智慧製造是先進製造技術與新一代資訊科技的深度融合,是推進製造強國戰略的主攻方向,也是實現製造業轉型升級的主要技術路線。工信部強調,“十四五”時期,將繼續堅持智慧製造主攻方向不動搖,加快推動製造業數字化、網路化、智慧化轉型步伐。與此同時,在疫情多發、散發,全球經濟下行壓力明顯增加的形勢之下,智慧製造也已成為中國製造企業“危中尋機”,求得生存與發展的破局之道。
根據美國標準與技術研究院(NIST)的智慧製造參考架構模型,智慧製造包含三個製造生命週期維度——產品生命週期、生產系統生命週期和供應鏈管理的商業生命週期。智慧工廠是智慧製造三個生命週期維度的核心與交匯點。
圖1 NIST智慧製造參考架構模型
根據中國工程院李培根院士和華中科技大學高亮教授編著的《智慧製造概論》,智慧製造是把機器智慧融合於製造的各種活動,以滿足企業相應的目標。智慧製造系統是把機器智慧融入包括人和資源形成的系統中,使製造活動能動態地適應需求和製造環境的變化,從而滿足系統的最佳化目標。智慧製造系統包含了智慧製造裝備、智慧車間(工廠)、智慧企業、智慧供應鏈等多個層次。
圖2 智慧製造的層次
而且,e-works提出的智慧工廠金字塔架構,已成為業界的共識,被廣泛引用。金字塔架構將智慧工廠分為5個層級,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。
圖3 智慧工廠五級金字塔
由此可見,智慧工廠是實現智慧製造的重要實踐領域和重要載體;智慧裝備與智慧產線是智慧工廠的重要組成部分,是智慧工廠執行的重要手段和工具。智慧工廠的建設,離不開智慧工廠非標定製自動化整合商。智慧工廠非標定製自動化整合商主要為智慧工廠的建設提供非標定製自動化裝置和產線的交鑰匙工程,是智慧工廠建設的中堅力量。
為了幫助中國廣大製造企業選取值得信賴,並能提供滿足企業特定需求、切合行業應用解決方案的優秀智慧工廠非標定製自動化整合商開展合作,從而進一步推動企業智慧工廠建設,加快智慧製造轉型步伐,e-works Research對國內數百家智慧工廠非標定製自動化整合商展開了調研分析,在此基礎上正式釋出了“2022智慧工廠非標定製自動化整合商百強榜”。
這也是e-works Research連續第四年釋出該榜單。該榜單詳細列明瞭智慧工廠非標定製自動化整合商所分佈的區域、服務的行業、技術優勢和最佳實踐案例,以期為廣大製造企業選擇合適的智慧工廠非標定製自動化整合商開展合作提供參考。
所謂非標定製自動化,是指根據客戶需求定製非標準類的專用⾃動化裝置,需要根據客戶具體的使用場所、行業特徵、工藝特性及用途進行定製性地設計和生產。
鑑於此,e-works Research將智慧工廠非標定製自動化整合商定義為,面向特定行業、特定產品或特定工藝,以交付非標定製自動化裝置和產線為主,整合工業機器人、感測器、機器視覺、數控加工中心、精密測量裝置等各類自動化或智慧化裝備,為智慧工廠建設專案提供交鑰匙工程或EPC總包服務的自動化解決方案供應商。
在智慧工廠建設與運營過程中,智慧工廠非標定製自動化整合商的作用與價值主要體現在幫助製造企業實現生產過程的自動化、視覺化、柔性化、少人化、智慧化;以及幫助製造企業實現生產裝置/生產線的遠端運維,最大限度降低故障停機時間和停機損失。
圖4 智慧工廠非標定製自動化整合商的作用及價值
◉ 實現生產過程的自動化:在整個生產過程中,幫助製造企業將智慧裝備(包括但不限於工業機器⼈、自動化單機裝置、自動化生產單元等)透過資訊科技有機連線起來,實現生產過程的自動化,滿⾜生產的產量、節拍、質量和品類要求,生產、裝配、檢測或包裝多種變型產品。
◉ 實現生產過程的視覺化、柔性化、少人化、智慧化:基於對行業與生產工藝的深刻理解,提供⾼投資回報、短回收週期的柔性、智慧、⾼效、可靠且便於維護的製造解決方案,幫助製造企業打造具有競爭力的製造體系,實現生產過程的視覺化、柔性化、少人化、智慧化,以應對生產要素成本上漲,確保生產組織與⼈員的穩定性,降低生產管理中的不確定性以及產品經常變更的風險。
◉ 實現生產裝置/生產線的遠端運維:當製造企業生產現場的裝置/生產線出現故障時,利用數字孿生與虛擬除錯等技術,透過對裝置及產線的數字孿生模型進行虛擬除錯,找到發生故障的原因,並遠端指導製造企業解決故障問題,最大限度地降低故障停機時間和停機損失。
(1)受下游需求拉動,景氣度與下游需求密切相關
智慧工廠非標定製自動化整合市場的增長動力,主要來源於下游製造企業建設智慧工廠、新增產線裝置投資需求以及現有產線裝置的升級改造等需求,市場景氣度與下游需求密切相關。而且,雖然智慧工廠非標定製自動化整合市場,並不存在明顯的區域性和季節性特徵,但具體到細分市場或整合商則會因受到下游客戶的固定資產投入計劃以及下游所服務行業的佈局特徵的影響,經營業績會呈現出一定的區域性和季節性特徵。
(2)既提供非標定製方案,也提供非標定製智慧裝備
很多智慧工廠非標定製自動化整合商,實際上也是非標定製智慧裝備的製造商。也就是說,它們不僅提供智慧工廠非標定製自動化整合解決方案,也提供非標定製智慧裝備;甚至後者在營收中佔有很大比例。
(3)在提供產線的同時,也提供配套軟體
智慧工廠非標定製自動化整合商在為終端客戶提供產線裝置的同時,也開始提供配套軟體,打造軟體產品品牌。比如,利元亨提出了“海葵智造”概念,由“看的見的智慧”智慧裝備+“看不見的智慧”軟體系統兩部分組成。瀚川智慧推出的“水滴智造”解決方案,囊括了工業網際網路平臺、製造運營管理平臺等平臺型軟體產品。均普智慧自主研發了piaAnalyze工藝引數關聯性分析系統、piaLineController生產線管理控制系統、piaAI人工智慧輔助系統等八款工業數字化應用軟體,賦予硬體“智慧”,“軟硬結合”賦能製造過程數字化。
(4)市場準入門檻低,同質化競爭尤為嚴重
由於智慧工廠非標定製自動化整合市場準入門檻低,且行業特質鮮明,各細分行業對智慧工廠非標定製自動化整合專案需求差異較大,這就導致智慧工廠非標定製自動化整合商爭相湧入,市場處於無序競爭狀態。而且,由於目前智慧工廠非標定製自動化整合專案普遍奉行“拿來主義”,只有極少數真正沉下心來做研發,導致非標定製自動化整合所採用產品、技術、方法乃至解決方案同質化嚴重的問題尤為突出。
(5)智慧化時代,呼喚智慧工廠整體解決方案
當前,我們正處於智慧化時代。隨著國家大力支援數字化車間、數字化工廠以及智慧工廠建設,以及製造企業建設智慧工廠的需求激增,這對智慧工廠非標定製自動化整合商也提出了更高的要求。要求其不僅要懂自動化,而是以柔性自動化、數字化、智慧化、精益化與綠色化為建設目標,提供智慧工廠/智慧製造整體解決方案。
(6)水平良莠不齊,亟需建立科學客觀評價標準
國內智慧工廠非標定製自動化整合商已達數千家,但魚龍混雜,水平良莠不齊。製造企業往往面臨缺乏辨識能力,難尋合適的智慧工廠非標定製自動化整合商,無法評估其解決方案的可實施性,以及後續服務難以得到保障等諸多難點與痛點問題。因此,亟需建立對智慧工廠非標定製⾃動化產線及其⼯程造價的科學客觀的評價標準,確保製造企業在前期評估過程中能夠系統、全面地把握智慧工廠非標定製自動化整合方案,併合理科學地匯入,使智慧工廠的建設與應用真正落到實處、發揮實效。
2022年9-11月,e-works Research在調研國內數百家智慧工廠非標定製自動化整合商,蒐集眾多行業典型案例的基礎上,最終形成了“2022智慧工廠非標定製自動化整合商百強榜”,見表1。
表12022智慧工廠非標定製自動化整合商百強榜
(圖片可點選放大看)
2.若上市公司非標定製自動化系統整合業務以旗下單一子公司為業務主體,則僅統計其子公司;若上市公司及其多家子公司均涉及非標定製自動化系統整合業務且合併報表,則僅統計上市公司;
3.榜單由e-works Research基於公開資訊及調研所得,智慧物流系統整合商未列入本榜單。
4.部分整合商因不願提供相關資訊或參與排名,未列入本榜單。
從區域分佈來看,入榜整合商主要分佈於15個省(自治區、直轄市),且集中於沿海地區,尤其以粵港澳大灣區和長三角地區最為集中。其中,廣東、江蘇、上海和浙江是分佈最為集中的省市,入榜整合商數量分別為34家、23家、10家和7家,共計佔比高達74%。究其原因,一方面是因為粵港澳大灣區以及長三角地區製造業較為發達,且都在大力發展先進製造業,打造先進製造業中心,對自動化、數字化、智慧化升級改造的需求更為迫切。另一方面,是因為當地政府也都在大力發展智慧製造,重點培育一批行業市場份額大、具備自主研發能力的智慧製造系統解決方案供應商龍頭企業,積極支援和鼓勵其做大做強。
圖5 入榜整合商地域分佈
2.總體規模不大,個別整合商表現突出
從2022年度上半年的智慧工廠非標定製自動化整合業務營收來看,入榜整合商整體的營收規模仍不大。營業收入超過50億元的整合商僅有1家,為先導智慧;營業收入介於20億元-50億元之間的整合商有3家,分別為中汽工程、贏合科技、北方華創。營業收入介於10億元-20億元之間的整合商有13家;營業收入介於5億元-10億元之間的整合商有24家;營業收入介於1億元-5億元之間的整合商有51家;營業收入在1億元以下的整合商有8家。也就是說,營業收入在5億元以下的整合商高達59家。
圖6 入榜整合商2022年度上半年營收分析(按人民幣計)
這主要有多方面的原因,具體包括:①智慧工廠非標定製自動化整合商必須深諳行業及客戶需求,深刻理解生產製造工藝,每做一個專案就相當於做一次研發,且存在行業與技術壁壘,難以快速實現規模化擴張和發展;②智慧工廠非標定製自動化整合專案的實施週期較長,導致回款週期也較長,且大多在產品交付客戶指定地點,完成裝置的安裝、除錯,並取得客戶簽字確認的終驗收報告後,才確認產品銷售收入;③“買方市場”下的付款模式,導致智慧工廠非標定製自動化整合專案需要墊資,這使得智慧工廠非標定製自動化整合商不得不慎重考慮可同時實施的專案的數量、規模以及回款風險,影響業務擴充。
2022年上半年,奧密克戎疫情呈現多點散發、區域性聚集的態勢,受此影響,入選整合商的營收增長呈現“冰火兩重天”。從2022年度上半年智慧工廠非標定製自動化整合業務的營收增長率來看,入榜整合商中有71家實現營收正增長。其中,有9家實現100%以上增長;4家增長率介於80%-100%之間;5家增長率介於60%-80%之間;10家增長率介於40%-60%之間;16家增長率介於20%-40%之間;27家增長率介於0%-20%之間。
主要原因為,這些整合商大多受疫情影響較小,同時緊緊抓住下游行業(如鋰電、半導體、消費電子、光伏、新能源汽車、包裝等)產能擴張及需求持續增長所帶來的機遇,加大市場開拓,使得2022上半年驗收專案增多,營業收入相比去年同期實現增長。
圖7 入榜整合商2022年度上半年營收增長率分析
另外,有29家入榜整合商的2022年度上半年的智慧工廠非標定製自動化整合業務營收為負增長。主要原因為,受長時間封控、物流不暢以及上下游企業停限產等因素影響,原材料及裝置採購、交付、驗收等均受到一定程度影響,進而導致營業收入下降。
從入榜整合商的構成來看,共有65家上市公司(不含新三板掛牌公司)。上市公司中,選擇在深交所創業板上市的整合商數量最多,達到25家;選擇上交所科創板上市的有18家;選擇在深交所主機板上市的有14家;選擇在上交所主機板上市的有8家。
圖8 入榜整合商上市板塊分析
2022年成功上市的有4家,其中,均普智慧和安達智慧成功登陸上交所科創板,信邦智慧和智立方成功登陸深交所創業板。而且,今年以來,深圳精智達已成功過會,即將登陸上交所科創板;智信精密、榮旗工業已成功過會,即將在深交所創業板上市。而機械工業第九設計研究院、蘇州傑銳思、深圳信宇人科技、深圳譽辰智慧、武漢逸飛鐳射等也正在衝刺IPO。此外,在融資方面,廣州明珞裝備於2022年6月獲得了來自中移資本、中國網際網路投資基金的6億元人民幣戰略投資。由於智慧工廠非標定製自動化整合專案在實施過程中需要墊資,上市融資正成為整合商破除發展瓶頸的主要途徑之一。
併購整合正在成為智慧工廠非標定製自動化整合商,擴大企業規模、提高市場競爭力的重要手段。根據e-works Research不完全統計,自2022年以來,已有利元亨、先導智慧、巨一科技、斯萊克、先惠技術、永創智慧等多家入榜整合商進行了併購。其中,利元亨宣佈其德國公司收購波蘭Nowa Tepro成為控股大股東,目的在於進一步強化在歐洲本土的智慧裝備業務;先導智慧全資收購自動化裝備製造商Ontec,旨在支援海外市場開拓,提高歐洲客戶滿意度;永創智慧收購廊坊中佳智慧科技有限公司、廊坊百冠包裝機械有限公司70%股權,目的在於擴充在飲用水、碳酸飲料、果汁、茶類等飲料的包裝裝置領域的佈局,提高產品的市場佔有率。
表2入榜整合商2022年併購事件盤點
6.平均市值不高,部分行業整合商表現亮眼
入榜整合商中的65家上市公司(入榜整合商市值排名見表3,均按2022年12月5日市值),總市值為7484.14億元,平均市值約為115億元。市值超過1000億元的僅有1家為北方華創(1186.17億元);市值在500億元-1000億元之間的僅有2家,分別是邁為科技(777.62億元)和先導智慧(670.32億元)。市值在100億元-500億元之間的共有15家。市值在100億元以下的整合商高達47家,佔比達72.3%。
透過分析可以發現,市值超過100億元的入榜整合商大多主要服務於半導體、鋰電、光伏及3C行業。這表明,智慧工非標定製自動化整合商的平均市值不高,半導體、鋰電、光伏及3C行業整合商更受資本市場青睞。究其原因,主要是近年來鋰電、光伏、3C、半導體等行業迅速發展,新增產線裝置投資以及現有產線裝置升級改造的需求旺盛。
表3入榜整合商市值統計
(僅統計上市公司,均為20212年12月5日市值)
圖9 入榜整合商(上市公司)市值分析
圖10 入榜整合商市值排名
(均為2022年12月5日市值,單位:億元)
從入榜整合商來看,其服務行業廣泛,覆蓋了汽車及零部件、新能源動力電池、半導體、消費電子、太陽能光伏、食品飲料、船舶、航空航天、傢俱家居、家電、工程機械、軌道交通、醫療等各行各業。
這其中,汽車行業仍是智慧工廠非標定製自動化整合商的主要服務行業。入榜整合商中,主要服務於汽車行業的有中汽工程、華昌達、均普智慧、巨一科技、大連豪森、廣州明珞、天奇自動化、三豐智慧、大連奧托、哈工智慧、偉本智慧、派斯林、先惠技術、平原智慧、埃夫特、邁赫機器人、信邦智慧、瑞松科技、瑞祥工業、天永智慧、大連智雲、江蘇北人、中汽研汽車工業工程(天津)有限公司、合心機械、克來機電、廣州德恆等。
主要原因為汽車製造業具有批次化生產、利潤高、智慧製造需求強烈等特點,是智慧工廠非標定製自動化整合商首先進入且佈局最為集中的行業與領域。而且,隨著近年來車型更新換代提速,社會對環境保護、節能降耗的日益重視,以及汽車向智慧化、電動化、網聯化方向發展,這對汽車生產製造的智慧化、柔性化也提出了更高的要求,由此帶來了產線新增及改造需求,使得服務於汽車行業的智慧工廠非標定製自動化整合商迎來新的發展機遇。
88家入選“2021智慧工廠非標定製自動化整合商百強榜”的整合商,2022年再度入選。另有12家整合商為新入選。新入榜的整合商包括華昌達、吉陽智慧、南興裝備、派斯林、精智達、瑞祥工業、強瑞技術、深科達、智信精密、軒田科技、偉本智慧、榮旗工業。
這表明,雖然整體上看,當前智慧工廠非標定製自動化整合市場競爭仍然較為激烈;但細分領域內的頭部智慧工廠非標定製自動化整合商憑藉在企業規模、經營能力以及解決方案能力等方面優勢,“強者愈強”。
從入選整合商來看,它們都專注於特定的細分行業,或者某些特定製造工藝。例如,從行業來看,先導智慧、利元亨、杭可科技、贏合科技、福能東方、吉陽智慧、聯贏鐳射等主要服務於鋰電行業,奧特維、邁為科技、精功科技、營口金辰、捷佳偉創等主要服務於光伏行業;長園科技、博眾精工、博傑電子、智立方等主要服務於3C行業;從工藝來看,瑞松科技、海目星、大族鐳射、聯贏鐳射、擅長於焊接工藝;均普智慧、大連豪森、賽騰電子、瀚川智慧等擅長於裝配工藝;永創智慧、中亞機械、新美星、達意隆、人天包裝等擅長於包裝工藝。
因此,智慧工廠非標定製自動化整合商應根據自身定位,如所擅長的行業與工藝,重點發展區域與重點客戶群等,選定2-3個細分行業及領域做深做透,建立和培育更強的綜合能力,包括技術能力、專案管理與執行能力、供應商資源整合與管理能力等;同時,善於尋找合作伙伴,提供真正滿足客戶智慧工廠建設的非標定製自動化解決方案。
對智慧工廠非標定製自動化整合商而言,“非標定製”之痛如影隨形。智慧工廠非標定製自動化整合專案的“非標定製”特性,決定了響應客戶需求需要耗費相當多的人力,週期長、服務成本高,導致專案太多卻不敢接,怕服務不過來;案例也不能完全複製,難以做大規模。破局之道就在於,開展共性關鍵技術研發,將各細分領域內具有特殊工藝要求的定製化產品做成模組化、標準化、智慧化的通用產品,或基於對行業內生產工藝的深刻理解,提煉出可複製性的行業解決方案。
這是因為,雖然從最終交付的專案來看,整體的產品、元件是非標定製的,但如果把產品分解成區域性模組,模組再分解成更小層級的零件、配件或工序,很多部分就可以做成標準化產品,從而實現降本增效。比如,入榜整合商中,拓斯達在實施非標定製專案過程中,將非標定製需求經過歸納整理,提取最大公約數,形成大量的標準化模組,從而將非標轉化成標準;瑞松科技基於不同行業及不同工藝的標準化模組化設計技術,根據裝置系統的結構和工藝要求,自主開發了模組化設計功能模組,統一了設計標準,在方案設計和系統應用中實現即拿即用;中車瑞伯德聚焦軌道交通領域研發出車體打磨、高鐵塗膠等可複製性的行業解決方案,均是典型案例。
隨著硬體價格越來越透明,競爭越來越激烈,智慧工廠非標定製自動化整合商的利潤主要取決於專案執行的效率。從方案准備到專案實施到專案驗收再到後期運維的專案綜合管理能力,越來越成為整合商盈利的關鍵。而應用機器人離線模擬、數字化產線模擬、數字孿生、虛擬除錯等前沿技術,可以實現產線從規劃設計到驗證最佳化的閉環,即在工廠中建立實際線體時,產線佈局、機械設計部分和電氣設計部分已經經過充分驗證,可以大大縮短現場專案週期,提高線體質量。
比如,入榜整合商中,利元亨就在數字化產線模擬、數字孿生、虛擬除錯等前沿技術的應用上非常深入。一方面,基於利元亨數字孿生與虛擬除錯系統,透過多維度軟體技術內容的驗證,可縮短開發週期和提⾼裝置落地的可靠性;另一方面,藉助利元亨數字孿⽣平臺,透過遠端⼤螢幕或移動端與裝置實體運作同步的虛擬動畫,數字孿生和聯合模擬技術讓企業管理者能夠隨時隨地瞭解裝置的實時運⾏情況和⽣產資料,實現遠端視覺化管理、預警和預警聯動。此外,利元亨也將數字孿生與虛擬除錯技術應用於遠端運維。當客戶的產線出現故障時,利元亨的工程師可透過客戶的開放介面,遠端檢視產線資料,透過產線的數字孿⽣模型進行虛擬除錯,幫助找到故障原因並給出解決方案,然後客戶的工程師可在生產現場對實際產線進行物理除錯。如此⼀來,絕⼤多數故障問題都可以遠端解決。
圖11 利元亨數字孿生演示平臺
智慧工廠非標定製自動化整合商由於貼近製造企業的生產線和生產現場,可滿足製造企業現場應用與現場管理的要求,且能透過現場資料的採集聯通與實時傳輸,為製造企業提供智慧化生產解決方案,在搭建工業物聯網雲平臺,進行大資料探勘分析、預警監測以及預測性維護等方面具有天然優勢。因此,智慧工廠非標定製自動化整合商也可擴充數字化服務,透過充分挖掘和利用工業資料,為客戶提供裝置及工廠的全生命週期管理支援,從而建立競爭優勢,提升市場競爭力。
比如,入榜整合商中,瀚川智慧成立了瀚碼技術,專注於為工業企業提供數字化升級轉型產品及解決方案,並自主研發了OPENLINK工業物聯網與大資料平臺、HARMONCODE工業低程式碼開發平臺,可滿足企業對產線、車間、工廠生產及運營資料的實時分析與監控等需求;拓斯達成立了駝馱科技,定位於智慧製造裝置領域的產業網際網路平臺,致力於為裝置生產商和裝置使用方提供基於生產裝置的售後綜合服務。