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制造 | 中国制造业数字化转型现状与MES市场分析

2011年汉诺威工业博览会上,德国首次提出“工业4.0”,其后这一概念在全球引发热议,掀起一场工业转型的世界浪潮。工业4.0的内涵可以大致解释为:利用新一代互联网信息技术,实现制造业的数字化变革,建立一个高度灵活的提供个性化和数字化的产品和服务的生产模式。

这意味着通过数字化的技术不仅改变生产制造的流程和方式,实现更高效、更灵活的生产制造,而且将重塑传统的商业模式和社会价值链,引起制造领域的数字化转型。

当下中国的制造业数字化转型处于怎样的水平,处于数字化工业软件的参与企业应该采取怎样的市场战略?

1中国制造业数字化智能化试点和推广正在加速

“十三五”以来,中国制造业数字化转型成效显著。2022年国新办发布数据显示,中国工业互联网平台已经超过150家,服务的工业企业超过160万家。“5G+工业互联网”在建项目全国已经超过2000多个。中大型工业企业关键工序数控化率已经达到了55.3%,数字化研发工具的普及率达到了74.7%。此外,数字化新业态、新模式也不断创新,开展网络化协同和服务型制造的企业比例分别达到了38.8%和29.6%。

2021年12月中国发布的《“十四五”智能制造发展规划》中提出了2025年的具体目标:70%的规模以上制造业企业基本实现数字化网络化,建成500个以上引领行业发展的智能制造示范工厂的目标。

2中国制造企业数字化转型的特点

虽然部分行业和部分优秀企业的数字化、智能化已经到达了较高的水平,但是中国制造业整体处于工业2.0和3.0向4.0过渡的阶段。此外,大量的中小企业基础设施薄弱、管理制度混乱、设备落后,还停留于在工业1.0到2.0的阶段。

01 制造企业数字化转型的水平

(1)整体上来看,绝大多数中小企业处于数字化转型的初级阶段。

由中国电子技术标准化研究院牵头,基于15000余家中小企业数据,编制形成《中小企业数字化转型分析报告(2021)》显示, 79%的中小企业仍处于数字化转型初步探索阶段,而大型企业则有超过半数开始应用践行与深度应用。

探索阶段 :企业对实施数字化转型有了初步规划并开始实践,对设计、生产、物流、销售、服务等核心环节进行数字化业务设计。

践行阶段 :企业对核心装备和业务活动进行数字化改造,实现企业生产制造全过程数据的采集、分析和可视化。

深度应用阶段 :企业将互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术与生产运营管理活动充分融合,基于数据分析和模型驱动有效提高科学决策水平。

(2)从行业来看,汽车、电子设备、电器等制造行业是导入智能制造、数字化转型的排头兵。

从中国灯塔工厂的行业分布数量和TOP10智能制造能力成熟度等级的数据来看,汽车、电子设备、电器是制造企业中智能制造、数字化的排头兵,带动行业的整体水平的提升。

1级——规划级:开始对智能制造进行规划,部分核心业务有信息化基础;

2级——规范级:核心业务重要环节实现了标准化和数字化,单一业务内部开始实现数据共享;

3级——集成级:核心业务实现了集成,数据在工厂范围内可共享;

4级——优化级:能够对数据进行挖掘,实现了对知识、模型等的应用,并能够反馈优化核心业务、流程,体现了人工智能;

5级——引领级:实现了预测、预警、自适应,通过与产业链上下游的横向集成,带动产业模式的创新。

(3)地区发展来看,广东、山东、浙江、江苏、上海等地区的制造企业智能化、数字化处于领先水平。

2021 年度智能制造示范工厂揭榜单位共110个,其中数量最多的为广东省共13个,第二是山东省共12个,第三是江苏省和浙江省,都是9个。

2021 年度智能制造优秀场景共241个,其中数量最多为山东省共21个,第二是上海市共20个,第三是河南省共18个。除此之外,河北省、江苏省、浙江省、江西省、湖北省、广东省智能制造优秀场景都超过10个。

(4)从技术应用来看,对生产制造全过程数据的采集、分析和可视化的程度不高。

相关调查数据显示,40%的车间可实现作业指导、加工程序、工艺参数等工艺文件的远程下达,36%的车间部分实现了生产的人、机、料、法、环、测数据采集,12%的车间实现了生产计划和作业工单的自动排程,23%的车间实现了生产信息的可视化与数据统计,29%的车间实现了设备的信息化管理。

 02  希望解决的核心课题

尽管制造企业对于智能制造、数字化转型有着高度的热情和期待,但是在实际的转型效果并不乐观。埃森哲与国家工业信息安全发展研究中心推出的《2020中国企业数字转型指数研究》显示,2020年中国数字化转型效果显著的企业只有11%。

在已经开始数字化转型的大中型企业中,也只有46%的企业认为工厂数字化的效果符合预期。

中国制造企业在智能化、数字化转型方面面临着的主要课题有:

(1)企业缺乏数字化转型的人材,数据分析与应用的能力不足

由于中国制造业数字化转型整体还处于初级阶段,无论是整体市场,还是企业内部,都没有足够的数字化与业务技术的复合型人材,即使引进相关技术手段,获取了数据,也往往没有能力对数据进行深度有效地分析,产生的价值有限。

(2)企业自身的工艺技术、管理基础薄弱

无论是生产过程的数据化还是工艺流程数字化管理,都需要建立在业务流程的标准化、制度化和工艺技术的积累上,而很多在高增长时代中快速发展起来的中国企业往往在工艺技术、组织架构和管理体制基础上还比较薄弱,单纯的进行依靠数字技术和设备实施数字化转型往往困难重重。

(3)数字化转型的投入过高,而回报率偏低

传统制造企业尤其是中小企业的利润率较低,往往缺乏足够的资金投入,因此在数字化转型资金投入方面尤为谨慎,更加关注投资回报。另一方面,企业投资数字化转型项目一旦没有取得显著效果,企业进一步的数字化转型的投资动力也受到制约。3
中国制造业数字化工业软件供给分析

中国制造企业的数字化转型,大部分处于初步探索阶段,并正在向践行阶段前进。在此阶段中,主要的任务是对核心装备和业务活动进行数字化改造,实现企业生产制造全过程数据的采集、分析和可视化。因此,制造执行系统(MES)可以说是数字化、智能化的核心。

MES为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块。

2019年,中国MES市场实现了较快增长,较2018年33.9亿元增长了17.4%。2020年,中国MES市场增速大幅度降至8.2%。

制造 | 中国制造业数字化转型现状与MES市场分析 - 第1张

01 MES系统云化/SaaS服务兴起

从2019年开始,在国家政策和资本的助推下,越来越多的企业涌进MES赛道,MES厂商之间的竞争越来越激烈。为了摆脱MES系统的高度定制化的局限性,MES系统的云化和Saas化成了新的发展方向。AVEVA、西门子积极推出了云端的MES版本,国内的摩尔元数、黑湖科技、新核云、欧软、华磊迅拓、徐工信息等企业也都已推出自己云MES解决方案。

尽管很多人认为云化MES难以做到与企业的生产工艺和管理流程相融合,不设计真正的MES。但是云化MES相比传统MES,其优势主要在与成本低和实施周期短,运维简单,受到很多中小企业的欢迎。

02 大型制造业企业自建智能制造平台

比如,格力、美的、四川长虹、海尔、富士康、三一、徐工等国内大企业都有建立自己的智能制造平台。
03 与国内外、上下游企业的紧密合作

国内流程行业龙头宝信软件可与海外流程龙头霍尼韦尔、ABB对标,未来有望成为钢铁行业工业软件巨头;国内离散行业龙头能科股份与西门子合作紧密,且对工业生产制造理解深刻,近年收购联宏更是在工业软件领域如虎添翼,有望蜕变为国内国防军工、高科技电子领域的西门子;鼎捷软件作为ERP出身厂商,与达索CAD软件出身相似,近年与富士康工业富联合作紧密,在汽车、机械装备等离散行业领域未来可期。

4小结

中国作为制造大国,制造业具有产业体系最完整、规模最大,但同时各个领域水平参差、层次结构差异大,面对工业4.0的浪潮,中国制造业自动化、信息化·数字化、智能化的需求同时并存。按照“中国制造2025”的规划,中国制造业在未来10年都将处于转型升级阶段。

为在未来的市场竞争中占据有利地位,中国制造企业积极的提升生产制造的数字化水平,核心装备、生产过程的数据采集、分析、可视化,是处于这一阶段中小制造业企业的主要需求。 

以MES系统为代表来看中国制造业数字化工业软件市场,中国的MES系统市场经过20多年发展,云化MES和Saas化使得MES系统的大范围普及率成为可能,MES系统整体的认知度、普及率以及满意度都有所提升,MES系统市场进入快速发展的第二次成长期,参与企业数量正在增加、竞争将会日益激烈化。

面对中国规模巨大、多层次的制造业转型升级的需求市场,制造执行软件系统以及未来的智能工厂平台事业具有无限可能。

在市场战略上,应当以家电、电子设备、汽车零部件行业市场,广东、江浙沪、山东等地区市场为核心,积极展开顾客市场的扩大,并完善产品和服务体系,根据企业的资源,也可以大胆的展开相关其他相关联的制造执行软件和服务事业。