共性技术服务是指同一产业之中具有“高知识、高技术、高互动、高创新、高价值”特征,具有通用性、基础性、促进性的服务要素,共性技术服务覆盖从高校院所或企业的研发IP到产品IP、到可市场化的产品、到形成产业全过程中的技术性服务要素。
对国家而言,共性技术服务是促进科技成果转化与产业结构转变的重要支撑力量,是链接打通产业链、供应链、价值链、创新链关键环节的重要手段。美国29%的工业R&D由包括共性技术服务在内的知识密集型商业服务完成(Science & Engineering, 2018)。对政府产业促进而言,共性技术服务是打造产业创新生态的催化剂,是实现产业升级与创新的赋能器,是联动产业上下游发展的粘合剂,是高效、精准地产业组织的主要抓手,是衡量产业结构与经济发展转变的主要标志。对产业自身良性发展而言,共性技术服务是提升产业创新应用效率的必备要素。
本篇将聚焦智能制造与装备领域,深入剖析智能制造与装备领域共性技术服务全景图谱,总结当前智能制造与装备共性技术服务发展痛点。
按照创新流程的维度,智能制造服务图谱主要分为研发设计、生产制造、物流仓储、售后服务四大环节。
服务对象为智能制造与装备研发、制造等相关企业、高校院所等研发机构;有转型升级需求的传统制造类企业。
图:智能制造与装备产业专业科技服务图谱
资料来源:中关村产业研究院整理
研发设计服务环节,包括工业设计及仿真软件CAX、工业设计环节。研发设计类软件包括计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE、计算机辅助工艺计划CAPP、计算机辅助制造CAM、流程工艺仿真、电子设计自动化EDA、产品数据管理(PDM)等。工业设计服务基于工业企业资源、行业竞争、设计趋势及用户审美的分析研究,进行产品定位和设计美学研究定义。
生产制造服务环节,包括生产制造类工业软件、经营管理类工业软件、3D打印服务、中试服务、AI工业质检、自动化控制系统、人机协作工业XR眼镜、工业机器人等环节。生产制造类软件包括制造执行系统MES、高级计划排程系统APS、工厂物料配送管控系统TMS、能源管理系统EMS、故障预测与健康管理软件PHM、运维综合保障管理MRO。经营管理类软件包括企业资源计划系统ERP、供应链管理系统SCM、客户关系管理系统CRM、人力资源管理HRM、质量管理系统QMS。3D打印服务指为客户提供3D设计及打印服务。中试服务指为客户提供样机试制、模具加工、小批量产品制造等服务。AI工业质检服务指为客户提供基于AI的工业产品质量检测产品及服务。
物流仓储服务环节,主要为智慧物流系统,指为客户实现从货主到司机到用户的全链条全渠道真实管控系统,实现车辆管理、智能调度、运力统筹、智能结算等功能的可视化,帮助客户实现运输管理数字化升级。代表性企业包括美国德马泰克、德国胜斐迩、安川电机、爱普生、今天国际、德盛利、沃迪智能等。
售后服务环节,主要为预测性维护服务,指通过机器学习、运营数据分析和预测性资产运行状况监测,优化维护并降低工厂或业务运营的可靠性风险。代表性企业包括VIRTUSLITICS,ABB,IBM,因联科技,昇阳科技等。
另外,工业互联网平台既包括涵盖智能制造设计服务、制造服务、物流仓储服务、售后服务的综合性服务平台,如西门子、航天云网、海尔卡奥斯等,也包括兰光创新、石化盈科等智能制造系统解决方案,以及专注工业互联网网联安全服务的天融信、瑞和云图等企业。
目前我国智能制造整体渗透率较低,对智能制造服务潜在需求尚未完全释放
目前我国3C电子、汽车行业的智能制造渗透率分别为26%及20%,领先其他行业。整体来看我国智能制造渗透率仍处于较低水平,未来提升空间较大。
图:近十年智能制造试点示范项目效益情况
数据来源:工业和信息化部
近年来,我国智能制造领域的投资数量及金额呈上升态势,近两年增速加快。2021年,根据IT桔子的数据显示,我国在智能装备领域共发生108起投资事件,投资额64亿元。2022年截至10月10日,在智能装备领域共发生77起投资事件,投资额达到101亿元。
研发设计类软件CAX与国外技术差距大,北京加大对工业软件企业支持力度
中国工业经济规模为世界首位,制造业增加值为27万亿元,占全球比重28%。但我国工业软件产业规模占全球比例仅为6%,对标海外工业软件巨头,国内工业软件企业收入体量依旧较小。
研发设计类软件( CAD/CAM/CAE/EDA)主要用于产品设计研发阶段,位于制造生产最上游,目前我国95%依赖进口,国内厂商与国外差距较大,国产化替代空间广阔。2022年8月13日,美国商务部发布规定:对设计GAAFET(全栅场效应晶体管)结构集成电路所必须的EDA软件实施出口管制。目前,全球的EDA软件主要由Cadence、Synopsys、Mentor等三家美国企业垄断,占据了全球超过70%的市场份额,我国EDA软件的国产替代迫在眉睫。
目前研发设计类软件龙头企业主要有法国达索(32%)、美国PTC(18%)、西门子(18%)、美国Autodesk(20%)、美国Bentley(6%)等。国内研发设计类软件的公司主要有中望龙腾、山大华天和数码大方等,国内产品可运用于工业机理简单、系统功能单一、行业复杂度低的领域,但核心技术依然存在差距,需要持续突破。在CAD方面,国产2D可实现替代,3D仍存在技术差距。在CAE领域,我国与国外厂商差距大,以代理和实施为主。在EDA方面,国内以点工具为主,全流程技术仍需突破。
2021年,北京市经济和信息化局发布《北京工业互联网发展行动计划(2021-2023年)》(以下简称《行动计划》)。《行动计划》明确指出,到2023年,推进北京工业互联网发展实现“一十百千”目标,将北京建设成为引领全国、影响世界的工业软件创新高地、工业互联网平台赋能高地、工业互联网安全服务高地和工业互联网产业发展高地。
工业互联网服务加速落地,工业云安全服务需求迫切
据中国工业互联网研究院测算,2021年我国工业互联网产业增加值规模达到4.13万亿元。2022年一季度,我国工业互联网产业规模过万亿元大关。我国具有一定影响力的工业互联网平台超150家,连接工业设备超过7800万台(套)
截至2022年6月,我国有9.4万余家工业互联网相关企业,2022年1-6月新增注册企业3.3万余家。
工业互联网连接大量工业控制系统和设备,与工业生产和企业经营密切相关。其高复杂性、开放性和异构性加剧其面临的安全风险,一旦平台遭入侵或攻击,将可能对国民经济造成重创,工业互联网平台安全服务重要性凸显。