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中国智能制造产业链深度分析

导读: 中国经济注入新动力无外乎两种途径:一是将经济增长由投资导向型逐渐转向消费导向型,目前“消费互联网”已有所发力;二是提升制造业的水平,让制造业重新成为驱动中国经济的核心力量。

传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备。传感器作为一种信息检测装置,能将监测到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,与RFID(射频识别技术)、机器视觉等物联设备一起运用于产品制造以及全生命周期,从而实现对产品制造与服务过程及全生命周期中制造资源与信息资源的动态感知、智能处理与优化控制、工艺和产品的创新等。

我国传感器有赖进口,技术差距仍明显。目前全球约有40个国家从事传感器研制、生产和应用开发,其中美、日、德等国的市场总占有率近60%,如德国海德汉、英国雷尼绍。相比下,我国传感器企业95%以上属小型企业,传感器技术水平偏低、研发实力较弱、规模偏小、产业集中度低。

根据《装备制造》数据,2015年全球市场约1770亿美元,预计在未来五年内,全球所有的传感器领域的复合年增长率都将超过15%,2015年我国传感器销售额突破1300亿元,但95%以上均为进口配套形成。

目前在全球范围内有2万多种传感器,我国能完全国产的种类大约只有6000多种,且种类远远不能满足国内生产生活的需要,传感器在重大技术装备中所占价值量不足5%,技术攻关及产业化难度大,较重大技术装备主机与国外先进水平差距更大。传感技术及产品已成为制约智能制造工业物联网等产业发展的瓶颈。

  5. 智能生产

3D打印技术日渐成熟。3D打印技术,也称“增材制造”或“增量制造”,是基于三维CAD模型数据,通过增加材料逐层制造,将直接制造与相应数学模型结合的一种制造方法。它涵盖了产品生命周期前端的“快速原型”和全生产周期的“快速制造”相关的所有打印工艺、技术、设备类别和应用。

增材制造技术第一次出现于1980年,第一次应用是在汽车的原型设计方面。通过研究者和企业近30年来的努力,3D打印技术已经渐趋成熟,衍生出7种重要的子技术(材料挤出型、粉末床熔化、光聚合成型、粘合剂喷射成型、材料注射成型、熔融沉积成型、层压成型)。

全球的3D打印产业链已初步形成。全球的3D打印产业链包括3D打印生产制造商(生产3D打印机和开发增材制造子技术)、原材供应商(高分子材料和金属材料)、3D打印软件、3D扫描(产品实物扫描录入电脑生成打印模型)、产品服务商等。其中设备制造是3D市场最重要的组成部分,占据市场最大份额。

其中主要生产制造商有斯川塔斯(Stratasys)、3Dsystems、EOS、ConceptLaser、SLMSolutions、ExOne和Ultimaker,这些制造商除了生产3D打印配套设备外,还提供相关软件、材料、技术、咨询和其他服务等;

原材料供应商提供3D打印所需原材料,其中涵盖材料制备、材料热处理和后续烧结工艺等各个方面,目前高分子类原材料主要应用于桌面级的3D打印机,而金属类原材料主要应用于工业级的3D打印,桌面级3D打印机门槛低、设计简单,一般是企业进军3D打印领域切入口,随着工业生产技术的扩展,工业级3D打印有望逐步崛起。

3D打印市场规模保持高速增长。Gartner发布的数据显示,2016年全球3D打印市场规模为70亿美元,至2020年将达到212亿,未来五年复合增速为32%。尽管增长显著,但事实上3D仅占到全球制造业市场的0.04%,市场潜力还未完全开发。

目前全球市场主要分布于欧美国家(市场占比超60%),竞争格局也相对集中,其中Stratasys、3DSystems和EOS三家3D设备制造商市场份额占到整个3D打印市场的70%,3D打印服务商也是Materialise和ProtoLabs两家独大,市场份额占10%。

消费电子和汽车行业应用较多,原型设计及产品开始是主要应用领域。在行业应用方面,消费电子和汽车行业各自贡献了3D打印总收入的20%,这些行业将3D打印技术主要应用于产品的原型设计。除此之外,手机制造商也逐渐使用3D技术制造产品零部件。

医疗器械行业作为第3大3D打印市场,需求量正在迅速增长,使用3D打印技术大批量定制产品,如人体助听器等。目前,3D打印在制造业适用方面主要有:原型设计(25%)、产品开发(16%)、想法验证(11%)。

但国内3D打印行业在商业化过程中发展仍相对较慢,而且完整的产业链尚未形成。我国3D打印的研究起步于20世纪90年代,发端于高校,走产学研协同之路,高校中建立的技术研发中心和实验室主要负责材料成型技术方面的研发,2016年10月成立了中国增材制造产业联盟,国家增材制造创新中心建设方案也通过了专家论证。

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