自動化控制系統(tǒng)的基本知識

技術(shù)前沿：工業(yè)自動化——伺服系統(tǒng)和PLC

工業(yè)自動化是機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程在不需要人工直接干預(yù)的情況下，按預(yù)期的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和過程控制的統(tǒng)稱。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和過程控制自動化的裝置稱為自動化控制系統(tǒng)。自動化控制系統(tǒng)作為高端智能裝備的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的關(guān)鍵，其一般由控制層、驅(qū)動層、執(zhí)行層、反饋層和輸配電產(chǎn)品等構(gòu)成。

在自動化控制系統(tǒng)中，控制層根據(jù)接收的指令，對生產(chǎn)制造過程的溫度、壓力、流量、物位等變量或物體位置、傾斜、旋轉(zhuǎn)等參數(shù)進(jìn)行控制，同時(shí)向驅(qū)動層發(fā)出信號；驅(qū)動層部件接收控制層指令后，將其轉(zhuǎn)化為電壓、電流等信號，執(zhí)行層部件執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動，從而帶動機(jī)械構(gòu)件（負(fù)載）實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動；傳感層部件主要負(fù)責(zé)感應(yīng)、測量、反饋內(nèi)外部信息并傳輸相關(guān)信號，保證整個自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；輸配電產(chǎn)品主要作用是連接系統(tǒng)各部門，并傳輸能量和信號。

工業(yè)自動化、數(shù)字化綜合服務(wù)

在工業(yè)自動化領(lǐng)域，上游產(chǎn)品制造商主要專注于自動化產(chǎn)品的研發(fā)和批量化生產(chǎn)，其產(chǎn)品的品種規(guī)格型號眾多、應(yīng)用復(fù)雜。下游客戶行業(yè)分布極為分散，而且個性需求差異大，需進(jìn)行技術(shù)集成或二次開發(fā)，才能形成滿足目標(biāo)需求的自動化控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)。行業(yè)特性決定了上游產(chǎn)品制造商完全自建銷售團(tuán)隊(duì)不具備經(jīng)濟(jì)性，采用分銷模式已成為行業(yè)的普遍做法。因此，具有渠道優(yōu)勢、熟悉產(chǎn)品功能且具備技術(shù)集成和二次開發(fā)能力的綜合服務(wù)商在行業(yè)中具有重要地位。

MES系統(tǒng)全稱為“ManufacturingExecutionSystem”，即制造執(zhí)行系統(tǒng)。制造業(yè)的信息管理系統(tǒng)體系大體可以分為四個層級：（1）企業(yè)管理級系統(tǒng)，即ERP系統(tǒng)，（2）生產(chǎn)管理級系統(tǒng)，即面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，（3）過程控制級和（4）設(shè)備控制級和檢測驅(qū)動級。其中設(shè)備控制級和檢測驅(qū)動級以實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動化為目的，過程控制級為在單機(jī)自動化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化。而生產(chǎn)管理級和企業(yè)管理級的信息管理系統(tǒng)，是在單機(jī)自動化和過程自動化均已實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)。

自動化控制系統(tǒng)集成

自動化控制系統(tǒng)集成是基于客戶的目標(biāo)需求，按照其產(chǎn)品或項(xiàng)目的整體方案、工藝要求，通過自動化系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、方案論證、產(chǎn)品選型、控制算法設(shè)計(jì)、定制軟件開發(fā)與嵌入、成套集成裝配、現(xiàn)場調(diào)試、培訓(xùn)等，為其提供生產(chǎn)過程或制造裝備的自動化成套系統(tǒng)，且運(yùn)行效果達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成成套服務(wù)。

技術(shù)集成產(chǎn)品銷售主要面向單機(jī)設(shè)備的自動化，其控制技術(shù)偏重于運(yùn)動控制技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)，協(xié)助客戶實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)中的一個或幾個功能需求，一般向客戶交付自動化產(chǎn)品組合+功能軟件程序。

而自動化控制系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)主要面向工廠車間生產(chǎn)線或大型裝備的自動化，需要更深度地了解客戶的工藝要求，控制技術(shù)偏向偏重于運(yùn)動控制技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和PID控制技術(shù)，需要解決客戶整套自動化控制系統(tǒng)目標(biāo)，一般向客戶交付系統(tǒng)成套產(chǎn)品并提供控制原理圖、電氣接線圖、外形尺寸圖等可編輯的CAD格式圖紙及部件清單等配套信息。

以中科鋼研節(jié)能科技有限公司的碳化硅長晶爐設(shè)備為例，該設(shè)備的控制系統(tǒng)主要包括傳動系統(tǒng)、控壓系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)、水路系統(tǒng)等組成。傳動系統(tǒng)主要用于工藝人員驅(qū)動電機(jī)帶動機(jī)械部分進(jìn)行上下料；控壓系統(tǒng)主要用于控制設(shè)備腔體內(nèi)部，壓力以及腔體內(nèi)部各種氣體含量；控溫系統(tǒng)則應(yīng)用于晶體生長時(shí)控制坩堝內(nèi)部溫度恒定使坩堝內(nèi)部粉末能夠持續(xù)穩(wěn)定升華結(jié)晶；水路系統(tǒng)則是在設(shè)備運(yùn)行時(shí)為設(shè)備各個部件進(jìn)行降溫。

MES系統(tǒng)概述

傳統(tǒng)制造過程的特點(diǎn)是“自上而下”按計(jì)劃生產(chǎn)，重點(diǎn)放在計(jì)劃層，缺乏對計(jì)劃層和生產(chǎn)控制層的銜接，無法實(shí)施生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析。MES系統(tǒng)可通過數(shù)據(jù)采集引擎，實(shí)現(xiàn)對單機(jī)自動化、過程自動化的生產(chǎn)信息進(jìn)行收集、分析，為ERP系統(tǒng)提供完整、及時(shí)、準(zhǔn)確的生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)計(jì)劃、物料人員安排、生產(chǎn)過程監(jiān)控、設(shè)備管理、產(chǎn)品入庫、銷售配送等閉環(huán)監(jiān)視。MES系統(tǒng)在制造企業(yè)生產(chǎn)管理的作用如下圖所示：

運(yùn)動控制產(chǎn)品

包括了小型和中型PLC、交流伺服系統(tǒng)、低壓直流伺服系統(tǒng)、驅(qū)控一體化專機(jī)等多種運(yùn)動控制核心產(chǎn)品，覆蓋了自動化控制的控制層、驅(qū)動層和執(zhí)行層等核心領(lǐng)域。

伺服驅(qū)動器和小型PLC生產(chǎn)工藝流程圖

智能制造與自動化控制系統(tǒng)概述

智能制造是基于新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等特征，旨在提高制造業(yè)質(zhì)量、效益和核心競爭力的先進(jìn)生產(chǎn)方式。

智能制造的重點(diǎn)內(nèi)容在于關(guān)鍵工序智能化、關(guān)鍵崗位機(jī)器人替代、生產(chǎn)過程智能優(yōu)化控制、供應(yīng)鏈優(yōu)化以及智能工廠和數(shù)字化車間建設(shè)。

智能制造實(shí)現(xiàn)需要多個層次技術(shù)產(chǎn)品支持，主要包括工業(yè)機(jī)器人、3D打印、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能等；通過信息物聯(lián)技術(shù)、智能化的控制和驅(qū)動產(chǎn)品以及自主可控的智能裝置，從而實(shí)現(xiàn)制造業(yè)務(wù)的全自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息安全化。

智能制造的實(shí)現(xiàn)需要大力發(fā)展智能制造裝備，智能制造裝備業(yè)是為我國工業(yè)生產(chǎn)體系和國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)直接提供技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，具有產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、技術(shù)資金密集等特征，是各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進(jìn)步的重要保障和國家綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。

智能制造裝備的產(chǎn)業(yè)水平已經(jīng)成為當(dāng)今衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。加快發(fā)展智能制造，對我國鞏固實(shí)體經(jīng)濟(jì)根基、建成現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化具有重要作用，是搶占未來經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展制高點(diǎn)的戰(zhàn)略選擇，對打造我國制造業(yè)競爭新優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國具有重要戰(zhàn)略意義。

工業(yè)自動化是機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程在不需要人工直接干預(yù)的情況下，按預(yù)期的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和過程控制的統(tǒng)稱。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和過程控制自動化的裝置稱為自動化控制系統(tǒng)。自動化控制系統(tǒng)作為高端智能裝備和智能數(shù)字工廠的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的關(guān)鍵，其廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、生物、冶金、石油、化工、有色金屬、機(jī)械、汽車、紡織、造紙、航空航天等諸多現(xiàn)代工業(yè)，是我國實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、打造制造業(yè)競爭優(yōu)勢的重要基礎(chǔ)系統(tǒng)。其一般由控制層、驅(qū)動層、執(zhí)行層和反饋層等產(chǎn)品通過系統(tǒng)集成形成系統(tǒng)類產(chǎn)品。

工業(yè)自動化行業(yè)的市場主體結(jié)構(gòu)

工業(yè)自動化行業(yè)上游為自動化硬件、軟件制造商，目前我國工業(yè)自動控制系統(tǒng)裝備制造行業(yè)仍由外資主導(dǎo)，但國內(nèi)企業(yè)的市場占有率在不斷提升，進(jìn)口替代處于加速階段。

行業(yè)中游主要有兩類，一為偏向渠道的產(chǎn)品分銷商；二為側(cè)重技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)集成商。行業(yè)下游客戶可分為OEM型和項(xiàng)目型，OEM型市場主要面向批量生產(chǎn)自動化、智能化制造裝備的客戶；項(xiàng)目型市場是指工程整體自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

工業(yè)自動化領(lǐng)域的市場主體結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品性能和應(yīng)用場景的特性決定了中游服務(wù)商存在的必然性。一方面，自動化領(lǐng)域下游客戶極為分散，存在眾多中小企業(yè)客戶，而上游產(chǎn)品制造商又較為集中，僅靠自身服務(wù)團(tuán)隊(duì)難以滿足市場需求且不具備經(jīng)濟(jì)性，因此大多數(shù)行業(yè)上游大型制造商會采取分銷模式，通過代理商形成龐大的銷售網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)市場競爭力。另一方面由于客戶行業(yè)差異，工業(yè)自動化系統(tǒng)在不同行業(yè)的受控過程、受控對象存在較大的多樣性和復(fù)雜性。

一套可靠、完整、能夠滿足目標(biāo)需求的自動化控制系統(tǒng)的集成，既需要了解各類自動化產(chǎn)品的性能，又需要掌握系統(tǒng)集成技術(shù)，充分考慮系統(tǒng)兼容、后續(xù)升級等問題，還特別需要充分了解受控對象的工作原理、工藝流程和現(xiàn)場特點(diǎn)等，因此以行業(yè)為目標(biāo)市場的系統(tǒng)集成商或綜合服務(wù)商在產(chǎn)業(yè)鏈中具有重要作用。

自動化控制系統(tǒng)構(gòu)成

自動化控制系統(tǒng)一般由控制層、驅(qū)動層、執(zhí)行層、反饋層以及輸配電輔助設(shè)備等產(chǎn)品通過系統(tǒng)集成而形成?？刂茖痈鶕?jù)接收的指令，對生產(chǎn)制造過程的溫度、壓力、流量、物位等變量或物體位置、傾斜、旋轉(zhuǎn)等參數(shù)進(jìn)行控制，同時(shí)向驅(qū)動層發(fā)出信號；驅(qū)動層部件接收控制層指令后，將其轉(zhuǎn)化為電壓、電流等信號，驅(qū)動執(zhí)行層部件執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動，從而帶動機(jī)械構(gòu)件（負(fù)載）實(shí)現(xiàn)特動運(yùn)動；傳感層部件主要負(fù)責(zé)感應(yīng)、測量、反饋內(nèi)外部信息并傳輸相關(guān)信號，保證整個自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

全球工業(yè)自動化發(fā)展歷程

工業(yè)自動化是指以自動化的方式實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制，其發(fā)展歷程伴隨機(jī)械、電子電力、計(jì)算機(jī)和通信等技術(shù)的發(fā)展升級而不斷迭代。全球工業(yè)自動化發(fā)展主要經(jīng)歷了四個階段：

我國工業(yè)自動化發(fā)展歷程

改革開放前，我國工業(yè)自動化發(fā)展較為滯后，工業(yè)化道路發(fā)展緩慢，一些單機(jī)自動化加工設(shè)備開始出現(xiàn)，工業(yè)自動化在我國剛剛處于起步階段。隨著改革開放政策的實(shí)施，外國資本開始涌入中國市場，同時(shí)也帶來了全新的技術(shù)與設(shè)備，工業(yè)自動化控制產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，并日趨成熟。

2000年加入世界貿(mào)易組織（WTO）后，工業(yè)自動化需求隨著出口的增長而大幅增加，工業(yè)自動化技術(shù)得到更為廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了中國制造業(yè)蓬勃發(fā)展。

然而，與世界先進(jìn)水平相比，我國制造業(yè)在自主創(chuàng)新能力、資源利用效率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平、信息化程度、質(zhì)量效益等方面差距明顯，轉(zhuǎn)型升級和跨越發(fā)展的任務(wù)緊迫而艱巨。并且，我國制造業(yè)面臨勞動力成本上升、產(chǎn)能利用率較低且產(chǎn)品附加值較低、消費(fèi)場景和需求多樣化等挑戰(zhàn)。構(gòu)建以智能制造為重點(diǎn)的新型制造體系，著力強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力是解決前述問題的重要路徑。

2008年國際金融危機(jī)爆發(fā)后，發(fā)達(dá)國家紛紛實(shí)施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，重塑制造業(yè)競爭新優(yōu)勢，加速推進(jìn)新一輪全球貿(mào)易投資新格局。與此同時(shí)，一些發(fā)展中國家也在加快謀劃和布局，積極參與全球產(chǎn)業(yè)再分工，承接產(chǎn)業(yè)及資本轉(zhuǎn)移，拓展國際市場空間。我國制造業(yè)面臨發(fā)達(dá)國家和其他發(fā)展中國家“雙向擠壓”的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

在此背景下，圍繞實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)，國務(wù)院于2015年5月發(fā)布了一系列戰(zhàn)略規(guī)劃，作為實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)，明確提出以促進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展為主題，以提質(zhì)增效為中心，以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進(jìn)智能制造為主攻方向，著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，突破新型傳感器、智能測量儀表、工業(yè)控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)及驅(qū)動器和減速器等智能核心裝置；改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在重點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)建設(shè)智能工廠、數(shù)字化車間，加快人機(jī)智能交互、工業(yè)機(jī)器人、智能物流管理等技術(shù)和裝備在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，促進(jìn)制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測和自適應(yīng)控制，使企業(yè)生產(chǎn)過程由電氣自動化向數(shù)字化和智能化方向發(fā)展，推進(jìn)生產(chǎn)過程智能化，培育新型生產(chǎn)方式，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平。

2021年12月，工信部、發(fā)改委等八部委聯(lián)合發(fā)布了《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》，提出了“‘十四五’及未來相當(dāng)長一段時(shí)期，推進(jìn)智能制造，要立足制造本質(zhì)，緊扣智能特征，以工藝、裝備為核心，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依托制造單元、車間、工廠、供應(yīng)鏈等載體，構(gòu)建虛實(shí)融合、知識驅(qū)動、動態(tài)優(yōu)化、安全高效、綠色低碳的智能制造系統(tǒng)，推動制造業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化變革。到2025年，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)大部分實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化，重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)初步應(yīng)用智能化；到2035年，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化，重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)智能化”的發(fā)展路徑和目標(biāo)。

我國工業(yè)自動化整體市場規(guī)模情況

改革開放以來，我國憑借龐大的市場潛力、人口紅利及人才技術(shù)潛力，接受發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，推動工業(yè)制造迅速發(fā)展。特別是加入WTO以后，隨著出口需求地大幅增加，我國制造業(yè)蓬勃發(fā)展，帶動了工業(yè)自動化技術(shù)地廣泛應(yīng)用。此外，人力資本的不斷增長，市場對產(chǎn)品品質(zhì)、制造精度需求的提升，也都帶動工業(yè)自動化市場規(guī)模的日益增長。根據(jù)中國工控網(wǎng)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國工業(yè)自動化市場規(guī)模自2004年以來，總體呈現(xiàn)上升趨勢，市場規(guī)模已經(jīng)從2004年的652億元增長至2022年的2,629億元。

我國工業(yè)自動化細(xì)分產(chǎn)品的市場規(guī)模情況

1）工業(yè)自動化細(xì)分產(chǎn)品市場份額及增速情況

《2021年中國工業(yè)自動化市場白皮書》將自動化控制系統(tǒng)分為六大類子系統(tǒng)：控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、運(yùn)動系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)以及其他。根據(jù)其披露的數(shù)據(jù)，2012年和2021年各子系統(tǒng)在自動化領(lǐng)域的市場份額變化如下圖：

從上圖可知，控制系統(tǒng)、運(yùn)動系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)的份額占比提升較大。另外，從細(xì)分產(chǎn)品的增速來看，2021年低壓變頻器、伺服、HMI、CNC、小型PLC、中大型PLC，同比增速分別為19%、35%、26%、37%、23%、19%。

2）工業(yè)自動化產(chǎn)品下游需求領(lǐng)域情況

工業(yè)自動化產(chǎn)品的下游需求主要來自兩種類型市場：OEM型市場和項(xiàng)目型市場。根據(jù)《2021年中國工業(yè)自動化市場白皮書》統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，自2016年以來，項(xiàng)目型市場規(guī)模穩(wěn)步增長，OEM市場在2019年出現(xiàn)一定降幅，但2020年又恢復(fù)增長且增長幅度達(dá)到20.2%；2021年繼續(xù)保持27%的高增長率。

下圖列示了自動化產(chǎn)品在OEM型市場不同行業(yè)的銷售規(guī)模和增速情況，從中可知：（1）2020年機(jī)床工具、電子制造設(shè)備、風(fēng)電設(shè)備、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械五大行業(yè)的市場規(guī)模最大；（2）2015年至2019年電子制造設(shè)備、建筑機(jī)械和醫(yī)療設(shè)備三大行業(yè)的需求規(guī)模復(fù)合增長率均在10%以上；（3）受外部沖擊事件影響，2020年口罩、醫(yī)護(hù)產(chǎn)品、電子產(chǎn)品的需求大增，帶動了這些行業(yè)對自動化產(chǎn)品的需求，同時(shí)“搶裝潮”也帶動了風(fēng)電設(shè)備行業(yè)2020年對自動化產(chǎn)品需求的大幅增加。

下圖列示了自動化產(chǎn)品在項(xiàng)目型市場不同行業(yè)的銷售規(guī)模和增速情況，從中可知：（1）2020年，化工、石化、市政、電力冶金五大行業(yè)的市場規(guī)模最大；（2）電力、建材、油氣在過去五年的復(fù)合增長率為負(fù)，而石化行業(yè)復(fù)合增長率在10%以上；（3）化工、市政、公共設(shè)施在2015年至2019年復(fù)合增長率較高，但2020年受外部沖擊事件影響，增幅有所回落；（4）礦業(yè)在2015年至2019年復(fù)合增長率為負(fù)值，但2020年出現(xiàn)較大的市場增速。

我國工業(yè)自動化核心產(chǎn)品的規(guī)模和競爭格局

工業(yè)自動化產(chǎn)品品類繁多，根據(jù)市場規(guī)模，核心產(chǎn)品主要有控制系統(tǒng)的PLC、驅(qū)動系統(tǒng)的變頻器、運(yùn)動系統(tǒng)的通用運(yùn)動控制（GMC）和數(shù)控系統(tǒng)（CNC）、反饋系統(tǒng)的傳感器和各類儀表儀器，以及執(zhí)行系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器和接觸器等。

1）伺服系統(tǒng)的市場規(guī)模和競爭格局

①伺服系統(tǒng)特征

伺服系統(tǒng)是指以位置、速度、轉(zhuǎn)矩為控制量，能夠動態(tài)跟蹤目標(biāo)變化從而實(shí)現(xiàn)自動化控制的系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)是工業(yè)自動化的核心部件，由伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、編碼器組成，編碼器一般安裝在伺服電機(jī)內(nèi)。伺服系統(tǒng)通過伺服電機(jī)輸出給定的位置、轉(zhuǎn)速或扭矩，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械的精準(zhǔn)控制。

伺服驅(qū)動器通過現(xiàn)場總線、脈沖或者模擬量的形式接收PLC的運(yùn)行指令，然后將收到的指令解析為控制伺服電機(jī)運(yùn)行的位置、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩命令，輸出驅(qū)動伺服電機(jī)運(yùn)動的電壓和電流；伺服電機(jī)將收到的電壓和電流轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動以驅(qū)動控制對象；編碼器安裝在伺服電機(jī)上，與電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，將電機(jī)運(yùn)動的速度和位置信息發(fā)送回伺服驅(qū)動器。伺服驅(qū)動器采用閉環(huán)控制的方法，調(diào)節(jié)輸出到電機(jī)的電壓和電流、使伺服電機(jī)的運(yùn)行跟隨PLC的運(yùn)行指令。

伺服系統(tǒng)是高端裝備、智能制造裝備實(shí)現(xiàn)自動控制的核心功能部件，伺服系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠顯著提升設(shè)備的加工速度和精度，更為重要的是，伺服系統(tǒng)可以賦予生產(chǎn)設(shè)備更加靈活的生產(chǎn)能力。通過控制指令的改變和參數(shù)的設(shè)置，伺服系統(tǒng)可以通過改變設(shè)備運(yùn)行的速度和位置來滿足生產(chǎn)不同規(guī)格產(chǎn)品的需求，無需人工調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)訂單的切換，降低人工操作調(diào)整帶來的不確定性和不穩(wěn)定性。因此，伺服系統(tǒng)目前廣泛地應(yīng)用于各種裝備制造行業(yè)。

②伺服系統(tǒng)發(fā)展歷程

伺服系統(tǒng)的發(fā)展主要經(jīng)歷了機(jī)械、液壓、電氣化伺服三個階段，現(xiàn)代意義上的伺服系統(tǒng)通常是指電氣伺服，電氣伺服又走過幾個不同的歷史階段：（1）第一階段：20世紀(jì)60年年代前。電氣伺服系統(tǒng)普遍采用功率步進(jìn)電機(jī)作為動力源，一般不設(shè)計(jì)反饋回路，以開環(huán)控制為主；（2）第二階段：20世紀(jì)60年-70年代。直流電機(jī)開始廣泛應(yīng)用于電氣伺服領(lǐng)域，這一階段主要以直流有刷電機(jī)作為驅(qū)動源，多用旋轉(zhuǎn)變壓器、測速發(fā)電機(jī)、編碼器等傳感裝置構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)；（3）第三階段：20世紀(jì)80年代以來。新技術(shù)及新材料的飛躍促使電氣伺服進(jìn)入交流伺服時(shí)代，執(zhí)行電機(jī)通常以永磁同步電機(jī)為代表，并逐步占據(jù)了當(dāng)今伺服領(lǐng)域主要市場。隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，交流伺服系統(tǒng)性能得到不斷提升。

目前電氣伺服系統(tǒng)主要分為直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)。直流伺服電機(jī)由于具有低電樞感應(yīng)電抗，因此可實(shí)現(xiàn)精確和快速的啟動或停止功能。它們多用于能通過微控制器或計(jì)算機(jī)控制的裝備上。交流伺服電機(jī)包含編碼器，它與控制器一起提供閉環(huán)控制和反饋。交流伺服電機(jī)都有更先進(jìn)的設(shè)計(jì)，同時(shí)配備更優(yōu)良的軸承，交流伺服電機(jī)的工作電壓更高，因此扭矩也更大，精度也更高，交流伺服電機(jī)主要運(yùn)用于機(jī)器人、自動化裝備和CNC等機(jī)械設(shè)備上。

③伺服系統(tǒng)的市場規(guī)模

根據(jù)MIR睿工業(yè)的數(shù)據(jù)，我國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模已從2015年的102億元增長至2021年的233.3億元，復(fù)合增長率13.4%。

④伺服系統(tǒng)的競爭格局

20世紀(jì)70年代開始，國外伺服系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，產(chǎn)生了德國西門子、法國施耐德、日本松下、日本三菱電機(jī)、日本安川、臺灣臺達(dá)等國際知名企業(yè)。其中，日本品牌以良好的性價(jià)比和較高的可靠性占據(jù)了我國較大的市場份額，在中低端設(shè)備市場中具有優(yōu)勢，而歐美品牌憑借較高的產(chǎn)品性能在高端設(shè)備中占據(jù)優(yōu)勢。

我國伺服系統(tǒng)的自主研發(fā)起步較晚，目前該領(lǐng)域主要的自主研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)起步于2000年以后。通過引進(jìn)、消化吸收國際先進(jìn)技術(shù)等舉措，國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)的伺服系統(tǒng)開始進(jìn)入快速發(fā)展階段，國產(chǎn)伺服系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平不斷提升，并逐漸在國內(nèi)市場中取得一定的份額。

目前，外資品牌在我國伺服系統(tǒng)市場的份額占比仍然較高，其中日系品牌優(yōu)勢突出，安川、三菱、松下三家日系企業(yè)2021年的合計(jì)市場份額達(dá)30%。但國內(nèi)企業(yè)伺服系統(tǒng)產(chǎn)品成長快速，特別是匯川技術(shù)，其2021年的市場份額已達(dá)16%，成為行業(yè)第一。

2）PLC的市場規(guī)模及競爭格局

①PLC特征

PLC是可編程邏輯控制器的簡稱，是一種主要應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的控制器。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的新一代工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的編程控制系統(tǒng)。

PLC主要由CPU、存儲器、輸入接口、輸出接口、通訊接口、擴(kuò)展模塊接口組成。PLC通過輸入接口采集各種開關(guān)和傳感器的信號，通過輸出接口控制各種開關(guān)和動作機(jī)構(gòu)；通過擴(kuò)展模塊接口連接PLC擴(kuò)展模塊，增加PLC控制的點(diǎn)數(shù)或者支持特殊功能；通過通訊接口與其他PLC及各種工業(yè)設(shè)備通訊；用戶通過運(yùn)行在PC上的編程及調(diào)試軟件進(jìn)行程序編寫和調(diào)試，程序保存在存儲器中。

PLC運(yùn)行時(shí)，CPU執(zhí)行用戶保存在存儲器中的用戶程序，通過輸入接口、輸出接口、通訊接口以及擴(kuò)展模塊控制自動化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)各種動作工藝和邏輯。

依據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)不同，PLC可以劃分為小型PLC、中型PLC和大型PLC：

A、小型PLC：I/O節(jié)點(diǎn)低于256點(diǎn)，體積小、價(jià)格低，主要用于小型設(shè)備實(shí)現(xiàn)單一功能；

B、中型PLC：I/O節(jié)點(diǎn)介于256點(diǎn)和2048點(diǎn)之間，初步具備了通訊功能和模擬量功能，并具備比較豐富的指令系統(tǒng)，能夠應(yīng)用于大型控制系統(tǒng)或多機(jī)系統(tǒng)；

C、大型PLC：I/O節(jié)點(diǎn)高于2048點(diǎn)的PLC為大型PLC，在軟硬件方面的性能都比較優(yōu)越，具備強(qiáng)大的通信能力和處理能力，主要應(yīng)用于大型的分布式控制系統(tǒng)。

②PLC發(fā)展歷程

中國PLC行業(yè)發(fā)展至今，主要?dú)v經(jīng)了起步、緩慢發(fā)展以及穩(wěn)定發(fā)展三個階段：

A、起步階段（1970-1990年）上世紀(jì)70年代，中國從國外引進(jìn)PLC，但由于當(dāng)時(shí)PLC價(jià)格較為高昂，應(yīng)用范圍相對較窄，僅主要應(yīng)用于冶金、電力等規(guī)模較大的生產(chǎn)設(shè)備和控制系統(tǒng)中。

通過引進(jìn)國外的PLC，中國相關(guān)企業(yè)、研究所等主體逐步開始學(xué)習(xí)、吸收和提升PLC關(guān)鍵技術(shù)。這一發(fā)展階段，PLC行業(yè)緩慢起步，企業(yè)研發(fā)實(shí)力不足、資本投入有限、生產(chǎn)技術(shù)水平尚待提高等因素對本土品牌的發(fā)展限制較大。

B、緩慢發(fā)展階段（1991-2000年）中國政府對于PLC發(fā)展較為重視，在當(dāng)時(shí)的機(jī)械電子工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下，中國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會可編程序控制器（PLC）分會于1991年成立。

PLC分會的成立有助于開展PLC行業(yè)調(diào)研、制定行業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃、推廣PLC應(yīng)用技術(shù)、促進(jìn)行業(yè)內(nèi)各參與主體的信息交流和資源共享，進(jìn)而推動PLC行業(yè)發(fā)展。

上世紀(jì)90年代行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定工作也開始進(jìn)行，中國工業(yè)過程測量和控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會-可編程序控制器及系統(tǒng)分技術(shù)委員會SAC/TC124/SC5于1993年成立，該標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會基于國外PLC技術(shù)、產(chǎn)品以及國際電工委員會發(fā)布的IEC61131等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合中國工業(yè)控制領(lǐng)域的PLC應(yīng)用需求，制定了GB/T15969可編程序控制器系列國家標(biāo)準(zhǔn)，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中取得重要進(jìn)展，為中國PLC行業(yè)發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。

在這一發(fā)展時(shí)期，行業(yè)應(yīng)用需求較小，PLC市場容量未得到充分釋放，且國產(chǎn)PLC研發(fā)、生產(chǎn)主體“輕”技術(shù)研發(fā)、“重”系統(tǒng)集成應(yīng)用的發(fā)展路徑限制了PLC技術(shù)水平的提高，制約了行業(yè)內(nèi)本土PLC企業(yè)的崛起，國外企業(yè)在這一階段占據(jù)了市場的主導(dǎo)地位。

C、穩(wěn)定發(fā)展階段（2001年至今）隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)等高新技術(shù)水平的提升，PLC研發(fā)門檻逐漸降低，產(chǎn)品價(jià)格逐步下降。另一方面，中國制造業(yè)的快速發(fā)展為PLC的應(yīng)用提供了大量的市場機(jī)會，而隨著PLC行業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域的多樣化發(fā)展，PLC應(yīng)用范圍也呈現(xiàn)出擴(kuò)大趨勢，PLC已由最初局限于大規(guī)模設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用逐步發(fā)展為適用于大、中、小型設(shè)備系統(tǒng)。

這一時(shí)期，本土企業(yè)開始聚焦于工業(yè)自動化、工業(yè)控制和PLC等領(lǐng)域，并在發(fā)展過程中逐漸積累了PLC的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，通過深耕細(xì)分市場積累競爭優(yōu)勢、逐步提升市場占比，出現(xiàn)了一批以匯川技術(shù)、信捷電氣、麥格米特等為代表的具有市場競爭力的本土企業(yè)。

在這一時(shí)期，PLC技術(shù)水平逐步提高，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系逐步完善，本土企業(yè)逐步發(fā)展、市場競爭力逐步提升。中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策為PLC行業(yè)發(fā)展提供了良好發(fā)展環(huán)境，在工業(yè)化、智能化發(fā)展的大背景下，工業(yè)企業(yè)的信息化進(jìn)程逐步加深，工業(yè)控制市場需求持續(xù)增長，PLC市場容量穩(wěn)定釋放。

③PLC的市場規(guī)模

來受益于我國工業(yè)自動化的快速發(fā)展，PLC市場規(guī)模逐年增長。國金證券研究報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，我國PLC市場規(guī)模已從2015年的72億元增長至2021年的158.48億元，復(fù)合增長率約14%。

④PLC的競爭格局

國內(nèi)PLC市場份額主要由西門子、三菱、歐姆龍、羅克韋爾等歐美和日系巨頭占據(jù)，西門子在國內(nèi)PLC市場的份額超過40%，三菱的市場份額約14%。

歐美企業(yè)憑借領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢在大中型PLC市場占據(jù)絕對壟斷地位，日系企業(yè)在小型PLC市場占有優(yōu)勢，本土企業(yè)近年來發(fā)展迅速，在小型PLC市場的份額有望逐步提升。

大型PLC第一大品牌是羅克韋爾，國內(nèi)市場占比40%。大型PLC主要應(yīng)用于冶金，電力，交通等領(lǐng)域，因此對產(chǎn)品的安全性，可靠性和抗干擾性要求比較高。

另外，應(yīng)用大型PLC的場合一般來說工藝比較復(fù)雜，需要多樣的和靈活的通信方式以及較好的網(wǎng)絡(luò)拓展能力，因此對大型PLC的網(wǎng)絡(luò)通信能力要求較高。大型PLC是競爭壁壘最高的領(lǐng)域。

中型PLC是競爭格局最為集中的領(lǐng)域，第一大品牌西門子國內(nèi)市場份額占比達(dá)56%。中型PLC也主要應(yīng)用于項(xiàng)目型市場，需要建立小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，因此通信能力和組建網(wǎng)絡(luò)的便利性，成為中型PLC的技術(shù)趨勢。

另外在OEM型市場中，由于采用中型PLC的應(yīng)用在OEM應(yīng)用中通常屬于高端應(yīng)用，機(jī)器的復(fù)雜程度較高，在PLC的CPU指令處理速度、程序容量、運(yùn)動控制精度，通信方式等方面有較高要求。

小型PLC市場由于技術(shù)壁壘相對較低，市場相對分散，但基本還是由西門子、三菱、歐姆龍等外資品牌占據(jù)領(lǐng)先地位，三者國內(nèi)市場占比分比約為27%、13%、14%。西門子多年來憑借小型PLC產(chǎn)品的性價(jià)比優(yōu)勢持續(xù)保持領(lǐng)先，但本土品牌匯川技術(shù)、信捷電氣、合信等近年來也發(fā)展較快，逐步在小型PLC市場占據(jù)一席之地。

我國工業(yè)自動化服務(wù)市場規(guī)模與競爭格局

1）工業(yè)自動化服務(wù)市場特征

工業(yè)自動化服務(wù)處于行業(yè)中游，連接產(chǎn)品制造商和下游客戶，在整個價(jià)值增值傳遞的過程中具有獨(dú)特的橋梁作用。工業(yè)自動化產(chǎn)品服務(wù)商主要有兩類企業(yè)或提供兩種類型服務(wù)：（1）偏向供應(yīng)渠道的產(chǎn)品分銷；（2）側(cè)重技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)集成，即根據(jù)用戶的個性化需求，基于標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成和二次技術(shù)開發(fā)，將標(biāo)準(zhǔn)成品集成為專用的控制系統(tǒng)。

產(chǎn)品分銷一般主要提供產(chǎn)品銷售、物流配送和售后服務(wù)，但分銷又區(qū)別于產(chǎn)品制造商的銷售部門，是由獨(dú)立的第三方進(jìn)行的從制造商到終端用戶的整個商品傳遞過程中所涉及的一系列活動。由于工業(yè)自動化產(chǎn)品專業(yè)性強(qiáng)、品類多樣性，因此產(chǎn)品制造商往往會聚焦于某一類或某個領(lǐng)域產(chǎn)品，且工業(yè)自動化產(chǎn)品應(yīng)用復(fù)雜且廣泛，建立覆蓋廣泛的渠道網(wǎng)絡(luò)對單一產(chǎn)品制造商而言，一般不具有經(jīng)濟(jì)性。

因此，分銷成為工業(yè)自動化領(lǐng)域廣泛采用。在國外，工業(yè)自動化產(chǎn)品的分銷模式已經(jīng)非常成熟，專業(yè)的分銷商及其所擁有的專業(yè)物流系統(tǒng)和服務(wù)密集的分銷網(wǎng)絡(luò)，成為工業(yè)電氣產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的環(huán)節(jié)。在我國，分銷模式也已發(fā)展成為中低壓輸配電產(chǎn)品和工業(yè)自動化產(chǎn)品銷售的主要模式。

系統(tǒng)集成是基于客戶需求，進(jìn)行系統(tǒng)或功能方案設(shè)計(jì)，在優(yōu)選各種自動化產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，建造、安裝和調(diào)試一個實(shí)現(xiàn)客戶目標(biāo)的自動化系統(tǒng)或功能模塊的綜合服務(wù)。根據(jù)實(shí)現(xiàn)方案的復(fù)雜程度，系統(tǒng)集成一般又可以分為系統(tǒng)型系統(tǒng)集成和功能型技術(shù)集成。要解決客戶需求，系統(tǒng)集成商既要了解完整的自動化產(chǎn)品線，又要對具體行業(yè)、甚至單一客戶的工藝充分理解，同時(shí)具備二次技術(shù)開發(fā)能力，才能形成量身裁定的方案。

在結(jié)合自身對工藝和應(yīng)用理解的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)集成商還可以挖掘并嵌入自主知識產(chǎn)權(quán)的程序或模塊，并對集成方案進(jìn)行封裝，融合，培育和打造了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心解決方案，從而在激烈的市場競爭中立足。

此外，對工業(yè)自動化服務(wù)商而言，系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)與分銷業(yè)務(wù)又是相輔相成，具有協(xié)同效應(yīng)。分銷渠道有利于服務(wù)商擴(kuò)到渠道布局，為系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)發(fā)展積累客戶群，系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)也有利于提升服務(wù)商的市場認(rèn)可度，擴(kuò)大產(chǎn)品銷售，增加用戶粘性。

2）工業(yè)自動化服務(wù)的市場規(guī)模

根據(jù)工控網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年我國工業(yè)自動化產(chǎn)品市場規(guī)模約為1,828億元，，但在公開市場尚未分銷業(yè)務(wù)的市場規(guī)模數(shù)據(jù)。另根據(jù)平安證券研究所的估算，“分銷商在工控（工業(yè)自動化）市場的可達(dá)市場空間約為整體市場容量的70%”，以此推算2021年分銷渠道銷售的工業(yè)自動化產(chǎn)品市場規(guī)模約為1,280億元。

3）工業(yè)自動化服務(wù)的競爭格局

在制造業(yè)高度繁榮、工業(yè)自動化蓬勃發(fā)展的今天，市場的變化、技術(shù)的更替都無時(shí)無刻不在影響著工業(yè)自動化向前發(fā)展的方向。

工業(yè)自動化作為一個多元、復(fù)雜的領(lǐng)域，涵蓋的范圍廣闊、市場延續(xù)繼承性強(qiáng)、技術(shù)發(fā)展比較迅速，并呈現(xiàn)出了鮮明的多元化集成的特點(diǎn)，已經(jīng)逐漸從以邏輯控制為主的制造業(yè)發(fā)展到需要復(fù)雜回路調(diào)節(jié)的連續(xù)過程工業(yè)，關(guān)乎國計(jì)民生的各個行業(yè)都已經(jīng)應(yīng)用到了基于PLC的控制方案、DCS控制系統(tǒng)，以及基于集成架構(gòu)的混合控制系統(tǒng)等先進(jìn)自動化技術(shù)。傳統(tǒng)自動化行業(yè)中也不斷的應(yīng)用到了現(xiàn)代信息技術(shù)和通訊技術(shù)的最新研究成果，從而滿足不斷變化的客戶需要。

由于應(yīng)用行業(yè)極為廣泛，工業(yè)自動化市場還難以走向完全標(biāo)準(zhǔn)化的特殊階段，因此行業(yè)也未出現(xiàn)單一或幾個力量“一統(tǒng)天下”的局面。目前，工業(yè)自動化服務(wù)供應(yīng)領(lǐng)域是一個由自動化系統(tǒng)服務(wù)商、各種從事自動化工程或機(jī)器制造的系統(tǒng)集成商、行業(yè)設(shè)計(jì)院以及自動化產(chǎn)品代理商共同組成的舞臺，他們在整個的價(jià)值鏈體系中各自發(fā)揮其不可替代的作用。

自動化服務(wù)商主要由以下三類企業(yè)組成：

（1）行業(yè)上游產(chǎn)品制造商，以施耐德、ABB、西門子、三菱等為代表，這類企業(yè)不僅向市場提供自動化產(chǎn)品，也在深度介入為行業(yè)提供自動化系統(tǒng)解決方案；

（2）行業(yè)下游客戶，這類企業(yè)一般為大型企業(yè)集團(tuán)下屬的工程公司，由于在集團(tuán)項(xiàng)目建設(shè)中積累了豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，因此在發(fā)展中也形成了對外甚至跨行業(yè)提供系統(tǒng)解決方案的能力；

（3）行業(yè)中游服務(wù)商，這些企業(yè)一般了解完整的自動化產(chǎn)品線，同時(shí)在某些領(lǐng)域積累了形成自身技術(shù)特色的自動化系統(tǒng)解決方案能力。

行業(yè)發(fā)展趨勢

（1）集成化

集成化一方面是指新一代的工業(yè)自動化系統(tǒng)技術(shù)，是集多種學(xué)科、多種技術(shù)，如光機(jī)電技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、人工智能等之大成，另一方面是指現(xiàn)代的工業(yè)自動化系統(tǒng)是企業(yè)生產(chǎn)控制、經(jīng)營、管理的集成，把“自動化孤島”式的單機(jī)系統(tǒng)、分散單元和功能軟件集成為一個綜合大系統(tǒng)，它不僅包括現(xiàn)場控制，而且還有營銷決策、原料供應(yīng)、生產(chǎn)計(jì)劃、工藝監(jiān)督等內(nèi)容，這種集成已從單項(xiàng)局部集成向多項(xiàng)綜合集成發(fā)展，從而可以提高企業(yè)的整體效益?，F(xiàn)場總線智能儀表和開放式系統(tǒng)是綜合自動化中最有效的裝備。計(jì)算機(jī)集成綜合自動化系統(tǒng)（CIMS、CIPS）是工業(yè)自動化的高級組織形式和發(fā)展方向。

（2）數(shù)字化

隨著控制計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交換溝通的領(lǐng)域正在迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設(shè)備層到控制和管理的各個層次，從工段、車間、工廠、企業(yè)到世界各地的市場。90年代發(fā)展起來的現(xiàn)場總線廣泛用于過程自動化和制造自動化等領(lǐng)域的現(xiàn)場設(shè)備互連通信網(wǎng)絡(luò)。它作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)溝通了現(xiàn)場設(shè)備之間及其與更高控制管理層之間的聯(lián)系?，F(xiàn)場總線技術(shù)的推廣應(yīng)用，因特網(wǎng)技術(shù)、企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)外聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工業(yè)自動化技術(shù)的緊密結(jié)合，使未來的工業(yè)自動化系統(tǒng)向開放型網(wǎng)絡(luò)式綜合控制與管理系統(tǒng)發(fā)展。

（3）智能化

智能化包括機(jī)器智能化和腦力勞動自動化兩個方面。一方面，工業(yè)自動化儀表、設(shè)備和系統(tǒng)采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段（人工智能、機(jī)器人、知識工程、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、智能體、全能體等）使機(jī)器或系統(tǒng)具有人的某些智能，另一方面，采用智能系統(tǒng)替代或擴(kuò)展人的腦力勞動，實(shí)現(xiàn)腦力勞動自動化。

新一代的工業(yè)自動化是智能自動化。近年來，工業(yè)自動化儀表正從模擬儀表走向數(shù)字化儀表，繼而借助微處理器，專用集成電路（ASIC）、軟件、現(xiàn)場總線、人工神經(jīng)元等技術(shù)走向智能化，基于現(xiàn)場總線的智能儀表不再是傳統(tǒng)儀表那樣的硬件實(shí)體，而是基于現(xiàn)場總線的硬件、軟件的結(jié)合體。

隨之，工業(yè)自動化系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)將逐步向智能產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，原來的儀表研究和制造部門將淘汰陳舊低檔的產(chǎn)品，不斷研制和更新智能化程度越來越高的整機(jī)、部件和模塊，如推出多品種多規(guī)格的智能工控機(jī)、智能調(diào)節(jié)器、智能傳感器和智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能低壓電器等。智能控制技術(shù)與DCS、CIMS等的結(jié)合以及工業(yè)智能機(jī)器人等技術(shù)的推廣應(yīng)用將使工業(yè)自動化系統(tǒng)躍升到一個更高水平。

行業(yè)內(nèi)的主要企業(yè)

（1）工業(yè)自動化、數(shù)字化綜合服務(wù)在工業(yè)自動化服務(wù)領(lǐng)域，自動化產(chǎn)品通過服務(wù)商進(jìn)行銷售是產(chǎn)品流通的重要形式，且該模式已較為成熟。服務(wù)商以其所擁有的專業(yè)物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和相應(yīng)的技術(shù)支持成為工業(yè)自動化產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的環(huán)節(jié)。

（2）運(yùn)動控制產(chǎn)品制造

全球工業(yè)自動化自20世紀(jì)40年代工業(yè)大生產(chǎn)開始發(fā)展至今，市場規(guī)模不斷增長，經(jīng)過激烈的市場競爭，目前形成了以西門子、施耐德、ABB、三菱等為代表的跨國企業(yè)主導(dǎo)全球工業(yè)自動化市場的格局。我國工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)起步較晚，相對而言，核心技術(shù)和品牌積累仍有較大提升的空間，以西門子、施耐德、ABB、三菱為代表的外資品牌仍然占據(jù)市場最大的份額，國產(chǎn)品牌今年發(fā)展迅速，市場份額也在快速擴(kuò)大。國內(nèi)同行業(yè)公司的基本情況如下：

自動化設(shè)備應(yīng)用范圍廣，市場需求規(guī)模大

從自動化設(shè)備應(yīng)用的行業(yè)廣度分析，任何需要提升生產(chǎn)效率的現(xiàn)代制造業(yè)都需要使用自動化控制技術(shù)和裝備，包括汽車制造、工程機(jī)械、石油化工、冶金、物流倉儲、醫(yī)藥制造、消費(fèi)電子、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等。從自動化設(shè)備應(yīng)用的深度分析，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，終端消費(fèi)者需求多樣化，以及對產(chǎn)品品質(zhì)、定制化的需求不斷提升，這對制造廠商生產(chǎn)環(huán)節(jié)、工藝難度和制造水平的要求都在提升，而傳統(tǒng)人工操作的誤差及安全性風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致制造業(yè)廠商對自動化生產(chǎn)需求強(qiáng)烈。我國制造業(yè)要縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，需要在大批量生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上，不斷向訂制化、智能化、集成化方向發(fā)展，采用從生產(chǎn)加工到檢測包裝的全程自動化控制技術(shù)，從而保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。因此，在我國制造產(chǎn)業(yè)升級的大背景下，我國工業(yè)自動化和智慧化發(fā)展勢不可擋。

人口紅利逐步消失帶動了制造業(yè)對自動化設(shè)備的需求

近年來，隨著人口紅利的逐步消失，我國的勞動力成本洼地效應(yīng)逐漸減弱。“用工荒”問題困擾著越來越多的制造業(yè)企業(yè)，加上日益上漲的勞動力成本的影響，制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的壓力與日俱增，自動化設(shè)備的廣泛使用也成為制造業(yè)的必然趨勢。市場對工業(yè)自動化需求的增長，有效促進(jìn)了行業(yè)主體加快創(chuàng)新步伐，增強(qiáng)市場競爭力，從而帶動了行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化設(shè)備國產(chǎn)替代的趨勢促進(jìn)行業(yè)發(fā)展

我國工業(yè)自動化起步較晚，早期產(chǎn)品的可靠性與國際知名公司仍存在較大差異。但經(jīng)過多年的發(fā)展，我國自動化行業(yè)廠商的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量都在不斷提高并持續(xù)縮小與國外品牌的差距，并借助國內(nèi)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級帶來機(jī)遇，加快了對國外品牌的替代速度，國內(nèi)廠商的市場份額持續(xù)擴(kuò)大。近幾年，國際貿(mào)易摩擦地加劇，對我國相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)核心部件的“自主、安全、可控”提出了迫切需求，進(jìn)一步推動了自動化設(shè)備的國產(chǎn)替代趨勢，為工業(yè)自動化設(shè)備實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代提供了良好的市場機(jī)遇。

原材料的價(jià)格變動

審核編輯：湯梓紅