物料自动化处理行业面临的挑战分析

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1、物料自动化处理行业面临的挑战分析一、 物料自动化处理行业面临的挑战1、物料自动化处理缺乏统一的行业标准物料自动化处理产线及设备具有较强的行业和客户应用属性，多数属于非标准化制造装备。不同行业、客户对产品的外观尺寸、性能参数、交付标准等方面存在较大差异，造成设备、零部件等产品的通用性较差，无形中提高装备企业制造成本与终端客户的使用成本。因而，物料自动化处理行业尚需健全完善统一的产品标准、检测认证等体系，引导整体产业的健康有序发展。2、物料自动化处理优秀复合型人才紧缺物料自动化处理产线及设备的生产不仅涉及机械设计、电气设计、工艺加工、装配、调试，还涉及控制程序编写、数据建模分析、模块化设计制造，行

2、业发展需要具备物料自动化处理技术和智能制造技术复合背景的高端技术人才。但目前行业内跨学科、跨领域的复合型人才较为紧缺，一定程度上制约了行业的发展。二、 中国自动化行业的现状自动化，主要指对生产、经营过程中全部工序进行少人化的操作，按其发展阶段为半自动化时期，即人机系统，部分采用自动控制和自动装置，部分由人力控制，中国当前大部分制造企业仍停留在半自动化的阶段。在半自动化基础上，生产过程如上料、下料、装卸、质检等所有工序均不需要人工进行操作，机器可以连续地、重复地自动生产的状态则称为全自动化。工业自动化中主要由四类产品组成：中枢神经自动化控制系统，信息记录传输功能的自动化仪表，实现数据分析、控制、

3、优化、信息整合的工业软件，流转用于决策的企业综合管理信息系统。产业链上游企业主要为自动化硬件及系统软件的制造商，中游企业为系统集成及产品的分销商，工业自动化产品的下游需求主要来自OEM型市场和项目型市场。当前，中国工业自动化OEM型市场需求占总市场需求的51%，产业结构整体还处于中低端水平，要获得进一步发展面临较多痛点制约。近十年，中国自动化市场规模增长受全球经济影响呈现出明显的周期性。2011年、2014年、2017年都是市场增长非常迅速的年份。其中，2017年，国家智能制造2025政策出台、美国苹果公司进入投资大年、新能源锂电需求市场快速爆发等利好因素带动了全产业36%的增长。而随着201

4、9年中美贸易战爆发，全球经济贸易增速明显放缓，自动化需求市场当年下降43%。2020-2022年，疫情爆发之后，以口罩机为代表的疫情自动化市场拉开了号角；智能化、无人化、远程办公等产品概念相继推出；碳中和、碳达峰的大背景下，新能源行业迎来了又一轮高速增长；智慧医疗、半导体等先进领域制造业对设备的自动化提出了更高的要求。多元化的需求推动自动化市场规模呈现20%以上的年增长趋势。由此可见，自动化中下游行业对终端项目市场、国家产业政策极具灵敏性。2022年，随着疫情带来的相关产品自动化市场逐步消解，全球经济增速进一步放缓等因素，主要OEM及项目市场，如电子、机床、建筑、工程机械、纺织等行业均进入下行

5、通道，自动化市场的预期也因此出现明显回落。根据MIRDATABANK数据显示，2022年工业自动化市场预期增长仅为03%。在制造业高度繁荣的今天，自动化关乎国计民生的各个行业。上游产品制造商、自动化系统服务商、从事自动化工程或机器制造的系统集成商、行业设计院、自动化产品代理商等多种企业形式共同组建了中国自动化产业群。对于这个多元、复杂的领域而言，市场方向的变化和技术的更新迭代将直接影响着自动化企业的经营发展。由于应用行业极为广泛，尤其是中游及下游的工业自动化服务供应领域，行业内企业难以走向完全的标准化，加之离散型的竞争格局，致使中国自动化行业集中度始终较低。自动化产业链上游硬件及软件供应领域，

6、国外品牌依然占据主导地位。在传感器市场，美国、德国、日本企业的发展规模和水平处于全球领先，全球市场份额合计占到近七成。中国虽已孵化出不少传感器企业，但汽车传感器、高端化学类气体传感器、光线传感器、环境检测传感器及工业控制领域仪器仪表传感器的进口率仍超过90%；在伺服系统领域，我国仍处于追赶状态，外资品牌仍然占据国内伺服电机65%以上的份额，对精密度要求极高的设备仪器基本被德国、日本等海外龙头企业垄断;在人机界面HIM、制造执行管理系统（MES）等领域，中高端市场基本被欧美及日本企业占据，中国企业更多处在竞争充分的中低端市场。可以看到，在利润率较高的上游市场中，国外头部品牌掌握了绝对的技术核心及

7、大部分的中高端市场份额。近年来，培育了一批国内自主自动化关键部件企业，但鉴于入局较晚、基础较差，更多处于中、低端产品的研发和制造，在产品技术、性能及稳定性方面与国外一线品牌仍有差距。在产业链中、下游，主要依据应用项目的需求，研发、设计并集成制造自动化专机或流水线。核心智能单机设备如二极管蒸镀机、EUV光刻机等设备的研发制造，主动权和定价权仍掌握在国外巨头企业手中，他们几乎垄断了国内70%的高端设备专机市场。在中低端集成及OEM市场，企业竞争格局恰恰相反，大批中国企业在的浪潮中迅速腾飞。从企业工业自动化集成商上市公司的营收维度来看，规模雄踞世界第一的中国制造业市场尚未培育出有强大话语权和应用市场

8、的国际巨头，规模超30亿人民币的企业都屈指可数。目前仅有博众精工、北方华创、沈阳新松、大族激光、先导智能、赢合科技等少数几家领军企业，而绝大多数的工业自动化设备系统集成商（整体方案解决提供商）年营业额都仅在几千万到几亿人民币的规模。虽然当前自动化中下游市场，中国企业的份额正在逐渐扩大，但因充分竞争，集中度仍然较低。这些设备集成企业，一方面无法掌握核心控制等创新研发要求较高的通用技术，同时服务紧贴应用市场，对应用端的依附性较高，导致其利润不得不受到两端挤压。在激烈的竞争中，也有缓冲区。由于应用端对设备的需求不同，给予设备集成企业无形的行业壁垒，从几家规模较大的企业可以看出，他们各自稳定在自身所在

9、的细分市场，这在一定程度上减少了竞争的进一步激化。综上所述，中国自动化行业的黄金十年更多来源于引进成套设备消化吸收，然后进行二次开发和应用。凭借对中国市场及政策的把握，这些工业自动化企业将国外先进的制造理念应用于国内制造业的发展，使得中国制造在短短几十年内实现了技术追赶。同时，必须清醒地认识到，中国这种以低成本工业控制自动化为主流的企业分布，在产品稳定性、可靠性和技术突破引领方面与国外知名企业依然存在着较大的差距。其中，关键核心技术匮乏，低水平重复异常突出，令整体市场仍呈现低端自给自足，中端受制于应用市场，高端依赖进口的局面。三、 自动化设备市场容量市场容量的快速增长推动着中国在国际贸易中的地

10、位上升，自2010年起，中国连续11年成为世界最大的制造业国家。十三五期间，中国工业增加值由235万亿元增加到313万亿元，高技术制造业增加值平均增速达104%，成为拥有41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类，世界唯一一个较完备工业体系的国家。然而，中国距离真正的制造强国还有一定的差距。根据此前业界研究，制造强国需达到四个关键指标，即规模大、质量效益好、结构优和可持续。就现阶段而言，国内工业品质量仍需进一步提升，劳动生产率与发达国家相比仍然有较大的差距，同时，经济结构、产业结构的合理性亟待进一步加强，在可持续发展方面尚有较大的空间。随着外部环境不确定因素频发，在技术、材料、装备方面

11、的暴露出中国在产业链、供应链及自动化水平上的短板。四、 中国自动化行业的未来展望2022年8月，云南昆明举办了2021中国自动化大会。大会集中展示了一批中国自动化创新成果。六十年来，中国自动化行业已成长为一棵根基深厚、枝繁叶茂的参天大树，孕育产生了许多新兴学科，在空天科技、深地深海前沿领域、轨道交通、生物医疗、智慧农业、社会治理等方面发挥着不可替代的作用，取得重要突破。从半自动化的人机协同，到全自动的去人化生产线，机械替代人工是实现信息数据化、数据抓取、数据整合、数据计算、数据分析的重要基础。伴随云计算、大数据、人工智能、区块链这几大关键数字技术的快速发展成熟，数字化及智能化已强势进入大众的视

12、野。数据显示，全球第三产业的数字经济渗透率平均为394%，中国第三产业该数据为惊人的407%。然而，在第二产业的工业领域中，全球的数字经济渗透率为235%，而中国的该数据仅为21%，在全球处于中位水平。可以窥见，数字经济在第二产业的贡献率还有相当大的进步空间。2021年工信部会同有关部门起草了十四五智能制造发展规划（征求意见稿），并于同年4月14日面向社会公开征求意见。征求意见稿明确，到2025年，规模以上制造业企业基本普及数字化，重点行业骨干企业初步实现智能转型。到2035年，规模以上制造业企业全面普及数字化，骨干企业基本实现智能转型。数字化的根基为万物数码化，即将各类信息转化为数据的形式并

13、记录保存用以分析决策并最终赋能到全部生产经营流程中。通过数据+算法的加持，数据决策逐步代替传统的经验决策，即运用大数据分析手段，对数据资源进行挖掘和分析，从而形成决策建议与实施方案，为探索未知、求解问题提供新的思维方法。在这个过程中，工业自动化关键零部件及集成设备几乎无处不在。万物互联的工业场景下，底层逻辑依然是通过深度学习形成的规律性预判并自主指导工业产线的自主化运转。这场轰轰烈烈的生产变革，无论从政策环境、人才结构、全球贸易格局等外部因素，还是技术应用经验、创新研发赶超等产业内因，中国自动化行业都具有得天独厚的优势。2021年第十四个五年规划和2035年远景目标纲要，标志着数字化转型正式上

14、升为国家明确的政策方向。近年来，工信部、国资委等相继出台推动数字化转型的政策文件，31省市全面推动数字技术与实体经济深度融合。与此同时，在碳中和、碳达峰的时代背景下，新能源行业进入又一轮的快速发展通道，掀起锂电、光伏、风电等新能源行业的扩产潮，为数字化转型下的工业自动化提供成长必要的市场空间。五、 行业发展趋势（一）智能化智能化包括机器智能化和脑力劳动自动化两个方面。一方面，工业自动化仪表、设备和系统采用现代科学技术手段（人工智能、机器人、知识工程、神经元网络、智能体、全能体等）使机器或系统具有人的某些智能，另一方面，采用智能系统替代或扩展人的脑力劳动，实现脑力劳动自动化。新一代的工业自动化是

15、智能自动化。近年来，工业自动化仪表正从模拟仪表走向数字化仪表，继而借助微处理器，专用集成电路（ASIC）、软件、现场总线、人工神经元等技术走向智能化，基于现场总线的智能仪表不再是传统仪表那样的硬件实体，而是基于现场总线的硬件、软件的结合体。随之，工业自动化系统产业将逐步向智能产品转化，原来的仪表研究和制造部门将淘汰陈旧低档的产品，不断研制和更新智能化程度越来越高的整机、部件和模块，如推出多品种多规格的智能工控机、智能调节器、智能传感器和智能执行机构、智能低压电器等。智能控制技术与DCS、CIMS等的结合以及工业智能机器人等技术的推广应用将使工业自动化系统跃升到一个更高水平。（二）集成化集成化一

16、方面是指新一代的工业自动化系统技术，是集多种学科、多种技术，如光机电技术、信息技术、系统控制技术、人工智能等之大成，另一方面是指现代的工业自动化系统是企业生产控制、经营、管理的集成，把自动化孤岛式的单机系统、分散单元和功能软件集成为一个综合大系统，它不仅包括现场控制，而且还有营销决策、原料供应、生产计划、工艺监督等内容，这种集成已从单项局部集成向多项综合集成发展，从而可以提高企业的整体效益。现场总线智能仪表和开放式系统是综合自动化中最有效的装备。计算机集成综合自动化系统（CIMS、CIPS）是工业自动化的高级组织形式和发展方向。（三）数字化随着控制计算机通信和网络等技术的发展，信息交换沟通的领

17、域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制和管理的各个层次，从工段、车间、工厂、企业到世界各地的市场。90年代发展起来的现场总线广泛用于过程自动化和制造自动化等领域的现场设备互连通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础沟通了现场设备之间及其与更高控制管理层之间的联系。现场总线技术的推广应用，因特网技术、企业内联网外联网技术与工业自动化技术的紧密结合，使未来的工业自动化系统向开放型网络式综合控制与管理系统发展。六、 中国自动化的起步及发展自动化不是一个单一的专业，在漫长的科学发展历程中，自动化所包含的技术理论从最早的机械控制不断扩展延伸，形成当前以控制理论为根基，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、

18、计算机技术、网络与通信技术为主要工具的交叉学科。在应用范围上，从以提升生产效率为目的工业自动化，扩大到办公自动化、管理自动化、机器人等各行各业。在西方控制自动化发展迅猛的时期，中国正挣扎在民族生存的斗争中。新中国成立后，中国才真正进入到平稳的发展阶段。1961年，在钱学森、沈尚贤、钟士模、陆元九、郎世俊等老一辈科学家的共同倡议下，中国自动化学会正式成立，拉开了中国自动化事业起步、发展、腾飞的序幕。与美国、德国、日本等工业发达国家相比，我国自动化行业起步较晚，自动化设备研发、生产水平相对较低。开放以来，借助人口红利及政策助推，中国快速建立起相对完整的制造产业链，并一跃成为全球第二大经济体，这在很

19、大程度上促进了自动化装备产业的迅速发展。根据Miconex中国最大的测量仪器仪表及自动展览会统计，2000年，国内自动化及自动控制系统的市场容量仅为225亿美元，约187亿元人民币；2010年，十年间，该数据上升至700亿元人民币，复合增长率超过10%。2020年新冠疫情席卷全球，虽导致国际经济整体趋势下滑，但中国的自动化产品市场却不减反增。根据华经产业研究院的研究报告显示，2020年，我国工业自动化行业市场规模达到1895亿元，2021年为1976亿元，预计2022年将进一步超过2000亿元。七、 物料自动化处理产线主要应用领域物料自动化处理系统具有自动化、智能化、数字化、高精度等特征，是智

20、能工厂及智能制造的重要组成部分，受智能制造相关政策的鼓励和支持。从国际市场来看，基伊埃集团（GEA）、布勒集团（Bhler）、泽普林集团（Zeppelin）等跨国企业由于较早进入市场，具有深厚的技术底蕴、成熟的应用经验及长远的品牌影响力，在全球范围内拥有广泛的客户群体，形成了明显的先发优势，处于行业的领先地位。国内目前物料自动化处理行业较为分散，尚未出现广泛涵盖各个应用行业的大型龙头企业。多数企业聚焦于个别应用领域，凭借技术积累，提供物料自动化处理产线或部分关键单机设备。八、 工业自动化服务的竞争格局在制造业高度繁荣、工业自动化蓬勃发展的今天，市场的变化、技术的更替都无时无刻不在影响着工业自动

21、化向前发展的方向。工业自动化作为一个多元、复杂的领域，涵盖的范围广阔、市场延续继承性强、技术发展比较迅速，并呈现出了鲜明的多元化集成的特点，已经逐渐从以逻辑控制为主的制造业发展到需要复杂回路调节的连续过程工业，关乎国计民生的各个行业都已经应用到了基于PLC的控制方案、DCS控制系统，以及基于集成架构的混合控制系统等先进自动化技术。传统自动化行业中也不断的应用到了现代信息技术和通讯技术的最新研究成果，从而满足不断变化的客户需要。由于应用行业极为广泛，工业自动化市场还难以走向完全标准化的特殊阶段，因此行业也未出现单一或几个力量一统天下的局面。目前，工业自动化服务供应领域是一个由自动化系统服务商、各种从事自动化工程或机器制造的系统集成商、行业设计院以及自动化产品代理商共同组成的舞台，他们在整个的价值链体系中各自发挥其不可替代的作用。自动化服务商主要由以下三类企业组成：（1）行业上游产品制造商，以施耐德、ABB、西门子、三菱等为代表，这类企业不仅向市场提供自动化产品，也在深度介入为行业提供自动化系统解决方案；（2）行业下游客户，这类企业一般为大型企业集团下属的工程公司，由于在集团项目建设中积累了丰富的项目经验，因此在发展中也形成了对外甚至跨行业提供系统解决方案的能力；（3）行业中游服务商，这些企业一般了解完整的自动化产品线，同时在某些领域积累了形成自身技术特色的自动化系统解决方案能力。