智能制造產(chǎn)業(yè)鏈研究報告

    2017年5月17日國務(wù)院召開常務(wù)會議，指出下一步深入實施《中國制造2025》，把發(fā)展智能制造作為主攻方向。

　　擴大試點示范城市(群)覆蓋面，選擇20至30個基礎(chǔ)條件好、示范帶動作用強的城市(群)，繼續(xù)開展“中國制造2025”試點示范創(chuàng)建工作，以試點示范推進《中國制造2025》深入實施。

　　面對國際產(chǎn)業(yè)競爭形勢、國內(nèi)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的改革需求，我們認為下一階段最重要的風(fēng)口在“智能制造”。2017年智能制造試點正在申報中，值得市場關(guān)注。

　　一 、下一階段最重要的風(fēng)口在“智能制造”

　　落子智能制造， 緊跟全球發(fā)展競爭形勢。前三次工業(yè)革命都有明顯的標志，如蒸汽、電力、可編程計算機，第四次工業(yè)革命已經(jīng)到來，以互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)智能化、工業(yè)一體化為代表，各個國家都嘗試定義。

　　美、德先后于2012年2月、2013年4月推出工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等先進制造業(yè)戰(zhàn)略計劃，其實質(zhì)即是智能制造。我國為了適應(yīng)全球經(jīng)濟發(fā)展新形勢，也適時提出了中國制造2025、互聯(lián)網(wǎng)+等一系列戰(zhàn)略計劃，因為智能制造可能成為我國在此次技術(shù)創(chuàng)新競爭中實現(xiàn)彎道超車的契機。

　　第四次工業(yè)革命帶來的智能制造對我國影響巨大，一是7000-8000萬產(chǎn)業(yè)就業(yè)人群;二是大量制造業(yè)產(chǎn)品出口;三是涉及我國軍事安防，以上均需要未來的互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)融合的智能制造來實現(xiàn)。如果錯失緊跟這一輪工業(yè)革命的步伐，對整個國家的發(fā)展有較大的影響。

　　互聯(lián)網(wǎng)進入工業(yè)化第二階段，未來十年發(fā)展方向具有確定性?；ヂ?lián)網(wǎng)來到中國，首先進入的是第三產(chǎn)業(yè)，迎來“消費互聯(lián)網(wǎng)”的黃金15年，其間產(chǎn)生了阿里巴巴等重量級企業(yè)?，F(xiàn)在工業(yè)4.0到來，實際上即宣布互聯(lián)網(wǎng)開始進入工業(yè)，這是互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的第二個時期。

　　2013年全球的第四次工業(yè)革命迎來戰(zhàn)略升級，目前中國有450萬制造業(yè)企業(yè)，這些企業(yè)在未來10年或20年，至少有20%的企業(yè)要轉(zhuǎn)型成自動化、智能化生產(chǎn)，一個數(shù)以十萬億計的市場正在緩緩展開。

　　供給側(cè)改革初現(xiàn)成果，制造業(yè)升級正當(dāng)時。自2016年中央經(jīng)濟工作會議明確提出深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革以來，推進“三去一降一補”任務(wù)已有實質(zhì)性進展，產(chǎn)能過剩、庫存過大、杠桿偏高、成本高企、短板約束等重大結(jié)構(gòu)性失衡問題均有所破解，為經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級掃清障礙、蓄積動能。

　　中國經(jīng)濟注入新動力無外乎兩種途徑：一是將經(jīng)濟增長由投資導(dǎo)向型逐漸轉(zhuǎn)向消費導(dǎo)向型，目前“消費互聯(lián)網(wǎng)”已有所發(fā)力;二是提升制造業(yè)的水平，讓制造業(yè)重新成為驅(qū)動中國經(jīng)濟的核心力量。

　　過去制造業(yè)由于加工貿(mào)易和中低端商品加工并不要求技術(shù)和創(chuàng)新，中國制造業(yè)水平并未隨經(jīng)濟總量一同攀升，同時導(dǎo)致大量高附加值產(chǎn)品依賴進口，由于無法輸出高附加值產(chǎn)品，我國高端制造業(yè)中只有少數(shù)領(lǐng)域有企業(yè)能夠在世界立足。

　　當(dāng)下時點，傳統(tǒng)資源型工業(yè)領(lǐng)域進行供給側(cè)改革已初現(xiàn)成果，此后的經(jīng)濟動能培養(yǎng)將逐步提上重要日程，2017年5月17日國務(wù)院召開常務(wù)會議，指出下一步深入實施《中國制造2025》，把發(fā)展智能制造作為主攻方向。

　　二 、產(chǎn)業(yè)鏈及細分行業(yè)重點梳理

　　智能制造體系是基于新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié)，是先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。

　　其中智能制造過程是指通過自動化裝備及通信技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，并能夠通過各類數(shù)據(jù)采集技術(shù)，以及應(yīng)用通信互聯(lián)手段，將數(shù)據(jù)連接至智能控制系統(tǒng)，并將數(shù)據(jù)應(yīng)用于企業(yè)統(tǒng)一管理控制平臺，從而提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案、協(xié)同制造和設(shè)計、個性化定制，最終實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。

　　智能制造發(fā)展需經(jīng)歷自動化、信息化、互聯(lián)化、智能化四個階段。智能制造發(fā)展需經(jīng)歷不同的階段，每一階段都對應(yīng)著智能制造體系中某一核心環(huán)節(jié)的不斷成熟，分為四個階段。

　　分別為自動化(淘汰、改造低自動化水平的設(shè)備，制造高自動化水平的智能裝備)、信息化(產(chǎn)品、服務(wù)由物理到信息網(wǎng)絡(luò)，智能化元件參與提高產(chǎn)品信息處理能力)、互聯(lián)化(建設(shè)工廠物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、工廠間互聯(lián)網(wǎng)，裝備實現(xiàn)集成)、智能化(通過傳感器和機器視覺等技術(shù)實現(xiàn)智能監(jiān)控、決策)。

　　我國目前仍處于“工業(yè)2.0”(電氣化)的后期階段,“工業(yè)3.0”(信息化)還待普及，“工業(yè)4.0”正在嘗試盡可能做一些示范，制造的自動化和信息化正在逐步布局。

　　1. 自動化生產(chǎn)線集成

　　國內(nèi)系統(tǒng)集成商正在崛起。系統(tǒng)集成方案解決商處于相對于智能設(shè)備的下游應(yīng)用端，為終端客戶提供應(yīng)用解決方案，負責(zé)工業(yè)機器人軟件系統(tǒng)開發(fā)和集成。目前我國系統(tǒng)集成商多是從國外購買機器人整機，根據(jù)不同行業(yè)或客戶的需求，制定符合生產(chǎn)需求的解決方案。

　　業(yè)務(wù)形式主要以大型項目(關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)線的集成，如機器人工作島)和工廠的產(chǎn)線技術(shù)改造為載體，對現(xiàn)有設(shè)備進行升級和聯(lián)網(wǎng)，提供工業(yè)控制、傳動、通訊、生產(chǎn)與管理信息等方面的系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)成套、設(shè)備集成及EPC工程等服務(wù)。

　　在系統(tǒng)集成應(yīng)用領(lǐng)域，外資系統(tǒng)集成商包括ABB、柯瑪、KUKA等，國內(nèi)領(lǐng)先的系統(tǒng)集成商包括新松機器人、大連奧托、成焊寶瑪、曉奧享榮等。

　　應(yīng)用市場主要集中于汽車工業(yè)，市場規(guī)模已超百億。目前國內(nèi)智能制造系統(tǒng)集成領(lǐng)域，大部分集中于汽車工業(yè)，2016年國內(nèi)機器人下游應(yīng)用領(lǐng)域中，占比最大的是汽車制造(48%)，其次是3C制造(24%)。

　　根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2015年汽車整車、零部件制造業(yè)固定資產(chǎn)投資額分別為2724.16 億、8685.49億，若按整車及零部件行業(yè)機器人占固定資產(chǎn)投資額比值分別為1%、0.2%來估計機器人本體市場規(guī)模，并在此基礎(chǔ)上估計系統(tǒng)集成市場規(guī)模，則2016年系統(tǒng)集成市場空間就已達134-178億。

　　中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)測顯示，至2020年系統(tǒng)集成規(guī)模有望接近830億，2016-2020年期間復(fù)合增速可達20%。

　　其他應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴圍。隨著國內(nèi)自主品牌整車企業(yè)的崛起，近年來國內(nèi)系統(tǒng)集成企業(yè)份額開始不斷提升，機器人產(chǎn)品認可度的不斷提高，系統(tǒng)集成應(yīng)用領(lǐng)域也擴展至一般工業(yè);

　　根據(jù)中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，2016年上半年國產(chǎn)工業(yè)機器人應(yīng)用行業(yè)進一步拓寬至農(nóng)副食品加工業(yè)，酒、飲料和精制茶制造業(yè)，醫(yī)藥制造業(yè)，餐飲業(yè)等，較2014年增加6個行業(yè)中類、21個行業(yè)小類;

　　其中金屬制造業(yè)行業(yè)和以家用電器制造、電子元器件、計算機和外部設(shè)備制造等為代表的電器機械和器材制造行業(yè)，在國產(chǎn)工業(yè)機器人銷售總量中的占比最高，分別占31%和23%，汽車以外其它領(lǐng)域的系統(tǒng)集成正在迅速增加。

　　2. 自動化裝備

　　工業(yè)機器人

　　工業(yè)機器人銷量得到快速提升。由于人工成本的增加和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求，我國的工業(yè)機器人自2010年始，表現(xiàn)了大幅增長，此后銷量增速保持在20%-50%的較高水平。

　　根據(jù)IFR初步統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016年我國工業(yè)機器人銷量已高達9萬臺，較2015年增長31.28%，顯著高于全球工業(yè)機器人14%的銷量增速，其中中國工業(yè)機器人銷量占全球銷量比重以達31%，我國工業(yè)機器人的需求有了顯著增長，成為全球的重要市場。

　　目前工業(yè)機械人需求仍高度依賴進口，每年的進口量往往高于當(dāng)年銷量，但2015年數(shù)據(jù)已顯示進口量4.67萬臺低于當(dāng)年銷量的6.85萬臺，可見我國自主生產(chǎn)的工業(yè)機器人也逐步得到市場的認可。

　　我國工業(yè)機器人密度仍偏低。從工業(yè)機器人的普及使用情況看，截止2015年我國每萬人擁有工業(yè)機器人的數(shù)量已升至49臺，雖然仍顯著低于全球每萬人69臺，但較2011年我國每萬人10臺已有顯著提升，目前水平已接近2010年時全球的每萬人50臺。

　　2013年工信部曾下發(fā)《關(guān)于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出到2020年機器人密度達到100。由此預(yù)計，截止2020年，我國工業(yè)機器人有50萬臺的需求空間，按照年均10萬臺及均價10萬/臺來估算，在不考慮出口的情況下，國內(nèi)工業(yè)機器人本體的市場空間未來5年每年保守估計均有100億。

　　行業(yè)發(fā)展主要受制于重要核心零部件 、工控系統(tǒng)依賴于進口。工業(yè)機器人的核心零部件主要包括減速器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)三部分，對應(yīng)著執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，多軸工業(yè)機器人的成本中分別占比分別為36%、24%、12%。

　　其中減速器成本占比較最大且對精度要求高，而全球減速器行業(yè)集中度較高，目前基本被日本的納博特斯克(Nabtesco)和哈默納科(Harmonic Drive)所壟斷，全球市場份額超75%;控制器方面，復(fù)雜高端工業(yè)機器人的控制器對進口依賴較高，中低端機器人的控制器國內(nèi)基本能夠?qū)崿F(xiàn)自給;

　　而伺服電機的技術(shù)門檻相對較低，與國際差距相對較小，目前國內(nèi)部分企業(yè)已能實現(xiàn)自給，如埃斯頓、新時達的部分機器人已開始使用自行研制的控制器和伺服系統(tǒng)，但高端市場仍被日本、歐美名企占據(jù)，占據(jù)近80%的市場份額。

　　數(shù)控機床

　　目前我國數(shù)控機床已有較高產(chǎn)量水平。數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床，該控制系統(tǒng)能夠處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，通過信息載體輸入到數(shù)控裝置，經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出控制信號，控制機床動作，從而自動進行零件加工。

　　數(shù)控機床主要用于金屬切削和金屬成形，從結(jié)構(gòu)上來看，2015年1-10月年中國數(shù)控金屬切削機床、數(shù)控金屬成形機床(數(shù)控鍛壓設(shè)備)產(chǎn)量分別為19.7萬臺、2.0萬臺，同比下降7.1%、4.6%，但仍保持較高產(chǎn)量水平。

　　根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)預(yù)測，預(yù)計我國2017年數(shù)控金屬切削機床、數(shù)控金屬成形機床(數(shù)控鍛壓設(shè)備)產(chǎn)量將分別達到25.3萬臺、2.76萬臺，未來五年(2017-2021)年均復(fù)合增長率約分別為3.47%、6.33%。

　　高端數(shù)控仍處于起步階段。我國目前處于數(shù)控機床的智能化技術(shù)起步階段，現(xiàn)階段大部分的數(shù)控機床還不具備智能化功能，自主生產(chǎn)的數(shù)控機床主要以中低端產(chǎn)品為主，高端數(shù)控機床(數(shù)控系統(tǒng))主要依靠進口，2016年我國數(shù)控機床進口額約26億美元。

　　國內(nèi)機床行業(yè)市場集中度并不高，主要的市場參與者包括沈陽、大連、濟南、秦川等機床廠，進口數(shù)控機床主要來自西門子、發(fā)那科、三菱等外企;數(shù)控系統(tǒng)方面，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)廠家主要為華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大連光洋、沈陽高精和航天數(shù)控等。

　　目前這5家數(shù)控企業(yè)均對數(shù)控系統(tǒng)軟硬件平臺等一批高端數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)有所突破，高端數(shù)控機床被列入“中國制造2025”目標，到2020年，國內(nèi)市場占有率超過70% 。

　　目前該行業(yè)的示范效用已取得了一定成果， 由云南CY集團承擔(dān)的工信部《高檔數(shù)控車床制造數(shù)字化車間的研制與示范應(yīng)用》于2016年8月通過驗收，該項目的關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率100%。

　　3. 工業(yè)信息化

　　工業(yè)信息化以工業(yè)軟件為主，工業(yè)軟件是指在工業(yè)領(lǐng)域進行設(shè)計、生產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)應(yīng)用的軟件，可以被劃分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和中間件(介于這兩者之間)，其中系統(tǒng)軟件為計算機使用提供最基本的功能，并不針對某一特定應(yīng)用領(lǐng)域;

　　應(yīng)用軟件則能夠根據(jù)用戶需求提供針對性功能，在智能制造流程中，工業(yè)軟件主要負責(zé)從事生產(chǎn)控制、運營管理、研發(fā)設(shè)計等方面進行優(yōu)化、仿真、呈現(xiàn)、決策等職能。

　　全球各類工業(yè)軟件發(fā)展呈較大差異。由于制造企業(yè)的不同發(fā)展階段，對工業(yè)軟件的功能和技術(shù)需求也會出現(xiàn)差異，從而導(dǎo)致每一類工業(yè)軟件在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中呈現(xiàn)較大差異。

　　根據(jù)Gartner統(tǒng)計，2011年以來，全球工業(yè)軟件市場規(guī)模每年保持約6%的速度增長。其中研發(fā)設(shè)計類軟件的重要性有所提升，制造企業(yè)在產(chǎn)品生命周期各階段對仿真軟件的應(yīng)用增多，CAE軟件在制造業(yè)各領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，保持8%左右的增速;

　　傳統(tǒng)管理軟件穩(wěn)步增長，管理軟件市場進入成熟期，規(guī)模保持平穩(wěn)上升，增速有所放緩;ERP等相對成熟的市場加快轉(zhuǎn)向按需付費的軟件服務(wù)模式，在一定程度上影響了行業(yè)收入的增長速度。近年來，生產(chǎn)管理類軟件市場空間進一步打開，MES軟件成為智能工廠多個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)交換的核心。

　　截止2015年全球MES軟件的規(guī)模達到78億美元，維持17%左右的高增長率?？蛻艄芾砗凸?yīng)鏈管理軟件的高速增長也反映出制造企業(yè)順應(yīng)“網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造”的要求，更加重視與消費者和產(chǎn)業(yè)鏈的信息交流。

　　目前產(chǎn)業(yè)格局仍是歐美企業(yè)主導(dǎo)。從產(chǎn)業(yè)格局看，目前全球工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)主要由歐美企業(yè)主導(dǎo)，呈“兩極多強”態(tài)勢，SAP、Siemens在多個領(lǐng)域均嶄露頭角，而IBM、達索系統(tǒng)和Salesforce.com在各自專業(yè)領(lǐng)域形成了一定優(yōu)勢。

　　其中ERP軟件產(chǎn)業(yè)格局相對穩(wěn)定，SAP和Oracle兩家企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)，屬于一線ERP軟件，Infro、Sage、Microsoft隸屬二線;在CRM領(lǐng)域中，Salesforce 占據(jù)全球CRM市場第一位，且發(fā)展迅速，其成功來自基于SaaS的云服務(wù)模式;

　　CAD產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)者是Autodesk和達索系統(tǒng)，且隨著仿真、設(shè)計技術(shù)與先進技術(shù)的結(jié)合，逐漸出現(xiàn)新的參與者;MES軟件具有較強的行業(yè)應(yīng)用特性，與特定的行業(yè)關(guān)系緊密，需要大量行業(yè)領(lǐng)域知識的積累，因此形成不同MES廠家占據(jù)不同行業(yè)的局面。

　　國內(nèi)企業(yè)市占比偏低，水平與領(lǐng)先企業(yè)有較大差距。在國內(nèi)市場方面，國產(chǎn)軟件企業(yè)在研發(fā)設(shè)計、業(yè)務(wù)管理和生產(chǎn)調(diào)度、過程控制三類軟件中均有一定市場份額，但在某些細分領(lǐng)域仍與國外領(lǐng)先軟件企業(yè)差距較大，屬于行業(yè)末端跟隨者的角色。

　　國內(nèi)市場排名前五位的國內(nèi)廠商占據(jù)整體市場份額較低，且其96%的銷售在國內(nèi)市場，全球份額不足0.3%。當(dāng)前我國工業(yè)軟件產(chǎn)品多集中于OA、CRM等門檻較低的軟件類型，而國外產(chǎn)品在MES、ERP、PLM等主流工業(yè)軟件市場上占據(jù)主導(dǎo)，穩(wěn)定性與可用性均強于國內(nèi)產(chǎn)品。

　　同時國內(nèi)工業(yè)軟件產(chǎn)品雖然價格較低，但是性能參差不齊，與其他廠商軟件的兼容性較差，持續(xù)服務(wù)水平無法保證，市場對國內(nèi)產(chǎn)品的信心和認可程度總體偏弱。

　　4. 工業(yè)互聯(lián)/物聯(lián)網(wǎng)

　　國內(nèi)RFID、機器視覺等物聯(lián)技術(shù)發(fā)展處于初期。相較于歐美發(fā)達國家，我國在RFID、機器視覺、傳感器等物聯(lián)技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)業(yè)上的發(fā)展還較為落后，如我國RFID企業(yè)總數(shù)雖然超過百家，但是缺乏關(guān)鍵核心技術(shù)，尤其是芯片、中間件等方面，目前還未形成成熟的RFID產(chǎn)業(yè)鏈。

　　雖然中低、高頻標簽封裝技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)基本成熟，但只有極少數(shù)企業(yè)已經(jīng)具備了超高頻讀寫器設(shè)計制造能力;機器視覺方面，國內(nèi)機器視覺廠商多是引進國外的產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上做系統(tǒng)集成方面的工作，實際從事生產(chǎn)機器視覺產(chǎn)品的企業(yè)非常少。

　　傳感器行業(yè)發(fā)展相對成熟。相較于RFID、機器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國內(nèi)傳感器行業(yè)發(fā)展相對成熟，目前國內(nèi)已有1700多家從事傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)，其中從事微系統(tǒng)研制、生產(chǎn)的有50多家，已建成三大傳感器生產(chǎn)基地(安徽、陜西、黑龍江)。

　　傳感器應(yīng)用四大領(lǐng)域為工業(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品專用設(shè)備。傳感器作為一種信息檢測裝置，能將監(jiān)測到的信息按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，與RFID(射頻識別技術(shù))、機器視覺等物聯(lián)設(shè)備一起運用于產(chǎn)品制造以及全生命周期，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品制造與服務(wù)過程及全生命周期中制造資源與信息資源的動態(tài)感知、智能處理與優(yōu)化控制、工藝和產(chǎn)品的創(chuàng)新等。

　　我國傳感器有賴進口，技術(shù)差距仍明顯。目前全球約有40個國家從事傳感器研制、生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā)，其中美、日、德等國的市場總占有率近60%，如德國海德漢、英國雷尼紹。相比下，我國傳感器企業(yè)95%以上屬小型企業(yè)，傳感器技術(shù)水平偏低、研發(fā)實力較弱、規(guī)模偏小、產(chǎn)業(yè)集中度低。

　　根據(jù)《裝備制造》數(shù)據(jù)，2015年全球市場約1770億美元，預(yù)計在未來五年內(nèi)，全球所有的傳感器領(lǐng)域的復(fù)合年增長率都將超過15%，2015年我國傳感器銷售額突破1300億元，但95%以上均為進口配套形成。

　　目前在全球范圍內(nèi)有2萬多種傳感器，我國能完全國產(chǎn)的種類大約只有6000多種，且種類遠遠不能滿足國內(nèi)生產(chǎn)生活的需要，傳感器在重大技術(shù)裝備中所占價值量不足5%，技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化難度大，較重大技術(shù)裝備主機與國外先進水平差距更大。傳感技術(shù)及產(chǎn)品已成為制約智能制造工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

　　5. 智能生產(chǎn)

　　3D打印技術(shù)日漸成熟。3D打印技術(shù)，也稱“增材制造”或“增量制造”，是基于三維CAD模型數(shù)據(jù)，通過增加材料逐層制造，將直接制造與相應(yīng)數(shù)學(xué)模型結(jié)合的一種制造方法。它涵蓋了產(chǎn)品生命周期前端的“快速原型”和全生產(chǎn)周期的“快速制造”相關(guān)的所有打印工藝、技術(shù)、設(shè)備類別和應(yīng)用。

　　增材制造技術(shù)第一次出現(xiàn)于1980年，第一次應(yīng)用是在汽車的原型設(shè)計方面。通過研究者和企業(yè)近30年來的努力，3D打印技術(shù)已經(jīng)漸趨成熟，衍生出7種重要的子技術(shù)(材料擠出型、粉末床熔化、光聚合成型、粘合劑噴射成型、材料注射成型、熔融沉積成型、層壓成型)。

　　全球的3D打印產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成。全球的3D打印產(chǎn)業(yè)鏈包括3D打印生產(chǎn)制造商(生產(chǎn)3D打印機和開發(fā)增材制造子技術(shù))、原材供應(yīng)商(高分子材料和金屬材料)、3D打印軟件、3D掃描(產(chǎn)品實物掃描錄入電腦生成打印模型)、產(chǎn)品服務(wù)商等。其中設(shè)備制造是3D市場最重要的組成部分，占據(jù)市場最大份額。

　　其中主要生產(chǎn)制造商有斯川塔斯(Stratasys)、3Dsystems、EOS、ConceptLaser、SLMSolutions、ExOne和Ultimaker，這些制造商除了生產(chǎn)3D打印配套設(shè)備外，還提供相關(guān)軟件、材料、技術(shù)、咨詢和其他服務(wù)等;

　　原材料供應(yīng)商提供3D打印所需原材料，其中涵蓋材料制備、材料熱處理和后續(xù)燒結(jié)工藝等各個方面，目前高分子類原材料主要應(yīng)用于桌面級的3D打印機，而金屬類原材料主要應(yīng)用于工業(yè)級的3D打印，桌面級3D打印機門檻低、設(shè)計簡單，一般是企業(yè)進軍3D打印領(lǐng)域切入口，隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的擴展，工業(yè)級3D打印有望逐步崛起。

　　3D打印市場規(guī)模保持高速增長。Gartner發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2016年全球3D打印市場規(guī)模為70億美元，至2020年將達到212億,未來五年復(fù)合增速為32%。盡管增長顯著，但事實上3D僅占到全球制造業(yè)市場的0.04%，市場潛力還未完全開發(fā)。

　　目前全球市場主要分布于歐美國家(市場占比超60%)，競爭格局也相對集中，其中Stratasys、3DSystems和EOS三家3D設(shè)備制造商市場份額占到整個3D打印市場的70%,3D打印服務(wù)商也是Materialise和ProtoLabs兩家獨大，市場份額占10%。

　　消費電子和汽車行業(yè)應(yīng)用較多，原型設(shè)計及產(chǎn)品開始是主要應(yīng)用領(lǐng)域。在行業(yè)應(yīng)用方面，消費電子和汽車行業(yè)各自貢獻了3D打印總收入的20%，這些行業(yè)將3D打印技術(shù)主要應(yīng)用于產(chǎn)品的原型設(shè)計。除此之外，手機制造商也逐漸使用3D技術(shù)制造產(chǎn)品零部件。

　　醫(yī)療器械行業(yè)作為第3大3D打印市場，需求量正在迅速增長，使用3D打印技術(shù)大批量定制產(chǎn)品，如人體助聽器等。目前，3D打印在制造業(yè)適用方面主要有：原型設(shè)計(25%)、產(chǎn)品開發(fā)(16%)、想法驗證(11%)。

　　但國內(nèi)3D打印行業(yè)在商業(yè)化過程中發(fā)展仍相對較慢，而且完整的產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成。我國3D打印的研究起步于20世紀90年代，發(fā)端于高校，走產(chǎn)學(xué)研協(xié)同之路，高校中建立的技術(shù)研發(fā)中心和實驗室主要負責(zé)材料成型技術(shù)方面的研發(fā)，2016年10月成立了中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，國家增材制造創(chuàng)新中心建設(shè)方案也通過了專家論證。

　　近年來，我國3D打印產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在打印機的研發(fā)方面有了小規(guī)模的發(fā)展，目前在分層實體制造技術(shù)以及電子束融化技術(shù)等方面有了一定的突破，截止2015年全球3D打印市場的占比升至14.96%。但由于一些打印材料被國外壟斷，市場需求沒有較好的開發(fā)，導(dǎo)致我國該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然較為緩慢。

　　桌面級3D打印由于行業(yè)壁壘較低，價格競爭較為激烈，國內(nèi)企業(yè)相對外企具有一定價格優(yōu)勢，代表企業(yè)是北京太爾時代、浙江閃鑄、珠海西通等;

　　工業(yè)級3D打印目前主要是國外巨頭(通過代理商形式)和我國具有技術(shù)實力的企業(yè)進行競爭，行業(yè)競爭者較小，由于主要是技術(shù)競爭，雖然國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)目前仍存在差距，但部分研發(fā)早、技術(shù)成熟的國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)形成追趕之勢。

　　國內(nèi)機器視覺企業(yè)同樣面臨起步晚、技術(shù)差等問題。我國機器視覺的起步比較晚，行業(yè)的集中度不高，最開始主要是以代理商形式進行國外品牌代理，目前較多經(jīng)銷商已開始推出自有品牌的產(chǎn)品，但是在行業(yè)分布、渠道分銷以及成熟的自動化產(chǎn)品有著明顯的差異。

　　目前國內(nèi)機器視覺企業(yè)主要位于珠三角、長三角及環(huán)渤海地區(qū)，企業(yè)重點分布在廣東、浙江、江蘇、上海等省市，企業(yè)類型以民營企業(yè)為主，公司規(guī)模大多為中小型企業(yè)，在規(guī)模上難以與國外的主流公司產(chǎn)品競爭，國內(nèi)機器視覺的相對成熟的自動化產(chǎn)品質(zhì)量以及技術(shù)含量偏低，市場也遠遠沒有飽和。

文章轉(zhuǎn)載：中國食品和包裝機械網(wǎng) http://www.chinafpma.org