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中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）Market Research Report on System Solutions of Intelligent Manufaturing Industries in China(2021)智能制造系统解决方案供应商联盟2022 年 8 月编写单位（排名不分先后）中国电子技术标准化研究院北京和利时系统工程有限公司中国航空规划设计研究总院有限公司国机智能技术研究院有限公司 北京兰光创新科技有限公司北自所（北京）科技发展股份有限公司 石化盈科信息技术有限责任公司中国质量认证中心 用友网络科技股份有限公司浙江中控技术股份有限公司 北京航天云路有限公司安世亚太科技股份有限公司 金航数码科技有限责任公司天津爱波瑞科技发展有限公司 奇安信科技集团股份有限公司西安前沿动力软件开发有限责任公司 东风设计研究院有限公司国机工业互联网研究院（河南）有限公司机械工业第六设计研究院有限公司 中国纺织机械协会中国钢铁工业协会 中国汽车技术研究中心有限公司北京诚益通控制工程科技股份有限公司 北京和利康源医疗科技有限公司青岛数智船海科技有限公司编撰成员指导专家张相木 蒋白桦 祝宪民 朱毅明 徐 静 吕 鹏 陈 琛编写人员（排名不分先后）程多福 郭 楠 张智钧 闫理跃 程雨航 李 佳 焦国涛 胡成林 韩 丽 胡 琳 何宏宏 李瑞琪 崔文雅 纪婷钰 陈艳利 左 鹏 贾仕齐 张 欣 王成然 胡 锐 饶 丰 王明珠 朱铎先 高立兵 吕海洋 俞文光 刘 屹 王宏源 刘金易 王恩青 张保刚 周 欢 刘双虎 符鑫峰 何 滨 虞日跃 朱邦伟 张 然 于浩然致 谢本报告由工业和信息化部装备工业一司指导，中国电子技术标准化研究院牵头编写，得到了智能制造系统解决方案供应商联盟以及各参编单位的大力支持和帮助。北京道口金科科技有限公司提供了部分数据支持。目 录总 序 1一、市场总体分析 3（一）市场规模 4（二）供应商基本情况 5（三）供应商地域分布 6（四）区域供给能力 7（五）供应商业务领域、营业收入及融资情况 8（六）供应商服务行业情况 10（七）供应商创新能力 11二、细分场景市场分析 12（一）工厂设计 12（二）产品研发和工艺设计 20（三）生产作业 26（四）仓储配送 36（五）质量管控 43（六）设备运维 51（七）安全管控 57（八）能源与环保管控 64（九）经营管理 71三、典型行业市场分析 79（一）汽车行业 79（二）制药行业 81（三）电子信息行业 82（四）石油化工行业 84（五）纺织服装行业 85（六）通用机械行业 87（七）钢铁冶炼行业 88四、发展与展望90-1-一、市场总体分析总序数字经济正成为推动世界经济发展的新动力，我国深入实施数字经济发展战略，推进数字产业化和产业数字化取得积极成效。习近平总书记强调“推动数字经济和实体经济融合发展”，“推动制造业、服务业、农业等产业数字化”，“发挥数字技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用”。数字经济时代的工业化呈现出不同于传统工业化的新特征新态势，这为我国制造业构建竞争优势提供了难得机遇。智能制造是制造强国建设的主攻方向，是实现我国制造业高质量发展、带动传统产业数字化转型升级的主要技术路线。“十四五”智能制造发展规划提出加快推进制造业高质量发展，着力打造系统解决方案，加快系统解决方案供应商培育，鼓励供应商与制造企业加强供需互动、联合创新，提供专业化、高水平、一站式的集成服务。智能制造系统解决方案供应商已成为实施智能制造主体中最具活力、最具创新力的中坚力量，将带动制造业产业链上下游实现整体升级和技术突破。为摸清我国智能制造系统解决方案市场整体发展现状，了解智能制造关键技术应用水平，梳理制造业企业市场需求动态，明确今后工作的重点方向，推进智能制造向纵深发展，智能制造系统解决方案供应商联盟（以下简称“联盟”）组织编写本报告。报告内容以智能制造典型场景作为切入点，参考工业和信息化部等四部门联合发布的智能制造典型场景参考指引（2021年），通过座谈交流、问卷调研、资料分析、数据挖掘、专家咨询等方式研究系统解决方案市场情况，从多个维度分析供应商发展情况，为进一步培育供应商提供建议-2-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）参考。智能制造系统解决方案涉及场景和领域众多，报告围绕市场重点关注的议题进行了访谈调研，给出了定性和定量的研究结果。由于本研究中部分领域专业性较强，限于资料和编者水平，报告中难免存在不足之处，欢迎读者批评指正。-3-一、市场总体分析“十三五”以来，我国围绕智能制造试点示范、新模式应用推广、供应商培育、标准体系建设等开展了一系列工作。国内制造业企业在提升质量、效益和核心竞争力等方面的内生需求持续增长，智能制造系统解决方案市场日新月盛。主营业务收入超10亿元的系统解决方案供应商数量不断增多，智能制造装备国内市场满足率超过了50%，智能制造供给能力不断增强，整体发展态势良好。本报告以联盟成员单位、符合智能制造系统解决方案供应商规范条件的供应商等近千家重点联系企业作为研究主体，涵盖了重点领域的龙头供应商和典型代表企业，其服务的对象包括了机械制造、石油化工、电子信息等十余个重点行业，提供的系统解决方案覆盖绝大部分智能制造典型应用场景，占国内供应商交易规模的80%以上。数据统计范围包括面向制造企业的通用智能装备（如工业机器人、智能仓储系统、在线检测系统等），相关工业软件（如计算机辅助设计软件、产品全生命周期管理系统、制造执行系统、质量管理系统等），系统集成服务（如智能工厂规划、数字化产线和信息化系统集成）等内容。报告在编制过程中，参考了工业和信息化部、国家统计局、第三方智库等方面公布的数据，发放调研问卷共计578份，回收问卷516份，并重点访谈了来自183家制造企业和80余家供应商的生产管理者或智能制造战略设计者等代表。报告着重分析了供应商的业务领域、服务能力、市场发展情况等内容。一、市场总体分析-4-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）（一）市场规模数据显示，2021年重点联系供应商的交易规模达到6598.98亿元。近年来，在国内外形势变化等多重市场波动因素影响下，我国智能制造系统解决方案市场规模实现稳步增长，趋势不断向好。“十三五”期间，中央层面提及智能制造政策64项，全国范围内有1827项，对智能制造市场发展起到了直接的带动作用。近三年来，系统解决方案市场以平均13.8%的增长率保持快速增长，虽然2020年由于疫情影响增长放缓，但在2021年大幅增长。可以预见，未来随着疫情逐渐稳定，系统解决方案市场仍将保持快速增长。图1-1 2018-2021年重点联系供应商交易规模情况注：交易规模主要包括用于工厂设计、产品研发、生产作业、仓储配送、经营管理等环节的通用智能装备、工业软件、系统集成服务等，行业专用装备未纳入本次重点研究范围。与上一版市场研究报告统计范畴相比，增加了通用智能装备和部分软件的交易规模数据。（亿元）700060004490.075242.335575.946598.985000400030002000100002018 年2019 年2020 年2021 年-5-一、市场总体分析（二）供应商基本情况从服务年限来看，重点联系供应商中有210家供应商的服务年限超过20年，68%的供应商的服务年限在5-20年之间。多数供应商深耕专业领域多年，提供迭代成熟的系统解决方案，积累了丰富的智能制造项目经验，具有良好的市场竞争力。图1-2 供应商服务年限分布情况从企业性质看，国有性质的98家供应商，多分布在航空航天、轨道交通、船舶海洋等国家核心主导产业中；民营性质供应商发展迅猛，数量最多，占比达78.9%，主要分布在汽车、电子、机械等行业领域，不断融入智能制造产业链，促进市场的活跃发展，成为市场发展的重要驱动力量。20 年以上5-20 年5 年以下54 家（7%）210 家（25%）570 家（68%）-6-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）图1-3 供应商企业性质情况图1-4 供应商数量地域分布情况（三）供应商地域分布从地域分布来看，重点联系供应商主要分布在长三角、珠三角、京津冀等经济发达地区。智能制造系统解决方案具有知识密集、技术民营国有外资其他658 家（78.9%）98 家（11.8%）74 家（8.9%）4 家（0.4%）（家）18017212911995473636262619160140120100806040200北京上海广东江苏浙江辽宁山东湖北天津河南-7-一、市场总体分析创新的特点，北京、上海的供应商数量最多，分别为172家和129家。同时，广东、江苏等制造业发达地区的供应商数量较多，与当地制造业企业的市场需求成正比。（四）区域供给能力重点联系供应商主要集中在华东、华北以及华南等沿海地区。其中，华东地区的供应商服务能力突出，签订的市场订单规模达到2311.47亿元，占全国总销售规模的32%。从全国各省（市）的销售规模来看，北京、广东、上海、江苏、浙江等地排名靠前。如，从各地区间贸易关系来看，北京市的供应商面向全国输出系统解决方案，市场覆盖范围最广；广东省的供应商更多满足其省内的制造企业需求，省外市场占比较低；上海市的供应商在满足本市制造企业需求外，还重点服务于江苏、浙江等长三角区域的制造企业，促进区域协同发展。图1-5 区域市场订单规模情况05001000150020002500（亿元）华东华北华南华中东北西南西北2311.471679.921472.36549.16283.88203.4398.78-8-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）从供应商交易规模所对应的服务场景来看，生产作业、仓储配送、质量管控、工厂设计等场景的交易规模最大。多数企业选择生产、仓储、质量等核心制造场景作为智能制造升级改造的重点方向；而安全管控、产品研发和工艺设计等部分场景交易规模较小。注：圆圈面积代表交易规模水平。图1-6 各场景市场交易规模对比（五）供应商业务领域、营业收入及融资情况供应商所处业务领域可划分为智能装备、系统集成、工业软件和规划设计。其中，智能装备领域的供应商数量最多，达到451家；规划设计领域企业数量最少，仅有20家。部分供应商通过自主研发或收购兼并等方式横向拓展业务，具备了成套系统解决方案的能力。工厂设计生产作业仓储配送质量管控设备运维安全管控能源与环保经营管理产品研发和工艺设计西北西南华中华东东北华北华南-9-一、市场总体分析2021年主营业务收入超过10亿元的重点联系供应商有97家，其中约有30家供应商是在智能装备领域的上市公司。341家供应商主营业务收入在1-10亿元之间，占比接近41%，而千万级以下的供应商数量为155家。对比上市供应商2020年营收情况，行业领先的供应商营收增幅明显。图1-8 供应商主营收入分布情况图1-7 供应商业务领域分布情况（家）500400300200100045119816520智能装备系统集成工业软件规划设计（家）40030020010009710 亿及以上110 亿千万级千万级以下341241155-10-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）根据已披露投融资数据统计，共有371家重点联系供应商在资本市场完成过融资。其中，上市公司占比超过50%，达到186家。未上市公司中处于A轮以前早期投资阶段的企业21家，处于A轮-C轮创业投资阶段的企业41家，完成C轮以上或者战略投资、收并购等达到私募股权投资阶段的企业达到72家，挂牌新三板的企业共计51家。除强制性公开披露信息的新三板及IPO融资外，在一级私募股权投资市场中获得融资的供应商企业以中后期为主，再次印证了该领域大中型企业数量较多的情况。此外，从近年来融资企业数量来看，智能制造系统解决方案供应商受到资本市场关注。图1-9 已融资供应商所处融资阶段分布情况（六）供应商服务行业情况重点联系供应商服务的制造企业中，全年累计采购智能制造系统解决方案金额超过50万元的制造企业数量超过3万家。服务的制造业企业数量主要分布在通用机械、石油化工、专用机械、电子信息、汽车及零部件等17个重点行业。（家）200150100500早期投资21417251186创业投资私募股权投资新三板IPO-11-一、市场总体分析生产作业质量管控仓储配送设备运维经营管理能源与环保工厂设计安全管控产品研发和工艺设计（项）1000008000060000400002000008769125722183941226187516750665352551853（七）供应商创新能力对重点联系供应商拥有的专利、软著等知识产权数量进行统计，发现知识产权数量与交易规模成正相关特点。在生产作业场景中，供应商拥有的知识产权数量最多，达到87691项。供应商在生产作业、质量管控、仓储配送等场景的创新意识和创新能力较高。在其他场景，供应商还需持续加强技术能力的创新、应用和升级。图1-10 供应商服务的制造企业所属主要行业图1-11 供应商知识产权数量分布情况（家）700059955615527533032240218818551742556574376487659865114614126000500040003000200010000通用机械石油化工专用机械电子信息汽车及零部件电气设备生物医药钢铁冶金轻工行业纺织服装食品制造家具制造建筑材料仪器仪表轨道交通装备船舶与海洋装备航空航天-12-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）二、细分场景市场分析参考智能制造典型场景参考指引（2021年），本报告以智能制造典型场景为主线，分析各细分场景的市场需求和业务模式；通过访谈制造企业和供应商，梳理了典型解决方案的投入水平和应用情况；研究各场景解决方案市场及供应商发展情况，形成各场景供应商图谱，总结技术及市场发展趋势等。图2-1 智能制造系统解决方案典型应用场景全景图（一）工厂设计工厂设计主要是指对智能工厂、数字化车间及产线的整体方案规划设计和数字化模型交付。工厂数字化设计以产品研发设计、生产运营、物流供应、企业管理与客户服务等各个阶段业务应用为主线，满足信息系统架构建设需求，通过三维建模、系统仿真、设计优化等技术手段，提供整体的智能工厂设计解决方案及框架。设计过程依托数-13-一、市场总体分析字化设计平台实现设计过程的模块化、标准化、可视化、协同化，完成基于数字模型的工厂规划和设计，提高设计效率和质量。工厂数字化交付通过搭建数字化交付平台，结合轻量化模型、模型对象编码、仿真与虚拟调试等技术，实现数字化的设计方案移交、产线规划、设备虚拟安装、软硬件部署、工厂/车间运行调试、工厂/车间漫游等虚拟功能，打破工厂设计、建设和运维期间的数据壁垒，为工厂主要业务系统提供基础共性数据支撑。1.市场需求分析区别于传统的工厂设计方案，制造企业更希望这类解决方案在智能工厂工艺流程优化设计、运行数据模型设计、信息系统整体规划设计等方面发挥作用。流程型制造和离散型制造因生产方式的差异，对工厂设计的需求有所不同。图2-2 工厂设计环节行业需求-14-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）2.业务模式图2-3 工厂设计环节系统解决方案业务模式3.项目投入水平工厂设计项目投入金额与工厂整体建设投资规模以及设计方案的详细程度密切相关。根据重点联系企业的调研情况，智能工厂数字化设计方案的模型全面性、细致程度及准确性等指标，如模型的信息粒度和建模精度等方案内容细节，是合同金额差距的主要决定因素。数字化设计的项目投资金额多数在30-100万之间；多数企业在数字化交付项目上的投资水平集中在100-500万之间，一些大型集团企业会达到500万元以上。-15-二、细分场景市场分析图2-5 智能工厂数字化交付项目投入水平 来源：问卷问题。“单个项目投资金额在哪个区间段？”，百分比代表选择“相应投资金额区间”的受访者数量。图2-4 智能工厂数字化设计项目投入水平-16-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）图2-6 制造企业在工厂设计环节的投资情况 来源：问卷问题。“投资以下功能对于提升工厂设计效率有多重要？”百分比代表选择“已有资金投入或近期将有资金投入”的受访者数量。4.解决方案应用情况通过调查问卷发现，处于行业龙头地位的制造企业在顶层规划咨询、工厂三维信息模型构建、生产工艺物流仿真及数字化交付等方向的投资意愿更加强烈，也普遍认可相关项目的投资回报率。工厂三维信息模型构建和数字化交付的实施周期和技术要求较高、投资金额较大，中小企业因自身规模较小，投资额度有限，对此需求相对较少，投入力度较弱。-17-二、细分场景市场分析5.市场及供应商发展情况国内市场中，制造企业对于顶层规划咨询业务的接受度持续提升，市场需求逐年增长，国内外都有一批丰富咨询经验和成熟方法论的咨询服务商。在近几年的国内外大型智能工厂新建项目中，数字化设计和数字化交付逐渐常态化，已经成为打造行业标杆智能工厂的关键环节之一。图2-7 制造企业在工厂设计环节的投资认可度调查 来源：问卷问题。“在实现上述部分功能后，实现了何种程度的 ROI？”百分比代表 选择“显著”或“巨大”程度的受访者数量。-18-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）6.供应商图谱智能工厂设计解决方案具有非常典型的高度行业区分的特点。在制造业的各个细分行业中，涌现出了一批优质的智能工厂设计解决方案的典型供应商，主要涉及船舶/海洋工程、汽车及零部件，轨道交通、电子信息、金属冶炼、石油化工、食品饮料和生物医药等行业。图2-8 市场及供应商发展情况典型产品或服务市场发展情况供应商发展情况制造企业对于顶层规划咨询业务的接受度持续提升，市场需求逐年增长；近几年，咨询服务更加贴近行业生产任务实际需求及企业中长发展规划，针对影响企业发展的瓶颈问题，采用边规划边建设的方式，逐步推动目标落地。近几年，国内外大型智能工厂新建项目中，数字化设计和数字化交付逐渐常态化；出现虚拟漫游、工程虚拟建造、设备虚拟安装、设备虚拟调试等功能；在工厂的全生命周期中，数字化交付可以给予制造企业更高的投资产出比，已成为打造行业标杆工厂的关键环节之一；数字化交付供应商不同领域深入实践，为制造企业构建数据资产库，逐步得到资本市场的青睐。国际上具有丰富咨询经验和成熟方法论的典型咨询服务商有麦肯锡、埃森哲和罗兰贝格等企业；国内也有一批行业背景深厚、业内实践经验丰富的咨询服务商，如中石油规划总院、中国航空规划设计研究总院、东风设计研究院、楚天科技等。数字化设计和交付对供应商综合能力要求较高；目前国内市场，国机互联、东风设计院、东华科技等在智能工厂数字化设计及交付方面，技术服务优势明显，实力深厚；上述企业在工厂全生命周期数字化技术研发、工厂信息模型技术、物流设计、工艺流程再造，恒温车间等方面拥有独特技术专长。顶层规划咨询工厂布局规划产线布局规划物流布局规划数字化设计工厂三维设计与仿真制造系统仿真工厂信息模型数字化交付虚拟建造虚拟调试-19-二、细分场景市场分析图2-9 供应商图谱行业类别行业类别综合性设计方案供应商船舶/海洋工程汽车及零部件航空航天轨道交通仪器/仪表电子信息制造业家电食品饮料生物医药纺织服装通用机械民爆金属冶炼石化/化工动力电池典型供应商代表典型供应商代表罗博特科长虹智能制造楚天科技广州达意隆包装机械常熟百联自动机械北京首钢自动化信息技术先导智能重庆机电智能制造天准科技-20-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）图2-10 技术及市场发展趋势（二）产品研发和工艺设计复杂工业品的研发方式已经从“图纸+样件”传统模式迈入基于工业软件的数字化仿真设计阶段。产品研发和工艺设计不断向研发主体多元化、研发流程并行化、研发手段数字化、工业技术软件化等方向发展，推动企业研发能力和效率的提升。1.市场需求分析企业的产品研发设计方面倾向于响应速度快、资产轻和门槛低的系统解决方案及服务。该类工业软件需提供产品研发的设计、仿真和信息管理等功能。流程型制造和离散型制造因产品设计及仿真的差异，对产品研发和工艺设计的需求有所不同。7.技术及市场发展趋势-21-二、细分场景市场分析图2-11 产品研发和工艺设计环节行业需求-22-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）2.业务模式3.项目投入水平产品研发和工艺设计环节涉及计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助制造(CAM)、产品生命周期管理(PLM)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、过程工艺模拟等软件的授权购买及部署。企业的采购规模、软件的专业程度、计算机技术功能、是否需要人员培训及额外服务等细节因素，影响制造企业的购买意愿，拉开工业软件价格差距。图2-12 产品研发和工艺设计环节系统解决方案业务模式-23-二、细分场景市场分析企业在工业软件的投资水平多数在100-500万元之间，一些龙头制造业企业投资甚至在1亿元以上。图2-14 产品研发和工艺设计类软件实施项目投入水平 来源：问卷问题。“单个项目投资金额在哪个区间段？”，百分比代表选择“相应投资金额区间”的受访者数量。4.市场及供应商发展情况产品研发和工艺设计类工业软件是智能制造的支撑性软件之一。这类软件的下游应用广泛，市场需求旺盛，特别是在航空航天、汽车及零部件、轨道交通、船舶/海洋工程、电子信息、石油化工、生物医药等行业。图2-13 产品研发和工艺设计类工业软件价格差异原因-24-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）图2-15 市场及供应商发展情况典型产品或服务市场情况 产品研发类的工业软件下游应用广泛，涉及航空航天、汽车及零部件、轨道交通、生物医药等行业。国内供应商研发的工业软件，积累了相关行业经验，在一些细分场景中拥有一定客户积累，占据一定的市场份额，但大部分在关键技术方面对外依存度较高；国产新兴系统级设计与仿真软件整体水平与国外差距不大，目前尚处于技术导入推广阶段与市场培育成长期；国外 CAX 软件覆盖范围广、功能完善，与其上下游产品连通形成 CAX/PDM 一体化综合软件平台；95%的研发设计类工业软件依赖进口；22021 年国内 CAD 市场规模约为 60 亿元,国内 CAE 市场规模约为 50 亿元【注】。当前市场上，主流的 PLM 平台都采用了“PLM+扩展功能模块”的应用架构形式，PLM 正在迅速地从一个竞争优势转变为竞争必需品，成为企业信息化的必由之路；国内品牌的原厂商二次开发服务一般响应速度较快。如SIPM/PLM 的数据库可以完全开放给用户，并可以帮助用户来实现各种客户化应用；2021 年 PLM/PDM 的国内市场规模约为 40 亿元【注】。国内离散行业工艺设计工具软件近年来已经取得了长足的进步；2021 年工艺设计平台 CAPP 的国内市场规模约为 80亿元【注】。国外供应商如达索析统，西门子、PTC 等企业的产品研发设计类工业软件产品占有大部分市场份额。Autodesk 是 2D-CAD 领域龙头，达索、西门子、PTC 等企业基本垄断 3DCAD 市场；国内 CAD 领域，既有中望软件、华天软件、数码大方等CAD 平台型供应商，也有大量专注二次开发的细分行业软件供应商；国产通用 CAE 供应商有安世亚太、英特仿真、前沿动力、中船奥蓝托等，主要包括多款通用多物理场/结构/流体仿真及优化平台；国产专用 CAE 软件主要有大连理工大学开发的 JIGFEX、中国飞机强度研究所开发的 HAJIF、青岛数智船海开发的FastCAE 平台等。国外大型 PLM 的产品业务管理经验丰富，对于自身品牌的上下游设计和生产控制软件（ERP/MES）等集成度较好；典型的 PLM/PDM 软件主要有西门子公司的 TeamCenter、PTC 公司的 Windchill、达索公司的 Enovia 等；国内品牌起步较晚，但国产优秀 PDM/PLM 软件在许多功能上已经基本达到国外品牌水平，更照顾国内用户习惯，易用性和操作性方面甚至略有优势；国内 PLM/PDM 软件的典型供应商有：数码大方、思普、神舟软件等公司。ERP 供应商如 SAP 也在试图进入 PLM/PDM 市场。在国内外市场中，常见的 CAPP 工程应用软件国际供应商有达索、PTC、西门子等公司；国产供应商也涌现了金航数码、思普软件、华天软件、开目软件、数码大方、望友软件等供应商。平台型系统解决方案典型业务模式供应商发展情况CAD/CAE/CAMPLM/PDMCAPP注：数据来源为工业和信息化部、Gartner 等机构产业研究报告。-25-二、细分场景市场分析5.供应商图谱在国内市场中，常见的产品研发类工业软件国际供应商有达索、参数技术、西门子、欧特克等公司。国内供应商近年来已经取得了长足的进步，涌现了天河、思普、华天、开目、数码大方、望友、国睿信维等企业。图2-16 供应商图谱-26-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）6.技术及市场发展趋势图2-17 技术及市场发展趋势（三）生产作业企业通过生产计划调度、资源动态组织、人机协同作业、先进过程控制、工艺动态调优，实现生产要素整合、精益生产改进、智能产线优化、车间精细化管控，达到提高生产效率、减少物料损耗、控制生产节拍、缩短生产周期、降低生产成本的目标。1.市场需求分析企业在生产作业环节的人力成本、生产节拍、物料流转、问题响应、生产设备利用率等方面存在共性需求。同时，各行业在生产过程和工艺要求等方面存在差异，对于系统解决方案的需求侧重也有各自的特点。-27-二、细分场景市场分析图2-18 生产作业环节共性需求和行业特点共性需求行业特点降低人力成本生产节拍控制物料流转效率生产问题响应速度生产设备利用率工艺精度可控生产线柔性配置人机交互水平 电子信息通用机械建筑材料汽车航空航天冶金生物医药轨道交通家电石油化工食品饮料纺织服装 多 品 类 原 材料及时供应 上料自动化 产 线 布 局 快速配置 高端数控机床等智能装备应用 视觉智能切割系统 人机协同作业 车间计划调度 窑炉、压机等优化控制 生产远程监控 智能投料计量监控 焊接总装自动化产线 基于产品的高级排程 总装工位的人工替代或辅助装配 人工智能柔性装配 高复杂工艺装备及操作工具优化 大型产品整体装配平台 智 能 化 焊 接、打磨、钻铆等机器人 智能辅助总装集成 原材料智能筛选 智能无人值守生产 生产全过程可视化 智能炉温监测 基于 GMP 的智能装备集成 制药批次路径智能管理 成药包装自动化 生产大数据分析 车轴智能加工 轴箱生产过程三维仿真 焊接工装柔性化改造 实时焊缝控制 自动锁螺丝装配 箱壳生产可视化 包装线柔性配置 控制模型动态分析 过程数据实时采集分析 设备状态可视化监控 全流程一体化管控平台 生产过程实时优化 全自动灌装/包装 温湿度自动采集与调控 生产过程集中管控 智能分拣 柔性吊挂生产线 染料自动精准控制 筒纱等物料流转自动化 智能接线机器人-28-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）纺织服装纺纱工艺：工艺智能配棉排包、精梳机自动喂棉卷、自动穿经、棉条细纱自动接头等；非织造布生产：自动收卷、自动生头、自动抽轴、自动装纸管、自动测量卷径、自动取样等；运动生产线：鞋面鞋底喷胶自动化、压合自动化、自动喷处理剂等。成型：等离子坡口自动切割、搬运机器人辅助压型等；焊接：单双丝机器人协同焊接、小型结构件自动拼点焊接、大吨级重载高位焊接、重载RGV协同作业补焊流水线、等离子覆融等；涂装：大型结构件机器人喷涂等；装配装配总包自动化等。通用机械切割分拣：船体零件智能分拣等；加工曲板智能加工成型等；装配：智能小组立装配等；内外场焊接：掉马自动安装焊接、狭小空间自动焊接、曲面外板自动焊接等；涂装：内场自动冲砂、内场自动喷涂等。船舶与海洋工程冲压：上下料机械手、自动装箱机器人等；焊装：激光飞行焊、等离子焊、CMT焊、侧围上件等；涂装：喷涂机器人、涂胶机器人等；总装：仪表台、前后挡玻璃、天窗、轮胎、座椅安装机器人等。汽车及零部件水泥领域：水泥库自动清理、原材料自动堆取料、包装自动插袋等；玻璃领域：普通浮法和压延玻璃冷端堆垛、玻璃深加工高柔性上下片等；陶瓷领域：陶瓷制品自动化打磨抛光、陶瓷生产自动喷釉施釉等；混凝土领域：混凝土智能切割加工处理等；非金属矿领域：煤矸智能分选、料口二次破碎等；PC构件领域：脱模剂自动喷涂、模具自动清理等。建筑材料制造企业生产作业环节的升级改造与工业机器人的使用紧密结合，多种类型、功能的工业机器人可以满足不同行业的生产需求。图2-19 工业机器人典型行业需求情况-29-二、细分场景市场分析2.业务模式3.项目投入水平离散行业生产作业环节的系统解决方案项目一般包括智能化产线集成和生产管理软件集成等内容。流程行业生产作业环节的系统解决方案项目一般包括智能仪表和执行器，DCS、SCADA、SIS等工业控制系统集成，APC、RTO等生产过程优化软件集成等内容。企业在智能化产线集成方面的投入水平主要在100-5000万之间，除受建设范围和投资规模整体影响外，项目中包含的工业机器人、高档数控机床等智能装备的品牌和数量对投资金额的影响也较大。在PLC、DCS、SCADA、DNC/MDC等工业控制和数据采集系统建设中，I/O点位的多少、采集频率高低、工业网络结构选型、可支持通信协议种类、环境适应能力等方面的差异决定此类项目的投资金额。图2-20 生产作业环节系统解决方案业务模式-30-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）图2-21 智能化产线集成项目投入水平 来源：问卷问题。“单个项目投资金额在哪个区间段？”，百分比代表选择“相应投资金额区间”的受访者数量生产管理软件集成主要包含MES/MOM等车间信息化管理系统和生产过程优化软件的开发、安装、调试和部署等内容。企业根据自身需求在计划排程、生产过程可视、资源管理协同等方面进行配置，其投入水平多在100-500万区间，多数集团管控型企业趋于进行MES/MOM平台选型。生产过程优化软件集成主要包含Batch、APC、RTO和仿真等与工艺机理直接相关的工业软件的定制开发、工艺适配、现场调试和部署等内容，其投入水平多在50-200万区间。-31-二、细分场景市场分析图2-22 生产管理软件集成项目投入水平 来源：问卷问题。“单个项目投资金额在哪个区间段？”，百分比代表选择“相应投资金额区间”的受访者数量。4.解决方案应用情况受访企业中，龙头企业和中小企业都积极开展六西格玛、5S等精益生产管理活动，并普遍认为在关键工位应用工业机器人等设备实现上下料、喷涂、装配等人机协同作业具有较高的投资回报率。龙头企业基于其较好的自动化基础，开始在资源动态组织、先进过程控制等方面进行投入，通过构建MES/MOM、APS、APC、RTO等系统，集成大数据、运筹优化、预测控制等技术，实现人机料法环的动态管理和精准、实时和闭环的过程控制。而中小企业多数认为工艺动态调优、产线柔性配置方面的相关技术存在研发难度大，投入成本高，暂不适用于企业当前发展阶段。-32-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）图2-24 制造企业在生产作业环节的投资认可度调查 来源：问卷问题。“在实现上述部分功能后，实现了何种程度的 ROI？”百分比代表 选择“显著”或“巨大”程度的受访者数量图2-23 制造企业在生产作业环节的投资情况 来源：问卷问题。“投资以下功能对于提升生产作业效率有多重要？”百分比代表选择“已有资金投入或近期将有资金投入”的受访者数量。-33-二、细分场景市场分析5.市场及供应商发展情况生产作业是制造企业的核心场景，其市场交易规模也最大。典型产品及服务包括精益生产管理、工业控制系统、工业机器人、制造执行系统及系统集成服务等。-34-中国智能制造系统解决方案市场研究报告（2021）图2-25 市场及供应商发展情况注1：数据来源为联盟成员单位研究结果。注2：数据来源为国家统计局公布的数据。注3：数据来源为中国电子学会公布的产业发展报告。注4：数据来源为中国机床工具工业协会公布的数据。典型产品或服务供应商发展情况市场情况面向行业定制的系统解决方案 生产作业与工艺执行联系紧密，制造企业往往选择对所属行业工序、流程理解深刻，且有丰富案例经验的解决方案供应商进行服务。系统解决方案供应商提供生产能力的系统级集成交付，包括软硬件的采购、安装、部署、集成、调试、试运行和交付等。MES 在汽车、电子信息、通用机械等行业应用普及率较高。MES 具有较强的行业属性，定制化要求较高，国内MES 市场没有被国外巨头垄断，成为少有的国内软件供应商占主导地位的工业软件领域。国内 MES 系统软件市场规模约为 80 亿元 【注 1】。兰光创新在军工、机械制造领域，国机智能在通用、专用装备制造领域，石化盈科在石油炼化、电力等领域，上海上扬软件在半导体、太阳能光伏领域等成为了各行业领头羊。部分 MES 公司近年获得资本投资，如黑湖智造2021 年完成近 5 亿元 C 轮融资。越来越多国内制造企业通过精益生产管理降低浪费、提高效益，已进入从被动接受转为主动探索的阶段。精益生产管理的专项服务内容一般包括：精益数字化的咨询服务，精益数字化实践包，精益数字化评测应用，精益数字化人才培训和精益工具软件等。市场上陆续涌现一批以精益生产为主导业务的咨询公司，如爱波瑞、理则等。工业控制系统由工业仪表、控制软件、通讯网络等组成，包括适用于化工、石化、冶金、建材、火电、核电等流程工业的分布式控制系统（DCS）、应用汽车、机械、电子、航空等离散制造应用的可编程控制器（PLC）、适合大规模生产过程实时监控的采集监控系统（SCADA）等系统。我国工控系统市场规模总体呈逐年增长态势，整体规模约占世界的20%，增长率为全球平均水平的一倍。2021 年国内工控系统市场规模约 360 亿元，预计未来 2 年年复合增长率约为 5%-6%【注 1】。我国工控市场的国内供应商主要包括和利时、中控技术、亚控科技、力控科技、国电智深、南京科远、康吉森、深圳汇川、无锡信捷等。DCS 系统自主可控程度最高，和利时与中控技术的DCS 年销售额都超过了 15 亿元【注 1】，国内厂家已经获得近一半的市场份额。PLC 系统是竞争最为激烈的市场，国内厂家多集中在中低端市场，利润空间狭小。SCADA 国内厂家份额在 30%左右。工业机器人多应用在码垛、搬运、焊接、喷涂、打磨、装配、注塑、冲压等生产环节。各行业典型应用有：纺织行业的纱线接头机器人，水泥行业的高粉尘环境机器人，船舶行业狭小空间焊接机器人，电子信息行业的 SCARA 机器人等；2021 年我国工业机器人完成产量 36.6 万台，同比增长 44.9%，产量创历史新高【注 2】。连续八年成为全球最大工业机器人应用市场，约占全球市场份额的三分之一。2021 年国内工业机器人市场规模约为 445.7 亿元【注 3】。预计未来几年，国内工业机器人仍将保持高速增长模式。以新松、新时达、拓斯达、埃斯顿、埃夫特等为代表的机器人供应商，提供机器人本体、集成以及控制系统二次开发和配套设备等服务。埃斯顿的多关节机器人，新松的码垛、搬运机器人，新时达的焊接机器人，珞石的协同机器人在各自细分领域形成产业优势。发那科、安川、ABB 和库卡等国外机器人产品在中国的市场占有率超过 60%，并持续加大中国市场投入。如，ABB 公司投资 10 亿元在上海建设“超级工厂”，用于发展自主移动机器人。高档数控机床以数控金属切削机床、数控金属成形机床、数控特种加工机床为主，其市场份额比重依次为 53.8%，28.5%和 16.8%【注 4】。2021 年机床工具行业累计完成营业收入同比增长26.2%，增幅比上年扩大 23.2 个百分点【注 4】。日本马扎克、德国 DMG、美国哈斯等国外供应商，凭借在高速、高精、多轴联动等方面的技术优势，占据国内高档数控机床市场较大份额。国内供应商中海天精工主要定位高端市场，亚威股份在折弯机领域的销量领先。营业收入大于 10 亿元的企业有创世纪、亚威股份、海天精工、济南二机床、秦川机床等。涌现出较多在细分行业具有领先优势的供应商。如中控技术在石油化工行业，楚天科技在制药行业，中汽工程在