工业自动控制系统装置制造行业分析报告.docx
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工业自动控制系统装置制造行业分析报告
2017年工业自动控制系统装置制造行业分析报告
2017年6月
目录
一、行业管理4
1、行业主管部门及管理体制4
2、行业主要法律法规及政策5
二、行业状况与发展趋势9
1、业自动化行业概述9
2、我国工业自动化的发展历程9
3、我国工业自动化控制的现状10
4、我国工业自动化控制的未来发展趋势12
（1）可编程逻辑控制器（PLC）向一体化、网络化发展12
（2）新型现场总线控制系统的发展13
（3）智能化控制的发展13
三、行业上下游的关系14
1、与上游行业的关系14
2、与下游行业的关系15
四、影响行业发展的因素15
1、有利因素15
（1）技术创新与进步推动行业发展15
（2）中国制造业企业产业升级的需求16
（3）国家产业政策的扶持与重视16
（4）劳动力成本的上升促使下游企业加速实现工业自动化18
2、不利因素18
（1）高端技术人才短缺18
（2）经济增速放缓，影响下游企业对自动化的投资19
（3）高端市场仍由国外品牌主导19
五、行业市场规模19
六、行业风险特征21
1、行业景气度风险21
2、技术更新快、革新快的风险22
3、政策变化风险22
4、市场拓展风险23
七、行业竞争格局23
1、外资企业占据高端市场24
2、本土企业集中在中低端市场24
一、行业管理
1、行业主管部门及管理体制
工业自动控制系统装置制造行业监管实施多个国家行业主管部门宏观调控与行业协会自律管理相结合的监管体制。
行业主管部门包括工业和信息化部、国家发展和改革委员会、国家质量监督检验检疫总局等；行业协会包括中国自动化学会、中国仪器仪表学会、中国电器工业协会等。
工业和信息化部，工业和信息化部主要职责为：
拟订实施行业规划、产业政策和标准；监测工业行业日常运行；推动重大技术装备发展和自主创新；管理通信业；指导推进信息化建设；协调维护国家信息安全等。
作为行业管理部门，主要是管规划、管政策、管标准以及指导行业发展，但不干预企业生产经营活动。
国家发展和改革委员会，主要承担着行业发展的宏观管理职能，主要负责制定能源发展规划、产业政策。
工业和信息化部主要负责研究拟定国家信息产业发展战略、方针政策和总体规划，振兴电子信息产品制造业、通信业和软件业，推进国民经济与社会服务信息化等职责，住房与城乡建设部主要负责智能建筑和建筑节能政策的制定，科技部提供相关的科技政策支持和重大科研项目立项以及高新技术企业的申报等方面服务。
国家质量监督检验检疫总局主要负责制定国家技术标准和检验规范，监督管理行业生产产品质量。
中国自动化学会是由从事自动化科学及相关技术的科研、教学、开发、生产、应用和服务的个人和单位自愿组成、依法登记成立的全国性、学术性、非营利性的法人社会团体，是中国科学技术协会的团体会员，是发展我国自动化科技事业的重要社会力量。
团结和动员全国自动化和相关技术领域科学技术工作者及有关专业人士，促进我国自动化科学技术的繁荣发展、普及推广、人才培养；维护自动化科学技术工作者的合法权益，反映他们的建议；为经济发展、社会进步和提高全民科学素质服务，为科技工作者服务。
中国仪器仪表学会其主要职责是向政府部门提出有利于仪器仪表行业或执行机构行业振兴和发展的经济和技术政策建议，承办政府委托办理的事项，协助企业贯彻标准，提出行业内部技术、经济管理的行规行约，开展行业发展战略研究，争取有利于行业发展的政策；提供政府政策、经济、技术信息，利用网络为行业企业服务，建立行业统计与数据库；组织生产、经营管理和技术的交流与咨询，人员培训，产品及市场研究、产品评审、专题研究、技术分析，促进中外贸易合作等。
中国电器工业协会下属的通用低压电器行业分会、继电保护及自动化设备分会、电控配电设备分会等制定本行业相关规划和标准，并组织行业内交流和推广工作。
2、行业主要法律法规及政策
国务院于2006年2月发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，提出“发展重大工程自动化控制系统和关键精密测试仪器，满足重点建设工程及其他重大（成套）技术装备高度自动化和智能化的需要”。
国务院于2006年2月发布《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》，其中第十一项提出发展重大工程自动化控制系统和关键精密测试仪器，满足重点建设工程及其他重大（成套）技术装备高度自动化和智能化的需要。
国务院办公厅在2010年1月发布《装备制造业调整和振兴规划实施细则》明确提出“大力发展环境在线监测仪器仪表，食品、药品、煤矿瓦斯等安全检测设备”；“加快发展工业自动化控制系统及仪器仪表、中高档传感器等”。
国家标准委、国家发展和改革委员会、工业和信息化部于2009年6月发布《关于贯彻落实十大重点产业调整和振兴规划进一步加强标准化工作的意见》，指出要“围绕提升产品质量和安全水平，着力加强安全、健康、检测方法标准的研制”，重点发展“工业自动化控制系统及检测设备”。
国务院于2010年10月发布《关于加快培育和发展战略新兴产业的决定》，指出发展重大工程自动化控制系统和关键精密测试仪器，满足重点建设工程及其他重大（成套）技术装备高度自动化和智能化的需要。
国家发展和改革委员会、财政部、商务部于2011年4月发布的《鼓励进口技术和产品目录（2011年版）》中提出，大型刀库及自动换刀装置设计与制造技术，船舶配套设备（包括船舶动力系统、电站、甲板机械、舱室机械、船舶控制及自动化、通讯导航、仪器仪表等）设计技术等先进技术被列入“鼓励引进的先进技术”中。
阴阳极制造机（大型、自动化程度高、湿法冶金电积设备）、锅炉燃烧器自动控制部分等被列入鼓励进口的重要装备。
国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、商务部、知识产权局于2011年6月发布《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）》，提出将工业自动化列入先进制造业中，以促进其发展。
其中，明确提出大力发展：
大型火电、石化、冶金、核电工程所需综合自动化系统，应用现场总线技术的检测与控制仪表，高性能智能化控制器，大型传动装置用高效、节能调速系统，数字化、智能化变送器和传感器，现场总线与无线网络集成的各种软件及硬件产品，智能化工业控制部件、控制器和执行机构，自动化测量仪表，工业无线控制、功能安全控制系统和设备。
另外，还将大力发展大型部件自动化柔性装配技术及装备，主要包括面向数字化装配的结构设计、数字标工与数字量协调技术，数字化装配生产线，装配变形误差分析与容差分配技术，数字化装配仿真平台，数字化自动定位设备，数字化自动化制孔设备，柔性工装。
中国仪器仪表行业协会于2011年10月发布《仪器仪表行业“十二五”发展规划》，明确了我国仪器仪表行业在“十二五”期间的发展方向，行业将主要围绕国家重大工程、战略性新兴产业和民生领域的需求，加快发展先进自动控制系统、大型精密测试设备、新型仪器仪表及传感器三大重点。
国务院于2011年12月发布《工业转型升级规划（2011-2015年）》，其中“第四章重点领域发展导向”之“第一节发展先进装备制造业”之“重大技术装备创新发展及示范应用工程”提出要研究开发新型传感器、自动控制系统、工业机器人等感知、决策装置。
工业和信息化部于2012年5月发布《高端装备制造业“十二五”发展规划》，提出围绕智能制造过程中的感知、决策、执行三个关键环节，大力推进智能仪表、自动控制系统、工业机器人、关键执行和传动零部件的开发和产业化，到2015年，智能制造装备技术创新体系初步建成，具有知识产权的智能测控装置及关键执行和传动零部件研制能力显著增强；传感器、自动控制系统、工业机器人、伺服和执行部件为代表的智能装置实现突破并达到国际先进水平，重大成套装备及生产线系统集成水平大幅度提升。
国务院于2015年5月发布的《中国制造2025》中提出，新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。
各国都在加大科技创新力度，推动三维（3D）打印、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。
基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革。
二、行业状况与发展趋势
1、业自动化行业概述
工业自动化是指机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。
工业自动化控制系统通常集机械执行系统、电气控制系统、传感器测量系统等于一体。
工业自动化控制系统以自动化控制理论为基础，涉及机械、信息技术、电子电路、力学设计、光学设计、热设计、嵌入式软件和系统可靠性设计等诸多方面的技术，被广泛应用于医药、生物、冶金、石油、化工、有色金属、机械、汽车、纺织、造纸、航空航天等诸多现代工业。
由于工业自动化行业对其他行业具有较强的推动作用，因此自动化技术水平的高低已经成为衡量一个国家国民经济发展水平和现代化程度的标志。
2、我国工业自动化的发展历程
工业自动化在我国的发展大致可分为三个阶段。
首先是上世纪50至70年代末，这一时期可以说是工业自动化在我国的起步阶段。
当时，我国刚刚完成了“三大改造”，并且实施了第一个“五年计划”，不过依旧处于社会主义初级探索阶段，工业的发展依旧以人力为主，工业化道路发展缓慢，但是一些单机自动化加工设备开始出现，我国的工业自动化萌芽显现。
上世纪80至90年代中期，随着改革开放的到来，国外资本纷纷涌入中国市场，同时也带来了全新的技术与设备。
在这一时期，我国的工业自动化得到了充分的发展，各种技术也开始不断成熟。
硬件数控系统的数控机床以及用于钻、镗、铣等加工的自动生产线的出现标志着我国工业自动化日趋成熟。
上世纪90年代末以来，市场环境的变化，使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重，要求自动化技术向其广度和深度发展，使其各相关技术高度综合，发挥整体最佳效能。
CIM已作为一种哲理、一种方法逐步为人们所接受；CIM也是一种实现集成的相应技术，把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。
同时，并行工程作为一种经营哲理和工作模式开始应用和活跃于自动化技术领域，并将进一步促进单元自动化技术的集成。
3、我国工业自动化控制的现状
我国工业自动化控制发展的历程比较短，开始的时间较晚，是在20世纪40年代才开始产生并发展的，那时我国的自动化控制设备采用的是单机加工的方式，一直到20世纪70年代，我国才开始采用流水线作业的方式，比较广泛地在工业生产中应用自动化技术，这也是工业自动化控制技术发展的标志阶段。
目前，我国自动化控制技术已经融入了信息技术等高科技技术，并综合了其他科学技术，以下笔者将主要分析PLC、工业PC以及DCS这三种技术。
PLC是可编程序逻辑控制器的简称，它是一种可以进行编写的存储器，依靠数字运算实现电子系统的控制，是计算机技术应用的代表。
当前我国工业领域已经广泛的应用PLC，主要是由于其具有功能强，性价比高；编程简单；操作便捷，可靠性强；维修方便等多种优点，PLC作为计算机实现了生产过程的总监控和控制，可以根据指令进行存储和逻辑运算，实现模拟输入输出，是工业生产控制的关键。
PLC最早是由美国通用企业公司研发的，在1969年诞生了第一台可编程序逻辑控制器，随后世界各国也开始研究PLC控制器，它的工作步骤主要经过三个阶段：
第一，输入采样阶段；第二，程序执行阶段；第三，输出刷新阶段，在工业生产中有重大推动作用，我国虽然也在不断研发和改进控制器的性能，但是较之国外还有很大的差距，很多技术都需要进口，在未来，我国科研单位还要不断提升PLC的性能，提升我国工业自动化控制水平。
工业PC机主要有两种：
一种是IPC；另一种是Com-pactPCI。
IPC采用的虚拟化技术，Com-pactPCI是在PCI技术之上改造而来的，工业PC机由于能适应更复杂更恶劣的自然环境，因此可以满足工业生产更多更高的要求，工业PC机防磁、防尘、抗高温，具有良好的抗干扰能力，且能长时间运作，具有优良的配置和兼容性，工业PC机的两个控制类型是我国实现现代化工业生产的保障，同时根据区域的不同，PC机能够满足客户不同的服务要求。
随着互联网技术的融入，PC机实现了企业内部生产的各个环节的控制，促进了内部沟通。
当前，众多企业都在采用工业PC机控制企业生产，这与我们前面介绍的PC机的优点是分不开的，作为具有高级诊断功能，且安装简便的自动化控制设备，技术人员对于其操作步骤更加容易掌握，在出现故障后诊断与检修都比较简便，且需要的花费合理，性价比高。
现在不管是在我国还是国际社会都十分欢迎工业PC机的使用，随着我国科学技术的不断发展，我国在这方面的技术研发仍将不断进步。
DCS是DistributedControlSystem的缩写，代表的是集散控制系统，它是相对于集中式控制系统的一种新型控制系统。
在20世纪70年代DCS才开始开发，我国对于它的研究还要更晚，随着科技的不断发展，我国对于DCS的投入在不断增多，当前不论是在质量保障还是安全保障上我国都已经达到了世界顶尖水平，随着研究成果的逐渐增多，我国现在不少企业都在应用DCS控制系统，真正实现了生产环节的改良。
4、我国工业自动化控制的未来发展趋势
（1）可编程逻辑控制器（PLC）向一体化、网络化发展
作为新型的PLC，OCS（一体化控制器）的开发和应用具有结构简便紧凑，安装更加方便的优点，它的出现让PLC的控制线路更加清晰。
OCS不同于传统的PLC，它的出现有效集合了包括HMI、FO在内的多个控制器设备的优点，OCS有效将它们集成一体，实现了人机交互，使技术人员在操作时更简单也更便捷。
作为可编程的逻辑控制器，它在未来将向着一体化、网络化的方向发展，在实现人机界面的过程中，采用的是HORNER编程平台，使用起来更加快捷，十分受企业青睐。
另外，随着我国信息技术的不断发展，借助计算机技术也让PLC的发展之路更加广阔，当前不论是控制终端还是传输速度都有大幅提高，并且在未来还会向更加智能和高效的方向发展。
（2）新型现场总线控制系统的发展
随着科学技术的不断发展，计算机技术的应用让新型现场总线控制系统得到了发展，由计算机控制的系统经过了这样几个发展阶段，即基地式气动仪表控制系统、组合式仪表控制系统、数字计算机集中式控制系统和DCS，经过了一系列整合发展后，当前控制系统开始向总线控制的方向发展，我们简称FCS，FCS在未来还会结合互联网技术不断发展壮大，让总线控制系统广泛应用到工业控制的各个领域，凭借更高的灵活性、更好的准确性、更快的传输速度应用到更广的领域，占据更高的市场地位。
（3）智能化控制的发展
智能化的提出引领了各个领域的变革，它是信息化技术的应用，它采用了人工智能理论、学习算法、先进技术，使设备能够模拟人类智能的某些特性和功能。
工业智能化控制是在人工智能的基础上提出的控制方法，主要表现在机械设备自动控制的多功能化方面。
通过以太网和Web技术实现开放型分布式智能系统，基于网络通用的TCP/IP四层协议族，提供高度模块化、分布式技术和可反复使用的工业控制方案。
比如：
新一代的固态传感器和智能变送器向微型化、高精度、低功能、智能化方向发展，智能阀门定位器由高集成度的微控制器控制，对所有控制参数都可组态，实现线性、分程控制、等百分比、快开等特性修正功能，并能实现智能化。
总之，当前工业自动化控制技术已经在我国很多行业中都得到了应用，自动化控制大大减轻了人工负担，有效提升了工作效率，提高了生产质量，同时自动化的应用是科技发展的体现，它促进了我国产业结构的调整和升级优化。
在未来，我国工业控制自动化技术仍将结合多个学科，结合多个技术领域，以先进的科学技术不断向前发展，走向更加智能化、网络化、便捷化的道路。
这对于促进我国经济繁荣、不断提高我国综合国力、提高国际竞争力具有十分积极的作用。
三、行业上下游的关系
1、与上游行业的关系
工业自动化控制系统行业的上游行业主要有电子元器件、金属材料（如钢材）、机械零部件等制造行业。
上游行业基本属于市场化竞争性行业，本行业所需的大多数原材料及配件都可以从国内得到充足的供应，虽然受供求关系等因素的影响，原材料在价格上会出现一定的波动，但工业自动化控制系统行业发展较充分、技术成熟、产品供应较为稳定，电器元件和钢材的价格波动幅度较小。
而且工业自动化行业可以通过调整产品价格，合理控制库存等措施转移部分原材料、零部件价格波动的风险。
所以不会对正常的生产经营造成影响，对上游行业的依赖不明显。
2、与下游行业的关系
工业自动化控制系统行业的下游行业主要为钢铁、石油、冶金、电子、化工、机械、能源、交通、铁路、航天航空等工业应用领域。
下游行业对公司所处行业的发展有显著影响。
工业自动化控制行业的服务领域较广，所涉及的下游行业需要的自动化装备产品种类繁多、规格不同。
下游行业市场容量的扩大对自动化行业的快速发展产生巨大的驱动作用；同时，下游行业对自动化装备性能指标要求的提高对行业技术研发和自主创新能力的提升起到积极的推动作用。
我国工业自动化率较发达国家仍有明显差距，由于人力成本上涨，转变经济增长方式的需要，各下游应用行业政策都大力鼓励提高自动化水平，用自动化提升工业制造业，未来发展空间较大。
四、影响行业发展的因素
1、有利因素
（1）技术创新与进步推动行业发展
伴随智能控制技术、传感器技术、人机接口技术及其他机器人相关等学科知识和技术的积累和应用，工业自动化与各种新技术的结合愈加紧密，产生出多种新的功能与应用。
与此同时，科技进步作为提高企业全要素生产率的供给侧改革方式之一，带动相关产品市场价格不断降低，使应用自动化设备的企业各种成本不断下降，更进一步加快了工业自动化的市场普及率，以及工业机器人的升级换代节奏。
受益于不断延伸和扩展的新技术应用，工业自动化行业将长期处于高速发展阶段，科技进步将促进工业自动化的应用进一步深化。
（2）中国制造业企业产业升级的需求
当前发达国家的许多制造业企业已经实现了精细化生产，从生产、检测到仓储、包装，全程采用自动化设备，以保障产品的稳定性和可靠性。
相比之下，我国制造业企业多数仍处于自动化的早期阶段，以粗放型发展模式为主，自主创新能力弱，产品附加值低，产品稳定性也有较大的待改进空间，很难满足人们日益提高的物质文化需求，低端制造业产能过剩与高端产品供不应求现象并存。
随着未来人们对产品质量要求的提升，我国工业制造业也将朝着集约化、智能化的方向进行产业升级，自动化程度将会越来越高，对自动化设备的需求亦将会逐步释放。
（3）国家产业政策的扶持与重视
《智能制造科技发展“十二五”专项规划》、《高端装备制造业“十二五”发展规划》、《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》、《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）》、《中国制造2025》等明确指出了工业自动化，特别是工业机器人应用符合我国未来制造业的发展方向。
其中，科技部在《智能制造科技发展“十二五”专项规划》提出攻克工业机器人本体、精密减速器、伺服驱动器和电机、控制器等核心部件的共性技术，自主研发工业机器人工程化产品，实现工业机器人及其核心部件的技术突破和产业化。
工信部发布的《高端装备制造业“十二五”发展规划》中总结分析高端装备制造业产业发展现状的基础上，明确了“十二五”的发展目标和思路，确定了发展重点方向及主要任务，并提出了相关政策措施。
规划的实施，将进一步提升我国高端装备制造业整体发展水平和国际竞争力。
工信部发布的《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》明确到2020年，形成较为完善的工业机器人产业体系，培育3-5家具有国际竞争力的龙头企业和8-10个配套产业集群；工业机器人行业和企业的技术创新能力和国际竞争能力明显增强，高端产品市场占有率提高到45%以上，机器人密度（每万名员工使用机器人台数）达到100以上，基本满足国防建设、国民经济和社会发展需要。
发展改革委、科学技术部、工业和信息化部、商务部、知识产权局联合发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）》也明确提出大力发展：
大型工程所需综合自动化系统，高性能智能化控制器，智能化工业控制部件、控制器和执行机构，自动化测量仪表等。
另外，国务院发布的《中国制造2025》确定了制造强国的战略目标，其中具体提到：
要加快发展智能制造装备和产品，组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的工业机器人等智能制造装备，推进工程化和产业化；推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，加快工业机器人等装备在生产过程中的应用。
（4）劳动力成本的上升促使下游企业加速实现工业自动化
根据国家统计局公布的2015年国民经济运行情况显示，2014年16～60周岁的劳动年龄人口比上年末减少487万人，这是我国劳动年龄人口连续第三年绝对数量下降。
另外，2014年社科院发布的《蓝皮书》亦指出，在2020年之前，我国劳动年龄人口减幅相对放缓，年均减少155万人；之后一个时期减幅将加快，2020-2030年将年均减少790万人，2030-2050年将年均减少835万人。
劳动力的匮乏、人口红利的消失致使工业制造业企业用工成本急剧上升，而我国企业又以劳动密集型企业居多，用工成本的居高不下迫使制造业企业加速实现工业自动化，引进工业机器人实现人工替代，以实现效率的提升及成本的降低。
预计未来在我国劳动力成本上升趋势不变的情况下，我国工业制造业企业的自动化进程仍将延续。
2、不利因素
（1）高端技术人才短缺
技术研发人员是本行业发展的重要基础，高端技术研发人才的缺乏已经成为制约行业发展的重要瓶颈。
一方面，由于我国工业自动化行业的起步时间较晚、发展时间较短，使得高端人才相对缺乏；另一方面，近几年，行业的广阔市场前景吸引了大批其他领域的企业转型到本行业，大批企业的加入加剧了对本行业高端技术人才的争夺。
（2）经济增速放缓，影响下游企业对自动化的投资
近年来，由于受到外部经济环境的冲击以及我国经济内部结构调整、产业升级等因素的影响，我国GDP增速虽与世界其他国家相比，保持着较高的水平，但已显现出了放缓的趋势。
在此背景下，我国的制造业尤其是中小企业受宏观经济景气度影响较大，面临着一定的经营困境，将会影响本行业产品的市场需求。
（3）高端市场仍由国外品牌主导
长期以来，我国的工业自动化技术与发达国家有一定的差距，自动化市场亦基本为国外品牌所占据，特别是工业机器人领域，我国领先的机器人企业凭借较强的技术研发能力、自动化整体解决方案设计能力及现场设备安装经验在直角坐标、圆柱坐标及并联机器人领域抢占了部分市场份额，但国内多关节机器人市场仍由国外品牌所主导。
国产多关节机器人无论是技术经验积累、品牌建立还是市场拓展均需要一段漫长的过程。
因此，内资企业要建立自己多关节机器人品牌不仅需要强大的研发实力，更需要以其过硬的产品性能、极具竞争优势的性价比及有针对性的整体解决方案设计能力来获取下游企业的信任与支持。
五、行业市场规模
根据美国市场研究公司IHS的数据显示，全球的工业自动化行业曾在2008－2009年金融危机之后实现两位数的快速发展，至2011年全球工业自动化行业营收已达到1,653亿美元，随后两年，行业增速放缓，2012年、2013年全球工业自动化行业营收增速仅为1.2%和3.4%，截至2013年本行业全球营收为1,730亿美元；IHS预计未来几年行业有望回归繁荣，至2017年，全球的工业自动化行业将达到2,250亿美元。
根据IHS的报告，在全球各地区当中，亚太地区将引领全球工业自动化行业的增长。
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