用智慧感知创造人工智能的应用价值

发达国家利用政策力量推动制造业智能化转型升级，如德国的工业4.0、美国的先进合作伙伴计划等。中国政府也不担心。2016年启动《智能机械产业推进计划》，利用“精密机械”产业结合智能化要素，特别是国产工业传感器，开发符合市场需求的应用知识、经验和技术服务;机床工业是机车工业，是各国制造业的重要基础。智能制造功能，经济部工商局建议制造商投资工业传感器的创新开发，并利用跨学科合作促进机器学习，深度学习和人工智能等智能技术。预计将成为全球智能机械和高端装备研发制造中心的重要组成部分。

国际智能机械标杆

德国是全球机械工业的领先国家，也是各国机械制造商学习的目标，特别是高质量、高精度、高价值的产品和技术。全球制造业将德国设备作为首选，从而提升了产出质量。为了应对客户需求的变化，德国机械也开发了不同于以往的产品、服务和商业模式，在促销和盈利能力方面都面临着挑战。

根据VDMA和麦肯锡的调查，德国机械工业未来的成功模式有10个，其中5个与管理问题有关，如企业规模、国际化、生产效率、全球生产布局、管理模式、战略意图等。与全球竞争和运营效率相关的其他五个项目是产品创新和业务拓展，如创新活动、标准化和模块化、商业模式、售后服务和创新服务、行业联盟。具体内容如下:

1. 创新活动
   德国机械行业强调创新，但必须有明确的市场定位和差异化，才能有更好的价格和盈利空间。通过产学研合作、技术咨询、网络合作等方式开发新工艺。最好是集成产品、技术、工艺和应用解决方案，如机械臂和自动化。
2. 标准化和模块化
   德国机械制造商采用模块化方法，与价值链制造商合作。个别制造商提供标准化的机械或部件，专注于自己的技术，强调规模经济，专业分工和核心能力。价值链厂商共同推动定制解决方案获得更好的利润空间，分担发展风险，寻求未来成长机会。它为个别公司标准化，为外部客户定制。
3. 新商业模式
   德国机械工业注重核心竞争力，发展模块化和标准化性能，创造学习曲线效益。它可以考虑盈利能力和增长空间，只投资于高度可行的开发项目。当现有市场饱和时，也将新兴市场的开发仍应以核心竞争力为基础，与售后服务和新的服务提供商联系起来，共同勾勒新的商业模式。
4. 售后服务及新服务
   德国机械行业认为，售后服务和新服务有增长机会，但可能没有利润空间，主要是因为客户不愿付费，服务质量难以评估，只有机械化需求，客户不愿外包。目前，大多数服务只是维护等基本需求，如提供零硬件、软件，而服务则需要硬件维护、教育培训、设备或系统组装等，才能要求用户付费。
5. 产业联盟
   随着应用需求的变化，如机器人与自动化、输配电工程、工艺技术、移动应用技术等，德国机械工业必须针对不同专业的创新要求，开发出不同的成功模式，也必须对应不同市场的整体环境。，如政策、法规、行业标准、销售服务等，跨领域或跨市场厂商的共同合作可以促进发展，把握商机。

全球机床生产现状

据加德纳统计，2018年全球机床产值为945.96亿美元，比2017年的904.73亿美元增长4.6%。这是自2016年爬升触底以来的第二年增长，且接近2014年的产值，可见全球机床行业的跌宕起伏，尤其是2018年中美贸易战的持续变故，加剧了中美两大经济体之间的贸易摩擦，可能产生的负面影响值得关注。具体来说，就个别国家而言，中国大陆是世界上最大的机床生产国。2018年，产值234.6亿美元，占全球市场的24.8%。与2017年相比，下降了6.5%，这与中国大陆需求的下降是一致的。相关的，其次是德国的149.87亿美元(占全球市场的15.8%，同比增长9.8%)，第三大是日本的147.65亿美元(占全球市场的15.6%，同比增长10.3%)，前三名占比已经超过50%，其次是意大利、美国、韩国、台湾、瑞士、印度、西班牙等，前十名占比更高，为88%。指出了台湾机床在全球市场的代表地位。国际形势瞬息万变，台湾机床如何创新变革，提升国际竞争力?

国际机床制造商发展趋势

近年来，各国相继出台智能制造相关政策，重视工艺技术、虚实集成系统和产品性能。这些趋势与数据驱动、机器学习和人工智能技术密切相关。机床行业，又称机车行业，也是重要的基础，为了加强机床的智能制造功能，进一步分析了国际机床制造商的发展趋势，包括业务现状和专利分析，来说明国际机床制造商的发展趋势。

1. 操作状态

   如上所述，中国大陆、德国和日本是全球前三大机床供应商。除中国内地起步缓慢外，主要以国内市场为主要出口市场，出口占比不足20%。剩下的两个国家都是全球机床。重要的出口国家对机床的竞争力有很高的标准，如质量、精度、可靠性、使用寿命等，国际上主要的机床制造商也由此衍生，如德国机床厂的DMG。森、TRUMPF、舒勒等，AMADA、OKUMA、丰田等。

   从目前的经营情况来看，DMG MORI是全球最大的机床厂，2018年营业收入为45.37亿美元，比2017年增长13.4%。公司强调外部环境的变化，如老龄化社会的医疗需求和劳动力减少，电动汽车使用的不同材料的加工技术的变化，以及人工智能技术在机床上的创新应用等，并提出了向数字化工厂发展的复合和自动化。“一站式服务”的发展规划和新商业模式不仅涉及传统的机床制造，还涉及到周边设备和应用软件的运营。他们还需要与相关成员合作，如研发、采购、生产、销售、安装等，积极推动创新培训。其次是通快，2018年营业收入为44.85亿美元，比2017年增长14.6%。主要产品为机床和激光设备，更积极开发数字化、工业4.0等技术，包括软件、硬件、制造工艺，致力于更经济、更精准和预测未来的解决方案。

   排名第三的是AMADA, 2018年营业收入为28.29亿美元，比2017年增长7.8%。公司提出了“V-factory”工厂创新理念，包括制造信息可视化的“可视化”和企业成功的“价值创造”“价值”和“胜利”，因为机器信息可以上传到互联网上，只要个人电脑或移动设备的app，就可以掌握生产现场的状态，并快速响应，达到减少浪费和机器效益最大化的效益。还可以开发物联网解决方案，创造维护、异常诊断、生产改善等应用价值。所有的开发理念都来源于客户的需求，并提供定制化的解决方案来满足客户的需求。

   其余主要国际机床制造商的营业收入都在20亿美元以下，其中大隈19.92亿美元，丰田16.46亿美元，舒勒14.31亿美元，仍然是日本和德国机床制造商的天下。在人均产值方面，OKUMA在国际主要机床制造商中排名第一。2018年，人均产值为55.4万美元，明显领先于其他制造商，其次是DMG MORI的34.8万美元，AMADA的34.4万美元，TRUMPF的33.4万美元。1万美元，工厂间差距不大，最后是舒勒和丰田，只有21.7万~ 21.8万美元。总体来看，国际机床大国的工厂人均产值并不低，这代表着较高的经营效率和附加值。

   从研发支出和研发占比来看，国际机床制造商中居于首位的是TRUMPF。2018年，研发支出接近4亿美元，研发占比可达9%。这是因为家族企业相对稳定。更多研发资源，共创美好未来。其他主要国际机床制造商的研发占比较低，大致在1% - 4%之间。由于营业收入较低，仍有相当的研发规模，如DMG MORI、TOYODA、AMADA等6000多万美元，OKUMA 2000多万美元。

2. 专利布局

   为了掌握国际机床制造商的智能制造趋势，本文以DMG MORI、TRUMPF、AMADA、OKUMA、JTEKT、SCHULER等6家国际机床制造商的专利布局为主体，以“Sensor”作为查询专利数据库的必要关键字。这是因为传感器是智能制造和工业4.0的关键组成部分。它可以掌握振动、压力、距离、温度、湿度等各种制造信息，并衍生出多种智能制造功能，辅以1999年至2019年统计期间收集的“机器学习”、“人工智能”或“系统集成”等次要关键词。共获得2321例患者。由此可见，国际机床制造商不断增加智能制造相关专利。的低端徘徊在1999年到2004年,每年只有46到69笔,2007年增加到每年125笔,每年100年突破壁垒,然后上升到一个新的高152笔2008年,并提出从2009年到2014年,波动情况大致是在113年至180年之间,然后上升到209年的2016人,打破了200年的水平,每年和持续增加到237年的2017人,创下历史新高,同时也指出了智能制造的趋势。持续升温，特别是2012~2013年以后，各国陆续推出智能制造相关政策，带动新一轮产业创新浪潮。就单个制造商而言，JTEKT是国际机床制造商中与智能制造相关最多的专利。1999 - 2019年共申请专利731件，占比31%，其次是OKUMA 603件(占比26%)、DMG MORI 411件(占比18%)、TRUMPF 330件(占比14%)、AMADA 190件(占比8%)、SCHULER 56件(占比3%)等。

国内智能机器和传感器概述

先进国家利用政策力量推动制造业智能化转型升级，如德国的工业4.0、美国的先进伙伴计划等。中国政府也不担心。2016年推出的《智能机械产业促进计划》也是中国五大创新产业计划之一，利用“精密机械”产业与传感器、机器人等智能要素相结合，开发符合市场需求的应用知识、经验和技术服务，并推广到“智能机械”产业，让中国成为智能机械关键零部件和高端装备的全球研发制造中心。

工业传感器及应用系统也是创新的主要主轴之一，利用智能传感的检测、判断、信息处理等功能，推动智能机械、智能制造、工业4.0等发展愿景，仅局限于多数国产传感器用于3C工业应用，可能无法满足工业环境的严苛要求，如精度、耐污、可靠性、使用寿命等，必须自制国产工业传感器，才能创造进口替代效益，同时满足厂家定制化需求。

到目前为止，国内厂商已经利用生产和创新平台等政策资源，投资于加速刻度组、红外距离传感器、3D图像传感器等多种工业传感器的创新开发，这些传感器可以作为智能机械产业发展的关键部件和组件，创造自主传感技术的效益。更重要的是，国内工业传感器的增值和定制化应用，以及供需之间的联合合作，可以创造最适合的传感模块，主要是因为大多数工厂的生产环境不同，包括加工机器，工艺安排，人员素质等，采用国际大工厂的工业传感。

设备部件通常是量产的标准化部件，可能定制空间有限，或者只有达到一定的采购规模才能进行定制，这制约了国内智能机械的创新发展。因此，国产工业传感器的创新发展，包括标准化组件的大规模应用，必须具备国产工业传感器的规模经济效益，才能盈利和可持续发展。同时，随着客户的差异化要求，可能是不同的机器台或不同的制造工艺，如果拥有独立技术的传感模块和系统，可以满足不同的需求并提供差异化的解决方案，或者利用感官信息反馈进行进一步开发，利用机器学习、深度学习、人工智能。技术也可以为国产工业传感器创造差异化价值。

共同推动智能增值解决方案

据加德纳统计，2018年台湾机床产值为47亿美元，较2017年增长7.1%，居全球第7位，出口额为36.02亿美元，居全球第5位，出口占比更是高达76.6%，是典型的外向型国家，高度依赖海外市场。受中美贸易战繁荣的影响，中国大陆等落后的制造商也迅速崛起，他们也面临着老龄化社会的劳动力问题。台湾的机床制造商必须创新和变革，以巩固其全球竞争地位。经济部工商局推动“智能传感器应用产业促进计划”，建议国内厂商投资加速刻度组、红外距离传感器、3D图像传感器等工业传感器的创新开发。相关产品推出，对应国产机床智能化增值。它们必须满足耐用生产财务对精度、可靠性和使用寿命的要求。同时，它们对应不同的机器和不同的工艺要求。他们必须依靠智能机械和工业意识。传感器的供应和需求可以一起工作，以创建智能传感的最佳解决方案。