智能制造产业链涵盖智能装备（机器人、数控机床、其他自动化装备），工业互联网（机器视觉、传感器、RFID、工业以太网）、工业软件（ERP／MES／DCS等）、3D打印以及将上述环节有机结合的自动化系统集成及生产线集成等。全球范围看，美国、德国和日本走在全球智能制造前列，其余国家也在积极布局智能制造发展。国际市场研究机构Markets and Markets最新发布的研究报告显示，2020年全球智能制造市场规模将达到2 147亿美元，预计到2025年，将增至3 848亿美元，其间年复合增长率约为12.4%。^[3]

1.机器人

近年来，全球机器人产业在基础技术、市场规模、企业智能化转型方面持续提升。2018年全球机器人市场规模达到285.0亿美元，2013—2018年平均增长率约为15.1%。2019年，中美贸易摩擦持续发酵，资本投资一直在下降，但由于低出生率和老龄化，劳动力短缺，机器人产业致力于将人从繁重的劳动、简单的重复劳动中解放出来，全球机器人市场规模持续增长，达294.0亿美元，增长率为3.2%。其中，全球工业机器人市场规模为159.0亿美元，占比为54.1%，全球服务机器人市场规模为135.0亿美元，占整体机器人市场规模的45.9%，所占比例不断提高。^[4]

图1　2017—2019年全球机器人市场规模

图2　2019年全球机器人市场结构

从全球地区发展来看，亚太地区是机器人最活跃的市场，占全球份额为60.2%，其次是欧洲地区和北美地区，分别占比19.9%和17.4%。

图3　2019年全球机器人区域市场结构

2.数控机床

2019年，全球数控机床产业规模达1 492.0亿美元，增长率为3.9%。全球机床生产842亿美元，下降了129亿美元，同比降低13.3%。和全球消费一样，全球机床生产下落到2010年以来的最低水平。2019年在15个机床生产的国家和地区当中只有巴西、法国和加拿大生产是正增长的。新冠疫情使得一些国家相当一部分人口处于限制流动的状态，导致经济活动明显减少。由此，估计会导致2020年全球机床消费下降15%或更多。

图4　2017—2019年全球数控机床产业规模

美国作为世界第二大机床消费国，机床消费前15个国家和地区有12个出现下降，其中美国下降最少，使美国在全球机床消费市场所占的份额明显增加。2019年美国消费了世界11.9%的机床产品（约97亿美元），与2018年相比下降了1.6%，这是自2001年以来美国所占全球机床消费份额最高的一年。2001年正是美国制造业大规模离岸外包的开始，美联储人为地设立了低利率，以帮助美国从互联网泡沫中恢复过来。

3.工业互联网

工业互联网是通过新一代信息通信技术建设连接工业全要素，全产业链的网络，以实现海量工业数据的实时采集、自由流转、精准分析，从而支撑业务的科学决策，制造资源的高效配置，推动制造业融合发展。工业互联网对我国制造业数字化转型升级、实现制造业高质量发展以及提升国际竞争力具有战略意义。网络、平台及安全构成了工业互联网三大体系，其中网络是基础，平台是核心，安全是保障。受限于数字化发展水平，各行业工业互联网平台的应用程度各不相同。数字化水平越高的行业，工业互联网平台的应用程度越高。整体来看，在国内外的应用案例中，机械与能源行业的工业互联网平台应用程度最高，累计占比高达58%。

美国、欧洲、亚太地区是工业互联网发展的重点区域。其中美国集团优势显著，GE、微软、罗克韦尔、亚马逊等巨头积极布局，加之各类初创企业着力前沿创新，有望助力美国保持行业主导地位。西门子、博世、ABB、SAP等欧洲工业巨头凭借自身在制造业的基础优势亦进展迅速。2018年全球工业互联网市场规模为8 059.1亿美元，较2017年增长5.51%。2019年全球工业互联网市场规模约为8 465.57亿美元。

图5　2016—2019年全球工业互联网市场规模

图6　2018年全球工业互联网平台应用行业分布

目前工业互联网平台主要应用于设备管理、生产过程管控、企业运营管理、资源配置协同、产品研发设计及制造与工艺管理等领域。开发难度越低、优化价值越高的应用领域在工业现场的应用热度越高。

图7　2018年全球工业互联网平台应用场景分布情况(www.daowen.com)

在工业互联网发展初期，工业数字化水平是影响工业互联网市场规模结构的重要因素，工业设备的数字化水平低是影响平台市场规模低的主要因素之一。但随着工业互联网的迅速发展，在市场需求及新技术的推动下，工业互联网平台的市场规模会持续增长，预测到2023年全球工业互联网平台市场规模将达到138.2亿美元，占全球工业互联网市场规模的15%。

图8　2018—2023年全球工业互联网市场规模走势

图9　2018—2023年全球工业互联网平台市场规模走势

4.工业软件

工业软件是指在工业领域里应用的软件，包括系统、应用、中间件、嵌入式等。一般来讲工业软件被划分为编程语言、系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。根据中商产业研究院所发布的《2020—2025年中国工业软件行业市场前景及投资机会研究报告》的数据显示：2018年全球工业软件产品市场规模达到3 893亿美元，较2017年增长5.19%。经初步统计，2019年全球工业软件产品收入已突破4 000亿美元大关，到2020年全球工业软件行业市场规模将达4 332亿美元。

图10　2012—2020年全球工业软件行业市场规模及预测情况

5.3D打印

3D打印制造技术有可能从各个方面彻底影响全球制造业，其革命之处在于它能在世界各地生产个性化的定制产品，今后，制造一个产品并不难，难的是谁能够设计出来，这种设计变成一种个性化互动式的，变成创新与市场联动。自2013年3D打印技术高速发展以来，国内外3D打印机公司如雨后春笋般在市场上崭露头角。近两年，发展速度虽有所放缓，但依然属于稳中求好的态势。根据前瞻产业研究院的数据统计显示，2022年全球3D打印机市场规模将突破220亿美元，中国3D打印机市场规模将突破61.9亿美元，目前消费级3D打印机占据9成市场份额。美国是3D打印行业的主要竞争领域，拥有40%以上的市场份额，其次是日本、德国，中国位列第四，但中国却是创客较多的国家，尤其在提倡STEAM教育以来，无论是创客、科普公益活动还是科技类的课程，在市场上以不同形式纷纷呈现，3D打印作为新兴的科技产业自然成为人们关注的焦点，因此，中国拥有巨大的市场潜力。

目前投资于3D打印技术研发的企业包含了空中巴士、阿迪达斯、福特、丰田等知名企业。2018年全球有能力自主“研发与生产”3D打印机的企业有177家，产业内的系统性玩家开始增加，意味着打印机的相关研发、制造技术趋于成熟。根据市场研究机构IDC预计，2019年全球3D打印的市场规模达到138亿美元，比2018年扩大21.2%。

图11　2013—2019年全球3D打印市场规模、增长速度及预测

从细分领域来看，3D打印机和3D打印材料的销售成为最大的收入来源。在2019年全球138亿美元的3D打印市场规模中，有53亿美元来自打印机销售，42亿美元来自打印材料销售，38亿美元来自打印服务，占比分别为38.13%、30.22%和27.34%。

图12　2019年全球3D打印市场细分结构

图13　2019年全球3D打印市场应用结构

3D打印产业的蓬勃发展，主要源于产业的定制化能力高，可应用的场景相当多样，目前在各产业与场景的深度融合状况也都较为乐观。从应用领域来看，3D打印的最大市场将是独立制造，占比达到53.8%；其次是医疗保健，占比约为13.1%；教育领域、专业服务领域以及消费者服务领域占比分别为8.6%、6.5%和4.7%。

以地域计，美国仍是全球最大市场，2019年市场规模预计为50亿美元。美国是3D打印产业的起源地，在全球3D打印市场中持续领先。同时，美国的研发脚步从未停止，2019年11月中旬，美国社区和经济发展部向匹兹堡大学和卡宾德综合公司拨款57 000美元，以研究使用碳化钨粉末进行3D打印的有效方法。此外，西欧和中国紧随其后，2019年3D打印市场规模预计分别为36亿美元和20亿美元。

图14　2019年全球3D打印市场区域分布（单位：亿美元）