先进制造业投资机会报告：人工智能、机器人与数字化

2025年5月先进制造业的可投资机遇领域：人工智能、机器人与数字化作者：Kienan Bruemmer-Gambles，净零投资经理，投资者社区与未来经济，英国创新署商业连接 引言简介2本报告旨在介绍英国先进制造业领域内的投资机会，特别是与人工智能、机器人和数字化相关联的机会。先进制造广泛是指利用创新技术和工艺来提高制造业的生产效率、质量和灵活性，通常结合自动化、数据分析和高性能材料。它利用机器人、3D打印、人工智能、高性能计算和建模等创新和尖端技术，以及新知识，来生产飞机和医疗设备等复杂产品。先进制造的应用与气候转型相一致，因为它们整合了减少能源消耗和最小化废物的实践，从而实现加速脱碳。 本报告对行业进行了深入研究，旨在更好地理解可投资机会领域。该研究通过使用来自Pitchbook和内部Innovate UK数据库的数据进行了定量研究。Innovate UK感谢高价值制造业提升计划为他们对这份报告发展的支持和重大贡献更智能创新挑战计划为了提供公司案例研究。通过展示特定的技术领域和商业应用案例，本报告突出了先进制造业各个子领域的商业潜力。本报告绝无意被解释为投资建议，其目的是突出先进制造业中的关键领域，以便投资者从中开始进行自己的研究和尽职调查。 先进制造先进制造3行业概览英国保持着作为世界最大制造业国家之一的地位，该行业对经济贡献约2000亿英镑2021年，占英国出口的约45%。这一庞大的经济足迹，加上显著的效率差距——英国的效率目前落后于G7平均水平16%——为制造业的数字化转型创造了引人入胜的投资论点。采用先进的AI、机器人和数字化解决方案，代表了今天英国工业格局中最重大的投资机会之一。 45%200亿建立了创新基础设施，包括高价值制造快马网络和支持性政策框架，如人工智能机遇行动计划，为英国创造了有利于增长和商业化的环境。 英国在机器人技术和人工智能领域拥有卓越的学术研究实力，并得到了强大的航空航天、汽车、食品和饮料以及国防行业的支持，这些行业作为早期技术采用者发挥作用。一个日益发展的专注于工业人工智能、机器人和数字化的创业生态系统，得到了补充。目前在全球工业机器人密度排名中位于第24-25位，大约每万名工人配备100个机器人（与德国的429和韩国的1,012相比），英国在自动化技术上的相对投资不足，在一个雇佣近300万人行业的领域代表了尚未发掘的潜力。近期市场信号显示技术采用正在加速：年机器人安装量增长至2534台2022年，2023年随着税收优惠政策实施后创下51%的同比增长纪录。这一增长表明，在适当的金融催化因素支持下，英国制造商已准备好拥抱数字化转型——这对考虑进入该市场的投资者来说是一个有希望的信号。 2021年英国出口的XX%来自制造业。2021年，制造业对英国经济的贡献（以英镑计）。 战略投资机会文档部分市场机会源于预计的生产力提升通过4550亿英镑提升英国制造业制造业的数字化转型呈现几个不同的投资类别，具有吸引人的风险收益特征。人工智能和物联网赋能的决策解决方案代表另一个高增长领域利用英国制造业在数字、人工智能和机器人领域的技能差距——尤其是在构成英国99%制造业企业的中小型企业中尤为突出——不仅是挑战，也是投资者的重要市场机遇。提供易于采用的数字技术和实用培训解决方案的创新者，可以在这些小型制造商采用数字工具并提高生产力时释放巨大的价值。十多年来，每年增长率增加了约3%。新兴技术正在为各种规模的企业民主化自动化技术的应用，并降低采用障碍。数字线程技术的实施使供应链优化成为可能，而分析认证方法正在减少物理测试成本和上市时间。人工智能的快速发展，如大型语言模型和更广泛的生成式应用，也在推动新的机遇，同时净零目标正在推动对效率技术的需求，而回流趋势为先进制造解决方案提供了额外的机遇。 分析技术认证使制造商能够用计算技术替代昂贵且耗时的物理测试，极大地加速了产品开发周期并减少了上市时间。开发这些解决方案的公司正处在一个能够捕获巨大价值的地位，因为监管机构越来越多地接受数字证据进行认证，从而为商业化创造了清晰的途径。数字主线概念正从理论发展为重要基础设施，支持跨供应链协作和数据共享的技术成为现代制造业的关键组成部分。能够在整个产品生命周期中保持可追溯性并提供单一事实来源的解决方案，解决了工业数字化中的基本挑战，为能够在这一领域识别可扩展平台的投资者提供了 substantial value creation opportunities。英国的研究卓越性以及在工厂中部署实用实施方案。在此领域内的创新型公司正在开发针对特定行业的AI应用程序，用于预测性维护、质量控制以及流程优化，这些应用程序在几个月内而非数年内就能带来可衡量的投资回报率——这对于面临竞争压力和技能短缺的制造商而言是一个有吸引力的价值主张。 数字化和人工智能解决方案正在革新供应链设计、优化和管理，为制造商提供更高的效率、降低成本以及改进决策能力。这些技术使需求预测、实时库存管理和主动风险规避成为可能，从而构建更具韧性和响应能力的供应链。人工智能在供应链管理市场的需求正在经历显著增长，预测显示其市场规模将达到从2024年的91.5亿美元增加到405.3亿美元到2030年，代表复合年增长率(CAGR)为28.2%。商业 hóa这些AI驱动解决方案的公司提供了引人入胜的投资机会，因为不断增长的需求突出了AI对供应链运营的变革性影响以及在这个快速发展的领域的潜在巨大回报。产品生命周期管理技术能够实现自动化、维修和拆卸设计，延长产品使用寿命并支持循环经济原则。促进更易拆卸和材料回收的技术发展，为传统产品生命周期的末期创造了新的商业机遇。这一领域的投资者受益于支持生产者责任延伸和回收材料价值增长的 emerging regulatory framework。 先进制造 5例如，人工智能优化的制造工艺可以降低能源消耗10-20%通过持续调整操作参数，实现成本节约针对英国制造业特点的特定行业应用，提供了具有明确价值主张的专注投资机会。汽车行业提供了一个引人注目的例子，电动车辆制造在2023年推动机器人订单增长了300%。同样，根据行业分析，制药制造业通过自动化到2025年将产量提高约25%。这些特定行业的投资受益于清晰的ROI指标和已建立的客户需求，降低了专业解决方案的市场风险。这对于像制药这样研究密集型、严格监管的行业尤其相关，在这些行业，产品开发成本是主要的资本支出，并且需要在整个生命周期（例如从药物发现到商业化期间的药物警戒）中追踪产品的完整性和性能。增加对人工智能、机器人和数字化解决方案的投资，同时提高了生产力、促进了经济增长、实现了净零排放和解决了劳动力发展问题——这是一个强大的金融、环境和社會回报组合的机会。净零排放与循环经济贡献 通过数字系统进行材料优化，可通过对材料进行精确使用和缺陷减少来最大限度地减少浪费。先进的视觉系统与人工智能相结合，可以在生产过程中更早地识别质量问题，从而降低废品率和相关的材料与能源浪费。这些技术通过降低运营成本，为制造商提供了有吸引力的回报，同时应对日益增长的可持续制造相关的监管和消费者压力。以及减排。这些技术直接支持英国实现到2035年比1990年水平减排78%的法定目标。 我们还将展示由英国创新制造计划支持的公司案例研究，以展示这些先进制造价值主张中的现实商业应用和商业模式潜力。能够通过人工智能、机器人和数字化推动英国制造业转型的公司将有望获得丰厚回报，因为英国正努力在全球制造业格局中提升其竞争力。对于那些有远见卓识的投资者来说，先进制造业领域为弥合英国研究优势与其实施挑战之间的差距提供了一个引人入胜的机会，从而在同一经济中最关键的领域实现财务回报和有意义的产业转型。本报告已根据范围内的技术关键价值主张进行分段。在每个分段中，我们提供了一组与展示的价值主张一致的使用案例示例，包括一个部署模型和一个商业模式。 先进制造文件第6节 6投资前景以学徒制和专业教育项目为核心的技能发展计划，正开始解决技术采纳的关键障碍，逐步提高整个行业的实施能力。人们日益认识到，英国若要保持全球竞争力，必须在自动化和数字化转型方面实现显著增长，这创造了需求拉动，补充了技术发展，为解决方案提供商创造了有利的市场条件。必要性（生产力挑战、技能短缺、净零合规）和机遇（技术成熟、政府支持）的融合为早期投资者在英国先进制造技术领域创造了有利环境。先进制造计划提供45亿英镑的定向资金从2025年开始，五年以上，通过发出公共部门对行业发展长期承诺的信号，为私人投资创造有利环境，并减少对多年度视野投资者的政策风险。 成本削减解决方案成本降低解决方案 7用例1.灵巧工件夹持：用于在生产过程中安全有效地抓取和操作各种形状和大小的工件的先进技术和方法。这些系统对于实现现代化工环境中的成本降低和集成非常重要。部署模式：集成生产系统这些系统说明多种技术的先进集成包括机器人和人工智能，以简化整个制造流程。通过优化工作流程和最小化停机时间，它们可以显著减少浪费和运营成本。4.机械臂：用于精密组装、喷漆和包装等任务，机械臂是集成生产线的核心部件，显著提高效率与精度，从而降低成本。3.自动导引车（AGV）：这些机器人在设施内部自主导航以运输材料和产品，优化供应链物流并最大限度地减少人工劳动参与。2.组件拾取：从更大的库存中自动选择和检索单个零件或组件的过程。这极大地提高了速度、效率和准确性。智能库存管理系统的实施通过提供库存水平和位置的实时数据来增强拣选过程，从而最大限度地减少错误并减少组装时间。成本降低是一种价值主张，它包括解决方案和技术旨在降低生产成本，同时保持或提高产品质量和效率。这些解决方案可以涵盖自动化、实施精益生产原则和采用先进材料，以最大程度地减少材料成本和交付周期。 成本降低解决方案 8用例1.人工智能预测性维护利用机器学习预测设备故障的软件，通过减少停机时间和维护成本15-30%来降低停机时间和维护成本。2.数字孪生：带有实时数据馈送的虚拟模型，模拟制造过程，以在不中断生产的情况下识别优化机会。基于设施规模或生产量的分级订阅级别的软件即服务（SaaS），以及与成本削减目标挂钩的基于结果的定价。这种商业模式例证了创新型部署和灵活的金融模式能够持续降低成本。3.AI供应链优化：基于实时供应风险数据和生产需求动态调整采购和库存水平的系统。商业模式：软件即服务（SaaS） 最终成果是创建了一个更小、模块化的3D打印系统，可以根据客户需求量身定制生产，并易于集成到现有铸造厂中。该系统可以是全自动化的，也可以是手动操作的，以适应各种规模的铸造厂。它使用通用的打印头，这些打印头更便宜、更容易更换，目前使用的是呋喃树脂粘合剂，目标是引入一种比目前使用的更环保的酚醛树脂粘合剂。同时，重新涂覆系统在打印头开始工作前，在构建平台上沉积一层细沙，它利用了现有用于制作农业种子和粉末的技术。它还使用Integra操作系统，这是Raplas当前光固化SLA系统上使用的软件，以提供高可靠性和在线维护访问权限，从而减少机器停机时间。结果是新的、更经济实惠的解决方案，可以根据客户的需求定制，运行成本更低，因为机器更小、能耗更低，并且使用更便宜的打印头，这些打印头更容易获得且易于更换。 公司示例 – 拉普拉3D打印成为改进工艺的解决方案，使得更复杂、更高品质的部件能够更快地制造。拉普拉斯,制造商3D打印技术已经为砂铸行业开发了一种新的自动化解决方案，以更便宜、更快、更高效的方式快速生产更复杂的部件。拉普拉公司总部位于伦敦，在南威尔士设有制造工厂，与位于沃尔索尔的铸造机械专家FMS公司以及北安普敦大学合作，开发了一种用于快速砂铸生产的新解决方案。拉普拉斯与诺森伯兰大学和FMS联手，该联盟探讨了一系列系统要素，包括打印头、打印挡板、软件、砂料输送系统和后印刷工艺。 随着制造商面临日益增长的提高效率、降低运营成本和实现可持续性目标的压力，对通过简化流程和优化资源分配的创新解决方案的需求不断增长。该领域不仅解决了即时的财务压力，还与更广泛的行业向数字化转型