世界制造业发展态势

2019-02-01 11:12:24 caoyu 27

图片关键词




 

一、世界经济发展总体态势 

二、世界制造业总体发展动态与趋势 

三、世界制造业重点行业发展态势 

四、发达国家制造业发展战略与举措 


 

世界制造业发展态势

 

一、世界经济发展总体态势

2017年,受全球需求回暖、货币政策环境宽松、大宗商品价格高企等因素影响,全球经济与贸易实现同步复苏,创下2011年以来最快增速,预计这一趋势将在2018年持续,并推动全球投资增长。当前的经济复苏开启了一扇机遇之窗,未来的增长前景依然充满挑战,贸易保护主义升级、发达经济体货币政策收紧和地缘政治风险成为主要的不确定因素。若各国能够推进相关政策和实施结构性改革,提升潜在增长率,加强经济增长的包容性,才能确保当前回升势头,提高中期增长率。

(一)世界经济强劲扩张,但潜在风险上升

据国际货币基金组织(IMF)2018年7月发布的《世界经济展望》报告,2017年全球经济增长率达到3.7%,是2011年以来增长最快的一年。在依然有利的金融环境下,全球经济有望继续保持强势,预计2018年和2019年的全球增长率将升至3.9%(表1)。

发达经济体的增长仍普遍强劲,但许多经济体(包括欧元区、日本和英国)的增长已经减缓。受前期减税、财政刺激等因素提振,美国增速仍高于潜在水平,继2017年2.3%的扩张之后,预计2018年加速至2.9%,2019年增长2.7%。欧元区则失去部分经济动力,由于2018年第一季度数据令人失望,欧元区的预测已被下调,预计由2017年的2.4%下降至2018年的2.2%,2019年进一步下降至1.9%。英国脱欧的不确定性正在损害商业信心,弱势英镑则推高通胀并抑制私人消费,继2017年1.7%的增长之后,预测2018年放缓至1.4%,2019年至1.5%。因私人消费和投资疲软,日本2018年和2019年的增长率预计分别为1.0%和0.9%,落后于其他国家。

新兴和发展中经济体总体增长进一步加强,预计2018年和2019年的增长率都将高于2017年的4.7%,分别达4.9%和5.1%。亚洲新兴和发展中经济体将保持强劲增长,2018—2019年的增长率预计为6.5%。中国2017年经济增长率为6.9%,随着金融部门监管收紧措施产生效果以及外部需求减弱,预计2018年增长率将放缓至6.6%,2019年进一步降至6.4%。印度在内需和税改推动下,预计增长率从2017年6.7%上升到2018年的7.3%,2019年进一步升至7.5%。

表1 世界主要国家和地区经济增长及趋势

国家或地

经济增长率/%

2017年

2018年*

2019年*

世界

3.7

3.9

3.9

发达经济体

2.4

2.4

2.2

美国

2.3

2.9

2.7

欧元区

2.4

2.2

1.9

德国

2.5

2.2

2.1

法国

2.3

1.8

1.7

意大利

1.5

1.2

1

西班牙

3.1

2.8

2.2

日本

1.7

1

0.9

英国

1.7

1.4

1.5

加拿大

3

2.1

2

其他发达经济体1

2.7

2.8

2.7

新兴和发展中经济体

4.7

4.9

5.1

独联体国家

2.1

2.3

2.2

俄罗斯

1.5

1.7

1.5

其他独联体国家

3.6

3.6

3.7

亚洲新兴市场和发展中经济体

6.5

6.5

6.5

中国

6.9

6.6

6.4

印度

6.7

7.3

7.5

东盟5国2

5.3

5.3

5.3

欧洲新兴市场和发展中经济体

5.9

4.3

3.6

拉美和加勒比国家

1.3

1.6

2.6

巴西

1

1.8

2.5

墨西哥

2

2.3

2.7

中东、北非、阿富汗和巴基斯坦

2.2

3.5

3.9

沙特阿拉伯

-0.9

1.9

1.9

撒哈拉以南非洲

2.8

3.4

3.8

尼日利亚

0.8

2.1

2.3

南非

1.3

1.5

1.7

说明:*2018年和2019年为预测值

1.排除G7(加拿大、法国、德国、意大利、日本、英国、美国)和欧元区国家

2.印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、泰国和越南

资料来源:IMF.WorldEconomicOutlook,2018.7

联合国、世界银行、经合组织(OECD)等主要国际机构也都对世界和主要经济体经济增长进行了预测,对世界经济增长形势总体乐观。联合国2018年5月发布的报告显示,2018年和2019年世界经济增长率将达到3.2%,好于半年前的预测。OECD2018年5月更新后的预测显示,2018年世界实际GDP增长率为3.8%,2019年为3.9%,比2017年预计的3.7%增长加快。世界银行2018年1月和6月的《全球经济展望》均预测,全球经济在2018年增长3.1%,略高于上一年的3%,为7年来最佳。

但这些机构同时指出,经济下行风险依然会长期存在。IMF表示,除了货币政策快速变化带来的风险之外,美国最近宣布和预期采取的提高关税政策以及贸易伙伴的报复措施,导致更有可能出现不断升级、持续的贸易行动,可能使中期增长前景受到抑制。OECD指出,目前强劲的经济主要是由于扩张性的货币和财政政策,经济和金融紧张局势可能会在中期威胁到增长前景,其中包括贸易紧张局势升级,油价上涨以及利率迅速上升。世界银行认为下行风险主要体现在:金融市场无序波动的可能性增加,部分新兴市场和发展中经济体面对动荡的脆弱性上升,贸易保护主义情绪升温,政策不确定性和地缘政治风险居高不下。

(二)世界贸易创6年来最高增速,未来两年有望继续保持增长

随着经济广泛、持续的复苏,2017年世界货物贸易量增长4.7%,货物贸易额增长11%,均创下6年来最高增速(图1)。世界贸易组织(WTO)2018年4月发布的报告大幅上调世界贸易增长预期,将2018年世界贸易量增长预期由此前的3.2%调至4.4%,并预计2019年世界贸易量增速为4.0%。

图片关键词

图1  2012—2017年世界货物贸易增速

资料来源:WTO.Worldtradestatisticalreview2018.2018.7

世界贸易增长在金融危机之后的近10年时间里一直乏力,每年平均增幅仅为3.0%。世界贸易的持续低迷也反映在贸易增速和GDP增速的比值上。从历史上看,世界货物贸易增速通常是世界GDP增速的1.5倍,20世纪90年代货物贸易增速甚至超过GDP增速的2倍;在金融危机之后的5年里(2011年至2016年)该比例下滑至约1:1,尤其是2016年该比值只有0.8:1。2017年,受周期性因素的推动,特别是投资和消费支出的增加,世界货物贸易增幅达到4.7%,远高于预估的3.6%。2017年货物贸易增速和GDP增速的比值已反弹至1.5:1,接近历史平均水平,预计2018年贸易扩张速度将再度快于GDP增速。

2017年世界主要地区货物贸易进出口都出现增长(表2)。进口方面,发展中经济体增幅最大,从2016年的1.9%飙升至2017年的7.2%,尤其是亚洲地区进口增长高达9.6%;发达经济体的进口需求也有所上升,从2016年的2.0%小幅增长到2017年的3.1%。出口方面,2017年,发展中经济体和发达经济体分别增长5.7%和3.5%,分别高于前一年的2.3%和1.1%。

WTO预计,2018年世界贸易量将以4.4%持续稳定增长,增长区间约为3.1%到5.5%。发展中经济体有望在2018年保持强劲增长,出口和进口增速分别达到5.4%和4.8%,发达经济体的增长将有所加强,出口和进口增速分别为3.8%和4.1%。此前,WTO预测2018年全球贸易增幅在1.4%至4.4%之间,最可能为增长3.2%左右。这一增速尽管低于1990年以来4.8%的年平均增速,但仍远高于全球金融危机爆发以来3.0%的平均水平。

表2 2014—2019年各地区GDP和货物贸易量年度增长及预测

项目

经济增长率/%

2014年

2015年

2016年

2017年

2018年*

2019年*

货物贸易1

2.7

2.5

1.8

4.7

4.4

4

出口







发达经济体

2.1

2.3

1.1

3.5

3.8

3.1

发展中经济体2

2.1

2.4

2.3

5.7

5.4

5.1

北美洲

4.6

0.8

0.6

4.2

4.5

4.5

中南美洲

-2.1

1.8

1.9

2.9

2.8

2.6

欧洲

1.6

2.9

1.1

3.5

3.6

2.9

亚洲

4.5

1.5

2.3

6.7

5.7

5

其他地区

-1

5.5

2.6

2.3

4.7

4.4

进口







发达经济体

3.4

4.3

2

3.1

4.1

3.3

发展中经济体

2.4

0.6

1.9

7.2

4.8

4.4

北美洲

4.3

5.4

0.1

4

5.7

5

中南美洲

-2.7

-6.4

-6.8

4

3.9

5.7

欧洲

3

3.7

3.1

2.5

3.5

2.8

亚洲

3.7

4

3.5

9.6

5.9

4.7

其他地区3

0.5

-5.6

0.2

0.9

0.4

1.8

按市场汇率的实际GDP

2.7

2.7

2.3

3

3.2

3.1

发达经济体

2

2.3

1.6

2.3

2.4

2.2

发展中经济体

4.3

3.7

3.6

4.3

4.6

4.6

北美洲

2.6

2.7

1.5

2.4

2.8

2.7

中南美洲

0.9

-0.9

-2.1

1

2.3

2.8

欧洲

2

2.3

1.9

2.6

2.4

2.1

亚洲

4.1

4.2

4.1

4.5

4.5

4.4

其他地区

2.5

1.1

2.2

2

2.8

2.9

说明:*2018、2019年数据为预测值

1.为进出口平均水平

2.包括独联体国家

3.包括非洲、独联体国家和中东

资料来源:WTO.Strongtradegrowthin2018restsonpolicychoices.2018.4

2017年,中国货物贸易出口继续居全球第一,为2.263万亿美元,占全球份额的12.8%,货物贸易进口排名全球第二。WTO预测中国经济转型还在继续,将从主要依靠投资向消费转型,从长期来看有利于更强劲的可持续增长,并将对世界贸易产生积极影响。

WTO的预测是基于过去几个月全球经济的强劲表现和对2018年全球经济增速的乐观预期,并未将近期部分成员间贸易摩擦可能升级纳入考虑。WTO警告,部分经济体间贸易摩擦可能升级,将影响商业信心和投资决策,增加贸易前景的不确定性。WTO表示,倘若有关国家政府偏向限制性的贸易政策,世界经济和贸易面临“偏向下行”,各国政府需要摒弃一切形式的保护主义,并通过对话和严肃的参与来解决分歧。除贸易限制措施外,各经济体采取的货币政策等也可能影响未来贸易走向,美联储等各大央行加速收紧货币政策,“可能引发汇率和资本流动波动,进而可能对贸易产生同等的破坏影响”,地缘冲突加剧也可能减缓贸易流动。

(三)全球外国直接投资大幅下降,2018年预计出现反弹

和全球GDP及贸易增长显著改善形成鲜明对比的是,2017年全球外国直接投资(FDI)出现较大幅度的下降。联合国贸发会议(UNCTAD)2018年6月发布的《世界投资报告2018:投资与新产业政策》显示,2017年全球FDI下降23%,为1.43万亿美元,跨境并购大幅下降22%是造成这种局面的主要原因。

发达经济体FDI流入量下降37%,为7120亿美元。其中,跨国并购下降29%,主要原因是超大型并购及企业重组比2016年减少。上述下降在很大程度上也是由于英国和美国的FDI流量在前两年飙升之后在2017年回调到正常水平。美国FDI流入量虽下降40%,降至2750亿美元,但仍居全球首位。流入英国的FDI下降92%,降至150亿美元,由2016年全球吸收外资第二大国跌出前二十。法国、德国FDI流入量出现增长,但流入欧洲的FDI受英国拖累整体下滑。

流入发展中经济体的FDI保持稳定,同比小幅增长2%,达6710亿美元,在全球FDI的比重由2016年的36%上升至47%。亚洲、拉丁美洲和加勒比地区的外资流入略有上升,其中亚洲吸收外资4760亿美元,成为全球吸引外资最多的地区。非洲持续下滑,同比下降21%,主要集中在大宗商品出口国。发展中亚洲国家依然是全球吸引外资最多的地区,其次是欧盟和北美。

流入转型经济体的FDI在2016年强劲复苏后,2017年下降27%,约为470亿美元,为2005年以来的第二低水平。主要是由于俄罗斯联邦FDI流量的下降和其他大部分独联体国家资金流入乏力,反映了地缘政治的不确定性以及对自然资源的投资不足。

从FDI流入国和地区看,美国仍是最大的FDI流入国,吸引外资达2750亿美元;中国是全球第二大外资流入国,尽管2017年上半年中国吸引外资明显放缓,但全年外资流入1360亿美元,创造历史新高。位居3至10名的依次为中国香港、巴西、新加坡、荷兰、法国、澳大利亚、瑞士、印度。

从产业看,所有行业的外国直接投资活动都较低迷。三大产业的跨境并购都出现下降,其中第一产业特别是采掘业降幅最大,达70%。绿地投资方面,第一产业及服务业分别下降61%和25%,制造业绿地投资金额则上升14%(表3),但总体仍停留在较低水平,2013年至2017年,所有发展中地区的制造业绿地项目数量都低于上一个5年。

表3 全球FDI分行业流入量及占比

跨境并购

行业

流入量/10亿美元

增长率/%

项目数/个

增长率/%

2016年

2017年

2016年

2017年

全球

887

694

-22

6607

6967

5

初级产业

83

24

-70

206

550

167

制造业

406

327

-19

1745

1690

-3

服务业

398

343

-14

4656

4727

2

绿地投资

行业

流入量/10亿美元

增长率/%

项目数/个

增长率/%

2016年

2017年

2016年

2017年

全球

833

720

-14

15766

15927

1

初级产业

54

21

-61

52

63

21

制造业

295

338

14

7703

7678

0

服务业

484

362

-25

8011

8186

2

资料来源:UNCTAD,GlobalInvestmentReport.2018

值得注意的是,虽然许多国家继续致力于吸引外资,但在外资准入方面,对外资的审查程序在增加。2017年,65个国家采取了126项投资政策措施,其中84%有利于投资者。有些国家放宽了包括运输、能源和制造业等多个行业的准入条件;有的采取了新的投资促进及便利化措施,如简化行政程序、提供投资激励和建立新的经济特区等。与此同时,越来越多的国家对外国投资采取了更为审慎的立场,这些国家主要出于对国家安全以及对外国投资者对土地和自然资源的所有权的担忧,因此新出台投资限制措施或对外资加强监管。一些国家加强对外国并购的审查,特别是对战略资产及高技术企业并购的严格审查;一些国家正在考虑进一步强化投资审查程序。

展望2018年投资前景,随着2018年全球经济和贸易增长预期加速,全球总需求表现强劲,加上大宗商品价格上涨,有望推动全球FDI出现反弹。UNCTAD预计2018年全球FDI增长5%~10%,总量仍将低于过去10年的平均水平,增长势头十分脆弱。然而,全球和地区性风险也十分突出,政策不确定性增加。贸易关系紧张局势的升级和扩大可能对全球价值链投资产生负面影响。美国税收改革及各国减税竞争加剧也会显著影响全球投资格局。此外,一些宏观经济变量,如一些国家的债务问题,也可能出现不利的变化。

科尔尼发布的2018外商直接投资(FDI)信心指数也指出,在全球经济扩张以及不确定的地缘政治动荡背景下,投资者仍然看好未来投资环境。全球79%的投资者计划未来三年内增加国际投资额,比上年这一指数提高了4个百分点。从投资目的地看,美国仍高居榜首,加拿大跃升至第二,其次是德国和英国,中国由上年的第三跌至第五。由于监管与市场等原因,89%的受访者表示正在或者开始考虑实施本地化措施。超过三分之一的投资者认为本土化策略源于市场准入政策的限制,27%的人表示来自于贸易保护主义政策。

(四)全球就业前景依然疲弱,脆弱就业率增加

2017年全球经济增长强于预期,长期经济前景增长将趋于适中,但经济的改善仍无法创造足够的就业机会。2018年1月,国际劳工组织(ILO)发布的《世界就业和社会展望:2018趋势》(WorldEmploymentandSocialOutlook:Trends2018)报告指出,虽然全球失业率趋于稳定,但在世界许多地区,失业率和体面就业不足仍将维持高位。全球失业率在2016年之后一直保持稳定,预计2017年达到5.6%,失业总人数超过1.927亿人。2018年,全球失业率预计小幅下降至5.5%,标志着失业率在连续3年上升后出现好转。然而,随着越来越多的人进入劳动力市场寻求就业,预计2018年失业总人数保持稳定,超过1.923亿人。2019年,全球失业率预计保持不变,而失业人数将增加130万人(表4)。

表4  2017—2019年全球失业率及失业人数情况

地区

失业率/%

失业人数/100万人

2017年

2018年

2019年

2017年

2018年

2019年

世界

5.6

5.5

5.5

192.7

192.3

193.6

发达国家

5.7

5.5

5.4

34.1

32.8

32.4

新兴国家

5.6

5.5

5.5

143

143.4

144.6

发展中国家

5.3

5.3

5.3

15.6

16.1

16.6

说明:2017年为估计值,2018、2019年为预测值

资料来源:ILO.WorldEmploymentandSocialOutlook:Trends2018

发达国家劳动力市场的强劲表现是推动2017至2018年全球就业率增长的主要因素。2018年,发达国家的失业率预计再度下跌0.2%,达到低于危机前水平的5.5%。相比之下,新兴和发展中国家的就业增长率预计低于劳动力增长率,但与2016年相比有所改善。2018—2019年,发展中国家预计每年增加50万失业人口,失业率保持在5.3%左右。

尽管全球失业率呈稳定趋势,但脆弱就业率居高不下。自2012年。以来,在减少脆弱就业[1]方面取得的重大进展基本上停滞不前。2017年,全球劳动力中有约42%(14亿人)处于脆弱就业状态,2018—2019年,每年预计增加的脆弱就业人口数约为1700万人(表5)。在新兴和发展中国家,脆弱就业率特别高,分别超过76%和46%。

表5 2017—2019年全球脆弱就业率及就业人数情况

地区

脆弱就业率/%

脆弱就业人数/100万人

2017年

2018年

2019年

2017年

2018年

2019年

世界

42.5

42.6

42.7

1391.3

1409

1426.4

发达国家

10

9.9

9.9

56.7

56.5

56.3

新兴国家

46.2

46.2

46.3

1122.8

1134

1144.8

发展中国家

76.5

76.4

76.4

211.8

218.5

225.3

说明:2017年为估计值,2018、2019年为预测值

资料来源:ILO.WorldEmploymentandSocialOutlook:Trends2018

劳动力市场的不平等问题依然存在。一是持续存在的报酬不公平问题。平均而言,女性比男性更少地参与劳动力市场(差距约为26%),并且也更难找到工作,工作中也更可能受到职业等方面的限制,从而降低了女性的就业质量。例如,2017年,发展中国家82%的女性处于脆弱就业状态,而男性这一比例为72%。二是青年人(年龄小于25岁的劳动者)的就业机会不充分。青年人比其他成年人更难就业,其失业率保持在13%,是普通成年人的3倍,而且性别歧视在青年人就业过程中也同样存在。

在就业领域方面,服务部门将是未来就业率增长的主要推动力,农业和制造业就业率持续下降。但脆弱的非正式就业在农业和服务业中十分普遍。展望未来,第三产业结构性调整将对就业质量带来复杂影响。技术变革、资本积累、全球化、人口结构和政府政策等内外部因素的作用将对各部门的再就业产生刺激。在所有收入群体中,预计有越来越多的人受雇于服务部门,而农业的就业份额将继续长期下降。此外,中高收入国家和发达国家的制造业就业人数将继续减少,而在中低收入国家中仅略有增加,印证了正在出现的“过早去工业化(premature deindustrialization)”趋势,即低收入国家尚未达到发达国家的工业化水平,就过早进入工业部门就业比重下降的阶段。因此,采取强有力的政策,提高服务业的工作质量和生产力,是确保结构性改革取得良好成果的重要先决条件。

二、世界制造业总体发展动态与趋势

(一)全球制造业创新活力得到全面释放

以具有跨界、融合、协同特征的新型创新载体为核心的全球制造业创新生态系统加速形成,主要表现在一是创新环境由关注单一企业局部创新环境改善向重视营造产业跨界协同创新环境转变,二是创新载体从单个企业向跨领域多主体协同创新网络发展,三是创新模式由单一技术创新向技术创新与商业模式创新相结合。特别是制造业创新活动及组织模式发生深刻变革,产业技术创新活动社会化、大众化、网络化特征明显,新型研发组织和创新模式改变创新生态。网络信息技术、大型科研设施开放共享、智能制造技术提供了功能强大的研发工具和前所未有的创新平台,使创新门槛迅速降低,协同创新不断深化,创新生活实验室、制造实验室、众筹、众包、众智等多样化新型产业创新平台和模式不断涌现。

为引领全球制造业创新体系和创新模式变革,发达国家着眼于全面提升制造业创新能力,抢占未来竞争制高点。譬如,在创新链打造方面,以美国等为代表的发达国家通过制造业回流、加快发展高端制造业等手段,进一步打造新型制造业创新载体,丰富和拓展技术创新链,弥补创新链各环节之间的脱节与断层,进而形成技术自主创新的机制。又如,在产业链构建方面,全球竞争正由产品竞争转向产业链竞争,基于全产业链的创新要素整合能力决定制造业整体竞争力水平,发达国家致力实现由单项技术产品攻关向全要素汇聚的产业链转变,美国国家制造创新网络、英国弹射创新中心,皆是通过构建新型创新载体以总体设计、协同部署各类创新资源要素,集聚整合已有单项技术成果,围绕产业链部署创新链,围绕创新链完善资金链,形成产业链系统突破的格局。同时,生产型制造走向服务型制造是大势所趋,产业模式向定制化规模生产和服务型生产转变特征明显,制造业产业价值链的高端向研发和产品运营维护等服务生命周期转移。

人工智能、大数据、云计算、物联网、移动互联网等智能互联技术与制造业深度融合,引发制造模式、生产方式、产业形态和产业分工格局不断变革,信息技术、新能源、新材料、生物等重要领域和前沿方向的重大创新不断涌现,呈现交叉融合发展格局。绿色技术在产品研发设计、生产制造、销售服务和回收利用中的应用愈加频繁,制造业企业不断创新高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺和装备,降低资源消耗和环境影响,以期符合经济社会可持续发展的低碳环保和循环利用要求。

(二)制造业区域竞争两极化趋势进一步加剧

世界经济论坛发布《2018年“制造业的未来”准备状况评估》报告,从制造业驱动因素与组成结构两个维度,评估100个国家与经济体(包括25个领先国家、10个传统国家、7个高潜力国家/经济体和58个初生国家)制造业未来准备状况。结果显示,来自欧洲、北美和东亚的25个国家属于领先国家,已占据全球制造业增加值75%以上,并且在未来继续扩大份额方面占据有利地位。报告认为,各国制造业发展路径并非完全一致,也不是所有国家都会追求发展先进制造业,个别低成本劳动力目的地的国家,可能仍会试图在短期内抓住传统制造业发展机遇,而有些国家可能采取两者齐头并进的模式,让部分地区着重发展先进制造业,部分地区发展传统制造业,而发达国家将进一步把产业置于高端制造业(图2)。

图片关键词 

图2  领先国家制造业准备状况评估结果

资料来源:世界经济论坛

德国、日本和美国的塑造制造业的未来准备程度最高(即制造业结构与驱动因素综合评分最高),日本拥有强大的制造业结构,在受评估的100个国家和经济体中排名第一。美国在全部制造业驱动因素上表现突出,在受评估的100个国家和经济体中排名第一。

美国拥有全球第二大制造业,2016年制造业增加值规模接近2万亿美元,约占全球制造业增加值的16%,占美国国内生产总值的12%。目前,美国正在努力重振制造业,2017年底启动的税制改革中,美国将企业税率从35%下调至21%,令企业将部分生产转移到美国的意愿有所增强。日本拥有世界上第三大制造业,2016年的制造业增加值总额超过1万亿美元,占全球制造业增加值近9%。日本在需求环境方面表现特别突出,拥有成熟的消费基础、强劲的企业活动和巨大的市场规模。2016年日本政府推出“社会5.0”战略,旨在通过新兴技术推动制造业转型,2017年提出“Connected Industrie”计划,支持日本制造业通过资源、人员、技术、组织和其他社会元素的连接,创造新价值。德国拥有全球第四大制造业,2016年制造业增加值总额达到7750亿美元。德国拥有全球闻名的优质制造业传统,超过一半的制造业产出出口海外。随着工业4.0的推出,德国致力于实现产品、价值链与商业模式的数字化与互联互通,大力推动数字化制造业的发展,在制定全球工业新标准和规范方面发挥着主导作用。制造业在英国经济中的比重一直在稳步减少,从20世纪70年代的25%降至如今不足10%。虽然英国制造业结构逊色于类似的领先国家,但在所有制造业驱动因素方面都表现良好。

(三)科技创新成为制造业升级重要驱动力

全球制造业竞争日益激烈,对先进制造技术的升级更加迫切,科技创新已成为推动制造业发展的主要驱动力。联合国工业发展组织认为,科技创新能够通过新的方式解放创造力、创新力和生产力,释放人类潜能;科技创新可以改进生产流程,减少对环境的负面影响,节约能源和资源(表6)。

重要产业领域和关键核心技术正发生革命性突破。信息技术领域的科技创新依旧活跃,人工智能研究持续升温,量子通信和集成电路领域取得突破性进展;新能源技术快速演进,生物燃料、氢燃料、清洁技术得到进一步发展;材料中的先进高分子材料、高性能复合材料等研究成果和技术应用全面展开;生物医疗技术中的基因测序、干细胞与再生医学、远程医疗、分子靶向治疗等技术迈入实际应用;智能制造技术中的智能基础共性技术、核心智能测控装置与部件、重大智能制造集成装备,以及机器人、增材制造技术促进新一轮产业革命兴起。

产业与技术交叉融合趋势更加明显。多学科、多技术和多领域交叉融合创新趋势更加明显,尤其是信息技术、生物技术和材料科学等领域新技术相互渗透、互为支撑,跨学科创新成果、颠覆性技术层出不穷。作为全球研发投入最集中的领域,信息网络、生物科技、清洁能源、新材料与先进制造等正孕育一批具有重大产业变革前景的颠覆性技术,量子计算机与量子通信、再生医学、合成生物等已展现出巨大应用前景。

表6 有望革新制造业的关键新兴技术

技术名称

技术简介

人工智能和机器人技术

能够替代人类,承担要求一定精细运动技能与思维能力工作的多功能型机器

无处不在的联网传感器

利用网络传感器实现产品、系统和网络的连接、追踪与管理

虚拟现实与增强现实

人类和计算机之间的未来界面,包括沉浸式环境、全息读取以及能够创造混合现实体验的数字生成叠加

增材制造

借助各种材料和方法在增材制造领域取得突破

先进材料和纳米材料

有利于增强材料性能(如热电效率、形状保持性等)的新材料和纳米结构研发

能量捕获、存储和传输

电池组和燃料电池效率领域的突破;基于太阳能、风能和潮汐能技术的可再生能源;基于智能电网系统的能量分配;无线能量传输等

新一代计算机技术

计算机硬件的新架构,例如量子计算、神经网络处理等

生物技术

基因工程、测序和治疗,合成生物学创新

神经技术

智能药物、神经成像和生物电子接口等涉及人类大脑活动读取、沟通的创新

空间技术

帮助人类进一步探索太空,包括微型卫星、可重复使用的火箭与集成型火箭喷气发动机

资料来源:世界经济论坛

人工智能、虚拟现实与增强现实、机器人和增材制造等领域的科技创新将从根本上支撑并颠覆制造业的发展形态。麦肯锡全球研究所(McKinseyGlobalInstitute)数据显示,60%以上的制造业活动都可以借助目前的自动化科技自主完成,如人工智能技术将广泛用于制造企业的研发、市场营销和客户服务;增材制造(3D/4D打印)促使产品的组件更少、互换性更高、成本更低,所需装配环节更少,从而有效降低整体生产成本。

(四)智能制造对传统生产方式产生巨大冲击

近年来,主要工业化国家将智能制造视为未来制造业的主导范式,智能制造有望继机械化制造、标准化制造、自动化制造之后的又一场制造革命。智能制造贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能,推动传统制造在研发设计、生产制造和市场需求之间的动态匹配,帮助传统产业逐步实现数字化、网络化、智能化改造。同时,智能制造对智能装备、智能控制软件和系统以及相关服务产生大量的需求,带动着众多新技术、新产品、新装备快速发展,催生出一批新应用、新业态和新模式。

对于传统生产方式而言,智能制造意味着生产方式、组织结构、商业模式的重大变革,主要体现在三个方面:一是智能制造着重突出产业链整合,实现生产环节由方案设计、技术调试、生产规划、加工制造到销售的一体化,传统生产方式下从事单一生产环节,尤其是加工组装等低端环节的企业将面临被淘汰的风险;二是大规模标准化生产通过追求规模经济降低单位成本,而在智能制造场景下,消费者可以通过创新设计平台将自己个性化需求及时传送给制造商,或直接参与产品的设计,个性化的批量定制生产将成为趋势;三是智能制造更多采用机器人代替工人,工人的工作性质将由体力劳动转为脑力劳动,由此大幅度提高生产效率,而传统生产方式尤其是劳动密集型生产模式将由于缺乏生产效率而面临淘汰。

从区域发展格局看,欧美传统制造业强国拥有较多技术与经验积累,具备较强竞争实力,亚洲新兴经济体在智能制造方面也呈现出较大竞争优势。中国经济信息社《全球智能制造发展指数报告(2017)》对全球智能制造发展状况展开评价,结果显示,全球排名前十国家中,欧美占据7个,亚洲共3个。美国、日本和德国名列第一梯队,是智能制造发展引领型国家;英国、韩国、中国、瑞士、瑞典、法国、芬兰名列第二梯队,是智能制造发展先进型国家。中国名列智能制造发展先进型国家行列,综合排名全球第六位。

虽然在全球范围内智能制造的发展导向基本相同,但是主要发达国家发展智能制造的实现路径却各有不同。譬如,美国发展智能制造的基本路径是利用其在新一代信息通信技术和软件技术的全球领先优势,优先发展先进传感与控制、新材料、制造创新平台,以此显著提升制造企业智能化平;德国发展智能制造的基本路径是从建设智能工厂着手,通过引入“物理信息系统(CPS)”,形成智能工厂、智能产品、智能数据融通的制造系统。

(五)数字孪生成为赋能制造业新利器

如何实现制造物理世界与信息世界的交互与共融,是当前全球工业实践智能制造理念和目标所共同面临的关键问题之一。作为一种充分利用模型、数据、智能并集成多学科的技术,数字孪生(DigitalTwin)面向产品全生命周期过程,发挥连接物理世界和信息世界的桥梁和纽带作用,提供更加实时、高效、智能的服务,为解决物理世界与信息世界的交互与共融提供有效的解决途径。

数字孪生是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型,充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为,数字孪生贯穿了产品全生命周期中的不同阶段,譬如,在产品设计阶段,利用数字孪生可以提高设计的准确性,并验证产品在真实环境中的性能;在产品生产阶段,利用数字孪生可以加快产品导入的时间,提高产品设计的质量、降低产品的生产成本和提高产品的交付速度;在产品维修保养阶段,利用数字孪生可以实现等远程监控和预测性维修、产品使用反馈等功能。

全球IT研究与咨询公司Gartner将数字孪生列入十大战略性技术趋势,在对美国、德国、中国与日本200余家已部署物联网企业的调研结果显示,48%的企业已经采用或计划在2018年应用数字孪生,到2022年,使用数字孪生的企业将增长三倍,届时,企业将进一步利用数字孪生主动修复和规划设备服务、设计制造流程、预测设备故障、提高运营效率以及改进产品开发。

多家国际知名企业已开始提供数字孪生技术在产品设计、制造和服务等方面的应用方案,如SAP提供三种数字孪生功能:“数字孪生连接”提供物理实体之间或物理实体内部之间的数据连接;“数字孪生呈现”同步输出来自设备端和云端的各种设备信息;“数字孪生管道”提供在共享协作平台进行数字孪生模型的新建、分发、更新、访问;西门子公司致力于帮助制造企业在信息空间构建整合制造流程的生产系统模型,提出产品数字孪生、生产工艺流程数字孪生和设备数字孪生,实现物理空间从产品设计到制造执行的全过程数字化;针对复杂产品用户交互需求,达索公司建立起基于数字孪生的3D体验平台,利用用户反馈不断改进信息世界的产品设计模型,从而优化物理世界的产品实体;PTC公司致力于在虚拟世界与现实世界间建立一个实时的连接,基于数字孪生为客户提供高效的产品售后服务与支持。

数字孪生重要功能之一在于能够在物理世界和数字世界之间全面建立准实时联系,这也是该技术的价值所在。基于产品或流程现实情况与虚拟情况之间的交互,数字孪生能够创造更加丰富的模型,从而对不可预测的情况进行更加真实和全面的检测。例如,在航空航天领域,美国国家航空航天局将物理系统与虚拟系统相结合,研究基于数字孪生的复杂系统故障预测与消除方法,并应用在飞机、飞行器、运载火箭等飞行系统的健康维护管理中。洛克希德·马丁公司将数字孪生技术运用到深空探测技术上,通过数字孪生技术,宇航员将能够实时获得地面人员的指令数据、模拟数据和解决方案,让宇航员能够更加有效地执行操作任务。空客集团采用基于数字孪生的A350XWB总装生产线“智能空间”解决方案,预测生产中可能遇到的瓶颈,提前解决问题,不断提高总装效率。

三、世界制造业重点行业发展态势

(一)通信设备产业发展较为稳健,5G建设和部署进入加速期

2017年全球通信设备市场规模达到3205亿美元,到2023年底将达到约5620亿美元,影响通信设备市场增长的主要因素在于蜂窝站、光纤和无线接入点的增长。从区域来看,亚太地区通信设备市场份额约为40%,其次是北美,市场份额为30%。

5G方面,到2020年,5G基础设施市场约28.6亿美元,预计到2026年将达到3372亿美元,推动5G基础设施市场增长的主要因素包括对移动数据服务的需求增加、通信网络中软件实施的重要性日益提高、各行业中机器对机器(M2M)通信的增长,以及对高速和大型网络覆盖不断增长的需求。全球主要通信设备制造商在5G标准、技术产品研发和商业市场开阔上频频发力,移动运营商积极部署5G,超过154家移动运营商进行5G技术测试或试验。5G网络部署标准已趋向完善,5G网络应用范畴日趋丰富。各国政府为5G就绪铺设快速路,这包括频谱拍卖、促进政策出台等。

光通信方面,全球光通信市场规模不断增长,预计将从2017年的151.1亿美元增长到2023年的241.2 亿美元,增长主要是由于基于云服务的采用率及虚拟化上升,以及互联网渗透和数据流量的增加,全球光通信厂商竞争格局因领域不同呈现不同面貌,如光器件市场主要竞争者包括菲尼萨(美国)、Lumentum(美国)、博通(美国)、住友电工(日本)、光迅科技(中国),Acacia通信(美国),富士通光学元件(日本)等,光网络设备主要企业包括华为、诺基亚、Ciena、中兴通讯。

SDN/NFV领域,全球软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)市场预计将从2017年368亿美元增长到2022年的5441亿美元,市场增长主要驱动因素是移动网络的发展、网络复杂性和流量模式的变化,以及云服务、数据中心整合和服务器虚拟化需求的激增。思科(Cisco)、Ciena、Nokia/Nuage、华为是SDN/NFV设备与软件领域的领先供应商。随着SDN应用在企业和数据中心领域不断拓展,新的市场参与者开始出现。例如,凭借在NFV兼容的移动核心网和IMS平台的成功,MavenirSystems和AffirmedNetworks等公司已成为现有无线网络基础设施巨头的直接竞争对手。

量子通信领域,多个国家积极整合研究力量和资源,加快部署进程,如俄罗斯将在全境建设跨欧亚大陆的密钥分发网络;欧洲、韩国正在制定量子通信的基础设施建设规划;美国、欧洲、日本等都在推进量子通信卫星的发射计划。随着量子通信技术的不断成熟,以量子密钥分发为核心的量子保密通信,正逐渐成为量子科学实用化速度最快的领域,未来将有更多量子通信卫星计划发射,如何制定针对卫星的量子通信标准已被提上议程。量子通信标准化制定提上议程,欧洲在量子通信标准化研究方面处于领先地位。

(二)信息技术服务业稳步上升,融合革新特征日益突出

全球信息技术服务业快速发展,信息技术服务商竞争愈发激烈,Accenture、TCS、Cognizant、Wipro公司和国际商业机器公司处于领先地位。新兴信息基础技术快速发展,包括容器技术应用规模呈现快速扩大趋势,应用程序接口(API)部署快速增长。边缘计算、超敏架构显现出热点趋势,智能技术成为软件开发及应用热点。

大数据行业迎来发展高潮,越来越多的传统行业和企业正全力以赴希望成为数据驱动型企业,这为大数据企业带来大量的机会。亚马逊是全球最大的大数据服务供应商,其次是微软、谷歌、国际商业机器公司、Teradata、甲骨文等。全球范围内,深度学习技术和量子计算推动大数据快速发展,开源大数据商业化进一步深化,可视化分析和预测分析应用规模扩大。

全球云计算市场规模较快增长,亚马逊、微软、国际商业机器公司、谷歌、阿里巴巴等企业占据主要份额。云计算技术及应用趋势方面,多云策略及Kubernetes系统规模应用呈现扩大趋势,无服务器架构平台快速发展,云安全技术加速成熟。

区块链作为信息技术创新融合热点,金融领域是区块链支出最多的应用方向,主要应用于合规、跨境支付及结算、托管及资产跟踪、贸易融资及后贸易/交易结算、保险、供应链金融、资产证券化、数字票据等,其中跨境支付及结算的区块链支出最多。区块链凭借去中心化特性,在工业领域有望实现较高的应用价值,推动工业流程更加高效,实现较高的自动化水平,减少利益摩擦,推动生产系统更加灵活和高效。

医疗信息技术市场作为另一创新融合热点呈现快速增长态势,2023年全球医疗信息技术市场规模有望突破2231.6亿美元,国际商业机器公司、飞利浦、西门子、英特尔和微软等则是在医疗信息技术服务市场表现最为突出的企业。

(三)半导体市场创下历史新高,美韩等地区加大半导体扶持投入强度

2017年全球半导体销售额达到4122亿美元,再创历史新高。亚太地区成为全球最大的半导体市场,当年销售额达到2490亿美元,市场份额达到60.4%。

从产业链来看,2017年全球半导体设计业(fabless)销售收入达到1010亿美元,同比增长27%,创历史新高。美国半导体设计公司销售收入占全球设计业的53%,位居全球第一。中国大陆公司的市场份额为11%。代工业(foundry)销售额达到623亿美元,同比增长24.6%。其中,8家规模最大的代工厂(销售额超过10亿美元)占据88%的市场份额,台积电(TSMC)依然维持一枝独秀的局面。

封测产值达到517.3亿美元,同比增长2.2%,摆脱2016年小幅下滑状况。制造装备销售收入达到566亿美元,同比增长37%。韩国首次成为全球最大的设备市场,销售额达到179.5亿美元。

企业格局方面,美国企业在全球半导体市场占据绝对领先地位,包括英特尔、高通、英伟达、博通、镁光、AMD和赛灵思在内的众多美国半导体厂商,加大技术研发和投资力度。存储芯片的推动下,韩国企业表现出色,2017年三星电子、英特尔、SK海力士、镁光和博通营收规模位居全球前五,合计占据44.3%的半导体市场份额。

政策扶持方面,美国政府近年采取多项行动,国会研究服务中心和总统科技顾问委员会先后在2016年、2017年发布《美国半导体制造:行业趋势、国际竞争与联邦政策》和《持续巩固美国半导体产业领导地位》两份指引性报告,以确保美国在行业内的领先地位。韩国政府启动半导体研发国家政策计划,除了扶持半导体技术研发,希望能培育半导体业界需要的高端专业人才。之前韩国政府大幅删减半导体研发投资预算,导致半导体业出现人才短缺问题。政府希望借由国家计划的推动,缓解半导体人才供需失衡的局面。台湾地区启动“半导体射月计划”,聚焦人工智能芯片、新兴半导体制程、材料与元件技术等领域。

(四)新型显示市场表现参差不齐,企业应对市场需求加速业务升级

随着新型终端应用带来需求的增长,新型显示产业迎来反弹。其中,手机市场消费者对大屏超高清手机的需求是推动产业增长的主要原因。电视市场中,大部分整机厂商开始布局8K超高清电视产品线。在大屏化趋势推动下,各大面板厂商积极调整战略,将更多产品放在8.5代、8.6代和10.5代线上生产。此外,游戏监视器、车载显示、公共显示屏等新兴市场为新型显示产业的可持续发展带来新的机遇。

大尺寸TFT-LCD面板市场依然维持增长态势,继续朝大屏、高清、触控等方向发展。高动态范围成像(HighDynamicRange,HDR)特性在电视面板领域加速普及;手机端中18:9及以上比例的屏幕在智能手机市场快速渗透。为了实现更高的色彩饱和度和更加轻薄的特性,以应对AMOLED带来的挑战,TFT-LCD面板厂商和零组件厂商与材料厂商合作,优化背光模板、偏光板、彩色滤光片等材料,改良产品特性。

AMOLED市场表现不如预期,产能过剩的局面将进一步加剧。厂商希望柔性AMOLED面板能够快速与智能手机对接,但是手机厂商更关注TFT-LCD或者是硬式(rigid)AMOLED面板。短期内虽然AMOLED还不具备成本优势,从长期来看,随着生产成本的降低,未来AMOLED面板在面板表现和呈现形式等方面都将较LCD面板具有更大优势。

LED照明市场规模逐步提升,替换式照明已进入饱和期,工业、景观户外、特殊商业照明持续发展。智能照明具备节能、便利、易于控管等优点,发展动力来自政府推动。利基型照明市场主要包括植物照明、医疗照明、渔业照明与海运港口照明四个最主要的市场。

MicroLED有望成为LCD、OLED之后的下一代显示技术。苹果、三星、索尼等公司积极推动MicroLED技术发展。MicroLED具有自发光、发光效率高、功耗低、反应速度快等特性,但是现阶段面临着技术挑战。因此,很多厂商推出基于MiniLED背光的解决方案作为现阶段的替代产品。

(五)人工智能高歌猛进,有望成为新一轮产业变革关键驱动力

随着大数据、云计算、深度学习等技术的成熟以及硬件性能的不断提高,人工智能技术取得突飞猛进的发展。人工智能技术在制造、医疗健康、安防、教育、金融等多个行业得到广泛应用,市场规模也随之不断扩大。当前全球人工智能企业数量集中分布在美国、中国、英国等国家。人工智能的快速发展引来投资者的热切关注,该领域投资呈现出爆发式增长。无论是投资金额和投资频次,都有明显增加。

人工智能是引领未来的战略性技术,美日法德英等世界主要发达国家都把发展人工智能作为提升其国家竞争力、维护国家安全的重大战略,加紧出台规划和政策,围绕核心技术、顶尖人才、标准规范等强化部署,力图在新一轮国际科技竞争中掌握主导权。

无论是国内还是海外市场,科技巨头均纷纷布局人工智能市场,主要方式有对人工智能领域的直接投入研发,也有通过对外投资、收购相关产业,完善产业链布局。海外市场上以亚马逊、谷歌、英特尔、微软、苹果等为代表的巨头公司早已深入人工智能产业链;国内市场上BAT(百度、阿里、腾讯)等科技巨头以及相当一部分“独角兽”企业也将人工智能作为重点战略,积极布局人工智能领域。

目前,人工智能的应用已经渗透到各行各业,改变不同领域的商业实践。例如,在制造领域,人工智能在制造业的融合应用是制造业数字化、网络化、智能化转型发展的关键,传统的制造业生产范式正在人工智能的驱动下被进一步改变,人工智能技术与制造业中的典型软件、系统及平台相集成,形成一系列融合创新技术、产品与模式。

(六)智能制造装备进一步崛起,人机协作渐成主流趋势

基于智能制造装备在高端装备的核心地位,智能制造装备产业已成为当今工业发达国家的主要竞争领域。

制造业生产模式正在快速从少品种、大批量向多品种、小批量转变,大部分制造企业常常面临日益增大的成本压力、产品多样化需求不断增加以及时刻变化的产量需求等挑战。个性化定制和柔性化生产所需要的已经不是传统的生产方式,不断迭代的产品对机器人组装工艺的通用性、精准度、可靠性都提出越来越高的要求。为了应对这一挑战,需要更柔性、更高效的解决方案,即智能化与协作,制造方式必然需要具备更高的灵活性和自动化程度。人机协同技术将颠覆现有的工厂模式,随着需求和技术的不断增长,经济实惠、即插即用、编程简单直观、高精度、高安全性、高柔性的协作机器人逐渐成为制造业宠儿。协作机器人灵活高效的生产模式、用户友好的操作界面以及理想的投资回收周期,降低企业自动化改造的门槛,使得越来越多的制造企业更愿意通过协作机器人来实现降本增效。

金属3D打印可以制造出重量更轻、强度更高的部件,获得传统方法难以做到的复杂形状,并对金属微结构进行更精确的控制。随着金属3D打印技术的日渐成熟,金属3D打印的成本正越来越低,并逐渐成为一种制造实际零件的方法。金属3D打印将为制造业带来变革。

面对数字化制造时代的到来,全球机床行业顺应时代发展的趋势,推出一系列新技术与新产品。这些技术和产品具备鲜明的数字化生产装备的特点,具有完整先进的网络方案、强大的通信功能、灵活兼容的开放性和丰富的应用软件,实现数控系统由“机床控制器”向“数字化制造管控器”转变,数控机床由“制造机器”向“数字化单元”转变。

从市场表现看,工业机器人和3D打印市场强劲增长。2017全球工业机器人销量达38.7万台,比上年增长31%,再创历史新高;3D打印作为一种全新的制造方式,受到美、欧、日发达国家和地区的普遍关注,尽管整个产业规模相对较小,但是增长速度及未来潜力巨大,2017年全球3D打印产业市场规模约为73.36亿美元,比2016年增长21.0%。

2017年全球机床消费额约为829亿美元,较2016年度增长4.5%,是自2011年以来最大涨幅;2017年全球机床产值约为874亿美元,较2016年增长7.3%。在全球经济稳定成长的情况下,制造业订单应接不暇,加上智能制造、迎战工业4.0的浪潮之下,使得全球机床产业重返增长态势。

(七)民用航空航天产业整体态势良好,大型企业角逐更为激烈

民用飞机业务成为全球航空制造业的主要增长点,各家航空企业积极布局新产品、新领域应对航空市场的多种需求,波音和空客竞争加剧,两大行业巨头交付量继续提升。航天产业持续增长,继续延续繁荣势头,产业数据增长至历史最高水平。

航空制造领域,随着越来越多新制造商和机型的加入,喷气支线飞机领域的竞争加剧,庞巴迪和巴航工业是喷气支线飞机第一阵营,庞巴迪约占市场份额的47%,巴航工业约占比39%,俄罗斯联合航空制造集团公司、中国商飞、日本三菱等公司正在积极开展支线飞机的研制和营销。全球喷气公务机增速回落,市场出现结构性变化,高价值公务机占比升高。全球民航维修业仍将持续增长,这不仅归因于众多新涌入市场的新机型、新发动机和新部件,而且得益于许多老旧飞机和发动机都在延续运营,两者带来的维修需求蕴藏着重大商机。航空制造业跨领域技术交叉融合加快,虚拟现实、复合材料、智能化等前沿技术领域的最新成果加速向航空工业渗透,提高了企业生产效率。

航天产业中,洛克希德·马丁(简称洛马)、波音、空客等全球领先的大型宇航公司除了常规的航天装备与航天系统的研制与应用,三家公司开展多种创新型系统方案。洛马公司投入巨资改进卫星平台,波音公司开发多个空天飞行器项目,空客不仅研制新型卫星系统,还致力于彻底颠覆传统卫星制造流程。微小卫星凭借成本低、制造快、发射快、及时补充受损卫星、有效载荷灵活多样等优势,受到各国高度关注,呈现井喷式发展势头。航天领域高投入、高风险及全球化特点日益凸显,推动航天领域的国际合作进一步深化,合作形式和内容日益多样化。

(八)海洋工程装备与高端船舶制造力量集结亚洲,无人船和生态船备受重视

全球海洋工程装备与高端船舶制造企业主要集中在亚洲,并呈现造船中日韩、海洋工程装备制造中韩新鼎立的局面,而欧洲已基本退出主力船型的建造,但在豪华邮轮和游艇的建造方面仍具备领先优势。

集装箱船方面,集装箱航运市场呈现需求回暖之势,不过,尽管集装箱船租船费率有了大幅上涨,但集装箱运费率的涨幅并不大,各集运公司联盟迭起。2017年,集装箱船建造的新订单有所增长,但运力仍然过剩,且船舶的大型化趋势仍在继续。

LNG运输船方面,2017年LNG运输船运营市场呈波浪式发展,虽然长期看好,但在运力过剩的前提下,短期前景仍有争议。船舶的建造出现交付延迟、订造疲软等现象。LNG船船东主要集中于希腊、日本和卡塔尔。

海工钻井装备方面,该市场在2017年随着油气行业环境的改善而有所好转,新租需求骤增,但由于前期订单过剩、船东接船乏力,导致建造市场仍非常低迷,迫使海工装备制造商转向求生。未来装备过剩情况还将持续。

浮式海工生产装备方面,2017年成为海工装备复苏的主力。其中,浮式液化天然气储藏再气化装置(FSRU)订单最多。此外,韩国、中国、新加坡在海工生产装备建造领域的竞争格局正在发生变化,中、新两个正在竭力破解韩国垄断的局面。

无人船和生态船等受到热捧。无人船方面,法国Bourbon、英国AutomatedShips和挪威康士伯海事(KongsbergMaritime)计划联手打造全球首艘无人驾驶海工支援船,中国建立“无人货物运输船开发联盟”,力求将集合国内外先进技术,共同研制集自主决策、自主航行、环境感知、远程操控、绿色安全于一体的无人货物运输船。生态船方面,各国炼油厂根据要求调整相关生产计划,并直接影响到海运的燃料运输成本,从而使得生态设计或超级生态设计船需求增加。该新型船舶在每日燃料消耗方面,与非生态设计船检的差距显著,有助于淘汰老旧船舶,日本与芬兰造船公司Arctech赫尔辛基船厂签署意向书建造新型生态邮轮。

(九)新材料发展亮点频现,新突破、新应用、新方向层出不穷

世界各地区新材料研发水平差异依旧明显,发达国家在新材料研发和生产技术上处于领先地位,除中国、印度、巴西等少数发展中国家之外,大多数发展中国家的新材料研发较为落后;发达国家加快新材料技术标准制定争夺产业话语权,引领行业发展;绿色材料研发与应用受到重视,最终目标是要做到资源利用率最高,环境影响最小,实现“从诞生到消失”到“从诞生到再生”的根本性转变。

电子信息材料领域,半导体材料市场增长创新高,主要推动力是半导体应用不再限于传统消费电子及计算机应用,逐渐进入到物联网、智能制造、人工智能与大数据、智慧医疗、智能汽车等领域;第三代半导体材料追求更大尺寸和更低缺陷;半导体行业首次不再以摩尔定律为基调制定路线图,作为替代,遵循的是所谓的“超摩尔战略”(theMorethanMoorestrategy),加强新一代半导体材料和相关工艺技术研发。显示材料中,有机发光二极管(OLED)材料呈火热增长态势,韩国企业三星和乐金(LG)在OLED领域具有主导地位,上游材料主要供应商以日、韩、欧、美公司为主。

节能环保材料领域,第三代太阳能电池是光伏材料研究热点,其中的钙钛矿太阳能电池是第三代太阳能电池中最热门的研究方向,具有更清洁、效率高、制造成本低、工艺简单等一系列优点,是最有希望进入光伏市场的第三代光伏技术,存在颠覆光伏市场乃至规模替代火力发电的可能性,科研机构担当钙钛矿太阳能电池的研发主力,国内外企业加快钙钛矿太阳能电池布局;绿色建筑市场规模正在不断增大,新型耐火材料的研究愈来愈受到重视,其中无铬耐火材料是目前研究热点,生物质建筑材料的特色和优势进一步凸显,而利用农作物秸秆、竹纤维、木屑等生物质制成的建材,以及使用纤维增强的木塑、新型镁质建材因结合生物质材料的众多优势,具有极大的发展潜力。

新能源汽车材料领域,汽车轻量化推行力度持续增加,铝合金轻量化效果显著,钢铝混合车成为新趋势,镁合金轻量化效果更好,但应用难点更高;锂电池市场呈现中日韩三强格局,氢燃料电池的发展不可忽视,整体来看,锂离子动力电池车与氢燃料电池车各有优势,将在较长的时期内共存于市场。

新材料前沿领域,超导材料的应用包括电力输送领域、超导磁悬浮列车、可控核聚变领域等,同时拓扑超导材料作为研究亮点受到广泛关注,寻找一种新型拓扑超导单晶材料是当前拓扑超导研究中的一个挑战性课题。随着研究不断进展,量子材料概念不断拓展,中日两国居于铁基超导体研究领先地位,拓扑绝缘体有望用于量子计算机和“容错”量子计算机;超材料在不同领域的应用是研发重点,各国纷纷针对超材料进行布局。

(十)生物产业进入高速增长期,重点领域出现革命性跨越

全球生物产业发展迅速,处于生命科学群体性突破和颠覆性创新的跨越发展关键时期,以及生物技术大规模产业化的加速进程阶段。目前,全世界有7000多种药品和疗法处于开发阶段,预计2022年全球制药研发总支出将达到1820亿美元。全球生物产业集聚态势愈发明显,集中分布在美国、欧洲、日本、印度、新加坡、中国等国家和地区,美国、欧洲、日本等发达国家和地区占据主导地位。生物制药、诊断及治疗新技术领域的资本市场热度递增,以大型跨国药企对创新型生物技术公司为代表的兼并与收购活动最为活跃。

随着新一轮工业革命的到来,各类颠覆性新技术为生物产业的发展与变革创造机遇,重大成果频频涌现。一方面,基因组学技术不断突破,引领基因组研究从“读取”进入到“编辑”和“编写”时代。基因组测序成本不断降低,第二代测序技术趋于成熟,单细胞基因组学发展迅速,单分子测序技术走向实时、微型、高通量、低成本、长读取长度方向,更经济适用且自主可控的小型化测序平台走近应用。创新型研发工具与技术平台技术快速发展,精度与效率不断提升,功能不断增强,技术通路进一步拓宽。超分辨成像技术、蛋白质编辑、多重基因组工程、DNA分子机器等取得关键性突破。微生物、酶等卓越生物催化剂的功能开发与改进更加智能高效,有望带来化学品和材料绿色制造的新变革。另一方面,生物产业正在与包括3D打印、人工智能、云计算、大数据、物联网、区块链、智能制造、机器人等在内的新技术交叉融合,开拓数字医疗、基因疗法、CAR-T等技术。

随着精准医疗和个体化医疗逐渐普及,未来罕见病、孤儿药的开发将更受药企重视。据统计,2017年欧盟、美国、日本一共批准120个新药。美国食品药品监督管理局(FDA)批准46个新药,其中35个为全球首次获批;欧盟批准51个新药,其中4个为全球首次获批;日本批准23个新药,其中3个为全球首次获批。2017年美国获批新药中有20个被认定为优先审评,占获批新药的43.5%。美国应用多种监管方法加快新药研发和审批,包括快速通道、突破性治疗认定等。据预测,2018年美国有望上市的新药将超过40~50个。

全球生物市场规模的迅速扩增和技术快速革新离不开各个国家对该行业的大力支持。美国能源部、农业部在综合生物炼制、创新生物能源开发、二氧化碳生物转化利用、大型藻类生物燃料技术创新方面分批次投入逾亿美元研究资金;美国国家科学基金会资助半导体合成生物学研究,探索利用合成生物学原理增强信息处理和存储能力。欧盟生物基产业联盟宣布新一轮《战略创新和研究议程》,启动生物基产业公私合作伙伴计划项目征集。英国推出《生命科学产业战略》,生物技术和生物科学研究理事会宣布发展生物科技,启动工程生物学计量与标准中心建设,推动合成生物学产业。加拿大政府大力支持基因组技术开发。新加坡国立研究基金会启动合成生物学研发计划。

(十一)新能源汽车市场表现抢眼,传统车企与新兴公司竞合加剧

2017年全年电动车市场销量超过122.3万辆,比2016年增长58%,在全球汽车销量中的占比超过1%,纯电动车与插电混动车分别占比66%与34%。雷诺日产三菱联盟以将近12万辆的销量位列第一,比亚迪集团位列第二,丰田仅凭一款插电混动车型即位列第十。前十名汽车集团榜单中国企业占据四席,前20名品牌榜单中国入围6个,在全球新能源汽车市场中的份额快速提升。挪威、印度、爱尔兰、荷兰、法国、英国、日本等相继推出燃油车禁售或禁止运行计划,助推全球新能源汽车市场加速发展。

跨国汽车企业频繁进行战略合作与合资。丰田、马自达、电装合作成立EVCommon Architecture Spiri tCoLtd,铃木、斯巴鲁、大发和日野汽车加入进行电动汽车相关技术研发与生产;福特与大众结成战略合作联盟,与众泰组建合营公司,与中国南方工业集团公司合作推进纯电动乘用车生产;大众与江淮合资成立江淮大众汽车有限公司,与出门问问、滴滴出行、首汽集团、日野汽车、一汽等在移动出行、智能网联等方面进行合作;戴姆勒与比亚迪、北汽、奇瑞等深化新能源汽车领域战略协作;雷诺-日产与东风汽车合资成立易捷特新能源汽车有限公司,与华晨汽车合作推进商用车电动化、智能化发展;宝马与长城合资建设宝马集团在全球范围内首个纯电动车合资项目。此外,本田、大众、宝马、雷诺日产三菱联盟、福特、FCA、现代起亚等分别发布或实施新能源汽车规划,扩建工厂,推动新能源汽车市场规模扩张。

燃料电池汽车领域,部分企业退出燃料电池汽车领域合作合资,丰田、现代等坚持燃料电池汽车开发。丰田在日本、中国等多地区启动氢燃料电池货车、出租车测试及加氢站建设。现代发布第二代氢燃料电池车SUVFCEV、第三代氢燃料电池汽车FE,与奥迪签署合作开发协议。比亚迪与美国混合动力公司合作研发氢燃料电池客车。长城汽车建成并投入使用全国首例氢能技术中心,成为首家进入国际氢能委员会的中国汽车企业。

车载动力电池领域,中日韩主导全球车载动力电池市场格局已定,占据2017年全球动力电池企业销量前十排名,占据全球出货量的80%。宁德时代、比亚迪等中国车载动力电池企业逐步由国内市场向国际市场扩展,松下、乐金(LG)化学等日韩车载动力电池厂商在日本、美国、欧洲地区积极建厂扩产的同时聚焦2020年中国市场进行布局,戴姆勒、通用、特斯拉等汽车企业也进行电池领域配套生产扩张。固态动力电池技术开发持续推进,电动车辆无线充电技术从测试走向市场,英国石油公司、壳牌等石油企业积极加入电动车辆充电基础设施建设。

全球汽车产业“eascy”趋势明显,众多企业将出行服务作为未来汽车产业的商业模式核心,促进智能网联汽车快速发展。美国、欧洲、中国等纷纷制定政策加强自动驾驶领域安全。众多整车企业注重企业合作,在智能网联及自动驾驶领域推出产品与进行路测。零部件企业、信息技术企业更加注重芯片等核心部件技术开发与升级,加速推动虚拟仿真、量子计算、区块链等创新技术在智能网联领域应用。

(十二)可再生能源发展旺盛,经合组织国家和中国主导全球能源结构转型

在天然气和可再生能源消耗量强势增长的带动下,世界能源消耗量大幅增长,增速为近五年的最高值且远高于近十年的平均水平。尽管世界能源消耗量增长明显,但随着能源结构中可再生能源的占比不断提升,世界碳排放水平增速维持平缓。从能源结构看,经济合作与发展组织(OECD)国家和中国正主导全球能源结构的渐进转型,主要表现为可再生能源发电占比不断升高,且煤电占比逐年下降,不过以印度为代表的发展中国家短期内仍旧以煤电作为最主要的电力来源。从投资规模看,以资产融资(再投资股权)为主要融资渠道的全球可再生能源年投资额保持稳定,其中以中国、印度和巴西为代表的新兴经济体年投资额保持较快增长态势,而发达国家的投资总额则持续下降。可再生能源领域较高的投资热度促使全球可再生能源新增装机量快速增长,其中亚洲、欧洲和美洲成为新增装机的主要分布区域。

在光伏领域投资总额上升和光伏材料成本持续下降的叠加影响下,全球光伏新增装机量明显增长。以亚洲为代表的发展中国家成为全球新增光伏装机的主要分布区域,相对而言,发达地区如欧洲、北美增速则相对较慢,导致其累计装机容量占比逐年下降。

全球新增风电装机容量快速增加。尽管中国新增风电装机容量增速有所回落,但是鉴于全球对风电技术持续进步和不断革新的强烈预期,加之离岸风电尤其是海上风电成本和风险不断下降,全球风电市场规模有望持续扩增。

全球核电产业仍处于信心恢复期。受日本核泄漏时间影响,现阶段世界核电产业发展重心正从传统的核电大国转向以中国为主要代表的新兴经济体国家。与此同时,核电技术升级改造的步伐加快,安全性更好的第三代核电机组已成为全球在建核电的主要机型,第四代核电站也相继加快应用研发速度。

全球海洋能产业陷入困境。受限于海洋能尤其是波浪能发电具有稳定性较低、技术风险未知和生产成本高企等缺点,各国正围绕海洋能源的综合利用开展重点研发,以突破当前海洋能发展面临的瓶颈。相比波浪能,潮汐能的开发获得较大进展,多个国家已开始研发新一代潮汐能发电装置,以尽快实现商业化。

作为全球能源行业的核心,智能电网正处于转型的关键阶段。现阶段智能电网行业已呈现出通讯化、数字化和贸易化等特征。各个国家发展智能电网的初衷有所差异,对于新兴经济体来说,首要任务便是通过建立智能电网储能系统以减少电力传输与设备损耗,发达经济体则希望借助先进计量基础设施和大数据分析设备,以更好地利用云计算提高运营效率。

世界分布式能源稳步发展。在中国分布式光伏投资爆发的带动下,世界分布式光伏发电领域投资金额明显增长,进而促使全球分布式光伏发电装机量大幅增长。然而,各国对待分布式光伏发电的态度有所差异,就当前阶段而言,全球分布式可再生能源发电主要需求仍集中于欠发达地区,而以美国、日本和英国为代表的发达国家大都采取削减补贴等手段控制分布式光伏规模的扩增。

(十三)文化创意产业势头强劲,技术研发与跨界创新皆有突破

全球文化创意产业主要集中在以美国为核心的北美地区,以英国为核心的欧洲地区和以中国、日本、韩国为核心的亚洲地区,呈鲜明的多极化态势。

尽管各国家和地区对于文化创意产业的内涵解读各有不同,但时尚纺织服装业始终被纳入文化创意产业的涵盖范畴。看似与日常生活、时尚领域的连接度不高,高技术纤维和纺织品由于其材料基础性、应用领域广泛、功能复合多样、表现形式多元,成为时尚纺织服装业的发展重点。美国国防部牵头成立“革命性纤维和纺织品制造创新机构”。德国成立包括142家企业机构在内的联盟,发起一个多专业贯通、多产业融汇的跨界合作典范项目“FutureTEX”,力求实现德国东部纺织业的全面升级改造,到2030年建立欧洲最先进的纺织行业价值网络。日本在高性能与高功能纤维领域早已布局,在碳纤维、对位芳纶和超高分子量聚乙烯三大高性能与高功能纤维的研发和生产方面占据优势,注重以高性能与高功能纤维为核心的整个产业链的研发。

时尚纺织服装企业处在跨界融合的热潮中。其跨界融合有两种表现形式,其一是纺服企业自身不断强化科技含量,推出有科技加持的新型服饰用品,满足市场的特定需求;其二是网络企业等将触角伸至时尚纺织服装领域,借时尚服饰的表现形式来塑造企业本身的产品价值。

四、发达国家制造业发展战略与举措

(一)德国:新一轮高技术战略勾勒优先发展领域

德国联邦教育及研究部发布《高技术战略2025》(DieHightech-Strategie2025),作为德国未来高技术发展的指导方针和继续促进研究和创新而制定的战略框架,新一轮高技术战略明确德国未来7年研究和创新政策的主要任务和目标,指明未来产业、科技和社会的发展方向。

《高技术战略2025》确定了三大行动领域“解决社会重大挑战”、“加强德国未来能力”、“建立开放的创新与风险文化”以及若干优先发展领域(表7)。如在健康和护理领域,加速进行预防和个性化医疗开发数字解决方案;在可持续及气候保护和能源领域,大幅减少塑料使用对环境的污染;在零排放智能交通领域,推动“安全、网络化清洁交通”的灯塔项目,并支持德国的车用电池生产和合成燃料研究;在经济和劳动力4.0领域,进一步对数字辅助系统、包括数字眼镜、人机协作、外骨骼协助体力劳动,以及更灵活的工作流程或移动工作方面展开研究。

表7 德国《高技术战略2025》发展重点

行动领域

优先发展领域

主要方向

解决社会重大挑战

健康与护理

加强癌症研究,开发新的癌症预防与治疗战略;发展智能医学

可持续及气候保护和能源

形成高效的材料使用、高质量的再生塑料、全面的收集和分拣系统、替代塑料的生态解决方案;

启动工业脱碳计划,在能源研究框架内资助开发低碳工业流程和二氧化碳循环经济;

发展可持续循环经济,推进传统线性经济向循环经济转变;保护生物多样性

零排放智能交通

发展安全、互联、清洁的汽车,投资充电基础设施;发展未来电池技术

城市与农村

利用数字化机遇提升经济薄弱地区实力

安全

进一步发展量子通信,建设量子通信基础设施

经济和工作4.0

对数字辅助系统、包括数字眼镜、人机协作、外骨骼协助体力劳动,以及更灵活的工作流程或移动工作展开研究

加强德国未来能力

推动人工智能应用

推动人工智能应用,在人工智能、大数据方法应用、人机交互等技术领域加强与社会的对话

建立开放的创新与风险文化

开辟新科学的来源

扩大科研机构与企业、社会合作的形式,通过网络为知识和创意在德国的发挥做出贡献

资料来源:德国联邦教育及研究部

(二)英国:以人工智能产业引来未来产业发展

为使英国立于未来产业革命的前列,英国政府发布《产业战略:建设适应未来的英国》(Industrial Strategy:building a Britain fit for thefuture),就如何利用人工智能与数据经济引领英国进入人工智能和数据革命的前沿展开部署。2018年,英国商业、能源与产业战略部启动实施《产业战略:人工智能行动计划》(Industrial Strategy:Artificial Intelligence Sector Deal),就人工智能创新、人才、基础设施、市场环境等制定具体行动措施。

创新发展层面:一是支持人工智能创新以提升生产力。通过下一代服务产业战略挑战(theNext Generation Services Industrial Strategy Challenge)投资2000万英镑发展人工智能应用;向极端环境中的机器人与人工智能项目投资930万英镑,研发用于核能、空间与深度开采的机器人与人工智能技术,提高极端环境作业安全性。二是为人工智能提供研究支撑。工程与物理科学研究委员会拨付3亿英镑资助数据科学和人工智能研究;拨款8300万英镑资助工程与物理科学研究委员会的159项人工智能技术研究。

人才层面:一是与学校、大学和业界合作培养高技能人才。通过设立全球图灵奖学金计划,吸引并留住最优秀的人工智能人才;2020—2021年,每年新增200名人工智能及相关学科的博士研究生,并在未来十年中逐年增加;投资4.06亿英镑用于技能发展,重点是数学、数字化和技术教育。二是引进全球高技能人才。吸引科学、数字技术(特别是人工智能技术)、工程、艺术与创意领域的最优秀人才;修订移民法规,以吸引全球最优秀的科学家和研究人员。

基础设施层面:一是改进已有数据基础设施。发布更高质量的公共数据,且具备机器学习适用的开放、易查询、可再利用的格式;为数据共享和使用提供法律保障。二是开发公平、安全的数据共享框架。与公私部门主要数据持有者及数据科学社区合作,分析数据共享的障碍;与业界合作探索安全、公平的数据传输的框架与机制。三是建设强大的数字和电信基础设施。实现95%的超快速宽带覆盖率;为5G移动网络开发和全光纤宽带铺设提供超过10亿英镑投资,以打造下一代数字基础设施。

市场环境层面:一是加强对英国人工智能企业出口和投资的支持,加强对创新性人工智能企业与数据企业的出口支持,吸引全球顶尖的企业和数据企业在英国设立总部。二是改善包括企业在内的高增长企业的环境,大力支持创新性知识密集型企业,未来十年将向高速增长的企业投放超过70亿英镑的投资。

(三)韩国:全力护航新产业创新增长

2017年7月,韩国政府发布《国政运营五年计划》,全面建设新一轮产业革命引领的创新创业国家,通过韩国制造业、信息通信技术与服务业的融合来培育未来新产业,保障新产业的核心原创技术并抢占国际市场(表8)。该计划提出的发展重点领域包括环保与智能汽车产业,前沿技术产业,生物、制药、医用微型机器人产业以及无人交通运输产业。

表8 韩国《国政运营五年计划》重点发展领域

领域

发展重点

环保与智能汽车产业

扩大电动汽车、氢能汽车的普及并制定安全标准,增加充电基础设施,建设汽车与信息技术的融合平台,开发智能汽车,培育无人驾驶产业

前沿技术产业

开发前沿新材料与零部件,投资研发和基础设施建设,以培育智能机器人、3D打印、增强现实与虚拟现实、物联网家电、智能船舶、纳米生物、航空航天等

生物、制药、医用微型机器人产业

资助核心技术开发、人才培养、产业化及进军海外市场,建设医疗器械产业发展的生态系统

无人交通运输产业

建设无人驾驶汽车试验台、基础设施以及相关网络服务、智能道路;

建立无人机产业路线图,推进相关基础设施的建设、制度完善和技术开发等

资料来源:韩国国政企划咨询委员会

计划提出的发展措施包括:集中投资智能信息核心技术的研发和人才培养,完善监管以帮助信息通信领域的新技术、新服务有效进入市场;全面激活数据的开放和流通,开发和推广融合信息技术的智能家居、精密医疗等服务;完善与软件相关的法律体系和公共市场,增强韩国的软件人才优势,提升韩国的软件技术竞争力,成为软件强国;针对人工智能所带来的网络安全威胁建设应对体系,针对新的信息鸿沟制定和实施相应规划。

为助力新产业培育,2018年4月,韩国科学技术信息通信部发布《创新增长引擎》计划,提炼出智能基础设施、智能移动物体、融合服务及基础产业四个领域内的主要技术方向,并提出这些技术方向到2022年的发展愿景标(表10)。

表9 韩国《创新增长引擎》计划愿景

领域

方向

2022年愿景

智能基础设施

大数据

提高大数据预测分析的准确性,建立高质量的海量数据库,促进大数据开放与应用

新一代通信

大力发展5G商业化及物联网产业化

人工智能

研发人工智能核心技术,通过发展人工智能专利权,提升人工智能技术竞争力

智能移动物体

自动驾驶汽车

发展自动驾驶汽车及建设自动交通系统

无人驾驶飞行器

发展大众级和企业级无人机技术及商业化

融合服务

虚拟现实和增强现实

提升虚拟现实和增强现实融合内容/服务/平台/设备等相关技术促进教育、制造和国防等领域融合

定制化医疗保健

发展和实行个性化医疗及精准医药系统

智能机器人

通过研发和提升智能制造机器人和医疗安全服务机器人,提升生产效率、改善生命质量

基础产业

创新新药

通过新药候选发现及非临床/临床研究研发创新新药

智能半导体

攻克智能半导体核心技术,发展超低能耗纳米器件及神经形态芯片

先进材料

发展用于交通设备的超轻材料,以及实现先进材料加工系统的本地化

可再生能源

扩大再生能源发展比重

资料来源:韩国科学技术信息通信部

 

 


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