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专题智能产品 ── 制造“聪明”的产品

来源:百盛娱乐官网 | 时间:2018-09-07

  对于智能产品而言,未来20年,各种产品和装备都将从数字化升级成智能化。我国一方面要涌现出一大批先进的智能产品,为人民更加美好的生活服务...

  对于智能产品而言,未来20年,各种产品和装备都将从数字化升级成智能化。我国一方面要涌现出一大批先进的智能产品,为人民更加美好的生活服务,另一方面要着重推进重点领域重大装备的智能升级,为大国重器装上工业大脑,使其变得更先进更强大。

  发展智能制造对于中国制造业乃至中国经济的重要性不言而喻,先进制造业公众号作为深耕制造业领域的专业媒体,长期关注智能制造发展,助力中国制造转型升级,努力做“中国制造2025”的推动者。先进制造业全媒体陆续推出智能制造专题,试图从智能制造产业链、智能工厂、智能装备、智能产品、智能服务、产业变革模式、产业集群发展等方面,全面深度地剖析智能制造的发展,以期勾勒智能制造的全貌,请持续关注先进制造业公众号(amdaily)或先进制造业网站()。

  智能制造专题第四期:智能产品 ── 制造“聪明”的产品,主要从智能产品的发展概况和关键产业角度剖析智能产品的发展。

  专题智能制造的主线智能生产(工厂/车间数字化)

  未来的制造产品将会呈现出全面的数字化、网络化和智能化,尤其是装备产品的智能化,将会给人类的服务提供强大的价值支持和物质条件的保障。

  从个人3D打印设备到智能汽车,各种智能产品在最近几年纷纷爆发。目前市场上的智能产品主要有智能工业产品、智能交通产品、智能医疗产品、智能终端产品、智能家居产品、智能物流/金融产品、智能电网、其他智能产品等。无论多炫酷的科技,最终都是要服务于人类、融入日常生活。因此,真正实用的功能和更低的使用门槛才是智能产品的发展方向。

  传感器及智能化仪器仪表产业是国民经济的基础性、战略性产业,是信息化和工业化深度融合的源头,对促进工业转型升级、发展战略性新兴产业、推动现代国防建设、保障和提高人民生活水平发挥着重要作用。在国防设施、重大工程和重要工业装备中,传感器、智能化仪器仪表及其所构成的测控系统是必不可少的基础技术和装备核心,直接影响国防安全、经济安全和社会安全。经过几十年的发展,我国仪器仪表产业取得了长足的进步,成为常用仪器仪表的生产大国,市场销售额屡创新高,研发和生产体系也日益健全。目前在测温仪表、就地压力仪表、显示仪表、传统流量仪表、就地液位仪表、控制阀阀体及执行机构、DCS等一些常用仪表方面已能够掌握核心技术,可以自行提高和开方新产品,有的基本性能和水平与国外产品接近,市场占有率不断上升。

  但在高端产品方面,如远传型智能压力、流量、液位仪表、在线分析仪表、电磁阀、定位器等方面,虽然从国外引进了技术,但并没有得到很好的消化吸收以及在此基础上的再创新,多年来没有新产品新技术推出,导致我国仪器仪表行业总体的技术水平与国际水平相差10-15年。

  此外,核心技术和关键零部件始终鲜有突破,成为长期制约和困扰我国仪器仪表产业进一步发展的瓶颈。日前,2016年十大依赖进口的工业产品榜单出炉,其中仪器仪表高居榜单。另据相关数据显示,2016年1-12月,全国31个省市仪器仪表行业累计进口总额达449.5608亿美元,2016年1-12月份,全国31个省市仪器仪表行业进出口累计贸易逆差104.5288亿美元。可以看出全国每年采购的仪器仪表有很大一部分进口产品。其中一些关键零部件和核心技术被国外少数厂家垄断。

  发达工业国家都把传感器及智能化仪器仪表技术列为国家发展战略。目前产业发展呈现两大趋势:一是创新驱动发展,随着传感技术、数字技术、互联网技术和现场总线技术的快速发展,采用新材料、新机理、新技术的传感器与仪器仪表实现了高灵敏度、高适应性、高可靠性,并向嵌入式、微型化、模块化、智能化、集成化、网络化方向发展;二是企业形态呈集团化垄断和精细化分工的有机结合,一方面大公司通过兼并重组,逐步形成垄断地位,既占据高端市场又加速向中低端市场扩张,掌控技术标准和专利,引领产业发展方向;另一方面小企业则向“小(中)而精、精而专、专而强”方向发展,技术和产品专一,独占细分市场,服务面向世界。

  国外的高端仪器仪表设备越来越智能化,各种核心技术被高度集成与加密,没有自己的核心技术,造不出高端仪器仪表,只能受制于人。如果仪器仪表核心技术如果全是国外的,这些设备一旦被国外人员控制将对国家的军工、航空航天、国防等带来严重威胁,因此,仪器仪表事关国家安全。万物互联时代,自动化仪表的国产化是大的趋势。所谓“智能网联汽车”,是指搭载了先进的传感系统、控制系统、决策系统,可连接车联网平台,通过通信网络技术实现车与车之间的联接、车与网络中心、智能交通系统等服务中心的联接,甚至是车与住宅、办公室以及一些公共基础设施的联接,具备信息共享、环境感知、智能决策、自主控制功能,可实现安全、舒适、节能、高效行驶,并最终可替代人来操作的新一代汽车。正如工信部部长苗圩所说,“从全球汽车产业发展来看,目前已进入智能网联汽车实用化的竞争发展阶段”。智能汽车的智能化程度可以划分为无自动化、驾驶辅助(DA)、部分自动化(PA)、有条件自动化(CA)、高度自动化(HA)、完全自动化(FA)六个阶段。目前,国外自动驾驶汽车技术处于DA-PA阶段,国内暂时处于DA阶段。

  智能网联汽车是我国汽车产业发展的战略方向,是国家政策重点扶持的对象之一。2017年12月4日,工信部印发了《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》,将智能网联汽车列为了头等培育目标。支持车辆智能计算平台体系架构、车载智能芯片、自动驾驶操作系统、车辆智能算法等关键技术、产品研发,构建软件、硬件、算法一体化的车辆智能化平台。到2020年,建立可靠、安全、实时性强的智能网联汽车智能化平台,形成平台相关标准,支撑高度自动驾驶(HA级)。2017年12月29日,工信部和国家标准化管理委员会正式对外发布《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)》,《建设指南》对智能网联的发展指明了方向,提出了2020及2025两阶段不同的要求,具体包括智能网联汽车重点标准、技术要求及评价方法上的指标;2018年1月5日,发改委发布了《智能汽车创新发展战略(征求意见稿)》,意见稿将智能汽车发展提升至国家战略层面,为产业政策奠定了基调,为产业链发展营造积极环境。意见稿提出智能汽车成为汽车产业发展的战略方向,到2025年新增车辆智能化比例达到50%,大城市车用无线%,北斗实现全覆盖,到2025年新车基本实现智能化。工信部、国家发改委、科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划》提出,到2020年,智能网联汽车与国际同步发展;到2025年,智能网联汽车进入世界先进行列。基于我国年汽车销量平均增速为6%的预测,到2020年我国汽车销量将达3000万辆左右。综上,赛迪顾问以2020年智能网联新车市场DA、PA、CA系统渗透率为50%,网联式驾驶辅助系统渗透率为10%预计,假设市场充分竞争后,相关配件价格下降,智能网联产品单车配套价格低至5000元,则未来市场将近900亿元,市场潜力巨大。

  在智能汽车时代,一个明显的特征便是大量互联网科技企业的入局,例如耳熟能详的百度、谷歌、苹果等。精于结合人工智能与深度学习的科技公司,尤其擅长无人驾驶的软件算法、系统UI以及传感器及雷达的应用,虽然入局时间较晚,但与传统车企的辅助驾驶开始逐渐向无人驾驶过渡的稳扎稳打不同,互联网企业则直接杀入完全自动驾驶,实现弯道超车。

  据“先进制造业”公众号观察,总体而言,涉足智能网联汽车的特斯拉、Google、Uber、NVIDIA、Intel、百度、小鹏汽车、蔚来等新兴企业、ICT企业表现抢眼。科技公司的大军压境,也加速了传统企业向智能汽车的转型,宝马、福特、大众、丰田等传统汽车厂商也推出了搭载驾驶辅助系统的汽车。目前各大主机、零部件厂商中,奥迪、宝马、本田、大众、戴姆勒、丰田、福特、日产、现代、通用、沃尔沃、北汽、江淮、长安、长城、博世、大陆等都在积极布局智能网联汽车。

  伴随汽车产业的整体转型,汽车行业的产业链结构也随智能汽车时代的来临发生着转变:智能汽车产业链大概可以分五层,由上到下依次为汽车厂商、一级供应商(Tier1)、互联网科技型公司、ADAS(Advanced Driver Assistant Systems,高级驾驶辅助系统)供应商、底层零部件供应商。各层产业链中的厂商也因智能汽车的需求发生转变而经历着“洗牌”,在这个方兴未艾的市场中,时而隐现的勃勃生机吸引着大批新鲜血液入局,让整体行业呈现出百花齐放的形态。

  传统车企面临数字化转型,需要借力科技厂商先进的人工智能算法赋能;而对于互联网科技企业,尤其是创业公司,也亟需将其创新观念实践于产品之上。在智能汽车行业激烈的竞争中,任何一个层级的企业都很难做到一家独大,只有纵向连接各层产业链,才是推动整个行业升级的“最优解”。目前,智能汽车还处于辅助驾驶阶段,离终极目标完全自动驾驶还有很长的过程。但随着汽车产业各个层级间技术的逐步成熟,以及层级间不断的润滑打通,相信在未来20年内,全自动驾驶将真实地出现在我们的生活之中,彻底改变人类的出行方式。无人机被称为“空中机器人”,是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的不载人飞机,包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。按不同使用领域来划分,无人机可分为军用、民用和消费级三大类。无人机被称为“空中机器人”,是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的不载人飞机,包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。按不同使用领域来划分,无人机可分为军用、民用和消费级三大类。

  无人机产业链可分为研发、生产、销售、服务等细分领域,具体可分为产品研发试验、飞控系统开发、发动机等关键零部件生产、任何载荷制造、无人机整机组装、无人机销售、无人机操控培训、运营服务业务、一体化应用服务等环节。无人机产业链参与者主要包括两类:一类是像大疆、GoPro这样的整制造商;另一类则是为无人机提供硬、软件的上游制造商,包括芯片、飞控、电池、传感器、GPS、陀螺仪、动力系统、数据系统、图传系统、电子元器件、无人机培训等等。

  可穿戴设备(Wearable Devices)是指应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化配置的设备,将各类传感、识别、连接和云服务等技术综合嵌入到人们的眼镜、戒指、手表、手环、服饰及鞋袜等日常穿戴的设备中,来实现用户五感能力拓展、生活管家、社交娱乐、健康监测等功能,设备一般外形较为美观时尚且易于佩戴、具备一定的计算能力以及拥有专用的应用程序和功能等特点。

  2014年以来,智能硬件飞速发展,智能可穿戴设备的百花齐放,各厂家发布了智能手环、智能手表、可穿戴摄像、虚拟现实眼镜等各类产品。通过与智能家居、车联网、智能交通的结合,智能可穿戴设备独立于智能手机的发展趋势可能会进一步延伸,这会导致新的互联网入口和新的生态圈出现。

  根据Gartner的数据,2016年全球可穿戴设备出货量26588万台(包含蓝牙耳机),预计2017年全球可穿戴设备出货量增幅将达到16.7%,总销量将达到31037万台,全球总营收为305亿美元,其中有93亿美元来自于以苹果AppleWatch和三星Gear为代表的智能手表类产品。预计到2021年,全球将卖出5.05亿台可穿戴设备,其中智能手表销售量将接近8100万支,占整体可穿戴设备销售量的16%;2021年全球可穿戴设备销售将创造550亿美元营收,其中智能手表营收将高达174亿美元,是所有可穿戴设备当中最具潜力的类别之一。图:Gartner:2015-2021年全球可穿戴设备出货量预测(单位:百万台)

  图:Gartner:2015-2021年全球可穿戴设备营收规模预测(单位:亿美元)

  从竞争格局来看,目前排名前五的可穿戴设备品牌分别为:Fitbit、小米、苹果、Garmin(佳明)、三星。其中,2016年Fitbit以2250万部出货量、22.0%市场份额稳坐第一宝座,但占有率相比2015年下降了4.8%;排名第二的小米出货量为1570万部,市场份额15.4%,同比增长了31个点,增幅明显;苹果Apple Watch以10.5%的市场份额排行第三,Garmin(佳明)和三星的市场份额分别为5.9%和4.3%,排行四五位。珠江三角洲、长江三角洲、环渤海湾地区和以四川、陕西为主的西部地区作为我国电子信息产业最为发达的地区,也是电子信息产业集群的主要聚集地。我国可穿戴设备生产企业,也恰恰分布在这些区域。

  在我国,智能可穿戴设备产业面临的关键问题,和其他高新技术产业的问题一样:缺少核心技术。我国智能可穿戴设备行业的发展模式主要以低水平的复制和“锦上添花”的应用创新为主,在核心技术,如核心芯片、核心传感器等,还是掌握在国外企业手里。尤其是核心芯片技术,国外企业已经实现全产业链布局,而我国还缺少能够实现技术自主自控的企业。此外,我国在软件、人工智能、大数据分析方法、云计算能力上也和国外有较大差距。业界人士指出,下一步国内智能可穿戴设备的领军企业应该加强合作,共同促进关键技术协同创新,尤其是要有自主掌握的核心技术,做到关键操作系统和芯片国产化,摆脱对国外进口的依赖。“智能制造的目标不是把企业搞的很漂亮,产品才是企业面向社会的表现,产品的智能化是企业必须考虑的首要问题之一,智能制造如果不能生产出智能的产品,智能制造就失去了时代的意义。关于装备,一定要智能化,才能够有可能生产出你真正想要生产的东西出来。关于过程,只有实现全过程的智能化,才能实现系统全局的智能化,才能把智能化的效益最大化。”中国电子信息产业发展研究院(赛迪研究院)学术委主任周宏仁

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