艾瑞咨询:2022年中国制造业数字化转型研究报告-2022.8.pdf
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1、2022.8 iResearch Inc.中国制造业数字化转型研究报告22022.8 iResearch I前言来源:艾瑞咨询研究院自主研究绘制。报告起源制造业每年带动9900万余人的就业,对我国经济增长、稳定就业有积极作用,在我国经济中占有举足轻重的地位。但我国传统制造业一直存在着产业结构失衡、企业数量多但名企少、核心技术匮乏等问题,即市场上所说的“大而不强”。与此同时,我国制造业还面临着中低端产业向东南亚国家转移、高端制造业回流至发达国家的双重夹击等问题。基于此背景,如何提升我国制造业水平,促使我国向制造业强国迈进是我国制造业当前面临的主要问题。随着云计算、人工智能、大数据、5G等信息技术
2、的发展与在制造业的探索应用的推进,利用信息技术推动制造业的研发、生产、管理等环节的变革似乎成为了解决当下难题新的突破点,故制造业企业的数字化转型成为业内探讨热点。然而对于现阶段是否适合数字化转型、转型时又会遇到哪些问题等“黑匣子”问题仍需被讨论。因此,本文立足制造业整体,围绕制造业数字化转型的相关问题进行讨论,试图帮助企业建立对数字化转型的认知,助力企业摸索符合自身特征的转型之路。这样的认知包括两个层面:其一,对外了解数字化转型是什么,产业布局如何,有哪些优质的公司及产品;其二,对内认知是否具备转型条件,自身基础如何、转型会带来哪些价值、可能会遇到哪些难点。在此基础上,我们用心观研了整个行业现
3、状和动态,并和业内优秀企业进行了有效探讨,反复梳理脉络和推敲逻辑,得出了一些参考性的结论和建议,虽然仍有诸多不足,但实属诚意之篇,并最终以2022年中国制造业数字化转型研究报告的形式,敬呈给各位读者。报告结构此报告试图回答以下几个问题,这些问题也是此报告的框架和主线,具体如下:1、制造业企业的数字化转型到底是什么?2、为什么制造业企业要进行数字化转型?3、目前制造业企业是否已经具备数字化转型的条件?主要的供给端市场有哪些玩家、提供何种服务?4、制造业企业数字化转型的价值是什么?其交付流程大概是?转型会遇到哪些主要难点?5、制造业企业进行数字化转型升级时,供需市场需要关注什么?32022.8 i
4、Research I摘要来源:艾瑞咨询研究院自主研究绘制。制造业数字化转型的价值与难点:转型价值:在降低研发试错成本、实现批量个性化生产、促成并满足买方市场、提升企业生产能力等方面价值明显。转型难点:整体来看,难点可概括为自知难、推进难、落实难三点。针对自知难:1)在庞杂生产参与要素(设备、原材料、人员等)中梳理并明确自身需求难、定位清楚自己的数字化水平难;2)企业如何从诸多同质化的供应商中找到适合的合作对象难。针对推进难:1)制造业企业服务链条长,转型不是一个人或一个部门的事,破除部门墙难;2)转型具有金额高、周期长的特点,供需双方之间就需求变、急求成、急见效等问题会存在诸多拉锯,顺利推进难
5、。针对落实难:1)制造业企业生产相关数据采集、应用难;2)培养并顺利过渡到数字化的工作方式难。制造业数字化转型的内涵:本文的制造业数字化转型是指将新一代信息技术覆盖制造企业的设计、生产、管理、销售及服务各个环节,并能基于各个环节产生的数据分析与挖掘进行控制、监测、检测、预测等生产经营活动,在缩短研发周期、增加采购实时性、提高生产效率与产品质量、降低能耗、及时响应客户需求等方面赋能。该概念强调两个点:其一,制造业的整个生命活动周期都由新一代信息技术所覆盖,既能用先进技术改造各个业务环节,又能尽可能促使全流程走向数字化;其二,产业链条上的各类活动、运营管理活动可通过数据分析赋能决策、预测生产、创新
6、服务。总之,通过信息技术的应用,可以实现效率与价值的双提升。制造业数字化转型所具备的条件:政策端:政策方向以补短板、育龙头、促新技术与制造业融合创新为主调,引导制造业向服务型制造业转型。技术端:AI、5G等相关技术的基础建设逐步推进,并且逐步在工业场景中推行应用。资本端:资本市场整体下行的情况下,软件相关企业获投次数与金额逆势上涨,其中以MES、AI检测等为主。供需端:对于供给端而言,软硬件产品已经逐步覆盖生产制造全场景。大部分行业头部厂商逐步向平台型厂商演变,其服务更加综合,覆盖的服务范围更加宽泛。对于需求端而言,大部分制造业企业目前在供应链、生产管理、数据分析等模块上或多或少均已经有较为成
7、功的软件应用实践,即现阶段企业在数字化转型工具方面并非完全的小白,已经具备了一定的数字化转型认知,具备一定的转型基础。制造业数字化转型的建议与启示:转型建议:在转型的各个环节、各个参与要素上需自省、外查并行,戒骄戒躁。供给端:1)对于主打集成商的大厂而言,要针对自身企业基因寻求合适的发展路径,初步来看,对于没有制造业经验的玩家,通用服务垂直深耕服务用以开源,市场选择先行用以准确切入行业。对于有制造业经验的玩家,则收购/合作代替“从零出发”、占领自己所在行业、持续提升技术投入等是重点。但是,不管哪类企业,都需要重视政府关系。2)对于垂直类玩家而言,经过前期的客户积累、口碑建设后,往往通过生态合作
8、伙伴的建立走向平台化服务,最终可能演变为集成商。需求端:数字化转型具有持续性,需要企业时刻关注市场变化保证企业数字化方面的先进性。同时,企业要找到适合自己的切入路径,忌盲目追求大而全。目前市场上最常见的路径就是协调式或探索式转型。4转型背景:一场全球性的变革1转型定义:提升企业内外的集成与协同2转型原因:一场制造强国的自救3转型条件:一切就绪,静待远航4价值与难点:利于降本增效,但推进难5建议与启示:供方贵求变,需方贵坚持652022.8 iResearch I背景-供需市场均需转型升级工业革命和制造业全球转移在推动需求端升级生产制造能力的同时,也推动供给端市场服务能力升级和创新,全球皆如此来
9、源:伟大的中国工业革命无边界的工业革命,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。17601850190019501960197019901980200020102020第一次工业革命(1760-1840)美国英国日本德国亚洲四小龙中国第一次制造业转移:1900s,英国美国第四次制造业转移:1990s,亚洲四小龙中国波动中萌芽(1949-1978)快速发展(1978-1995)制造腾飞(1995-2010)转型升级(2010-至今)以满足生产起步,如一五规划以拖拉机为重点项目后期在重工业、军工等方面发力历经苏联撤出、大跃进,中国制造业波动发展以满足生活资料为主对内搞活:乡镇企业兴起对外开放:3来一补政策中
10、国第一次工业革命乡镇企业全面爆发,民营企业崛起,如苏南模式和温州模式2000年中国加入WTO,外资涌入十一届三中全会后,产业结构不断调整增加传统制造业的附加值,提升核心竞争力解决卡脖子问题低碳、绿色生产第二次工业革命(1870-1914)第三次工业革命(20世纪50年达至今)第四次工业革命(21世纪至今)第二次制造业转移:1950s,美国德国+日本第 三 次制 造 业转 移:1970s-1980s,日 本 亚 洲 四小龙工业革命和制造业全球转移推动供需市场双升级62022.8 iResearch I背景-典型地区制造业转型主要政策政策规划因地制宜,转型目标不断深化来源:艾瑞咨询研究院自主研究及
11、绘制。日本东盟德国美国欧盟韩国美国先进制造业国家战略计划(2012年2月):提出要发展包括先进技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术。德国高科技战略2025(2018年):到2025年将研发投资成本扩大到GDP的3.5,并将数字化转型作为科技创新发展战略的核心。2030数字化指南:实现数字十年的欧洲路径(2021年3月):围绕企业数字化、数字化教育与人才建设等四个方面提出具体目标,指出到2030年,75%的欧盟企业应使用云计算服务、大数据和人工智能。“数字新政”(2020年):主要提出四项内容,分别是加强“后5G”时代信息通信基础设施投入;实现信息和通讯技术(ICT)在
12、学校的普及应用;提高中小企业信息化水平;为ICT领域提供研发支持。基于数字的产业创新发展战略(2020年8月):计划通过数字创新跃升为世界四产业强国之,并计划开展:产业价值链智能化优先实现数据与智能应的成功案例;民间主导推进体系等4个实施战略和9个具体推进任务。东盟数字总体规划2025(2021年1月):指引东盟2021年至2025年的数字合作,将东盟建设成一个由安全和变革性的数字服务、技术和生态系统所驱动的领先数字社区和经济体。工业大国和联盟关于制造业数字化转型主要政策目前,世界主要国家/组织的制造业转型存在两种政策规划:1)“单点式”打法,以美国、德国、日本等工业大国为代表,强调国家自身技
13、术发展和数字建设的重要性,对制造业数字化转型也提出了更高要求;2)以欧盟、东盟为代表的“抱团式”打法,强调数字合作和技术共享,对于那些非数字经济大拿的普通国家,更具借鉴意义。但无论何种政策趋势下,世界主要经济体均对数字化建设,尤其是制造业的数字化转型展现了野心,且随着时间推移,转型目标的提出越发详细、具化。在未来的5-10年内,制造业转型仍然是全球性质的重要议题。72022.8 iResearch I背景-法国达索系统数字化布局建模+仿真起家,从研发数字化过渡到一体式平台化解决方案来源:达索系统官网,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。提供3D设计和模拟解决方案,定位高端市场,常用于汽车、航空等行业
14、,曲面功能强大定位中低端用户,专注机器人系统集成行业、非标自动化行业、机械设计行业,拓展易用性强CATIASolidwork拳头产品CATIA收购+自研法国达索系统是全球领先的工业软件制造企业,也是研发设计领域的龙头。达索系统脱胎于法国达索航空,于1981年成立,成立之初专注于飞机的研发和制造软件工具,产品为CATIA。此后,自研与收购并进,通过收购整合CAD/CAE/PLM等领域厂商,主攻建模+仿真,同时形成了以3DEXPERIENCE平台为核心的多元化工业软件解决方案,通过协同自家产品矩阵,为航空、汽车、机械、电子等11个行业提供软件服务及技术支持。3D建模社交协作信息智能仿真CATIAS
15、olidWorksGEOVIABIOVIA3DEXCITECENTRICPLMENOVIADELMIASIMULIA3DVIANETVIBESMEDIDATA3DEXPERIENCE机械汽车航空电子达索系统的数字化布局情况82022.8 iResearch I背景-德国西门子数字化布局主打工业软件领域,重点布局研发设计和生产控制西门子是全球领先的工业技术企业。2005年起,西门子不断通过收购、整合和自我消化,强化自身在软件行业的布局。2007年,成立了西门子PLM软件事业部,在产品生命周期管理(PLM)以及一些计算机辅助设计(CAD/CAM/CAE)上投入研发;2016年推出MindSpher
16、e工业云平台;2018年发布“公司愿景2020+”对公司架构进行调整。在收购了ORSI、UGS、Camstar等工软企业后,西门子逐渐从MES过渡到数字工厂再过渡到工业云和大数据领域,形成了包含三种类型、十二条产品线的数字化布局,基本覆盖了数字化生产从产品设计生产服务的全链条。研发设计软件嵌入式软件生产控制软件信息管理软件数据反馈流程制定管理指令数据反馈数据反馈数据反馈数据反馈数据反馈CAD(辅助设计)CAM(辅助制造)PLM(产品生命周期管理)SCADA(数据采集与监控)MES(制造执行系统)ERP(企业资源计划)FM(财务管理)HRM(人力资源管理)SCM(供应链管理)EMS(能效管理)O
17、A(办公自动化)SimcenterNXPolarion操作系统支撑软件应用软件TIA PortalTecnomatixOpcenter工业软件类别TeamcenterNXSimcenterMentor西门子产品典型软件工软类别典型软件西门子产品以MindSphere为代表的工业云平台西门子的数字化布局情况APS(排产管理)来源:西门子官网,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。92022.8 iResearch I背景-日本发那科数字化布局主打机器人业务,自研+外购构成数字化技术底层来源:各公司年报,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。发那科是全球市占率第一的工业机器人企业,一直保持着20%-40%的高增速
18、。其起步于数控系统,于1974年开始生产伺服电机,并生产首台工业机器人,1977年成立发那科美国公司,开启工业机器人出口。发那科主要布局在工业自动化、机器人和智能机器三大业务。其中工业自动化业务包括NC(数控)、伺服电机和激光,这些技术也应用于机器人和智能机器业务;机器人业务包括工业机器人、协作机器人和特种机器人;智能机器业务包括机器人钻机、电动注塑机机床等。控制器、伺服电机、减速器是机器人的主要零部件,发那科在控制器、伺服电机方面具有一定自研基础,从研发投入占比也可以看出,高于“四大家族”的其他企业;而减速器则需从纳博和哈默纳科等公司外购,但也具有一定的成本规模效应。工业自动化发那科的数字化
19、布局情况1700.4 357.6 220.7 238.2 92.1 26.4 11.2 9.8 5.4%7.4%5.1%4.1%ABB发那科安川库卡2017年机器人四大家族研发投入占营收比例情况营收(亿元)研发费用(亿元)研发投入占营收比例(%)机器人-零件布局控制器-自研减速器-外购伺服系统-自研哈默纳科纳博特斯克智能机器业务机器人业务工业机器人协作机器人特种机器人数控系统电机系统激光设备机器人钻机电动注塑机切割机床工业自动化为智能机器和机器人业务服务10转型背景:一场全球性的变革1转型定义:提升企业内外的集成与协同2转型原因:一场制造强国的自救3转型条件:一切就绪,静待远航4价值与难点:利
20、于降本增效,但推进难5建议与启示:供方贵求变,需方贵坚持6112022.8 iResearch I重点概念厘清工业互联网、工业4.0、中国制造2025&两化融合本质都是新一代信息技术在制造业中的深度应用,并引导其走向智能制造来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。部分与制造业相关的重点概念及提出背景情况概念主要内容提出背景工业互联网2012年由美国首先提出,是将新一代信息通信技术与工业生产及工业经济的结合,主要是将设备、产线、供应商、产品、客户等通过工业互联网平台全面连接,进而构建起覆盖全产业链的全新制造和服务体系。工业互联网具备智能化生产、数字化管理、产业链协同等应用价值。以互联网和软件驱动,旨
21、在利用发达的信息技术重塑工业格局工业4.02013年由德国首先提出,是德国对新一代工业发展和形式的称谓,主要是指利用物理信息系统(Cyber-Physial System,简称CPS)将生产中的研发、生产、销售、供应等各环节信息数据化,进而为生产与管理赋能,提升决策效率,其中智能生产、智能工厂是重点。以硬件驱动,巩固全球制造业龙头地位和抢占第四次工业革命国际竞争先机的战略导向中国制造2025&两化融合中国制造2025:2015年提出中国制造2025,其主要目的就是完成从制造大国向制造强国转变,其中以突破一批重点领域关键共性技术、培育自主品牌、推动生产型制造向服务型制造转变等是主要发展方向。两化
22、融合:深化信息化与工业化融合发展,促进制造业网络化、数字化、智能化发展。从制造大国向制造强国转型以应对制造业格局和我国经济环境变化智能制造将新一代信息技术融合应用于制造生产、经营管理的各个环节(如研发、生产、采购、销售、客户服务),使得制造业各环节走向数字化、协同互通,进而形成具备信息深度感知、决策智能优化、精准控制自执行等特性的高柔性的制造体系。自动化相对于人工概念而言的,指在没有人参与的情况下,利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。制造业企业走向智能制造的不同阶段信息化指企业应用现代信息技术(也称信息和通信技术,是主要用于管理和处理信息所采用的的各种技术的总称)的过程。简单的理
23、解就是企业部分经营管理由线下走向线上,进而实现部分经营管理活动数字化的过程。数字化从技术层面上讲,数字化是指利用现代信息通讯技术,将物理世界中人和物的信息转化为数字信号和编码,形成可存储/识别和计算的数据。从宏观层面看,数字化还可以指向数字技术为社会及产业带来的一系列变化。从商业层面讲,将“数据看做一种资产”,数字技术将改变一种商业模式,并提供新的收入和价值创造机会,是转向数字业务的过程。122022.8 iResearch I研究对象界定注释:制造业细分行业繁多,本报告的视角是基于制造业整体进行论述。针对细分行业的数字化转型论述将在后续报告中逐步展开。本报告分类主要结合财富进行划分,详见P2
24、3。来源:国家统计局、国民经济行业分类与代码(GBT4754-2017),艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。制造业一般分为流程制造业和离散制造业。流程制造业:也称为流程工业,包含重复生产和连续生产两种类型,二者相似之处非常多,区别仅在于产品是否可以分离。其主要特征是:通常为化学反应较多,主要的控制对象是温度、压力、液位、流量等模拟量参数。石油天然气、化学工业、冶金、药品及食品/饮料等是常见的流程制造行业。离散制造业:将不同的现成元件及子系统组装配置加工成较大型系统,其主要特征是:生产过程中基本上没有发生物质改变,只是物料的形状和组合发生改变。机械制造业、汽车制造业、家电制造业等是常见的离散制造行业
25、。产业分类第一产业农、林、牧、渔业(不含农、林、牧、渔服务业)第二产业采矿业(不含开采辅助活动)制造业(不含金属制品、机械和设备修理业)电力、热力、燃气及水生产和供应业建筑业第三产业服务业制造业是指通过劳动人力、机器、工具等将原物料通过物理或化学处理后加工制造成可供使用或销售的制成品或最终产品的活动。被转化的材料、物质或成分是原料,即农业、林业、渔业、采矿业或采石业以及其他制造活动的产品。产品的实质性变化、革新或重建一般认为属于制造业的范畴。纺织业纺织服装、服饰业皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业食品相关农副食品加工食品制造业酒、饮料和精制茶制造业烟草制品业家居、生活用品相关木材加工和木、竹、藤
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- 咨询 2022 年中 制造业 数字化 转型 研究 报告 2022.8
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