在科技飞速发展的当下,工程自动化系统已成为推动各行业进步的关键力量。国内工程自动化系统领域历经多年发展,在诸多方面呈现出鲜明特点,对各行业的生产模式、效率提升及产业升级产生着深远影响。
一、蓬勃增长的市场规模
近年来,国内工程自动化系统市场规模持续扩张。2023 年,中国工业自动化系统市场规模达 2602 亿元,同比增长 8.01% 。这一增长态势得益于多方面因素。从政策层面来看,国家陆续出台了一系列鼓励高端装备制造业、推动智能制造发展的政策,如《中国制造 2025》和《“十四五” 智能制造发展规划》等,为工程自动化系统行业发展注入了强大动力。制造业的内在需求同样不可忽视,随着人口老龄化加剧,劳动力成本不断上升,企业面临着人力短缺和成本增加的双重压力,机器替代人工成为长期趋势,促使市场对工程自动化装备的需求持续攀升。
不同层次在市场规模中所占比重反映了其在工程自动化中的地位和作用。以 2023 年为例,在工业自动化系统这一细分领域,硬件层 — 执行层占比高达 50% 。执行层直接参与生产过程,如同工业自动化的 “手脚”,其重要性不言而喻,对提高生产效率和产品质量起着决定性作用。硬件层 — 驱动层占比 26%,它负责将控制信号转换为实际的机械动作,是连接控制层与执行层的关键纽带。硬件层 — 控制层占比 13%,作为系统的 “大脑”,承担着处理信息、发出指令的重任。软件层占比 11%,尽管占比较小,但在数据分析、优化决策以及系统管理等方面发挥着日益重要的作用,是实现智能化、精细化管理的核心支撑。整体而言,硬件层在当前市场中占据主导地位,而执行层更是其中的重中之重。
二、广泛深入的技术应用
(一)多领域融合应用
工程自动化系统在国内各行业应用广泛。在制造业,自动化生产线成为标配,从汽车制造到电子设备生产,自动化技术实现了零部件的自动加工、装配与检测,极大地提高了生产效率与产品质量。以汽车制造为例,自动化焊接机器人的大规模应用,不仅大幅提升了焊接精度和速度,还确保了产品质量的稳定性。在化工、钢铁、电力等流程工业领域,自动化控制系统对生产过程中的温度、压力、流量等关键参数进行精确控制与优化,保障了生产的安全、稳定运行,有效降低了能耗与排放。在物流仓储行业,自动化立体仓库借助计算机控制的堆垛机、输送机等设备,实现货物的自动存储与取出,显著提高了仓储空间利用率和物流效率,降低了人力成本。此外,在交通运输、医疗、建筑等行业,工程自动化系统也都发挥着重要作用,如高速铁路的自动驾驶系统、自动化医疗诊断设备、建筑施工中的自动化机械设备等。
(二)关键技术进展
在技术层面,国内工程自动化系统取得了诸多进展。在自动化控制方面,可编程逻辑控制器(PLC)和集散控制系统(DCS)等技术不断发展,国产产品在性能和稳定性上逐渐缩小与国际先进水平的差距,部分产品已在国内市场占据一定份额。传感器技术作为获取生产过程数据的关键环节,也得到了大力发展,高精度、高可靠性的传感器不断涌现,满足了不同行业对数据采集的严苛要求。例如,在智能工厂中,各类传感器能够实时采集设备运行状态、生产环境参数等信息,为自动化控制系统提供准确的数据支持。随着物联网、人工智能、大数据、云计算等新兴技术的崛起,工程自动化系统正加速向智能化方向迈进。通过物联网技术,设备之间能够实现互联互通,实时共享数据,构建起智能化的生产网络;人工智能技术应用于生产过程优化、故障诊断与预测性维护等方面,提升了系统的智能化决策能力。例如,利用大数据分析和机器学习算法,能够对设备运行数据进行深度挖掘,提前预测设备故障,及时安排维护,避免因设备故障导致的生产停滞。
三、竞争激烈的行业格局
目前,国内工程自动化系统市场竞争激烈,呈现出外资品牌与本土企业相互角逐的态势。在全球范围内,西门子、安川、松下、三菱等外资品牌凭借先进的技术、齐全的产品线以及长期积累的品牌影响力,在高端市场占据较大份额,主导着全球工业自动化产品市场。它们拥有庞大的客户群体和较高的市场知名度,在一些关键核心技术和高端产品方面具有明显优势。
然而,近年来在国家政策的大力扶持以及市场需求的拉动下,国内自动化设备厂商迅速崛起。以运泰利、博杰股份、赛腾股份、博众精工等为代表的本土企业,抓住智能制造发展的契机,持续加大研发投入,不断进行技术创新与产品升级,逐步缩小了与国外厂商的差距。这些企业凭借对本土市场需求的深刻理解、快速响应能力以及具有竞争力的价格优势,在中低端市场占据了一定份额,并逐步向高端市场渗透。例如,博众精工在 2023 年营收 48.3 亿元,其中自动化设备板块营收 41.5 亿元 ,展现出强劲的发展势头。
四、机遇与挑战并存
(一)面临的挑战
尽管国内工程自动化系统取得了显著发展,但仍面临诸多挑战。在核心技术方面,部分高端自动化产品和关键技术,如一些高端传感器、精密控制器以及先进的工业软件等,仍依赖进口,国内企业自主创新能力有待进一步提升,在国际竞争中缺乏足够的话语权。随着行业的快速发展,对具备跨学科知识、掌握先进技术的高端专业人才需求日益旺盛,但目前相关人才短缺,制约了行业的进一步发展。此外,国内企业不仅要应对国内市场的激烈竞争,还要直面外资企业的冲击,在品牌建设、市场拓展等方面面临较大压力。在创新能力上,虽然整体有所进步,但在一些关键核心技术领域,原创性技术和产品相对匮乏,难以满足行业快速发展的需求。
(二)未来的机遇
展望未来,国内工程自动化系统也迎来了诸多机遇。随着《中国制造 2025》等战略的深入推进,制造业智能化转型的需求将持续释放,为工程自动化系统市场带来广阔的发展空间。新兴技术如 5G 通信、物联网、人工智能、大数据等与工程自动化的深度融合,将催生更多创新应用场景和商业模式,推动工程自动化系统向更高水平发展。例如,5G 的低时延、高带宽特性,能够满足工业现场对实时数据传输的严苛要求,促进远程控制、协同制造等应用的普及。在国家推动产业结构优化升级的背景下,各行业对提高生产效率、降低成本、提升产品质量的需求不断增加,将进一步拉动对工程自动化系统的需求。同时,随着 “一带一路” 倡议的推进,国内工程自动化企业有机会拓展海外市场,参与国际竞争,提升国际影响力。