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三大痛点制约船舶制造高质量发展 “5G+工业互联网”开启智能船舶时代

1、船舶制造行业定义、分类、产业链及特点

船舶是各种船只的总称,指能够航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具,按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。

根据观研报告网发布的《中国船舶制造行业发展趋势分析与投资前景调研报告(2022-2029年)》显示,船舶制造行业,即造船业,是现代综合性产业,也是军民结合的战略性产业。作为关乎国民经济发展与国防安全的重要产业,船舶制造行业为海洋开发、航运交通、能源运输、国防建设等提供必要的技术装备,是我国制造业中不可或缺的重要组成成分。从产业链角度来看,船舶制造业位于产业链中游,上游主要包括原材料、船舶设计、相关配套零件等;下游主要包括以航运公司、租赁公司为主的航运市场。

根据观研报告网发布的《》显示,船舶制造行业,即造船业,是现代综合性产业,也是军民结合的战略性产业。作为关乎国民经济发展与国防安全的重要产业,船舶制造行业为海洋开发、航运交通、能源运输、国防建设等提供必要的技术装备,是我国制造业中不可或缺的重要组成成分。从产业链角度来看,船舶制造业位于产业链中游,上游主要包括原材料、船舶设计、相关配套零件等;下游主要包括以航运公司、租赁公司为主的航运市场。

资料来源:观研天下整理

现代船舶种类较多,可按船体材料、航行区域、动力装置、推进方式、航行状态、用途等方式对船舶进行分类。其中,最能说明船舶特征的是按照船舶的用途来进行分类,具体参见下表。

船舶按用途分类表

大类 船舶种类 细分船舶
民用船舶 运输船 客船、客货船、货船(杂货船、散货船、集装箱船、滚装船、载驳船、油船、液化气体船、冷藏船等)渡船、驳船等。
工程船 挖泥船、起重船、救捞船、布设船(布缆船、敷管船等)打桩船、潜水工作船、砂桩船、炸礁船、搅拌船等。
渔业船 网类渔船(拖网渔船、围网渔船、刺网渔船等)钓类渔船、捕鲸船、渔业加工船、渔业调查船、冷藏运输船等。
港务船 破冰船、引航船、消防船、供应船、交通船、工作船(测量船船、航标船等)浮油回收船等。
海洋开发船 海洋调查船、深潜器(艇)钻井船、钻井平台等。
拖船和推船 海洋拖船、港作拖船、内河拖船、海洋拖船、内河拖船等。
高速船 水翼艇(划水式水翼艇、全浸式水翼艇入气垫船(全浮式气垫船、侧壁式气垫船)冲翼艇、半潜式小水面艇、穿浪船等。
军用舰艇 水面战斗舰艇 航空母舰、直升机母舰、战列舰、巡洋舰,驱逐舰、护卫舰、导弹艇、鱼雷艇、猎潜艇、护卫艇等。
水中战斗舰艇 攻击型潜艇(柴油机动力、电动机动力)战略导弹潜艇(常规动力、核动力)。
特种战斗舰船 两栖舰艇(两栖指挥舰、两栖攻击舰、船坞登陆舰、两栖船坞运输舰、坦克登陆舰、两栖货船、车辆人员登陆艇、通用登陆艇)布雷舰艇、扫雷舰艇、猎雷艇。
辅助舰艇 后支援船(运输船、舰队补给船、供应维修船、卫生勤务船、捞雷船入海上救助船(近岸救助船、远洋救助船、潜艇救助船、破冰船)情报支援船(海洋调查船、侦察船、通讯船、测量船入试验训练船(导弹靶船、导弹测量船、兵器试验船、海军训练船),港务支援船(港口建设船、港口作业船、港口勤务船等,这类船同民用船如勘探船、打桩船、起重船、驳船、拖船、挖泥船、交通船、引水船、供水船、航标船、灯船、消防船等)。

资料来源:观研天下数据中心整理

从行业特点来看,船舶制造行业属于复杂程度高、综合性强的大型装备制造行业,行业实行订单制。此外,行业受宏观经济影响密切,呈现典型的长周期特性。从企业特点来看,主要特点包括准公共性、自然垄断性、外部性和网络经济性等。从经济地位来看,船舶制造业是现代性综合产业,为海洋开发、航运交通、能源运输、国防建设等提供必要的技术装备,在国家重工业中有着举足轻重的地位。

2、行业处于高速成长期,面临技术、应用、商业、产业层面的众多挑战

我国船舶制造行业正处于高速成长期,虽然目前我国船舶制造工业已经达到了世界最先进水平的60%以上,但依旧面临在技术、应用、商业、产业层面的众多挑战。

船舶制造行业可大致划分为以下七个大周期:

时间 介绍
1919年以前 随着钢结构蒸汽轮船兴起,海上贸易的持续发展和一战对船舶需求,造船业增长呈现偶有振荡、总体上行趋势。
1920-1940年 随着欧洲各国对船舶工业的持续投入,供给端的过剩和需求端的不确定,造船业出现近 20 年的低迷期。
1940-1973年 二战结束后,造船业出现供不应求的局面。随后,欧洲及日本战后经济复苏带来的贸易回暖持续为造船业提供新增需求。
1973-1986年 造船业进入漫长的产能调整期。
1987-2007年 中国对等原材料的旺盛需求带动了铁矿石、石油等大宗商品的海运业务,另外大量船舶面临更新替换需求,造船业迎来长达约 20 年的繁荣发展周期。
2008 年-2020年 2008 年金融危机的爆发拉开了船舶行业约 10 年低谷期的序幕。造船行业深度整合,整体产能持续过剩。
2020年后 集装箱船订单最先开始持续复苏、散货船订单开始恢复。

资料来源:观研天下数据中心整理

相较于国外的船舶制造行业,我国船舶制造技术较为落后,具体来看,设计技术部分,船舶设计软件大多依赖国外引进,自主设计船舶往往用钢量偏高,经济指标偏低,生产设计深化程度约为发达国家的50~60%,设计差错率则远远高于发达国家。在所造船舶中,自主开发产品不多,大多船舶的原始设计来自国外,特别在高新技术船舶方面,仍未摆脱依赖船东或国外设计院所的被动局面。精度控制技术部分,目前,日韩造船企业几乎达到分段100%无余量上船台,除艉柱分段外,所有分段精度控制成功率为80~95%,大合拢间隙基本控制在5±3mm,最大为12mm。我国在精度控制技术方面与先进造船国相比,存在一定差距,部分造船企业分段造船大合拢间隙有时高达20~50mm。

此外,在造船生产效率、信息集成技术、配备设备认知度、生产管理方式等技术应用和商业应用、产业推广方面我国企业也存在不同程度的落后现象,船舶制造的发展将是一项长期、艰巨、复杂的系统工程。当前我国船舶制造行业仍处于高速成长期,这一过程中所遇到的问题更多是产业结构成长过程中在技术、应用、商业方面的不断摸索、试错和修正。

船舶制造行业面临的挑战

领域 内容
技术层面 设计开发能力不足、精度控制技术薄弱、造船生产效率低下、信息集成技术欠缺、配套设备认知度低、生产管理方式落后。
应用层面 各造船企业发展水平参差不齐,三维数字化工艺设计能力严重不足,关键工艺环节仍以机械化、半自动化装备为主,基础数据缺乏积累、信息集成化水平低等突出问题亟待解决。
商业层面 投资额巨大,投资回报期长,回报率不稳定,经营风险较高,因此筹集资金的难度较大,增加了船舶融资的难度。 
产业层面 开放、创新的生态体系建设尚不成熟;船厂以追求量为经营宗旨,在企业创新力的提升和高技术含量高附加值的环保节能型船舶研发上重视不足。

资料来源:观研天下数据中心整理

观研天下分析师观点:虽然当前行业仍面临许多痛点,但行业在科研、人才领域已经有了非常大的进步。在新一轮国际竞争中,我国船舶制造业不仅要积极抢占市场份额,还要主动转型升级,逐步提升订单中高技术、高附加值船舶的比例。

3、产能过剩、融资难、交船难是行业痛点,转型升级的需求愈加强烈

船舶制造业是建设“海洋强国”的重要基石,然而,我国船舶制造业仍面临“大而不强”的痼疾,产能过剩、融资难、交船难一直是船舶企业的一大管理痛点,主要源于我国船舶制造企业普遍缺乏内生性长期动力,具体表现为研发创新缺乏原动力、企业国际化水平不高、上下游产业的信息孤岛化问题突出、人力资本结构不合理等,制约了企业创新能力的发展,也给船舶制造业转型升级带来障碍。与此同时,行业投资周期长且风险较大,导致部分银行等金融机构对该行业的注资欲望不高,这也大大抑制了本土船舶制造企业的发展。

另一方面,在供应链成本压力持续发酵、人力成本刚性上涨、产品毛利逐渐摊薄的大背景下,企业要以创新发展和产业升级为中心,以制造技术新信息技术深度融合为抓手,促进产业链供应链融资畅通,构建上下游信息流通渠道,结合产品需求、原料供给和产能配置,科学和敏捷地调整生产计划,提高产能利用率,减少库存积压,提升客户满意度,保障订单稳定到期兑现,从而实现具备高敏捷性和灵活性的产业协同,促进船舶制造行业攻坚克难,实现转型升级。

4、产业经济规模基础盘大,未来5年将保持20%以上增速

2021年是我国船舶制造产业新接订单的“大年”,三大造船指标实现全面增长,市场份额保持全球领先。数据显示,2021年1-11月,75家重点监测船舶企业完成工业总产值3580亿元,同比增长7.2%。其中船舶制造产值1403亿元,同比增长2.1%;船舶配套产值256亿元,同比增长3.5%。这一年,我国船企在高端客滚船建造领域取得优异成绩,多艘船舶交付欧美船东,不仅直接拉动内装等产业的发展,也进一步带动了钢铁有色、电子电气、通信导航等产业的发展,可见作为覆盖众多国民经济细分行业的综合性产业,船舶制造产业经济具有基础盘大、行业渗透率空间广阔的特点。

2022年1-11月世界造船三大指标市场份额

指标/国家 世界 韩国 日本 中国
造船完工量 万载重吨/占比 7453 2310 1531 3390
100.0% 31.0% 20.5% 45.5%
万载正总吨/占比 2691 748 469 1125
100.0% 27.8% 17.4% 41.8%
新接订单量 万载重吨/占比 7454 2328 788 3960
100.0% 31.2% 10.6% 53.1%
万载正总吨/占比 3859 1508 274 1822
100.0% 39.1% 7.1% 47.2%
手持订单量 万载重吨/占比 21350 6827 2940 10361
100.0% 32.0% 13.8% 48.5%
万载正总吨/占比 10502 3724 959 4390
100.0% 35.5% 9.1% 41.8%

资料来源:观研天下数据中心整理

2022年1-11月,75家重点监测船舶企业完成工业总产值3666.8亿元,同比增长5.9%。其中船舶制造产值1396.1亿元,同比增长12.7%;船舶配套产值321.2亿元,同比增长8.4%;船舶修理产值181亿元,同比增长12%。现阶段,我国船舶制造的部署与使用大多集中于数字化基础较好、对自身数字化、网络化、智能化转型定位清晰并且目标明确的大型企业。细分行业的使用情况也较为集中,机电、钢铁、化工、航运、海洋资源勘采等行业中船舶制造渗透率相对较高,船舶制造对建筑、化学以至工艺美术等众多工业细分行业覆盖率有待进一步挖掘和提升。

2022年1-11月,75家重点监测船舶企业完成工业总产值3666.8亿元,同比增长5.9%。其中船舶制造产值1396.1亿元,同比增长12.7%;船舶配套产值321.2亿元,同比增长8.4%;船舶修理产值181亿元,同比增长12%。现阶段,我国船舶制造的部署与使用大多集中于数字化基础较好、对自身数字化、网络化、智能化转型定位清晰并且目标明确的大型企业。细分行业的使用情况也较为集中,机电、钢铁、化工、航运、海洋资源勘采等行业中船舶制造渗透率相对较高,船舶制造对建筑、化学以至工艺美术等众多工业细分行业覆盖率有待进一步挖掘和提升。

资料来源:观研天下整理

从区域的产业发展情况来看,我国船舶制造呈现东强西弱的格局,长三角、珠三角、和环渤海地区经济较为发达、工业基础扎实的地区是目前部署与使用的主力军。华北、西北地区企业数量较少,市场潜力较大,有待于进一步开发。船舶制造行业市场占有率最高的省份是江苏省,达到35.69%,资产的占比也较高,达到26.54%,其企业数量有442家。市场占有率超过10%的省份还有辽宁省,是中国金属船舶制造行业企业主要分布的地区,这2个省的市场占有率合计约为50%。整体来看,我国船舶制造产业经济发展潜力巨大,未来五年产业增加值预计每年将以约20%增速保持高速增长。

5、尚处于探索与丰富阶段,服务向定制化与规模化并存逐渐延伸

作为国民经济及国防建设提供技术装备的现代综合性和军民结合战略性产业,船舶制造在网络、安全、设备改造等基础设施部署层面的商业模式较为清晰和传统,但产业核心的平台商业模式还在不断摸索与丰富,尚未形成定局。由于船舶属于复杂程度高、综合性强的大型工程装备,技术要求高、建造周期长,决定了船舶制造的商业价值主要集中于个性化服务,与此同时,在整个生产过程中,投入市场的工业设备越来越复杂,制造、使用、管理流程越来越复杂,但市场的效益需求又要求所有的流程管理必须更加精细化、标准化,导致整体上碎片化需求与规模化供给矛盾突出,未来向定制化与规模化结合,个性化与普适化结合的产品和服务延伸将是行业拓展商业价值关键路径之一。

观研天下分析师观点:除了上面提到的趋势外,“十四五”规划已经明确了我国航运业的碳达峰、碳中和时间表和路线图,当前我国部分企业和机构已经基于国产化氢能和燃料电池技术进步而相继启动了氢动力船舶研制,一旦燃料电池动力船舶市场成熟,我国船舶工业将可能处于被动的局面,全行业在燃料电池动力船舶方面的研发工作亟待加强,未来很可能是绿色动力船订单之间的残酷竞争。

6、“5G+工业互联网”赋能,行业开启智能造船时代

船舶是典型的离散型制造业,生产过程中非标件遍布全生产流程,供应链环境复杂,存在物品繁杂、计划多变、管理成本高等难题。此外,由于众多信息需要购买、信息发布滞后、管理部门与企业之间信息不共享等原因,行业“信息孤岛”现象也非常突出,当前大数据和智能化时代的到来不仅能解决这些难题,还有助于打破信息孤岛和数据分割,实现数据互联互通、信息交付、业务协同的关键支撑和关键枢纽。

当前全球已进入“工业4.0”发展时期,随着以5G、工业互联网为代表的新基建加速落地,船舶制造数字化、智能化是未来发展趋势。其中,工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式,对于推动船舶制造业高质量发展有着重要作用,5G作为新一代移动通信技术,其无线、高速、大容量、低时延、高可靠的特点与工业互联网对信息传输的要求高度契合。

2022年以来,我国“5G+工业互联网”创新发展进入快车道,已建成全球规模最大、技术领先的5G独立组网网络,5G基站数量超过222万个,占全球60%以上,全国所有地级市和县城城区均已实现5G网络覆盖,用户数量超过5.2亿户。近年来,船舶行业已有多个“5G+工业互联网”项目落地应用,例如:中国船舶集团外高桥造船与中国联通合作,在上海市开展“5G+工业互联网”在船舶行业的落地应用,搭建5G专网,融合MEC技术,实现了基于5G的机器视觉检测场景的应用;舟山中远海运重工结合“舟山市5G+智慧船舶修造”,不断加大绿色修船、智慧修船等新技术研发应用。未来我国船舶制造行业将会顺应“5G+工业互联网”浪潮提供的重要“风口”,推出更多搭载5G技术和工业互联网技术的船舶产品,为传统水上作业带来数字化、智能化变革,开启智能造船时代。

观研天下分析师观点:考虑到船舶制造的综合性和特殊性,短期来看,我国船舶制造企业推进智能化转型要坚持“小而精”的发展战略,在生产制造环节积极推进智能制造和绿色制造,加大先进装备和软件系统在生产过程中的应用,提升企业精细化管理能力,培育新的商业模式,促进产业链上下游企业高效协同,构造企业核心竞争力。长远来看,企业要将造船全过程逐步纳入智能管理,才能实现真正的智能化造船。(LZC

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我国高铁行业分析:高铁经济引领产业链上产业转型发展 民营资本控股高铁将带来多方共赢格局

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中国国家铁路局颁布的《高速铁路设计规范》文件中将高铁定义为新建设计时速为250公里(含)至350公里(含),运行动车组列车的标准轨距的客运专线铁路。中国国家发改委将中国高铁定义为时速250公里及以上标准的新线或既有线铁路,并颁布了相应的《中长期铁路网规划》文件,将部分时速200公里的轨道线路纳入中国高速铁路网范畴。

2023年01月04日
我国智慧公交行业将逐渐进入智慧升级期 未来企业还需走因地制宜发展道路

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智慧公交是智能交通系统的细分一类,即通过在公交车上安装GPS主机和车载视频摄像头,对车辆GPS数据、行驶道路视频、车内客流及乘客上下车视频进行采集,然后再通过移动物联网传输至公交总调度中心,从而有效缓和道路堵塞和减少交通事故,提高交通利用者满意度的一种交通系统。

2022年12月26日
我国航空机场行业分析:非航空性业务是航空机场行业主要的盈利增长点 2023年行业有望迎来分水岭

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航空机场行业是指以运输机场建设、运营和管理为主业的机场运营企业的统称,其中运输机场是指从事旅客、货物运输等公共航空运输活动,并为民用航空器提供起飞、降落等服务的机场。

2022年12月23日
“北溪”事件后全球LNG船行业市场需求爆发性增长 中韩竞争迎来关键期

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LNG船是在零下163摄氏度低温下运输液化气的专用船舶,由于LNG具有极强的可燃性,在运输过程中一旦泄露,容易引起爆炸,所以其是国际公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品,是一种“海上超级冷冻车,被喻为世界造船业“皇冠上的明珠”。LNG船的使用寿命一般为40-45年,LNG船的储罐是独立于船体的特殊构造。

2022年10月18日
我国生鲜冷链物流行业:生鲜电商火热下行业价值愈发凸显且发展空间较大

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生鲜冷链物流一般是指冷藏冷冻类生鲜食品如肉、禽、水产、蔬菜、水果、蛋等从产地采收(或屠宰、捕捞)后,在产品加工、贮藏、运输、分销、零售等环节始终处于适宜的低温控制环境下,最大程度地保证产品品质和质量安全、减少损耗、防止污染的特殊供应链系统。

2022年10月11日
我国民航业现状及趋势 行业持续复苏 商业航空仍将占据市场主要份额

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“民航”一般是指“民用航空”,使用各类航空器从事国防、警察和海关等国家航空活动以外的所有的航空活动都可称为民用航空。分类来看,民用航空可以分为商业航空和通用航空两类。其中商业航空也称为航空运输,是指以航空器进行经营性的客货运输的航空活动,它的经营性表明这是一种商业活动,以盈利为目的。

2022年09月30日
我国快递行业现状及前景 “快递进村”将成为市场规模稳步增长新动力

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近年来,我国电子商务交易额的增长,为我国快递行业规模的扩大助力。根据商务部数据显示,从2016年到2021年,全国电子商务交易额已经从26.1万亿元增长至42.3万亿元,六年来年平均复合增长率约为10.34%。

2022年09月07日
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