工業(yè)自動化控制系統(tǒng)作為高端裝備的重要組成部分,是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)規(guī)模、高效、精準(zhǔn)、智能、安全的重要前提和保證,應(yīng)用十分廣泛。物聯(lián)網(wǎng)、5G、機(jī)器人、人工智能等技術(shù)的逐漸成熟,將促使工業(yè)自動化行業(yè)沿著新方向發(fā)展。
一、工業(yè)自動化定義及產(chǎn)品分類
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工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。
自動控制系統(tǒng)作為高端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,其產(chǎn)品從功能上可以劃分為控制層產(chǎn)品、驅(qū)動層產(chǎn)品、執(zhí)行層產(chǎn)品和傳感器類產(chǎn)品。
由于工業(yè)自動化具有提高生產(chǎn)效率、改善質(zhì)量、降低成本、確保安全等優(yōu)點(diǎn),隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步,將發(fā)揮越來越重要的作用。
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)主要產(chǎn)品分類如下:
二、全球工業(yè)自動化行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
經(jīng)濟(jì)的全球化加劇了市場競爭,制造業(yè)的智能化、柔性化、無人化成為發(fā)展趨勢,工業(yè)自動化行業(yè)獲得了廣闊的發(fā)展空間。
近年來,德國提出了“工業(yè) 4.0” 規(guī)劃,美國提出了“國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”,日本提出了“創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)計(jì)劃”,中國也提出了“中國制造 2025”發(fā)展規(guī)劃,其共同點(diǎn)是充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、5G 通信、機(jī)器人、人工智能等技術(shù)手段提升制造業(yè)的智能化、無人化程度。
工業(yè)自動化產(chǎn)品是現(xiàn)代化工廠實(shí)現(xiàn)規(guī)模、高效、精準(zhǔn)、智能、安全生產(chǎn)的重要前提和保證,應(yīng)用十分廣泛,發(fā)展前景良好。
根據(jù)行業(yè)研究機(jī)構(gòu) Zion Market Research 的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,全球范圍內(nèi)工業(yè)自動化市場規(guī)模至 2017 年已達(dá)到 2,071.7 億美元,由于物聯(lián)網(wǎng)、5G 技術(shù)、人工智能技術(shù)的逐漸成熟與商業(yè)化應(yīng)用,全球工業(yè)自動化市場規(guī)模至 2024 年預(yù)計(jì)達(dá)到 3,219.3 億美元,年復(fù)合增速約為 6.5%。
根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu) Research And Markets的數(shù)據(jù),工業(yè)自動化服務(wù)市場2018 年規(guī)模已達(dá)到421億美元,預(yù)計(jì)2024 年達(dá)到 706 億美元,年復(fù)合增速約為 9%。
目前,世界范圍內(nèi)工業(yè)自動化行業(yè)的主要廠商包括 ABB、西門子、通用電氣、施耐德、安川、FANUC、三菱、富士電機(jī)等。
三、中國工業(yè)自動化行業(yè)發(fā)展狀況
中國工業(yè)自動化行業(yè)起步較晚,但發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。中國最近三十年成功實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的高速發(fā)展,制造業(yè)產(chǎn)值已處于全球第一。
工業(yè)自動化行業(yè)是推動制造業(yè)從低端向中高端升級轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵,雖然我國工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)在關(guān)鍵的核心技術(shù)與外資品牌有顯著差距,但是近年來國家陸續(xù)推出了鼓勵先進(jìn)制造業(yè)的政策,為工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展提供了有力的政策支持,中國工業(yè)自動化行業(yè)發(fā)展取得明顯進(jìn)步,國產(chǎn)替代進(jìn)程加速。
工業(yè)自動化控制簡稱為工控。根據(jù)賽迪工業(yè)和信息化研究院發(fā)布的《2018 年工業(yè)控制市場數(shù)據(jù)》,我國2018 年包含產(chǎn)品及服務(wù)市場的工控市場規(guī)模達(dá)到 1,797億元,同比增長 8.5%,預(yù)計(jì)到 2021 年,市場規(guī)模有望達(dá)到 2,600 億元。
2016-2021 年中國工控市場規(guī)模(億元)
隨著我國制造業(yè)的逐漸升級,傳統(tǒng)的低技術(shù)含量、勞動力密集型制造業(yè)逐漸外遷至東南亞等發(fā)展中國家,科技含量更高的新興產(chǎn)業(yè)逐漸成為國內(nèi)制造業(yè)的重要成分,其中包括數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)械、鋰電設(shè)備、3C、新能源汽車、機(jī)器人、軌道交通等長期被發(fā)達(dá)國家壟斷的尖端產(chǎn)業(yè)。新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,使我國伺服系統(tǒng)、變頻器等工業(yè)自動化企業(yè)具有廣闊的市場空間,并在多年的發(fā)展中形成了自身的競爭優(yōu)勢。
四、工業(yè)自動化行業(yè)發(fā)展前景
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)作為高端裝備的重要組成部分,是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)規(guī)模、高效、精準(zhǔn)、智能、安全的重要前提和保證,應(yīng)用十分廣泛。
物聯(lián)網(wǎng)、5G、機(jī)器人、人工智能等技術(shù)的逐漸成熟,將促使工業(yè)自動化行業(yè)沿著如下幾個方向發(fā)展:
5G對工控行業(yè)影響有多大?
1 萬物互聯(lián)
早期的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)只限于單系統(tǒng)操作,多系統(tǒng)之間 并無通訊。近年來隨著芯片與通訊技術(shù)的進(jìn)步,物聯(lián)網(wǎng)、高速總線、電子通信等 技術(shù)的成熟,使得多系統(tǒng)、多任務(wù)之間的通信成為可能,物聯(lián)網(wǎng)的可靠性越來越高,成本越來越低,使得不同系統(tǒng)間能夠快速準(zhǔn)確傳遞信息,實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)、多任務(wù)的協(xié)同工作。
萬物互聯(lián)的時代,我們的生活將會迎來怎樣的巨變?
2 系統(tǒng)集成
隨著半導(dǎo)體和電力電子技術(shù)的進(jìn)步,控制層產(chǎn)品、驅(qū)動層產(chǎn)品和執(zhí)行層產(chǎn)品會向小型化方向發(fā)展,整個自動化控制系統(tǒng)的集成度會越來越高,“控制+驅(qū)動”集成產(chǎn)品,“驅(qū)動+執(zhí)行”集成產(chǎn)品會越來越普及,甚至?xí)翱刂?驅(qū)動+執(zhí)行”集成產(chǎn)品方向發(fā)展,自動化控制系統(tǒng)將成為一個節(jié)點(diǎn)的智能終端。
3 智能診斷
自動控制系統(tǒng)與人工智能技術(shù)相結(jié)合,除完成正常的自動控制指令外,還能對自身的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,提前預(yù)警可能出現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)或區(qū)域,進(jìn)行事先處理,保障系統(tǒng)連續(xù)無間斷工作,提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
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