人口結構的變化將是中國智能制造升級的長期驅動力

? ? ? ? 近年來隨著經濟快速增長、國內勞動年齡人口數量下降，勞動力供給拐點已經出現，人口紅利逐步消失。據國家統(tǒng)計局數據顯示，中國15-64歲勞動年齡人口比重自2011年開始下降，15-64歲人口絕對數量也自2014年進入下降階段，2018年15-64歲人口較2013年峰值累計減少約1200萬人。這種人口轉變趨勢在勞動力市場上反映為勞動力短缺、企業(yè)招工難、招工貴等現象。

勞動力成本不斷上升催生了“機器換人”需求

? ? ? ? 隨著勞動年齡人口的逐漸減少，國內制造業(yè)（規(guī)模以上單位）職工平均工資也不斷提升，國家統(tǒng)計局數據顯示2018年中國國內制造業(yè)（規(guī)模以上單位）就業(yè)人員年平均工資為6.5萬元，2013~2018年復合增長率為8.5%，制造業(yè)企業(yè)用工成本處于快速提升階段。勞動力成本上升直接影響了制造業(yè)企業(yè)的健康發(fā)展和利潤水平，自動化程度較低的勞動密集型生產企業(yè)人力成本日益增加，以自動化設備代替人工的需求迫切，在此背景下中國工業(yè)機器人市場進入了快速崛起。另一方面，自2012年以來全球工業(yè)機器人均價總體呈現穩(wěn)中有降的趨勢，人力成本上升疊加機器人成本下降，“機器換人”的經濟性也逐漸凸顯。

長期來看，中國人口老齡化、勞動年齡人口數量減少等問題依然嚴峻

長期來看，中國人口老齡化、勞動年齡人口數量減少等問題依然嚴峻

? ? ? ? 人口結構的變化或將成為中國智能制造升級的長期驅動因素。據聯(lián)合國人口司預計，2020~2050年中國15-64歲勞動年齡人口的絕對數量和人口比重仍將會持續(xù)下降，65歲及以上老齡人口及占比則將不斷攀升。隨著社會人口老齡化問題的日益突出和年輕一代觀念意識的轉變，勞動力市場成本逐漸攀升或將成為難以避免的大趨勢，制造業(yè)利用廉價勞動力競爭的模式亟待改變。在此背景下，我們認為2020~2050年機器替代人工或將成為確定性較高的長期發(fā)展趨勢，國內對自動化、智能化設備的需求有望持續(xù)提升。

伴隨技術發(fā)展，工業(yè)機器人對制造業(yè)的影響由“機器換人”變?yōu)椤爸悄苤圃臁?/span>

? ? ? ? ?“機器換人”過程中工業(yè)機器人對企業(yè)的積極影響顯著。縱觀發(fā)達國家工業(yè)化進程，自動化設備作為提高生產效率的關鍵手段，其與工業(yè)制造技術相結合，在傳統(tǒng)裝備制造業(yè)生產方式的革命性變革進程中起到至關重要的作用。與人工相比，自動化制造設備具有工作效率高，制造精度高等特點，隨著企業(yè)人工成本的不斷上升，智能制造設備在幫助企業(yè)優(yōu)化生產、提高產品質量的同時，幫助企業(yè)降低了運營成本，提升了利潤。

? ? ? ? 我們認為未來工業(yè)機器人將不再是孤立的存在，智能制造裝備發(fā)展的趨勢方向是自動化、標準化、集成化和信息化，依托工業(yè)機器人等核心裝備而形成的完整智能工廠將包括：智能倉儲系統(tǒng)、智能搬運系統(tǒng)、智能機械設備、智能感知網絡和信息整合平臺等。主要的變化有三方面：

1）智能制造領域的技術不斷升級迭代，新技術方向為智能制造通過傳感、機器視覺等系統(tǒng)的應用，形成大數據的采集、反應和對未來的預測，在產品的開發(fā)和制造、產品的設計和制造、產品的質量和管理體系三方面形成有效閉環(huán)。

2）中國互聯(lián)網發(fā)展水平領先全球，大量終端消費需求已經或即將被互聯(lián)網化，這種趨勢下就會倒推企業(yè)加快制造端的互聯(lián)網化和智能化改造，互聯(lián)網化的改造也是近年來智能制造行業(yè)技術改進的重要方向。

3）在此基礎上，領先的業(yè)內企業(yè)正采用一系列的先進技術實現生產乃至整條供應鏈的數字化，構建數字化工廠、智能工廠。這些技術包括大數據分析解決方案、端至端的實時規(guī)劃和互聯(lián)、自控系統(tǒng)、數字孿生等。憑借這些技術，效率得以提升，企業(yè)能夠批量生產高度定制化的產品。

? ? ? ? 在“機器換人”的基礎上，技術的飛速進步正在為各行各業(yè)開啟“智能制造”新需求。智能化工廠可以解決工廠、車間和生產線以及產品的設計到制造實現的轉化過程，有效地降低了設計到生產制造之間的不確定性，提高產品的合格率和可靠性，縮短生產周期，實現效益最大化。在智能工廠中，機器社區(qū)將自行組織，供應鏈將自動相互協(xié)調，未加工的產品將向機器發(fā)送完成其加工所需數據，然后由后者將其變成商品，產品的開發(fā)和制造、產品的設計和制造、產品的質量和管理體系三方面形成有效閉環(huán)，各機器組直接在統(tǒng)一的信息化系統(tǒng)調度下進行工作，生產效率將得以進一步提升。在未來的競爭中，業(yè)內領先的自動化設備提供商將向數字化、信息化領域拓展，向客戶提供整體智能工廠規(guī)劃方案。

? ? ? ? 制造業(yè)企業(yè)智能制造升級的典型案例：富士康深圳“熄燈工廠”。據工業(yè)富聯(lián)2018年報，在富士康熄燈工廠里，需要一個將設備與設備、設備與人、人與人連接的橋梁，富士康工業(yè)云平臺（FiiCloud）承擔了溝通的橋梁。它將海量設備連接至邊緣計算及云端，目前已應用到表面貼裝、數控加工、機器人、組裝測試、環(huán)境數據采集等場景，目標是覆蓋全行業(yè)數據采集。同時使用機器人+傳感器的模式，開發(fā)出機器人AI的自感知、自診斷、自修復、自優(yōu)化、自適應功能，從而提高產品良率，降低成本浪費。富士康采集核心數據并向上延伸至云網層、平臺層、應用層、數據安全等領域。以深圳“熄燈工廠”為例，通過改造，該生產線從318個工作人員降低到38個工作人員，生產效率提升30%，庫存周期降低15%。

部分制造業(yè)龍頭企業(yè)的“智能制造”升級思路及布局

制造業(yè)細分行業(yè)：消費電子

代表企業(yè)：富士康

智能制造升級思路及布局：

1) 公司致力于提供以工業(yè)互聯(lián)網為核心的產品設計、制造與服務技術，協(xié)助智能制造的產業(yè)轉型，打造“智能制造+工業(yè)互聯(lián)網”新生態(tài)。公司將“三硬三軟”作為智能制造核心基礎，三硬是工具、材料、裝備；三軟是工業(yè)大數據、工業(yè)人工智能、工業(yè)軟件。

2) 憑借自身擁有的大量工業(yè)數據、工業(yè)互聯(lián)網人才，投入使用以“熄燈工廠”為代表的離散制造無憂生產線，實現了組裝、檢測、激光焊接、拋光等主要工藝流程的全自動化生產。

3) 截至2018年公司及下屬企業(yè)共擁有超過8萬臺的機器人，超過1,600條的SMT線，超過17萬臺的模具加工設備，超過5,000種的測試設備，第三方開發(fā)者超過3,000多位，擁有1,000個以上的APP，積累了大量工業(yè)數據。公司將在此基礎上，憑借“云計算、移動終端、物聯(lián)網、大數據、人工智能、高速網絡+機器人及精密工具”的核心科技，串聯(lián)“人流、過程流、物流、訊流、技術流、金流”的海量信息，建立起以數據驅動的應用平臺，透過工業(yè)人工智能建立減少浪費、降低工時、全程無憂的工廠環(huán)境，應用于工廠、設施、開放場域等應用場景，最終改變產業(yè)生產模式。

4) 通過工業(yè)大數據以及工業(yè)人工智能的應用，基于工業(yè)互聯(lián)網的精密工具智能制造在提升效益上，取得了立竿見影的效果，自動化效率提升15%，智能調機換線時間減少10%，實現加工生產過程中85%的智能補正。形成了智能工廠建設及改造的整體解決方案，具有較強的可復制、可應用、可推廣示范效應。

制造業(yè)細分行業(yè)：汽車

代表企業(yè)：上汽通用

智能制造升級思路及布局：

1)? 數字化虛擬仿真技術在開發(fā)/制造領域的集成應用：應用數字化虛擬仿真技術，不僅能夠顯著提升工作效率和質量、縮短項目交付的周期，降低物理驗證成本，更能夠提高項目整體質量。已被廣泛應用于工藝設計優(yōu)化、產線布局，設備性能/瓶頸工位精確分析，三維廠房管路結構干涉檢查、人機安全評估，項目進度/交付質量有效監(jiān)控等工作領域。此外通過不斷集成，完善數字化資源環(huán)境，提升數字化開發(fā)能力，推動“數字化雙胞胎”的實施，最終實現虛擬和現實的高效融合，使得online 設備運行數據與offline 電腦仿真數據能夠實時互通。

2)? 智能協(xié)作機器人應用：除了傳統(tǒng)工業(yè)機器人大量應用外，上汽通用也在不斷深化智能機器人的研究和應用，挑戰(zhàn)復雜精密的自動化裝配，提高場地利用率，降低運營成本。在上料準備工位應用智能協(xié)作機器人（FANUC綠色機器人），取消了傳統(tǒng)的安全圍欄，實現自然、安全、高效的人機互動協(xié)作。此外，在新工廠變速箱裝配線上正在試點應用帶力反饋的KUKA 智能機器人完成復雜的精密裝配作業(yè)。

3)? 能源大數據智能管理系統(tǒng)：進一步完善制造現場數據（設備、工藝、能源、人機互動等）的收集，將制造全過程數字化、透明化、目視化，形成虛擬現實融合的制造系統(tǒng)；通過全方位整合、優(yōu)化現有的能源計量監(jiān)控系統(tǒng)，實現能源計量電子化、能源管理系統(tǒng)化、能源使用科學化；指導節(jié)能減排，挖掘節(jié)能減排潛力。

4)? 工廠物流人機料一體化：通過全局數字化系統(tǒng)平臺的搭建，采集全過程多元實時數據，構建工業(yè)局域互聯(lián)網。運用大數據分析、廠內定位技術和智能調度算法等手段，優(yōu)化廠內物料運送路徑，提升人員效率，最大化設備利用率，精益廠內庫存，有效支撐數字化工廠構建。

5)? 入廠物流智能集成平臺：借助手機智能終端、北斗導航、電子圍欄等工具，通過與供應商、承運商信息的互聯(lián)互通，實現入廠運輸全過程的實時動態(tài)監(jiān)控，精準定位運輸各環(huán)節(jié)風險，進而實現實時監(jiān)控、智能預警、路線優(yōu)化等功能，提升入廠運輸運作效率，降低運輸成本。

6)? 全生命周期質量大數據分析預警平臺：通過覆蓋產品全生命周期和全業(yè)務鏈的質量大數據分析，提高產品質量，提升客戶滿意度。通過主機廠和供應商的數據共享，及時調整供應商過程參數，實現聯(lián)動和預防。通過拓展售后大數據研究范圍至保修期外，同時兼顧互聯(lián)網輿情分析，實現售后質量問題提前預警，提前解決。通過經驗教訓管理系統(tǒng)將制造過程和售后相關問題導入至產品開發(fā)階段，實現產品設計質量的穩(wěn)步提升。

制造業(yè)細分行業(yè)：家電

代表企業(yè)：美的集團

智能制造升級思路及布局：

1)? 公司致力于推動美的工業(yè)自動化和運動控制兩大業(yè)務平臺的整合與拓展。

2)? 工業(yè)自動化業(yè)務平臺業(yè)務覆蓋生產工藝自動化、物流自動化和機器人服務，為美的各事業(yè)部完成50 多個自動化項目，廣泛應用于焊接、搬運、碼垛、視覺檢測等諸多方面，應用主流系統(tǒng)達20 余種，有效提升美的集團智能制造水平，截至2018 年底已將機器人使用密度提升至 200 臺/萬人，未來將進一步提升至625 臺/萬人的發(fā)達國家水平。

3) 運動控制業(yè)務平臺致力于核心部件及軟件產品的研發(fā)與創(chuàng)新，通過收購整合擁有三十余年運動控制經驗的以色列高科技公司Servotronix，現已擁有涵蓋多軸運動控制器、伺服驅動器、伺服電機、編碼器等一系列完整的且業(yè)內領先的運動控制產品，并在技術研發(fā)、生產制造等方面已逐步實現本地化、國產化，而且具備為機器人、數控、鋰電池、3C、半導體、包裝、印刷等行業(yè)提供完整系統(tǒng)解決方案的能力。2018 年通過中國和以色列跨國團隊的協(xié)同研發(fā)，進行了多項產品研發(fā)，例如集成Codesys、OPC UA 以及WEB server 技術的新一代運動控制器softMC 系列產品，年銷量上萬臺的第六代伺服驅動器CDHD2 系列產品，高性價比總線伺服驅動器BDHD2 系列產品，以及針對SCARA 和6kg 以下6 關節(jié)機器人所開發(fā)的專用伺服電機RM 系列產品。