2023机械设备行业专题研究：机械设备发新芽智能制造引风潮.docx

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1、机械设备行业机械设备发新芽，智能制造引风潮正文目录1 智能制造，加快制造业转型新动能11.1 智能制造：自感知、自决策、自执行的新型生产方式11.2 智能制造VS传统制造，重新定义制造业体系21.3 行业标准与产业应用并行，制造逐渐步入信息化32 智能制造正当时，产业链各环节“多点开花”62.1 智能制造应用广泛，产业犍各层级加速追赶62.1.1 上游：制造业发展基石，逐渐向中高端市场渗透62.1.2 中游：行业稳固提升，自主可控加速行业国产替代92.1.3 下游：汽车、电子为主要应用市场，渗透率加速提升162.2 拉动智能制造的三驾马车：政策支撑、技术突破和人口红利消退172.2.1国家政策

2、与发展规划为智能制造保驾护航172.2.2高新技术的成熟推动智能制造优化182.2.3人口红利退数，制造业面临用工荒和尚成本问题203 乘风智能制造，助力企业行稳致远213.1 他山之石：对标海外、智能制造大势所趋213.2 设备端与软件端共振，智能制造成熟度和市场规模稳固提升244 投资建议274.1 埃斯顿：国产工业机器人龙头，进口替代按下“加速键”284.2 容知日新：智能运维百亿蓝海，行业龙头领跑掘金304.3 华曙高科：3D打印领先者，产业链各环节布局加速放量325 风险提示35图表目录图表1:制造业技术发展路径1图表2:智能制造定义与层级结构2图表3:传毓制造与智能制造流程图对比2

3、图表4:传然制造与智能制造的区别3图表5:智能制造标准的发展历史4图表6:中国智能制造所处阶段5图表7:智能制造产业链图谱6图表8:轴承市场空间（亿元，%）7图表9:2020年下游应用市场（）7图表10:传感器市场空间（亿元）8图表11:中国传感器MEMS竞争格局（）8图表12:伺服系统市场空间（亿元，%）8图表13:2021年伺服系统下游需求占比（）8图表14:2008年通用伺服竞争格局（）9图表15:2022前三季度通用伺服竞争格局（）9图表16:智能制造装备市场规模（万亿元）9图表17：数控机床行业市场空间（亿元）10图表18:数控机床下游市场（）10图表19:我国机床数控化率（%）11

4、图表20:我国2021年数控机床市场格局（）11图表21:工业机器人产量（套，%）11图表22:2021年Ql工业机器人下游市场（）11图表23:2019年核心工业机器人厂商份额（）12图表24:2022QI3核心工业机器人厂商份额（%）12图表25:3D打印与传统制造对比12图表26:3D打印市场空间（亿元）13图表27:2020年中国3D打印产业结构（）13图表28:3D打印下游市场（）14图表29:3D打印竞争格局（）14图表30:全球工业软件市场空间（亿美元，%）15图表31:中国工业软件市场空间（亿元，%）15图表32:工业软件细分市场国产化率（）15图表33:工业软件十大供应商国内

5、外对比图（家）15图表34:PHM市场渗透率（）16图表35:PHM市场竞争格局16图表36:我国经典行业成熟度情况16图表37:智能制造下游应用领域（%）17图表38:中国智能制造渗透率（%）17图表39:国家智能制造相关政策18图表40:我国制造技术演变图19图表41:智能制造新技术发展情况19图表42:我国制造业劳动人数逐年下降（万人，%,%）20图表43:人口老龄化比例逐渐加深（）20图表44:制造业薪酬逐渐上升（元，%）21图表45:制造业工资呈现高增长态势（）21图表46:中国工业机器人密度快速增长（台/万人）21图表47:2021年全球机器人窗度对比（台/万人）21图表48:各个

6、国室的智能制造布局区别21图表49:德国工业4.0框架22图表50:各个国家关于智能制造的政策23图表51:我国智能制造发展成熟度增长情况（）25图表52:我国智能制造成熟度层次结构（）25图表53:全市场装备智能化设计情况（）25图表54：全市场工业软件应用率情况（）25图表55:各行业智能制造改造案例25图表56:智能制造行业市场空间（万亿元）27图表57:埃斯顿发展历史28图表58:公司近年营业收入与归母净利润（亿元）29图表59:公司近年毛利率与净利率（）29图表60:行业公司核心零部件自主能力汇总29图表61:埃斯顿产品布局30图表62:容知日新远程监测系统运行模式30图表63:20

7、182022公司营收及同比情况31图表64:2018-2022公司归母净利泗及同比情况31图表65:智能运维行业的循环逻辑31图表66:容知日新检测设备数量31图表67:公司先发优势的具象体现32图表68:华曙高科发展历程33图表69:华曙高科营业总收入（百万，%）33图表70:华曙高科将母净利润加速增长（百万，%）33图表71:公司下游以航空航天与模具为主（万元，%）34图表72:金属3D打印设备产品技术对比341 智能制造，加快制造业转型新动能1.1 智能制造：自感知、自决策、自执行的新型生产方式智能制造是未来制造发展的必然趋势和主攻方向。制造业经历了机械化、电气化和信息化三个阶段，如今正

8、迈向智能化发展的第四个阶段，即工业4.0。工业1.0到工业2.0实现了从依赖工人技艺的作坊式机械化生产到产品和生产标准化以及简单的刚性自动化。工业2.0到工业3.0实现了更复杂的自动化，通过先进的数控机床、机器人技术、PLC和工业控制系统实现敏捷的自动化，从而实现变批量柔性化制造。工业3.0到工业4.0实现了从单一的制造场景到多种混合型制造场景的转变，从基于经脸的决兼到基于证据的决策，从解决可见的问题到避免不可见的问题，从基于控制的机器学习到基于丰富数据的深度学习。图表1:制造业技术发展路径工业x.0主要标志时代将点生产模式制造技术椅点制造装备及系统工业1.0蒸汽机动力应用蒸汽时代单件小批量机

9、械化集中动力源的机床工业2.0电能和电力驱动电气时代大规模生产标准化、刚性自动化普通机床、组合机床、刚性生产线工业3.0数字化信息技术信息时代亲性化生产柔性自动化、数字化、网络化数控机床、复合机床、FMS、CIMS工业4.0新一代信息技术智能时代网络化协同、大规模个性化定制人-机-物互联、自感知、自分析、自决策、自执行智能化装备、制造、增材制造、混合制造、云赛博物理生产系统数据来源：智能制造理论体系架构研究（刻强2020）,华福证券研究所智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新

10、型生产方式。智能制造是一种可以让企业在研发、生产、管理、服务等方面变得更加“聪明”的生产方法，制造业企业要从自身发展的核心痛点出发，在合理的整体规划和顶层设计基础上，智能制造按照功能可以分为五层，层层传导，设备层执行生产任务并上传现场数据，产线层则将现场数据进行预处理并向上层汇报，工厂层接收处理后向企业层反馈生产情况，企业层运用生产管理软件进行分析处理后向下层下发工作计划，再依次传导至设备层对生产设备进行有效控制与检测设备、控制、车间与企业层形成由点到线再到面的递进关系。协同层则是单一企业与其所处的商业生态环境中其余参与者的互动与协同，将各类参与者连接做到信息的实时互通，形成综合的数据平台，达

11、到“万物互联”的状态，更利于全产业链优化发展。图表2:智能制造定义与层级结构智能工厂供应商转包商物联同/务联网物料BoM货位WMSSCMPLM工厂层 产线层生产网设备maPLCDCSHMI机器1机2现场总线/工业以太网/无线网络设备层上 MtRFlD标签数控机床工业机器人自动产线检漓设备AGV依据来源：艾耳咨询，华福证卷研究所1.2 智能制造VS传统制造，重新定义制造业体系相枝于传统制造，智能制造能够赋予制造业体系多组织协同与高效率特性。传统制造业体系为单一直线型，各环节互动有限，信息反馈速度慢，导致效率低。而在智能化下的制造业体系中，它变得更加互动且环式结构，信息实时反馈与工艺、研发之间呈双

12、向往来关系，这有利于根据消费者需求来定义产品特性。与此同时，自动化采购能够降低成本与周期，而柔性化生产与营销的实时互动使得生产能够更好地响应市场变化，从而避免了负面影响的发生。图表3:传统制造与智能制造流程图对比数据来源：头豹研究院，中国工业新闻网，华福证券研究所智能制造主要在设计、加工、管理和服务方面区别于传统制造。主要体现在四方面：1、设计更突出客户需求导向，实现需求与设计的实时动态交互，缩短设计周期。2、加工过程柔性化、智能化，生产组织方式更个性化，检测过程在线化、实时化，人机交互网络化，加工成型方式多样化。3、制造管理更依赖信息系统，借助计算机信息管理技术，实现上下游企业和整个产业链的

13、数据交互和管理沟通。4、智能制造的产品服务全程闭环管理，提高产品适应市场的能力，满足客户的个性化需求。据中国智能制造试点项目反馈，智能制造可帮助企业提升45%生产效率，同时还带来产品不良率与研制周期的降低（分别降低35%）。图表4:传蜿制造与智能制造的区别I分类传统制造智能制造智能制造的影响t设计常规产品面向功能需求设计新产品周期长虚实结合的个性化设计、个性化产品面向客户需求设计数值化设计、周期短、可实时动态改变设计理念与使用价值观变化设计方式变化设计手段变化产品功能变化加工过程按计划进行加工过程柔性化，可实时调整劳动对象变化半智能化加工与人工检测全过程智能化加工与在线实时监测生产方式变化加工

14、生产高度集中生产组织方式个性化生产组织方式变化人机分离网络化人机交互智能控制加工方法多样化减材加工成型方式减材、增材多种加工成型方式新材料、新工艺不断出现管理人工管理为主企业内管理计算机信息管理技术机器与人交互楮令管理延伸到上下游企业管理对象变化管理方式变化管理手段变化管理范围扩大服务对象范国扩大服务产品本身产品全生命周期服务方式变化服务贲任增加数据来源：帮能制造之路：数字化工厂（探明2017P40）,中国智能制造发展现状和未来挑战（刘玉书2021）华福证券研究所1.3 行业标准与产业应用并行，制造逐渐步入信息化按照行业标准化角度，目前行业进入深化期我国智能制造标准化工作伴随着制造业转型升级、高质量发展，逐渐形成了具有中国特色的智能制造标准化工作机制，从探索期走过成长期迈入深化期。1）2015-2017年，探索期（解决有无问题）：探索出了一条以政策为指引，标准体系构建为重点任务，综合标准化项目为手段，国内国际并行的多部门联动协调推进的道路。2）201&2020年，成长期（标准成效初现）：智能制造标准化工作重点从初步构建逐步转向顶层规划选代完善、重点领域标准研制、行业智能制造标准实施路径探索，在国