2025年智能制造装备行业发展现状、趋势及技术特点

思瀚产业研究院 2025-08-29 12:00

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1、智能制造装备行业发展概况

智能制造装备是一种集机械工程、运动系统、电气控制系统、传感器系统、计算机算法等多种技术于一体,具有信息深度感知、智慧优化决策、精准控制执行等功能,能够显著提高生产精度、生产质量和生产效率的设备,已经被广泛应用于消费电子产品制造、新能源产品制造、医疗器械制造、仓储物流等多个领域。

智能制造装备行业具有产业关联度高、技术资金密集的特征,是各行业产业升级、技术进步的重要保障。在全球劳动力成本持续上升、自动化工艺水平不断提高、生产效率和产品质量要求进一步提升的共同作用下,全球智能制造装备业发展迅速。智能制造装备对加快制业转型升级、推进制造过程智能化具有重要意义。

随着 5G、云计算、边缘计算、人工智能、大数据等新兴技术的突破,下游行业对制造业智能化水平的要求持续提升,进一步促进智能制造装备向自动化、集成化、信息化不断发展。作为制造强国建设的主攻方向,智能制造发展水平关乎我国未来制造业的全球地位。

发展智能制造,对于加快发展现代产业体系,巩固壮大实体经济根基,构建新发展格局,建设数字中国具有重要意义。从整个智能制造装备的产业链来看,产业链上游为机械类、电气类和传感器类等零部件提供商;中游为智能制造装备行业。

(1)全球智能制造装备行业发展现状

智能制造装备是制造业的基石,是制造业转型升级的关键。近年来,制造业强国不断推出新举措,通过政府、行业组织、企业等协同推进智能制造发展,以提升工业制造实力,培育行业竞争优势。如德国提出了“工业 4.0”概念,通过物联网、大数据、人工智能和自动化技术的深度融合,实现制造业的智能化、柔性化和高效化;美国启动“国家先进制造业战略”,日本“新机器人战略”和欧盟“工业 5.0”等,均以智能制造为主要抓手,力争抢占全球制造业新一轮竞争制高点。

在产业政策支持和宏观经济发展的背景下,同时随着物联网、边缘计算、机器视觉、云计算、大数据、人工智能等新技术业已从科学概念、基础科学等领域逐渐开始商业化实施,传统制造业加速了向智能化转型升级的步伐,制造业向智能化、柔性化、无人化发展趋势日益明显,全球智能制造市场规模将呈现加速增长态势。

(2)我国智能制造装备行业发展现状

近三十年来,我国成功实现工业化的高速发展,制造业总规模已处于全球第一。但与全球发达国家相比,我国制造业仍然面临大而不强的问题。我国制造业具有劳动密集、资源消耗大、信息化智能化水平不高等特征。同时我国人口红利逐步消退,劳动力成本持续上涨,制造业智能化转型迫在眉睫。

2010 年 10 月,国务院首次将高端装备制造业列为国家战略性新兴产业之一,作为高端装备制造业的重点发展方向和信息化与工业化深度融合的重要体现,发展智能制造装备产业对于加快制造业转型升级,促进工业智能化,提升生产效率、技术水平和产品质量,降低能源资源消耗,加快我国由工业大国向工业强国转变的进程具有十分重要的意义。

随着“中国制造 2025”战略的提出,我国智能制造装备行业在“十三五”期间迎来全面发展的机遇。2021 年 12 月,工信部等八部门颁布《“十四五”智能制造发展规划》,将大力发展智能制造装备、推动技术创新应用作为主要目标之一,开发面向特定场景的智能成套生产线以及新技术与工艺结合的模块化生产单元,建设基于精益生产、柔性生产的智能车间和工厂。

规划指出,到 2025 年我国规模以上制造业企业大部分实现数字化网络化,重点行业骨干企业初步应用智能化;到 2035 年实现数字化网络化的全面普及智能化的广泛应用,在政策层面明确对智能制造行业的鼓励和支持。

在国家政策大力扶持、人口红利逐步消失推动产业结构优化升级背景下,以及新一代信息技术与制造业深度融合,我国的智能制造装备行业蓬勃发展,目前已初步形成以自动化生产线、智能检测与装配装备、智能控制系统、工业机器人等为代表的产业体系。根据中商产业研究院的预测,2024年我国智能制造装备市场规模将达 3.4 万亿元。

未来,以智能制造为主攻方向推动制造业数智化转型是构建新质生产力、催生新产业新模式新动能的关键抓手。人工智能技术正加速升级迭代,并成为新质生产力发展的重要驱动力,智能制造作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,伴随以人工智能为代表的信息技术的升级,具有广阔的发展前景。

此外,智能制造的发展还强调绿色低碳化,我国在政策层面更是提出“到 2030 年,绿色工厂产值占制造业总产值比重超过 40%”的任务。这也要求智能制造相关产业应加强绿色理念和技术的融入,推动行业向绿色低碳的可持续方向发展。

2、下游应用行业需求状况与发展趋势

下文主要分析智能制造装备主要应用于消费电子、新能源、泛半导体等领域。智能制造装备是这些下游行业企业生产经营的基础设备,考虑到智能制造装备的“定制化”特征,下游行业的产品需求对智能制造装备行业有着直接的影响,下游行业的快速增长将会显著推动本行业市场容量的扩大。

(1)消费电子领域

消费电子主要是面向大众消费市场的电子整机产品,涵盖了智能手机、笔记本电脑、平板电脑以及TWS 耳机、智能手环、智能眼镜等可穿戴电子设备等产品。近年来,人工智能、云计算、物联网、虚拟现实等新兴技术快速发展,带动消费电子产品快速迭代,为消费电子发展注入新的驱动力。

我国是全球领先的消费电子产品前沿市场,消费电子产销规模均居世界第一,近年来,国内消费电子产业持续扩张,多元化创新成果层出不穷,产业链、供应链现代化水平稳步提升,我国已成为消费电子产品全球重要的制造基地。据 Statista 数据显示,2024 年我国消费电子市场规模已从 2018年的 16,587 亿元增长至 19,772 亿元,总体保持上涨态势。

受全球宏观经济环境的影响,2022 年度消费电子市场规模出现下滑,但市场总体需求仍然居于高位。长期来看,消费者对电子产品的需求长期存在,随着生产生活秩序的有序恢复,物联网、人工智能、VR、新型显示等新兴技术与消费电子产品的融合,将会加速产品更新换代,催生新的产品形态,推动消费电子行业市场规模不断扩大,未来消费电子终端市场仍具有较大增长空间。

消费电子产业发展带动了上游材料、设备和技术的发展,推动了配套产业的发展进程。就现阶段而言,国内消费电子上游材料供应和装备供应企业已经在竞争中具备了一定的规模化优势。近年来,在国内良好的政策、完善的产业链、充足的劳动力、雄厚的资本及庞大消费市场的支持和推动下,富士康、立讯精密等大型 EMS 厂商以及鹏鼎控股、东山精密等知名 PCB 供应商迎来了良好的发展机遇,取得快速发展的同时亦带动了智能制造装备供应商的蓬勃发展。

未来,国内本地化配套能力将进一步提升带动智能制造装备行业的发展。消费电子产品具有加工工艺精细、技术要求高、更新速度快、需要持续创新等特点,消费者对电子产品“喜新厌旧”的速度较快,一款消费电子产品的生命周期通常不超过 12 个月,受消费电子快速更新换代影响,生产线的周期一般在 1.5 年左右,以智能手机为代表的智能电子产品每隔一年半至两年即进行一次较大规模的性能和功能更新。产品的快速更新换代直接影响到消费电子产品制造业生产设备的更新速度,提高了该行业固定资产投资的更新频率,对上游的智能制造装备行业产生巨大需求。

根据国家统计局的统计情况,2017 年至 2024 年我国电子信息产业固定资产投资呈现逐年增长的趋势,复合增长速度达 15%。电子信息产业固定资产投资规模的逐年增长为消费电子制造业智能制造装备的应用创造了持续增长的需求。

(2)新能源领域

新能源领域是当前全球科技和产业发展的重要方向,其涵盖了多种清洁能源的开发、利用并带动相关产业的巨大革新。新能源汽车和光伏储能是其中两个非常重要的分支。近年来,

①新能源汽车领域

新能源汽车产业作为我国的战略新兴产业,已上升至国家发展战略的高度,经过多年来对新能源汽车整个产业链的培育,行业获得飞速发展,正在从萌芽期向成长期迈进,各个环节逐步成熟,丰富而多元化的新能源汽车产品不断满足市场需求,使用环境也在逐步优化和改进,新能源汽车越来越受到消费者的认可。

近年来,得益于国家产业政策的大力支持,我国新能源汽车行业取得了快速的发展。据中汽协数据,我国新能源汽车销量延续高增长趋势,从 2015 年的 33.1 万辆增长至 2024 年 1,286.6 万辆,年均复合增长率达到 50.18%,在全球新能源汽车市场份额占比超过 70%。

新能源汽车行业的蓬勃发展带动电机、电控、电池等核心零部件以及汽车电子市场规模的持续扩张,上述核心零部件的研发、制造、测试、回收等关键流程均需实现自动化、智能化,有效带动配套智能制造装备的市场需求。

智能制造装备的应用将能有效提升新能源汽车核心零部件的生产效率和生产质量,亦能体现生产的规模化效应,进一步降低生产成本,提升厂商的竞争力。除电机、电控、电池等核心零部件外,新能源汽车对于续航里程提升、汽车轻量化等要求,进一步提升了新能源汽车对零部件集成化的需求,零部件集成过程中涉及较多的精密组装及检测工序,亦有效拉动了其对智能制造装备的市场需求。

在全球碳中和、绿色发展的大背景下,随着全球主流汽车强国对新能源电动汽车的政策支持、供应链及配套设施的日益完善、消费者对新能源汽车接受度不断提高、新能源汽车技术的不断进步,全球新能源汽车销量近年来保持了较高的增长趋势。根据 EV Tank 数据,2024 年全球新能源汽车销量达 1,823.6 万辆,同比增长 24.4%。未来全球新能源汽车市场整体需求将持续旺盛,市场规模将持续扩大。

②光伏储能领域

为应对全球气候变化和能源短缺,世界各国纷纷提出碳达峰、碳中和的目标规划,发展以光伏为代表的可再生能源和完善配套储能系统建设是实现“双碳”目标的重要环节。在全球绿色低碳转型的背景下,受市场需求拉动、国家政策支持、行业技术水平提升等因素影响,我国光伏储能产业实现了跨越式的发展,已经成为我国战略性新兴产业之一。

2021 年国家发改委、国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出以技术革新为内生动力,将发展新型储能作为提升能源电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力的重要举措。2022 年《“十四五”新型储能发展实施方案》的发布,进一步明确了储能行业的发展要求,提出到 2025 年我国新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,2030 年实现全面市场化发展,技术创新和产业水平稳居全球前列。随着我国政策支持力度的加大、行业技术的提升及配套环境的完善,我国逐步发展成为全球重要的太阳能光伏应用市场之一。

根据国家能源局发布的数据,我国光伏累计装机容量从 2013 年的15.88GW 增长至 2024 年的 886.66GW,已连续 10 年位居全球首位。光伏装机规模的快速增长拉动了光伏储能锂电池规模的迅速提升,对光伏储能锂电池制造的自动化、规模化、智能化提出了新需求,促进了光伏储能智能制造装备行业的发展。此外,随着光伏储能应用规模的持续扩张,光伏储能锂电池智能制造装备在提高生产效率的同时,亦能满足下游客户降低生产成本的需求。光伏储能产业的高速发展为智能制造装备产品下游市场注入新活力。

(3)泛半导体领域

半导体工艺流程复杂,对设备依赖度较高,设备性能直接影响半导体制造的品质、工艺效率及良率,所以半导体专用设备是半导体产业的先导、基础产业,具有技术壁垒高、研发周期长、研发投入高、制造难度大、设备价值高、客户验证壁垒高等特点,是装备制造产业中极难攻克却至关重要的一环。

在半导体产业链中,芯片封装是极为关键的后程环节。近年来,随着摩尔定律逐渐逼近物理极限,传统封装在精度和效率上逐渐遇到瓶颈,先进封装成为了延续摩尔定律、提升芯片性能的关键路径。

根据 Yole Group、华安证券测算,全球先进封装市场规模将由 2022 年的 443 亿美元增长到2028 年的 786 亿美元,年复合增长率为 10%。我国大陆的封装市场在 2025 年将达到 3,551.9 亿元,其中先进封装市场规模在 2025 年将达到 1,136.6 亿元,先进封装设备市场空间将达 172.1 亿元。半导体封装领域的快速发展为智能制造装备产业带来新的需求。

3、行业技术的发展趋势

(1)智能化与自动化深度融合

生产线智能化是智能制造的重要体现。通过集成先进的信息技术、自动化技术和人工智能技术,可实现生产过程的高效、灵活和自动化。通过引入工业机器人、自动化装配线等设备,智能化生产线能够实现 24 小时不间断生产,大幅缩短产品生产周期;通过机器视觉和深度学习技术,能够自动识别产品缺陷,预测产品性能,并在生产过程中进行实时反馈和调整;通过配置工业机器人、AGV等设备,能够实现零件的自动转移、运输和仓储,提高物料流转速度。智能化生产线可集成多种先进技术,实现生产过程的高效、灵活和自动化,显著提升生产效率及产品质量。

(2)数字化转型

数字化转型是智能制造装备行业的重要发展趋势。智能制造装备企业需不断将前沿技术融入智能制造设备的设计、生产中。如利用计算机辅助设计技术构建全三维数字模型,实现全三维结构化工艺设计和管理;将物联网技术融入智能制造设备科实时收集生产线上的数据,并利用大数据分析工具进行深入分析,从而实现精细化管理和智能决策;边缘计算与 AI 的融合将实现设备级实时决策,减少云端依赖。数字孪生技术从单一设备扩展至全产业链,通过虚拟仿真优化资源配置。随着下游客户加快数字化转型步伐,将推动生产过程的数字化和网络化。

(3)柔性化生产

柔性化生产是智能制造装备行业的重要发展方向,能够帮助企业快速响应市场变化,满足多样化需求。柔性化生产系统能够快速重构生产线,适应多品种、小批量的生产需求。面对多种类产品混线生产中的产线切换、工艺调整等业务活动,针对个性化需求响应慢、产线换线时间长等问题,智能制造装备企业需集成智能机器人和智能控制系统,打造工艺可重构的柔性制造单元,应用标准化接口、模块化结构、智能任务编排等技术,实现产线快速切换,缩短停机换产时间,提高生产效率。

4、行业技术水平及特点

(1)技术综合性强

智能制造装备行业是跨学科的综合性应用行业,对企业的技术人才储备提出了较高的要求。因此,企业需培养一批学科齐全、经验丰富的技术人员以保证研发和生产的正常运行。同时企业需要通过持续研发投入、技术创新掌握多项学科的扎实理论基础与行业先进技术,熟练掌握上游行业所提供的各类关键零部件性能,挖掘下游行业用户所提出的个性化需求,高度综合相关技术并对系统进行集成后,才能设计出符合用户需求的智能制造整体解决方案。

(2)工艺要求高

智能制造装备行业与传统的标准化产品的经营模式不同,企业需要根据各个客户不同的需要,提出具有针对性的解决方案。并且,由于智能制造装备生产工艺较为复杂,且客户均有不同的工艺要求,因此企业必须深刻了解和熟悉设备的生产工艺,以满足下游客户对设备的定制化、柔性化生产需求。同时,智能制造装备行业需满足下游不同应用领域客户对产品的精度和可靠性要求,尤其是在消费电子、新能源、泛半导体等领域,客户对产线的精密制造能力、产线的稳定性和可靠性有较高要求,推动了企业的设计能力、质量控制能力及生产工艺的进步。

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