深圳先进制造技术与产业发展研究报告（2014年） - szstic.sz.gov.cn/kjfw/rkx/rkxcgsjk/201711/P... · 2018. 8. 22. · 深圳先进制造技术与产业发展研究报告（2014）

深圳市 2014 年软科学研究项目

深圳先进制造技术与产业发展研究

报告（2014 年）

深圳市机器人协会

二〇一五年五月

深圳先进制造技术与产业发展研究报告（2014）

I

前言

制造业是国民经济的物质基础和产业主体，是经济高速增长的发动机和国家

安全的重要保障，也是科学技术的基本载体，是国民经济和综合国力的重要体现。

我国是一个制造大国，但自主创新能力薄弱，高端装备贸易逆差严重，智能装备、

机器人等设备严重依赖进口，制约了我国制造业健康发展。

先进制造业位于制造业价值链的最高端，具有技术先进、知识密集、附加值

大、成长性好、带动性强等特征，既是国家综合国力和核心竞争力的重要体现，

也是我国未来国民经济发展的主导力量。全面促进先进制造业发展是发展制造业

的核心内容和促进我国从“制造大国”向“制造强国”转变的必然选择。

2014 年 3 月在国务院《政府工作报告》中，李克强总理明确把先进制造列

入国家关键技术，期待设立新兴产业创业创新平台，在先进制造等方面赶超先进，

引领未来产业发展，提升中国制造在国际分工中的地位。

为了摸清深圳市先进制造业的发展轨迹，剖析产业的发展过程中存在的难点

和瓶颈，探索产业发展策略等目的，本报告调研了深圳先进制造企业 140 余家，

从国内外发展布局与策略、产业规模、市场结构、发展思路、发展重点和政策建

议等多个层面对深圳先进制造业进行全方位的分析，并对典型的代表企业进行案

例分析。

本报告中所指的先进制造业是指制造业不断吸收电子信息、计算机、机械、

材料及现代管理技术等方面的高新技术成果，并将这些先进制造技术综合应用于

制造业产品的研发设计、生产制造、在线检测、营销服务和管理的全过程，实现

优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，实现制造信息化、自动化、智能化、柔性

化、生态化生产，达到产业、技术和管理先进性，并能取得良好经济社会效益和

具备广阔市场前景的制造业总称。


I

目录

前言 ..................................................................................................... I

第 1 章全球拉开“先进制造”新工业革命大幕 .............................. 2

1.1 德国“工业 4.0”发展路径和战略思路...................................................... 2

1.1.1 德国力推“工业 4.0”的背景 .............................................................. 2 1.1.2 德国“工业 4.0”的思路 ...................................................................... 5 1.1.3 德国“工业 4.0”的实施 ...................................................................... 6

1.2 美国“工业互联网革命”的发展路径和战略思路..................................... 9

1.2.1 美国推进“工业互联网”的战略思路 ................................................. 9 1.2.2 美国“工业互联网”的策略 ............................................................... 10

1.3 日本“人工智能”的发展路径和战略思路............................................... 12

1.3.1 日本的“机器人王国” ....................................................................... 12 1.3.2 典型企业的案例分析 ........................................................................... 13

第 2 章我国先进制造业发展思路和实现路径 ................................ 18

2.1 我国制造业发展现状及存在的问题分析.................................................... 18

2.2 大力发展先进制造业迫在眉睫.................................................................... 18

2.2.1 劳动力、能源等价格的上升导致成本优势消失 ................................ 18 2.2.2 国际制造业未来发展趋势的必然选择 ................................................ 19 2.2.3 国际形势倒逼我国制造业的转型升级 ................................................ 20 2.2.4 实施创新驱动发展战略的重要抓手 .................................................... 21

2.3“中国制造 2025”发展思路与策略............................................................ 21

2.3.1 战略目标 ............................................................................................... 21 2.3.2 发展重点 ............................................................................................... 23 2.3.3 实现路径 ............................................................................................... 24

2.4 国内典型企业的案例分析............................................................................ 24

2.4.1 海尔“家电工业 4.0”的界定 ............................................................. 25 2.4.2 海尔“家电工业 4.0”的实施 ............................................................. 25

第 3 章深圳先进制造业发展基础与面临形势分析 ........................ 28

3.1 发展基础....................................................................................................... 28

3.1.1 深圳未来经济发展的重要支柱 ............................................................ 28 3.1.2 产业细分领域优势显著 ........................................................................ 28 3.1.3 产业规模集聚趋势突显 ........................................................................ 30 3.1.4 产业创新载体不断完善 ........................................................................ 30

3.2 面临形势....................................................................................................... 31

3.2.1 国际竞争加剧 ........................................................................................ 31


II

3.2.2 国内前景广阔 ........................................................................................ 31 3.2.3 深圳形势迫切 ........................................................................................ 32

第 4 章深圳先进制造业的发展思路及重点 .................................... 33

4.1 总体思路及发展目标................................................................................... 33

4.1.1 总体思路 ................................................................................................ 33 4.1.2 发展目标 ................................................................................................ 33

4.2 发展重点........................................................................................................ 35

4.2.1 重点发展领域 ........................................................................................ 35 4.2.2 共性关键技术研发 ................................................................................ 45 4.2.3 加强产业服务支撑 ................................................................................ 46

第 5 章关于大力发展深圳先进制造业的措施建议 ........................ 48

5.1 优化产业结构................................................................................................ 48

5.1.1 瞄准高端环节，推进产业结构转变 .................................................... 48 5.1.2 加强资源整合，推进产业均衡发展 .................................................... 48 5.1.3 突出发展重点，打造优势高端品牌 .................................................... 48

5.2 提高创新能力................................................................................................ 49

5.2.1 坚持自主创新，占领新技术制高点 .................................................... 49 5.2.2 加强国际合作，创建创新合作模式 .................................................... 49 5.2.3 坚持企业主体，深化创新合作机制 .................................................... 49

5.3 打造产业集聚................................................................................................ 50

5.3.1 集聚集群发展，打造产业园区布局 .................................................... 50 5.3.2 健全配套环境，提升产业集群水平 .................................................... 50

第 6 章深圳先进制造业典型企业案例分析 .................................... 51

6.1 机器人、3D 打印及智能装备领域的典型企业分析.................................. 51

6.1.1 深圳市佳士科技股份有限公司 ............................................................ 51 6.1.2 固高科技（深圳）有限公司 ................................................................ 54 6.1.3 深圳市银星智能科技股份有限公司 .................................................... 57 6.1.4 深圳市仕兴鸿精密机械设备有限公司 ................................................ 59 6.1.5 深圳市汇川技术股份有限公司 ............................................................ 60 6.1.6 深圳市七号科技有限公司 .................................................................... 62

6.2 智能仪器仪表、新型机械、工业产品等领域的典型企业分析................ 63

6.2.1 深圳市大族激光科技股份有限公司 .................................................... 63 6.2.2 深圳市英威腾电气股份公司 ................................................................ 65 6.2.3 深圳市科陆电子科技股份有限公司 .................................................... 66 6.2.4 深圳市创世纪机械有限公司 ................................................................ 68

6.3 海洋、航空航天、医疗器械等领域的典型企业分析............................... 69

6.3.1 深圳市大疆创新科技有限公司 ............................................................ 69


III

6.3.2 深圳一电科技有限公司 ........................................................................ 71 6.3.3 招商局重工（深圳）有限公司 ........................................................... 72 6.3.4 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 ................................................ 74


I

图表目录

图表 1：德国工业 4.0 的推进过程 ....................................................................... 4

图表 2：德国工业 4.0 的八个关键行动计划 ........................................................ 5

图表 3：德国“工业 4.0”实施计划 .................................................................... 8

图表 4：美国推进“工业互联网”的战略思路 .................................................... 9

图表 5：2000-2013 年日本机器人销量统计（单位：台） ................................ 13

图表 6：2006-2013 年安川电机机器人及系统集成收入（单位：百万美元） .. 14

图表 7：2006-2013 年安川电机机器人及系统集成毛利率（单位：%） ........... 14

图表 8：2007-2013 年发那科机器收入（单位：百万美元） ............................. 15

图表 9：国际主要国家工业 4.0 战略规划 .......................................................... 16

图表 10：1984-2012 年我国制造业平均工资及增速（单位：元/年，%） ........ 19

图表 11：“中国制造 2025”的三步走战略 ......................................................... 22

图表 12：“中国制造 2025”的实现路径 ............................................................. 24

图表 13：海尔集团“众创汇”用户交互定制平台 ............................................. 26

图表 14：海尔集团“海达源”模块商资源平台 ................................................ 27

图表 15：2014 年 1-4 月-2015 年 1-4 月深圳先进制造业产值规模（单位：亿元）

............................................................................................................................. 28

图表 16：智能装备领域技术路线图 ................................................................... 37

图表 17：机器人领域技术路线图 ....................................................................... 39

图表 18：可穿戴设备领域技术路线图 ................................................................ 41

图表 19：移动互联网与物联网领域技术路线图 ................................................ 42

图表 20：传感器与智能仪器领域技术路线图 .................................................... 45

图表 21：佳士科技内燃发电焊机 ....................................................................... 52

图表 22：佳士科技机器人 ................................................................................... 53

图表 23：固高科技开放式、工艺可重构运动控制体系 ..................................... 56

图表 24：固高科技产品的主要应用 ....................................................................57

图表 25：深圳市大疆创新科技有限公司主要产品 ............................................. 69


2

第 1 章全球拉开“先进制造”新工业革命大幕

上个世纪 90 年代以来，全球制造业呈现出发达国家掌握着制造业的发展方

向和最核心的技术，是世界制造业技术发展方向的引领者；中国、印度、巴西等

国家拥有巨大的消费市场，是加工生产基地；拉美原材料丰富、工业基础薄弱的

国家，是原材料和能源的供应者。然而，随着中国等国家劳动力红利的逐渐消失，

土地价格上涨等因素的影响：制造业生产成本的地区分布发生了明显变化。据美

国波斯顿公司发布的《成本竞争力指数》指出，到 2015 年，美国的制造业成本

仅比中国长三角地区高 5%左右，未来的全球制造业分工格局将逐步进行调整。

世界制造业未来逐渐呈现数字化、智能化、绿色化和服务化等先进制造趋势，比

较优势动态变化将重塑全球制造接结构。故美日欧等发达国家纷纷推动创新，积

极实施“先进制造”新工业革命大幕。

1.1 德国“工业 4.0”发展路径和战略思路

1.1.1 德国力推“工业 4.0”的背景

2009-2012 年，虽然欧洲深受债务危机的影响，但德国的经济依然坚挺。主

要是由于德国经济增长的动力来自基础产业，即制造业。制造业是德国传统的经

济增长动力，其发展是德国工业增长的不可或缺因素。德国政府在《高技术战略

2020》中将工业 4.0（Industry 4.0）确定为十大未来项目之一，并上升为国家

战略，计划投入 2亿欧元，支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，通过

实施工业 4.0 战略为德国制造业寻找撬动市场潜力的杠杆，即一方面在制造业中

运用 CPS 系统，另一方面推广 CPS 技术产品，进而达到增强德国装备制造业的目

的。

1.传统优势产业制造业受到挑战

德国制造业在全球的竞争优势明显，但在新一代信息技术与工业化融合的过


3

程中，德国的制造业难以及时与现代的信息和通讯技术实现对接，德国制造业在

世界上的领先地位受到威胁。不仅包括亚洲对德国工业构成竞争威胁；美国等发

达国家也正通过各种计划应对“去工业化”的战略，加快先进制造业发展。

近年来，从中国制造业的高速发展中，德国发现了“德国制造”的危机。2013

年，中国以略低于美国的份额，在全球机械出口中位居第三。在全球设备制造业

的 32 个子行业中，中国已经在 7个子行业中取得领先地位。2014 年 6 月 24 日，

德国机械制造业联合会（VDMA）主席非斯特格(Reinhold Festge)指出，“日本

和德国的机械制造企业，应该为确保长期发展和经济上的成功进行深入合作，尤

其在有交叉的一些产品领域，两国应该携手面对中国的挑战。”从中，德国对中

国制造业的防备之心已显而易见。

同时，为对抗美国工业互联网的冲击。全球信息通信产业创新最活跃的互联

网领域，欧洲的市场基本被美国企业垄断，美国的互联网以及 ICT 巨头与传统制

造领导企业的强强合作，如 GE、IBM、思科等 80 多家企业成立了工业互联网联

盟，重新定义制造业的未来，并在技术、标准、产业化等方面做出一系列前瞻性

布局。显而易见，这一趋势对德国制造业的破坏只是时间的问题，德国“工业

4.0“战略详细描绘了信息物流系统概念，计划通过信息物理系统开创新的制造

方式，实现“只能工厂”。从某种意义上说，“工业 4.0”是德国希望组织美国

信息技术不断融入制造业之后带来的支配地位。使生产设备因信息物理系统而获

得智能，使工厂成为一个实现自律分散型系统的“智能工厂”。

2.先进制造业进入发展的黄金期

装备制造业是德国最具优势的产业，面对全球先进制造带来的机遇，德国各

界意识到，把握信息通信技术与装备制造业融合的趋势，瞄准全球快速成长的智

能工厂市场，是确保德国企业成为全球先进制造产业“领先供应商”地位的必然

选择。基于新一代智能装备生产组织方式将广泛普及，其背后是庞大的、快速成


4

长的智能装备市场。且德国的工业软件、工业电子等技术优势，有利于各类技术

的综合集成。故德国认为迎来了巩固和强化制造业技术优势的机遇。

3.争夺话语权和抢占制高点的必然选择

在新一轮技术革命和产业变革中，德国在发现危机、看到机遇之后，试图在

工业领域继续保持全球领先的地位，基本途径就是：在向“工业 4.0”迈进的过

程中先发制人，与世界制造强国争夺新科技产业革命的话语权，抢占产业发展的

制高点。德国“工业 4.0”的宗旨是支持工业领域新一代革命性技术的研发与创

新，大力推动物联网和服务互联网技术在制造业领域的应用，从而应对新一轮科

技革命带来的挑战，以此抢占信息技术与工业融合发展中技术的制高点。同时，

抢先一步，制定《“工业 4.0”标准路线图》，抢占“工业 4.0”标准化领域的

制高点。

图表 1：德国工业 4.0 的推进过程

时间主要内容

2011 年

在汉诺威工业博览会开幕式致辞中，德国人工智能研究中心负责

人和执行总裁 Wolfgang Wahlster 教授首次提出“工业 4.0”这

一词，旨在通过互联网的推动，形成第四次工业革命的雏形

2013 年德国信息通讯新媒体协会(BITKOM)、德国机械设备及制造协会

(VDMA)和电气电子行业协会(ZVEI)建立了“工业 4.0”研讨平台

2013 年

成立了“工业 4.0”工作组，并于 4月在汉诺威工业博览会上发

布了最终报告《保障德国制造业的未来：关于实施工业 4.0 战

略的建议》

2013 年德国联盟教研部与联邦经济技术部将“工业 4.0”列为《高技术

战略 2020》十大未来项目之一

2013 年 12 月德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个“工业 4.0”标准

化路线图

2014 年 4 月汉诺威工业博览会，主题：“融合的工业———下一步”


5

数据来源：网站整理东方证券研究所

1.1.2 德国“工业 4.0”的思路

德国“工业 4.0” 强调通过网络与信息物理生产系统的融合来改变当前的

工业生产与服务模式。物联网、信息通讯技术以及大数据分析等相关技术是“工

业 4.0”的基础，旨在将传统工业生产与现代信息技术相结合，将集中式控制向

分散式增强型控制的基本模式转变，并最终实现工厂智能化、生产智能化。“工

业 4.0”对现有的经济社会模式带来冲击，人们的生产方式、生活方式、消费方

式、娱乐方式将可能发生根本性的变化，为顺利实现“工业 4.0”的目标愿景，

并完成社会系统的平稳过渡，德国“工业 4.0”提出了八个方面的优先行动领域，

即标准化和参考架构、管理复杂系统、建立全面宽频的设施基础、安全和保障、

工作的组织和设计、培训和持续的专业发展、监管框架及资源利用率。

图表 2：德国工业 4.0 的八个关键行动计划

序号领域说明

1 标准化和参

考架构

贯穿整个价值网络，工业 4.0 将涉及一些不同公司的网络

连接和集成。只有开发出一套单一的共同标准，这种合作

伙伴关系才可能形成。需要一个参考架构为这些标准提供

技术说明，并促使其执行。

2 管理复杂系

统

产品和制造系统日趋复杂。适当的计划和解释性模型可以

为管理这些日益复杂性提供基础。因此，要为工程师们配

备开发这些模型所需的方法和工具。

3

建立全面宽

频的设施基

础

可靠、全面和高质量的通信网络是工业 4.0 的一个关键要

求。因此，不论是德国本土，还是德国与其伙伴国家之间，

宽带互联网基础设施需要进行大规模扩展。

4 安全和保障

安全和保障两个方面对于智能制造系统成功是至关重要

的，要确保生产设施和产品本身不能对人和环境构成威

胁。与此同时，生产设施和产品，尤其是它们包含的数据


6

序号领域说明

和信息，需要加以保护，防止滥用和未经授权的获取。

5 工作的组织

和设计

在智能工厂，员工的角色将发生显著变化。工作中的实时

控制将越来越多，这将改变工作内容、工作流程和工作环

境。在工作组织中应用社会技术方法将使工人有机会承担

更大责任，同时促进他们个人的发展。有必要设置针对员

工的参与性工作设计和终身学习方案。

6 培训和持续

的专业发展

工业 4.0 将极大地改变工人的工作和技能。因此，有必要

通过促进学习、使终身学习和以工作场所为基础的持续专

业发展的计划，实施适当的培训策略和组织工作。为了实

现这一目标，应推动示范项目和“最佳实践网络”，以及

研究数字学习技术。

7 监管框架

考虑到技术创新带来的变化和挑战，需要调整现行的法

规。这些挑战包括保护企业数据、社会责任、处理个人数

据以及贸易限制。这将不仅需要立法，还需要其他行动手

段，包括标准、准则、示范合同和公司协议，或如审计这

样的自我监管措施。

8 资源利用效

率

即使抛开高成本不谈，制造业消耗大量的原材料和能源，

这也对环境和安全供给带来了若干威胁。工业 4.0 将提高

资源的生产率与利用效率，这就有必要计算在智能工厂中

投入的额外资源与产生的节约潜力之间的平衡。

数据来源：网站整理《实施工业 4.0攻略的建议》

1.1.3 德国“工业 4.0”的实施

当前，德国的“工业 4.0”战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，

西门子、TRUMPF 公司、SAP 公司、BCOSCH 公司、WITTENSTEIN 公司、及 FESTO

公司等公司已经开始将其引入到工业软件开发和生产控制系统中，其中西门子抢

占先机，最为典型。

1.西门子工业 4.0 的理念


7

西门子认为“工业 4.0”是一次由现代信息和软件技术与传统工业生产相互

作用的革命性转变，呈现出灵活的生产网络、现实与虚拟生产的无缝融合以及物

理信息融合系统的深度应用三大趋势。西门子进行智能工厂的布局，通过数字化、

虚拟世界中的生产仿真与现实世界中的生产可以互联融合，整个生产价值链的数

据可以实现无缝交流。

2.西门子“工业 4.0”的措施

西门子单独成立数字工厂事业部，整合软件资源，为客户打造“软硬结合”

的大工业 4.0 平台。瞄准物联网、云计算、大数据、工业以太网等技术，西门子

集成了目前全球最先进的生产管理系统，以及生产过程软件和硬件，如西门子制

造执行系统（MES）软件 Simatic IT、西门子产品生命周期管理（PLM）软件、

工业工程设计软件（Comos）、全集成自动化（TIA）、全集成驱动系统（IDS）

等等。

软件能力方面，西门子工业自动化集团先后完成了多项收购，收购对象皆为

工业软件不同细分领域的佼佼者。从硬件专业提供商到系统解决方案的“大管

家”，西门子在“工业 4.0”道路上正在探索一条软硬件结合的道路。

典型案例：作为西门子“工业 4.0”方案在中国市场的样板工程，华晨宝马

铁西工厂采用西门子 LIS 超宽带实时定位识别系统的辅助，该厂的总装车间取

消了原来专门用于扫描车辆条形码的工位。车辆每到一个工位，车型、车辆识别

码、根据车辆的不同配置，需要装配的各种零件等信息会自动显示在工位前方的

操作屏上，甚至会自动提供图片及装配辅助指令，直接引导工人完成相应工作，

这一流程被视作定制式生产的基础。

3.西门子“工业 4.0”的实施计划

西门子“工业 4.0”的实施计划主要有三大部分：

（1）持续推进数字化企业平台相关产品的开发；


8

（2）进一步开发可以无缝连接 PLM（产品生命周期管理）,ERP（企业资源

规划）和自动化生产环节的 MOM（制造运行管理系统），为客户打造高度灵活的

供应链网络平台，实现跨企业的信息共享；

（3）继续在所有生产制造设备上推行即插即用的灵活组合理念，为实现高

水平的自动化及驱动解决方案提供最有力的支持。

图表 3：德国“工业 4.0”实施计划

类型主要内容

安贝格工

厂（EWA）

由西门子创建于 1989 年，现在主要生产 SIMATIC 可编程逻辑控

制器，这种期间主要用于自动化控制机器和设备；

产品在与生产机器进行通信，IT 系统负责控制和优化所有工艺

流程，整个生产流程只需极少量的人工参与，智能化的生产不

仅能实现同一条生产线上自动生产出不同特性的产品。

Amberg 市

工厂

专门生产智能生产线的设备，供应给德国的制造企业如巴斯夫、

拜耳、戴姆勒、宝安汽车等；

西门子已经在数字化上花费了 25 年，现在，这件工厂的流水线

能达到 75% 的自动化，1150 名员工操纵计算机来控制生产。

西门子工

业自动化

产品成都

生产和研

发基地

在这里生产其著名的 SIMATIC 工业自动化系统系列产品，供应

中国及全球工业市场；

以突出的数字化、自动化、绿色化、虚拟化等特征定义了现代

工业生产模式，并全面应用了 Siemens PLM Software 的数字化

制造解决方案。

Siemens

PLM

Software

是西门子自动化与驱动集团（A&D）旗下机构，是全球领先的产

品生命周期管理（PLM）软件与服务提供商；

解决方案将现实和虚拟的生产世界相结合，着力推动制造业未

来的发展，其持续的创新能力、完整的产品线和丰富的行业知

识，为“工业 4.0”的到来奠定了坚实的基础。

数据来源：网站整理东方证券研究所


9

1.2 美国“工业互联网革命”的发展路径和战略思路

在美国“工业 4.0”被“工业互联网”所替代。美国在金融危机之后，将发

展先进制造上升为国家战略，倡导将人、数据和机器连接起来，形成开放而全球

化的工业网络；其内涵超越制造过程和制造本身，跨越产品生命周期的整个价值

链，涵盖航空、能源、交通、医疗等更多工业领域。与德国“工业 4.0”不同之

处，在于美国的工业互联网更加注重软件、网络、大数据等对于工业领域的服务

方式的颠覆。而这也恰恰是美国软件和互联网经济发达的优势所在。

1.2.1 美国推进“工业互联网”的战略思路

美国“工业互联网”的主要思路集中在上游，通过面向系统而非面向零件来

掌控市场，必须借助数据和分析能力等关键的推动力、催化剂和辅助性条件等。

只有将这些关键要素贯穿于创新和网络安全管理的系统的发展过程，促进基础设

施及核心人才的发展，最终实现工业互联网。即“创新+基础设施+网络安全管理

+人才开发”。

图表 4：美国推进“工业互联网”的战略思路

类型主要内容

创

新

设备传感器的集成和资源配置以及改装现有设备的方案融入到新工

业设备的设计中，并需硬件使信息高效集成和更快传输。

高级

分析

方法

可使来自不同设备制造商的相似资产或不同资产种类的数据实

现深度融合的新数据标准；能使数据更快转换成信息资产并为集

成和分析做准备的技术构架等。

系统

平台

在技术标准和协议之上，新的系统平台能使资源管理系统在共享

框架或结构之上建立具体应用；供应商、设备制造商和消费者之

间的新关系可以维持平台的可持续性。

作业

流程

充分整合信息到决策流程的新业务实践；用以监控机械数据质量

的流程；能协调各资源管理系统安排的先进法律程序。这些创新


10

类型主要内容

需要在部分资源管理系统、产业集群、政府和教育机构上进行投

资，并能从投资中获得相应的收益。

基础设施

工业互联网需要一个适宜的主干网。数据中心、宽带频谱和光纤

网络都是信息通信技术基础设施的一部分，他们需要进一步发

展，并用以连接行业和地域之间不同的机器、系统和网络。这需

要国家基础设施之间以及内部的结合，以便支持工业互联网数据

流的快速发展。

网络安全管理

为实现工业互联网预期的愿景，还需要一个高效的网络安全制

度。网络安全应该从具体到云技术防御策略的网络安全和连接到

网络的尖端设备安全两方面考虑。

人才开发除机械和电子工程的显著技术能力以外，也需要一大批新生的技

术、分析和领导等明显的跨学科人才。

数据来源：GE 东方证券研究所

1.2.2 美国“工业互联网”的策略

1.政府出台一系列法案

美国政府将发展先进制造业上升为国家战略，2009 年 4 月，美国总统奥巴

马发表演讲，提出将重振制造业作为美国经济长远发展的重大战略；同年 12 月，

出台《重振美国制造业框架》，详细分析重振制造业的理论基础及优势，是美国

发展制造业的战略指南；2011 年 6 月和 2012 年 2 月，先后启动“先进制造伙伴

计划”和“先进制造业国家战略计划”，以加快抢占 21 世纪先进制造业制高点；

2013 年 1 月，美国总统执行办公室、国家科学技术委员会和高端制造业国家项

目办公室联合发布了《国家制造业创新网络初步设计》，投资 10 亿美元组建美

国制造业创新网络（NNMI），集中力量推动数字化制造、新能源以及新材料应用

等先进制造业的创新发展，打造一批具有先进制造业能力的创新集群；同年 5

月，美国政府宣布提供 2亿美元联邦资金，成立“轻型和当代金属制造创新研究

所”、“数字制造和设计创新研究所”和“下一代电力电子制造研究所”等三个


11

制造业创新中心。

2.成立工业互联网产业联盟，打通技术壁垒

2014 年 4 月 AT&T、思科（Cisco）、通用电气（GE）、IBM 和英特尔（Intel）

在美国波士顿宣布成立工业互联网联盟（IIC），目的是打破技术壁垒，通过促

进物理世界和数字世界的融合。实现传感器、网络、计算机、云计算系统、大型

企业、车辆和数以百计其他类型的实体得以全面整合，推动整个工业产业链的效

率全面提升。

工业互联网联盟采用开放成员制，致力于发展一个“通用蓝图”，使各个厂

商设备之间可以实现数据共享，不仅涉及 Internet 网络协议，还包括诸如 IT

系统中数据的存储容量、互连和非互连设备的功率大小、数据流量控制等指标。

3.GE 积极推动落实抢占先机

2011 年，GE 在加州硅谷创立全球软件研发中心，开发工业互联网，研发内

容主要包括工业互联网平台、应用以及数据分析等；2012 年 2 月，提出了“工

业互联网”概念，并在医疗和航空等领域迅速推出 9个工业互联网项目；同年底，

宣布工业互联网战略，并推出Predix平台及Predictivity数据与分析解决方案，

作为工业互联网的主打产品和服务。GE 完成对 MTL 公司开放系统技术和安全网

络技术的收购，并投资 1.05 亿美元持有 Pivotal 云服务和大数据服务公司 10%

的股权；2013 年，GE 宣布将在未来 3 年投入 15 亿美元开发工业互联网。当前

GE 已推出 24 种工业互联网产品，涵盖石油天然气平台监测管理、铁路机车效率

分析、医院管理系统、提升风电机组电力输出、电力公司配电系统优化、医疗云

影像技术等领域。

同时，GE 在 2013 年底发布的 10 个工业互联网产品已为 GE 带来 2.9 亿美元

的销售收入，订单价值达 4亿美元。2014 年，GE 宣布与日本软银公司达成合作，

签署 Prefix 软件平台许可协议，表明 GE 的工业互联网已基本完成了概念酝酿和


12

框架搭建的阶段，进入实质运作阶段，实现了 Prefix 平台与软件开放商和解决

方案提供商的产品实现对接。

1.3 日本“人工智能”的发展路径和战略思路

日本的“工业 4.0”的一大特色是对“人工智能”即机器人产业的探索与发

展，以解决劳动力断层并支持未来的工业智能化。

1.3.1 日本的“机器人王国”

20 世纪 60 年代末，日本正处于高速发展时期，年经济增长率高达 11%。第

二次世界大战后，日本的劳动力本来就紧张，而高速的经济发展更加剧了其国内

劳动力严重不足的境况，机器人在企业里受到了极大的欢迎。

同时，政府出台一系列的扶持政策，使得日本机器人产业得到迅速发展。一

方面，在经济上采取了积极的扶植政策，鼓励发展和推广应用机器人，从而更进

一步激发了企业从事机器人的积极性。特别是政府对中、小企业的一系列经济优

惠政策，包括由政府银行提供优惠的低息资金，鼓励集资成立“机器人长期租赁

公司”，公司出资购入机器人后长期租给用户，使用者每月只需付较低廉的租金，

大大减轻了企业购入机器人所需的资金负担；政府把由计算机控制的示教再现型

机器人作为特别折扣优待产品，企业除享受新设备通常的 40%折扣优待外，还可

再享受 13%的价格补贴。另一方面，国家还出资对小企业进行应用机器人的专门

知识和技术指导等。到 20 世纪 80 年代中期，日本一跃成为“机器人王国”，拥

有全球最大的机器人产能，占据全球机器人产量的 66%。


13

图表 5：2000-2013 年日本机器人销量统计（单位：台）

数据来源：IFR

1.3.2 典型企业的案例分析

1.安川电机的整体解决方案

安川电机是专业电气厂商，其 AC 伺服和变频器市场份额全球排名第一。自

1977 年安川电机研发出第一台全电动工业机器人以来，旗下拥有 Moto man 美国、

瑞典、德国以及 Synetics Solutions 美国公司等子公司。

（1）安川电机机器人产值规模

截至 2013 年底，安川电机公司市值约 32 亿美元，收入约 38 亿美元，同比

下滑 8%。公司的运动控制、工业机器人、系统工程和驱动控制四项业务收入占

比分别为 47%、36%、12%和 4%。


14

图表 6：2006-2013 年安川电机机器人及系统集成收入（单位：百万

美元）

资料来源：课题组整理

2013 年，安川电机净利润为 0.8 亿美元，同比下滑 20%。其中机器人毛利率

为 8%，高于公司整体毛利率水平 4%。

图表 7：2006-2013 年安川电机机器人及系统集成毛利率（单位：%）


（2）安川电机机器人优势在于关键部件的研发


15

安川电机机器人 Yoshiki 在于伺服和运动控制器等关键部件的垄断。世界上

最活跃的安川工业机器人“莫托曼”（MOTOMAN）在半导体工业中应用广泛。安

川电机的机器人里面的控制用的是伺服，具有非常好的性能。安川电机的运动控

制事业部通过丰富的 Drive（驱动）、Motion（运动）、Controller（控制）产

品组合，为从一般工业机械到高精度机床机械，提供高性能、高生产率的解决方

案。

2.发那科的机器人研发、生产与应用

发那科公司是世界上数控系统科研、设计、制造和销售实力最强大的企业之

一。自 1974 年首台机器人问世以来，发那科致力于机器人技术上的领先与创新，

是世界上唯一一家由机器人制造机器人的公司。发那科机器人产品系列多达 240

种，广泛应用在装配、搬运、焊接、喷涂、码垛等不同生产环节。

（1）发那科机器人产值规模

2008 年 6 月，发那科成为世界第一个突破 20 万台机器人的企业；2013 年发

那科全球机器人装机量已超 33 万台，市场份额稳居第一。截至 2013 年底，发那

科公司市值约 300 亿美元，收入约 60 亿美元，同比下滑 7%。其中工厂自动化设

备、金属加工机械、机器人本体收入占比分别为 40%、36%、24%。

图表 8：2007-2013 年发那科机器收入（单位：百万美元）



16

2013 年净利润约 14 亿美元，同比下滑 13%。公司一直保持着较高的盈利能

力，长期毛利率在 40%以上。

（2）发那科机器人优势在于便捷灵活和标准化

与同类型机器人相比，发那科机器人底座尺寸更小，为客户采用更小的喷房

提供了更好的解决方案；另其独有的手臂设计，让机器人可以靠近喷房壁安装，

机器人保证高度灵活生产的条件下也不会与喷房壁干涉。此外，发那科机器人具

有非常便捷的工艺控制，可以实现对喷涂参数的无级调整，在生产过程中可修改

喷涂参数手腕动作灵活，高加速度，对提高小型工件喷涂节拍非常高效和同类型

机器人相比，发那科机器人采用独有的铝合金外壳，机器人重量轻、加速快、日

常维护方便。

3.本田公司的机器人应用

日本汽车巨头之一本田公司通过采用机器人、无人搬运机、无人工厂等先进

技术和产品，加之采用新技术减少喷漆次数、减少热处理工序等措施把生产线缩

短了 40%，并通过改变车身结构设计把焊接生产线由 18 道工序减少为 9 道，建

成了世界最短的高端车型生产线。日本政府近期加大了对 3D 打印机等尖端技术

的财政投入。2014 年，日本经济产业省继续把 3D 打印机列为优先政策扶持对象，

计划当年投资 45 亿日元，实施名为“以 3D 造型技术为核心的产品制造革命”的

大规模研究开发项目，开发世界最高水平的金属粉末造型用 3D 打印机。

综上所述，全球已经拉开“先进制造”新工业革命的大幕：德国产学研推动

升至国家战略；美国政府战略推动创新，积极实施工业互联网；日本人工智能是

突破口，且各国巨头企业推进，积极落实。具体来看各国工业 4.0 战略重点如下：

图表 9：国际主要国家工业 4.0 战略规划

国家政府规划战略重点

德国《高技术战略 2020》工业 4.0 成为新一代工业生产


17

国家政府规划战略重点

技术的供应国和主导市场

美国

《重振美国制造业框架》

《先进制造伙伴计划》

《先进制造业国家战略计划》

再工业化、工业互联网侧重

“软”服务，用互联网激活传

统工业，保持制造业的长期竞

争力

日本 “以 3D 造型技术为核心的产

品制造革命”

人工智能、智能化生产线和 3D

造型技术

数据来源：互联网国金证券研究所


18

第 2 章我国先进制造业发展思路和实现路径

2.1 我国制造业发展现状及存在的问题分析

我国是制造大国，据国家统计局数据，2013 年我国装备制造业产值规模突

破 20 万亿元，年均增长 17.5%，是 2008 年的 2.2 倍，占全球装备制造业的比重

超过 1/3，稳居世界首位。我国多数装备产品产量位居世界第一：2013 年发电设

备产量 1.2 亿千瓦，约占全球总量的 60%；造船完工量 4534 万载重吨，占全球

比重 41%；汽车产量 2211.7 万辆，占全球比重 25%；机床产量 95.9 万台，占全

球比重 38%。2014 年 12 月中国在制造业采购经理指数（PMI）为 50.1%，继续微

高于临界点，表明我国制造业保持稳定运行的基本态势，但增长动力仍显不足。

我国不是制造强国。中国制造总体还处于国际产业链的中低端，许多工业品

产量居世界前列，但核心部件和重大装备严重依赖进口。主要原因有：（1）我

国制造业增长率只有 26.5%，远低于发达国家的 35%-40%的水平。我国制造业单

位增加值能耗是日本的 9 倍、德国的 6 倍、美国的 4 倍；（2）核心技术体系缺

失，80%以上的高端技术依赖从国外进口；（3）在国际产业分工体系中，我国制

造产品多处于“制造-加工-组装”这个微笑曲线的价值最低环节。因此，国内制

造业产业转型升级迫在眉睫，先进制造业已经成为我国新的经济增长点。

2.2 大力发展先进制造业迫在眉睫

2.2.1 劳动力、能源等价格的上升导致成本优势消失

随着“人口红利”高峰将过导致的劳动力成本优势下降，能源价格一再高企、

工业用地价格攀升等因素构成我国制造业优势的消失。目前，我国制造业劳动力

成本增长快，但劳动生产率依然低下：中国制造业小时人工成本约为 3 美元左

右，而美国制造业小时人工成本在 35 美元左右。从数量看，我国仍具有较为明


19

显的优势。但从发展趋势看，2004-2013 年，我国制造业小时人工成本增长超过

200%，年均增速超过 10%；而同期，美国增长幅度仅为 27%，年均增速不足 3%。

从绝对量来看，目前我国制造业劳动生产率不足美国的 10%，特别在高端制造领

域，美国劳动生产率是我国的 20 倍以上。从增长趋势来看，2004-2014 年，中

国制造业劳动生产率提高 100%以上，低于制造业工资成本增幅；美国制造业劳

动生产率年均增速接近 5%，高于劳动力成本增长速度。

图表 10：1984-2012 年我国制造业平均工资及增速（单位：元/年，%）

资料来源：国家统计局课题组整理

另一方面，土地资源、能源等价格的提升也带动制造业成本上升。高盛在其

2013 年前景展望中指出，美国的可开垦土地面积比中国多出 5.3 倍，水资源是

中国的 4.6 倍。2004-2013 年，我国工业用电价格上涨了 66%（2013 年我国工业

平均电价 0.58 元/度，比美国高出 30%左右），工业天然气价格上涨了 138%；而

美国的页岩油气革命使则其能源价格出现下降。

2.2.2 国际制造业未来发展趋势的必然选择

世界制造业未来将逐渐呈现数字化、智能化、绿色化及服务化。从生产手段


20

看，数字化、智能化的技术和装备将贯穿于产品的全生命周期。随着信息技术的

发展以及信息化普及水平的提高，网络技术、数字技术和智能技术日益渗透融入

到产品研发、设计、制造的全过程，推动产品的生产过程产生了重大变革。国际

机器人联合会数据显示，目前全球制造企业在生产过程中所使用的机器人总数已

经超过百万台。同时，云计算等新技术和新平台不断涌现，全球的产业链、创新

链的运转更为高效，异地设计、就地生产的协同化生产模式已被企业所广泛接受

和采用。

从发展模式看，绿色化、服务化日渐成为制造业转型发展新趋势。生态环境

与生产制造的矛盾日益激化，推动了全球工业设计理念的革新和传统技术的改造

升级，以实现资源能源的高效利用和对生态环境破坏的最小化。同时，服务化也

已经成为引领制造业产业升级和保持可持续发展的重要力量，是制造业走向高级

化的重要标志之一，制造业的生产将从提供传统产品制造向提供产品与服务整体

解决方案转变，生产、制造与研发、设计、售后的边界已经越来越模糊。

2.2.3 国际形势倒逼我国制造业的转型升级

综合以上分析，国际发达国家纷纷部署“工业 4.0”，试图抢占 21 世纪世

界制造业制高点；同时，中国制造业的低成本竞争优势正在逐步丧失，温和的薪

酬增长、高效的生产技术、低廉的能源价格以及美元汇率走低使得中美两国制造

业的“成本竞争力”越来越近。同时在整个东南亚地区，中国仅比印度、泰国等

国家的整体竞争水平略高，尚无法与日本、韩国在高端制造业和制造业的高端转

移环节形成优势竞争格局。日本与韩国的竞争力体现在包括劳动力素质和整体商

业环境上，而在劳动力工资水平方面，受到更低人力成本的越南、印尼、印度、

泰国等国家的竞争冲击，我国在劳动密集型制造业的竞争中将难以与这些国家抗

衡。因此，转型升级是我国制造业未来捍卫“制造强国”地位的必然选择！


21

2.2.4 实施创新驱动发展战略的重要抓手

先进制造业是科技创新的重要载体，是创新最为集中最为活跃的领域，也是

创新应用最丰富的领域。先进制造业是技术创新的主要承担者，是创新成果最为

集中的领域。我国在高性能计算、载人航天、纳米科学、量子信息、生命科学等

前沿领域取得的一系列重大创新成果多数属于先进制造业；先进制造业的企业创

新具有技术更密集、竞争性更强、产业链更长、集中度更高的特征，是国家创新

力的重要象征。只有坚持把发展先进制造业与建设创新型国家统一起来，才能筑

牢我国参与全球竞争的根基。因此，发展先进制造业是实施创新驱动发展战略、

提升国家竞争力的重要抓手。

2.3“中国制造 2025”发展思路与策略

面对国外形势，遵循制造业发展趋势，为把我国建设成为引领世界制造业发

展的“制造强国”，我国制定“工业 4.0”的规划是“中国制造 2025”，是我国

实施“制造强国”的第一个十年的行动纲领。

2.3.1 战略目标

“中国制造 2025”规划指出，立足国情，立足现实，力争通过“三步走”

实现制造强国的战略目标。在两化深度融合的推进中，以智能制造为主攻方向，

力求在制造业的自动化、数字化、智能化方面取得突破，扇形牵动制造业两化深

入融合，面上取得成效。具体分三步走：

第一步：力争用十年时间，迈入制造强国行列。

到 2020 年，基本实现工业化，制造业大国地位进一步巩固，制造业信息化

水平大幅提升。掌握一批重点领域关键核心技术，优势领域竞争力进一步增强，

产品质量有较大提高。制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展。重点行业

单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放明显下降。


22

到 2025 年，制造业整体素质大幅提升，创新能力显著增强，全员劳动生产

率明显提高，两化（工业化和信息化）融合迈上新台阶。重点行业单位工业增加

值能耗、物耗及污染物排放达到世界先进水平。形成一批具有较强国际竞争力的

跨国公司和产业集群，在全球产业分工和价值链中的地位明显提升。

即力争在 2025 年前，进入制造强国的第二方阵，完成数字化和自动化的转

型升级。

第二步：到 2035 年，我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平。创

新能力大幅提升，重点领域发展取得重大突破，整体竞争力明显增强，优势行业

形成全球创新引领能力，全面实现工业化。即力争在 2035 年前，跻身制造强国

第二方阵的前列，完成智能制造、绿色制造和服务型制造的转变。

第三步：新中国成立一百年时，制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世

界制造强国前列。制造业主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，建成全球

领先的技术体系和产业体系。即在 2050 年前，中国进入制造强国的第一方阵。

图表 11：“中国制造 2025”的三步走战略

资料来源：中国机械联合会专家委员会东方证券研究所


23

2.3.2 发展重点

“中国制造 2025”指出实现制造强国的战略目标，必须坚持问题导向、统

筹谋划、突出重点；必须凝聚全社会共识，加快制造业转型升级，全面提高发展

质量和核心竞争力。主要内容有：

（1）提高国家制造业创新能力，包括加强关键核心技术研发；提高创新设

计能力；推进科技成果产业化；完善国家制造业创新体系；加强标准体系建设；

强化知识产权运用。

（2）推进信息化与工业化深度融合，包括研究制定智能制造发展战略；加

快发展智能制造装备和产品；推进制造过程智能化；深化互联网在制造领域的应

用；加强互联网基础设施建设。

（3）强化工业基础能力，包括统筹推进核心基础零部件（元器件）、先进

基础工艺、关键基础材料和产业技术基础（统称“四基”）的发展；加强“四基”

创新能力建设；推动整机企业和“四基”企业协同发展。

（4）加强质量品牌建设，包括推进先进质量管理技术和方法；加快提升产

品质量；完善质量监管体系；夯实质量发展基础；推进制造业品牌建设。

（5）全面推行绿色制造，包括加快制造业绿色改造升级；推进资源高效循

环利用；积极构建绿色制造体系。

（6）大力推动重点领域突破发展，包括新一代信息技术、高端装备、新材

料、生物医药等战略重点领域，引导社会各类资源集聚，推动优势和战略产业快

速发展。

（7）深入推进制造业结构调整，包括持续推进企业技术改造；移步化解产

能过剩矛盾；促进大中小企业协调发展；优化制造业发展布局。

（8）积极发展服务型制造和生产性服务业，包括加快制造与服务的协同发

展，推动商业模式创新和业态创新，促进生产型制造向服务型制造转变；大力发


24

展与制造业紧密相关的生产性服务业，推动服务功能区和服务平台建设。

（9）提高制造业国际化发展水平，包括提高利用外资与国际合作水平；提

升跨国经营能力和国际竞争力；深化产业国际合作。

2.3.3 实现路径

综合分析“中国制造 2025”，第一个十年（2015-2025）推进智能制造的着

力点在于：（1）从单机自动化走向智能化工厂，提高某一领域产业效率和竞争

力；（2）发展系统集成商（智能工厂总包商），创新制造模式，实现制造业升

级；（3）在智能装备制造领域，扶持本土品牌，发展数控系统、传感器、工业

机器人等关键硬件。

图表 12：“中国制造 2025”的实现路径

资料来源：中国机械联合会专家委员会东方证券研究所

2.4 国内典型企业的案例分析

海尔集团是我国“工业 4.0”战略的先行者，且在全球范围内，海尔对“工

业 4.0”战略的探索和实践也是超前的。海尔互联网工厂将用户、模块商和工厂

等要素，用开放平台的方式聚集到一起，这种制造逻辑重塑的思路给家电行业乃


25

至其他行业的转型升级提供经验。

2.4.1 海尔“家电工业 4.0”的界定

海尔集团确定，工业 4.0 的本质就是互联工厂，通过互联实现从大规模制造

向大规模个性化定制的转型，全球用户可以在任何时间、任何地点通过移动终端

定制个性化产品，全流程参与设计、制造过程，满足用户全流程最佳体验。互联

工厂的一端把用户吸引到海尔的平台上，另一端把全球智力资源、模块资源也吸

引到他们的平台上，实现全流程信息互联。

主要呈现三个基本特征：

（1）从用户角度出发，用户全流程参与，实现用户个性化定制的可视化；

（2）实时的互联：从用户到产品研发、到供应商、到供应链全流程整合；

（3）自动化生产与用户个性化结合，由为库存生产到为用户创造。

2.4.2 海尔“家电工业 4.0”的实施

海尔集团早在 2012 年就开始了互联工厂的实践，致力于打造按需设计、按

需制造、按需配送的体系。为实现从大规模制造向个性化定制的转型，企业必须

转型为开放的平台，以模块化为基础的互联工厂是为用户提供个性化定制体验的

“主体”，而用户交互定制平台和模块商资源平台为用户提供个性化定制体验的

“两翼”。2015 年 3 月，在上海家博会期间，海尔集团对外公布了工业 4.0 战

略的实践，并同时上线了用户交互定制平台和模块商资源平台。当前，海尔集团

已在四大产业建成工业 4.0 示范工厂，包括沈阳冰箱互联工厂（全球家电业第一

个智能互联工厂)、郑州空调互联工厂（全球空调行业最先进的互联工厂)、滚筒

洗衣机互联工厂、青岛热水器互联工厂,互联工厂已初具雏形。其中全球首台定

制空调已经在郑州互联工厂下线。

1.用户交互定制平台——众创汇

众创汇是海尔互联工厂运营的第一个平台，属于用户交互定制平台。在这个


26

平台上，海尔与用户能够零距离对话，用户可参与个性化定制，可通过多种终端

查看产品“诞生”的整个过程，如定制内容、定制下单、订单下线等 10 个关节

性节点，产品生产过程都在用户“掌握”中。用户交互定制平台的上线意味着用

户不再是产品的旁观者，而是可以全流程参与其中，开启了人人自造时代。

图表 13：海尔集团“众创汇”用户交互定制平台

资料来源：东方证券研究所

2.模块商资源平台——海达源

海达源是海尔集团互联工厂运营的第二个平台，属于模块商资源平台。该平

台是全球家电业第一家为供应商提供在线注册、直接对接用户需求的零距离平

台。该平台具备开放、零距离、用户评价、公开透明四个特征，可以推动全球一

流模块商资源自注册、自抢单、自交互、自交易、自交付、自优化。与传统“零

组件采购-订单销售”模式相比，模块商的注册、响应需求、方案选择结果、评

价结果等全过程都将在平台上公开公示，考核模块商的主体不再是企业，而是用

户。

目前该平台已经完成自注册模块商3700多家，平台上交互的2000多个方案，


27

为用户提供了最佳体验。模块商资源平台将企业与模块商传统的价格博弈关系转

变为共创共赢关系，双方共同致力于提供满足用户需求的产品解决方案。海尔集

团这一创新给现场近千名模块商带来了强烈冲击，他们纷纷表示，必须快速转变

经营模式，从零部件商升级为模块商，与用户共同设计创造产品，才能获得更大

的增值空间。

图表 14：海尔集团“海达源”模块商资源平台

资料来源：东方证券研究所

综合分析，海尔集团实践互联工厂战略的必要条件是工厂的模块化、自动化、

智能化，有效提升效率；充分条件是用户能够无障碍参与产品设计、供应链管理、

营销等流程中。互联工厂的最终指向是构建大规模个性化定制模式，创造最佳用

户体验。因此，海尔互联工厂的架构构建了一张动态抓取用户需求、快速整合全

球最优资源的强大网络，将碎片化、个性化的用户需求与智能化、透明化的制造

体系高效对接起来，是对“中国制造 2025”战略的率先实践，具有较大的参考

价值。


28

第 3 章深圳先进制造业发展基础与面临形势分析

3.1 发展基础

3.1.1 深圳未来经济发展的重要支柱

据深圳市科技创新委数据统计，2014 年，深圳市全年先进制造业产值为

728.5 亿元，占高新技术产业的 4.68%；2015 年 1-4 月产值为 208.31 亿元，与

上年同期相比增长 6.29%，占高新技术产业的 4.62%。

图表 15：2014 年 1-4 月-2015 年 1-4 月深圳先进制造业产值规模（单

位：亿元）

资料来源：深圳市科技创新委课题组整理

3.1.2 产业细分领域优势显著

深圳在汽车装备、通讯设备、仪器仪表、数字医疗设备、现代焊接装备、光

学设备、物流装备等行业领域，具有较强实力，形成了一批国内领先的企业及产

品。


29

在汽车装备领域，深圳新能源汽车保有量全球第一，目前已拥有新能源汽车

的完整产业链，拥有比亚迪、五洲龙、陆地方舟等多家节能与新能源汽车企业。

比亚迪已研制出拥有自主知识产权的多款电动汽车、整车以及发动机等关键零部

件。

在通讯设备领域，深圳是全球最大的通讯装备生产基地，涌现出华为、中兴

等一批产值较大的本土企业。2013 年，华为全年销售收入达 2400 亿元人民币，

成为全球最大的通讯设备供应商。此外，富士康、三星、伟创力等世界著名企业

在深圳均设有通讯装备生产基地。

在仪器仪表领域，电子测量仪表和电工仪表产业规模位居全国第二。在国内

外市场上形成了一批特色的、有竞争力的名牌产品和极具活力的企业，如科陆电

子、开发科技、浩宁达、思达的电子式能源计量仪表，华谊、优利德、胜利高的

数字万用表、钳形表、兆欧表，建恒的超声流量计，新三思的电子万能试验机。

在数字医疗设备领域，深圳医疗器械年产值保持了 20%以上的增长幅度，至

2013 年，总产值超过人民币 230 亿元。涌现出迈瑞、理邦、先健、安科等国内

医疗器械优秀企业。其中，深圳迈瑞已发展为国内最大的医疗器械生产商和出口

商。

在现代焊接装备领域，深圳半导体焊接装备和线路板焊接装备、激光焊接装

备国内名列前茅，大族光电、日东半导体的半导体焊接机均达到世界先进水平；

劲拓、埃塔、广晟德等二十余家线路板波峰焊，回流焊设备制造企业产量占国内

60%；深圳激光焊接机产量占国内同行行业产量的 50%。

在光学设备领域，深圳拥有亚洲产量规模最大的 LED 发光二极管生产商科

信，国内规模最大的工业制造在离线检测制造商日联科技，国内最大的电源装备

供应商茂硕，同时深圳已发展成为国内第二大激光制造基地和国内规模最大的激

光 3D 打印设备制造地。大族激光是世界主要的激光加工设备生产厂商之一，国


30

内激光设备占有率第一。

在物流装备领域，目前深圳物流产业的规模仅次于上海，稳居全国第二，物

流运作效率已接近中等发达国家水平。深圳拥有全球唯一全系列集装箱产品供应

商中集，自 1996 年以来一直保持集装箱产量世界第一，登机桥产品综合实力位

列全球行业第一，还拥有全球最先进的仓储设备生产企业日东发展，和国内知名

的光机电一体化物流成套输送设备供应商天和双力。

3.1.3 产业规模集聚趋势突显

深圳是国内先进制造产业最具规模的地区之一，华为、中兴、研祥、比亚迪、

中集等一批先进制造跨国企业的崛起，带动了数万家创新型中小企业的快速发

展，形成一批具有影响力的先进制造产业集群。如全球最大的通讯装备生产基地、

全球最大的金属集装箱生产基地、全球最集中的复印机、打印机生产基地、全球

最大的安防产品生产制造基地、国内最大的压铸机生产基地和微电机生产基地。

深圳是中国钟表制造的核心地带，汇聚了钟表行业近 80%的生产能力。深圳是全

国“模具之都”，模具产量约占全国的 40%。深圳黄金珠宝首饰产品占全国 70%

以上的市场份额。深圳先进制造产业基地集聚水平高，规模大，极大地推动了全

市先进制造业的发展，促进了整个行业技术进步和产业结构调整。

3.1.4 产业创新载体不断完善

深圳市建有中国科学院深圳先进技术研究院、北大深圳研究生院、清华深圳

研究生院、哈工大深圳研究生院、南方科技大学、深圳大学等高水平研究机构。

与境内外著名大学合作建立的研究生院和虚拟大学园发展良好，“深港创新圈”

建设进一步深化，深圳高新区成为国家创建世界一流高科技园区的试点园区。深

圳市“孔雀计划”的实施，吸引了大批海外高层次创新创业人才和团队来深圳发

展，推动了深圳市先进制造领域科技创新和人才队伍建设。


31

3.2 面临形势

3.2.1 国际竞争加剧

从国际看，金融危机使工业发达国家重新重视实体经济发展，提出了“再工

业化”、低碳经济、下一代新能源等发展路线，瞄准高端制造领域，瞄准新兴产

业，谋求塑造新的竞争优势。美国、日本、德国、法国、意大利和英国等工业发

达国家控制着高端产品和关键核心技术，在先进制造领域优势明显，占世界先进

制造业份额的 70%，在较长时期内，其他国家难以超越。对我国高端装备的未来

发展构成激烈竞争，而且还将对已经形成优势的产品造成市场空间挤压。

发达国家主导的全球产业链分工深度调整。全球化生产方式和跨国公司对价

值链的控制，要求深圳先进制造业必须改变加工装配等低端环节比重偏大的局

面，充分利用国际国内各类要素资源，积极参与国际交流和合作，优化在国际分

工中的地位，增强自主创新能力。

3.2.2 国内前景广阔

我国虽然是制造大国，但还不是制造强国；制造技术基础薄弱，创新能力不

强；总体上还处于国际产业链的中低端，许多工业品产量居于世界前列，但核心

部件和重大装备依赖进口。国内制造业产业转型升级迫在眉睫，先进制造业已经

成为我国新的经济增长点。

巨大的内需市场成为先进制造业快速增长的有力支撑。传统产业转型升级、

战略性新兴产业及未来产业的发展对先进制造业提出了更高要求，同时提供了新

的市场空间。

系列重大措施的实施为先进制造业发展提供了有力保障。国家相继颁布和出

台《国务院关于加快振兴先进制造业的若干意见》、《高端装备制造业“十二五”

发展规划》、《智能制造科技发展“十二五”专项规划》以及广东省出台的《广

东省先进制造业重点产业发展“十二五”规划》等一系列扶持先进制造业政策措


32

施，为先进制造业加大研发投入，加快研发新产品、新工艺和新技术提供了条件，

为深圳先进制造业持续、快速、健康发展提供了强有力的政策保障。

3.2.3 深圳形势迫切

深圳先进制造业正面临着由产业需求拉动带来的巨大机遇。战略性新兴产业

及未来产业的发展势必拉动深圳先进制造业的增长需求；制造业与服务业融合发

展的趋势，将拉动与智能装备制造相关的增值服务业快速发展，引领深圳先进制

造业向价值链高端环节延伸；传统制造业转型升级将拉动智能装备与机器人产业

飞速发展。

同时，深圳先进制造业也面临着劳动力成本上升、利润下滑以及自身技术和

产业发展基础不足带来的挑战。目前，先进制造装备的某些关键基础零部件和核

心技术仍受制于国外；在上游核心零部件研制，下游生产性服务等产业链高端环

节基础较为薄弱；先进制造领域的产学研合作平台及技术创新载体缺乏，资源整

合力度与共享程度不高。

因此，深圳必须科学判断和准确把握发展趋势，充分利用各种有利条件，克

服自身产业短板，抓住全球经济分工调整的重要战略机遇期，推进智能化与工业

化深度融合，提高深圳制造业创新能力和附加值，在先进制造领域实现新突破。


33

第 4 章深圳先进制造业的发展思路及重点

4.1 总体思路及发展目标

4.1.1 总体思路

立足于国内外技术前沿与制造业发展趋势，在关键核心领域重点突破一批共

性技术，研制出一批低能耗、高附加值的产品，鼓励创建自主品牌，强化自主知

识产权培育和保护。支持国际化创新模式和新商业模式发展，对全市先进制造领

域的资源和劳动要素进行优化整合，以技术创新为引导，实现制造业向服务型、

智能化、网络化、数字化的转变，探索制造模式与金融创新的融合发展。

将产业布局和先进制造业结构战略性调整结合起来，强化专业化分工与协

作，推动企业集聚、资源共享、整体优化。在大力提高先进装备制造能力、关键

核心技术创新力、以及高附加值产品开发能力的同时，大力发展生产服务业，推

动先进制造业分工细化和服务外包，加快向研发设计和销售两端延伸，积极推进

提供整体解决方案、设备维修改造、融资租赁、试验检测等增值服务，促进企业

由设计制造向生产服务转变。

形成政府引导、企业主导、科研院所与大专院校协同的创新体系，实现技术

突破，优化产业布局，引导产业集聚，健全产业链，支持在共性技术领域具有优

势的企业及研究机构，自主开展攻克核心和关键共性技术，鼓励创建自主品牌，

强化自主知识产权培育，同时鼓励企业积极开展对国内外先进和成熟的技术的引

进、消化吸收、再创新，带动深圳先进制造产业链整体向高端化发展。

4.1.2 发展目标

进一步突出创新科技体制机制，坚持科技引领城市转型发展，增强产业核心

竞争力，实现科技创新质量大幅跃升。初步建成创新能力突出、产业结构优化、

发展规模集群化、竞争力强的先进制造业体系，使深圳成为以智能化装备、机器


34

人和可穿戴设备为特色的国际化先进制造基地、创新基地和服务基地。

1.突破关键共性技术

加强关键零部件制造、人机协作、系统集成等关键共性技术研发，实现智能

制造装备、节能环保和安全生产装备、航空精密制造、高端医疗器械制造等核心

装备快速突破，提高传统制造业信息化水平，打破国外技术垄断，取得一批自主

知识产权。

2.优化升级产业结构

深化信息技术集成应用，促进生产型制造向服务型制造转变，进一步优化产

业结构，推进信息技术与先进制造技术的深度融合，提高高端装备制造业占全市

先进制造业的比重；进一步提高企业的服务型制造能力，提高大型先进制造企业

服务性生产业务收入占其销售收入的比重，积极推进信息服务、现代物流、商务

会展等生产服务业加速发展，提高先进制造生产性服务业销售收入占高端装备制

造业销售收入的比重。

3.积极培育骨干企业

更加突出大企业集团产业主导地位，引导企业不断优化产品结构，逐步向低

能耗、绿色环保、高附加值的新领域方向发展。支持大型制造企业加快战略性调

整与重组，推动跨地区、跨行业、跨所有制兼并与联合，发展一批具有国际竞争

力、主导产品优势突出、具有总成套装备制造能力的行业骨干企业，以点带面，

促进先进制造产业的发展。

4.科学扩大产业规模

以市场需求为导向，围绕电子行业专用设备、运动控制系统及自动化设备、

机器人及智能制造装备、可穿戴式装备、高端医疗设备等核心领域启动一批重大

项目，培育一批新的经济增长点，促进先进制造产业链整合和价值提升，在我市

形成竞争力强、分工明确、特色鲜明的先进制造产业集群，建成世界领先的先进


35

制造产业基地，推动我市经济平稳较快发展。

4.2 发展重点

瞄准国际先进制造业发展前沿与趋势，结合国家、广东省和深圳市重大战略

布局与需求，基于深圳产业基础和特色，在核心技术研发、行业应用突破等方面

选取有优势、有需求、有潜力的重点发展领域，形成与国内重点城市错位发展、

优势互补的产业格局，推动产业升级。

4.2.1 重点发展领域

1. 智能装备

智能装备是具有感知、决策、执行功能的各类制造装备的统称。大力培育和

发展智能制造装备产业，推进先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度

融合，提高深圳市制造业创新能力和附加值，推动战略性新兴产业发展和传统制

造业转型升级。

发展思路：围绕智能制造装备，重点发展智能共性核心技术，提升关键基础

零部件、元器件和通用件的自主设计制造水平，重点推进智能控制系统，智能机

床，智能专用装备，自动化成套装备的发展，实现生产过程自动化、智能化、精

密化、绿色化，带动先进制造业整体技术水平的提升。

——关键基础件及通用件

重点发展智能制造工艺技术、元件及系统可靠性、稳定性技术。以深圳智能

装备领域亟需的关键基础件及通用件为导向，研究开发全数字交流伺服电机、直

线电机的设计制造及驱动技术，精密丝杠导轨、高可靠性液压、气动、密封元件

及精密模具设计制造及检测技术。

至 2020 年，上述关键基础件及通用件包括精度、性能、寿命和可靠性达到

国际先进水平，并具备自主知识产权。


36

——智能化数字装备

重点发展智能机床、微电子及光电子装备、智能测控装置、新材料精密加工

装备、新能源与环保装备、海洋工程装备、智能交通装备，电子装配、印刷、钟

表、服装、珠宝首饰加工等智能专用装备，打造产业链，完成整机集成研发技术，

形成智能装备研发体系。

至 2020 年，研发一批国际先进水平的智能化数字装备，打破国外产品的垄

断，提升国际竞争力，部分装备的技术水平进入国际先进水平行列，培育 2-3

家具有国际竞争力的骨干企业。

——智能化成套装备

重点发展电子制造自动化成套装备，工业机器人及自动化柔性生产线，自动

化物流成套装备，动力电池成套装备，电动汽车自动化成套装备，海水淡化成套

装备，传统产业制造自动化成套装备等，实现生产过程数字化、柔性化、智能化，

推进示范应用，加快产业化。

至 2020 年，通过技术创新，研发一批国际先进水平的重大智能制造成套装

备，培育一批具有自主知识产权、自主品牌和国际竞争力的重点企业。


37

图表 16：智能装备领域技术路线图

智能共性核心技术实现突破，具有自主设计研发能力，达到国际先进水平，为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。

关键基础件及通用件包括精度、性能、寿命和可靠性达到国际先进水平，并具备自主知识产权。

通过技术创新，研发一批国际先进水平的重大智能制造成套装备，培育一批具有自主知识产权、自主品牌和国际竞争力的重点企业。

发展主题关键技术、装备 2020年发展目标

智能共性核心技术

关键基础件及通用件

智能化数字装备

智能化成套装备

研发一批国际先进水平的智能化数字装备，打破国外产品的垄断，提升国际竞争力，部分装备的技术水平进入国际先进水平行列，培育2-3家具有国际竞争力的骨干企业。

2015 2018 201920172016

模块化嵌入式控制系统设计技术;低功耗RFID芯片设计制造技术

高精度机器视觉伺服定位技术

3D扫描技术

精密运动控制技术；高可靠智能控制技术

精密成形技术；微机电系统（MEMS）技术

虚拟样机技术；实时通信网络技术

智能制造工艺技术、元件及系统可靠性、稳定性技术

精密模具设计制造及检测技术

精密丝杠、导轨、高可靠性液压、气动和密封元件

全数字交流伺服电机、直线电机的设计制造及驱动技术

智能机床；微电子及光电子装备

智能测控装置

新材料加工装备；新能源装备

海洋工程装备；智能交通装备

电子装配、印刷、钟表、服装、珠宝首饰加工等智能专用装备

电子制造自动化成套装备

工业机器人及自动化柔性生产线

动力电池成套装备;电动汽车自动化成套装备

海水淡化成套装备

传统产业制造自动化等成套装备

2020

资料来源：课题组

2. 机器人

大力发展机器人产业，推动工业机器人、服务机器人和特种机器人的应用创

新，提高深圳制造的产业竞争力，发展高附加值、绿色制造的战略新兴科技产业。

发展思路：围绕机器人产业，重点发展柔性智能控制、高精度精细操作、高

灵敏的介入感知和友好人机交互等机器人共性关键技术，结合深圳制造产业链优

势，开发一批具有自主知识产权的核心关键零部件和软件平台，重点推进工业机

器人和医疗服务机器人产业示范和应用。

——工业机器人


38

重点发展自适应柔性控制技术、低功耗嵌入式控制器技术、高速并联装置控

制技术、高速视觉处理技术、实时检测技术、自主规划与学习技术等一批共性核

心关键技术，研发一系列具有自主知识产权的工业自动化控制装备、智能交通环

境监测装备和工业自动化辅助装备等机器人产品。

至 2020 年，突破上述共性核心关键技术，研发的工业机器人产品达到国际

先进水平，大幅提高机器人的可靠性和软件的稳定性，加快机器人的标准化和产

业化，提高深圳制造的产业竞争力。

——服务机器人

重点发展人机安全控制技术、精细介入感知技术、快速个性化组织建模与治

疗、高端医疗影像、人机交互与大数据云处理技术、微创可视化技术、操作力反

馈技术及量化诊疗与培训技术等一批共性核心关键技术，研发一批具有自主知识

产权的服务机器人产品，重点发展医疗、教育等服务机器人产业。

至 2020 年，突破上述共性核心关键技术，重点研发康复医疗、介入手术和

骨科手术等高端医疗服务机器人及教育娱乐等服务机器人，并促使其性能达到国

际先进水平，推动服务机器人标准和规范实施，并结合深圳医疗器械产业的基础，

完成临床实验和应用示范。

——特种机器人

重点发展实时定位与导航技术、机器人自主学习和规划技术、实时检测技术、

远程无线传输、动力电池技术、低功耗大扭力电机技术、环境建模技术和实时通

讯技术等一批共性核心关键技术，研发一批具有自主知识产权的特种服务机器人

产品。

至 2020 年，突破上述共性核心关键技术，研发智能电网、核电工业、室外

探测与救灾等领域特种机器人产品，促使达到国际先进水平，开发具有自主知识

产权的专用模块，推动深圳市机器人在民生方面的应用示范。


39

图表 17：机器人领域技术路线图

突破上述共性核心关键技术，研发的工业机器人产品达到国际先进水平，大幅提高机器人的可靠性和软件的稳定性，加快机器人的标准化和产业化，提高深圳制造的产业竞争力。

重点研发康复医疗、介入手术和骨科手术等高端医疗服务机器人及教育娱乐等服务机器人，并促使其性能达到国际先进水平，推动服务机器人标准和规范实施，并结合深圳医疗器械产业的基础，完成临床实验和应用示范。

发展主题关键技术、装备 2020年发展目标

工业机器人

服务机器人

特种机器人

研发智能电网、核电工业、室外探测与救灾等领域特种机器人产品，促使达到国际先进水平，开发具有自主知识产权的专用模块，推动深圳市机器人在民生方面的应用示范。

运动规划、自适应柔性控制技术

自主规划与学习技术

高速视觉处理技术

高速并联装置控制技术、低功耗嵌入式控制器技术

实时检测技术

遥操作、远程控制和安全控制技术

介入手术精细感知技术、操作力反馈技术

快速个性化组织建模与治疗

高端医疗影像、微创可视化技术、

人机交互与大数据云处理技术、量化诊疗与培训技术

环境建模技术、实时定位与导航技术

机器人自主学习和规划技术

实时检测技术

远程无线传输、实时通

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深圳先进制造技术与产业发展研究 报告（2014年） - szstic.sz.gov.cn/kjfw/rkx/rkxcgsjk/201711/P... · 2018. 8. 22. · 深圳先进制造技术与产业发展研究报告（2014）

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