近年來隨著經濟快速增長、國內勞動年齡人口數量下降,勞動力供給拐點已經出現,人口紅利逐步消失。據國家統計局資料顯示,中國15-64歲勞動年齡人口比重自2011年開始下降,15-64歲人口絕對數量也自2014年進入下降階段,2018年15-64歲人口較2013年峰值累計減少約1200萬人。這種人口轉變趨勢在勞動力市場上反映為勞動力短缺、企業招工難、招工貴等現象。
勞動力成本不斷上升催生了“機器換人”需求
隨著勞動年齡人口的逐漸減少,國內製造業(規模以上單位)職工平均工資也不斷提升,國家統計局資料顯示2018年中國國內製造業(規模以上單位)就業人員年平均工資為6.5萬元,2013~2018年複合增長率為8.5%,製造業企業用工成本處於快速提升階段。勞動力成本上升直接影響了製造業企業的健康發展和利潤水平,自動化程度較低的勞動密集型生產企業人力成本日益增加,以自動化裝置代替人工的需求迫切,在此背景下中國工業機器人市場進入了快速崛起。另一方面,自2012年以來全球工業機器人均價總體呈現穩中有降的趨勢,人力成本上升疊加機器人成本下降,“機器換人”的經濟性也逐漸凸顯。
長期來看,中國人口老齡化、勞動年齡人口數量減少等問題依然嚴峻
人口結構的變化或將成為中國智慧製造升級的長期驅動因素。據聯合國人口司預計,2020~2050年中國15-64歲勞動年齡人口的絕對數量和人口比重仍將會持續下降,65歲及以上老齡人口及佔比則將不斷攀升。隨著社會人口老齡化問題的日益突出和年輕一代觀念意識的轉變,勞動力市場成本逐漸攀升或將成為難以避免的大趨勢,製造業利用廉價勞動力競爭的模式亟待改變。在此背景下,我們認為2020~2050年機器替代人工或將成為確定性較高的長期發展趨勢,國內對自動化、智慧化裝置的需求有望持續提升。
伴隨技術發展,工業機器人對製造業的影響由“機器換人”變為“智慧製造”
“機器換人”過程中工業機器人對企業的積極影響顯著。縱觀發達國家工業化程序,自動化裝置作為提高生產效率的關鍵手段,其與工業製造技術相結合,在傳統裝備製造業生產方式的革命性變革程序中起到至關重要的作用。與人工相比,自動化製造裝置具有工作效率高,製造精度高等特點,隨著企業人工成本的不斷上升,智慧製造裝置在幫助企業最佳化生產、提高產品質量的同時,幫助企業降低了運營成本,提升了利潤。
我們認為未來工業機器人將不再是孤立的存在,智慧製造裝備發展的趨勢方向是自動化、標準化、整合化和資訊化,依託工業機器人等核心裝備而形成的完整智慧工廠將包括:智慧倉儲系統、智慧搬運系統、智慧機械裝置、智慧感知網路和資訊整合平臺等。主要的變化有三方面:
1)智慧製造領域的技術不斷升級迭代,新技術方向為智慧製造透過感測、機器視覺等系統的應用,形成大資料的採集、反應和對未來的預測,在產品的開發和製造、產品的設計和製造、產品的質量和管理體系三方面形成有效閉環。
2)中國網際網路發展水平領先全球,大量終端消費需求已經或即將被網際網路化,這種趨勢下就會倒推企業加快製造端的網際網路化和智慧化改造,網際網路化的改造也是近年來智慧製造行業技術改進的重要方向。
3)在此基礎上,領先的業內企業正採用一系列的先進技術實現生產乃至整條供應鏈的數字化,構建數字化工廠、智慧工廠。這些技術包括大資料分析解決方案、端至端的實時規劃和互聯、自控系統、數字孿生等。憑藉這些技術,效率得以提升,企業能夠批次生產高度定製化的產品。
在“機器換人”的基礎上,技術的飛速進步正在為各行各業開啟“智慧製造”新需求。智慧化工廠可以解決工廠、車間和生產線以及產品的設計到製造實現的轉化過程,有效地降低了設計到生產製造之間的不確定性,提高產品的合格率和可靠性,縮短生產週期,實現效益最大化。在智慧工廠中,機器社群將自行組織,供應鏈將自動相互協調,未加工的產品將向機器傳送完成其加工所需資料,然後由後者將其變成商品,產品的開發和製造、產品的設計和製造、產品的質量和管理體系三方面形成有效閉環,各機器組直接在統一的資訊化系統排程下進行工作,生產效率將得以進一步提升。在未來的競爭中,業內領先的自動化裝置提供商將向數字化、資訊化領域拓展,向客戶提供整體智慧工廠規劃方案。
製造業企業智慧製造升級的典型案例:富士康深圳“熄燈工廠”。據工業富聯2018年報,在富士康熄燈工廠裡,需要一個將裝置與裝置、裝置與人、人與人連線的橋樑,富士康工業雲平臺(FiiCloud)承擔了溝通的橋樑。它將海量裝置連線至邊緣計算及雲端,目前已應用到表面貼裝、數控加工、機器人、組裝測試、環境資料採集等場景,目標是覆蓋全行業資料採集。同時使用機器人 感測器的模式,開發出機器人AI的自感知、自診斷、自修復、自最佳化、自適應功能,從而提高產品良率,降低成本浪費。富士康採集核心資料並向上延伸至雲網層、平臺層、應用層、資料安全等領域。以深圳“熄燈工廠”為例,透過改造,該生產線從318個工作人員降低到38個工作人員,生產效率提升30%,庫存週期降低15%。
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