時(shí)耗力等問(wèn)題，而基于云的ERP解決方案，能夠有效降低企業(yè) IT 成本、提高系統(tǒng)的靈活性和可拓展性，有助于企業(yè)內(nèi)部各個(gè)部門(mén)和團(tuán)隊(duì)共享數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)信息的即時(shí)更新和實(shí)時(shí)協(xié)同，從而提高工作效率。QYResearch預(yù)計(jì)，到2029年，基于云的ERP解決方案將成為主流選擇。

4.1.2企業(yè)梳理

全球范圍內(nèi)，ERP軟件主要生產(chǎn)商包括SAP、Oracle、Microsoft、Sage、Infor等，其中前五大廠商占有大約42%的市場(chǎng)份額。

國(guó)內(nèi)來(lái)看，ERP是國(guó)內(nèi)較為成熟的工業(yè)應(yīng)用軟件。根據(jù)《2021 年中國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展白皮書(shū)》，2021 年國(guó)產(chǎn)ERP軟件市占率已接近70%，用友網(wǎng)絡(luò)、浪潮和金蝶占據(jù)前三位。不過(guò)，國(guó)內(nèi)ERP高端市場(chǎng)仍然被SAP、Oracle等外資廠商占據(jù)大部分市場(chǎng)份額。

4.2 DCS：市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，中控技術(shù)市占率領(lǐng)先

DCS，集散控制系統(tǒng)，又名分布式控制系統(tǒng)，是一種以控制器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為基礎(chǔ)，將相關(guān)工藝信號(hào)匯集到系統(tǒng)中，由操作站進(jìn)行監(jiān)視或其他控制操作，以分散控制、集中操作、分級(jí)管理為主要特征的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

DCS系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、控制算法執(zhí)行、監(jiān)控與報(bào)警等，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以確保生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和高效性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程，如化工廠、電廠、制藥廠、煉油廠等。

4.2.1 DCS市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)

作為大型流程工業(yè)的基礎(chǔ)，DCS市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)Gminsights數(shù)據(jù)，2022年全球DCS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約172.0億美元，2032年預(yù)計(jì)達(dá)到303.0億美元，年均復(fù)合增速5.8%。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面，根據(jù)MIR睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)，2023年中國(guó)DCS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到121.8億元，同比增長(zhǎng)3.0%，預(yù)計(jì)2024年至2030年仍會(huì)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，年增長(zhǎng)率將維持在5%至10%。

DCS下游市場(chǎng)高度集中，根據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)DCS市場(chǎng)行業(yè)占比前三分別為化工、電力、石化，共計(jì)接近80%。

4.2.2中控技術(shù)國(guó)內(nèi)市占率第一

近年來(lái)我國(guó)DCS市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，我國(guó)DCS領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化率從2016年的46%提升到2022年的59%。但國(guó)內(nèi)品牌主要聚焦中小型項(xiàng)目市場(chǎng)，大型項(xiàng)目市場(chǎng)仍由海外品牌主導(dǎo)。目前，深耕國(guó)內(nèi)DCS市場(chǎng)的海外品牌主要為霍尼韋爾、艾默生、西門(mén)子、施耐德、橫河電機(jī)等國(guó)際自動(dòng)化巨頭，中控技術(shù)為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)。

根據(jù)MIR睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)，DCS是中控技術(shù)的核心產(chǎn)品，2023年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到37.8%，連續(xù)13年蟬聯(lián)國(guó)內(nèi)DCS市場(chǎng)第一。其中，在化工領(lǐng)域，2023年中控技術(shù)DCS的市占率達(dá)56.3%，較2022年提升1.5個(gè)百分點(diǎn)；在石化領(lǐng)域，2023年其市占率達(dá)49.3%，較2022年提升4.5個(gè)百分點(diǎn)。

2024年，中控技術(shù)發(fā)布了UCS（云化DCS），這是傳統(tǒng)DCS的重大變革。UCS基于云實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)NyxOS，提供了高實(shí)時(shí)、高可靠性和高安全性的控制任務(wù)運(yùn)行環(huán)境。其全光工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，使智能現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)以10Gbps速度直達(dá)控制數(shù)據(jù)中心，極大節(jié)省了電纜和空間，不僅提升了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，還顯著降低了成本，縮短了建設(shè)周期。

此外，和利時(shí)、川儀股份、上海新華、科遠(yuǎn)智慧等企業(yè)也處于國(guó)內(nèi)DCS市場(chǎng)前列。其中科遠(yuǎn)智慧拳頭產(chǎn)品NT6000的最快控制周期為5ms，操作響應(yīng)周期小于700ms，大幅優(yōu)于目前2.5s的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。NT6000在產(chǎn)業(yè)認(rèn)證上已取得“通用工業(yè)控制器”“基于人工智能的火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)”等多項(xiàng)專(zhuān)利成果，經(jīng)專(zhuān)家評(píng)定，該系統(tǒng)在可靠性和易用性方面達(dá)到國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平。目前，NT6000已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外數(shù)千個(gè)電廠中，實(shí)現(xiàn)從幾十兆瓦到百萬(wàn)級(jí)兆瓦機(jī)組的全覆蓋。

對(duì)于未來(lái)市場(chǎng)格局，中信證券分析認(rèn)為，一方面，DCS行業(yè)偏咨詢的模式使得客戶對(duì)于服務(wù)的重視度較高，國(guó)產(chǎn)廠商在服務(wù)維度相比海外廠商有顯著優(yōu)勢(shì)，有望持續(xù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化率提升；另一方面，各DCS公司在自身深耕的領(lǐng)域均有較強(qiáng)的案例壁壘、商業(yè)壁壘，客戶對(duì)于安全、可靠性的高要求使得企業(yè)長(zhǎng)時(shí)間口碑積累更為重要，項(xiàng)目制的商業(yè)模式使得企業(yè)實(shí)施團(tuán)隊(duì)對(duì)各行業(yè)生產(chǎn)流程的理解成為競(jìng)爭(zhēng)的另一核心要素，在這方面，各行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)有望呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)的趨勢(shì)。

4.3 MES：“新勢(shì)力”憑借云計(jì)算超越老牌廠商

MES，即制造執(zhí)行系統(tǒng)，是一套從生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)到生產(chǎn)調(diào)度、組織、執(zhí)行、控制，直至生產(chǎn)出合格產(chǎn)品全過(guò)程的信息化管理系統(tǒng)。

制造業(yè)企業(yè)普遍存在訂單頻繁變更、生產(chǎn)材料與過(guò)程質(zhì)量無(wú)法溯源等問(wèn)題，制造過(guò)程類(lèi)似于“黑箱”，MES可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計(jì)劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫(kù)存管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)過(guò)程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊，為企業(yè)打造一個(gè)扎實(shí)、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺(tái)，還能夠與ERP連接，便于車(chē)間管理，是打開(kāi)生產(chǎn)過(guò)程“黑箱”，打造智能工廠的關(guān)鍵。

根據(jù)云棲智造對(duì)MES智能工廠與傳統(tǒng)制造工廠的效率對(duì)比，MES智能工廠可縮短53%的交貨周期，提高75%的生產(chǎn)效率，減少73%的物料滯留，提高16%的設(shè)備利用率，提高10%的良品率，并減少75%的生產(chǎn)管理人員，實(shí)現(xiàn)降本增效。

IDC調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，未來(lái)三年（2025-2028）內(nèi)，30.9%的中國(guó)制造企業(yè)將在工廠數(shù)字化改造中優(yōu)先考慮MES/MOM系統(tǒng)的替換，是所有改造項(xiàng)目中的首選。

4.3.1國(guó)內(nèi)MES市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈

IDC數(shù)據(jù)顯示，2023年中國(guó)MES解決方案總市場(chǎng)份額（含軟件和服務(wù)，不含硬件）達(dá)到142.8億元，年增長(zhǎng)率為13.9%。其中，MES軟件總市場(chǎng)份額達(dá)到54.1億元，年增長(zhǎng)率為17.2%。

“MES是國(guó)內(nèi)工業(yè)軟件領(lǐng)域中規(guī)模最大且競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的市場(chǎng)之一。當(dāng)前市場(chǎng)增速有所放緩，增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力仍來(lái)自本土廠商。”IDC中國(guó)制造行業(yè)高級(jí)研究經(jīng)理杜雁澤表示，IDC在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，主流廠商在行業(yè)覆蓋上普遍采取了“做減法”的策略，逐步聚焦于為重點(diǎn)行業(yè)客戶提供更專(zhuān)業(yè)、高效的解決方案。與此同時(shí)，廠商正在加大對(duì)生成式人工智能（GenAI）的研發(fā)投入。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，人工智能將成為市場(chǎng)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)和關(guān)鍵變量。

4.3.2 云MES市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)增

WinMES是一種應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)的制造執(zhí)行系統(tǒng)，可解決制造業(yè)面臨的信息獲取困難、統(tǒng)一管理平臺(tái)缺失、上線周期長(zhǎng)、易出錯(cuò)等問(wèn)題。WinMES主要用于監(jiān)控、控制和管理制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種活動(dòng)，包括生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量管理、設(shè)備維護(hù)和庫(kù)存管理等。相較于傳統(tǒng)MES，WinMES以SaaS模式部署，降低了初始投資，并強(qiáng)調(diào)柔性化、定制化的生產(chǎn)趨勢(shì)以及智能制造的發(fā)展。

根據(jù)頭豹研究院的調(diào)研數(shù)據(jù)，中國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域的云MES解決方案市場(chǎng)規(guī)模從2021年的6.1億元增長(zhǎng)到2023年的9.8億元，CAGR為26.7%。國(guó)內(nèi)廠商在定制化能力和售前售后支持方面表現(xiàn)出色，國(guó)外廠商則在技術(shù)成熟度、穩(wěn)定性和先進(jìn)性方面具備優(yōu)勢(shì)。機(jī)械制造領(lǐng)域云MES解決方案市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到80%。

IDC數(shù)據(jù)顯示，2023年，中國(guó)公有云SaaS MES軟件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)8.73億元，占MES軟件整體市場(chǎng)的16.1%，年增長(zhǎng)率為13.7%。

4.3.3 MES“新勢(shì)力”憑借云計(jì)算超越老牌廠商

從中國(guó)制造業(yè)MES軟件市場(chǎng)（不含服務(wù)和硬件）競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，根據(jù)IDC，西門(mén)子、黑湖科技、新核云排名前三。其中，西門(mén)子雖然仍保持領(lǐng)先，但市場(chǎng)份額占比從9.4%下降到2023年的7.5%；黑湖科技、新核云作為MES市場(chǎng)“新勢(shì)力”，憑借SaaS天然的高產(chǎn)品低服務(wù)，以及自身業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)分別位居二、三位；漢得信息、賽意信息、鼎捷數(shù)智和浪潮通軟作為老牌工業(yè)軟件和泛ERP服務(wù)商，持續(xù)加大對(duì)生產(chǎn)制造領(lǐng)域數(shù)字化業(yè)務(wù)的投入，位居第四至七位。

寶信軟件、柏楚電子、中控技術(shù)、能科科技等在MES領(lǐng)域有所布局。據(jù)悉，寶信軟件和中控技術(shù)在低端市場(chǎng)占有優(yōu)勢(shì)，但在高端市場(chǎng)與海外廠商存在差距。

4.4 PLM：國(guó)內(nèi)廠商積極擁抱上云

PLM，即產(chǎn)品生命周期管理，根據(jù)CIMdata的定義，PLM是一種應(yīng)用于在單一地點(diǎn)的企業(yè)內(nèi)部、分散在多個(gè)地點(diǎn)的企業(yè)內(nèi)部，以及在產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域具有協(xié)作關(guān)系的企業(yè)之間的，支持產(chǎn)品全生命周期的信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用的一系列應(yīng)用解決方案，它能夠集成與產(chǎn)品相關(guān)的人力資源、流程、應(yīng)用系統(tǒng)和信息。

PLM既涵蓋仿真與分析、設(shè)計(jì)CAD、多學(xué)科CAD、EDA、AEC等工具軟件，也包含協(xié)同產(chǎn)品定義管理的cPDm系統(tǒng)，以及用于工藝規(guī)劃、工廠車(chē)間布局等的數(shù)字化制造，它們共同構(gòu)成了企業(yè)研發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不可或缺的關(guān)鍵要素。

4.4.1國(guó)內(nèi)PLM市場(chǎng)增速高于全球平均水平

據(jù)CIMdata，2023年全球PLM市場(chǎng)增長(zhǎng)8.6%，達(dá)到了724億美元。

在中國(guó)，PLM 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大中型離散制造業(yè)，尤其是航空航天和國(guó)防、汽車(chē)、工業(yè)裝備及電子高科技等行業(yè)企業(yè)，正步入規(guī)?；瘧?yīng)用和深化應(yīng)用階段。CIMdata估計(jì)中國(guó)市場(chǎng)2023年P(guān)LM市場(chǎng)容量擴(kuò)大至39.55億美元，較2022年增長(zhǎng)9.5%。

4.4.2外企占據(jù)國(guó)內(nèi)三成份額

從競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2023年，西門(mén)子、達(dá)索系統(tǒng)和PTC在較高的市場(chǎng)基數(shù)之上，增速顯著放緩甚至負(fù)增長(zhǎng)，但仍然穩(wěn)居市場(chǎng)前三名。其中，西門(mén)子市場(chǎng)份額從2022年的18.1%下降至14.3%，達(dá)索系統(tǒng)從12.6%下降至10.2%，PTC從6.4%下降至5.8%。用友智石開(kāi)、金蝶、鼎捷軟件、思普軟件、華天軟件分列第四到第八。其他典型服務(wù)商，如湃?？萍?、數(shù)碼大方、美云智數(shù)、天喻、開(kāi)目、易立德、杰為軟件、Centric賽趨科、國(guó)睿信維、維拓科技、敏橋、華喜、三品、天河軟件等都在各自領(lǐng)域有不錯(cuò)的表現(xiàn)。

4.4.3積極擁抱上云是大勢(shì)所趨

在工業(yè)軟件領(lǐng)域，傳統(tǒng)商業(yè)模式以買(mǎi)斷制為主，客戶一次性支付一大筆費(fèi)用同時(shí)花費(fèi)較多成本進(jìn)行本地化部署，而軟件廠商僅從這一單次交易中獲利。這種模式既不利于廠商長(zhǎng)期、可持續(xù)發(fā)展，也無(wú)法滿足客戶對(duì)長(zhǎng)期、高品質(zhì)服務(wù)的需求，還讓大部分企業(yè)被一次性投入的高成本攔在門(mén)外。

目前，PLM廠商正在積極擁抱上云。2023年，PTC率先在中國(guó)落地云原生SaaS產(chǎn)品Arena PLM。國(guó)產(chǎn)軟件中，已涌現(xiàn)出金蝶云·星空PLM云、智石開(kāi)PLM Cloud、大?？萍糘nChain云原生PLM、杰為云原生PLM等一批云應(yīng)用產(chǎn)品；此外還有安世亞太仿真云平臺(tái)Pera.SimCloud、數(shù)巧云仿真平臺(tái)Simright、華天軟件CrownCAD、浩辰CAD 365、中望Cloud 2D/3D等云產(chǎn)品；開(kāi)目軟件、美云智數(shù)等也在積極布局并推廣云PLM解決方案。

根據(jù)IDC調(diào)研數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)SaaS PLM市場(chǎng)中，金蝶、數(shù)碼大方、杰為軟件、敏橋科技市占率位居前列。

五、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)：工業(yè)AI發(fā)展絕佳土壤，市場(chǎng)空間超萬(wàn)億

作為新基建的核心部分，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以在加速推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造的同時(shí)推動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)培育，已成為實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的關(guān)鍵要素。據(jù)工信部數(shù)據(jù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融入49個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類(lèi)，覆蓋全部工業(yè)大類(lèi)，2023年核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模約達(dá)1.35萬(wàn)億元。

而作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“操作系統(tǒng)”，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)被認(rèn)為是打開(kāi)工業(yè)大數(shù)據(jù)與工業(yè)AI的鑰匙。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的本質(zhì)是通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)采集海量工業(yè)數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、呈現(xiàn)、分析、建模及應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境，匯聚制造業(yè)企業(yè)及第三方開(kāi)發(fā)者，開(kāi)發(fā)出覆蓋產(chǎn)品全生命周期的工業(yè)軟件應(yīng)用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)具備強(qiáng)大的集成能力和調(diào)度能力，能夠?qū)⒏鞣N軟件應(yīng)用和服務(wù)匯集，形成統(tǒng)一、高效的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化和智能化，降本增效。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)匯聚了算力、數(shù)據(jù)、算法及應(yīng)用場(chǎng)景的AI全要素，有望成為工業(yè)AI融合應(yīng)用的優(yōu)良入口。“隨著越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的需求正在飛速增加。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的研發(fā)與搭建，以及其構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)也將成為重要的投資領(lǐng)域。”深耕智能制造領(lǐng)域的思謀科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼技術(shù)負(fù)責(zé)人劉樞對(duì)第一財(cái)經(jīng)表示。

5.1我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)行業(yè)快速發(fā)展

2017年以來(lái)，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)陸續(xù)推出，2021年大量落地案例開(kāi)始涌現(xiàn)。相關(guān)軟件廠商如用友網(wǎng)絡(luò)、金蝶國(guó)際、賽意信息等紛紛投入工業(yè)軟件協(xié)同平臺(tái)（中臺(tái)）的研發(fā)布局當(dāng)中，嘗試實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)聯(lián)通。例如，用友網(wǎng)絡(luò)推出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)YonBIP實(shí)現(xiàn)了ERP、SCM、MES等多種業(yè)務(wù)的工業(yè)軟件的協(xié)同，覆蓋財(cái)務(wù)、人力、采購(gòu)、營(yíng)銷(xiāo)、供應(yīng)鏈、研發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域，從企業(yè)整體運(yùn)營(yíng)的角度促進(jìn)降本增效。

根據(jù)國(guó)家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心發(fā)布的《2022工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)展指數(shù)報(bào)告》，截至2022年末，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接的全國(guó)32家重點(diǎn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)工業(yè)設(shè)備連接總數(shù)為8049.60萬(wàn)臺(tái)，工業(yè)模型數(shù)量合計(jì)為85.16萬(wàn)個(gè)，工業(yè)APP數(shù)量達(dá)到29.33萬(wàn)個(gè)，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)行業(yè)整體保持快速發(fā)展趨勢(shì)。

2023年，工信部“雙跨”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)共有50家。其中，中國(guó)移動(dòng)、用友網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)富聯(lián)、科大訊飛、寶信軟件、金蝶等企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)均在列。

市場(chǎng)規(guī)模方面，根據(jù)共研網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)及解決方案市場(chǎng)規(guī)模約為601.3億元，同比增長(zhǎng)約38.9%，2020-2022年復(fù)合增速約為41.0%，保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

行業(yè)滲透率方面，根據(jù)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用數(shù)據(jù)地圖（2021）》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)普及率約為17.50%，整體滲透率不高。根據(jù)工信部《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》，到2025年我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)普及率將達(dá)到45%。

市場(chǎng)空間方面，《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒（2023）》數(shù)據(jù)顯示，2022年我國(guó)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)量約為47.20萬(wàn)家，以每家單位工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)費(fèi)用為500萬(wàn)元、市場(chǎng)滲透率45%測(cè)算，對(duì)應(yīng)2025年市場(chǎng)空間超萬(wàn)億元。

5.2四類(lèi)參與者各具優(yōu)劣勢(shì)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可謂AI發(fā)展的絕佳土壤。

由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)連接了數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的設(shè)備和傳感器，能夠?qū)Ξ悩?gòu)系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)環(huán)境、人員信息、生產(chǎn)資料等要素泛在感知、高效采集和云端匯總，集成海量工業(yè)數(shù)據(jù)，為AI模型訓(xùn)練提供優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)集。同時(shí)，面向特定應(yīng)用場(chǎng)景的算法可形成應(yīng)用模塊，搭載在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，算力則由用戶端選擇私有部署、云端部署或混合部署。

目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)市場(chǎng)參與者主要包括傳統(tǒng)制造業(yè)廠商、工業(yè)軟件廠商、ICT企業(yè)及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)四大類(lèi)。

傳統(tǒng)制造業(yè)廠商從滿足自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求出發(fā)，在所處行業(yè)積累了大量制造業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與行業(yè)knowhow，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景有更深的理解，在所處行業(yè)市占率較高。但制造業(yè)出身的廠商缺乏互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算經(jīng)驗(yàn)以及豐富的客戶基礎(chǔ)，難以實(shí)現(xiàn)基于平臺(tái)的市場(chǎng)擴(kuò)張。

譬如，脫胎于三一重工的樹(shù)根互聯(lián)也在上述工信部“雙跨”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)名單上，三一重工是后者的主要客戶，也是其第五大股東。據(jù)悉，樹(shù)根互聯(lián)已賦能三一重工北京樁機(jī)工廠、三一重工長(zhǎng)沙18號(hào)工廠多座“燈塔工廠”。根據(jù)樹(shù)根互聯(lián)此前遞交的上市材料，2019-2021年，樹(shù)根互聯(lián)營(yíng)收分別為1.52億、2.79億、5.17億元，三年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到84.71%。但由于大幅虧損問(wèn)題，樹(shù)根互聯(lián)最終在2023年撤回IPO申請(qǐng)。

工業(yè)軟件廠商與傳統(tǒng)制造業(yè)廠商類(lèi)似，有成熟的工業(yè)軟件及行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，也有一定的客戶基礎(chǔ)。業(yè)內(nèi)如寶信軟件、用友網(wǎng)絡(luò)、中控技術(shù)、鼎捷軟件等均屬此列。此類(lèi)廠商具備工業(yè)軟件產(chǎn)品，在積累客戶資源時(shí)積累了行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品線相對(duì)完整。

“我們既有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，也有工業(yè)互聯(lián)平臺(tái)上各種工業(yè)軟件的應(yīng)用，我們支持私有云部署、混合云部署，也支持中小企業(yè)的公有云部署。”某工業(yè)軟件起家的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)廠商內(nèi)部人士告訴第一財(cái)經(jīng)，“比如說(shuō)我們?cè)谀呈械陌踩h(huán)保共贏平臺(tái)，把該市幾千家中小化工企業(yè)的安全環(huán)保納入到該市統(tǒng)一管理（平臺(tái)），就是用的我們的工業(yè)互聯(lián)平臺(tái)和我們的安全環(huán)保軟件。”

ICT企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)則在于平臺(tái)大、互聯(lián)網(wǎng)資源豐富、具備云計(jì)算優(yōu)勢(shì)，但對(duì)復(fù)雜的工業(yè)場(chǎng)景缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如華為、三大運(yùn)營(yíng)商、騰訊、阿里等。

目前，不同類(lèi)型的平臺(tái)廠商在競(jìng)爭(zhēng)中尋求合作。如華為FusionPlant工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)聚集了超34萬(wàn)開(kāi)發(fā)者，主要生態(tài)合作伙伴包括長(zhǎng)虹、SAP、達(dá)索、和利時(shí)、用友網(wǎng)絡(luò)、鼎捷軟件等；阿里云supET工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)集聚了23.8萬(wàn)開(kāi)發(fā)者，主要生態(tài)合作伙伴包括樹(shù)根互聯(lián)、機(jī)械九院、北科工研等。

六、工業(yè)AI掀起新一輪變革，數(shù)據(jù)與算法仍需積累和優(yōu)化

AI時(shí)代漸近，工業(yè)AI正在掀起新一輪變革。

“根據(jù)當(dāng)前的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，隨著AI技術(shù)和大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，將這兩種技術(shù)融合應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，可以實(shí)現(xiàn)更高效、更智能的生產(chǎn)制造和運(yùn)營(yíng)，幫助企業(yè)更好地提質(zhì)降本減存。”劉樞告訴第一財(cái)經(jīng)。

據(jù)悉，質(zhì)量、制造過(guò)程和設(shè)備已成為工業(yè)AI應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域，生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)的AI應(yīng)用占比超70%，已形成表面缺陷檢測(cè)、生產(chǎn)過(guò)程控制優(yōu)化、質(zhì)量關(guān)聯(lián)分析、預(yù)測(cè)性維護(hù)、安全管理與巡檢、生產(chǎn)作業(yè)視覺(jué)識(shí)別、物料識(shí)別與操作等細(xì)分場(chǎng)景。

6.1AI質(zhì)檢應(yīng)用較成熟

目前，AI在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，涵蓋了研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、銷(xiāo)售和服務(wù)等多個(gè)環(huán)節(jié)。

賽意信息副總裁、數(shù)字產(chǎn)品BG總裁劉偉超告訴第一財(cái)經(jīng)，在研發(fā)端，AI可以助力知識(shí)庫(kù)管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化、模擬和仿真以及自動(dòng)化設(shè)計(jì)；在生產(chǎn)端，AI則能夠提升質(zhì)量控制、調(diào)度優(yōu)化和預(yù)測(cè)性維護(hù)等方面的效率；在供應(yīng)鏈端，AI可以應(yīng)用于需求預(yù)測(cè)、庫(kù)存優(yōu)化和風(fēng)險(xiǎn)管理；在銷(xiāo)售端，AI則可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化營(yíng)銷(xiāo)和銷(xiāo)售預(yù)測(cè)；在服務(wù)端，AI也能提供智能客服和虛擬助手等支持。

“目前，預(yù)測(cè)性維護(hù)和工廠視覺(jué)檢測(cè)質(zhì)量管理是AI在工業(yè)領(lǐng)域滲透率較高的應(yīng)用，已經(jīng)在眾多工業(yè)企業(yè)中取得顯著效益。”劉偉超表示。

其中，廢鋼識(shí)別是典型的人工智能在工業(yè)視覺(jué)質(zhì)檢領(lǐng)域的應(yīng)用，以工業(yè)視覺(jué)+大數(shù)據(jù)+算法為核心技術(shù)。

“在廢鋼判定領(lǐng)域，我們做了有四五年，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)占有率第一，廢鋼識(shí)別率超過(guò)93%，比市面上其他企業(yè)做得都好。”用友網(wǎng)絡(luò)高端客戶解決方案事業(yè)群智能制造事業(yè)部總經(jīng)理葉秀林接受第一財(cái)經(jīng)專(zhuān)訪時(shí)表示。

據(jù)IDC測(cè)算，中國(guó)工業(yè)質(zhì)檢市場(chǎng)規(guī)模至2025年將快速增長(zhǎng)至62億元，2020-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）達(dá)28.5%。隨著AI大模型的圖像和音視頻處理能力取得大突破，AI質(zhì)檢精確率還將邁上新臺(tái)階。

根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年創(chuàng)新奇智在工業(yè)質(zhì)檢領(lǐng)域市占率僅次于百度智能云排名第二，在獨(dú)立第三方AI解決方案提供商中位列榜首。科遠(yuǎn)智慧也已推出基于AI的工業(yè)質(zhì)檢產(chǎn)品。

預(yù)測(cè)性維護(hù)是AI在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的另一重要應(yīng)用，依托于以工藝機(jī)理為核心的預(yù)測(cè)模型。

據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2021年全球預(yù)測(cè)性維護(hù)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)322.4億元，其中中國(guó)預(yù)測(cè)性維護(hù)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)48.4億（占比約15%）。預(yù)計(jì)2027年全球預(yù)測(cè)性維護(hù)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)1677億元，假設(shè)占比不變，則至2027年中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)251.6億元。目前，容知日新（688768.SH）等多家企業(yè)均有布局。

6.2工業(yè)大腦增速最快

在葉秀林看來(lái)，工業(yè)大腦是未來(lái)工業(yè)AI增速最快的應(yīng)用。

根據(jù)用友的定義，用友智能制造工業(yè)大腦定位于工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的分析優(yōu)化，基于30余年服務(wù)46萬(wàn)家工業(yè)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)積淀，通過(guò)數(shù)據(jù)連接，將企業(yè)核心業(yè)務(wù)模型與工業(yè)機(jī)理模型、工業(yè)算法相融合，普及工業(yè)智能在制造業(yè)中的應(yīng)用，幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)合理排產(chǎn)、優(yōu)化配料、質(zhì)量診斷、故障預(yù)測(cè)。

“企業(yè)現(xiàn)在其實(shí)都已經(jīng)到了管理深水區(qū)，傳統(tǒng)的信息化建設(shè)，例如ERP等，企業(yè)基本上都已采納并應(yīng)用，眾多傳統(tǒng)應(yīng)用也已成熟完備，積累了海量的數(shù)據(jù)資源。這些數(shù)據(jù)主要源于操作層面，但企業(yè)現(xiàn)正渴望深度挖掘其潛在價(jià)值，以轉(zhuǎn)化為實(shí)際的業(yè)務(wù)效益。”葉秀林介紹。

“賽意信息以632項(xiàng)目為起點(diǎn)，歷經(jīng)了從項(xiàng)目服務(wù)型公司向產(chǎn)品公司的全面轉(zhuǎn)型。在這個(gè)過(guò)程中，我們成功地從定制化的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)化實(shí)施流程體系和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品體系。”劉偉超稱，“在AI這一新興轉(zhuǎn)型方向上，賽意信息已經(jīng)開(kāi)始在產(chǎn)品能力和交付能力上集成AI能力，將標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施流程中融入AI員工，同時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品中嵌入AI大腦，憑借貼近客戶的優(yōu)勢(shì)和對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的清晰理解，我們的AI員工和AI大腦能夠?qū)崿F(xiàn)更快的迭代速度，以更低的成本為客戶提供更高質(zhì)量的服務(wù)。”

6.3工業(yè)AI進(jìn)入大模型構(gòu)建階段

事實(shí)上，工業(yè)大腦的本質(zhì)是針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域不同業(yè)務(wù)的算法模型，可理解為小模型，而更具通用性的、面向工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)大模型也在陸續(xù)落地。

業(yè)內(nèi)認(rèn)為，現(xiàn)階段工業(yè)領(lǐng)域主要以單模態(tài)模型服務(wù)為主，大模型與小模型相輔相成，未來(lái)大模型可能會(huì)替代高度定制化的小模型。

根據(jù)中國(guó)信通院，2023年以來(lái)，工業(yè)AI已進(jìn)入大模型賦能下的認(rèn)知提升階段，以工業(yè)大知識(shí)為核心，實(shí)現(xiàn)推理能力的協(xié)同，體現(xiàn)為構(gòu)建全局性工業(yè)知識(shí)圖譜/工業(yè)大模型，解決具有常識(shí)性、經(jīng)驗(yàn)性的推理問(wèn)題。

目前，用友已推出企業(yè)服務(wù)大模型YonGPT；鼎捷軟件基于鼎捷知識(shí)中臺(tái)和 GPT 技術(shù)構(gòu)建了企業(yè)級(jí)知識(shí)機(jī)器人ChatFile；思謀科技推出工業(yè)多模態(tài)大模型IndustryGPT；賽意信息是華為盤(pán)古大模型的首批合作伙伴，已推出聚焦企業(yè)服務(wù)大模型的AIGC中臺(tái)（善謀GPT）；漢得信息也與華為云簽署漢得H-Copilot AIGC中臺(tái)&華為云盤(pán)古大模型合作協(xié)議；中控技術(shù)發(fā)布了自主研發(fā)的首款通用控制系統(tǒng)UCS和流程工業(yè)首款A(yù)I時(shí)序大模型TPT；作為科大訊飛在工業(yè)領(lǐng)域的重要布局，羚羊工業(yè)大模型已憑借其強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，帶動(dòng)了用戶數(shù)量的顯著增長(zhǎng)。

根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，2019-2023年，工業(yè)大模型行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模由16.00億元增長(zhǎng)至466.21億元，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率132.34%。預(yù)計(jì)2024-2028年，工業(yè)大模型行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模由736.48億元增長(zhǎng)至2632.22億元，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率37.50%。

6.4數(shù)據(jù)和算法仍是AI應(yīng)用最大阻力

無(wú)論是工業(yè)大腦，還是工業(yè)大模型，都是AI算法的應(yīng)用。但目前面臨的困境，一是工業(yè)數(shù)據(jù)復(fù)雜且難以公開(kāi)獲取，目前積累的工業(yè)數(shù)據(jù)量不夠多，數(shù)據(jù)質(zhì)量也不夠高；二是算法不成熟，需要不斷優(yōu)化。

第一財(cái)經(jīng)從業(yè)內(nèi)相關(guān)人士處了解到，部分應(yīng)用場(chǎng)景的適用算法難度較大，如化學(xué)反應(yīng)等，產(chǎn)出結(jié)果有很強(qiáng)的不確定性，只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)摸索，但結(jié)果可能只能滿足80%的場(chǎng)景。那么，目前業(yè)內(nèi)企業(yè)是如何應(yīng)對(duì)的？

劉偉超告訴第一財(cái)經(jīng)，從賽意信息自身經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，工業(yè)大數(shù)據(jù)比傳統(tǒng)大數(shù)據(jù)維度更多，數(shù)據(jù)包含的含義也更加復(fù)雜。“為了解決這些問(wèn)題，我們專(zhuān)門(mén)構(gòu)建了一個(gè)公司級(jí)的AI應(yīng)用平臺(tái)，整理所有交付團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目中產(chǎn)生的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家解答后，會(huì)同步將知識(shí)回歸到應(yīng)用平臺(tái)，在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，我們平臺(tái)的訓(xùn)練語(yǔ)料在一個(gè)月內(nèi)突破了200w字符。此外，賽意信息還注重利用產(chǎn)學(xué)研合作、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等多元化形式，攜手多個(gè)團(tuán)隊(duì)共同打造適應(yīng)特定領(lǐng)域的專(zhuān)家級(jí)AI。”

漢得信息COO黃耿認(rèn)為，一方面，企業(yè)要具備豐富經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)，才更容易理解行業(yè)內(nèi)部的需求和挑戰(zhàn)，并且能夠?yàn)榭蛻籼峁└泳珳?zhǔn)的AI解決方案。同時(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)Υ罅康臄?shù)據(jù)支持和分析有著極高的需求，因此擁有豐富的數(shù)據(jù)積累和數(shù)據(jù)資源的企業(yè)可能更容易實(shí)現(xiàn)AI應(yīng)用的落地。另一方面，建立廣泛的合作伙伴關(guān)系和完善的生態(tài)系統(tǒng)，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供更多的資源和支持，加速AI應(yīng)用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。

“真正深入接觸客戶一線，擁有大量客戶基礎(chǔ)，并在此過(guò)程中積累了大量數(shù)據(jù)的企業(yè)，將成為未來(lái)至關(guān)重要的能力提供商。”劉偉超表示。

七、趨勢(shì)與展望

7.1工業(yè)軟件上云是大勢(shì)所趨

在工業(yè)軟件領(lǐng)域，傳統(tǒng)買(mǎi)斷模式不利于工業(yè)軟件的應(yīng)用滲透，也不利于工業(yè)軟件廠商的持續(xù)發(fā)展。而工業(yè)軟件上云，能夠讓用戶初始投入成本降低，讓更多用戶接受使用更多工業(yè)軟件，廠商也能夠根據(jù)用戶反饋持續(xù)優(yōu)化迭代。目前ERP、MES、PLM、DCS等工業(yè)軟件上云都成為了必不可擋的趨勢(shì)，未來(lái)工業(yè)軟件廠商要積極擁抱上云。

7.2具身智能將顛覆未來(lái)工廠

目前現(xiàn)有的智能工廠所應(yīng)用的機(jī)械臂或工業(yè)機(jī)器人，更多是在完成一些自動(dòng)化任務(wù)。具體來(lái)說(shuō)，就是把機(jī)械臂或機(jī)器人部署在特定的環(huán)境，在完成任務(wù)時(shí)，其實(shí)是在執(zhí)行自動(dòng)化工程師寫(xiě)好的代碼并進(jìn)行調(diào)校后的指令，是在完成一些規(guī)則的、固定的行動(dòng)路線，比如抓舉等操作?？赡軙?huì)輔以計(jì)算機(jī)視覺(jué)等技術(shù)，但始終是“換湯不換藥”。

在大模型爆發(fā)并逐漸成熟后，“具身智能”概念應(yīng)運(yùn)而生。相比上述完成自動(dòng)化任務(wù)來(lái)說(shuō)，具身智能機(jī)器人具備兩個(gè)明顯的區(qū)別與優(yōu)勢(shì)：自決策和自學(xué)習(xí)。前者是指具身智能機(jī)器人不需要通過(guò)工程師提前寫(xiě)好執(zhí)行行動(dòng)的代碼，而是經(jīng)過(guò)大模型的訓(xùn)練后，看到圖紙就能自行決策如何行動(dòng)；后者是指具身智能機(jī)器人最初可能類(lèi)似于一個(gè)具備兩年經(jīng)驗(yàn)的工程師，在工廠應(yīng)用兩年后，通過(guò)大模型的自學(xué)習(xí)能力，能夠成長(zhǎng)為一個(gè)四年甚至更長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)的工程師。

可以想見(jiàn)，具身智能的應(yīng)用，將給未來(lái)工廠帶來(lái)顛覆性改變，如生產(chǎn)更柔性、員工減少等。具身智能使信息域和物理世界深度融通，進(jìn)一步拓展人工智能發(fā)展邊界，不斷提升機(jī)器人的智能和自主行動(dòng)，能使其更好地理解世界、自然化人機(jī)交互和高效執(zhí)行任務(wù)。思維智能和行動(dòng)智能的有機(jī)融合將推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)一步邁向智能化新時(shí)代，加速通用人工智能的到來(lái)。

值得注意的是，具身智能機(jī)器人有多種物理載體形態(tài)，并不局限于人形或機(jī)械臂等，而是可以根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)選擇合適的物理形態(tài)。任何能夠在物理空間環(huán)境中行動(dòng)并形成互動(dòng)的機(jī)器人，如協(xié)作機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人、商用服務(wù)機(jī)器人等，通過(guò)融合人工智能技術(shù)、軟件產(chǎn)品，都有望發(fā)展成為具身智能機(jī)器人。

7.3未來(lái)工廠將是多批次、小批量的柔性生產(chǎn)模式

對(duì)于未來(lái)工廠的想象，第一財(cái)經(jīng)在采訪調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)從業(yè)人員普遍的共識(shí)是：未來(lái)工廠將是多批次、小批量的柔性生產(chǎn)模式。大飛機(jī)等關(guān)鍵裝備就適用于上述生產(chǎn)模式。此類(lèi)裝備的明顯特征是需要的零部件很多，但每種零部件需要的數(shù)量很少。而目前的智能工廠絕大部分都是小批次、多批量的生產(chǎn)模式。

在具身智能廣泛應(yīng)用在未來(lái)工廠后，未來(lái)的智能工廠將根據(jù)自然語(yǔ)言或圖紙、訂單情況等識(shí)別、判斷需要生產(chǎn)的零部件，并將自動(dòng)切換至該零部件生產(chǎn)線。換言之，未來(lái)工廠將不需要現(xiàn)有智能工廠的多條產(chǎn)線與龐大的占地面積，所需要的人工數(shù)量也會(huì)大幅減少。

7.4無(wú)論是軟件還是硬件，國(guó)產(chǎn)化仍有很長(zhǎng)的路要走

誠(chéng)然，無(wú)論工業(yè)軟件還是各類(lèi)硬件設(shè)備，高端領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化還有很長(zhǎng)的路要走。國(guó)內(nèi)具身智能的發(fā)展也處于起步階段。放眼全球來(lái)看，部分國(guó)際車(chē)企的海外工廠自動(dòng)化程度非常高，但也仍然需要人工，也與上述具身智能、未來(lái)工廠的概念存在本質(zhì)差別。

八、結(jié)語(yǔ)

第一財(cái)經(jīng)在走訪調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)某燈塔工廠的AGV仍然停留在不會(huì)主動(dòng)避障、需要按照固定路線行駛的版本。然而，自動(dòng)駕駛的發(fā)展早已解決上述問(wèn)題，市面上也存在不需要設(shè)定路線、能夠在一定范圍內(nèi)自動(dòng)駕駛、具備避障功能的AGV產(chǎn)品。此外，某工程機(jī)械大廠引進(jìn)了數(shù)臺(tái)具身智能設(shè)備，但出于種種顧慮并未投入實(shí)際生產(chǎn)中。

可見(jiàn)，新興技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，如何落到實(shí)地應(yīng)用仍是一大難點(diǎn)。對(duì)于工廠來(lái)說(shuō)，如果對(duì)產(chǎn)線沒(méi)有大的效益提升，很難有意愿去落地具身智能的應(yīng)用、國(guó)產(chǎn)高端設(shè)備的迭代、工業(yè)軟件的部署：一方面是出于成本考量，另一方面，新設(shè)備的應(yīng)用適配也可能耽誤生產(chǎn)進(jìn)度。但對(duì)于供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，具身智能、工業(yè)軟件、高端裝備都需要實(shí)地應(yīng)用后反饋數(shù)據(jù)，才能不斷迭代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)螺旋式上升。

總體來(lái)說(shuō)，未來(lái)工廠的誕生，需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游的齊心協(xié)力和高度配合，也需要政策的傾斜與扶持。科技創(chuàng)新的腳步一日千里，或許一座座未來(lái)工廠拔地而起，就在不遠(yuǎn)的將來(lái)。

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本報(bào)告參考資料

[1]工業(yè)軟件行業(yè)深度報(bào)告：24H1工業(yè)軟件廠商保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，工業(yè)AI加速滲透各應(yīng)用場(chǎng)景-浙商證券

[2]工業(yè)大模型：大模型賦能，智啟工業(yè)未來(lái) 頭豹詞條報(bào)告系列-頭豹研究院

[3]工業(yè)4.0時(shí)代，PLC國(guó)產(chǎn)替代空間大-信達(dá)證券

[4]靜待通用自動(dòng)化景氣上行，工控自主可控核心資產(chǎn)PLC國(guó)產(chǎn)替代加速-開(kāi)源證券

[5]2023年中國(guó)工業(yè)軟件系列：MES系統(tǒng)主力智能工廠建設(shè)-頭豹研究院

[6]ERP軟件全球市場(chǎng)研究報(bào)告（2023-2029）-QYResearch

[7]自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)(AGV)全球市場(chǎng)研究報(bào)告（2024-2030）-QYResearch

[8]機(jī)械設(shè)備行業(yè)深度報(bào)告-工業(yè)母機(jī)：高端加速突破，產(chǎn)業(yè)未來(lái)可期-開(kāi)源證券

[9]電子行業(yè)：傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分析之河南概況-中原證券

[10]計(jì)算機(jī)行業(yè)：DCS市場(chǎng)快速發(fā)展，國(guó)產(chǎn)廠商乘風(fēng)而起(8.25-8.31)-興業(yè)證券

[11]機(jī)械行業(yè)工業(yè)母機(jī)系列報(bào)告(一)-工業(yè)母機(jī)：國(guó)之重器，高端裝備制造的基石-光大證券

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