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一、工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)概述

1►工業(yè)自動(dòng)化的定義、分類及作用

定義：工業(yè)自動(dòng)化，是指在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，綜合運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其他信息技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工和連續(xù)生產(chǎn)，提高機(jī)械生產(chǎn)效率和質(zhì)量，釋放生產(chǎn)力的作業(yè)手段。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)是高端裝備的重要組成部分，是發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的重要基礎(chǔ)。

圖表：工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程示意圖

資料來(lái)源：工業(yè)4.0研習(xí)社、星璨資本整理

分類：按照自動(dòng)化程度，可分為半自動(dòng)化和全自動(dòng)化。

1、半自動(dòng)化，即部分采用自動(dòng)控制和自動(dòng)裝置，而另一部分則由人工操作機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)。

2、全自動(dòng)化，指生產(chǎn)過(guò)程中全部工序，包括上料、下料、裝卸等，都不需要人直接進(jìn)行生產(chǎn)操作（人只是間接地看管和監(jiān)督機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)），而由機(jī)器連續(xù)地、重復(fù)地自動(dòng)生產(chǎn)出一個(gè)或一批產(chǎn)品。

作用：

1、大幅提高工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的安全性；

2、大幅提高設(shè)備的生產(chǎn)效率；

3、大幅提高產(chǎn)成品質(zhì)量，保持質(zhì)量穩(wěn)定性；

4、大幅減少工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的原材料、能源損耗。

2►工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展歷程

“互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”推動(dòng)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平邁向更高發(fā)展階段。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)逐步和國(guó)際接軌，大約每十年就經(jīng)歷一個(gè)發(fā)展時(shí)期。我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化按其發(fā)展歷程可分為：計(jì)劃工業(yè)期、外資引入期、國(guó)內(nèi)企業(yè)初創(chuàng)期、國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展期和國(guó)產(chǎn)替代加速期五個(gè)階段。

我國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)規(guī)模進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)加速發(fā)展，在經(jīng)歷供給側(cè)改革后進(jìn)入新發(fā)展階段，國(guó)內(nèi)企業(yè)技術(shù)水平不斷提升，國(guó)產(chǎn)替代持續(xù)進(jìn)行。

圖表：中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展歷程

資料來(lái)源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院、星璨資本整理

3►工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)鏈

上游：主要是各類電力電子元器件，包括IGBT等半導(dǎo)體元器件、電阻電容等電子元器件，還包括永磁材料、絕緣材料、結(jié)構(gòu)件等原材料。

中游：主要是工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，按功能可將其分為控制層、驅(qū)動(dòng)層、執(zhí)行層、以及傳感層。控制層實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)的分析、處理和分配，如PLC、DCS等；驅(qū)動(dòng)層將控制層的任務(wù)進(jìn)行解碼，變成能被電機(jī)、閥門等能夠識(shí)別的信號(hào)，如變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器等；執(zhí)行層則執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)，如各類電機(jī)、閥門等。

下游：主要為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，可將其分為OEM型行業(yè)和項(xiàng)目型行業(yè)，其中OEM型行業(yè)主要有風(fēng)電、機(jī)床、電梯、紡機(jī)、包裝、電子制造等；項(xiàng)目型行業(yè)主要有電力、石化、油氣、市政、建材、冶金等。

圖表：工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)鏈

資料來(lái)源：中國(guó)工控網(wǎng)、星璨資本整理

4►工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模

我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模接近3,000億元，未來(lái)有望不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)隨著人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化的智能化水平逐步提升，是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)重要?jiǎng)恿Α８鶕?jù)MIR睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)，2017-2023年市場(chǎng)規(guī)模從2,322億元增至2,910億元。

自2022年開(kāi)始，工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模由高速增長(zhǎng)走向穩(wěn)定增長(zhǎng)，增速放緩。隨著制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型，新技術(shù)日趨成熟，國(guó)家對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造等領(lǐng)域的支持加大，以及人口紅利消退、人工成本上升等因素影響，工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)將獲得更多發(fā)展機(jī)遇，預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將穩(wěn)步增長(zhǎng)，同時(shí)增長(zhǎng)結(jié)構(gòu)改善，高端產(chǎn)品占比將會(huì)逐步提升。

圖表：2017-2026E我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（億元）

資料來(lái)源：MIR睿工業(yè)、星璨資本整理

5►工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展前景

（一）國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策大力支持，工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)機(jī)遇十分廣闊

我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)被歸類為高端制造產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的重點(diǎn)支持和鼓勵(lì)對(duì)象。為促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新，我國(guó)近年來(lái)陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)政策，比如《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》等，這些政策明確了工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展方向和目標(biāo)，提供了清晰的政策導(dǎo)向，為企業(yè)提供了發(fā)展的機(jī)遇，鼓勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)投入，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，提高產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力。工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)在政策的引導(dǎo)下，將迎來(lái)更廣闊的市場(chǎng)機(jī)遇，為我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)做出積極貢獻(xiàn)。

圖表：工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)國(guó)家主要政策梳理

資料來(lái)源：工信部等政府網(wǎng)站、星璨資本整理

（二）人口紅利消退，催生機(jī)器代人需求，促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)長(zhǎng)期增長(zhǎng)

隨著人口紅利逐漸消退，我國(guó)制造業(yè)面臨招工難、招工貴的問(wèn)題。據(jù)民政部統(tǒng)計(jì)，截至2023年底，我國(guó)65周歲以上老年人口占比為14.9%，已進(jìn)入中度老齡社會(huì)。同時(shí)，我國(guó)勞動(dòng)力成本持續(xù)上升，城鎮(zhèn)居民平均工資不斷增長(zhǎng)。在人口老齡化趨勢(shì)下，制造業(yè)傾向于使用自動(dòng)化程度更高的生產(chǎn)設(shè)備替代勞動(dòng)力，以抵御人力成本上升的不利影響，工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備需求將不斷增長(zhǎng)。

圖表：我國(guó)人口結(jié)構(gòu)

資料來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、星璨資本整理

圖表：我國(guó)城鎮(zhèn)居民平均工資

資料來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、星璨資本整理

（三）制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，助推工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備滲透率提升

近年來(lái)我國(guó)正在通過(guò)產(chǎn)業(yè)升級(jí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，尤其在外部環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提高的情況下，實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)自主可控、保證供應(yīng)鏈穩(wěn)定成為我國(guó)制造業(yè)重要發(fā)展方向，隨著我國(guó)高端制造業(yè)快速增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化、智能化水平提升，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的需求也持續(xù)增加，工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展前景十分廣闊。

圖表：高技術(shù)產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)增加值增速對(duì)比

資料來(lái)源：Wind、星璨資本整理

（四）半導(dǎo)體、鋰電等下游行業(yè)高增，工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)成長(zhǎng)動(dòng)力強(qiáng)勁

工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)下游需求多元，市場(chǎng)分散。工業(yè)自動(dòng)化涉及制造業(yè)的方方面面，單一行業(yè)占比不高。以我國(guó)2023年Q1數(shù)據(jù)來(lái)看：

（1）OEM市場(chǎng)主要下游機(jī)床、半導(dǎo)體、電池、紡織分別占比19%、10%、8%、6%；

（2）項(xiàng)目型市場(chǎng)主要下游化工、市政及公共設(shè)施、石化、電力分別在占比25%、19%、10%、9%。

圖表：2023年Q1我國(guó)OEM市場(chǎng)下游占比

資料來(lái)源：MIR、星璨資本整理

圖表：2023年Q1我國(guó)項(xiàng)目型市場(chǎng)下游占比

資料來(lái)源：MIR、星璨資本整理

在工業(yè)自動(dòng)化的主要下游行業(yè)中，半導(dǎo)體、鋰電行業(yè)正在高速增長(zhǎng)，機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人行業(yè)也保持穩(wěn)步增長(zhǎng)，為工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)強(qiáng)勁成長(zhǎng)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。

（1）數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展。數(shù)控機(jī)床是工業(yè)自動(dòng)化重要下游市場(chǎng)，兩者緊密相連。2023年我國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約4,090億元，近五年年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)5.75%。未來(lái)隨著數(shù)控機(jī)床向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，以及對(duì)于精度和速度的要求提升，機(jī)床所需的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品也將不斷擴(kuò)展和升級(jí)，市場(chǎng)空間更加廣闊。

圖表：2019-2024E我國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（億元）

資料來(lái)源：中商情報(bào)網(wǎng)、星璨資本整理

（2）半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)高速增長(zhǎng)，帶動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)擴(kuò)張。半導(dǎo)體屬于微精密機(jī)械加工領(lǐng)域，需要自動(dòng)化控制系統(tǒng)確保生產(chǎn)質(zhì)量，對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品需求廣泛。據(jù)中投產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2023年前三季度，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為781.9億美元；2022年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為282.7億美元，2017-2022年復(fù)合增長(zhǎng)率為28%，2023年前三季度，中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為244.7億美元。預(yù)計(jì)未來(lái)半導(dǎo)體設(shè)備的快速增長(zhǎng)將助力工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大。

圖表：2017-2023年全球和中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模（億美元）

資料來(lái)源：SEMI、中投產(chǎn)業(yè)研究院、星璨資本整理

（3）工業(yè)機(jī)器人呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，工控自動(dòng)化設(shè)備需求隨之增長(zhǎng)。工業(yè)機(jī)器人和工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品不可分割，是智能制造的核心環(huán)節(jié)之一。近年來(lái)工業(yè)機(jī)器人銷量保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）數(shù)據(jù)，2022年全球工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到553,052臺(tái)，其中中國(guó)銷量為290,258臺(tái)，2017-2022年期間，全球工業(yè)機(jī)器人銷量復(fù)合年均增長(zhǎng)率約為7%，中國(guó)為13%，高于全球水平。隨著制造業(yè)發(fā)展和智能化轉(zhuǎn)型，以及勞動(dòng)力成本的不斷上升，未來(lái)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模有望保持增長(zhǎng)，將直接帶動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備需求提升。

圖表：2017-2022年全球和中國(guó)工業(yè)機(jī)器人年銷量情況（單位：千臺(tái)）

資料來(lái)源：國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）、星璨資本整理

（4）鋰電池設(shè)備高景氣發(fā)展，促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)增長(zhǎng)。工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用可幫助鋰電池設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化，提高生產(chǎn)效率以及制造過(guò)程的穩(wěn)定性。根據(jù)EVTank數(shù)據(jù)，全球鋰離子電池設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模在2023年達(dá)到1,868.7億元，同比增長(zhǎng)24.2%，其中中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1,370.5億元。預(yù)計(jì)未來(lái)隨著動(dòng)力電池裝機(jī)量提升，鋰電池設(shè)備需求量將持續(xù)攀升，有望拉動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模提升。

圖表：2016-2030年全球和中國(guó)鋰電設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（億元）

資料來(lái)源：EVTank、星璨資本整理

二、工業(yè)自動(dòng)化主要產(chǎn)品

1、工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品構(gòu)成

工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品品類繁多，按照其功能可分為控制層、驅(qū)動(dòng)層、執(zhí)行層，其中：

（1）工廠自動(dòng)化核心產(chǎn)品包括控制層的PLC/PC-Based、驅(qū)動(dòng)層的變頻器、執(zhí)行層的伺服系統(tǒng)、CNC等。

（2）流程自動(dòng)化核心產(chǎn)品包括控制層的DCS（分布式控制系統(tǒng)）、驅(qū)動(dòng)層的變頻器、以及各類傳感器、儀表、接觸器、閥類等。

圖表：工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)主要組成

資料來(lái)源：中信證券、工控網(wǎng)、星璨資本整理

2、工業(yè)自動(dòng)化主要產(chǎn)品介紹

PLC

定義：可編程邏輯控制器（PLC）是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。

結(jié)構(gòu)：PLC主要由CPU，存儲(chǔ)器，輸入/輸出接口和電源等組成。

（1）CPU：是PLC的控制中心，主要任務(wù)是在系統(tǒng)程序的控制下，完成邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算，協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作等。

（2）存儲(chǔ)器：是PLC用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量及運(yùn)算數(shù)據(jù)的單元。

（3）輸入/輸出接口：又稱I/O接口或I/O模塊，是PLC與外圍設(shè)備之間的連接部件。PLC的I/O接口能接受的輸入和輸出信號(hào)個(gè)數(shù)稱為PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，I/O點(diǎn)數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)之一。

圖表：PLC結(jié)構(gòu)示意圖

資料來(lái)源：《PLC技術(shù)及發(fā)展》、星璨資本整理

分類：PLC可根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分為三大類。輸入/輸出點(diǎn)數(shù)與程序存儲(chǔ)器容量需求成正比，即IO點(diǎn)數(shù)越多，控制關(guān)系越復(fù)雜，對(duì)程序存儲(chǔ)器的容量要求也就越大。

小型PLC和中大型PLC相比，體積小、價(jià)格低，但功能較為單一，且IO接口點(diǎn)數(shù)少于256個(gè)，適用于較為簡(jiǎn)單的生產(chǎn)系統(tǒng)；中大型PLC在較為復(fù)雜的邏輯控制生產(chǎn)系統(tǒng)、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制和大型生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中更為適用。

圖表：PLC按I/O接口點(diǎn)數(shù)分類

資料來(lái)源：工控網(wǎng)、星璨資本整理

應(yīng)用領(lǐng)域：小型PLC市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻較低，下游客戶對(duì)產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)敏感，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，一般用于OEM型市場(chǎng)，行業(yè)種類較為分散，2022年紡織、電池、包裝、電子制造的占比都在5%以上；受到技術(shù)限制，中大型PLC市場(chǎng)有著更高的準(zhǔn)入門檻，一般應(yīng)用于項(xiàng)目型市場(chǎng)，行業(yè)種類相對(duì)集中，2022年電池、冶金、石化、物流、市政工程和汽車的占比也都高于5%。小型PLC與中大型PLC市場(chǎng)占比相近，各占50%左右。

圖表：2022年中國(guó)小型PLC下游應(yīng)用占比

資料來(lái)源：睿工業(yè)、星璨資本整理

圖表：2022年中國(guó)中大型PLC下游應(yīng)用占比

資料來(lái)源：睿工業(yè)、星璨資本整理

市場(chǎng)規(guī)模：PLC作為工業(yè)控制的核心模塊，有著廣闊的市場(chǎng)空間。全球來(lái)看，根據(jù)Mordor Intelligence數(shù)據(jù)，2022年全球PLC市場(chǎng)規(guī)模約90.8億美元，并有望在2026年達(dá)到106.4億美元。根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到169.9億元，并有望在2025年達(dá)到180.1億元。

圖表：全球PLC市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（2021-2028E）

資料來(lái)源：Mordor Intelligence、星璨資本整理

圖表：中國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（2018-2025E）

資料來(lái)源：睿工業(yè)、星璨資本整理

競(jìng)爭(zhēng)格局：目前傳統(tǒng)跨國(guó)巨頭如西門子、三菱、歐姆龍仍主導(dǎo)PLC市場(chǎng)。根據(jù)產(chǎn)品類型的不同，小型PLC和中大型PLC的市場(chǎng)格局呈現(xiàn)一定分化，小型PLC國(guó)產(chǎn)已導(dǎo)入，中大型PLC有待突破。

小型PLC市場(chǎng)份額中國(guó)產(chǎn)比例不斷提高。以匯川技術(shù)和信捷電氣為代表的國(guó)產(chǎn)小型PLC市占率逐漸提升，2022年兩家份額達(dá)到18.3%，總國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)20%。目前國(guó)內(nèi)小型PLC在自動(dòng)化生態(tài)通用的情況下主要憑借優(yōu)良的性能和較高的性價(jià)比，通過(guò)行業(yè)專用類產(chǎn)品及方案去替代一部分海外企業(yè)通用類產(chǎn)品，與海外產(chǎn)品或部件等具備兼容性。

中大型PLC更偏向于關(guān)鍵制造領(lǐng)域或重工業(yè)，其對(duì)于可靠性的要求遠(yuǎn)高于小型PLC，一旦切換PLC廠家，基于原廠商的生態(tài)所構(gòu)建的生產(chǎn)流程有可能面臨重構(gòu)，試錯(cuò)成本過(guò)高，需要過(guò)往大型成功案例才能打動(dòng)客戶。所以目前市場(chǎng)份額仍被跨國(guó)巨頭所把握，目前CR6超過(guò)92%，且全部為海外公司。

圖表：2022年中國(guó)小型PLC市場(chǎng)份額

資料來(lái)源：睿工業(yè)、星璨資本整理

圖表：2022年中國(guó)中大型PLC市場(chǎng)份額

資料來(lái)源：睿工業(yè)、星璨資本整理

PLC對(duì)可靠性和軟件生態(tài)要求較高：

PLC作為產(chǎn)線的控制器件，一旦宕機(jī)就會(huì)造成產(chǎn)線停工，且發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、定位問(wèn)題、修復(fù)問(wèn)題都比執(zhí)行器件更加困難，停工周期長(zhǎng)就會(huì)帶來(lái)較大的損失。尤其是在使用大型PLC的項(xiàng)目上，其下游應(yīng)用多為流程工業(yè)或重工業(yè)，對(duì)生產(chǎn)安全要求高，所以客戶會(huì)考量PLC廠商過(guò)往的成功案例，尤其是在大型項(xiàng)目中的驗(yàn)證。高可靠性要求也使得行業(yè)的壁壘很高，格局相對(duì)穩(wěn)定且集中。

同時(shí)，PLC的性質(zhì)更接近通用產(chǎn)品而非方案，且客戶需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)的電氣工程師一般只會(huì)專精一種軟件，也會(huì)更傾向于選擇自己熟悉的開(kāi)發(fā)軟件。而現(xiàn)存的設(shè)備所使用的軟件同樣為原廠商提供，也需要懂得該體系的工程師維護(hù)，軟件生態(tài)貫穿PLC的全生命周期，這也是西門子在國(guó)內(nèi)自動(dòng)化控制系統(tǒng)占據(jù)較大市場(chǎng)份額的主要原因。大型PLC切換軟件生態(tài)進(jìn)行PLC遷移帶來(lái)的產(chǎn)線停工或潛在試錯(cuò)成本極高，因此生態(tài)建設(shè)是PLC市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)要素，不同行業(yè)生產(chǎn)流程不同，PLC廠商要持續(xù)深耕行業(yè)，加深理解，針對(duì)小中型PLC市場(chǎng)的編程/組態(tài)軟件和針對(duì)中大型PLC市場(chǎng)的組態(tài)軟件/工藝庫(kù)是PLC廠商的重要護(hù)城河。

DCS

定義：DCS（Distributed Control System）又稱“分散/集散控制系統(tǒng)”或“分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”，由輸入輸出模塊、通信模塊、控制器和人機(jī)界面組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、控制和監(jiān)視功能。

結(jié)構(gòu)：DCS控制系統(tǒng)由輸入輸出模塊、通信模塊、控制器和人機(jī)界面組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、控制和監(jiān)視功能。DCS設(shè)計(jì)的理念是分散控制，集中管理，分級(jí)管理，配置靈活，組態(tài)方便，對(duì)應(yīng)執(zhí)行層器件包括各類傳感器、閥類、儀表等。DCS主要應(yīng)用于化工、石化、電力、核電、制藥、冶金、建材等流程工業(yè)領(lǐng)域。

圖表：中控技術(shù)JX-300XP集散控制系統(tǒng)示意圖

資料來(lái)源：中控技術(shù)官網(wǎng)、星璨資本整理

圖表：DCS系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)

資料來(lái)源：電子發(fā)燒友、星璨資本整理

PLC和DCS有著本質(zhì)上的差異：

（1）PLC是一種“控制設(shè)備”，用于工廠自動(dòng)化；而DCS是一種“控制系統(tǒng)”，用于過(guò)程自動(dòng)化；在工業(yè)生產(chǎn)控制中，PLC是重要的底層控制部件，DCS在PLC的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制和監(jiān)視。

（2）PLC的重點(diǎn)是邏輯控制，可以控制的點(diǎn)數(shù)從幾個(gè)到上萬(wàn)個(gè)，最突出的應(yīng)用為工廠自動(dòng)化(生產(chǎn)線)。與PLC側(cè)重于局部邏輯控制相比，DCS更注重模擬量的控制，因此DCS系統(tǒng)擁有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸和管理能力，廣泛應(yīng)用于大型項(xiàng)目。

圖表：PLC和DCS的區(qū)別對(duì)比

資料來(lái)源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院、星璨資本整理

應(yīng)用領(lǐng)域：DCS下游領(lǐng)域集中度較高，化工領(lǐng)域應(yīng)用占比最大。DCS產(chǎn)品主要應(yīng)用于流程工業(yè)的三大核心下游即化工、石化、電力，三大領(lǐng)域合計(jì)占比超過(guò)80%，根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)，2022年化工領(lǐng)域占比為43%，是DCS最大的應(yīng)用領(lǐng)域，石化和電力也都接近20%。

圖表：2022年中國(guó)DCS下游應(yīng)用占比

資料來(lái)源：睿工業(yè)、星璨資本整理

市場(chǎng)規(guī)模：2022年全球市場(chǎng)規(guī)模超172億美元，中國(guó)DCS市場(chǎng)規(guī)模超86億元。DCS作為大型過(guò)程工業(yè)的基礎(chǔ)，是車間到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工控系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分。根據(jù)Gminsights數(shù)據(jù)，2022年全球DCS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約172億美元，并有望在2032年達(dá)到303億美元，年復(fù)合增速為5.8%；根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)DCS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到86.6億元，并有望在2025年達(dá)到118.4億元。

圖表：全球DCS市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（2021-2032E）

資料來(lái)源：Gminsights、星璨資本整理

圖表：中國(guó)DCS市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（2018-2025E）

資料來(lái)源：睿工業(yè)、星璨資本整理

競(jìng)爭(zhēng)格局：DCS具有高壁壘以及高門檻，行業(yè)格局正呈現(xiàn)逐漸集中的趨勢(shì)，根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)，2011年國(guó)內(nèi)DCS市場(chǎng)的CR5為59.9%，2022年達(dá)到73.8%，而我國(guó)DCS行業(yè)龍頭中控技術(shù)的市場(chǎng)份額也從2011年13.0%增長(zhǎng)到了2022年的30.2%。浙江中控、和利時(shí)以及國(guó)能智深三家國(guó)內(nèi)公司份額相加為48%，已接近一半。DCS相比PLC會(huì)更接近行業(yè)專用方案，行業(yè)下游集中，行業(yè)間壁壘也更強(qiáng)，具備咨詢與實(shí)施并舉的屬性，行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和過(guò)往案例在其客戶決策中占主導(dǎo)，這使行業(yè)呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)格局。

圖表：2022年中國(guó)DCS市場(chǎng)份額

資料來(lái)源：睿工業(yè)、星璨資本整理

DCS對(duì)可靠性要求更高，更看重行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和過(guò)往案例：

DCS 系統(tǒng)本身定位為系統(tǒng)級(jí)軟件，最核心的是軟件系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)通訊總線，所以頭部企業(yè)在產(chǎn)品的性能上很難構(gòu)成明顯的差距，行業(yè)的技術(shù)也多圍繞可靠性體現(xiàn)，如惡劣工控高精度信號(hào)采集、I/O信號(hào)處理與防護(hù)技術(shù)、基于硬件的熱冗余技術(shù)等。而且，由于流程行業(yè)的三大核心下游即化工、石化、電力皆為高溫、高壓生產(chǎn)環(huán)境，對(duì)于可靠性的要求比PLC更高，根據(jù)工信部《控制系統(tǒng)“一條龍”應(yīng)用計(jì)劃申報(bào)指南》,石油石化DCS平均無(wú)故障時(shí)間要求大于20萬(wàn)小時(shí)。

同時(shí)，由于DCS的方案更多是根據(jù)流程行業(yè)客戶的需求以咨詢+實(shí)施的方式交付，參與者需深耕于垂直行業(yè)，如中控技術(shù)之于化工、石化，和利時(shí)之于電力等，因此行業(yè)玩家要么有著非常長(zhǎng)時(shí)間的案例積累，要么是從下游客戶內(nèi)部孵化起來(lái)。

變頻器

定義：變頻器是融合變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)對(duì)電機(jī)工作電源頻率進(jìn)行改變，從而控制交流電機(jī)的電力控制設(shè)備。

結(jié)構(gòu)：變頻器由整流單元、高容量電容（電動(dòng)機(jī)）、逆變器和控制器四個(gè)部分組成。

工作原理：變頻器通過(guò)內(nèi)部的IGBT的開(kāi)斷調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，給電機(jī)提供其所需的電源電壓，從而達(dá)到節(jié)能和調(diào)速的目的。

主要功能：

（1）變頻提速：調(diào)整電機(jī)功率、實(shí)現(xiàn)電機(jī)變速運(yùn)行；

（2）軟啟動(dòng)：降低啟動(dòng)沖擊電流，平滑加速；

（3）節(jié)能效果：在風(fēng)機(jī)、水泵、油泵中，當(dāng)所需風(fēng)量、流量減少時(shí)，利用變頻器調(diào)節(jié)可大幅度節(jié)約電能；

（4）減少設(shè)備異常故障：降低電壓波動(dòng)，減少同一供電網(wǎng)絡(luò)中電壓敏感設(shè)備跳閘故障。

圖表：交-直-交變頻器的工作原理

資料來(lái)源：電子發(fā)燒友、星璨資本整理

圖表：變頻器結(jié)構(gòu)示意圖

資料來(lái)源：《變頻器與電動(dòng)機(jī)控制電路解讀》、星璨資本整理

分類：根據(jù)工作電壓，可分為中低壓與高壓變頻器。按照輸入電壓等級(jí)進(jìn)行分類，低于3KV的歸為中低壓變頻器(低于690V的為低壓變頻器)，高于3KV的歸為高壓變頻器；兩者的適用對(duì)象不同，但調(diào)速原理相同。中低壓變頻器對(duì)于電力電子器件和變壓器的容量要求相對(duì)較低，具有成熟的一致性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而高壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較多，較為復(fù)雜。

圖表：變頻器分類比較

資料來(lái)源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院、星璨資本整理

應(yīng)用領(lǐng)域：高壓變頻器下游行業(yè)較為集中，中低壓變頻器下游行業(yè)較為分散。從下游應(yīng)用來(lái)看，高壓變頻器應(yīng)用領(lǐng)域集中在高耗能領(lǐng)域，主要用于冶金、電力、石化、采礦等高能耗行業(yè)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類高壓電動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、提升機(jī)、皮帶機(jī)等負(fù)載的軟起動(dòng)、智能控制和調(diào)速節(jié)能，2021年CR5總占比為76%。中低壓變頻器適用場(chǎng)景較為廣闊，下游較為分散，一般應(yīng)用在起重機(jī)械、電梯、紡織機(jī)械等領(lǐng)域，2021年CR5總占比為43%。

圖表：2021年中國(guó)高壓變頻器下游應(yīng)用領(lǐng)域占比

資料來(lái)源：華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)、星璨資本整理

圖表：2021年中國(guó)中低壓變頻器下游應(yīng)用領(lǐng)域占比

資料來(lái)源：華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)、星璨資本整理

市場(chǎng)規(guī)模：變頻器市場(chǎng)規(guī)模不斷增大，中低壓變頻器占據(jù)主位。我國(guó)變頻器市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，智研瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)2022年變頻器行業(yè)總市場(chǎng)規(guī)模為673.2億元，隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)行業(yè)總規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，2029年將達(dá)到1,237.5億元。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，我國(guó)中低壓變頻器的市場(chǎng)規(guī)模占總市場(chǎng)規(guī)模約75%左右。隨著我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，預(yù)計(jì)未來(lái)高壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模比重將會(huì)有所上升。

圖表：中國(guó)變頻器市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（2018-2029E）

資料來(lái)源：智研瞻產(chǎn)業(yè)研究院、星璨資本整理

圖表：中低壓變頻器與高壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模占比

資料來(lái)源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院、星璨資本整理

競(jìng)爭(zhēng)格局：我國(guó)變頻器市場(chǎng)早期由外資主導(dǎo)，國(guó)產(chǎn)廠商持續(xù)突破。匯川技術(shù)2023年最新年度報(bào)告中披露，根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023年匯川技術(shù)的低壓變頻器在中國(guó)市場(chǎng)的份額約17.0%，位居第二名、內(nèi)資品牌第一名，中高壓變頻器在中國(guó)市場(chǎng)份額約15.9%，位居第一名，但其他市場(chǎng)份額占比較高的企業(yè)均為外資企業(yè)。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院的報(bào)告，除匯川技術(shù)外，英威騰、臺(tái)達(dá)等國(guó)產(chǎn)廠商在中低壓變頻器中市場(chǎng)份額也超過(guò)了5%，但目前在高壓變頻器市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)廠商競(jìng)爭(zhēng)力不足，市場(chǎng)份額占比較低。

圖表：2023年中國(guó)低壓變頻器市場(chǎng)份額

資料來(lái)源：匯川技術(shù)年報(bào)、星璨資本整理

圖表：2023年中國(guó)中高壓變頻器市場(chǎng)份額

資料來(lái)源：匯川技術(shù)年報(bào)、星璨資本整理

伺服系統(tǒng)

定義：伺服系統(tǒng)是一種按照指令控制物體的速度、位置和轉(zhuǎn)矩，并跟蹤反饋指令的執(zhí)行情況的自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行系統(tǒng)，主要應(yīng)用于對(duì)定位精度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度要求較高的工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域。

結(jié)構(gòu)：伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)與編碼器組成，編碼器通常嵌入于伺服電機(jī)。伺服系統(tǒng)的成本構(gòu)成中，驅(qū)動(dòng)器占比42%；電機(jī)占比約35%；編碼器由碼盤(pán)、光源和接收器組成，成本占比約為11%。

圖表：伺服系統(tǒng)成本構(gòu)成

資料來(lái)源：埃斯頓招股書(shū)、星璨資本整理

工作原理：伺服驅(qū)動(dòng)器給伺服電機(jī)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)伺服電機(jī)中的編碼器將運(yùn)動(dòng)參數(shù)反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器再對(duì)信號(hào)進(jìn)行匯總、分析和修正。整個(gè)工作過(guò)程通過(guò)閉環(huán)方式精確控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置、速度和轉(zhuǎn)矩等輸出變量。

圖表：伺服系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

資料來(lái)源：禾川科技招股書(shū)、星璨資本整理

分類：伺服系統(tǒng)可分為通用伺服和專用伺服，且在產(chǎn)品特性上有較大差異。專用伺服提供偏向于專業(yè)化的特殊定制服務(wù)，高海拔運(yùn)行、防塵防水、運(yùn)行環(huán)境、防爆要求、高溫啟動(dòng)要求、額定轉(zhuǎn)速和法蘭止口等都可以按需定制；在產(chǎn)品技術(shù)方面，專用伺服產(chǎn)品可以在不同應(yīng)用領(lǐng)域保持高水平運(yùn)作，其額定功率也達(dá)7.5kW，特殊行業(yè)更適合使用專用伺服；通用伺服的運(yùn)行環(huán)境僅限于工業(yè)環(huán)境但應(yīng)用領(lǐng)域較為廣闊，通用伺服產(chǎn)品主要應(yīng)用于傳統(tǒng)行業(yè)，因此對(duì)近海/海上防腐要求、水下運(yùn)行和防爆皆無(wú)要求。從市場(chǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，我國(guó)伺服市場(chǎng)中，通用伺服市場(chǎng)規(guī)模占比約為80%，專用伺服市場(chǎng)規(guī)模約為20%，近年來(lái)基本保持穩(wěn)定。專用伺服系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化率已經(jīng)接近90%，因此重點(diǎn)關(guān)注通用伺服系統(tǒng)。

圖表：通用伺服系統(tǒng)與專用伺服系統(tǒng)比較

資料來(lái)源：菲仕技術(shù)、國(guó)泰君安證券、星璨資本整理

應(yīng)用領(lǐng)域：伺服系統(tǒng)下游應(yīng)用行業(yè)眾多，高端制造賽道占比不斷提升。當(dāng)前用到伺服系統(tǒng)的行業(yè)多達(dá)17個(gè)左右，2022年應(yīng)用占比排名前五的行業(yè)分別為電子制造設(shè)備（15.81%）、電池制造設(shè)備（13.56%）、工業(yè)機(jī)器人（10.44%）、光伏設(shè)備（7.57%）、包裝機(jī)械（6.57%），除包裝機(jī)械外均為戰(zhàn)略性新興相關(guān)行業(yè)。對(duì)伺服系統(tǒng)全部下游行業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，若將電子制造設(shè)備、電池制造設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、光伏設(shè)備、半導(dǎo)體、激光行業(yè)定義為高端制造賽道，則賽道的應(yīng)用占比已經(jīng)達(dá)到65%，且近年來(lái)仍在不斷提升，而傳統(tǒng)賽道的應(yīng)用占比則不斷縮小。

圖表：2022年中國(guó)伺服系統(tǒng)下游應(yīng)用行業(yè)分布

資料來(lái)源：建行投行公眾號(hào)，星璨資本整理

圖表：伺服系統(tǒng)在高端制造領(lǐng)域應(yīng)用占比達(dá)65%

資料來(lái)源：建行投行公眾號(hào)、星璨資本整理

市場(chǎng)規(guī)模：伺服系統(tǒng)行業(yè)前景廣闊，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。受益于國(guó)家大力發(fā)展高端裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策，隨著人口紅利的逐步消失、工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提升，智能制造的領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，我國(guó)伺服系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展前景廣闊。根據(jù)工控網(wǎng)發(fā)布的《2023年中國(guó)通用運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)研究報(bào)告》，2022年我國(guó)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模為206億元；未來(lái)3年伺服系統(tǒng)市場(chǎng)需求將保持6-9%左右增長(zhǎng)，2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到260億元。

圖表：中國(guó)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（2022-2025E）

資料來(lái)源：工控網(wǎng)、星璨資本整理

競(jìng)爭(zhēng)格局：通用伺服系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)廠商市場(chǎng)份額持續(xù)提升，新興伺服廠商不斷涌現(xiàn)。匯川技術(shù)2023年最新年度報(bào)告中披露，根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023年匯川技術(shù)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)份額已達(dá)到28.2%，遠(yuǎn)超西門子、松下、安川等老牌外資龍頭。同時(shí)，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)了一批新興國(guó)產(chǎn)伺服品牌，如禾川科技、無(wú)錫信捷、雷賽智能等，據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)2022年市場(chǎng)份額已分別達(dá)到3.4%、2.4%、1.3%。但目前除匯川技術(shù)外，其他國(guó)產(chǎn)品牌仍與外資龍頭企業(yè)市場(chǎng)份額有較大差距，具備廣泛的替代空間。

圖表：2023年中國(guó)通用伺服系統(tǒng)市場(chǎng)份額

資料來(lái)源：匯川技術(shù)、睿工業(yè)、星璨資本整理

伺服系統(tǒng)與變頻器的對(duì)比：

伺服系統(tǒng)與變頻器技術(shù)同源，作用相似，主要因應(yīng)用場(chǎng)景不同，兩者不能完全互相替代。

相同點(diǎn)：伺服系統(tǒng)中的伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器都要實(shí)現(xiàn)變頻功能，即將工頻電源整流為頻率可調(diào)的交流電從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；

不同點(diǎn)：（1）伺服驅(qū)動(dòng)器比一般變頻器有更精確的控制技術(shù)和算法運(yùn)算，可以進(jìn)行精確的位置控制，而變頻器則無(wú)位置環(huán)；（2）伺服系統(tǒng)多采用永磁同步交流電機(jī)，而變頻器主要控制交流異步電機(jī)，受工藝限制10KW以上的永磁同步交流電機(jī)價(jià)格昂貴，因此大功率場(chǎng)景下多采用性價(jià)比更高的變頻器，伺服系統(tǒng)則一般用于小功率場(chǎng)景。

綜上，能用變頻器控制的場(chǎng)合幾乎都能用伺服取代，關(guān)鍵在于價(jià)格（伺服系統(tǒng)遠(yuǎn)高于變頻器）及功率。

圖表：伺服系統(tǒng)與變頻器的對(duì)比

資料來(lái)源：信維工業(yè)、中信建投、星璨資本整理

3、工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展

技術(shù)創(chuàng)新+政策驅(qū)動(dòng)+市場(chǎng)需求，工業(yè)自動(dòng)化國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程不斷加速。長(zhǎng)期以來(lái)，外資品牌在國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域一直占據(jù)主導(dǎo)地位，西門子、松下、安川電機(jī)、三菱電機(jī)等國(guó)際知名企業(yè)憑借強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和穩(wěn)定的產(chǎn)品品質(zhì)，掌握了國(guó)內(nèi)大部分 PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)等產(chǎn)品的市場(chǎng)份額。隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的積累和創(chuàng)新以及國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的支持，國(guó)產(chǎn)工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品在產(chǎn)品適應(yīng)性、技術(shù)服務(wù)、性價(jià)比等方面逐步顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)多年的努力，部分國(guó)內(nèi)具有自主研發(fā)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)形成了具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的自主品牌，并憑借快速響應(yīng)、成本、服務(wù)等本土化優(yōu)勢(shì)不斷縮小與國(guó)際著名品牌在產(chǎn)品性能、技術(shù)水平等方面的差距，國(guó)內(nèi)企業(yè)的整體市場(chǎng)份額不斷穩(wěn)步增長(zhǎng)。總體來(lái)看，國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口的趨勢(shì)將日漸明顯、替代速度將不斷加快。

圖表：主要工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率不斷提升

資料來(lái)源：禾川科技、睿工業(yè)、星璨資本整理

三、工業(yè)自動(dòng)化未來(lái)趨勢(shì)展望

01

智能制造的崛起

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的飛速發(fā)展，智能制造將成為工業(yè)自動(dòng)化的重要推動(dòng)力。通過(guò)將傳感器、自動(dòng)化機(jī)器人和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)更高效、更靈活的生產(chǎn)流程。工廠將變得更加智能化，自動(dòng)化程度將大大提高，為企業(yè)帶來(lái)更高的生產(chǎn)效率和降低的成本。

近年來(lái)，全球已有眾多優(yōu)秀制造企業(yè)開(kāi)展了智能自動(dòng)化工廠建設(shè)實(shí)踐。例如，西門子安貝格電子工廠實(shí)現(xiàn)了多品種工控機(jī)的混線生產(chǎn)；FANUC公司實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人和伺服電機(jī)生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化和智能化，并利用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在車間內(nèi)的各個(gè)智能制造單元之間傳遞物料，實(shí)現(xiàn)了最高720小時(shí)無(wú)人值守；施耐德電氣實(shí)現(xiàn)了電氣開(kāi)關(guān)制造和包裝過(guò)程的全自動(dòng)化等等。在工業(yè)4.0浪潮下，智能制造是工業(yè)自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展的主要方向。

圖表：新型智能自動(dòng)化工廠示意圖

資料來(lái)源：廣納科技、星璨資本整理

02

柔性化生產(chǎn)的需求增加

柔性制造是指一種應(yīng)對(duì)大規(guī)模定制需求而產(chǎn)生的新型生產(chǎn)模式。它能夠快速適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的更新以及制造過(guò)程中的變動(dòng)。柔性化生產(chǎn)建立在柔性制造的基礎(chǔ)上，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，按需生產(chǎn)，能夠增強(qiáng)企業(yè)的靈活性和應(yīng)變能力，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期。

在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品個(gè)性化和定制化的需求不斷增加。為了滿足市場(chǎng)的需求，工業(yè)自動(dòng)化將越來(lái)越注重柔性化生產(chǎn)。通過(guò)柔性化的自動(dòng)化生產(chǎn)線和機(jī)器人，企業(yè)能夠快速切換生產(chǎn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)短周期、小批量的生產(chǎn)。柔性化生產(chǎn)的引入將使企業(yè)更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并提高客戶滿意度。

隨著工業(yè)4.0的興起，柔性化生產(chǎn)正成為工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。

圖表：柔性產(chǎn)線快速換產(chǎn)流程示意圖

資料來(lái)源：《數(shù)字化智能柔性生產(chǎn)線的新建設(shè)模式》、星璨資本整理

03

人機(jī)協(xié)作的發(fā)展

人機(jī)協(xié)作是指人類與機(jī)器人之間進(jìn)行緊密合作，共同完成特定任務(wù)的過(guò)程。在這種模式下，機(jī)器人可以通過(guò)感知、學(xué)習(xí)和執(zhí)行具體任務(wù)來(lái)增強(qiáng)人類的生產(chǎn)力和工作效率。

人機(jī)協(xié)作可以促進(jìn)人機(jī)之間的相互補(bǔ)充和互動(dòng)，從而發(fā)揮出最佳的工作效果。機(jī)器人可以執(zhí)行重復(fù)、精確和危險(xiǎn)的任務(wù)，從而減輕人類的工作負(fù)擔(dān)。同時(shí)，人類可以通過(guò)指導(dǎo)、監(jiān)督和判斷機(jī)器人的行動(dòng)，保證任務(wù)的安全和準(zhǔn)確性。

協(xié)作機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作模式的重要載體。協(xié)作機(jī)器人屬于工業(yè)機(jī)器人的分支，區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人追求“剛度”的特點(diǎn)，協(xié)作機(jī)器人更多地追求輕量化、柔性及安全協(xié)作性，在應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)景中時(shí)，打破了傳統(tǒng)工業(yè)場(chǎng)景的局限，在機(jī)器人產(chǎn)品與工人之間無(wú)需設(shè)置隔離欄進(jìn)行分離，雙方能夠在共同空間中進(jìn)行近距離交互，實(shí)現(xiàn)人機(jī)共融協(xié)同作業(yè)，充分發(fā)揮機(jī)器人的效率及人類的智能。

圖表：協(xié)作機(jī)器人工作場(chǎng)景

資料來(lái)源：傳感器技術(shù)微信公眾號(hào)、星璨資本整理

協(xié)作機(jī)器人具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：（1）通過(guò)多傳感器融合，提高機(jī)器人智能水平，使編程更加簡(jiǎn)單，提高環(huán)境適應(yīng)性；（2）結(jié)構(gòu)靈巧、低功耗、低噪聲，無(wú)需安全圍欄實(shí)現(xiàn)人機(jī)并肩工作；（3）小型、輕巧、可移動(dòng)、安裝方便、即插即用，為用戶降低成本和時(shí)間；（4）使用范圍廣，不僅可以用在工業(yè)制造領(lǐng)域，也可以用在家庭服務(wù)、休閑娛樂(lè)場(chǎng)合。

隨著人工智能與機(jī)器人等技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化的重要組成部分。與傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化相比，未來(lái)的工業(yè)自動(dòng)化將更注重人機(jī)協(xié)作，更加人性化，協(xié)作機(jī)器人將會(huì)成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的重要應(yīng)用。