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    中小型電機行業“十四五”發展戰略思考-II

    作者:電機控制器、直驅電機、驅動電機一體機、電主軸來源:本站閱讀次數:734【關閉本頁

    2021-03-15 08:44:02

    中小型電機行業“十四五”發展戰略思考-II

    一  行業發展指導思想、戰略和目標
    (一)  指導思想
    以供給側結構性改革為主線,以電機工業互聯網平臺為載體,以專用化、數字化、智能化、綠色化為引擎,推動產業鏈、供應鏈、價值鏈協同發展;以行業研發平臺為依托,以人才為牽引,以全面質量效益提升為目標,促進中小型電機行業高質量發展。

    (二)  發展戰略
    1  品牌引領戰略
    (1) 提升品牌意識。將品牌作為企業核心競爭力之一,加強品牌塑造與宣傳,提高品牌認知度,提高服務水平與能力。
    (2) 找準品牌定位。不斷提升產品和服務的質量與影響力,關注細分市場,保持產品及品牌在相關領域的領先地位。
    (3) 樹立品牌形象。通過高端及專用產品研發、產品質量提升、售后服務效率及水平提高、企業宣傳等方面的品牌建設過程,逐步擺脫同質、低價競爭模式。
    (4) 提升品牌價值。引導企業自覺加強質量品牌建設,以提升企業質量品牌競爭力和創造附加值的能力為重點,提升效益水平;積極培育國內知名并具有國際競爭力的品牌示范企業。

    2  數字化戰略
    工業互聯網作為數字化轉型的關鍵支撐力量,正在全球范圍內不斷顛覆傳統制造模式、生產組織方式和產業形態,推動傳統產業加快轉型升級、新興產業加速發展壯大。中國工業互聯網的應用和推廣已進入從試驗驗證到規模化應用、從垂直深耕到橫向拓展、從企業局部上云到全方位上云、從產業鏈單點突破到產業鏈圖譜加速完善的新階段。

    電機行業數字化戰略主要將協同設計、數字孿生、云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術深度融合于電機產品設計、生產、運行和服務等全生命周期,實現數據全面集成,在設計環節實現可制造性預測和個性化定制,在生產環節實現最優化,在使用環節實現健康管理,通過生產與使用數據的反饋改進產品設計,并探索新的應用類型和管理模式,實現行業價值鏈的延伸。

    電機設備上云成本及技術門檻高,精準運維、能耗監控等高質量機理缺乏;相關服務資源分散、質量參差不齊;上云方案及效果缺乏第三方測評工具;相關服務體系不健全。針對這些問題,可以開展設備上云、協同設計、協同制造等共性問題研究及模塊開發,以“信息互通、資源共享、能力協同、開放合作、互利共贏”為核心理念,打造電機產品工業互聯網服務平臺,并提供咨詢診斷、求購信息平臺、產品和解決方案及一系列增值服務,縮短開發周期,提高設備維護性,形成開放共享的行業數字發展生態體系。

    3  綠色發展戰略
    大力推進電機產品的能效提升,加快實現節約發展;扎實推進清潔生產,大幅減少污染排放;加強資源綜合利用,持續推動循環發展;加快構建綠色制造體系,發展壯大綠色制造產業,加快綠色制造與互聯網技術的融合,提升電機行業綠色智能水平;積極推進綠色工廠建設及綠色產品開發,在電機設計、原材料采購、生產、銷售、使用、回收處理等各個環節實現能源消耗的最優化;積極參與綠色供應鏈建設,推動電機行業產業鏈向著綠色化方向發展。

    4  協同創新戰略
    通過價值鏈、企業鏈、供需鏈和空間鏈的優化配置和提升,使產業鏈上下游間通過協同合作實現效率的提升和成本的降低,通過互聯網平臺等技術手段打通上下游各個環節,優化行業協同創新模式及參與度,滿足行業在研發協同、生產協同、產業鏈協同、服務協同等方面的潛在需求,實現行業整體競爭力的提升。

    5  人才培養戰略
    采用行業推動、企業參與、行業內部力量與跨行業培訓力量相結合等方式,建立相關培訓模式及技術創新中心,完善行業人才結構及人才培養模式,培養適應行業發展需要的復合型高級管理人才、技術人才、新興產業工人等,滿足新產業革命對人才的潛在需求,促進行業轉型升級過程中人才梯隊的順利過渡。

    (三)  發展目標
    1  產業規模
    全面優化產品結構,逐步淘汰落后產能,保持“十四五”期間行業規模的平穩發展。加快高端裝備首臺套產品的市場推廣與應用,加速專用電機在細分行業的應用,加強電機與控制系統的綜合開發與優化,提高高端裝備國產化率,推動行業向高質量發展方向轉型升級。

    2  品牌建設
    打造一批具備國際競爭優勢的知名品牌。行業內企業通過深入實施自主品牌培育工程,加強對產品全生命周期和全供應鏈的質量控制,通過自主創新、品牌推廣、商標注冊、專利申請等手段,培育擁有自主知識產權、核心技術和較強市場競爭力的電機知名品牌,不斷提升品牌價值,提高服務性收入在銷售收入中所占比重,促進品牌產品跨國經營和全球化擴張。

    3  標準引領
    深入電機及系統、綠色制造、智能制造、工業互聯網等領域,開展標準研究及體系建立,同時加大對國家標準體系中的基礎標準、試驗方法標準、能效標準的制修訂力度,進一步完善并優化現有標準體系,從而推動行業產業結構提升和技術進步,為實現行業轉型升級和跨越發展夯實基礎。加快制定IE5、超高速電機、同步磁阻電機等高效節能電機標準,制定電機行業相關綠色產品、綠色評價、綠色物料與綠色工藝標準,開展智能制造領域相關標準研究,構建電機工業互聯網相關標準體系。

    4  數字賦能
    攻克設備異構數據的現場采集與傳輸技術及能效優化、故障診斷等機理模型,充分利用互聯網、大數據、云計算、人工智能、標識解析等技術,實現協同設計、個性化定制、供應鏈管理、遠程運維等全生命周期數字化管理及應用,并通過搭建電機工業互聯網服務平臺,建立本行業可復制、可推廣、可衡量的企業上云、上平臺應用場景目錄,實現電機企業產品上云,以工業互聯網平臺賦能行業高質量發展。

    繼續推進電機行業智能制造技術發展,通過加強數字孿生設計及仿真、數字化車間建設及運行管理等方式提升行業數字化水平,加快行業轉型升級步伐。

    5  綠色制造
    引導企業積極進行綠色制造的推廣,繼續推進綠色工廠認證,鼓勵行業企業大力研發及推廣國家節能裝備目錄產品及能效之星產品。大力推行智能制造項目的落地,匯聚行業資源,積極推動協同制造的發展。

    對量大面廣的成熟產品,應用產品輕量化、模塊化、集成化、智能化等綠色設計共性技術,采用高性能、輕量化、綠色環保的新材料,開發具有無害、節能、環保、高可靠性、長壽命和易回收等特性的綠色產品。同時,大力推動專用化電機在各行業的應用,并通過高效節能電機的不斷推廣和應用,實現電機市場整體能效水平提升。

    全面推進中小型電機行業綠色制造體系建設,制定完善相關綠色設計產品評價標準、綠色工廠標準及綠色供應鏈標準,推進綠色工廠建設,開發綠色產品,創建綠色供應鏈平臺。

    二  行業發展的重點領域及發展建議
    (一)  行業發展的重點領域
    高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農業機械裝備等重點領域都與電機行業密切相關。“新基建”七大領域中,城際高速鐵路和城市軌道交通、人工智能、工業互聯網等領域也與電機行業有緊密聯系。

    “十四五”期間,電機行業的發展應與國家產業政策緊密結合,圍繞戰略性新興產業和重點領域,有針對性地組織開展各類相關新產品的開發。“十四五”期間行業發展的部分重點領域如下。

    1  節能環保
    按照國家相關部門的規劃,2025年單位工業增加值二氧化碳排放要力爭比2015年下降40%。相關部門通過強化政策支持力度,鼓勵鋼鐵、有色、化工等重點行業實施綠色化改造,提高能源利用效率。
    中國的節能市場潛力遠超他國。電機是主要的能耗設備,高效節能電機在工業鍋爐、鋼鐵、石油化工、煤化工等重點行業以及風電等清潔能源領域的應用前景廣闊。隨著一系列利好政策的持續推進及電機能效限定值的提升,中國高效節能電機市場需求將進一步釋放。

    2  新能源
    根據工信部發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,到2025年,新能源汽車驅動電機等關鍵技術取得重大突破,新車銷量占比達到25%左右,高度自動駕駛智能網聯汽車區域普及,有效促進節能減排水平和社會運行效率提升。

    提高技術創新能力,探索新一代車用電機驅動系統解決方案,從設計、工藝、新型材料應用等方面入手,開展新能源汽車驅動電機和電控系統研究,進一步提高其性能水平、功率密度和可靠性,形成各種新能源汽車配套用電機系列產品;開展各種驅動電機的關鍵技術、制造工藝、測試方法等研究,形成各種驅動電機產品標準和認證規范。

    隨著新能源技術的不斷應用,風電等清潔能源在能源結構中的占比將進一步增加,風力發電機、高效節能變槳電機的市場需求將逐步擴大。

    3  城際高速鐵路與城市軌道交通
    隨著中國城際高速鐵路的發展,城市間的連接越來越便捷。高鐵項目配套零部件國產化率不斷提高,使得國產優質電機品牌在“十四五”期間有望在該領域取得進一步的成就,并進而形成產品及品牌“走出去”的一個途徑。在電機產品方面,重點開展高速牽引電機核心驅動電機的設計工作,以滿足高速鐵路的發展需求。

    目前,隨著中國城鎮化建設的不斷深入以及城鎮人口比例的不斷提高,城市軌道交通的發展也將保持強勁勢頭。截至2018年底,中國有38個城市擁有軌道交通,同時有63個城市的城軌線網規劃獲批。重點開展軌道車輛驅動電機、空調系統用高效電機、外轉子電機、高溫消防用隧道風機電機等的優化設計,在質量穩定性等方面進一步提升,推動中國城市軌道交通領域電機國產化比例的進一步提高。

    4  農業機械
    根據國家統計局發布的數據,近兩年中國農機總動力保持在10億千瓦左右,原值近萬億元。根據農業部初步統計,2019年中國農業綜合機械化率為69%,而目前發達國家農業機械化水平普遍在90%以上,其中美國、日本和韓國農業機械化率更是達到99%以上。

    國務院2018年底印發的《關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》提出,力爭到2025年,中國農機裝備品類基本齊全,產品質量可靠性達到國際先進水平。全國農機總動力穩定在11億千瓦左右。全國農作物耕種收綜合機械化率達到75%。
    2019年在國家農機鑒定部門申請鑒定的農機企業有3 320家,行業集中度低。對比發達國家農業機械化水平來看,目前中國重型農機嚴重依賴進口,國產農業機械增長仍具有較大潛力。大力推進重型農機國產化及農業機械化智能化,是中國農業現代化的重要發展方向。因此,智能農機用直驅電機和通過分布式控制實現大馬力動力系統提升的輪轂電機,是農機用電機的重要研發方向。

    5  機器人產業
    隨著產業加速升級、人口老齡化、服務多樣化和智能人性化,工業用機器人、民用機器人以及特殊領域用機器人產業蓬勃發展。

    2013—2017年,中國機器人產業發展不斷加快,年均增速在15%以上,市場規模近70億美元。預計到2025年,全球機器人市場規模達到2458億美元左右,其中工業機器人占比54%左右,服務機器人占比32%左右。亞洲是工業機器人的最大銷售市場。作為機器人的主要零部件之一,機器人用伺服控制電機在未來的發展前景良好。

    6  高端裝備
    發改委《關于擴大戰略性新興產業投資 培育壯大新增長點增長極的指導意見》等文件要求:加快工業機器人,建筑、醫療等特種機器人,高端儀器儀表,軌道交通裝備,高檔五軸數控機床,節能異步牽引電動機,高端醫療裝備和制藥裝備,航空航天裝備,海洋工程裝備及高技術船舶等高端裝備制造產業補短板工作;繼續推進智能制造、智能建造;推進行業“互聯網+”協同制造示范工廠建設,建立高標準工業互聯網平臺。

    隨著國內電機研發及生產水平的不斷提高,在石油化工、高鐵、輪船及核電等領域不斷實現技術突破,高端裝備用電機在新形勢下也將迎來新的發展機遇。

    (二)  產品結構調整
    1  高效電機
    繼續推進中小型三相異步電動機產品升級換代,按照國家標準GB 18613—2020《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》要求,優化電機結構和性能,開發1級能效電機系列產品并進一步降低2級、3級能效電機成本,完善中國高效節能電機產品系列。繼續開發和推廣應用中小型高效率三相異步電動機,進一步推廣應用IE3、IE4效率等高效節能電機,并開發達到IE5效率的永磁、磁阻電動機。

    2  專用電機
    隨著制造業及設備進一步細分,自動化程度越來越高,定制設備增多,同時考慮到不同工況對電機的特殊要求,專用電機的市場潛在需求逐步增加。

    開展更適合細分市場及不同工況的電機的專用化研究,開發針對傳動結構優化的設備直驅用超低速、超高速電動機,針對設備運行工況多變的工業伺服電機,以及針對液壓和氣壓系統電動化的特種電機。進一步針對工業領域用的特殊風機、水泵、壓縮機設備,針對礦山、紡織、數控機床、船舶、大型農機、大型水利排灌等典型機械設備,開發各種從結構和性能上相匹配的專用系列電機、派生系列電機。開發船舶專用的體積小、重量輕、功率密度高的永磁推進電機,解決數控機床高速主軸電機的核心技術問題,開發智能農機用直驅電機及通過分布式控制實現大馬力動力系統提升的輪轂電機,對細分行業的技術發展具有重要意義。

    3  高端裝備電機
    加快機器人用伺服電機及其系統、軌道交通用節能異步牽引電機、高檔數控機床用高速主軸電機、核電配套高端風機、水泵電機、新能源汽車用永磁電機及輪轂電機等的聯合開發工作,推進航空航天裝備高功率密度、輕量化永磁電機產品的研發工作,開展海洋工程裝備及高技術船舶等高端裝備推動電機等的研發工作,研發與應用新型永磁材料電機。

    4  智能電機及傳感器
    加快電機用智能傳感器及智能電機的研究。在振動傳感器、溫度傳感器、電流傳感器的集成化、低成本化、高可靠性化方面進行設計研究;開發能夠完成數據存儲和計算的數據采集及傳輸功能,實現多協議數據轉換、多源異構數據融合及增值決策;解決傳統系統數據異構性大、數據共享困難等問題。優化智能電機成本及體積,并進行“采集、計算、存儲、通信”一體化設計,從而促進智能電機的推廣應用,趕超國際先進水平。解決電機產品的統一標識和解析問題,實現電機產品的可追溯和生命周期各階段數據的監測與共享。

    5  電機及系統
    針對電機系統節能主要問題,在電機和負載特性與工況的精細化匹配、電機與負載設備的傳動結構優化方面,在進一步降低電機各項損耗的設計與制造工藝方面,攻克一系列關鍵技術,開發一批適用不同負載和工況的高效節能通用、專用系列電機產品,建立國內電機系統能效評價體系及產品標準體系,并實施推廣應用。

    開展電機與變頻器、電機與軟起動器、電機與伺服控制器的匹配設計與一體化研究,并針對不同行業進行功能優化與一體化聯合設計,從而使電機的專用化程度更高,在細分行業內更具競爭力。加強電機與負載側匹配的數字化研究,推動電機及系統節能技術的整體發展。

    (三)  產業結構調整
    圍繞節能環保與新能源、高端裝備制造、高速鐵路與軌道交通、機器人、工業互聯網等新興產業,逐步由過去以普通電機為主過渡到以專用及特種產品為主,不斷淘汰落后產能,以高附加值產品引領市場。提高企業的生產工藝水平,推進企業數字化車間建設及自動化設備使用,使企業設備數字化率提高10%以上,確保產品質量和服務質量,推動企業及行業向著高質量方向發展。

    1  促進產業鏈從低端向中高端轉移
    充分利用新基建、新產業革命帶來的發展機遇,對標國際先進水平,實現創新和產業融合發展,著重解決行業集中度低、產品同質化嚴重等問題,推動行業從同質化競爭向差異化競爭方向發展,促進產業鏈從低端向中高端轉移。

    2  推動行業向“服務型制造”轉變
    打破固有的產品生產和銷售理念,從“產品+服務”兩方面入手,不斷增強產品全生命周期服務的廣度與深度,提高數字化服務能力,逐步由產品的供應商向提供整體解決方案的服務商轉變,實現制造價值鏈中各利益相關者的價值增值,加強定制化生產能力,提高柔性生產組織能力,推進非核心業務流程外包在行業的應用,推動行業企業由“生產型制造”向“服務型制造”轉變。

    3  加快行業數字化、智能化發展速度
    推動電機制造業的信息化、智能化進程,開展電機制造信息化、智能化工藝和裝備研究,加快淘汰落后工藝技術和設備,提高行業勞動生產率,探索有關新業態、新模式,更好更快地適應傳統領域更新改造和新興市場領域新增長的需求。

    以先進的數字化技術改進工藝流程及企業管理,推進企業的專業化分工,優化企業的生產管理水平,讓智能制造在企業發展過程中發揮提升工藝水平、優化生產節拍、提高工序銜接有效性等功能。

    以工業互聯網、大數據等技術應用為契機,解決電機設備數據泛在連接、高效配置、智能應用等共性問題,開發系列測評、能效預估、故障診斷等能力,建立形成可復制、可推廣、可衡量的數字經濟應用場景及案例等,實現生產管理各環節的互聯互通,提升網絡化協同制造水平以及故障預警、遠程運維、質量診斷、遠程過程化等在線增值服務,不斷鞏固和提升中國制造業發展水平和核心競爭力,搶占全球新一輪產業競爭的制高點。

    4  加大新型材料、工藝應用力度
    加大新型永磁材料、綠色物料等在行業的應用力度;加快自動化車床、加工中心、真空壓力浸漆設備及智能制造設備在行業的應用,提高勞動生產率,降低二次夾裝、搬運等操作對產品質量的影響;加大與供應鏈相關企業的聯合開發力度,開發更貼合電機產品的新材料、新工藝,打造高端產品生產的“生態鏈”。

    采用先進設計、制造技術和新型材料,針對低壓高功率密度異步電動機、高壓高功率密度異步電動機以及非晶材料等新型磁性材料電動機,在電動汽車電機、數控機床電機、船用電機等行業,開發高可靠性系列產品。

    三  行業發展對策
    1  加大行業基礎與共性技術研究投入
    推動和促進傳統企業科研平臺和新型研發機構的合作,補足企業在共性技術應用研究上的短板,支持傳統工業產品與物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術的融合,助力企業的轉型升級和結構調整。

    完善中國電機產業共性技術基礎。加大水冷電機、交流高速低噪聲電機、車載電機、智能化電機、電磁兼容(EMC)設計技術研究。重點開展基于新型永磁材料的電磁方案優化設計研究以及低成本新型永磁材料的應用研究,開展高頻鐵耗計算研究和散熱結構優化研究;開展高壓電機新型絕緣材料的研究與應用。建立電機研發協同設計平臺,解決基礎元件及零件建模效率低下問題、跨學科設計問題及上下游共同設計等問題,提高設計效率。

    推進智能電機傳感器的開發,推動智能傳感器國產化進程,確保核心數據平臺的安全性及持續性不受國際形勢影響,提高電機行業數字化、智能化發展水平。

    完善中國電機產業工藝及設備基礎:重點開展電機制造自動化、智能化的工藝技術及裝備研究;有序開展零部件制造工藝智能化和電機產品生產線智能化,逐步打造智能化工廠;提高上下游產業智能化水平。

    在基礎產品系列、基礎工藝及結構、電機用智能傳感器等方面做好基礎研究;打造電機工業互聯網云平臺及行業智能檢測平臺,逐步建立及完善行業共性技術研究體系。

    2  加快技術創新中心建設
    以產業前沿引領技術和關鍵共性技術研發與應用為核心,重點加強應用基礎研究,協同推進現代工程技術和顛覆性技術創新,打造創新資源集聚、組織運行開放、治理結構多元的綜合性產業技術創新平臺。

    突破涉及國家長遠發展和產業安全的關鍵技術瓶頸,推動產業邁向價值鏈中高端。強化技術擴散與轉移轉化,建立以企業為主體、以市場為導向、產學研用深度融合的技術創新體系,輻射形成更加完善的產業創新生態。

    聚焦新興產業與傳統產業轉型升級的需求,建立技術、人才、項目合作交流機制,促進產教深度融合,推動創新資源開放共享,鏈接跨行業、跨學科、跨領域的技術創新力量,形成面向全球開放協同的創新網絡,服務國家及行業發展。

    3  向產業鏈的兩端延伸,培育服務型企業
    建立電機全生命周期服務模式,助力電機行業開展服務型制造,培育服務型企業。在行業內部及上下游行業間積極開展技術交流活動,逐步形成上下游產業協同發展的產業聯盟。

    4  規范行業發展秩序,引導社會資源走向
    強化市場意識,以國際視野確立趕超目標。規范行業對新能效標準的貫徹力度,防止出現“劣幣驅逐良幣”的情況。發揮行業協會在本行業中的獨特優勢和應有作用,密切跟蹤產業發展動態,介紹最新科技進展和行業領先水平,推薦技術路徑、技術方案要點、先進管理模式,積極主動地為企業發展提供建設性意見和建議。

    加強調查研究,及時分析行業企業發展中的“難點”“熱點”問題,推進落實“一帶一路”“新基建”“經濟內循環與外循環結合”等戰略部署和產業政策,進一步提高服務行業的凝聚力、創新力和影響力。

    組織質量標桿遴選和經驗交流。支持和幫助企業提高質量在線檢測和產品全生命周期質量追溯能力。引導企業增強質量品牌意識和風險意識,加強質量品牌建設。以提升企業質量品牌競爭力和創造附加價值的能力為重點,開展品牌宣傳和推廣活動。

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