
一、工業(yè)自動化行業(yè)現(xiàn)狀
(一)市場規(guī)模
1.全球市場:全球工控自動化行業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)定上漲態(tài)勢,2022年全球工控自動化行業(yè)市場規(guī)模約為2308億美元,市場主要集中在北美市場(占比為32.61%),其次為歐洲(占比為29.44%)。
2.中國市場:中國工控自動化市場規(guī)模龐大,是全球最大的市場之一。2022年中國工控自動化行業(yè)市場規(guī)模約為2909億元。從市場結構來看,OEM占比最重,占比為50.35%,項目型工控自動化占比為49.65%。過去二十年,中國自動化市場經歷了快速的增長,但在十四五的前三年(2021 - 2023),市場年復合增長率突然轉負,下降了0.22%,整體市場增速將會在2023年后呈L曲線發(fā)展,不過在2024 - 2025年進入十四五計劃末期后,增速變緩。
(二)技術融合
傳感器、云計算、大數(shù)據分析和人工智能等技術與工控自動化集成,實現(xiàn)了監(jiān)控和數(shù)據分析,從而改善了實時的決策過程。在中國,工業(yè)物聯(lián)網(IIoT)技術得到廣泛應用,幫助企業(yè)實現(xiàn)設備互聯(lián)和數(shù)據共享,提高生產效率和質量。同時,人工智能、大數(shù)據分析和云計算等新技術也被納入工控自動化解決方案,提供智能化和數(shù)據驅動的生產環(huán)境。
(三)產業(yè)結構
1.上游:主要是自動化軟件、硬件制造商,包括可編程邏輯控制器(PLC)、伺服系統(tǒng)、步進系統(tǒng)、變頻器、人機界面(HMI)、傳感器、數(shù)據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)、制造執(zhí)行管理系統(tǒng)(MES)等工業(yè)自動化產品制造商。
2.中游:是系統(tǒng)集成商和產品分銷商,根據下游客戶的工藝需求,提供設備選型、產品銷售以及將標準化產品集成為可用的自動化控制系統(tǒng)等服務。
3.下游:是制造裝備制造商和自動化工廠投資方,涵蓋機床、電子制造設備、機械等領域。
(四)政策影響
國家陸續(xù)出臺多項相關政策,加快推進傳統(tǒng)制造業(yè)的轉型升級,鼓勵、支持工業(yè)企業(yè)向智能、安全、綠色方向發(fā)展,這對工業(yè)自動化行業(yè)發(fā)展有積極的推動作用,如2020年十四五規(guī)劃和《二〇三五遠景目標綱要》提到推動制造業(yè)優(yōu)化升級等相關內容就利好工控自動化行業(yè)發(fā)展。
二、工業(yè)自動化行業(yè)發(fā)展趨勢
(一)技術需求方面
1.智能傳感器需求增加:智能傳感器使制造商能夠更有效地處理生產中的質量檢查環(huán)節(jié),其所能提供的精確度水平,預計將進一步應用到大多數(shù)自動化工廠車間,并且人工智能會監(jiān)控來自傳感器的數(shù)據,以快速評估最終產品是否正確制造。
2.對數(shù)據分析服務的更高需求:自動化工廠車間不斷累積數(shù)據,而對于希望提高效率、降低成本并提高利潤率的制造商而言,對這些數(shù)據進行深入挖掘和評估非常重要,例如可以通過分析數(shù)據找出哪個環(huán)節(jié)引入了大多數(shù)錯誤、哪些步驟涉及停機時間等問題的答案。
(二)應用領域拓展
1.制藥、服務和農業(yè)行業(yè)興起
o制藥行業(yè):藥物合成不僅需要很高的精確度,而且還需要許多安全預防措施,協(xié)作機器人的可負擔性、靈活性和安全性的提高吸引著更多的制藥商,并且機器人也被用于藥物分配和樣品處理。工作量過重的醫(yī)學實驗室正在采用工業(yè)機器人自動化技術來提高效率,降低人與體液接觸的風險,大大降低樣品被污染的概率。
o服務行業(yè):依靠自動化機器人的服務行業(yè)中的小型企業(yè)數(shù)量有所增加,例如飲料混合機器人可以在咖啡和冰沙店提供幫助,雜貨店可能會使用漫游機器人回答客戶的問題,這有助于解決人員配置問題,還允許人類工作人員執(zhí)行更多個性化的任務。
o農業(yè)行業(yè):雖目前未詳細提及具體應用方式,但預估在未來可能會在使用協(xié)作機器人技術方面處于重要地位。
2.保障消費者安全方面:協(xié)作式機器人在運輸業(yè)尤其是航空業(yè)已有所應用,如AirCobot用于幫助檢驗飛機飛行前的安全檢查,依靠一系列視覺傳感器、保險杠、掃描儀和GPS在起飛前對飛機的底面進行仔細檢查,在不犧牲安全性的情況下加快了處理速度,這種趨勢會逐漸擴展到更多領域以確保消費者的安全。
(三)行業(yè)標準與工程模式
1.自動化結構發(fā)布和標準化:未來可能會看到自動化結構的發(fā)布會開始標準化,機器人公司可能會合作制定出一套標準規(guī)范,就像開源編碼一樣,這將使工程師能夠依靠群體研究來適應和完善自己的工作,也為將來的兼容性開辟道路,消費者也能放心地為工廠配備來自不同制造商的不同類型的機器人。
2.轉向虛擬工程方案:越來越多的公司正在將其工程方法轉移到虛擬工程中,例如3D映射,以提高成本效益和協(xié)作能力,使得開發(fā)人員可以一起工作并對其設計執(zhí)行粗略的測試。
(四)勞動力結構改變
在某些工廠中,機器人數(shù)量可能會比人類工人更多,因為有許多工作對人類工人來說具有挑戰(zhàn)性,人們需要經常休息,做重復性工作更容易受傷,而工業(yè)機器人自動化可減輕工人的壓力。
(五)網絡安全管理加強
隨著機器人在制造過程中的廣泛應用,雖然帶來諸多好處,但也存在網絡安全風險,所以人工智能對網絡安全的管理將成為發(fā)展趨勢之一,以保障自動化生產過程的安全性和穩(wěn)定性。
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