工业自动化是指利用计算机软件,电子系统,机械技术等各种手段对于工业生产的过程进行控制和管理,
在减少或消除人为干预的情况下完成高效,安全的生产,同时实现降本增效,过程可控。
随着制造业的自动化水平不断提升,工业自动化逐渐成为制造业的核心环节。
工业自动化行业产品可以分为控制层,驱动层,执行层和传感层等几大层次。
控制层包括PLC、数控系统、IPC/单片机、DCS、HMI 和工业软件等,驱动层包括伺服驱动、变频器、软启动器、直流驱动和工业转化器等;
执行层包括伺服电机、交流电机、减速器、接触器和调节阀等;反馈层包括传感器、过程仪表和检测仪器等。
工业自动化产业链上下游
工业自动化行业下游行业极为分散,几乎涵盖了国民经济的所有行业领域。
按下游行业分类,可分为OEM 型市场与项目型市场:
1)原始设备制造商,也称OEM,服务于标准化、批量生产的机械市场,客户是设备生产商,
下游包括纺织机械、包装机械、起重机械、食品机械、塑料机械、橡胶机械、机床工具、电梯、印刷机械、
暖通空调、电子设备制造业、风电、太阳能、造纸机械、交通运输工具、建筑机械、矿用机械、电源设备等。
2)项目型市场即EU 市场,直接面向最终用户,项目需要通过内部立项、招标采购建设,以系统集成、行业定制为主,
一般周期较长,下游主要包括冶金、化工、电力、汽车、石化石油、市政、建材、公共设施造纸、矿业等。
按照控制方式分类,还可以分为离散自动化(DiscreteAutomation)和流程自动化(ProgressAutomation)。
从控制量上看:1)离散自动化控制的是离散量,比如传感器位置信号,更侧重于精准,
控制方法常采用组合逻辑和时序逻辑以及步序控制相结合,同时也通过执行原件的特性(变频的矢量控制、伺服的插补控制等)来完成精准控制,
控制对象包括伺服电机等,主要应用于工业机器人,机床等通用自动化设备和OEM 市场。
2)流程自动化控制的是连续变量,侧重于安全性和稳定性,通过测量温度、压力、液位、流量、PH 值等模拟量数值,
再去控制阀门的开度,从而完成控制流程中动态参数最优化;由于模拟量较多,控制回路较多,
关系控制较复杂,多任务执行时数据需要历史存储和工艺画面操作,所以PA 领域多数使用DCS 系统
和大中型PLC 系统以及组态软件和实时数据库等技术。PA 主要服务于冶金,化工等行业。
OEM市场的下游行业分布(2024上半年)
资料来源:睿工业
项目市场的下 游行业分布(2024上半年)
资料来源:睿工业
长期来看,随着制造业自动化和智能化水平的提升,工业自动化行业具有长期成长性,自动化设备渗透率有望保持增长趋势。
根据格物致胜咨询统计,2023 年工业自动化的市场规模为2601 亿元,未来三年有望实现3%的年复合增速。
工业自动化行业的市场规模及预测
资料来源:格物致胜咨询
短期来看,工业自动化的下游行业广泛,市场需求随宏观环境呈现周期性波动,
复盘历史按图索骥,行业周期一般为3-4 年,也称为“库存周期”。
自2021 年达到高点后行业增速放缓。从历史规律来看,目前处于库存周期中从被动去库存到主动补库存的过渡阶段,
库存位置较低,但何时以及能否迎来更加强势的补库,需等待政策的逐步落地。
通用自动化行业呈现周期性波动
资料来源:iFind,国家统计局
2017-2024Q2 工控行业季节性变动
资料来源:睿工业
工控行业的壁垒在于技术、品牌、销售渠道、生态等多个方面,综合要求高,国产品牌在外资割据的行业中取得突破具有较高难度。
一方面,工控自动化涉及电力电子、微电子、自动化控制、机电一体化等多种技术,
控制层和驱动层的算法具有较高难度,产品设计还需要考虑下游行业的工艺与应用环境,产品开发难度高;
另一方面,工控产品是装备的核心部件,客户十分看重可靠性、稳定性、质量、技术服务等方面,
轻易不会更换供应商,而国际品牌经过多年的技术和客户积累,建立了稳定的品牌地位。
经过二十余年国产品牌持续不断的发展与进步,以及国内政策的支持,国产品牌的份额得到显著提升,甚至在部分细分领域已占据一席之地。
根据格物致胜咨询的数据,2023年中国工业自动化市场中本土品牌占比已达到46%,
其中,在低压电机、SCADA、DCS、伺服等细分领域的国产化率已超过50%。
2023 年中国工业自动化市场的国产化进程
资料来源:格物致胜咨询
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