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自動化工廠到智慧工廠，已成為引領智慧製造發展的新趨勢。現在全球的主要製造業發達國家，都在以工業4。0為指導推動燈塔工廠或是智慧工廠的建設，中國也在積極推進智慧製造示範工廠及其優秀場景的建設。而圍繞智慧工廠建設，除了數控機床、工業機器人、增材製造等執行層產品，已形成了以系統整合服務為主的產業鏈和服務生態。
一、智慧工廠的產業鏈解構
智慧工廠是透過資訊科技與製造業的深度融合，將工廠內生產資源、生產要素、生產工藝、生產製造、管理等各環節高度協同，實現以訂單為導向、以資料為驅動的自動化、智慧化生產模式的現代工廠。
1、智慧工廠的5層架構
智慧工廠的架構分為5個層面，自下而上分別為基礎設施層、智慧裝備層、智慧產線層、智慧車間層和工廠管控層。
基礎設施層包括工廠網路、車間聯網、資訊保安、影片監控、身份識別等基礎功能構件；智慧裝備包括智慧生產裝置、能源監控裝置、智慧物流裝置、智慧檢測裝置，我們在前幾期講的細分產業主要為智慧生產裝置；智慧產線層包括自動化/柔性生產線、電子看板、機器視覺等；智慧車間層包括MES、WMS、車間模擬等；工廠管控層主要是管理系統。
從以下海爾智慧工廠解決方案示意圖可以看出，智慧工廠涉及工業生產中的各類作業活動，是各種智慧製造技術的集大成者。
2、智慧工廠的三種發展模式
一是從生產過程自動化到智慧工廠。在石化、鋼鐵、冶金、建材、紡織、造紙、醫藥、食品等流程製造領域，企業發展智慧工廠的重點，在於基於品控需求從產品末端控制向全流程控制轉變，從生產過程數字化建設起步，推進生產管理一體化、供應鏈協同化和產業大資料應用。
二是從智慧製造生產單元到智慧工廠。在機械、家用電器、電子資訊等離散製造領域，企業發展智慧工廠的重點，在於從單臺裝置自動化和產品智慧化入手，推動各個生產單元之間的協同運作，推進車間級和企業級系統整合，推動生產和服務的整合。
三是從個性化定製到智慧工廠。在家電、服裝等靠近下游使用者的消費品製造領域，企業發展智慧工廠的重點，實現大規模個性化定製模式的創新，建設柔性製造系統，推進設計虛擬化，透過網際網路平臺，推進製造網路協同化。
3、智慧工廠的產業鏈構成
作為企業各個智慧製造單元的系統整合，智慧工廠產業鏈涉及多個層次解決方案和眾多軟硬體系統，主要包括軟硬體基礎件、區域性解決方案和整體整合設計三部分。
從整體整合設計看，包括數字化車間、數字工廠和智慧工廠三個層次，資訊科技與製造技術的融合不斷深化。從區域性解決方案看，包括輔助及設計系統、柔性裝備系統、加工數字化系統、智慧包裝系統、模擬及檢測系統、控制及執行系統、網路及資訊系統、產品資料管理、企業資源計劃、管理系統等。從軟硬體基礎件看，包括共性技術、工業軟體、元器件及零部件三大類。
二、智慧工廠的產業前景
從全球來看，智慧工廠系統整合市場持續增長，據Markets and Markets釋出的報告顯示，預計2021年全球智慧工廠市場規模預計達到801億美元，到2026年這一資料有望增至1349億美元，期間年複合增長率達到11%。
從國內來看，隨著智慧工廠建設成為智慧製造的新趨勢，2020-2021年中國智慧製造系統整合市場呈現加速增長態勢，相比2019年的1541億元已增長了87%，2021年達到2886億元。從智慧工廠投資規模看，66%的標杆智慧工廠建設投資總體規模超億元，45%的智慧工廠建設專案資金總體投入在1-5億區間；億元以下的專案多以智慧化改造、資訊化升級、工業大資料應用等單點應用為主。
1、智慧工廠的行業應用
從行業應用看，智慧工廠系統整合服務主要集中在電子、汽車、機械裝備三大行業，根據中國數字網（e-works）釋出的2020年首批標杆智慧工廠名單，電子、汽車、機械裝備企業數量合計佔比72%。
中國智慧工廠系統整合服務市場中，離散製造業所佔比例更高，重點體現在電子資訊、機床、航空航天、船舶、汽車等行業，流程製造業中，製藥、石化、食品飲料、化工和冶金等行業的智慧製造升級需求較大。
從應用場景看，智慧工廠系統整合市場涉及的細分領域比較多，其中市場份額排在前五位的分別為柔性裝配系統、加工環節數字化系統、智慧輸送系統、智慧倉儲系統、企業資源計劃。
2、智慧工廠的產業政策
在產業政策方面，從《中國製造2025》就提出了，要在十大重點領域試點建設智慧工廠、數字化車間，後續的智慧製造相關規劃政策，基本都將智慧工廠作為未來的發展目標，鼓勵在重點領域建設智慧工廠，鼓勵探索智慧製造新模式，鼓勵系統整合服務企業發展。
這裡重點介紹一下《“十四五”智慧製造發展規劃》的相關內容，主要內容要點包括：要建設智慧製造示範工廠，實現泛在感知、資料貫通、整合互聯、人機協作和分析最佳化，建設智慧場景、智慧車間和智慧工廠；透過智慧車間/工廠建設，帶動通用、專用智慧製造裝備加速研製和迭代升級；鼓勵各地方、行業開展多場景、多層級應用示範，培育推廣智慧化設計、網路協同製造、大規模定製、共享製造、智慧運維服務等新模式。
三、智慧工廠的產業主體構成
近年來，迎合智慧製造技術的發展，在國家規劃政策引領下，各行業企業紛紛投身智慧製造系統整合服務。根據我們的研究，主要可以分為四類企業。
一是自動化和機器人公司，基於關鍵硬體裝置研發和服務，拓展工業自動化解決方案，衍生提供解決方案服務，如工業機器人提供商提供機器人同時提供系統整合服務。代表企業有匯川技術、埃斯頓、新松機器人等。
二是綜合型整體解決方案供應商，包括很多創業科技公司，均以共性智造整合服務為主，具有實施智慧製造軟硬體一體化系統解決方案能力。代表企業有中控技術、研華科技等。
三是由設計單位或科研院所發展而來的智慧工廠解決方案供應商，主要為企業提供基於資訊模型的工廠全生命週期服務，能夠為企業提供設計運營一體化的整合服務。代表企業有機械工業設計院等。
四是實業領域企業延伸專業領域的智慧製造整合服務，汽車、電子、家電、機械等製造企業，結合智慧化改造升級經驗和積累，拓展柔性化生產及整合服務。代表企業有海爾集團、三一集團等。
連結：中控技術的“區域+行業+產品”模式
浙江中控技術股份有限公司成立於1999年，前身為浙大工業自動化公司，公司主要面向流程工業企業，提供以自動化控制系統為核心，涵蓋工業軟體、自動化儀表及運維服務的智慧製造產品及解決方案。連續10年蟬聯國內DCS市佔率第一。
在業務佈局上，中控技術從產品型向整體解決方案型公司轉型，構建“區域+行業+產品”的組織架構，透過前中後臺分工協作、“5S店+S2B平臺”運營模式快速響應客戶。中控技術現已在國內30個省（自治區、直轄市）及南亞、東南亞、中東等海外地區設有區域事業部、分公司、辦事處等機構，核心產品已應用至30多個國家。
中控技術最近的投資專案，是杭州富陽中控技術產業園二期專案，佔地79。12畝，總建築面積13。8萬平方米，預計在2024年全面投入使用。專案規劃實現年產1000臺（套）電氣及工業自動化控制系統、10萬臺（套）智慧控制閥、20萬臺高精度壓力變送器。
四、智慧工廠的產業組織特徵
智慧工廠產業包括豐富的應用場景，大部分企業只是涉足區域性解決方案，提供整體解決方案、擁有自主核心技術的企業能夠獲得高利潤，一大部分以系統整合為主的企業，盈利能力並不高。從企業選址的驅動因素看，主要包括創新資源集聚和應用場景落地兩個方面。
1、創新資源集聚區域
智慧工廠產業涉及多個層次的智慧製造技術整合服務，具有較高的技術壁壘和人才壁壘。智慧工廠是一項涉及眾多學科知識、涵蓋眾多領域的技術密集型行業，涉及的學科知識包括機械、電氣、自動控制、計算機、資訊工程等，需要較強的諮詢規劃和系統整合綜合能力。智慧製造系統整合具有非標準化特性，要求各類專業人員必須具備深厚的行業經驗積累，包括系統設計人才、機械和電氣設計製造專業人才、軟體程式設計專業人才等。
較高的技術壁壘和人才壁壘，使得智慧工廠服務企業更容易選址於創新資源豐富的區域。智慧工廠系統整合主要是由軟體和解決方案驅動的，無論是哪種型別的系統整合商，總是傾向於向資訊軟體產業人才密集的區域集聚，如北京、上海、深圳、杭州等城市。
2、應用場景落地區域
應用場景落地區域，製造業發達地區，場景落地市場需求旺盛，有利於吸引智慧製造系統整合商。2021年度智慧製造示範工廠揭榜單位共110個，其中數量最多的為廣東省共13個，江蘇、浙江兩地都是9個。
中國智慧工廠系統整合產業集聚區域，主要為京津冀、長三角及珠三角地區。從城市來看，智慧工廠系統整合商主要集聚在北京、上海、廣州、杭州等城市。比如浙江省釋出《浙江省培育建設“未來工廠”試行方案》，大力推進製造業升級和智慧工廠建設。同時，杭州也培育了一批智慧工廠服務企業，如中控技術、新華三、邁的智慧科技、聚光科技、浙江精企、集控科技、美格智慧、博拉網路等。