1、世界智能制造裝備行業(yè)發(fā)展現狀
世界制造業(yè)先后經歷了手工制造、流水線、自動化、柔性自動化和集成自動化等過程,裝備的形態(tài)和復雜性也相應發(fā)生了改變,經歷機械化、電氣化、數字化三個歷史發(fā)展階段,智能化已成為發(fā)展趨勢。在生產制造由勞動密集型向技術密集型轉型的道路上,大力發(fā)展智能制造裝備變得不可或缺。制造裝備的發(fā)展歷程如下:
制造裝備發(fā)展歷程
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經歷了互聯網泡沫和經濟危機后,發(fā)達國家為實現制造業(yè)回流,紛紛提出通過發(fā)展智能制造來重振制造業(yè),智能制造裝備的發(fā)展成為世界各國競爭的焦點。工業(yè)發(fā)達的國家和地區(qū)紛紛做出戰(zhàn)略部署,如美國的“先進制造業(yè)伙伴計劃”、歐盟的“全球最大的民用機器人研發(fā)計劃‘SPARC’”、德國的“工業(yè) 4.0”、日本的“機器人戰(zhàn)略”等。
世界部分國家智能裝備戰(zhàn)略部署
國家/地區(qū) | 日期 | 戰(zhàn)略部署 | 主要內容 |
美國 | 2011.6 | 先進制造業(yè)伙伴計劃 | 其中國家機器人計劃(NRI)目標是開發(fā)下一代機器人,提高機器人系統的性能和可用性; 2012.9 和 2013.10,美國國家科學基金會(NSF)、國立衛(wèi)生研究院(NIH)、農業(yè)部(USDA)和航空航天局(NASA)共同宣布, NRI 第—輪、第二輪資助計劃總額分別達 4000 萬美元、3800 萬美元。 |
2013.3 | 機器人技術路線圖:從互聯網到機器人 | 由美國機器人協會聯合 MIT、 CMU、加州伯克利、賓夕法利亞等大學共同發(fā)布,對制造業(yè)、醫(yī)療業(yè)、服務業(yè)、空間探索、國防五大領域的機器人發(fā)展做了詳細規(guī)劃。 | |
歐盟 | 2014.6 | 全球最大的民用機器人研發(fā)計劃“SPARC” | 到 2020 年歐委會將投資 7 億歐元,euRobotics 將投資 21 億歐元推動機器人研發(fā),有 180 多家公司、 1.2 萬研發(fā)人員參與。歐委會預計,該計劃將使歐洲機器人行業(yè)年產值增長至 600 億歐元,占全球市場份額提高至 42%。 |
德國 | 2013.4 | 保障德國制造業(yè)的未來:關于實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的建議(2013) | 建設一個網絡(Cyber-Physical System,信息物理系統)、研究兩大主題(智能工廠、智能生產)、實現三大集成(橫向集成、縱向集成與端對端集成)、推進三大轉變(實現生產由集中向分散的轉變;實現產品由大規(guī)模趨同性生產向規(guī)?;ㄖ粕a轉變;實現由客戶導向向客戶全程參與的轉變)。 |
日本 | 2014.6 | 制造業(yè)白皮書(2013年版) | 將機器人、下一代清潔能源汽車、再生醫(yī)療以及 3D 打印技術作為今后制造業(yè)發(fā)展的重點領域;提出科技研發(fā)的兩大主要方向:一是發(fā)揮日本在既有領域內的優(yōu)勢,包括信息通信、納米技術、制造業(yè)等;二是針對國家安全保障。 |
2014.7 | 機器人白皮書 | 充分運用機器人技術來解決人口減少問題等社會課題,其中預測,醫(yī)療、護理等服務行業(yè)機器人將進一步普及, 2020年市場規(guī)模預計為現在的 3 倍以上,達到約 2.8 萬億日元。 | |
2015.1 | 機器人新戰(zhàn)略 | 提出 3 大核心目標,即:“世界機器人創(chuàng)新基地”、“世界第一的機器人應用國家”、“邁向世界領先的機器人新時代”。為實現上述 3 大核心目標,該戰(zhàn)略制定了 5 年計劃,旨在確保日本機器人領域的世界領先地位。 | |
2015.6 | 制造業(yè)白皮書(2014年版) | 日本制造業(yè)在積極發(fā)揮 IT 作用方面落后于歐美,建議轉型為利用大數據的“下一代”制造業(yè)。日本制造業(yè)依然有著勃勃雄心,一方面,不斷通過海外并購打通相關領域,整合優(yōu)勢資源,從而有更進一步提升的空間;另一方面,日本制造業(yè)希望通過大量開放專利技術使技術得到普及,從而成為“領跑者”。 |
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如今,高端智能裝備是美、日、德等發(fā)達國家著力發(fā)展的核心產業(yè),發(fā)達國家掌握高端產品、關鍵核心技術,與發(fā)展中國家形成較大差距,同時在智能裝備領域,尤其是作為當今智能制造產業(yè)重要支撐的工業(yè)機器人和 3D 打印等方面紛紛加快技術研究和開發(fā)的步伐。以工業(yè)機器人和 3D 打印為代表的數字化、智能化制造技術將成為引領未來制造業(yè)從傳統邁向智能化時代的重要技術之一, 也成為發(fā)達國家實現制造業(yè)回流、提升產業(yè)競爭力的重要載體。
“工業(yè) 4.0”被看作是以智能制造為主導的“第四次工業(yè)革命”,通過信息技術與工業(yè)技術的融合, 信息物理系統可實現產品全生命周期中各制造單元間相互獨立地自動交換信息、觸發(fā)動作和實現控制,將制造業(yè)向智能化轉型。以大數據、云計算、物聯網、人工智能、 3D 打印等新一代信息技術廣泛應用為特征的第四次工業(yè)革命推動了傳統生產方式和商業(yè)模式變革。從“第四次工業(yè)革命——轉型的力量”,到“在第四次工業(yè)革命中實現包容性增長”,再到“在第四次工業(yè)革命中打造創(chuàng)新型社會”,夏季達沃斯論壇也連續(xù) 3 年將年會主題鎖定第四次工業(yè)革命。
隨著現代服務業(yè)與制造業(yè)的相互融合日趨緊密, 歐美等發(fā)達國家將通過轉移傳統制造業(yè),大力發(fā)展高端現代制造服務業(yè),大規(guī)模投向研發(fā)、維修服務、銷售網絡等環(huán)節(jié),在全球產業(yè)鏈分工繼續(xù)處于領先位置。同時始終致力于以技術創(chuàng)新引領產業(yè)升級,智能化、綠色化成為智能裝備制造發(fā)展的必然趨勢,智能制造裝備的發(fā)展將持續(xù)成為世界各國競爭的焦點。
2、我國智能制造裝備行業(yè)發(fā)展現狀
裝備制造行業(yè)為國民經濟和國防建設提供生產技術裝備, 是制造業(yè)的核心組成部分,也是國家工業(yè)發(fā)展的基石所在。一個國家裝備制造業(yè)的強大與否,關乎到該國綜合實力,以及其制造業(yè)的國際競爭力。在裝備制造業(yè)中,智能裝備制造業(yè)是核心所在,也是行業(yè)發(fā)展的前沿,已經成為各工業(yè)國家大力發(fā)展的產業(yè)。 2010 年 10 月,國務院首次將高端裝備制造業(yè)列為國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一, 作為高端裝備制造業(yè)的重點發(fā)展方向和信息化與工業(yè)化深度融合的重要體現,發(fā)展智能制造裝備產業(yè)對于加快制造業(yè)轉型升級,促進工業(yè)智能化,提升生產效率、技術水平和產品質量,降低能源資源消耗,加快我國由工業(yè)大國向工業(yè)強國轉變的進程具有十分重要的意義。
我國智能制造裝備產業(yè)主要包括數控機床與基礎制造裝備、智能控制系統、智能專用裝備、自動化成套生產線、精密和智能儀器儀表和試驗設備、關鍵基礎零部件、元器件及通用部件等領域。其中關鍵基礎零部件是智能制造的基礎;智能儀表和控制系統是信息技術和智能技術的重要載體, 兩者的質量與水平直接決定了主機產品的性能、水平、質量和可靠性;數控機床是智能制造的工作母機;智能專用設備是智能制造的關鍵主機。
根據《“十二五”智能制造裝備產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,到 2015 年,智能制造裝備產業(yè)銷售收入預計將超過 1 萬億元,年均增長率超過 25%,工業(yè)增加值率達到35%,智能制造裝備滿足國民經濟重點領域需求。到 2020 年,智能制造裝備業(yè)將成為具有國際競爭力的先導產業(yè),建立完善的智能裝備產業(yè)體系,產業(yè)銷售收入超過 3 萬億元,實現裝備的智能化及制造過程的自動化,使產業(yè)生產效率、產品技術水平和質量得到顯著提高,能源、資源消耗和污染物的排放明顯降低。另一方面,近年來,隨著國內人工成本的不斷提高,也加快了工業(yè)企業(yè)自動化、智能化的升級改造步伐,未來市場需求仍將保持持續(xù)增長??梢灶A見,在未來一定時間內,中國智能制造裝備行業(yè)仍將保持快速增長趨勢。
3、下游應用領域發(fā)展前景分析
(1)消費電子
消費電子是消費者購買用于滿足其生活與工作中對溝通、資訊、事務處理和娛樂等方面的需求的電子產品,主要包括手機、電腦、影音設備、家用電器及其他數碼類產品等。消費電子行業(yè)覆蓋范圍較廣,產品具有技術升級快、更新換代周期短的特點。
1)全球消費電子領域發(fā)展概況
2017 年,全球科技消費產品市場規(guī)模將達 7,540 億美元,其中,智能手機市場規(guī)模達 4,320 億美元,占比近 58%,亞洲將是增速最快的市場,智能手機消費將繼續(xù)主導消費類電子產品的消費。2013 年,全球智能手機的出貨量首次超過功能性手機的出貨量。隨著 3G、4G 網絡環(huán)境的日趨成熟以及第三方應用的快速增長,智能手機市場高速增長。智能手機的形式多樣化、功能增強化使得越來越多的智能手機被消費者廣泛使用。
2)我國消費電子領域發(fā)展概況
隨著我國居民生活水平和消費水平的提升、移動通信技術的更新換代,人們對智能手機、平板電腦、可穿戴設備等移動終端需求不斷擴大,國內消費電子市場將不斷發(fā)展。我國電子信息制造業(yè)規(guī)模持續(xù)增長, 2013年-2017 年,年復合增長率超過 10%。
2013-2017 年我國電子信息制造業(yè)增長情況
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隨著我國手機制造水平不斷提高,手機出貨量快速增長, 2017 年,我國手機產量達到 19 億臺,其中智能手機仍保持增長,技術更迭將進一步推動智能手機的市場發(fā)展。
2006-2017 年我國手機產量
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3)我國消費電子領域固定資產投資情況
隨著消費市場需求旺盛以及我國工業(yè)轉型升級步伐的不斷加快, 電子信息制造業(yè)固定資產投資也不斷加快。2013 年-2017 年,我國電子信息制造業(yè) 500 萬元以上項目完成固定資產投資額年復合增長率達 16.56%,其中, 2017 年固定資產投資額近 2 萬億元。行業(yè)固定資產投資的持續(xù)增長為消費電子制造業(yè)自動化設備提供了廣闊的市場空間。
2013-2017 年電子信息制造業(yè) 500 萬元以上項目完成固定資產投資額
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中國是消費類電子產品制造大國, 聚集著大量的消費類電子產品的加工和組裝工廠。消費類電子制造業(yè)產業(yè)龐大、人員數量多、重復工作多、產品更新快,自動化的應用可以大大節(jié)省人力、縮短生產周期。近年來,消費電子生產企業(yè)自動化升級需求明顯,制造設備自動化升級趨勢不可避免,消費電子終端生產商都在加大自動化升級改造的投資力度。
(2)交通運輸
1)汽車
①全球汽車行業(yè)概況
2017 年,全球汽車產銷量繼續(xù)呈現增長態(tài)勢。全年全球累計生產各類汽車約 9,730 萬輛,同比增長約 2.44個百分點;同年,全球累計銷售汽車約 9,680 萬輛,同比增長約 3.09 個百分點。
2012-2017年全球汽車產銷量(萬輛)
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②我國汽車行業(yè)概況
經過幾十年的發(fā)展,汽車工業(yè)已經成為我國經濟的重要支柱產業(yè)。同時我國汽車在全球汽車銷量穩(wěn)居前列,在全球汽車市場進入低迷的情況下,我國汽車仍保持一定的增長率。自 2013 年以來,我國汽車市場銷量連續(xù) 5 年超過 2,000 萬輛, 2018年1-6月,汽車產銷1405.77萬輛和1406.65萬輛,同比增長4.15%和5.57%。我國汽車保有量與發(fā)達國家尚存差距,未來市場仍存在較大增長空間,二、三線城市汽車普及將成為未來汽車市場的主要增長動力。
2010-2018年汽車產量統計圖
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2010-2018年中國汽車銷量統計圖
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在全球節(jié)能和環(huán)保的壓力下,推廣新能源汽車成為全球各國的共識,新能源造車已經形成風潮。我國是全球新能源汽車的戰(zhàn)略高地,已經建立了較為完善的新能源汽車產業(yè)鏈。新能源汽車作為成為國內市場增長的爆發(fā)點,獲得中央和地方政策的大力支持,各項相關基礎設施建設不斷完善,產銷增速持續(xù)攀升。2017 年我國新能源汽車生產 79.4 萬輛,銷售 77.7 萬輛,比上年同期分別增長 53.8%和 53.3%。根據《電動汽車充電基礎設施發(fā)展指南(2015-2020)》規(guī)劃,到 2020 年,國內新能源汽車的保有量將達到500 萬輛,新能源汽車產銷 200 萬輛??梢灶A見,未來我國新能源汽車將保持快速增長態(tài)勢。
隨著居民生活水平的提升,消費需求越來越傾向于個性化需求,對汽車舒適性、安全性、節(jié)能性的要求不斷提高,對娛樂、辦公、通信等功能的需求上漲。
消費者購車除了考慮價格因素外,車輛的配置也越來越被重視,汽車將發(fā)展成為一個移動信息交互娛樂綜合體, 汽車安全性能也會隨著科技配置的不斷豐富和升級而大大提升。依托新技術,眾多智能化的配置將不斷普及并逐漸成為汽車產品的常用配置,人性化智能配置在汽車上的應用日益廣泛。汽車智能化程度不斷提高,使得汽車內部結構不斷精密、優(yōu)化,汽車的內部系統越來越復雜,電子化程度不斷提高。
隨著汽車行業(yè)競爭的加劇,汽車廠商車型升級換代步伐不斷加快,周期越來越短。由于生產裝備通常無法做到用同一條生產線生產不同車型的產品,推出新車型或換代意味著投資建設新的生產線或在原有生產線基礎上進行升級改造。 汽車技術本身的發(fā)展也會帶來新的生產線需求,包括新的環(huán)保車型、新型動力車型的推出等。
汽車及其零部件是智能制造裝備市場重要的應用領域, 我國汽車行業(yè)對智能制造裝備市場需求規(guī)模增長的推動力主要表現在兩方面: 一是汽車整車市場的發(fā)展,汽車產量和增長速度將推動智能制造裝備市場需求,尤其是未來新能源汽車的發(fā)展將為我國智能制造裝備市場帶來巨大的增長空間; 二是汽車內在結構不斷優(yōu)化,隨著汽車的大量應用,人們對汽車的安全性和舒適性要求越來越高,促使汽車性能及配置將得以優(yōu)化,這將推動汽車零部件市場需求增長,從而推動智能制造裝備市場增長。
③我國汽車行業(yè)固定資產投資投資情況
2013 年-2017 年,我國汽車制造業(yè)固定資產投資總額年復合增長率約 9.02%,投資規(guī)模保持穩(wěn)步增長,其中 2017 年固定資產投資總額為 1.31 萬億元。汽車行業(yè)投資規(guī)模的持續(xù)、穩(wěn)定增長,將為該行業(yè)自動化設備需求提供廣闊的市場空間。
2013-2017 年我國汽車制造業(yè)固定資產投資情況
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2)軌道交通
軌道交通是指運營車輛需要在特定軌道上行駛的一類交通工具或運輸系統。根據服務范圍差異,軌道交通一般分為城際市域軌道交通和城市軌道交通,具體包括高速鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車等。從全球范圍來看,現代社會經濟的發(fā)展不再是單一經濟體的發(fā)展,而是追求資源整合、合作共贏,共同謀求區(qū)域經濟乃至全球經濟的協調發(fā)展,高速鐵路網的全面規(guī)劃和布局無疑將帶動高鐵經濟及沿線區(qū)域經濟的快速發(fā)展, 高鐵擴建及升級已經成為眾多國家大力發(fā)展區(qū)域經濟的必然選擇。以我國為例,近年來高速鐵路發(fā)展迅速,高鐵網絡布局不斷完善,截至 2017 年,全國高鐵營業(yè)里程達 2.5萬公里,同比增速達 13.64%。
2012-2017 年全國高鐵營業(yè)里程
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隨著城市化進程的加快、 城市人口數量的激增以及城市原有公路交通不斷擁堵等問題的加重,使得城市高度重視城市軌道交通的投資。通過規(guī)劃大力發(fā)展城市軌道交通,可有效緩解現有交通壓力、改善出行環(huán)境。近年來,我國地鐵運營總長度快速增長,截至 2017 年,我國地鐵運營總長度 3,976.9 公里,同比增長21.63%。
2012-2017 年全國地鐵運營總長度(單位:公里)
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2016 年,國家發(fā)展和改革委員會、交通運輸部下發(fā)《交通基礎設施重大工程建設三年行動計劃》明確指出, 2016-2018 年擬重點推進鐵路、城市軌道交通等項目 303 項,涉及總投資約 4.7 萬億元,其中,新建改擴建鐵路線路約 2 萬公里,投資約 2 萬億元,新建城市軌道交通 2,000 公里以上,投資約 1.6 萬億元。軌道交通路網的快速擴張必將帶動軌道交通裝備市場的快速發(fā)展。 我國軌道交通裝備制造歷經幾十年的發(fā)展,已經形成電力機車、內燃機車、動車組、鐵道客車、鐵道貨車、城軌車輛、機車車輛關鍵部件、信號設備、牽引供電設備、軌道工程機械設備等十余個專業(yè)制造系統。作為我國高端裝備制造領域的代表,軌道交通裝備行業(yè)將在驅動創(chuàng)新、智能化轉型、綠色發(fā)展等方面加速發(fā)展,這將推動相關零部件等組件市場需求增長,從而推動智能制造裝備市場增長。
(3)人工智能
隨著人工智能技術的不斷進步及普及,智能裝備的應用領域日趨豐富,如智能安防、智能物流、智能家居等。
1)智能安防
基于人工智能技術的智能安防呈現全球高速發(fā)展的良好態(tài)勢。傳統安防產業(yè)主要解決光學器件分辨率、視頻數據存儲的技術問題,發(fā)展存在諸多局限性。與傳統安防不同,基于人工智能的智能安防依托對海量視頻數據的學習,可完成行為模式的推斷和預測,已經從被動防御向主動判斷、及時預警的智能化方向發(fā)展,目前已經應用于人臉識別、車輛識別等系統中,進行目標屬性提取,實現對目標的智能檢測、跟蹤及排查。
近年來,智能安防產業(yè)保持高速增長,已成為人工智能落地應用最好的行業(yè)之一。預計到 2020年,智能安防的全球產業(yè)規(guī)模將達到 106 億美元。我國安防企業(yè)總收入達到 8,000 億元左右,年增長率達到 10%以上。與之相應的國內智能安防從 2016 年開始步入快速發(fā)展期,隨著以公安、交通、金融等為代表的社會治理領域進一步驅動智能安防快速應用, 未來市場發(fā)展空間巨大, 將為智能裝備行業(yè)帶來發(fā)展契機。
2)智能物流
智能物流是物品從供應方向需求方智能移動的過程,包括智能包裝、智能裝卸以及信息的智能獲取、智能倉儲、智能運輸、智能配送、加工和處理等六項基本活動,是為使供方所得的利潤最大、需方享受的服務最佳,同時實現自然和社會資源消耗最少、生態(tài)環(huán)境保護程度最大,而形成的完備的智能社會物流管理體系。隨著電商行業(yè)的不斷發(fā)展, 需求被不斷激發(fā), 智能物流行業(yè)將迎來快速發(fā)展,有利于智能裝備行業(yè)的進一步發(fā)展。
3)智能家居
智能家居是以住宅為載體, 融合自動控制技術、 計算機技術、 物聯網技術等,將家電控制、環(huán)境監(jiān)控、信息管理、影音娛樂等功能有機結合,通過對家居設備的集中管理,提供更具有便捷性、舒適性、安全性、節(jié)能性的家庭生活環(huán)境。智能家居的發(fā)展,給智能家電等產品提出了更高的要求,有利于智能裝備市場需求的增長。
4、我國智能裝備制造行業(yè)未來發(fā)展趨勢
(1)智能制造生態(tài)系統形成
智能制造的實現是一個逐級推進的復雜工程,涉及設計、生產、物流、銷售、服務等產品全生命周期,并涉及執(zhí)行設備層、控制層、管理層、企業(yè)層、云服務層、網絡層等企業(yè)系統架構,需要實現橫向、縱向和端到端集成。限于資金投入不足、技術研發(fā)周期較長以及工藝壁壘較高等因素,單個系統解決方案商難以同時滿足各個細分行業(yè)的智能制造發(fā)展需要,智能裝備制造、物流倉儲、軟件專業(yè)企業(yè)或服務商間將不斷加強協同創(chuàng)新,以強化智能制造系統解決方案供應能力。智能制造將造就全新的業(yè)態(tài), 由多個提供單一產品或服務的供應商共同構建協作系統,形成融合發(fā)展的生態(tài)圈,智能裝備制造企業(yè)作為生態(tài)圈中關鍵的一環(huán),將融通不同領域之間的邊界,尋找能夠優(yōu)勢互補、相互支撐的合作伙伴,了解整個生態(tài)系統的演進與特征, 使自身的優(yōu)勢得以延續(xù), 方能在激烈的市場競爭中生存。
(2)信息技術與制造業(yè)深度融合,作用日益凸顯
智能制造裝備將通過物聯網、云計算等信息技術與制造技術的深度融合,構建虛擬網絡——實體物理系統,實現軟硬件制造資源和能力的全系統、全生命周期、全方位的感知、互聯、決策、控制、執(zhí)行和服務,對制造企業(yè)的發(fā)展具有重要作用。首先,企業(yè)在此基礎之上對產品、設備、工藝、工業(yè)鏈、運營、財務、銷售、消費者等相關數據進行收集與分析,進而輔助企業(yè)管理決策,以用戶為導向、以需求為核心進行組織形式和經營策略變革。其次,把生產線、工廠、設備、工藝、供應商、產品和客戶緊密地聯系在一起,企業(yè)趨向于在短時間內以開放、合作、共享的創(chuàng)新模式,整合內外部資源,促進用戶深度參與、產業(yè)鏈上下游企業(yè)高度協同,縮短產品研發(fā)周期,增強企業(yè)對市場的快速反應能力。最后,推動新的商業(yè)模式,工廠里空閑的生產線通過工業(yè)互聯網交易,為其他需要的客戶提供生產。
(3)高精度、高品質、批量定制化
隨著消費者對產品品質要求及個性化需求的不斷提升, 工業(yè)產品的功能日益豐富,不斷向高精密度、高品質、個性化定制的方向發(fā)展。產品品質及精度的提升對產品設計、生產工藝水平、裝配的靈活性要求更高,相關產品的生產工序也從單一工序簡單加工, 演變成標準化、 模塊化的柔性生產。 隨著產品精密度提升,生產工藝難度不斷增加,將對高精度、高品質、批量定制化的智能制造設備需求不斷加大。
相關報告:智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國智能制造裝備行業(yè)市場專項調研及投資前景分析報告》



