世界智能制造装备产业发展动态
王德生
智能制造装备是《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《中华人民共和国国民 经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确的高端装备制造业领域中的重点方向。目前，欧美日 等发达国家政府没有智能制造装备这一提法，但有相对应的产业归属范畴。在我国，智能制造装备的 定义是：具有感知、决策、执行功能的各类制造装备的统称。它是先进制造技术、信息技术和智能技 术的集成和深度融合。智能制造装备的水平已成为当今衡量一个国家工业化水平的重要标志。当前， 我国智能制造装备产业主要包括：高档数控机床与基础制造装备；智能控制系统；智能专用装备；自动 化成套生产线；精密和智能仪器仪表与试验设备；关键基础零部件、元器件及通用部件等内容。
一、世界智能制造装备产业总体发展态势
（一）发达国家智能制造装备产业优势明显
目前，美国、德国、日本等工业发达国家虽然没有“智能制造装备产业”这个大产业的提法，但 其在我国“智能制造装备产业”所包含的数控机床、工业机器人、智能控制系统、3D 打印设备等子领 域具有多年的技术积累，优势明显。
数控机床领域，美国、德国、日本三国是当前世界数控机床生产、使用实力最强的国家，是世界 数控机床技术发展、开拓的先驱。当前，世界四大国际机床展上数控机床技术方面的创新，主要来自 美国、德国、日本；美、德、日等国的厂商在四大国际机床展上竞相展出高精、高速、复合化、直线电机、并联机床、五轴联动、智能化、网络化、环保化机床。
工业机器人领域，日本、美国、德国是工业机器人强国，全球知名生产厂商也主要集中在以日、美、德等为代表的发达国家，如，瑞士 ABB，日本的发那科（FANUC）、安川电机（YASKAWA），德国的库卡（KUKA）、美国 American Robot 和意大利柯马（COMAU）等，这些厂商生产的工业机器人已 成为一种工业标准在全球得到广泛应用。
智能控制系统领域，欧美日等发达国家技术领先，厂商云集。以集散控制系统（DCS）为例， 全 球 主 要 生 产 厂 家 有：瑞 士 ABB 公 司、 美 国 艾 默 生（Emerson）、 霍 尼 韦 尔（Honeywell）、 福 克 斯 波 罗（Foxboro）、 西 屋（Westinghouse）、 日 本 横 河 电 机（Yokogawa）、 日 立（Hitachi）、 德 国 西 门 子（Siemens）等；ABB 公司持续多年保持全球 DCS 市场规模第一的位置。可编程控制系统（PLC）领域，PLC 产品生产商也主要来自美国、欧洲和日本，美国和欧洲以大中型 PLC 而闻名，日本的主推产品定位在小型 PLC 上，以小型 PLC 著称。
3D 打印设备领域，欧美等西方发达国家在 3D 打印技术应用方面总体居于领先地位。3D 打印产业排名前 4 位的企业分别是美国 3D Systems 公司、Stratasys 公司，以色列 Object 公司和德国 EOS 公司，它们占据全世界近 70% 的市场份额，形成了寡头垄断的市场竞争格局。
（二）智能制造装备产业集中度高，跨国公司战略布局凸显全球化格局
智能制造装备的发展，从市场驱动力看，高度依赖于高端、精密、技术密集、集成制造发展需 求，这种需求源自有效缩短产品生产周期、大大提高产量的需求；国际规模劳动分工促使消费品利 润减小转而使用智能自动化技术来弥补的需求；消费者在使用材料微型化、触感和多功能性等方面 的持续增加的要求；更加严格的生产安全与可追溯性要求。从内在支撑力看，高度依赖于工程制造 科学、技术基础与发展经验的积累，由此导致行业垄断性普通很强，垄断力量主要来自发达国家领 先跨国企业。
智能制造装备跨国企业主要集中在美国、德国及日本工业化发达国家中，且产业集中度高。以智 能控制系统为例，全球前 50 家企业排行榜（见表 6）中 74% 为美德日企业，入榜企业 最多的是美国和德国，各有 13 家，其次是日本有 11 家企业，其后相对居多的国家是英国和瑞士，其中，排名前 10 名企业中有半数是美国企业，其企业竞争力可见一斑；在 50 家企业收入总额中，44%为前 5 家企业据有，第 1 名企业的收入是第 10 名的 4 倍、第 50 名的 51 倍，前 50 名企业的收入中位 是第 14 名企业，可见行业巨头企业垄断之势。
从企业战略发展来看，基于智能制造装备领域成熟性与垄断性，差异化、系统化、垂直并购是该 领域企业追求技术优势增长及市场规模扩张最为常见的模式。领先的制造商着眼于全球市场网络，基本形成了全球化的创新研发、生产制造、销售服务布局。在技术战略方面，企业更加重视依托其核心 技术产品的针对于特定应用领域的解决方案，以适应于用户更为个性化、高效能、低耗能等需求。
（三）亚太地区为市场争夺焦点，欧美将是未来市场关注点
从目前智能制造装备的销量数据看，亚太地区已成为智能制造装备制造商争夺市场的主战场，这是因为亚太等新兴市场地区工业化进程加快，资本投入和大型基础建设项目大幅增加，对智能制造装备需求量相应增加。
日本、中国、韩国、东南亚等地近年来在数控机床、工业机器人、智能控制系统等领域的销量显著上升。2011 年，亚太地区工业机器人的销量是欧洲的 2 倍、美洲的 3.4 倍。在数控机床领域，2011年亚洲地区机床总产值为 573.5 亿美元，大大超过西欧地区［欧洲机床工业合作委员会（CECIMO）下属的 15 个成员国］的 285.9 亿美元和美洲地区的 58.3 亿美元，居世界第 1 位；2012 年亚太地区继续保持领先优势。Marketline 公司数据显示亚太地区是智能控制系统增长最快的市场，预测 2011 年 -2016年，亚太地区市场年复合增长率为 6.4%，比欧、美市场高 2 个百分点，即是欧美市场增速的 1.45 倍。 虽然未来几年亚太地区依然是机器人、数控机床和智能控制系统等行业的主要出口市场，但同时 欧美市场也要关注，原因一方面是包括德国在内的发达国家的自动化程度并没有想象中的高，依然有待加强；另一方面是来自现有控制系统的更新改造。
（四）技术总体呈现出高性能化、智能化、集成化、绿色化的发展趋势
在性能方面，装备趋向高速度、高精度、高功能性，并便于操作和维修。以数控机床为例，随着 制造业向着高、精、尖方向发展，特别是汽车、船舶、纺织、电子技术、航空航天的迅猛发展，对加 工中心的速度和生产效率要求也越来越高，高效、高精、高速化加工中心已经是数控机床行业流行的趋势。
在智能方面，装备将表现出高度的自动化和适应性，实现制造过程的优化。以工业机器人为例， 随着系统化生产的发展，模糊控制、人工神经网络等技术的进一步应用，工业机器人控制系统向基于PC 机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，且采用模块化结构；同时， 人机界面更加友好，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
在集成方面，装备在生产工艺技术、硬件、软件与应用技术方面趋向技术集成，在设备成套方面 趋向系统集成，未来还将表现在生物、纳米、新能源、新材料等跨领域之间的高技术集成，从而使装 备不断升级，乃至发生深刻变化。以智能控制系统为例，最新的第四代集散控制系统比以往更强调 系统集成电路性和方案能力，除保留传统 DCS 所实现的过程控制功能之外，还集成了可编程控制器（PLC）、采集发送器（RTU）、现场总线控制系统（FCS）、各种多回路调节器、各种智能采集或控制单 元等，组态软件平台趋向通用，便于灵活采用第三方集成或外包加工模式。
在绿色化方面，装备更注重从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的全生命周期，强调装 备、环境、人三者的关系，以最大限度减轻环境负载和能源压力，极大提高资源利用率，优化协调装备制造的经济效益与社会效益。
（五）智能制造装备产业备受各国政府关注，发展前景广阔
当今，工业发达国家始终致力于以技术创新引领产业升级，更加注重资源节约、环境友好、可持续发展，智能化、绿色化已成为制造业发展的必然趋势，智能制造装备的发展将成为世界各国竞争的焦点。后金融危机时代，美国、英国等发达国家的“再工业化”，重新重视发展高技术的制造业；德国、日本竭力保持在智能制造装备领域的优势和垄断地位；韩国也力求跻身世界制造强国之列。目前，欧美发达国家已出台了若干推进智能制造装备发展的政策和计划。例如，为了应对金融危机对机床工业发展的冲击，促进机床工业复苏，欧洲机床工业合作委员会提出了欧盟机床新的产业发展政策；美国于 2011 年和 2012 年分别提出了“先进制造业伙伴计划”和“先进制造业国家战略计划”，这两大计划中均有涉及智能制造装备产业方面的内容。当前，3D 打印技术作为智能制造产业的主要支撑，备受世界各国的关注。为抢占制高点，欧美等发达国家纷纷加大了 3D 打印技术的研发步伐。
我国也高度重视智能制造装备产业的发展。智能制造装备是《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（2010 年 10 月）和《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》（2011 年 3 月）中明确的高端装备制造业领域中的重点方向，关系到国家的经济发展潜力和未来发展空间。考虑到智能制造装备的战略地位，以及在推动制造业产业结构调整和升级中的重要作用，“十二五”期间国家将持续加大对智能制造装备研发的财政支持力度。2012 年 5 月，工业和信息化部印发了《高端装备制造业“十二五”发展规划》，作为子规划的《智能制造装备产业“十二五”发展规划》也同时发布。《智能制造装备产业“十二五”发展规划》已明确我国智能制造装备产业 2015 年和2020 年的发展目标，即，到 2015 年，我国智能制造装备产业销售收入将超过 10000 亿元，年均增长率超过 25%，工业增加值率达到 35%，智能制造装备满足国民经济重点领域需求；到 2020 年，我国将建立完善的智能制造装备产业体系，产业销售收入超过 30000 亿元，实现装备的智能化及制造过程的自动化。“十二五”期间，我国国民经济重点产业的发展、重大工程建设、传统产业的升级改造、战略性新兴产业的培育壮大和能源资源环境的约束，对智能制造装备产业提出了更高的要求，并提供了巨大的市场空间。未来 5~10 年，我国智能制造装备产业将迎来发展的重要战略机遇期。
二、世界智能制造装备产业重点行业领域发展动态
（一）工业机器人
工业机器人是计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科先进技术相结合的产物，技术附加值很高，应用范围很广。作为先进制造业的支撑技术和高端装备的关键部件，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。
1．世界工业机器人销量保持历史较高水平
世界工业机器人产业在 2008 年全球金融危机发生之前保持较快增长态势；2009 年金融危机对工 业机器人产业的影响明显，产业销量出现了 47% 的大幅度下滑；但是，2010 年金融危机的影响逐渐 消退，工业机器人产业的市场需求重拾升势，2010 年工业机器人产业销量强劲反弹，增幅高达 96.7%； 2011 年世界工业机器人销量继续大幅增长，为 16.5 万台，创有史以来的最高纪录，比 2010 年增长38%；据国际机器人联合会（IFR）主席 Shinsuke Sakakibara 博士于 2013 年 7 月 1 日在上海国际机器人 展（CIRROS）上发布的数据显示，虽然 2012 年世界工业机器人的需求增长有所放缓，但机器人销量 仍然继 2011 年后创出历史第二高，销量约为 15.9 万台（图 1），仅比 2011 年的历史最高销量略微下降 4%。2008— 2012 年，世界工业机器人销量年均增长率约为 9%。
2．主要国家 / 地区工业机器人销量情况
2012 年世界各主要地区的工业机器人销量呈现不同态势。得益于北美自动化工业的发展，2012 年美洲地区工业机器人销量继续保持增长态势；2012 年亚洲地区工业机器人销量呈现停滞态势，日本和 韩国两个机器人销量大国在 2012 年的表现不佳，工业机器人销量出现停滞或下降态势，亚洲地区的新 兴市场则继续保持增长态势；由于受欧元区公共债务危机影响，2012 年欧洲地区工业机器人销量低于2011 年水平（图2）。
资料来源：国际机器人联合会（IFR），上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
资料来源：国际机器人联合会（IFR），上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
2012 年，全球机器人总销量的 70% 集中在 5 个国家，即日本、中国、美国、韩国和德国（图3）。
日本：2012 年日本的机器人购买量继续小幅上升，达到 28700 台。电子工业大幅削减了机器人投 资，但汽车工业的机器人订购量则继续大幅上升了 31%。2012 年日本工业机器人的总销量依然远低于2005 年创出的历史最高水平（44000 台）。
中国：2012 年，中国已成为仅次于日本的全球第二大机器人市场。尽管中国的机器人购买量在2012 年仅有小幅上升，达到 23000 台，但中国是全球增长最快的市场。2005 年至 2012 年期间，工业机器人的销售量以年均 25% 左右的速度高速增长。
美国：由于工业自动化进程的加速，2012 年美国机器人的购买量增长至 22400 台，已创出历史新高。其中特别值得一提的是，汽车工业的机器人投资力度加大。
韩国：在经历了 2010 年和 2011 年汽车工业和电子工业机器人投资的强劲增长后，2012 年韩国的机器人购买量下降了近 24%，至 19400 台。
德国：自 2010 年起，汽车工业一直是推动德国机器人购买量增长的最主要力量，但在 2012 年汽 车工业大幅削减了对工业机器人的投资，而一般工业的机器人订购量则较 2011 年有所上升。 2012 年销往德国的工业机器人达 17500 台，为历史第二高，仅比 2011 年的历史最高销量少约 10%。
资料来源：国际机器人联合会（IFR），上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
3．汽车 / 汽车零部件制造业和电子 / 电气工业对工业机器人需求最大
据国际机器人联合会（IFR）最新发布的数据显示，2012 年，汽车及汽车零部件制造业，电子电 气工业，金属制品业（包括机械加工），化工、橡胶及塑料工业对工业机器人的需求排名前四位，此外，食品和饮料工业对工业机器人的需求量也较大（图 4）。
汽车及汽车零部件制造业一直以来都是工业机器人应用最广泛的领域。2010 年和 2011 年世界 工业机器人销量强劲反弹也主要得益于汽车及汽车零部件制造业对工业机器人的需求拉动。据统计，2011 年全世界约有 36% 的工业机器人，即 59700 台，应用于汽车及汽车零部件制造业 [1]。2012 年，汽车及汽车零部件制造业对工业机器人的需求继续保持增长态势，销量增长幅度达 6%。
电子电气工业（主要包括计算机与设备；通信设备；家用电器；医疗仪器、精密仪器和光学仪器等） 也是拉动 2010 年世界工业机器人强劲反弹的重要因素。2010 年约有 26% 的工业机器人应用于电子电气工业，销量从 2009 年的 10855 台上升至 2010 年的 30745 台。2010 年韩国和日本工业机器人销量大幅反弹，电子电气工业功不可没。2011 年全世界约有 23% 的工业机器人，即 37500 台，应用于电子电气工业。但是经过 2010 年和 2011 年的大幅上涨，2012 年电子电气工业对工业机器人的需求有所下降，电子电气工业对工业机器人需求的降低是导致 2012 年世界工业机器人总销量略微下降的主要原因。
化工、橡胶及塑料工业对工业机器人的需求也很大。2008 年应用于化工、橡胶及塑料工业的工业机器人台数为 14800 台，达到历史最高纪录，但受全球金融危机影响，2009 年该领域的销量急速下滑至 5800 台；2010 年，化工、橡胶及塑料工业领域的工业机器人台数增长了 54%，达 8940 台；2011 年该领域的工业机器台数达 10500 台（约占 2011 年全世界工业机器人销量的 6%）；2012 年，化工、橡胶及塑料工业对工业机器人的需求继续保持增长态势。
2011 年金属制品业（包括机械加工）对工业机器人销量较 2010 年增长 54%，达 14100 台，约占2011 年全世界工业机器人销量的 9%；但是 2012 年该领域对工业机器人的需求略有下降。
2011 年应用于食品和饮料工业的工业机器人销量为 4650 台（约占 2010 年全世界工业机器人销量的 3%），较 2010 年增长 7%；2012 年食品和饮料工业对工业机器人的需求继续保持增长态势；其中，食品和饮料工业领域应用的工业机器人绝大多数产自欧洲国家。
资料来源：国际机器人联合会（IFR），上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
4．工业机器人技术向高性能化、标准化、智能化、环保化方向发展随着计算机技术不断向智能化方向发展，机器人应用领域的不断扩展、深化及在系统（FMS、CIMS）中的群体应用，工业机器人技术正大幅度向高性能化、标准化、智能化、环保化方向发展，以适应敏捷制造、多样化、个性化的需求并适应多变的非结构环境作业，并向非制造领域进军。
工业机器人性能将不断提高，即表现为高速度、高精度、高功能性，并便于操作和维修。全球领先的工业机器人供应商之一德国库卡公司（KUKA）于 2012 年 11 月 6— 10 日在上海新国际博览中心 举办的“第十四届中国国际工业博览会”上，展示了其一款全能型高负荷机器人 KR 210 R2700 extra，这款高负荷六轴机器人可谓“KRQUANTE Cextra”家族中的全能型机器人，拥有 210 公斤的负载能力 和 50 公斤的附加负载，最大作用范围达 2700 毫米，较长的作用范围和高度的灵活性使其成为不可或 缺的好帮手，尤其在点焊、搬运和装卸领域颇受市场欢迎。与其他型号相比，KR 210 R2700 extra 在 210 公斤 /2700 毫米的应用级别里，更精致、更紧凑、更稳定。其通过降低运动部件的重量，在精度、 性能、能耗以及可用性方面树立了全新标杆，能以最小投资成本实现多样性和灵活性的最大化。在2012 年 6 月 4 日至 7 日在北京中国国际博览中心（新馆）举办的第十七届北京·埃森焊接与切割展览 会上，日本 FANUC 公司向全球首次展出了其 2012 新品机器人 FANUC R-0iA，FANUC R-0iA 是一款 具有智能化功能的六轴机器人，其机身设计紧凑、细巧，整体结构超轻量，占地面积小，特别适用于 在狭小空间内的弧焊作业。与同系列机器人相比较，R-0iA 机器人的本体重量进一步降低，仅 110 公斤，运动半径却进一步扩大，达 1437 毫米，并拥有高速动作和高定位精度等优越的工作性能，在同系列中具有最高性能的动作能力。
（2）标准化
机械结构向模块化、可重构化发展。随着工业机器人在制造业的应用范围越来越广泛，其标准化、 模块化和智能化的程度也越来越高，功能越来越强，并向着成套技术和装备的方向发展。库卡在 2012年“第十四届中国国际工业博览会”上展示的 KR16 六轴低负荷机器人是一款用途广泛、应用灵活的 自动化设备，尤其适合加工工业的绝大多数应用领域。其工作范围可达 1610 毫米，有效负载能力为16 公斤。该款机器人采用了 KRC4 控制系统，该系统适合于从低载重级至高载重级的所有库卡机器人 的统一控制方案，能够为客户提供计划安全性和一致性，其“一插即通”的功能还能帮助机器人快速 投入运行。此外，其控制系统模块化的结构还能使其按照客户的需求在硬件和软件方面实现多种扩展。
（3）智能化
控制技术向智能化方向发展。随着系统化生产的发展，模糊控制、人工神经网络等技术的进一步 应用，工业机器人控制系统向基于 PC 机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度 提高，且采用模块化结构；人机界面更加友好，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。在2012 年“第十四届中国国际工业博览会”上，ABB 公司重点展出了四个机器人解决方案，它们可满足 客户在不同工作场合和环境下的需求。其中，“机器人车身擦净及内喷自动工作站”是 ABB 针对汽车 制造业最新推出的工业机器人解决方案，它取代了传统往复机龙门擦净系统，在喷涂前有效去除车身 表面灰尘颗粒，帮助客户实现高效完美的车身洁净和内部喷涂，其全自动化生产流程还能确保生产连 贯性，实现更高效的自动化生产；“冰淇淋自动装箱工作站”广泛应用于冰淇淋、饼干等袋装或盒装产 品装箱，能让生产流程更加高效、快速；“鼠标装配工作站”主要应用于电子消费产品生产流程中小工 件的取放和装配工序，可有效地提高生产效率和产品质量并降低工程设计难度；而应用于汽车零部件 点焊工艺的“机器人点焊工作站”，其焊枪的同一枪体设计可大大减少备件的使用和更换，同时还有运行速度快和节省生产空间等特点。
更注重环保和节能。机器人结构越来越灵巧，控制系统愈来愈小，其智能也越来越高，并正朝着 一体化方向发展。同时，机器人对能源的消耗越来越小，更注重节能环保。2012 年 4 月 18 日至 21 日在上海新国际博览中心举办的“第二十六届中国国际塑料橡胶工业展览会（CHINAPLAS 2012）”上， 德国库卡公司（KUKA）向观众展示了 KR 90 R3700 prime K 和 KR 5 两款机器人在橡塑行业的卓越性 能和广泛应用。KR 90 R3700 prime K 机器人是一款六轴架装式机器人，它集超凡的精致和轻巧与卓越 的刚性和精度于一身，作业周期缩短 25%，同时具有最高的轨迹精度和最佳节能效果。KR 5 机器人是 库卡机器人系列产品中最小的机器人 , 由于具备价格优惠、尺寸紧凑等优势，它能够很好地满足客户 所需的应用 , 其最大的工作范围可达 1412 毫米，因此无论是落地安装还是安装在天花板上，KR 5 都能可靠地完成工作任务。在 2012 年“第十四届中国国际工业博览会”上，ABB 还展示了一款新型的IRB 1520ID 中空臂机器人，专为弧焊工艺而设计，能够实现连续不间断地生产，可节省高达 50% 的维护成本，与同类产品相比，焊接单位成本大幅降低。
5．领先公司动向
（1）ABB
ABB 公司是全球工业机器人技术的领导者。1974 年，ABB（当时名为 Asea）公司研发了全球第一 台全电控式工业机器人 IRB6，主要应用于工件的取放和物料的搬运。1975 年，生产出第一台焊接机 器人。到 1980 年兼并 Trallfa 喷漆机器人公司后，机器人产品趋于完备。至 2002 年，ABB 公司销售的
工业机器人已经突破 10 万台，是世界上第一个突破 10 万台的厂家。ABB 公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配、铸造、密封涂胶、物料输送、包装、喷漆、水切割等领域。如今，ABB 已拥有近30 种型号的机器人，广泛应用于汽车、金属加工、铸造、塑料制品和消费品等行业，并由强大的系统集成能力及遍布 53 个国家的全球销售服务网络提供全方位支持。
2012 年 4 月 23 日，一台全新 IRB 6640 六轴机器人的售出，标志着长期引领工业机器人研制的 ABB又跨入了一座重大里程碑——这是自 ABB 集团 1974 年涉足该领域以来，在全球售出的第 20 万台机器人。
（2）FANUC
日本 FANUC 公司，是全球最多样化的 FA（工厂自动化）、机器人和智能机械的制造商。自 1956年成立以来，公司始终是全球计算机数控设备发展的先驱，在自动化领域贡献突出。FANUC 公司包括 两大主要业务，一是工业机器人，二是工厂自动化。FANUC 机器人业务部专门设计、生产和制造工业 机器人以及机器人系统，应用于弧焊和点焊，材料处理（机器管理、分捡、包装、垛堆等），材料切
割、装配、油漆涂装和分配等领域，也提供特殊应用的软件、控制、视觉产品和完整的配件等。
2008 年 6 月，FANUC 全 球 机 器 人 销 量 达 20 万 台， 是 世 界 第 一 个 突 破 20 万 台 机 器 人 的 厂家，真正成为工业机器人的领头羊。近几年 FANUC 分别研制了多款“最”级别的机器人：2009 年， FANUC 研发了 M-1iA 拳头机器人，为世界上速度最快的小型机器人；2010 款“世界上最大的机器人M-2000iA”重量登场，在上海世博会上大秀风采；2011 款“高速紧凑型学习机器人 R-1000iA”，以其节能高效的特性，为汽车领域带来了创新性的变革；连续几年的创新，不断为 FANUC 机器人注入了新鲜的活力，造就 FANUC 机器人在机器人行业中的霸主地位。截至 2011 年底，FANUC 在世界 32 个国家设有 170 个以上的销售、服务网点，在全世界共安装了 25 万台机器人。
德国 KUKA Roboter Gmbh（库卡）公司位于德国奥格斯堡（Augsburg），是世界顶级的机器人制造商和自动化产品系统和解决方案提供商。1973 年研制开发了 KUKA 的第一台工业机器人。库卡今天可提供全套系列的工业机器人和机器人系统，涵盖了所有负载等级和机器人类型。这些机器人广泛应用在汽车、仪器、航天、食品、制药、医学、铸造、塑料等工业上。主要应用于物料输送、机床装料、装配、包装、堆垛、焊接、表面修整等领域。
目前，KUKA 的工业机器人产品在欧洲汽车工业上的应用率排名第一，在全球汽车工业上的应用率 排在前三位以内。截至 2011 年底，KUKA 的总销售收入约为 14.36 亿欧元，在全球约有员工 6589 人。
（二）数控机床
数控机床（NC）是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，它集现代精密机械、计算机、 通信、液压气动、光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性等特点，是高 技术和国防尖端工业不可或缺的制造设备。当今世界，工业发达国家对数控机床高度重视，竞相发展 机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。
1．世界机床产值保持历史高位
世界机床产值随全球经济波动而波动。2002— 2008 年全球经济上升，世界机床产值逐年增长，特别是从 2005— 2008 年增速较快；但 2009 年由于受金融危机影响，世界各机床主要生产国由于需求严 重下滑，生产普遍收缩，产值大幅下降；随着 2010 年全球经济形势的好转，世界机床产值较 2009 年有大幅反弹；2011 年世界机床工业继续保持快速增长态势，主要下游行业，如汽车和运输在经历危机 后的大幅追补需求和加大投资促使机床产值不断升高，世界机床产值创金融危机之前的历史新高，达 943.4 亿美元，比 2010 年增长 35%，产值超过 2008 年的历史峰值 816 亿美元。据美国 Gardner 公司最 新公布的数据，2012 年世界 28 个主要机床生产国（和地区）的机床产值约为 932.1 美元，继前两年的35% 和 25% 大幅增长后，这个数字比 2011 年有所下降，比 2011 年历史峰值略低 1%（图 5）。
资料来源：上海科学技术情报研究所（ISTIS）根据 Gardner Publications, Inc 历年数据整理
2012 年世界 28 个国家及地区机床（金切和成形机床）产值见表 1。几乎所有的主要机床生产国都有相对小幅的变化，较突出的是，美国增长 7%，奥地利增长 6%，捷克增长 13%。而包括巴西、比利时和英国在内的其他国家机床生产值下降幅度较大。前十大机床生产国家 / 地区排名和上年相比，变化不大，只是韩国和意大利互换了一下位置。
2012 年中国的机床生产微降，但迄今为止仍是最大的机床制造国。日本位居第二，其生产与 2011年持平；紧随其后的是德国。中国、日本和德国 3 个国家的机床生产值合计约 594 亿美元，占全球的64%。美国机床生产继续位居第 7 位，接近 50 亿美元.
表 1 2012 年世界各国及地区机床产值 百万美元
|
排名 |
国家和地区 |
2012 年 |
切削机床占比 |
成型机床占比 |
2011 年 |
同比增长 |
|
1 |
中国大陆 |
27540.0 |
67% |
33% |
28270.0 |
-3% |
|
2 |
日本 |
18252.9 |
87% |
13% |
18326.6 |
0% |
|
3 |
德国 |
13622.9 |
74% |
26% |
13373.7 |
2% |
|
4 |
韩国 |
5705.0 |
73% |
27% |
5754.0 |
-1% |
|
5 |
意大利 |
5667.7 |
50% |
50% |
5912.6 |
-4% |
|
6 |
中国台湾 |
5430.0 |
84% |
16% |
5160.0 |
5% |
|
7 |
美国 |
4983.2 |
74% |
26% |
4676.7 |
7% |
|
8 |
瑞士 |
3199.3 |
85% |
15% |
3607.0 |
-11% |
|
9 |
西班牙 |
1060.3 |
65% |
35% |
1072.6 |
-1% |
|
10 |
奥地利 |
1032.0 |
53% |
47% |
971.1 |
6% |
|
11 |
法国 |
805.8 |
64% |
36% |
855.6 |
-6% |
|
12 |
捷克 |
728.4 |
80% |
20% |
646.0 |
13% |
|
13 |
印度 |
720.7 |
88% |
12% |
880.0 |
-18% |
|
14 |
加拿大 |
693.0 |
61% |
39% |
639.3 |
8% |
|
15 |
英国 |
649.8 |
66% |
34% |
731.5 |
-11% |
|
16 |
土耳其 |
649.0 |
24% |
76% |
659.4 |
-2% |
|
17 |
巴西 |
643.2 |
81% |
19% |
891.3 |
-28% |
|
18 |
荷兰 |
402.3 |
20% |
80% |
407.6 |
-1% |
|
19 |
比利时 |
296.9 |
20% |
80% |
357.5 |
-17% |
|
20 |
俄罗斯 |
263.0 |
41% |
59% |
263.0 |
0% |
|
21 |
瑞典 |
201.8 |
38% |
62% |
218.4 |
-8% |
|
22 |
芬兰 |
185.1 |
20% |
80% |
196.2 |
-6% |
|
23 |
澳大利亚 |
155.0 |
90% |
10% |
150.0 |
3% |
|
24 |
墨西哥 |
122.4 |
58% |
42% |
122.4 |
0% |
|
25 |
丹麦 |
70.0 |
40% |
60% |
76.5 |
-8% |
|
26 |
葡萄牙 |
46.3 |
44% |
56% |
50.1 |
-8% |
|
27 |
罗马尼亚 |
42.5 |
71% |
29% |
42.5 |
0% |
|
28 |
阿根廷 |
36.4 |
53% |
47% |
32.4 |
12% |
|
合计 |
93205.4 |
|
|
94344.1 |
| |
资料来源：Gardner Publications, Inc，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
2012 年，全世界机床消费额 852.2 亿美元，比 2011 年的 876.0 亿美元下降 3%；中国继续保持世界 最大的机床消费国地位，达到 385.1 亿美元；美国机床总消费额增长了 19%，达到 87.2 亿美元，超过 日本和德国，排名第二。2012 年前五大国家（中国、美国、日本、德国和韩国）的机床消费额总和占 全世界机床消费总额的 70%，而 1995 年前五大国家（美国、德国、日本、中国和意大利）的机床消 费额总和占全世界机床消费总额的比重仅为 55%，表明机床消费的集中度进一步加大。
2012 年，全世界机床进口额 400.9 亿美元，比上年的 390.5 亿美元增长了 2.7%；中国继续排名世界第 1 位，进口额为 137.2 亿美元，较 2011 年增长 4%，进口额约占机床消费额的 1/3；美国机床进口额排名第二位，约为 58.3 亿美元，较 2011 年大幅增长 30%。
2012 年，全世界机床出口额 479.0 亿美元，比上年的 457.9 亿美元增长了 4.6%；与 2011 年相比，在前 10 名的出口国家和地区中，有 8 个国家和地区在 2012 年呈现增长态势；日本和德国的机床出口额分别为 115.6 亿美元和 104.1 亿美元，排名世界第一和第二。
表2 罗列了 2012 年世界机床消费额、进口额和出口额前 10 名情况。
表 2 2012 年世界机床消费额、进口额和出口额前 10 名情况 百万美元
|
排名 |
国家和地区 |
消费额 |
国家和地区 |
进口额 |
国家和地区 |
出口额 |
|
1 |
中国大陆 |
38510.0 |
中国大陆 |
13720.0 |
日本 |
11565.0 |
|
2 |
美国 |
8722.5 |
美国 |
5826.8 |
德国 |
10410.0 |
|
3 |
日本 |
7462.8 |
德国 |
3187.3 |
意大利 |
4433.9 |
|
4 |
德国 |
6400.2 |
印度 |
1598.7 |
中国台湾地区 |
4236.0 |
|
5 |
韩国 |
4646.0 |
韩国 |
1492.0 |
瑞士 |
2772.7 |
|
6 |
印度 |
2286.1 |
巴西 |
1435.8 |
中国大陆 |
2750.0 |
|
7 |
意大利 |
2172.0 |
墨西哥 |
1269.1 |
韩国 |
2551.0 |
|
8 |
巴西 |
1867.2 |
土耳其 |
1172.1 |
美国 |
2087.5 |
|
9 |
中国台湾地区 |
1844.0 |
俄罗斯 |
1118.0 |
西班牙 |
983.2 |
|
10 |
墨西哥 |
1360.9 |
法国 |
988.3 |
比利时 |
862.4 |
资料来源：Gardner Publications, Inc，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
2．美日德等发达国家主导数控机床技术创新
在数控机床领域，美国、德国、日本三国是当前世界数控机床生产、使用实力最强的国家，是世界数控机床技术发展、开拓的先驱。
美国政府高度重视数控机床的发展。美国国防部等部门不断提出机床的发展方向、科研任务并提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研，因而在数控机床技术上不断有创新成果。美国以宇航尖端、汽车生产为重点，因此需求较多高性能、高档数控机床，几家著名机床公司如辛辛那提（Cincinnati，现为 MAG 下属企业）、Giddings&Lewis（MAG 下属企业）、哈挺（Hardinge）、格里森（Gleason）、哈斯（Haas）等公司长期以来均生产高精、高效、高自动化数控机床供应美国市场需求。由于美国结合汽车和轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎 实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。
德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，认为机床工业是整个机器制造业中最重要、最活 跃、最具创造力的部门，特别讲究“实际”与“实效”。德国坚持“以人为本”，不断提高人员素质； 注重科学试验，坚持理论与实际相结合、基础科研与应用技术科研并重，比美国偏重于高精尖和日本 偏重于应用技术更高一筹；加强企业与大学科研部门之间的紧密合作，对用户产品、加工工艺、机床 布局结构、数控机床的共性和特性问题进行深入的研究；在质量上精益求精。德国的数控机床质量及 性能良好，先进实用，出口遍及世界，尤其是大型、重型、精密数控机床。此外，德国还重视数控机 床主机配套件的先进实用性，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统等各种功能部件在质 量、性能上居世界前列。如西门子公司的数控系统，均为世界闻名，竞相采用。全球知名的德国机床 生产企业主要有：通快（Trumpf）、吉迈特（Gildemeister）、舒勒（Schuler）、格劳博（Grob）、埃马克（Emag）、因代克斯（Index）、恒轮（Heller）、斯来福临（KörberSchleifring）等。
日本十分重视数控机床技术的研究和开发。日本在数控机床发展上采取“先仿后创”的战略，在机床部件配套方面学习德国，在数控技术和数控系统的开发研究方面学习美国，并改进和发展了两国的成果，取得了较好的效果。日本先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占据世界广大市场。日本生产的数控机床部分满足本国汽车工业和机械工业各部门市场需求，绝大多数用于出口，占领广大世界市场，获取最大利润。目前日本的数控机床几乎遍及世界各个国家和地区，成为不可缺少的机械加工工具。日本政府重点扶植发那科（FANUC）公司开发数控机床的数控系统，该公司生产的数控系统约占全 球近一半的市场份额；其他厂家则重点研发机械加工部分，较为著名的生产企业有马扎克（Mazak）、天 田（Amada）、捷太格特（Jtekt）、大隈（Okuma）、森精机（MoriSeiki）、牧野（MAKINO）等。
此外，欧盟地区科研力量雄厚，基础工业先进，欧盟地区机床工业发达，在世界机床行业竞争中 保持领先地位。欧盟经济体是世界最大机床生产基地之一，欧洲机床工业合作委员会（CECIMO）有 15 个成员国，覆盖了绝大部分欧盟机床制造企业。欧盟下属的瑞士精密机床、意大利通用机床在世 界享有声望，西班牙、法国、英国、奥地利和瑞典等的机床工业也具有一定地位。全球知名的机床生 产企业主要有：瑞士阿奇夏米尔（Agie Charmilles）；意大利柯马（Comau）、菲迪亚（Fidia）、萨克曼（Sachman Rambaudi）；奥地利 WFL 车铣技术公司、Emco 公司；西班牙达诺巴特（Danobat）、尼古拉斯·克雷亚（Nicolas Correa）、阿德拉（Atera）机器制造商集团等。
3．亚洲地区数控机床生产发展迅速
亚洲地区机床市场快速发展，世界机床生产集中地域向亚洲地区转移。在经济衰退的 2009 年以及前几年，亚洲国家和地区的机床产值占世界机床总产值的 48% 左右，而西欧 15 个国家的机床产值约占世界机床总产值的 46%。而 2010 年，亚洲与西欧的机床产值占比分别变为 61% 和 32%，到 2011 年和 2012 年，这一比例维持不变（图6）。世界机床生产大量转移到亚洲与中国有关，自 2002 年以来中国一直是世界上最大的机床消费国，为了满足中国市场的需求，中国大陆的制造商扩大企业规模，中国台湾地区、日本以及其他国家和地区的企业也相继在中国大陆设厂。2012 年，中国大陆机床生产约为 275 亿美元，比韩国、意大利、中国台湾地区、美国、瑞士、西班牙、奥地利产值之和还高。
在亚洲，中国大陆、日本、韩国和中国台湾地区是当前的机床主要生产国 / 地区。日本是机床制 造强国，其生产的数控机床除部分满足本国汽车工业和机械工业各部门市场需求，绝大多数用于出 口，占领广大世界市场，获取最大利润。2012 年日本机床出口额为 115.6 亿美元，排名世界第一。目 前日本的数控机床几乎已遍及世界各个国家和地区，成为不可缺少的机械加工工具。台湾地区和韩国 在机床生产、消费和进出口额方面一直位居世界前十位行列。他们的数控机床主要实行国际配套，数控机床的生产发展迅速，其生产的数控机床价廉实用、特色鲜明，大量出口，占领欧美亚地区广大市 场。2012 年中国台湾地区的机床产值 54.3 亿美元，居世界第六，其机床出口额 42.4 亿美元，占产值 的 78%，出口居世界第四位，仅次于日本、德国和意大利。韩国数控机床也是实行国际配套，2012 年机床产值 57 亿美元，居世界第五，出口额 25.5 亿美元，居世界第七，出口额占产值的 45%。中国大 陆数控机床生产也是实行国际配套，但是仍需大量进口数控机床。2012 年中国大陆的机床产值 275 亿美元，居世界第一，机床出口额 27.5 亿美元，居世界第六位，是产值的 10%；而机床进口额 137.2 亿美元，是出口的 5 倍（表 2）。
资料来源：Gardner Publications, Inc
4．数控机床向高速、高精、高效、复合化、环保化方向发展
当前，世界数控机床的技术总体发展趋势是向高速、高精、高效、复合化、环保化方向发展。目前，在四大国际机床展（欧洲 EMO、美国 IMTS、日本 JIMTOF、中国 CIMT）上，美、德、日等工业化发达国家的机床生产企业竞相展出高精、高速、复合化、直线电机、五轴联动、智能化、环保化机床。
随着国民经济飞速发展和工业自动化水平的不断提高，制造业向着高、精、尖方向发展，特别是汽车、船舶、纺织、电子技术、航空航天的迅猛发展，对加工中心的速度和生产效率要求也越来越高，高效、高精、高速化加工中心已经是数控机床行业流行的趋势。例如，2013 年 4 月 22 － 27 日在北京举行的第十三届中国国际机床展（CIMT 2013）上，瑞士阿奇·夏米尔公司的 HSM400ULP 五轴五联动
高速加工中心主轴转速高达 42000r/min；日本牧野（MAKINO）的 F8 大型精密立式加工中心，定位精度 0.15µm，重复定位精度 1.0µm；美国哈挺公司的 T42 超精密车削中心，主轴跳动小于 0.5µm，重复定位精度小于 2µm，工件圆度 0.25µm，轮廓精度 5µm 和连续加工精度 5µm；瑞士 Rollomatic 公司的GrindSmart Nano6 数控微型刀具磨床，磨削直径0.03mm~φ2mm，磨削工件的同轴度、表面粗糙度以及尺寸精度都进入了纳米级。
机床打破工艺界限、实现复合加工也是当今数控机床发展的又一大趋势。自 20 世纪 90 年代车铣复合加工中心问世以来，目前世界著名的机床厂商如日本马扎克（Mazak）、韩国大宇（斗山）、德国德马吉［DMG，1994 年，吉迈特公司（GILDEMEISTER）购买了 DECKEL MAHO。此后，出售名牌DMG（DECKEL MAHO GILDEMEISTER）］以及我国的一些机床厂商每年均有新款复合加工中心机床亮相国际机床展。同时，随着工业机器人在机床上的不断应用，加工中心和与机器人有效结合，提高生 产效率和安全性，也是数控机床发展的潮流。例如，在 CIMT 2, 011 展会上，日本牧野（MAKINO）公司展出的机内装有机器人的, J3i 加工中心，工件的自动装、卸以及清洗, 、去毛刺等工序均由机器人完 成，是真正, 实现了一台机床完成全套加工（ALLINONE）的生产系统。我国沈阳机床集团也展出了一 台集车、铣、磨、淬火于一体的 VTM 350140lg 大型车—铣复合中心，这也是一台真正的多工艺完全加 工机床，可实现对大型零件整体复合加工。在 CIMT 2012 展会上，德马吉为观众呈现了 10 余款代表 最新加工技术的机床，包括 4 轴车铣复合加工中心、5 轴万能加工中心、铣车复合加工中心、高效钻 铣加工中心、卧式加工中心以及全新设计的 ECOLINE 万能车床、万能铣床和立式铣削加工中心等众 多新产品成为本届展会的焦点，备受观众瞩目。在 CIMT 2013 上，规格用途各异的工业机器人以及与 机床集成应用的实例，充分展示了工业机器人应势而生，新军突起，迅速发展的现状以及与数控机床 结合带来的技术优势和市场前景。日本 FANUC 公司、德国雄克公司（SCHUNK）、中国台湾上银科技（股）公司、安川首钢机器人有限公司、深圳市大族激光科技股份有限公司、扬州恒佳机械有限公司、 广州数控设备有限公司、上海众拓机器人技术有限公司等厂商的展品一展风采。尤其是 FANUC 的机 器人展品数量多，功能用途各异，吸引了众多的目光，特别是带有视觉功能的智能机器人，其聪明灵 巧程度令人叹为观止。
“绿色生态机床”更重视环保，强调机床、环境、人三者之间的关系，近年来成为研究热点并日益 受到重视，目的是大幅度提高机床生产效率的同时降低对环境的影响和对操作者健康的危害。欧洲的 机床制造商和用户很重视环保和劳保，同时也重视节能、降耗。干切削、准干切削、硬切削、微制造（Inter-Micro）技术等绿色制造工艺在欧洲发展很快，各机床制造商也均采取一切措施防止或避免冷却 液、润滑液对周围环境造成生态危害，设计开发环保产品。如，瑞士米克朗公司在设计环保机床 VCP/ UCP1000/1350 系列机床时，从环境保护的角度出发，考虑了机床各部分诸多方面的改进，例如：直线 导轨采用了中央润滑系统，在 8 小时工作制下，每年最多仅需要 3~4 升机油；对电主轴和电气柜的制冷 以及对其冷却剂进行冷却的附件装置均采用无氟制冷装置；不带滤网的切屑处理，因而不存在处理有害 废液的费用；采用静电过滤器有效地吸收机床内部空间污浊的空气，以保护机床操作者的健康水平，保持车间空气的清新；噪声低，UCP1350 机床以主轴最高速运转时，操作者听到的噪声比经济型轿车开 到 100 公里 / 小时司机听到的噪声要小；电磁辐射低，电磁兼容性经过测试；节能，在主轴驱动系统中， 电主轴制动时利用能量恢复模块和有节电的待机电路；机床为紧凑型设计，在车船运输时可降低运费 等。日本马扎克（Mazak）公司为了地球环保事业，则提出了环境基本方针，即：在机床生产的过程中， 通过削减使用的能源和产业废弃物来降低伴随着生产活动而带来的环境负荷；同时，在开发新产品时也尽可能考虑使用可以节省能源、可以进行废物再利用的材料，以环境保护为目的开展研发工作。
5．领先公司动向
从美国 Gardner 公司发布的 2012 年世界机床产值企业前 20 名排名看，日本和德国最多，各占 7家；中国和韩国各 2 家；美国和瑞士各 1 家。其中，前 10 名企业中日本占了 6 家，可见日系数控机床制造商在世界数控机床产业中占有绝对领先地位。和前几年排名相比，中国的两家入榜企业排名大幅上升，尤其是沈阳机床集团排名第一（2004 年全资收购德国希斯机床公司），这和亚洲地区特别是中国机床工业受金融危机影响较小有关。前 10 名榜单中，德国有两家企业上榜，分别是排名第 2 位的通快和排名第 7 位的吉迈特；另有五家德国企业（舒勒、格劳博、埃玛格、因代克斯、恒轮）排名第10~20 之间，足以体现以德国数控机床制造商在世界数控机床产业中占有的举足轻重的地位。和前几年排名相比，美国机床企业排名后移，美国知名的机床企业如格里森、哈斯、哈挺等均排在 20 名以后。本届前十位的门槛，已由上届排名的 13 亿美元左右提升到 17.8 亿美元；而前 20 位的进入门槛，也由上届的 6.2 亿美元提升到 6.6 亿美元（表 3）。
表 3 2012 年世界机床产值前 20 名企业名单
|
排序 |
公司名称 |
国别 |
截至财政年度 |
机床产值 / 百万美元 |
|
1 |
沈阳机床集团（SMTCL） |
中国 |
2011.11 |
2782.7 |
|
2 |
通快（Trumpf） |
德国 |
2012.6 |
2748.1 |
|
3 |
小松（Komatsu） |
日本 |
2012.3 |
2616.9 |
|
4 |
山崎·马扎克（YamazakiMazak） |
日本 |
2009.3 |
2525.0 |
|
5 |
大连机床（DMTG） |
中国 |
2010.11 |
2380.6 |
|
6 |
天田（Amada） |
日本 |
2012.3 |
2335.6 |
|
7 |
吉迈特（Gildemeister） |
德国 |
2011.11 |
2213.1 |
|
8 |
森精机（MoriSeiki） |
日本 |
2012.3 |
1968.5 |
|
9 |
捷太格特（Jtekt） |
日本 |
2012.3 |
1903.7 |
|
10 |
大隈（Okuma） |
日本 |
2012.3 |
1785.2 |
|
11 |
现代威亚（Hyundai WIA） |
韩国 |
2011.11 |
1438.4 |
|
12 |
牧野（Makino） |
日本 |
2012.3 |
1402.8 |
|
13 |
舒勒（Schuler） |
德国 |
2011.9 |
1351.5 |
|
14 |
MAG |
美国 |
2011.11 |
1259.0 |
|
15 |
阿奇·夏米尔（GFAgie Charmilles） |
瑞士 |
2011.11 |
905.3 |
|
16 |
格劳博（Grob） |
德国 |
2012.3 |
896.0 |
|
17 |
斗山·英维高（Doosan Infracore） |
韩国 |
2010.11 |
763.0 |
|
18 |
埃玛格（Emag） |
德国 |
2011.11 |
724.0 |
|
19 |
因代克斯（Index） |
德国 |
2007.11 |
675.8 |
|
20 |
恒轮（Heller） |
德国 |
2011.11 |
660.0 |
日本、德国入围企业的合计产值均已占其本国产值合计的 60% 以上，可见其领先机床制造商垄断行业市场；而中国两家入围企业的产值占全国产值的比重则仅为 18.7%，就集中度而言，也低于美国、韩国和瑞士，表明中国机床生产集中度不高（表 4）。
表 4 按国别排序的入围企业家数、机床产值及占本国产值的比重
|
排序 |
国别 |
进入前 20 名
企业数 / 家 |
入围企业机床产值
之和 / 百万美元 |
占本国机床
总产值百分比 |
|
|
1 |
日本 |
7 |
14537.7 |
79.2% |
|
|
2 |
德国 |
7 |
9268.5 |
68.7% |
|
|
3 |
中国 |
2 |
5163.3 |
18.7% |
|
|
4 |
美国 |
1 |
1259.0 |
30.2% |
|
|
5 |
韩国 |
2 |
2201.4 |
39.0% |
|
|
6 |
瑞士 |
1 |
905.3 |
26.1% |
资料来源：根据 Gardner Publications, Inc 2012 年数据整理
（三）智能控制系统
智能控制系统是指可以针对不同工况自动给出对应操作或者可以用输入程序方式控制设备执行不同操作的控制系统。智能控制系统与传统机械结构结合后，设备可以脱离人工干预真正实现自动化，也可大幅提高设备的精度、效能等。智能控制系统从上世纪 70 年代开始应用以来，在冶金、电力、石油、化工、轻工等工业过程控制中获得迅猛的发展，并发展出集散控制系统（Distributed ControlSystem，DCS）、可编程控制器（Programmable Logic Controller, PLC）等产品，近年来智能控制系统作为智能装备制造业及物联网应用的支撑技术，受到政府、产业界越来越多的关注。
1．智能控制系统市场规模稳步增长
随着全球经济状况逐步好转，制造业和基础设施领域投资逐步回到正轨，带动世界智能控制系统 产业恢复增长。据国际知名咨询机构 Market Line 2012 年 6 月发布的研究报告显示，2011 年世界智能 控制系统产业［包括集散控制系统（DCS）和可编程控制器（PLC）两大部分，不包括基于 PC 的工 业控制系统和软件］市场规模约为 250.2 亿美元，同比增长 5.0%（图 7），增速高于其在 2007 年至2011 年之间 2.9% 的年均复合增长率。其中，集散控制系统（DCS）市场规模为 130.1 亿美元，占世界 智能控制系统市场规模的比重为 52.0%；可编程控制器（PLC）市场规模为 120.1 亿美元，所占市场份额为 48.0%。
Market Line 预计，未来 5 年世界智能控制系统产业增速将进一步提高，2011— 2016 年世界智能控 制系统产业年均复合增长率可达 5.2%，到 2016 年市场规模达到 324.6 亿美元（表 5）。
2．欧洲地区市场份额最大，亚太地区市场增长速度最快
就世界智能控制系统产业规模的区域分布来看，2011 年欧洲地区市场规模最大，约为 115.5 亿美元，占比 47%；亚太地区市场规模约为 83.9 亿美元，占比 34%，2011 年亚太地区市场规模增长率约为 7.1%，远高于世界平均水平和其他地区的增长率，增长速度最快。欧洲智能控制系统产业很发达，但近年来相关市场需求渐趋饱和，且面临制造成本偏高等问题，产业增速出现放缓趋势，新增长点主要来自现有控制系统的更新改造 ,2011 年欧洲地区智能控制系统产业规模的增长率仅为 1.5%，远低于5% 的世界平均水平；而亚太等新兴市场地区工业化进程加快，资本投入和大型基础建设项目大幅增加，对智能控制系统需求量相应增加（图 8）。
资料来源：Market Line，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
表 5 2011—2016 年世界智能控制系统产业市场规模及年增长率
|
年度 |
|
市场规模 / 亿美元 |
年增长率 |
|
2011 |
|
250.2 |
5.0% |
|
2012 |
|
259.2 |
3.6% |
|
2013 |
|
274.1 |
5.7% |
|
2014 |
|
289.2 |
5.5% |
|
2015 |
|
306.0 |
5.8% |
|
2016 |
|
324.6 |
5.8% |
|
年复合增长率（2011—2016） |
5.2% | ||
资料来源：Market Line，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
3．产业发展现状
目前，应用最广泛的智能控制系统主要有集散控制系统（DCS）和可编程控制器（PLC）。DCS 以其高度的可靠性、方便的组态软件、丰富的控制算法、开放的联网能力等技术特点，成为计算机工业控制系统的主流。传统上 DCS 主要应用在电力、石化和化工、冶金等大型工业领域，近年来各大 DCS也开始关注市政、环保等中小型应用市场。PLC 以其结构紧凑、功能简单、速度快、可靠性高、价格低等优点，迅速获得广泛应用，已成为与 DCS 并驾齐驱的另一种主流工业控制系统。PLC 主要应用于开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信及联网等领域。
资料来源：Market Line，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
目前，世界智能控制系统产业发展现状可归纳成以下几个方面：
●智能控制系统产业注重品牌效应，有良好声望的企业更容易获得市场优势。
●世界主要智能控制系统供应商技术、业务领域各有侧重，企业注重追求产品差异化，例如： ABB 在过程控制系统方面综合实力最强，霍尼韦尔（Honeywell）的优势在于压力变送器等，恩德斯豪斯（Endress Hauser）的优势产品集中在物位仪表、流量仪表，横河电机（Yokogawa）的主打产品是现场仪表等；从行业来看，霍尼韦尔在油气开采、运输、冶炼乃至下游的化工都有较大的份额和影响力， ABB 在电力行业占据领先地位，此外造纸也是 ABB 的强项，横河电机在化工行业、艾默生（Emerson）在石化等行业具有较强实力。
●智能控制系统产业是智力密集型产业，行业发展依赖高素质人才，企业研发投入高于一般制造 业，如：日本横河电机在 2006— 2008 年的研发投入约占这三年销售额的 8.9%，德国西门子 2010 年度 研发投入为 38.46 亿欧元，约占公司收入的 5.1%，ABB 公司 2009 年的研发投入为 13 亿美元，占当年 销售额的 4.1%。
●企业注重垂直整合，提供控制系统的企业，一般也会介入机器人等下游产品生产。
●售后服务、系统整合能力是企业的核心能力，智能控制系统企业的竞争力取决于公司的经验积 累，包括产品经验及协助客户解决问题的能力。
4．技术发展趋势
（1）DCS 技术向信息化和集成化方向发展
集散控制系统（DCS）的信息化体现在 DCS 系统已经不是一个以控制功能为主的控制系统，而是一个充分发挥信息管理功能的综合平台系统。DCS 提供了从现场到设备，从设备到车间，从车间到工厂，从工厂到企业集团整个信息通道，充分体现了信息的全面性、准确性、实时性和系统性。
DCS 的集成化体现在两个方面：功能的集成和产品的集成。过去的 DCS 厂商基本上是以自主开发 为主。受信息技术（网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线技术、各种组态软 件技术、数据库技术等）发展的影响，以及用户对先进的控制功能与管理功能需求的增加，各 DCS 厂商（以艾默生、霍尼韦尔、福克斯波罗、横河电机、ABB 为代表）纷纷提升 DCS 系统的技术水平，并不断地丰富其内容，目前集散控制系统（DCS）已经进入第四代。第四代 DCS 更强调系统集成性和方 案能力，DCS 中除保留传统 DCS 所实现的过程控制功能之外，还集成了可编程控制器（PLC）、采集 发送器（RTU）、现场总线控制系统（FCS）、各种多回路调节器、各种智能采集或控制单元等。此外，DCS 厂商不再把开发组态软件或制造各种硬件单元视为核心技术，而是对于 DCS 的各个组成部分采用 第三方集成方式或 OEM 方式。例如，Foxboro 用 Wonderware 软件为基础，Emerson 用 Intellution 的软 件平台做基础。
（2）高速度、大容量、多品种及可编程自动化控制器（PAC）是 PLC 未来发展方向
为了提高 PLC 的处理能力，要求 PLC 具有更好的响应速度和更大的存储容量。因此，向高速度、 大容量发展是大势所趋。当前 PLC 还多用于中小规模应用领域，为了适应多种市场的需要，今后 PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有 I ／ O 点数达 14336 点的超大 型 PLC，其使用 32 位微处理器，多 CPU 并行工作和大容量存储器，功能强大；同时，满足市场需要、 低成本、简易、配置灵活的超小型和微型 PLC 也是技术开发的方向之一。
可编程自动化控制器（PAC）是结合了 PLC 的可靠性以及 PC 强大的软件能力，具有更高性能的 工业控制器。目前 PAC 产品已经被应用到冶金、化工、纺织、轨道交通、建筑、水处理、电力与能 源、食品饮料、机器制造等诸多行业中。ARC 公司预计，今后 PAC 的市场增长将高于 PLC，同时当前 正在使用的大多数小型和大型的 PLC，以及一些微型 PLC 将会演变成 PAC。
5．全球知名生产厂商集中于欧美日等发达国家
欧、美、日等发达国家代表了当今智能控制系统的最高技术水平，几乎所有相关技术都是由它们 最先发明或采用的，其产品经过长期的检验，技术先进、质量可靠、具有很强的品牌优势。国际著名 自动化过程控制网站 ControlGlobal.com 评出 2011 年度全球智能控制系统领域领先企业 50 家（表 6），入榜企业最多的是美国和德国，各有 13 家，其次是日本有 11 家企业，其后相对较多的国家是英国和瑞士。其中，前 25 家企业销售收入合计就占了全球智能控制系统市场份额的近 85%。表 6 2011 年世界智能控制系统前 50 企业排行榜
|
排名 |
企业 |
国家或
地区 |
总收入 /
万美元 |
排名 |
企业 |
国家或
地区 |
总收入 /
万美元 |
||
|
1 |
Siemens |
德国 |
1476333 |
26 |
FMC Energy Processing
Systems |
美国 |
96465 |
||
|
2 |
ABB |
瑞士 |
1136441 |
27 |
Weidmuller |
德国 |
86957 |
||
|
3 |
Emerson Process
Management |
美国 |
794382 |
28 |
MKS Instruments |
美国 |
82250 |
||
|
Schneider Electric |
法国 |
564450 |
29 |
Hitachi |
日本 |
81240 |
|
||
|
5 |
Rockwell Automation |
美国 |
546547 |
30 |
IFM Electronics |
德国 |
79944 |
|
|
|
6 |
Yokogawa Electric |
日本 |
394926 |
31 |
Samson |
英国 |
74000 |
|
|
|
7 |
Mitsubishi Electric |
日本 |
375959 |
32 |
Roper Industries
Industrial Technology |
美国 |
73740 |
|
|
|
|
|||||||||
|
8 |
GE |
美国 |
346119 |
33 |
Bosch Rexroth |
德国 |
72618 |
|
|
|
9 |
Honeywell |
美国 |
311472 |
34 |
Metso Automation |
芬兰 |
69565 |
|
|
|
10 |
Danaher |
美国 |
305719 |
35 |
Beckhoff |
德国 |
65217 |
|
|
|
11 |
Omron |
日本 |
253594 |
36 |
Wago |
德国 |
64537 |
|
|
|
12 |
Endress+Hauser |
瑞士 |
213885 |
37 |
Fuji Electric |
日本 |
62309 |
|
|
|
13 |
Phoenix Contact |
德国 |
213184 |
38 |
Teledyne Instruments |
美国 |
62141 |
|
|
|
14 |
IMI Fluid Controls Severe
Service PLC |
英国 |
206314 |
39 |
Advantech |
台湾地区 |
59820 |
|
|
|
|
|||||||||
|
15 |
Yaskawa |
日本 |
182450 |
40 |
Krohne |
德国 |
57924 |
|
|
|
16 |
Invensys |
英国 |
175933 |
41 |
B & R |
奥地利 |
57504 |
|
|
|
17 |
Cameron Valves &
Measurement |
美国 |
166300 |
42 |
Turck |
德国 |
55900 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
18 |
Ametek EIG |
新加坡 |
164720 |
43 |
Burkert |
德国 |
53576 |
|
|
|
19 |
FANUC |
日本 |
159609 |
44 |
Pepperl+Fuchs |
德国 |
50436 |
|
|
|
20 |
Spectris |
英国 |
155110 |
45 |
Horiba |
日本 |
48136 |
|
|
|
21 |
Flowserve Flow Control
Division |
英国 |
144879 |
46 |
TMEIC |
日本 |
45990 |
|
|
|
|
|||||||||
|
22 |
azbil Group (Yamatake) |
日本 |
105441 |
47 |
Toshiba |
日本 |
42415 |
|
|
|
23 |
Mettler Toledo |
瑞士 |
104000 |
48 |
Pilz |
德国 |
39869 |
|
|
|
24 |
National
Instruments |
美国 |
102420 |
49 |
Belden Connectivity
Products |
美国 |
28890 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
25 |
Wika |
德国 |
98233 |
50 |
Thermo Scientifi |
美国 |
28786 |
|
|
资料来源：Control 杂志 2011 年世界智能控制系统前 50 企业排行榜，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
就 PLC 产品看，按地域分成三大流派：一是美国产品，二是欧洲产品，三是日本产品。美国和 欧洲以大中型 PLC 而闻名，日本的主推产品定位在小型 PLC 上，以小型 PLC 著称。全球著名的厂 商主要有：美国的 A-B 公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（Modicon）公司（现为法国施耐德电 气下属子公司）、德州仪器（Texas Instruments，TI）公司，其中 A-B 公司是美国最大的 PLC 制造 商，其产品约占美国 PLC 市场的一半；德国的西门子（SIEMENS）公司、AEG 公司，法国的 TE 公司；日本的三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等，在世界小型 PLC 市场上，日本产品约占有70% 的份额。
（四）3D 打印设备
3D 打印（3D printing）技术，又称“添加制造”或“增材制造”（Additive Manufacturing）技术， 是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术 进行生产的主要流程是：应用计算机软件，设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备（俗称“3D 打印机”），用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。
3D 打印技术作为制造业智能化革命的一项重大突破，已经进入了工业化和实用化的初级阶段，在促进新兴产业快速发展的同时，也带来了生产方式、商业模式和组织结构的深刻变革。3D 打印技术正 在成为发达国家实现制造业回流、提升产业竞争力的重要载体。可以说，新一轮的全球制造业竞争， 极有可能是 3D 打印与机器人等高端装备的竞争。以 3D 打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材 料的应用将重塑制造业和服务业的关系，重塑国家和地区比较优势，重塑经济发展格局，加快第三次工业革命的进程。
1．3D 打印产业市场规模快速增长
根据美国专门从事添加制造技术的技术咨询服务公司―沃勒斯（Wohlers Associates）发布的 2013年度报告显示，近年来全球 3D 打印产业保持快速增长态势，2012 年全球产值为 22.04 亿美元，比 2011 年的 17.14 亿美元增长 28.6%，2011 年和 2010 年年增长率分别为 29.4% 和 24.1%。在过去的 25年里，全球 3D 打印产业的年均复合增长率约为 25.4%，其中，2010— 2012 年年均复合增长率约为27.4%。Wohlers Associates 认为，3D 打印产业规模达到 10 亿美元，走了 20 年，而规模翻番（20 亿美元）只花了 5 年时间就实现了，预计 2015 年 3D 打印产业规模有望再翻番达到 40 亿美元，至 2017 年该产业市场规模将达 60 亿美元，到 2021 年，市场规模将达到 108 亿美元（图 9）。
其中，低端 3D 打印设备（售价低于 5000 美元，主要使用对象是 DIY 爱好者、学工程专业的学生等）市场从 2008 年到 2011 年经历了每年 346% 的高速增长，在 2012 年放缓至 46%。而工业级 3D 打印设备份额扩大，制造商首次开始使用 3D 打印技术直接生产成品零件，3D 打印行业开始呈现出专业化趋势。
2．美日德中是拥有 3D 打印设备最多的国家
目前，美国、日本、德国、中国是拥有 3D 打印设备最多的国家。据 Wohlers Associates 发布的2013 年度报告显示，美国、日本、德国和中国拥有的 3D 打印设备占全球 3D 打印设备的比例分别为38%、9.7%、9.4% 和 8.7%（图 10），以上四个国家拥有 3D 打印设备之和占世界总份额的比重约达65.8%。其中，生产和销售专业级工业添加制造系统的公司：欧洲有 16 家；中国有 7 家；美国有 5 家，日本有 2 家。
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
图 10 Wohlers 2013 年度报告中 3D 打印设备数量最多的国家分布图
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
就区域分布来看，北美、欧洲、亚太三大地区拥有的 3D 打印设备占全球 3D 设备份额分别是40.2%、29.1% 和 26.3%，拉丁美洲、中东和非洲地区拥有其余 4.4% 的市场份额。其中亚太地区主要集中于日本（38.7%）和中国（32.9%）（图11）。
3．消费品 / 电子产品是 3D 打印技术应用最多的领域
目前，3D 打印技术在消费电子产品、汽车、航空航天、医疗、军工、地理信息、艺术设计等多个领域都得到了应用。从行业分布来看，用于消费电子领域的打印技术仍然占主导地位，大约占 20.3%的市场份额，其他主要领域依次是汽车（19.5%）、医疗 / 牙科（15.1%）、工业及商用机器（10.8%）（图 12）。
图 11 Wohlers 2012 年度报告中亚太地区国家 3D 打印设备市场分布
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
图 12 Wohlers 2012 年度报告中 3D 打印技术应用行业分布
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
但是，从发展趋势上来看，航空航天和医学 / 牙科领域应用 3D 打印技术的增速最快；而且，在航空航天和医疗设备等高端市场中，3D 打印产业正在获利。3D 打印设备制造商 25 年以来首次使用 3D打印技术制造成品，而不再只用于产品设计。例如，GE 航空使用 3D 打印制造商用飞机引擎的喷油嘴； 医疗器械公司 Lima 使用 3D 打印制造 4 万个多孔钛杯人造髋关节。在 2012 年 22 亿美元的 3D 打印整 体市场中，成品生产份额约占 28.3%（图13）。
4．欧美领先公司垄断市场
目前，欧美等西方发达国家在 3D 打印技术应用方面总体居于领先地位。3D 打印产业排名前 4 位的企业分别是美国 3DSystems 公司、Stratasys 公司，以色列 Object 公司和德国 EOS 公司，它们占据全世界近 70% 的市场份额，形成了寡头垄断的市场竞争格局。
图 13 2003—2012 年直接制造成品在 3D 打印行业中的份额占比
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
表 7 简要罗列了当前添加制造技术工艺及代表企业概况。
表 7 添加制造技术工艺及代表企业
|
工艺 |
代表企业 |
材料 |
市场 |
|
|
光聚合技术 |
3D Systems（美国）
Envisiontec（德国） |
光敏聚合物 |
快速成型 |
|
|
材料喷射 |
Objet（以色列）
3D Systems（美国）
Solidscape（美国） |
聚合物
蜡 |
快速成型
铸造模型 |
|
|
粘结剂喷射 |
3D Systems（美国）
ExOne（美国）
Voxeljet（德国） |
聚合物
金属
铸造用砂 |
快速成型
压铸模具
直接部件 |
|
|
材料超充 |
Stratasys（美国）
Bitsfrom Bytes（美国）
RepRap（美国） |
聚合物
粉末床融合 |
快速成型 |
|
|
粉末床融合 |
EOS（德国）
3D Systems（美国）
Arcam（瑞典） |
聚合物
金属 |
快速成型
直接部件 |
|
|
片层叠 |
Fabrisonic（美国）
Mcor（爱尔兰） |
纸
金属 |
快速成型
直接部件 |
|
|
定向能量沉积 |
Optomec（美国）
POM（美国） |
金属 |
修理
直接部件 |
|
资料来源：黄健，姜山 .3D 打印技术将掀起“第三次工业革命”？ [R]. 新材料产业，2013 年第 1 期 .
后金融危机时代，欧美发达国家重新重视发展高技术的制造业，出台了若干推进智能制造装备发展的政策和计划。例如，为了应对金融危机对机床工业发展的冲击，促进机床工业复苏，欧洲机床工 业合作委员会提出了欧盟机床新的产业发展政策（该部分内容在前两年的制造业报告中均有涉及，本报告不再累述）；美国于 2011 年和 2012 年分别提出了“先进制造业伙伴计划”和“先进制造业国家战略计划”，这两大计划中均有涉及智能制造装备产业方面的内容。
当前，3D 打印技术作为智能制造产业的主要支撑，备受世界各国的关注。为抢占制高点，欧美等 发达国家纷纷加大了 3D 打印技术的研发步伐。这里重点关注欧美发达国家推进 3D 打印技术发展的政策和计划。
（一）美国
美国是 3D 打印技术的主要推动者。主要原因是美国将网络化制造视为其核心竞争力，而 3D 打印 技术是美国网络化制造的关键支撑技术。美国政府对 3D 打印技术的推动作用主要体现在国家战略层面、路线图、研究计划及执行 3 个层面。
在国家战略层面，2011 年，奥巴马总统出台了“先进制造伙伴关系计划”（AMP），2012 年 2 月，美国国家科学与技术委员会发布了《先进制造国家战略计划》，2012 年 3 月，奥巴马又宣布实施投资10 亿美元的“国家制造业创新网络计划”（NNMI），在这些战略计划中，均将添加制造技术列为未来美国最关键的制造技术之一。2012 年 8 月，作为 NNMI 计划的一部分，奥巴马宣布联邦政府投资 3000万美元成立添加国家制造创新研究所（NAMII），加上地方州政府配套的 4000 万美元，共计投入 7000万美元，该研究机构实质上是一个由产、学、研三方成员共同组成的公—私合作伙伴关系，致力于添 加制造技术和产品的开发，保持美国领先地位。
路线图层面，美国曾分别于 1998 年和 2009 年两度发布添加制造技术路线图（表 8）。在 2009 年的添加制造技术研发路线图研讨会上，给出的关键建议是建立美国国家测试床中心（National Test Bed Center，NTBC），撬动未来该领域的设备和人力资源发展，并展示制造研究概念。
在执行层面上，基于 2009 路线图，北美焊接和材料结合工程技术领导组织——爱迪生焊接研究所（Edison Welding Institute，EWI）成立了添加制造联盟（AMC），在美国添加制造界机构之间建立重要 伙伴关系。AMC 目前至少有 33 个企业成员与合作组织，涉及产、学、研、官各机构。AMC 的主要目 标是提高添加制造技术的成熟度，并以国家为基础，倡导资助添加制造技术，将其从目前的新兴技术 层面推到主流制造技术层面。
此外，2009 和 2010 年，美国空军和海军分别举行了以任务为导向的添加制造技术研讨会。2011年，材料与过程工程促进会（SAMPE）也召开了多方参与的研讨会，专注直接零部件制造。2012 年 2 月，橡树岭国家实验室与科学技术情报委员会合作举办了添加制造技术研讨会，讨论该技术的最新 发展。美国制造工程师协会举办面向企业界的 RAPID 会议和展览会，德克萨斯大学举办的年度固体 无模成型研讨会则主要面向学术界。由此可见，美国各利益相关方都在积极推动 3D 打印技术政策的 实施。
表 8 美国添加制造技术工作组或路线图列表
|
时间 |
工作组或路线图名称 |
支持机构 |
|
|
1997 |
欧洲和日本的快速原型技术 |
美国国家科学基金会、美国能源部
美国国防部先进研究项目局
美国海军研究办公室
美国商务部 |
|
|
1998 |
快速原型产业路线图 1998 |
美国国家制造技术中心 |
|
|
2003 |
世界技术评估中心欧洲添加 /
减量制造研发工作组 |
美国国家科学基金会
美国国防部先进研究项目局
美国海军研究办公室
美国标准与技术研究院 |
|
|
2009 |
添加制造工作组路线图 |
美国国家科学基金会
美国海军研究办公室 |
|
|
2009 |
添加制造工作组 |
美军金属经济可承受性计划（Metals Affordability Initiative） |
|
|
2010 |
金属组件直接数字化制造 |
美国海军研究办公室
美国海军航空系统司令部 |
|
|
2010 |
添加制造联盟启动会议 |
爱迪生焊接研究所 |
|
|
2011 |
直接部件制造, 工作组 |
<, TD vAlign=top width=351>
||
|
2012 |
添加制造工作组 |
橡树岭国家实验室 |
资料来源：黄健，姜山 .3D 打印技术将掀起“第三次工业革命”？ [R]. 新材料产业，2013 年第 1 期 .
（二）欧洲地区
欧洲也将添加制造技术视作一种重要的新兴技术。相比美国，欧洲在添加制造技术的研究方面虽 然单个国家的实力不强，但总体而言，其研发活动和基础设施并不逊色。欧洲在大学、企业和政府实 体之间建立了众多添加制造技术联盟，有些甚至是跨国的。许多大型合作计划得到了数百万美元的资 助，包括“大型航空航天部件快速生产计划”，面向大规模客户定制和药品生产的“自定制计划”等。 尽管这些技术有许多初始研发源自美国，但后续开发主要在欧洲等地展开。不过，欧洲并没有出台类 似美国先进制造战略计划的大型战略规划，其研究计划相对较为分散。
就国家而言，英国自 2011 年开始持续增加对增材制造技术的研发经费，设立了多个研究中心。德 国建立了直接制造研究中心，主要研究和推动该技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应用；法国 增材制造协会致力于技术标准的研究。在政府资助下，西班牙启动了一项专项研究，内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等。
（三）其他国家
澳大利亚政府于 2012 年 2 月宣布支持一项航空航天领域革命性的项目“微型发动机增材制造技术”。南非政府投入 2800 万兰特扶持大型激光增材制造设备的开发。
[1] 由于世界工业机器人年度统计数据发布时间基本是每年的 8 月底或 9 月初，目前尚无法获取完整的世界工 业机器人 2012 年度统计数据，因此这里的分析仍采用 2012 年 8 月 30 日国际机器人联合会（IFR）发布的 2012 年 度世界工业机器人统计数据。
[1] International Federation of Robotics（IFR）. Trend towards Automation increases Demand for Industrial Robots[ R]. 2013-07-01.
[2] International Federation of Robotics（IFR）.World Robotics 2012 Industrial Robots[R]．2012-8-30．
[3] Gardner Publications, Inc. The 2013 World Machine-Tool Output & Consumption Survey[R].2013.
[4] Gardner Publications, Inc. Machine Tool Scoreboard[R].2012.
[5] MarketLine. Global Control Systems Industry Profile[R].2012-06.
[6] MarketLine. Control Systems in Asia-Pacific [R].2012-06.
[7] MarketLine. Control Systems in Europe [R].2012-06.
[8] MarketLine. Control Systems in the United States [R].2012-06.
[9] Wohlers Associates. Recent Trends in Additive Manufacturing [R].2012.
[10] Wohlers Associates. Wohlers Associates Publishes 2013 Report on Additive Manufacturing and 3D Printing, Reveals Trends.2013-05-21. http://wohlersassociates.com/press58.htm.
50%
5912.6
-4%
6
中国台湾
5430.0
84%
16%
5160.0
5%
7
美国
4983.2
74%
26%
4676.7
7%
8
瑞士
3199.3
85%
15%
3607.0
-11%
9
西班牙
1060.3
65%
35%
1072.6
-1%
10
奥地利
1032.0
53%
47%
971.1
6%
11
法国
805.8
64%
36%
855.6
-6%
12
捷克
728.4
80%
20%
646.0
13%
13
印度
720.7
88%
12%
880.0
-18%
14
加拿大
693.0
61%
39%
639.3
8%
15
英国
649.8
66%
34%
731.5
-11%
16
土耳其
649.0
24%
76%
659.4
-2%
17
巴西
643.2
81%
19%
891.3
-28%
18
荷兰
402.3
20%
80%
407.6
-1%
19
比利时
296.9
20%
80%
357.5
-17%
20
俄罗斯
263.0
41%
59%
263.0
0%
21
瑞典
201.8
38%
62%
218.4
-8%
22
芬兰
185.1
20%
80%
196.2
-6%
23
澳大利亚
155.0
90%
10%
150.0
3%
24
墨西哥
122.4
58%
42%
122.4
0%
25
丹麦
70.0
40%
60%
76.5
-8%
26
葡萄牙
46.3
44%
56%
50.1
-8%
27
罗马尼亚
42.5
71%
29%
42.5
0%
28
阿根廷
36.4
53%
47%
32.4
12%
合计
93205.4
94344.1
资料来源：Gardner Publications, Inc，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
2012 年，全世界机床消费额 852.2 亿美元，比 2011 年的 876.0 亿美元下降 3%；中国继续保持世界 最大的机床消费国地位，达到 385.1 亿美元；美国机床总消费额增长了 19%，达到 87.2 亿美元，超过 日本和德国，排名第二。2012 年前五大国家（中国、美国、日本、德国和韩国）的机床消费额总和占 全世界机床消费总额的 70%，而 1995 年前五大国家（美国、德国、日本、中国和意大利）的机床消 费额总和占全世界机床消费总额的比重仅为 55%，表明机床消费的集中度进一步加大。
2012 年，全世界机床进口额 400.9 亿美元，比上年的 390.5 亿美元增长了 2.7%；中国继续排名世界第 1 位，进口额为 137.2 亿美元，较 2011 年增长 4%，进口额约占机床消费额的 1/3；美国机床进口额排名第二位，约为 58.3 亿美元，较 2011 年大幅增长 30%。
2012 年，全世界机床出口额 479.0 亿美元，比上年的 457.9 亿美元增长了 4.6%；与 2011 年相比，在前 10 名的出口国家和地区中，有 8 个国家和地区在 2012 年呈现增长态势；日本和德国的机床出口额分别为 115.6 亿美元和 104.1 亿美元，排名世界第一和第二。
表2 罗列了 2012 年世界机床消费额、进口额和出口额前 10 名情况。
表 2 2012 年世界机床消费额、进口额和出口额前 10 名情况 百万美元
|
排名 |
国家和地区 |
消费额 |
国家和地区 |
进口额 |
国家和地区 |
出口额 |
|
1 |
中国大陆 |
38510.0 |
中国大陆 |
13720.0 |
日本 |
11565.0 |
|
2 |
美国 |
8722.5 |
美国 |
5826.8 |
德国 |
10410.0 |
|
3 |
日本 |
7462.8 |
德国 |
3187.3 |
意大利 |
4433.9 |
|
4 |
德国 |
6400.2 |
印度 |
1598.7 |
中国台湾地区 |
4236.0 |
|
5 |
韩国 |
4646.0 |
韩国 |
1492.0 |
瑞士 |
2772.7 |
|
6 |
印度 |
2286.1 |
巴西 |
1435.8 |
中国大陆 |
2750.0 |
|
7 |
意大利 |
2172.0 |
墨西哥 |
1269.1 |
韩国 |
2551.0 |
|
8 |
巴西 |
1867.2 |
土耳其 |
1172.1 |
美国 |
2087.5 |
|
9 |
中国台湾地区 |
1844.0 |
俄罗斯 |
1118.0 |
西班牙 |
983.2 |
|
10 |
墨西哥 |
1360.9 |
法国 |
988.3 |
比利时 |
862.4 |
资料来源：Gardner Publications, Inc，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
2．美日德等发达国家主导数控机床技术创新
在数控机床领域，美国、德国、日本三国是当前世界数控机床生产、使用实力最强的国家，是世界数控机床技术发展、开拓的先驱。
美国政府高度重视数控机床的发展。美国国防部等部门不断提出机床的发展方向、科研任务并提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研，因而在数控机床技术上不断有创新成果。美国以宇航尖端、汽车生产为重点，因此需求较多高性能、高档数控机床，几家著名机床公司如辛辛那提（Cincinnati，现为 MAG 下属企业）、Giddings&Lewis（MAG 下属企业）、哈挺（Hardinge）、格里森（Gleason）、哈斯（Haas）等公司长期以来均生产高精、高效、高自动化数控机床供应美国市场需求。由于美国结合汽车和轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎 实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。
德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，认为机床工业是整个机器制造业中最重要、最活 跃、最具创造力的部门，特别讲究“实际”与“实效”。德国坚持“以人为本”，不断提高人员素质； 注重科学试验，坚持理论与实际相结合、基础科研与应用技术科研并重，比美国偏重于高精尖和日本 偏重于应用技术更高一筹；加强企业与大学科研部门之间的紧密合作，对用户产品、加工工艺、机床 布局结构、数控机床的共性和特性问题进行深入的研究；在质量上精益求精。德国的数控机床质量及 性能良好，先进实用，出口遍及世界，尤其是大型、重型、精密数控机床。此外，德国还重视数控机 床主机配套件的先进实用性，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统等各种功能部件在质 量、性能上居世界前列。如西门子公司的数控系统，均为世界闻名，竞相采用。全球知名的德国机床 生产企业主要有：通快（Trumpf）、吉迈特（Gildemeister）、舒勒（Schuler）、格劳博（Grob）、埃马克（Emag）、因代克斯（Index）、恒轮（Heller）、斯来福临（KörberSchleifring）等。
日本十, 分重视数控机床技术的研究和开发。日本在数控机床发展上采取“先仿后创”的战略，在机床部件配套方面学习德国，在数控技术和数控系统的开发研究方面学习美国，并改进和发展了两国的成果，取得了较好的效果。日本先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占据世界广大市场。日本生产的数控机床部分满足本国汽车工业和机械工业各部门市场需求，绝大多数用于出口，占领广大世界市场，获取最大利润。目前日本的数控机床几乎遍及世界各个国家和地区，成为不可缺少的机械加工工具。日本政府重点扶植发那科（FANUC）公司开发数控机床的数控系统，该公司生产的数控系统约占全 球近一半的市场份额；其他厂家则重点研发机械加工部分，较为著名的生产企业有马扎克（Mazak）、天 田（Amada）、捷太格特（Jtekt）、大隈（Okuma）、森精机（MoriSeiki）、牧野（MAKINO）等。
此外，欧盟地区科研力量雄厚，基础工业先进，欧盟地区机床工业发达，在世界机床行业竞争中 保持领先地位。欧盟经济体是世界最大机床生产基地之一，欧洲机床工业合作委员会（CECIMO）有 15 个成员国，覆盖了绝大部分欧盟机床制造企业。欧盟下属的瑞士精密机床、意大利通用机床在世 界享有声望，西班牙、法国、英国、奥地利和瑞典等的机床工业也具有一定地位。全球知名的机床生 产企业主要有：瑞士阿奇夏米尔（Agie Charmilles）；意大利柯马（Comau）、菲迪亚（Fidia）、萨克曼（Sachman Rambaudi）；奥地利 WFL 车铣技术公司、Emco 公司；西班牙达诺巴特（Danobat）、尼古拉斯·克雷亚（Nicolas Correa）、阿德拉（Atera）机器制造商集团等。
3．亚洲地区数控机床生产发展迅速
亚洲地区机床市场快速发展，世界机床生产集中地域向亚洲地区转移。在经济衰退的 2009 年以及前几年，亚洲国家和地区的机床产值占世界机床总产值的 48% 左右，而西欧 15 个国家的机床产值约占世界机床总产值的 46%。而 2010 年，亚洲与西欧的机床产值占比分别变为 61% 和 32%，到 2011 年和 2012 年，这一比例维持不变（图6）。世界机床生产大量转移到亚洲与中国有关，自 2002 年以来中国一直是世界上最大的机床消费国，为了满足中国市场的需求，中国大陆的制造商扩大企业规模，中国台湾地区、日本以及其他国家和地区的企业也相继在中国大陆设厂。2012 年，中国大陆机床生产约为 275 亿美元，比韩国、意大利、中国台湾地区、美国、瑞士、西班牙、奥地利产值之和还高。
在亚洲，中国大陆、日本、韩国和中国台湾地区是当前的机床主要生产国 / 地区。日本是机床制 造强国，其生产的数控机床除部分满足本国汽车工业和机械工业各部门市场需求，绝大多数用于出 口，占领广大世界市场，获取最大利润。2012 年日本机床出口额为 115.6 亿美元，排名世界第一。目 前日本的数控机床几乎已遍及世界各个国家和地区，成为不可缺少的机械加工工具。台湾地区和韩国 在机床生产、消费和进出口额方面一直位居世界前十位行列。他们的数控机床主要实行国际配套，数控机床的生产发展迅速，其生产的数控机床价廉实用、特色鲜明，大量出口，占领欧美亚地区广大市 场。2012 年中国台湾地区的机床产值 54.3 亿美元，居世界第六，其机床出口额 42.4 亿美元，占产值 的 78%，出口居世界第四位，仅次于日本、德国和意大利。韩国数控机床也是实行国际配套，2012 年机床产值 57 亿美元，居世界第五，出口额 25.5 亿美元，居世界第七，出口额占产值的 45%。中国大 陆数控机床生产也是实行国际配套，但是仍需大量进口数控机床。2012 年中国大陆的机床产值 275 亿美元，居世界第一，机床出口额 27.5 亿美元，居世界第六位，是产值的 10%；而机床进口额 137.2 亿美元，是出口的 5 倍（表 2）。
资料来源：Gardner Publications, Inc
4．数控机床向高速、高精、高效、复合化、环保化方向发展
当前，世界数控机床的技术总体发展趋势是向高速、高精、高效、复合化、环保化方向发展。目前，在四大国际机床展（欧洲 EMO、美国 IMTS、日本 JIMTOF、中国 CIMT）上，美、德、日等工业化发达国家的机床生产企业竞相展出高精、高速、复合化、直线电机、五轴联动、智能化、环保化机床。
随着国民经济飞速发展和工业自动化水平的不断提高，制造业向着高、精、尖方向发展，特别是汽车、船舶、纺织、电子技术、航空航天的迅猛发展，对加工中心的速度和生产效率要求也越来越高，高效、高精、高速化加工中心已经是数控机床行业流行的趋势。例如，2013 年 4 月 22 － 27 日在北京举行的第十三届中国国际机床展（CIMT 2013）上，瑞士阿奇·夏米尔公司的 HSM400ULP 五轴五联动
高速加工中心主轴转速高达 42000r/min；日本牧野（MAKINO）的 F8 大型精密立式加工中心，定位精度 0.15µm，重复定位精度 1.0µm；美国哈挺公司的 T42 超精密车削中心，主轴跳动小于 0.5µm，重复定位精度小于 2µm，工件圆度 0.25µm，轮廓精度 5µm 和连续加工精度 5µm；瑞士 Rollomatic 公司的GrindSmart Nano6 数控微型刀具磨床，磨削直径0.03mm~φ2mm，磨削工件的同轴度、表面粗糙度以及尺寸精度都进入了纳米级。
机床打破工艺界限、实现复合加工也是当今数控机床发展的又一大趋势。自 20 世纪 90 年代车铣复合加工中心问世以来，目前世界著名的机床厂商如日本马扎克（Mazak）、韩国大宇（斗山）、德国德马吉［DMG，1994 年，吉迈特公司（GILDEMEISTER）购买了 DECKEL MAHO。此后，出售名牌DMG（DECKEL MAHO GILDEMEISTER）］以及我国的一些机床厂商每年均有新款复合加工中心机床亮相国际机床展。同时，随着工业机器人在机床上的不断应用，加工中心和与机器人有效结合，提高生 产效率和安全性，也是数控机床发展的潮流。例如，在 CIMT 2, 011 展会上，日本牧野（MAKINO）公司展出的机内装有机器人的, J3i 加工中心，工件的自动装、卸以及清洗, 、去毛刺等工序均由机器人完 成，是真正实现了一台机床完成全套加工（ALLINONE）的生产系统。我国沈阳机床集团也展出了一 台集车、铣、磨、淬火于一体的 VTM 350140lg 大型车—铣复合中心，这也是一台真正的多工艺完全加 工机床，可实现对大型零件整体复合加工。在 CIMT 2012 展会上，德马吉为观众呈现了 10 余款代表 最新加工技术的机床，包括 4 轴车铣复合加工中心、5 轴万能加工中心、铣车复合加工中心、高效钻 铣加工中心、卧式加工中心以及全新设计的 ECOLINE 万能车床、万能铣床和立式铣削加工中心等众 多新产品成为本届展会的焦点，备受观众瞩目。在 CIMT 2013 上，规格用途各异的工业机器人以及与 机床集成应用的实例，充分展示了工业机器人应势而生，新军突起，迅速发展的现状以及与数控机床 结合带来的技术优势和市场前景。日本 FANUC 公司、德国雄克公司（SCHUNK）、中国台湾上银科技（股）公司、安川首钢机器人有限公司、深圳市大族激光科技股份有限公司、扬州恒佳机械有限公司、 广州数控设备有限公司、上海众拓机器人技术有限公司等厂商的展品一展风采。尤其是 FANUC 的机 器人展品数量多，功能用途各异，吸引了众多的目光，特别是带有视觉功能的智能机器人，其聪明灵 巧程度令人叹为观止。
“绿色生态机床”更重视环保，强调机床、环境、人三者之间的关系，近年来成为研究热点并日益 受到重视，目的是大幅度提高机床生产效率的同时降低对环境的影响和对操作者健康的危害。欧洲的 机床制造商和用户很重视环保和劳保，同时也重视节能、降耗。干切削、准干切削、硬切削、微制造（Inter-Micro）技术等绿色制造工艺在欧洲发展很快，各机床制造商也均采取一切措施防止或避免冷却 液、润滑液对周围环境造成生态危害，设计开发环保产品。如，瑞士米克朗公司在设计环保机床 VCP/ UCP1000/1350 系列机床时，从环境保护的角度出发，考虑了机床各部分诸多方面的改进，例如：直线 导轨采用了中央润滑系统，在 8 小时工作制下，每年最多仅需要 3~4 升机油；对电主轴和电气柜的制冷 以及对其冷却剂进行冷却的附件装置均采用无氟制冷装置；不带滤网的切屑处理，因而不存在处理有害 废液的费用；采用静电过滤器有效地吸收机床内部空间污浊的空气，以保护机床操作者的健康水平，保持车间空气的清新；噪声低，UCP1350 机床以主轴最高速运转时，操作者听到的噪声比经济型轿车开 到 100 公里 / 小时司机听到的噪声要小；电磁辐射低，电磁兼容性经过测试；节能，在主轴驱动系统中， 电主轴制动时利用能量恢复模块和有节电的待机电路；机床为紧凑型设计，在车船运输时可降低运费 等。日本马扎克（Mazak）公司为了地球环保事业，则提出了环境基本方针，即：在机床生产的过程中， 通过削减使用的能源和产业废弃物来降低伴随着生产活动而带来的环境负荷；同时，在开发新产品时也尽可能考虑使用可以节省能源、可以进行废物再利用的材料，以环境保护为目的开展研发工作。
5．领先公司动向
从美国 Gardner 公司发布的 2012 年世界机床产值企业前 20 名排名看，日本和德国最多，各占 7家；中国和韩国各 2 家；美国和瑞士各 1 家。其中，前 10 名企业中日本占了 6 家，可见日系数控机床制造商在世界数控机床产业中占有绝对领先地位。和前几年排名相比，中国的两家入榜企业排名大幅上升，尤其是沈阳机床集团排名第一（2004 年全资收购德国希斯机床公司），这和亚洲地区特别是中国机床工业受金融危机影响较小有关。前 10 名榜单中，德国有两家企业上榜，分别是排名第 2 位的通快和排名第 7 位的吉迈特；另有五家德国企业（舒勒、格劳博、埃玛格、因代克斯、恒轮）排名第10~20 之间，足以体现以德国数控机床制造商在世界数控机床产业中占有的举足轻重的地位。和前几年排名相比，美国机床企业排名后移，美国知名的机床企业如格里森、哈斯、哈挺等均排在 20 名以后。本届前十位的门槛，已由上届排名的 13 亿美元左右提升到 17.8 亿美元；而前 20 位的进入门槛，也由上届的 6.2 亿美元提升到 6.6 亿美元（表 3）。
表 3 2012 年世界机床产值前 20 名企业名单
|
排序 |
公司名称 |
国别 |
截至财政年度 |
机床产值 / 百万美元 |
|
1 |
沈阳机床集团（SMTCL） |
中国 |
2011.11 |
2782.7 |
|
2 |
通快（Trumpf） |
德国 |
2012.6 |
2748.1 |
|
3 |
小松（Komatsu） |
日本 |
2012.3 |
2616.9 |
|
4 |
山崎·马扎克（YamazakiMazak） |
日本 |
2009.3 |
2525.0 |
|
5 |
大连机床（DMTG） |
中国 |
2010.11 |
2380.6 |
|
6 |
天田（Amada） |
日本 |
2012.3 |
2335.6 |
|
7 |
吉迈特（Gildemeister） |
德国 |
2011.11 |
2213.1 |
|
8 |
森精机（MoriSeiki） |
日本 |
2012.3 |
1968.5 |
|
9 |
捷太格特（Jtekt） |
日本 |
2012.3 |
1903.7 |
|
10 |
大隈（Okuma） |
日本 |
2012.3 |
1785.2 |
|
11 |
现代威亚（Hyundai WIA） |
韩国 |
2011.11 |
1438.4 |
|
12 |
牧野（Makino） |
日本 |
2012.3 |
1402.8 |
|
13 |
舒勒（Schuler） |
德国 |
2011.9 |
1351.5 |
|
14 |
MAG |
美国 |
2011.11 |
1259.0 |
|
15 |
阿奇·夏米尔（GFAgie Charmilles） |
瑞士 |
2011.11 |
905.3 |
|
16 |
格劳博（Grob） |
德国 |
2012.3 |
896.0 |
|
17 |
斗山·英维高（Doosan Infracore） |
韩国 |
2010.11 |
763.0 |
|
18 |
埃玛格（Emag） |
德国 |
2011.11 |
724.0 |
|
19 |
因代克斯（Index） |
德国 |
2007.11 |
675.8 |
|
20 |
恒轮（Heller） |
德国 |
2011.11 |
660.0 |
日本、德国入围企业的合计产值均已占其本国产值合计的 60% 以上，可见其领先机床制造商垄断行业市场；而中国两家入围企业的产值占全国产值的比重则仅为 18.7%，就集中度而言，也低于美国、韩国和瑞士，表明中国机床生产集中度不高（表 4）。
表 4 按国别排序的入围企业家数、机床产值及占本国产值的比重
|
排序 |
国别 |
进入前 20 名
企业数 / 家 |
入围企业机床产值
之和 / 百万美元 |
占本国机床
总产值百分比 |
|
|
1 |
日本 |
7 |
14537.7 |
79.2% |
|
|
2 |
德国 |
7 |
9268.5 |
68.7% |
|
|
3 |
中国 |
2 |
5163.3 |
18.7% |
|
|
4 |
美国 |
1 |
1259.0 |
30.2% |
|
|
5 |
韩国 |
2 |
2201.4 |
39.0% |
|
|
6 |
瑞士 |
1 |
905.3 |
26.1% |
资料来源：根据 Gardner Publications, Inc 2012 年数据整理
（三）智能控制系统
智能控制系统是指可以针对不同工况自动给出对应操作或者可以用输入程序方式控制设备执行不同操作的控制系统。智能控制系统与传统机械结构结合后，设备可以脱离人工干预真正实现自动化，也可大幅提高设备的精度、效能等。智能控制系统从上世纪 70 年代开始应用以来，在冶金、电力、石油、化工、轻工等工业过程控制中获得迅猛的发展，并发展出集散控制系统（Distributed ControlSystem，DCS）、可编程控制器（Programmable Logic Controller, PLC）等产品，近年来智能控制系统作为智能装备制造业及物联网应用的支撑技术，受到政府、产业界越来越多的关注。
1．智能控制系统市场规模稳步增长
随着全球经济状况逐步好转，制造业和基础设施领域投资逐步回到正轨，带动世界智能控制系统 产业恢复增长。据国际知名咨询机构 Market Line 2012 年 6 月发布的研究报告显示，2011 年世界智能 控制系统产业［包括集散控制系统（DCS）和可编程控制器（PLC）两大部分，不包括基于 PC 的工 业控制系统和软件］市场规模约为 250.2 亿美元，同比增长 5.0%（图 7），增速高于其在 2007 年至2011 年之间 2.9% 的年均复合增长率。其中，集散控制系统（DCS）市场规模为 130.1 亿美元，占世界 智能控制系统市场规模的比重为 52.0%；可编程控制器（PLC）市场规模为 120.1 亿美元，所占市场份额为 48.0%。
Market Line 预计，未来 5 年世界智能控制系统产业增速将进一步提高，2011— 2016 年世界智能控 制系统产业年均复合增长率可达 5.2%，到 2016 年市场规模达到 324.6 亿美元（表 5）。
2．欧洲地区市场份额最大，亚太地区市场增长速度最快
就世界智能控制系统产业规模的区域分布来看，2011 年欧洲地区市场规模最大，约为 115.5 亿美元，占比 47%；亚太地区市场规模约为 83.9 亿美元，占比 34%，2011 年亚太地区市场规模增长率约为 7.1%，远高于世界平均水平和其他地区的增长率，增长速度最快。欧洲智能控制系统产业很发达，但近年来相关市场需求渐趋饱和，且面临制造成本偏高等问题，产业增速出现放缓趋势，新增长点主要来自现有控制系统的更新改造 ,2011 年欧洲地区智能控制系统产业规模的增长率仅为 1.5%，远低于5% 的世界平均水平；而亚太等新兴市场地区工业化进程加快，资本投入和大型基础建设项目大幅增加，对智能控制系统需求量相应增加（图 8）。
资料来源：Market Line，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
表 5 2011—2016 年世界智能控制系统产业市场规模及年增长率
|
年度 |
|
市场规模 / 亿美元 |
年增长率 |
|
2011 |
|
250.2 |
5.0% |
|
2012 |
|
259.2 |
3.6% |
|
2013 |
|
274.1 |
5.7% |
|
2014 |
|
289.2 |
5.5% |
|
2015 |
|
306.0 |
5.8% |
|
2016 |
|
324.6 |
5.8% |
|
年复合增长率（2011—2016） |
5.2% | ||
资料来源：Market Line，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
3．产业发展现状
目前，应用最广泛的智能控制系统主要有集散控制系统（DCS）和可编程控制器（PLC）。DCS 以其高度的可靠性、方便的组态软件、丰富的控制算法、开放的联网能力等技术特点，成为计算机工业控制系统的主流。传统上 DCS 主要应用在电力、石化和化工、冶金等大型工业领域，近年来各大 DCS也开始关注市政、环保等中小型应用市场。PLC 以其结构紧凑、功能简单、速度快、可靠性高、价格低等优点，迅速获得广泛应用，已成为与 DCS 并驾齐驱的另一种主流工业控制系统。PLC 主要应用于开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信及联网等领域。
资料来源：Market Line，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
目前，世界智能控制系统产业发展现状可归纳成以下几个方面：
●智能控制系统产业注重品牌效应，有良好声望的企业更容易获得市场优势。
●世界主要智能控制系统供应商技术、业务领域各有侧重，企业注重追求产品差异化，例如： ABB 在过程控制系统方面综合实力最强，霍尼韦尔（Honeywell）的优势在于压力变送器等，恩德斯豪斯（Endress Hauser）的优势产品集中在物位仪表、流量仪表，横河电机（Yokogawa）的主打产品是现场仪表等；从行业来看，霍尼韦尔在油气开采、运输、冶炼乃至下游的化工都有较大的份额和影响力， ABB 在电力行业占据领先地位，此外造纸也是 ABB 的强项，横河电机在化工行业、艾默生（Emerson）在石化等行业具有较强实力。
●智能控制系统产业是智力密集型产业，行业发展依赖高素质人才，企业研发投入高于一般制造 业，如：日本横河电机在 2006— 2008 年的研发投入约占这三年销售额的 8.9%，德国西门子 2010 年度 研发投入为 38.46 亿欧元，约占公司收入的 5.1%，ABB 公司 2009 年的研发投入为 13 亿美元，占当年 销售额的 4.1%。
●企业注重垂直整合，提供控制系统的企业，一般也会介入机器人等下游产品生产。
●售后服务、系统整合能力是企业的核心能力，智能控制系统企业的竞争力取决于公司的经验积 累，包括产品经验及协助客户解决问题的能力。
4．技术发展趋势
（1）DCS 技术向信息化和集成化方向发展
集散控制系统（DCS）的信息化体现在 DCS 系统已经不是一个以控制功能为主的控制系统，而是一个充分发挥信息管理功能的综合平台系统。DCS 提供了从现场到设备，从设备到车间，从车间到工厂，从工厂到企业集团整个信息通道，充分体现了信息的全面性、准确性、实时性和系统性。
DCS 的集成化体现在两个方面：功能的集成和产品的集成。过去的 DCS 厂商基本上是以自主开发 为主。受信息技术（网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线技术、各种组态软 件技术、数据库技术等）发展的影响，以及用户对先进的控制功能与管理功能需求的增加，各 DCS 厂商（以艾默生、霍尼韦尔、福克斯波罗、横河电机、ABB 为代表）纷纷提升 DCS 系统的技术水平，并不断地丰富其内容，目前集散控制系统（DCS）已经进入第四代。第四代 DCS 更强调系统集成性和方 案能力，DCS 中除保留传统 DCS 所实现的过程控制功能之外，还集成了可编程控制器（PLC）、采集 发送器（RTU）、现场总线控制系统（FCS）、各种多回路调节器、各种智能采集或控制单元等。此外，DCS 厂商不再把开发组态软件或制造各种硬件单元视为核心技术，而是对于 DCS 的各个组成部分采用 第三方集成方式或 OEM 方式。例如，Foxboro 用 Wonderware 软件为基础，Emerson 用 Intellution 的软 件平台做基础。
（2）高速度、大容量、多品种及可编程自动化控制器（PAC）是 PLC 未来发展方向
为了提高 PLC 的处理能力，要求 PLC 具有更好的响应速度和更大的存储容量。因此，向高速度、 大容量发展是大势所趋。当前 PLC 还多用于中小规模应用领域，为了适应多种市场的需要，今后 PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有 I ／ O 点数达 14336 点的超大 型 PLC，其使用 32 位微处理器，多 CPU 并行工作和大容量存储器，功能强大；同时，满足市场需要、 低成本、简易、配置灵活的超小型和微型 PLC 也是技术开发的方向之一。
可编程自动化控制器（PAC）是结合了 PLC 的可靠性以及 PC 强大的软件能力，具有更高性能的 工业控制器。目前 PAC 产品已经被应用到冶金、化工、纺织、轨道交通、建筑、水处理、电力与能 源、食品饮料、机器制造等诸多行业中。ARC 公司预计，今后 PAC 的市场增长将高于 PLC，同时当前 正在使用的大多数小型和大型的 PLC，以及一些微型 PLC 将会演变成 PAC。
5．全球知名生产厂商集中于欧美日等发达国家
欧、美、日等发达国家代表了当今智能控制系统的最高技术水平，几乎所有相关技术都是由它们 最先发明或采用的，其产品经过长期的检验，技术先进、质量可靠、具有很强的品牌优势。国际著名 自动化过程控制网站 ControlGlobal.com 评出 2011 年度全球智能控制系统领域领先企业 50 家（表 6），入榜企业最多的是美国和德国，各有 13 家，其次是日本有 11 家企业，其后相对较多的国家是英国和瑞士。其中，前 25 家企业销售收入合计就占了全球智能控制系统市场份额的近 85%。表 6 2011 年世界智能控制系统前 50 企业排行榜
|
排名 |
企业 |
国家或
地区 |
总收入 /
万美元 |
排名 |
企业 |
国家或
地区 |
总收入 /
万美元 |
||
|
1 |
Siemens |
德国 |
1476333 |
26 |
FMC Energy Processing
Systems |
美国 |
96465 |
||
|
2 |
ABB |
瑞士 |
1136441 |
27 |
Weidmuller |
德国 |
86957 |
||
|
3 |
Emerson Process
Management |
美国 |
794382 |
28 |
MKS Instruments |
美国 |
82250 |
||
|
Schneider Electric |
法国 |
564450 |
29 |
Hitachi |
日本 |
81240 |
|
||
|
5 |
Rockwell Automation |
美国 |
546547 |
30 |
IFM Electronics |
德国 |
79944 |
|
|
|
6 |
Yokogawa Electric |
日本 |
394926 |
31 |
Samson |
英国 |
74000 |
|
|
|
7 |
Mitsubishi Electric |
日本 |
375959 |
32 |
Roper Industries
Industrial Technology |
美国 |
73740 |
|
|
|
|
|||||||||
|
8 |
GE |
美国 |
346119 |
33 |
Bosch Rexroth |
德国 |
72618 |
|
|
|
9 |
Honeywell |
美国 |
311472 |
34 |
Metso Automation |
芬兰 |
69565 |
|
|
|
10 |
Danaher |
美国 |
305719 |
35 |
Beckhoff |
德国 |
65217 |
|
|
|
11 |
Omron |
日本 |
253594 |
36 |
Wago |
德国 |
64537 |
|
|
|
12 |
Endress+Hauser |
瑞士 |
213885 |
37 |
Fuji Electric |
日本 |
62309 |
|
|
|
13 |
Phoenix Contact |
德国 |
213184 |
38 |
Teledyne Instruments |
美国 |
62141 |
|
|
|
14 |
IMI Fluid Controls Severe
Service PLC |
英国 |
206314 |
39 |
Advantech |
台湾地区 |
59820 |
|
|
|
|
|||||||||
|
15 |
Yaskawa |
日本 |
182450 |
40 |
Krohne |
德国 |
57924 |
|
|
|
16 |
Invensys |
英国 |
175933 |
41 |
B & R |
奥地利 |
57504 |
|
|
|
17 |
Cameron Valves &
Measurement |
美国 |
166300 |
42 |
Turck |
德国 |
55900 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
18 |
Ametek EIG |
新加坡 |
164720 |
43 |
Burkert |
德国 |
53576 |
|
|
|
19 |
FANUC |
日本 |
159609 |
44 |
Pepperl+Fuchs |
德国 |
50436 |
|
|
|
20 |
Spectris |
英国 |
155110 |
45 |
Horiba |
日本 |
48136 |
|
|
|
21 |
Flowserve Flow Control
Division |
英国 |
144879 |
46 |
TMEIC |
日本 |
45990 |
|
|
|
|
|||||||||
|
22 |
azbil Group (Yamatake) |
日本 |
105441 |
47 |
Toshiba |
日本 |
42415 |
|
|
|
23 |
Mettler Toledo |
瑞士 |
104000 |
48 |
Pilz |
德国 |
39869 |
|
|
|
24 |
National
Instruments |
美国 |
102420 |
49 |
Belden Connectivity
Products |
美国 |
28890 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
25 |
Wika |
德国 |
98233 |
50 |
Thermo Scientifi |
美国 |
28786 |
|
|
资料来源：Control 杂志 2011 年世界智能控制系统前 50 企业排行榜，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
就 PLC 产品看，按地域分成三大流派：一是美国产品，二是欧洲产品，三是日本产品。美国和 欧洲以大中型 PLC 而闻名，日本的主推产品定位在小型 PLC 上，以小型 PLC 著称。全球著名的厂 商主要有：美国的 A-B 公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（Modicon）公司（现为法国施耐德电 气下属子公司）、德州仪器（Texas Instruments，TI）公司，其中 A-B 公司是美国最大的 PLC 制造 商，其产品约占美国 PLC 市场的一半；德国的西门子（SIEMENS）公司、AEG 公司，法国的 TE 公司；日本的三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等，在世界小型 PLC 市场上，日本产品约占有70% 的份额。
（四）3D 打印设备
3D 打印（3D printing）技术，又称“添加制造”或“增材制造”（Additive Manufacturing）技术， 是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术 进行生产的主要流程是：应用计算机软件，设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备（俗称“3D 打印机”），用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。
3D 打印技术作为制造业智能化革命的一项重大突破，已经进入了工业化和实用化的初级阶段，在促进新兴产业快速发展的同时，也带来了生产方式、商业模式和组织结构的深刻变革。3D 打印技术正 在成为发达国家实现制造业回流、提升产业竞争力的重要载体。可以说，新一轮的全球制造业竞争， 极有可能是 3D 打印与机器人等高端装备的竞争。以 3D 打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材 料的应用将重塑制造业和服务业的关系，重塑国家和地区比较优势，重塑经济发展格局，加快第三次工业革命的进程。
1．3D 打印产业市场规模快速增长
根据美国专门从事添加制造技术的技术咨询服务公司―沃勒斯（Wohlers Associates）发布的 2013年度报告显示，近年来全球 3D 打印产业保持快速增长态势，2012 年全球产值为 22.04 亿美元，比 2011 年的 17.14 亿美元增长 28.6%，2011 年和 2010 年年增长率分别为 29.4% 和 24.1%。在过去的 25年里，全球 3D 打印产业的年均复合增长率约为 25.4%，其中，2010— 2012 年年均复合增长率约为27.4%。Wohlers Associates 认为，3D 打印产业规模达到 10 亿美元，走了 20 年，而规模翻番（20 亿美元）只花了 5 年时间就实现了，预计 2015 年 3D 打印产业规模有望再翻番达到 40 亿美元，至 2017 年该产业市场规模将达 60 亿美元，到 2021 年，市场规模将达到 108 亿美元（图 9）。
其中，低端 3D 打印设备（售价低于 5000 美元，主要使用对象是 DIY 爱好者、学工程专业的学生等）市场从 2008 年到 2011 年经历了每年 346% 的高速增长，在 2012 年放缓至 46%。而工业级 3D 打印设备份额扩大，制造商首次开始使用 3D 打印技术直接生产成品零件，3D 打印行业开始呈现出专业化趋势。
2．美日德中是拥有 3D 打印设备最多的国家
目前，美国、日本、德国、中国是拥有 3D 打印设备最多的国家。据 Wohlers Associates 发布的2013 年度报告显示，美国、日本、德国和中国拥有的 3D 打印设备占全球 3D 打印设备的比例分别为38%、9.7%、9.4% 和 8.7%（图 10），以上四个国家拥有 3D 打印设备之和占世界总份额的比重约达65.8%。其中，生产和销售专业级工业添加制造系统的公司：欧洲有 16 家；中国有 7 家；美国有 5 家，日本有 2 家。
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
图 10 Wohlers 2013 年度报告中 3D 打印设备数量最多的国家分布图
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
就区域分布来看，北美、欧洲、亚太三大地区拥有的 3D 打印设备占全球 3D 设备份额分别是40.2%、29.1% 和 26.3%，拉丁美洲、中东和非洲地区拥有其余 4.4% 的市场份额。其中亚太地区主要集中于日本（38.7%）和中国（32.9%）（图11）。
3．消费品 / 电子产品是 3D 打印技术应用最多的领域
目前，3D 打印技术在消费电子产品、汽车、航空航天、医疗、军工、地理信息、艺术设计等多个领域都得到了应用。从行业分布来看，用于消费电子领域的打印技术仍然占主导地位，大约占 20.3%的市场份额，其他主要领域依次是汽车（19.5%）、医疗 / 牙科（15.1%）、工业及商用机器（10.8%）（图 12）。
图 11 Wohlers 2012 年度报告中亚太地区国家 3D 打印设备市场分布
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
图 12 Wohlers 2012 年度报告中 3D 打印技术应用行业分布
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
但是，从发展趋势上来看，航空航天和医学 / 牙科领域应用 3D 打印技术的增速最快；而且，在航空航天和医疗设备等高端市场中，3D 打印产业正在获利。3D 打印设备制造商 25 年以来首次使用 3D打印技术制造成品，而不再只用于产品设计。例如，GE 航空使用 3D 打印制造商用飞机引擎的喷油嘴； 医疗器械公司 Lima 使用 3D 打印制造 4 万个多孔钛杯人造髋关节。在 2012 年 22 亿美元的 3D 打印整 体市场中，成品生产份额约占 28.3%（图13）。
4．欧美领先公司垄断市场
目前，欧美等西方发达国家在 3D 打印技术应用方面总体居于领先地位。3D 打印产业排名前 4 位的企业分别是美国 3DSystems 公司、Stratasys 公司，以色列 Object 公司和德国 EOS 公司，它们占据全世界近 70% 的市场份额，形成了寡头垄断的市场竞争格局。
图 13 2003—2012 年直接制造成品在 3D 打印行业中的份额占比
资料来源：Wohlers Associates，上海科学技术情报研究所（ISTIS）分析整理
表 7 简要罗列了当前添加制造技术工艺及代表企业概况。
表 7 添加制造技术工艺及代表企业
|
工艺 |
代表企业 |
材料 |
市场 |
|
|
光聚合技术 |
3D Systems（美国）
Envisiontec（德国） |
光敏聚合物 |
快速成型 |
|
|
材料喷射 |
Objet（以色列）
3D Systems（美国）
Solidscape（美国） |
聚合物
蜡 |
快速成型
铸造模型 |
|
|
粘结剂喷射 |
3D Systems（美国）
ExOne（美国）
Voxeljet（德国） |
聚合物
金属
铸造用砂 |
快速成型
压铸模具
直接部件 |
|
|
材料超充 |
Stratasys（美国）
Bitsfrom Bytes（美国）
RepRap（美国） |
聚合物
粉末床融合 |
快速成型 |
|
|
粉末床融合 |
EOS（德国）
3D Systems（美国）
Arcam（瑞典） |
聚合物
金属 |
快速成型
直接部件 |
|
|
片层叠 |
Fabrisonic（美国）
Mcor（爱尔兰） |
纸
金属 |
快速成型
直接部件 |
|
|
定向能量沉积 |
Optomec（美国）
POM（美国） |
金属 |
修理
直接部件 |
|
资料来源：黄健，姜山 .3D 打印技术将掀起“第三次工业革命”？ [R]. 新材料产业，2013 年第 1 期 .
后金融危机时代，欧美发达国家重新重视发展高技术的制造业，出台了若干推进智能制造装备发展的政策和计划。例如，为了应对金融危机对机床工业发展的冲击，促进机床工业复苏，欧洲机床工 业合作委员会提出了欧盟机床新的产业发展政策（该部分内容在前两年的制造业报告中均有涉及，本报告不再累述）；美国于 2011 年和 2012 年分别提出了“先进制造业伙伴计划”和“先进制造业国家战略计划”，这两大计划中均有涉及智能制造装备产业方面的内容。
当前，3D 打印技术作为智能制造产业的主要支撑，备受世界各国的关注。为抢占制高点，欧美等 发达国家纷纷加大了 3D 打印技术的研发步伐。这里重点关注欧美发达国家推进 3D 打印技术发展的政策和计划。
（一）美国
美国是 3D 打印技术的主要推动者。主要原因是美国将网络化制造视为其核心竞争力，而 3D 打印 技术是美国网络化制造的关键支撑技术。美国政府对 3D 打印技术的推动作用主要体现在国家战略层面、路线图、研究计划及执行 3 个层面。
在国家战略层面，2011 年，奥巴马总统出台了“先进制造伙伴关系计划”（AMP），2012 年 2 月，美国国家科学与技术委员会发布了《先进制造国家战略计划》，2012 年 3 月，奥巴马又宣布实施投资10 亿美元的“国家制造业创新网络计划”（NNMI），在这些战略计划中，均将添加制造技术列为未来美国最关键的制造技术之一。2012 年 8 月，作为 NNMI 计划的一部分，奥巴马宣布联邦政府投资 3000万美元成立添加国家制造创新研究所（NAMII），加上地方州政府配套的 4000 万美元，共计投入 7000万美元，该研究机构实质上是一个由产、学、研三方成员共同组成的公—私合作伙伴关系，致力于添 加制造技术和产品的开发，保持美国领先地位。
路线图层面，美国曾分别于 1998 年和 2009 年两度发布添加制造技术路线图（表 8）。在 2009 年的添加制造技术研发路线图研讨会上，给出的关键建议是建立美国国家测试床中心（National Test Bed Center，NTBC），撬动未来该领域的设备和人力资源发展，并展示制造研究概念。
在执行层面上，基于 2009 路线图，北美焊接和材料结合工程技术领导组织——爱迪生焊接研究所（Edison Welding Institute，EWI）成立了添加制造联盟（AMC），在美国添加制造界机构之间建立重要 伙伴关系。AMC 目前至少有 33 个企业成员与合作组织，涉及产、学、研、官各机构。AMC 的主要目 标是提高添加制造技术的成熟度，并以国家为基础，倡导资助添加制造技术，将其从目前的新兴技术 层面推到主流制造技术层面。
此外，2009 和 2010 年，美国空军和海军分别举行了以任务为导向的添加制造技术研讨会。2011年，材料与过程工程促进会（SAMPE）也召开了多方参与的研讨会，专注直接零部件制造。2012 年 2 月，橡树岭国家实验室与科学技术情报委员会合作举办了添加制造技术研讨会，讨论该技术的最新 发展。美国制造工程师协会举办面向企业界的 RAPID 会议和展览会，德克萨斯大学举办的年度固体 无模成型研讨会则主要面向学术界。由此可见，美国各利益相关方都在积极推动 3D 打印技术政策的 实施。
表 8 美国添加制造技术工作组, 或路线图列表
|
时间 |
工作组或路线图名称 |
支持机构 |
|
|
1997 |
欧洲和日本的快速原型技术 |
美国国家科学基金会、美国能源部
美国国防部先进研究项目局
美国海军研究办公室
美国商务部 |
|
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1998 |
快速原型产业路线图 1998 |
美国国家制造技术中心 |
|
|
2003 |
世界技术评估中心欧洲添加 /
减量制造研发工作组 |
美国国家科学基金会
美国国防部先进研究项目局
美国海军研究办公室
美国标准与技术研究院 |
|
|
2009 |
添加制造工作组路线图 |
美国国家科学基金会
美国海军研究办公室 |
|
|
2009 |
添加制造工作组 |
美军金属经济可承受性计划（Metals Affordability Initiative） |
|
|
2010 |
金属组件直接数字化制造 |
美国海军研究办公室
美国海军航空系统司令部 |
|
|
2010 |
添加制造联盟启动会议 |
爱迪生焊接研究所 |
|
|
2011 |
直接部件制造, 工作组 |
材料与过程工程促进会（SAMPE） |
|
|
2012 |
添加制造工作组 |
橡树岭国家实验室 |
资料来源：黄健，姜山 .3D 打印技术将掀起“第三次工业革命”？ [R]. 新材料产业，2013 年第 1 期 .
（二）欧洲地区
欧洲也将添加制造技术视作一种重要的新兴技术。相比美国，欧洲在添加制造技术的研究方面虽 然单个国家的实力不强，但总体而言，其研发活动和基础设施并不逊色。欧洲在大学、企业和政府实 体之间建立了众多添加制造技术联盟，有些甚至是跨国的。许多大型合作计划得到了数百万美元的资 助，包括“大型航空航天部件快速生产计划”，面向大规模客户定制和药品生产的“自定制计划”等。 尽管这些技术有许多初始研发源自美国，但后续开发主要在欧洲等地展开。不过，欧洲并没有出台类 似美国先进制造战略计划的大型战略规划，其研究计划相对较为分散。
就国家而言，英国自 2011 年开始持续增加对增材制造技术的研发经费，设立了多个研究中心。德 国建立了直接制造研究中心，主要研究和推动该技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应用；法国 增材制造协会致力于技术标准的研究。在政府资助下，西班牙启动了一项专项研究，内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等。
（三）其他国家
澳大利亚政府于 2012 年 2 月宣布支持一项航空航天领域革命性的项目“微型发动机增材制造技术”。南非政府投入 2800 万兰特扶持大型激光增材制造设备的开发。
[1] 由于世界工业机器人年度统计数据发布时间基本是每年的 8 月底或 9 月初，目前尚无法获取完整的世界工 业机器人 2012 年度统计数据，因此这里的分析仍采用 2012 年 8 月 30 日国际机器人联合会（IFR）发布的 2012 年 度世界工业机器人统计数据。
[1] International Federation of Robotics（IFR）. Trend towards Automation increases Demand for Industrial Robots[ R]. 2013-07-01.
[2] International Federation of Robotics（IFR）.World Robotics 2012 Industrial Robots[R]．2012-8-30．
[3] Gardner Publications, Inc. The 2013 World Machine-Tool Output & Consumption Survey[R].2013.
[4] Gardner Publications, Inc. Machine Tool Scoreboard[R].2012.
[5] MarketLine. Global Control Systems Industry Profile[R].2012-06.
[6] MarketLine. Control Systems in Asia-Pacific [R].2012-06.
[7] MarketLine. Control Systems in Europe [R].2012-06.
[8] MarketLine. Control Systems in the United States [R].2012-06.
[9] Wohlers Associates. Recent Trends in Additive Manufacturing [R].2012.
[10] Wohlers Associates. Wohlers Associates Publishes 2013 Report on Additive Manufacturing and 3D Printing, Reveals Trends.2013-05-21. http://wohlersassociates.com/press58.htm.
