从2023全年数据看全球智能工厂发展趋势

  去年7月,我国国务院新闻办公室在发布会上指出,我国各地建设数字化车间和智能工厂已近8000个。其中,2500余个达到智能制造能力成熟度2级以上水平,基本完成数字化转型,209个成为具有国际先进水平的智能制造示范工厂,经过转型,这些示范工厂产品研发周期平均缩短20.7%,生产效率平均提升34.8%。

  作为制造业智能化主要的应用场景之一,智能工厂不仅在我国,全球制造业发达和发展中国家都对其投入了极大的关注,近几年来,其市场规模正处于飞速增长的阶段。

  行业需求助推市场高速发展

  据MarketsandMarkets发布的报告显示,全球智能工厂市场预计将从2024年的1,006亿美元跃升至2029年的1,640亿美元,复合年增长率可高达10.3%,其增速在制造行业中位于前列,该市场快速增长的原因何在?

  首先,工业环境对物联网和人工智能(AI)等技术的需求不断增长。

  一方面在制造工厂中,人工智能技术的应用范围日益扩大,包括深度学习、计算机视觉、自然语言处理(NLP)和上下文感知等前沿技术,不仅让机器能够胜任人类目前执行的任务,更能够优化业务流程,有效应对制造商面临的各类挑战。如今,半导体和电子、能源和电力、制药、汽车、重金属和机械制造以及食品和饮料等多个制造业领域,纷纷采用基于AI的解决方案,大数据和计算机视觉技术的应用也越来越广泛。

  另一方面,物联网的整合为各行各业带来了革命性的变化,尤其在制造业中,催生了工业物联网(IIoT)这一新兴概念。IIoT通过SCADA系统,将智能设备紧密相连,构建了全面数字化的制造环境,从而重塑了制造工厂。这一系统集成了物联网和人工智能技术,使各行业能够实时监测和控制应用程序,大幅提升响应速度,并更精准地预测设备故障,从而有效降低运营成本,提升整体效率。

  基于物联网和人工智能的SCADA平台,实现了无缝的数据传输与分析,极大地简化了工厂运营流程。从而使得智能工厂能够自动收集和分析生产数据,为管理人员提供决策支持,实现生产优化。通过工厂级的物联网连接解决方案,传感器和机器将数据实时传输至云端,为提升生产率和质量提供了有力保障。

  此外,人工智能驱动的可视化洞察力已逐渐取代传统的人工检测模式,显著减少了生产错误,为企业节省了宝贵的时间和资金。目前,全球众多解决方案提供商纷纷推出了基于物联网的智能工厂解决方案。例如,Zyter公司在2021年5月推出了“Zyter智能工厂”解决方案,该方案结合了最新的物联网技术,实现了工厂车间机械、工人和楼宇系统的全面连接,为企业的数字化转型提供了强有力的支持。其次,智能工厂中5G技术的兴起。

  智能工厂集成了物联网(IoT)、传感器、机器人和计算机化维护管理系统(CMMS),这些技术相互协作,实时生成并分析数据。不仅实现了流程的自动化,提高了生产率,还最大限度地减少了停机时间。

  传统的智能工厂通常依赖于以太网、Wi-Fi或4G LTE进行连接,以推动大规模工业自动化。然而,随着5G技术的出现,智能工厂的连接性将迎来革命性的提升。5G技术预计比4G技术快十倍,这将极大地扩大单个工厂的可访问性和数据传输速度。在5G技术的支持下,智能工厂将由功能强大的连接和不断更新的组件组成,形成一个高度互联、高效运作的生产环境。

  智能工厂的所有者可以利用5G技术,针对特定用例安全地使用蜂窝技术。通过在连接至5G网络的设备上安装传感器,工厂能够无需连接机器即可提取数据,实现无缝实时优化。这将使得制造商能够更快速地响应市场变化,提高生产灵活性和效率。

  随着越来越多的制造商采用5G网络来实现稳健、不间断的连接,工厂将不再需要依赖有线连接。这将极大地提高生产的灵活性和速度,同时减少停机时间。对于各行各业来说,一个支持高速、广泛覆盖和可靠性的网络至关重要。因此,5G网络的出现将为智能工厂提供全面的解决方案,为智能制造创造重大机遇。

  不同细分领域的市场表现

  对于行业市场而言,不断增长的需求会吸引更多的资本投入和技术研发,从而进一步推动该市场的发展。据MarketsandMarkets根据往年市场数据的统计,可以发现,在细分领域,不同行业、地区之间,某些领域发展占据了智能工厂市场的主要份额。

  1)工业传感器持续占据2023年智能工厂市场的核心地位

  自动化与数据驱动决策需求的激增,促使工业传感器市场在全球范围内迅速扩张。制造业、医疗保健业和能源业等行业纷纷采纳传感器技术,以追求更高的效率。物联网和人工智能技术的融合,进一步加速了传感器的应用步伐。此外,人们愈发意识到实时数据监控和分析的优越性,而这正是全球工业传感器市场得以广泛增长的关键因素。

  2)制造执行系统(MES)领域在2023年智能工厂市场解决方案中占据最大市场份额

  受工业4.0广泛应用的驱动,制造执行系统在全球范围内正展现其强劲的发展势头。MES以其出色的实时监控、精准数据分析和高效流程优化功能,显著提升制造效率。结合物联网和人工智能等尖端技术,MES进一步强化了其在市场上的吸引力,为制造业提供了前所未有的生产可视性和可追溯性。随着智能制造理念日益深入人心,越来越多的行业开始实施MES,这不仅简化了运营流程,降低了成本,还显著提升了企业的全球竞争力。

  3)金属和采矿业在实践方面经历了显著增长金属和采矿行业正积极融入物联网、人工智能和自动化等尖端技术,打造智能化工厂。这些智能工厂不仅提升了运营效率,还通过实时监控和预测性维护等手段,极大地简化了生产流程并优化了资源利用。这种转变不仅提高了金属和采矿业的整体生产率,还显著提升了安全标准,最大限度地减少了停机时间。智能技术的持续集成和应用,已成为推动金属和采矿业创新和竞争力的关键驱动力。这种趋势预示着传统行业做法的重大转变。

  4)医疗设备行业在应用方面经历了显著增长随着先进的自动化、物联网连接和数据分析技术的整合,医疗设备生产的运营效率和精确度得到了显著提升。智能工厂不仅优化了生产流程,减少了错误,还确保了严格的质量控制,从而大幅提高了生产速度并降低了成本。此外,实时监控功能为医疗设备制造领域带来了革新,进一步推动了行业的创新步伐,提高了整体竞争力。

  5)2023年全球范围内亚太地区占据最大市场份额亚太地区的智能工厂市场正经历着强劲的增长,增长的驱动力主要源于工业自动化程度的不断提高和先进技术的广泛应用。亚太地区对于提高生产效率的迫切需求、对工业4.0投资的不断增加,以及政府积极推广智能制造的举措,共同推动了该行业的快速发展。同时,物联网、人工智能和机器人等前沿技术的融合,进一步加速了智能工厂市场的发展,使亚太地区在全球智能制造领域占据举足轻重的地位。

  当前,智能工厂市场中的主要参与者包括ABB(瑞士)、艾默生电气(美国)、西门子(德国)、施耐德电气(法国)、三菱电机株式会社(日本)、通用电气(美国)、罗克韦尔自动化(美国)、霍尼韦尔(美国)、横河电机(日本)、欧姆龙(日本)、Endress+Hauser(瑞士)、发那科(日本)、WIKA(德国)、DwyerInstruments,LLC.(美国)、Stratasys(美国)以及3DSystems Corporation(美国)。

  智能工厂领域的领军企业正通过一系列有机和无机增长策略,如新产品发布、合作、伙伴关系以及收购,来加强其市场地位。例如:2023年12月,三菱电机印度公司在印度马哈拉施特拉邦Talegaon工业区成功推出了一家尖端智能制造工厂,该工厂配备了先进的工厂自动化系统,确保产品优质可靠,符合最高行业标准;2022年11月,ABB测量与分析部门在印度班加罗尔为其首个智能仪表工厂举行了盛大的落成典礼。这座工厂配备了先进技术,旨在支持印度成为全球制造中心的目标,并与“印度制造”计划保持一致,助力客户实现高效、可持续的运营。整个行业因为这些参与者的积极举措,正呈现出蓬勃的发展态势。

  (本文综合整理自MarketsandMarkets发布的报告)

关注读览天下微信, 100万篇深度好文, 等你来看……