楊興杰
一、工業自動化行業定義及產品分類
工業自動化控制技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術，對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策的綜合性高新技術，而工業自動化控制系統是指利用工業自動化控制技術對工業生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的工業自動化技術工具的總稱。工業自動化控制系統作為高端裝備的重要組成部分，是發展先進制造技術的關鍵，是實現產業結構優化升級的重要基礎。
工業自動化控制系統包含的細分產品種類繁多，通常可以從功能上劃分為控制層、驅動層和執行層。
圖表：工業自動化主要產品分類
二、工業自動化行業發展狀況
進入 21 世紀以來，工業自動化控制系統已經廣泛地應用于機械制造、電力電子、信息技術、人工智能、通訊等諸多領域，成為提高生產過程的安全性、提高生產效率和產品質量以及降低能耗的主要手段。近年來，人工智能、機器人技術、電子信息技術等前沿科技的發展加速了機械和電子系統的整合，制造業的智能化、柔性化、無人化成為發展趨勢。
受益于工業自動化技術的提升，全球工業自動化行業獲得了廣闊的發展空間。根據行業研究機構 Zion Market Research 的調研數據顯示，全球范圍內工業自動化市場規模至 2017 年已達到 2,071.7 億美元，預計到 2024 年將達到 3,219.3 億美元，年復合增速約為 6.5%。
工業自動化控制產品技術含量較高，專業性較強，應用范圍廣泛，行業競爭激烈，行業經過幾十年的發展和優勝劣汰，目前已形成的全球著名品牌有 ABB、西門子、三菱電機、安川電機等，其憑借技術先進、功能齊全的產品及多年的營銷布局，擁有較高的市場知名度和龐大的客戶群體。
我國工業自動化行業雖然起步較晚，但發展勢頭強勁，其發展道路大多是在引進成套設備和各種工業自動化系統的同時進行二次開發和應用；也有一些廠家通過引進國外技術，與外商合資生產工業自動化控制產品，逐步實現工控產品的國產化。經過多年的實踐和積累，我國工業自動化在技術、產業和應用方面都有了很大發展，尤其是近年來隨著國內企業研發投入的不斷提高以及國家陸續推出鼓勵先進制造業的政策，我國工業自動化行業發展取得明顯進步，國產替代進程加速。
工業自動化控制產品應用范圍廣泛，幾乎遍及所有工業領域，在制造業轉型升級的大背景下，我國傳統工業技術改造、工廠自動化和企業信息化均需要大量工業自動化控制系統，市場潛力巨大。根據中國工控網數據顯示，2015 年至 2022年，我國工業自動化市場規模持續增長，2022 年市場規模已達 2,642 億元，預計2025 年市場規模將達到 3,225 億元。
圖表：2015-2025年我國工業自動化市場規模及增速情況
數據來源：中國工控網
雖然與國際著名品牌相比還存在差距，但是國產品牌憑借快速響應、成本、服務等本土化優勢不斷縮小與國際著名品牌在產品性能、技術水平等方面的差距。制造業是我國經濟實現創新驅動、轉型升級的主戰場，工業自動化作為智能制造的中樞，具備長期發展前景，將長期受益于產業政策的支持。未來，國產品牌廠商將持續強化自身的成本優勢和本土化服務優勢，通過自主創新進一步推進進口替代，提高工業自動化產品國產品牌的市場份額。
三、工業自動化行業技術水平、技術特點
我國工業自動化行業相對于國外發達國家起步較晚，在技術上及產品的穩定性和精確性方面與國外領先企業仍有差距，核心技術與高端裝備對外依存度高。隨著勞動力成本的逐漸上升，下游領域的自動化需求越來越大，我國制造業也面臨著從“中國制造”向“中國智造”進行轉型，行業領先的本土企業通過不斷學習，技術實現不斷突破，未來隨著資金實力、技術研發實力的增強以及行業經驗的不斷積累，我國工業自動化核心技術有望實現進一步提升，接近并達到國際先進水平。
工業自動化行業技術復雜，關鍵技術有精密機械設計技術、電機控制技術、高集成柔性控制系統技術、高速遠程通信技術、多機同步控制技術、協同控制技術、驅動控制技術、傳感器技術、運動學控制技術、動力學分析技術、減速器技術等。上述關鍵技術主要特點如下：
（1）技術標準高
工業自動化行業作為技術密集型行業，對于產品所涉及的精密機械、控制技術、電機技術、傳感器技術等一系列技術具有較高的要求。由于下游制造業對于其設備的穩定性、精確性、安全性具有嚴格的規范和標準，企業必須要具備在行業內較長時間的技術經驗積累，并通過長期的交叉學科知識的積累和不斷的技術改進，逐漸提高產品的各項性能指標。
（2）系統集成度高
工業自動化行業發展至今，逐步發展成向下游制造業企業提供以機器人技術為基礎的整體自動化解決方案，涉及綜合性應用系統，對系統集成要求較高。除了需要將精密機械、控制技術、電機技術、傳感器技術、計算機技術等集成到一個系統中，還需要兼容系統包含的軟硬件設備，并滿足各子系統的特殊技術要求，從而發揮系統整體運行的穩定性、精確性及高效率。
在我國科技水平突飛猛進的背景下，5G 通信、物聯網、云計算、大數據、人工智能等新興技術不斷成熟，部分領域已實現從科學概念、基礎科學等領域逐漸到商業化實施的快速轉變，并已與相關產業逐步走向深度融合。隨著新技術在工業自動化領域應用的不斷深入，使得生產制造在柔性化、智能化、高度集成化、縮短產品研制周期、降低資源能源消耗、降低運營成本、提高生產效率等方面的優勢不斷放大。新技術在智能制造業的不斷運用，將拉動對自動化產品的需求增長。
想了解更多工業自動化發展情況及其他相關內容，可關注中研網《2024-2029年中國工業自動化行業市場深度調研及投資策略預測報告》。
研究院服務號
中研網訂閱號