1、智能制造大勢所趨

1.1人口紅利消失，勞動力成稀缺資源

人口紅利是指因為勞動人口在總人口中的比例上升所伴隨的經濟成長效應，它通常發生在人口過渡時期晚期，此時因為生育率下降，使得受撫養的青幼年人口減少，勞動年齡人口比例上升。有專家指出，人口轉變使得中國從20世紀60年代開始享受人口紅利，而隨著出生率的不斷下降，中國的勞動人口數量在2012出現了第一次絕對下降，意味著人口紅利趨于消失，2015年前后是中國人口紅利階段的轉折點。

我國傳統的勞動密集型企業嚴重依賴人口紅利，人口紅利的消失使得低成本勞動力成為稀缺資源，傳統制造業正在面臨人力成本日益升高的生存難題。

1.2下游需求持續復蘇

信息行業是典型的上游行業，主要服務于不同行業的信息化需求，如教育、醫療、金融、政府、工業等等，上游景氣度提升能有效帶動信息化投入的提升，從而利好于下游行業信息化企業，過去幾年，醫療IT、金融IT等領域均出現過高景氣狀況。相對于醫療、金融等行業，我國工業信息化水平相對較低，行業本身就有滲透率提升的需求，另一方面，近年來，在國家供給側改革等政策的推動下，工業領域需求持續復蘇，汽車、鋼鐵、紡織等多個細分行業業績回升。下游工業領域的復蘇將有望帶動上游信息化投資。

汽車產業是推動新一輪科技革命和產業變革的重要力量，是建設制造強國的重要支撐，是國民經濟的重要支柱。據中國汽車工業協會統計分析，2017年10月，汽車產銷比上月小幅下降，同比略有增長。1-10月汽車行業經濟運行平穩，主要經濟指標呈不同程度增長，增速雖有所減緩，但總體上仍處于較快增長水平。我國汽車行業近來數月增速趨穩，可見行業內生需求依舊旺盛。

機械行業：2016年以前上市的249家企業2017年1季度收入同比增長14.6%，2季度同比增長25.7%。2017年以來行業需求保持旺盛態勢，制造業盈利能力正在修復。

得益于下游需求的持續復蘇，制造業信息化投入有望持續加大，相關信息化企業將隨之受益。

1.3企業自身盈利追求

隨著我國人力成本、上游原材料成本等的上升，企業盈利難度較過去有所增加，尤其是在制造業中這一現象更加明顯。

制造業企業的制造周期時間是指從訂單發放經車間周轉到最后發貨的總時間。制造周期時間越短，制造商庫存越少，市場需求變化時報廢的材料越少，調整適應變化的靈活性越大。反之制造周期時間越長，積壓的多，不良及廢品增多，儲存費用等等都會增加，此外，制造周期越長，工廠車間可能出現的問題越多。減少制造周期時間不僅影響材料預備，還可以改善出貨計劃，加快產品輸出，因為材料在到下一個操作之前停留的時間更短，故過程中的在制品減少。因為產品處理更少，故產品質量得可以到改善。制造周期時間是在多數電子和電器等復雜品類裝配中的最大的問題，制造周期每縮短一倍，企業年利潤收益預期可增長2.2倍。根據美國MESA International調查數據顯示，智能制造可顯著縮短制造周期時間、提升生產效率，降低成本，提高單位時間產出，從而提升企業收益。因此，出于企業自身對盈利的追求，它們亦將會加大對智能制造領域的投入。

1.4政策密集出臺，中國制造2025箭在弦上

國務院2015年發布《中國制造2025》，提出通過“三步走”實現制造強國的戰略目標，該行動綱領面向十個重點領域，建設五大工程，包括：制造業創新中心建設、智能制造、工業強基、綠色制造、高端裝備創新。十九大報告也對發展制造業提出新的要求。

日前，按照《工業和信息化部辦公廳關于開展2017年智能制造試點示范項目推薦的通知》，經過各地方工業和信息化主管部門推薦、專家評審和網上公示等半年的遴選工作，2017年智能制造試點示范項目名單已經確定。據工信部介紹，為推進智能制造產業政策落地，將加快上述項目部署，并將總結試點示范經驗并在各行業進行推廣，同時在此基礎上盡快形成后續政策和措施，進一步推進制造業轉型升級。

根據工信部工作部署，智能制造將是未來中長期實現制造業與互聯網融合以及全面提升制造業競爭力的重要抓手。為此，工信部將聯合發改委、財政部等部委在今后一階段，陸續推出一系列的支持政策和措施；同時還將以試點示范等措施，面向重點行業的智能制造單元、智能生產線、智能車間、智能工廠建設，培育一批系統解決方案供應商，組織開展行業應用試點示范，以形成一批融合發展行業的優秀解決方案并加以推廣。

2、信息化是智能制造的必經之路

2.1智能制造產業鏈

智能制造產業體系已逐漸成形，上游行業主要為制造行業的零部件以及感知層次的相關產品，中游行業則是主要體現為網絡層的相關信息技術、管理軟件和平臺軟件等，而下游領域主要為執行層和應用層，以工業機器人（300024）、智能機床、3D打印為產品構成的自動化生產線和智慧工廠。

2.2信息化是智能制造的必經之路

2.2.1智能制造實現路徑

智能制造是基于新一代信息技術的先進制造過程、系統與模式的總稱。智能制造貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。智能制造的最終實現需要經歷不同的發展階段，每個發展階段均要實現智能制造所需要的核心能力，目前主要可以分為自動化、信息化、互聯化、智能化四個階段。

首先，在智能制造的整個過程中需要將智能裝備(包括但不限于機器人、數控機床、自動化集成裝備、3D打印等)通過通信技術有機連接起來，實現生產過程自動化，其次，通過各類感知技術收集生產過程中的各種數據，并利用各類系統優化軟件等信息化手段提供生產方案，再通過工業以太網等通信手段實現設備及數據間的互聯互通，最終實現生產方案智能化。

隨著新一代信息技術和制造業的深度融合，我國智能制造發展取得明顯成效，以高檔數控機床、工業機器人、智能儀器儀表為代表的關鍵技術裝備取得積極進展；智能制造裝備和先進工藝在重點行業不斷普及，離散型行業制造裝備的數字化、網絡化、智能化步伐加快，流程型行業過程控制和制造執行系統全面普及，關鍵工藝流程數控化率大大提高；在典型行業不斷探索、逐步形成了一些可復制推廣的智能制造新模式，為深入推進智能制造初步奠定了一定的基礎。但目前我國制造業尚處于機械化、電氣化、自動化、數字化并存，不同地區、不同行業、不同企業發展不平衡的階段。發展智能制造面臨關鍵共性技術和核心裝備受制于人，智能制造標準/軟件/網絡/信息安全基礎薄弱，智能制造新模式成熟度不高，系統整體解決方案供給能力不足，缺乏國際性的行業巨頭企業和跨界融合的智能制造人才等突出問題。

2.2.2信息化是智能制造的關鍵，工業軟件是核心

制造業整體上可以分為研發設計、生產制造和營銷服務三大環節，每一環節產生相應的價值。過去人們曾把制造業定義為：“通過加工把原材料轉化為產品的工業”，產出物是產品，其增值主要在加工過程中得以體現，即在20世紀中早期，制造業的主要價值體現在加工制造環節，隨著市場競爭加劇和產品更新換代加快，產品研發、市場營銷和服務的增值作用明顯提高，制造業的產出正在從單一產品轉變為包含產品在內的服務和解決方案。因此，新制造業已經成為同時對物質、信息和知識進行處理的產業，制造業價值曲線已經發生了變化。

根據“微笑曲線”理論，產品生產制造中各個環節的附加值可以被描述成一個開口向上的拋物線，用來描述產品制造流程中各個環節的附加價值。“微笑曲線”其實就是“附加價值曲線”，企業可通過向“微笑曲線”的兩端滲透來創造更多的價值。隨著科技進步，制造業不斷升級，處于價值鏈的的兩端的研發和銷后服務增值越來越大，而傳統制造業作為勞動密集型的中間制造、裝配環節不但技術含量低、利潤空間小，而且市場競爭激烈，容易被成本更低的同行所替代，成為整個價值鏈條中最不賺錢的部分。中國制造業目前仍處在微笑曲線底部區間，未來如何提升在全球制造業價值鏈中的地位是中國制造業企業面臨的首要問題。

制造業信息化將信息技術、自動化技術、現代管理技術與制造技術相結合，可以改善制造企業的經營、管理、產品開發和生產等各個環節，提高生產效率、產品質量和企業的創新能力，降低消耗，帶動產品設計方法和設計工具的創新、企業管理模式的創新、制造技術的創新以及企業間協作關系的創新，從而實現產品設計制造和企業管理的信息化、生產過程控制的智能化、制造裝備的數控化以及咨詢服務的網絡化，全面提升我國制造業的競爭力。

隨著國家兩化深度融合水平的進一步提高，中國制造業信息化迎來一個嶄新的發展階段。ERP、MES、DNC、MDC、PDM、Tracker等先進信息化管理系統已經在制造企業得到廣泛應用，如通過供應鏈管理(SCM)使得供應商可以參與產品的制造和運輸，通過客戶關系管理(CRM)和產品生命周期管理(PLM)使得客戶能夠參與所買的產品設計和制造過程，并可能使企業為客戶解決產品使用、維護和廢棄處理的各種問題，通過企業資源計劃(ERP)和制造執行系統(MES)準確反映生產過程的物料供應情況、工作進度和產品質量，通過連續的信息流，加強企業內部各部門之間的協作。上述各類信息化管理系統正在不斷加快制造企業實現轉型升級。

實現制造業信息化是提升中國制造業全球競爭力的關鍵，其中上述如MES、CAM、ERP等工業軟件是制造業信息化的核心。工業軟件是指在工業領域里應用的軟件，包括系統、應用、中間件、嵌入式等，通常工業軟件被劃分為編程語言、系統軟件、應用軟件和介于這兩者之間的中間件。其中系統軟件為計算機使用提供最基本的功能，但是并不針對某一特定應用領域，而應用軟件則根據用戶和所服務的領域提供不同的功能。

工業軟件一般按照應用分為研發設計類、生產調度和過程控制類、業務管理類三大領域，具有分析、計劃、配置、分工等功能，能夠從機器、車間、工廠層面提升企業生產效率、促進資源配置優化、提升生產線協同水平，對工業化與信息化融合、數字世界與物理世界融合有舉足輕重的作用。

a、研發設計類——以產品生命周期管理(PLM)為例：

PLM軟件可以讓企業高效且經濟地管理一個產品的生命周期，從產品構思、設計與制造，一直到服務和退市處理。計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、產品數據管理(PDM)和制造過程通過PLM無縫地集成在一起。PLM與SCM、ERP分別從不同維度出發，PLM從時間的維度看世界，并且偏重于產品設計層面，與MES層相互連接，是數字化工廠的需求源頭。

PLM產品構成包括三類：(1)CAx類產品，包括集中于創建3D幾何圖形、產品設計和產品數據形成的CAD軟件，計算機輔助系統進行場景建模，數值分析的CAE軟件，利用計算機進行生產設備管理控制和操作的過程模擬軟件CAM。(2)cPDM產品，這類軟件是協同產品定義管理軟件，在產品全生命周期體系下，存儲和檢索產品和產品數據；(3)數字化制造車間，主要用于計劃和模擬整個制造過程。

b、生產調度和過程控制類——以制造執行系統(MES)為例：

MES(manufacturing execution system，制造執行系統)是1990年美國先進制造研究協會旨在加強MRP計劃的執行功能提出的概念，AMR對MES的概念表述如下：“MES是在公司的整個資源按其經營目標進行管理時，為公司提供實現執行目標的執行手段，通過實時數據庫連接基本信息系統的理論數據和工廠的實際數據，并提供業務計劃系統與制造控制系統之間的通信功能。”

MES可以概括為一個宗旨―制造怎樣執行，兩個核心數據庫―實時數據庫、關系數據庫，兩個通信接口―與控制層接口和與業務計劃層接口，四個重點功能―生產管理、工藝管理、過程管理和質量管理。MES是從工單、生產、設備管理、保養、質量管制到出入庫、進出貨等整合的系統，可以實現對設備層直接進行管控，是一個制造形態工廠的核心。

c、業務管理類——以企業資源計劃系統(ERP)為例：

ERP—Enterprise Resource Planning企業資源計劃系統，是指建立在信息技術基礎上，以系統化的管理思想，為企業決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺。ERP系統集中信息技術與先進的管理思想于一身，成為現代企業的運行模式，反映時代對企業合理調配資源，最大化地創造社會財富的要求，成為企業在信息時代生存、發展的基石。

3、工業軟件市場空間廣闊，國外企業仍占主導地位

3.1中美工業軟件市場規模差距仍較大

2016年，全球工業軟件市場規模達到3531億美元，同比2015年增長5.4%，發展中國家和經濟體對工業軟件的需求成為全球工業軟件市場發展的亮點。2016年，中國工業軟件市場在宏觀經濟與產業轉型的雙重影響下，繼續處于平臺調整期。2016年中國工業軟件市場規模達到1247.30億元，同比增長15.5%，增速仍領先于全球工業軟件市場，約為全球市場規模的十九分之一；與此同時我國工業生產總值占全球比重卻超過20%，可見我國工業軟件發展空間廣闊。

自2011年以來，全球工業軟件市場規模以每年6%左右的速度增長。工業軟件構成中主要以業務管理為類主，占比超過50%，生產調度及過程控制類和研發設計類各占約25%。

3.2工業軟件領域國外企業仍占據主導地位

中國工業信息化的起步晚于歐美等發達國家和地區，在工業軟件發展初期，國內工業軟件提供商在產品技術、軟件穩定性等方面落后于國際廠商成熟產品，因此技術復雜的高端領域幾乎被國際廠商壟斷。

研發設計類：

研發設計類軟件主要包括計算機輔助設計(CAD：Computer Aided Design)、計算機輔助工程(CAE：Computer Aided Engineering)、計算機輔助工藝過程設計(CAPP：Computer Aided Process Planning)、計算機輔助制造(CAM：Computer Aided Manufacturing)、產品全生命周期管理(PLM：Product Lifecycle Management)等，市場中外資企業占據著主導地位。

CAD類軟件Autodesk憑借核心技術執牛耳，國內企業大多以跟隨為主；PLM類軟件國內企業無論影響力還是是成熟度與龍頭上皆尚有一定差距；EAD類軟件也存在外資企業壟斷的現象。

運營管理類：

運營管理類軟件包括企業資源計劃(ERP：Enterprise Resource Planning)、供應鏈管理(SCM：Supply Chain Management)、客戶關系管理(CRM：Customer Relationship Management)、電子商務等。傳統運營管理類軟件市場中，包括FM、ERP、SCM、CRM等通用管理軟件領域中外企業競爭激烈，市場格局逐漸固化。主流企業開始轉移戰略中心，如SAP與Oracle等外商結合自身儲存業務優勢發展云服務，SaaS業務已實現快速增長。

生產控制類：

生產調度和過程控制類主要包括制造執行系統(MES：Manufacturing Execution System)、高級計劃排產系統(APS：Advanced Planning and Scheduling System)等。部分生產控制類軟件企業前身是大型流程型工業企業的信息化部門，初時帶有一定的行業特色，而后隨著企業發展演化至多元化，跨界發展成為趨勢。細分行業來看，電力、能源等行業仍由外商占領頭地位。

隨著工業軟件市場的發展，國內企業在加強技術研發，并積極開拓中小企業市場，在工業軟件市場也逐漸占據一席之地。

4 美德等發達國家紛紛開展智能制造計劃

4.1 美國：先進制造業國家戰略計劃和美國制造業創新網絡計劃

國際金融危機后，歐美等發達國家重新認識到發展實體經濟特別是制造業的重要性,紛紛提出“再工業化”戰略，以搶占世界經濟和科技發展的制高點。

得益于技術積累和頂尖制造業匯集，美國聯邦政府推出了一系列制造業振興計劃，依托新一代信息技術、新材料、新能源等創新技術，加快發展技術密集型先進制造業以重塑美國制造業的全球競爭優勢。眾所周知美國是國際互聯網大國，美國亦基于其強大的互聯網技術以及在消費產業的廣泛應用經驗，將大數據采集、分析、反饋以及智能化生活的全套數字化運用引入工業領域。

2012年，美國發布了《先進制造業國家戰略計劃》。該戰略計劃從投資、勞動力和創新等方面提出了五大目標：

(1)增加先進制造業技術投資，特別是中小企業的投資，促進它們更有效地利用聯邦政府的力量和設施，包括聯邦政府部門的早期采購促進計劃。

(2)大量培養先進制造業增長所需的技術工人，讓培訓和教育系統針對先進制造業對技術人才的需求做出快速有效的反應。

(3)創造和支持國家和區域的政府和私營企業，建立政府—企業—專業機構的伙伴關系，加速投資和開發先進制造業。

(4)通過跨機構的組合視角來優化聯邦在先進制造業技術的投資并做出相應調整。

(5)增加美國公共部門和私有部門在先進制造業的總體研發投資。

作為先進制造業的重要組成部分，以先進傳感器、工業機器人、先進制造測試設備等為代表的智能制造，得到了美國政府、企業各個層面的高度重視，創新機制得以不斷完善，相關技術產業展現出良好發展勢頭。

2013年，美國發布了《美國制造業創新網絡》(NNMI)。創新網絡計劃的目標是通過投資10億美元組建美國制造業創新網絡，從而推動高校、企業和政府部門形成合力，通過縮小科研與商業之間的差距，打造一批具有先進制造能力的創新集群；促進新技術、生產工藝、產品和教育項目的開發，推動美國先進制造業的復興；為美國創造更多的就業機會，從而提振美國經濟。

制造業創新網絡計劃提供了一個制造業科研基礎設施體系，其中美國的工業界和學術界合作，以解決行業相關的問題。作為可持續制造創新中心，其目標是開發能夠提升所有企業的先進制造技術，創建、展示和部署新功能，用以提高制造業生產力。

據美國智庫威爾遜中心發布的《全球先進制造業趨勢報告》，美國研發投資量位于世界首位，其中四分之三投向制造業，在合成生物、先進材料和快速成型制造等先進制造業領域優勢明顯。分析人士認為，在政府和私營部門的大力推動下，美國很有可能出現以無線網絡技術全覆蓋、云計算大量運用和智能制造大規模發展為標志的新一輪技術創新浪潮。

4.2德國工業4.0計劃

工業4.0(英語：Industry 4.0、德語：Industrie 4.0)，是一個德國政府提出的高科技計劃。制造業的發展是德國工業經濟增長的不可或缺因素。德國2010年公布的《高科技戰略2020》中，提出了一系列促進制造業發展的創新政策。為使該戰略得到具體落實，2012年德國政府公布題為《十大未來項目》的跨政府部門的聯合行動計劃，并決定在2012～2015年間向十大項目資助84億歐元。被稱為“工業4.0”的未來項目，與能源供給結構改革、可持續發展等項目同步公布。“工業4.0”未來項目，主要是通過深度應用ICT(信息通信技術)，總體掌控從消費需求到生產制造的所有過程，由此實現高效生產管理。德國機械及制造商協會(VDMA)等設立了“工業4.0平臺”；德國電氣電子及信息技術協會發布了德國首個工業4.0標準化路線圖。

德國“工業4.0”項目主要分為三大主題：一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；二是“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。三是“智能物流”，主要通過互聯網、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。

通過通信網絡，將工廠內所有設備互聯的“智能工廠”就是其中最好的一個體現。德國制造業中的所有行業正在實施該項目有關的研究，并計劃為此投入2億歐元。智能工廠或者“工業4.0”，是從嵌入式系統向信息物理融合系統(CPS)發展的技術進化。作為未來第四次工業革命的代表，工業4.0不斷向實現物體、數據以及服務等無縫連接的互聯網(物聯網、數據網和服務互聯網)的方向發展。

作為世界最大的工業技術公司和世界領先的自動化、工業軟件提供商，西門子已經為德國“工業4.0”的全面實現打下了堅實基礎。工業軟件創新將在“工業4.0”實施中起到決定性作用，尤其在實施產品生命周期和生產生命周期的整合、實現研發與生產的全面優化等方面。西門子工業軟件公司擁有世界最齊全、應用最為廣泛的“數字化企業軟件套件”，涵蓋數字化設計、仿真、試驗、制造和執行軟件，在全球擁有700多萬用戶。同時，西門子自身是一個制造業公司，擁有約300家工廠，涉及中國、德國乃至全球范圍，在產品/工廠全生命周期方面更是精益求精，其中西門子工業自動化產品——德國安貝格+中國成都數字化工廠堪稱全球樣板。

德國推行工業4.0，將從以下四個方面受益：

(1)生產率。在未來5-10年，越來越多的公司將采用工業4.0技術。德國制造業產值將提升900億至1,500億歐元，按除原料成本以外的加工成本計算，生產率將提升15%-25%。即使加上原料成本，整體生產率也將提升5到8個百分點。各個行業的生產率提升水平略有不同。工業部件制造型企業的生產率提升幅度最大，為20%-30%；而汽車制造企業生產率則將提高10%-20%。(2)收入增長。工業4.0將推動企業的收入增長。制造商對新型設備和數據應用需求將大大增加，同時消費者對定制產品的需求也將增多。這將帶來每年300億歐元的新增收入，大致相當于德國GDP的1%。(3)就業。未來十年工業4.0帶來的增長將帶動就業人數提高6%。而在機械工程領域，雇傭需求提升的幅度更大，達到10%左右。然而，企業需要的技能也將發生改變。短期內，機器自動化技術的滲透將替代一些技術含量低、重復性高的人工勞作。與此同時，軟件、互聯網和數據分析方面的人才需求將越來越大，例如具備軟件技能的機電專家。這種能力的轉換將是未來工人就業面臨的主要挑戰。(4)投資。德國大規模采用工業4.0將在未來10年帶動2500億歐元的投資。

責任編輯：lq