西門(mén)子、ABB等巨頭壟斷下:工業(yè)自動(dòng)化“國(guó)產(chǎn)替代”8大領(lǐng)域

2025China.cn   2025年01月15日

在全球制造業(yè)加速智能化、自動(dòng)化升級(jí)的大背景下,工業(yè)自動(dòng)化已成為現(xiàn)代制造的關(guān)鍵支柱。然而,長(zhǎng)期以來(lái),核心的自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)如PLC、伺服系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人等幾乎被國(guó)際巨頭壟斷,國(guó)內(nèi)制造企業(yè)對(duì)進(jìn)口設(shè)備依賴(lài)度極高。

近年來(lái),隨著中國(guó)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和政策的扶持,國(guó)產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備和解決方案正在迅速崛起,越來(lái)越多的國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品在中低端市場(chǎng),甚至部分高端領(lǐng)域逐步替代了進(jìn)口產(chǎn)品。

接下來(lái),我們將盤(pán)點(diǎn)一下當(dāng)下工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中,國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程較快的幾個(gè)領(lǐng)域:

PLC:突破基礎(chǔ)應(yīng)用,逐步邁向高端

PLC是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心設(shè)備,相當(dāng)于生產(chǎn)線(xiàn)上的“指揮中心”,用于實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制生產(chǎn)過(guò)程的各類(lèi)設(shè)備。在這一領(lǐng)域,國(guó)際品牌如西門(mén)子、三菱、歐姆龍等技術(shù)積累深厚,產(chǎn)品覆蓋了高、中、低端全線(xiàn)市場(chǎng)。過(guò)去,國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)幾乎完全依賴(lài)進(jìn)口,但近年來(lái),匯川技術(shù)、信捷電氣等國(guó)內(nèi)企業(yè)在中低端市場(chǎng)逐漸打開(kāi)局面。

國(guó)產(chǎn)PLC的優(yōu)勢(shì)主要在于其較高的性?xún)r(jià)比和對(duì)特定行業(yè)的深度適配。例如,在紡織、包裝、3C制造等行業(yè),國(guó)內(nèi)PLC憑借本地化優(yōu)勢(shì)、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)獲得了不少訂單。匯川技術(shù)在中型PLC領(lǐng)域表現(xiàn)出色,其HMI(人機(jī)界面)和伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品與PLC深度集成,形成了一體化解決方案,具備較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。而信捷電氣則在小型PLC方面推出了多款產(chǎn)品,具備可靠性、靈活性較高的特點(diǎn),已被許多中小型制造企業(yè)接受。

然而,在高端PLC市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)品牌的進(jìn)展相對(duì)緩慢。高端PLC通常用于要求高可靠性和高抗干擾性的復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景,比如汽車(chē)制造、航空航天等領(lǐng)域。目前,國(guó)產(chǎn)PLC在復(fù)雜邏輯處理、抗干擾設(shè)計(jì)等方面尚需提升,未來(lái)仍需在工業(yè)通信協(xié)議、系統(tǒng)穩(wěn)定性和精確性等方面加大研發(fā)力度,才能在高端PLC市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)更大的突破。

伺服系統(tǒng):從中低端滲透,向高精度控制發(fā)力

伺服系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)精密控制的關(guān)鍵技術(shù),能夠調(diào)節(jié)電機(jī)的速度和位置,廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備中。日本的安川、松下和德國(guó)的西門(mén)子等品牌在全球伺服市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位,尤其在高精度、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)應(yīng)用中具備技術(shù)優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)企業(yè)如匯川技術(shù)、埃斯頓等通過(guò)自主研發(fā),逐步在包裝、3C電子等中低端伺服市場(chǎng)中取得突破。

國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)之所以能夠在中低端市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)滲透,主要得益于性?xún)r(jià)比高和對(duì)國(guó)產(chǎn)設(shè)備兼容性強(qiáng)。以匯川技術(shù)的伺服系統(tǒng)為例,該公司在包裝、紡織等領(lǐng)域推出的中低端伺服系統(tǒng)以其快速響應(yīng)和較高的抗干擾性獲得了市場(chǎng)認(rèn)可。埃斯頓則以工業(yè)機(jī)器人為主要應(yīng)用場(chǎng)景,其伺服系統(tǒng)在協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)中也表現(xiàn)突出。

但在高端伺服系統(tǒng)領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)品牌面臨著挑戰(zhàn),尤其是在半導(dǎo)體制造、精密機(jī)床等需要高動(dòng)態(tài)響應(yīng)和高穩(wěn)定性控制的場(chǎng)景中,國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度、動(dòng)態(tài)精度、以及系統(tǒng)的抗干擾能力還有較大差距。因此,未來(lái)國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)的重點(diǎn)將放在材料工藝、控制算法等核心技術(shù)的提升上,以縮小與國(guó)際品牌的差距。

工業(yè)機(jī)器人:從標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用突破,進(jìn)軍高端制造

工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)中承擔(dān)了裝配、搬運(yùn)、焊接等任務(wù),成為智能制造不可或缺的組成部分。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,新松機(jī)器人、埃斯頓、拓斯達(dá)等品牌在3C電子、家電裝配等標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)線(xiàn)上已獲得了一定份額,主要憑借高性?xún)r(jià)比和優(yōu)質(zhì)的本地化服務(wù),在眾多中小型企業(yè)中廣受歡迎。

其中,協(xié)作機(jī)器人成為國(guó)產(chǎn)品牌的重要突破口,拓斯達(dá)和新松機(jī)器人在這一細(xì)分領(lǐng)域表現(xiàn)亮眼。協(xié)作機(jī)器人具備輕量、靈活、安全的特點(diǎn),適用于需要與人工協(xié)作的生產(chǎn)場(chǎng)景,在物流、電子等輕型生產(chǎn)線(xiàn)中需求較大。然而,工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造、重工業(yè)、航空航天等高端制造領(lǐng)域的應(yīng)用較少,主要原因在于精密減速器、伺服電機(jī)等關(guān)鍵零部件的技術(shù)差距。這些零部件要求更高的制造工藝與質(zhì)量控制,國(guó)內(nèi)企業(yè)目前還需要加大研發(fā)投入,尤其在可靠性和精確度上要有所突破。

變頻器:低壓市場(chǎng)大規(guī)模應(yīng)用,高壓領(lǐng)域仍需技術(shù)攻堅(jiān)

變頻器是工業(yè)自動(dòng)化中用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)備,對(duì)提升能源利用效率、改善設(shè)備運(yùn)行性能具有重要意義。國(guó)內(nèi)變頻器市場(chǎng)需求量巨大,但高端變頻器過(guò)去一直由西門(mén)子、ABB等品牌主導(dǎo)。在低壓變頻器領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)企業(yè)如英威騰、匯川技術(shù)等已逐步占據(jù)主導(dǎo)地位,尤其在紡織、食品、家電等行業(yè),國(guó)產(chǎn)變頻器的市場(chǎng)份額逐年攀升。

國(guó)產(chǎn)低壓變頻器能夠快速占領(lǐng)市場(chǎng)的原因,首先在于其具有較高的性?xún)r(jià)比,且在通用工況下運(yùn)行穩(wěn)定。然而,高壓變頻器技術(shù)門(mén)檻更高,尤其是在化工、冶金等對(duì)電磁干擾和設(shè)備耐用性要求苛刻的應(yīng)用中,國(guó)產(chǎn)變頻器的技術(shù)水平仍待提高。未來(lái)在高壓應(yīng)用領(lǐng)域的突破,關(guān)鍵在于國(guó)產(chǎn)企業(yè)需要提升對(duì)特殊材料、復(fù)雜電磁設(shè)計(jì)的研究能力,并在電力電子技術(shù)方面繼續(xù)加強(qiáng)研發(fā)投入。

機(jī)器視覺(jué):人工智能助力國(guó)產(chǎn)視覺(jué)加速發(fā)展

機(jī)器視覺(jué)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)質(zhì)量檢測(cè)、精密測(cè)量、物料識(shí)別等環(huán)節(jié),是智能制造中的關(guān)鍵組成部分。國(guó)內(nèi)企業(yè)如海康機(jī)器人、大華股份等依托人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù),已在3C、物流等行業(yè)實(shí)現(xiàn)了部分國(guó)產(chǎn)替代。海康機(jī)器人的工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)在精密測(cè)量、缺陷檢測(cè)等領(lǐng)域表現(xiàn)較為出色,幫助許多制造企業(yè)提高了生產(chǎn)效率。

然而,機(jī)器視覺(jué)的高端應(yīng)用場(chǎng)景,如半導(dǎo)體制造、精密機(jī)械加工等,對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性要求更高。在這些領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)視覺(jué)系統(tǒng)在圖像處理速度、識(shí)別精度和穩(wěn)定性上還存在技術(shù)短板。要在高端工業(yè)視覺(jué)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,未來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)需要在算法優(yōu)化、芯片設(shè)計(jì)以及圖像采集設(shè)備的精密度上進(jìn)行進(jìn)一步的提升,以達(dá)到國(guó)際高端市場(chǎng)的需求。

數(shù)控系統(tǒng)(CNC):低端市場(chǎng)滲透,高端精密制造待突破

數(shù)控系統(tǒng)(CNC)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”,廣泛應(yīng)用于精密加工、模具制造等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)的華中數(shù)控、廣州數(shù)控等公司在中低端市場(chǎng)取得了一定突破,尤其是在機(jī)械加工、通用模具制造中取得了較大市場(chǎng)份額。華中數(shù)控依托自主研發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品,已廣泛應(yīng)用于中小型機(jī)械加工企業(yè),逐步在中低端市場(chǎng)替代了部分進(jìn)口產(chǎn)品。

在高端數(shù)控系統(tǒng)方面,如多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)中,國(guó)產(chǎn)品牌的動(dòng)態(tài)精度、可靠性與國(guó)際品牌相比仍有差距。高端數(shù)控系統(tǒng)通常應(yīng)用在航空航天、汽車(chē)制造等精密加工場(chǎng)景,要求極高的運(yùn)動(dòng)控制和系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此,國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)未來(lái)需繼續(xù)在核心算法、運(yùn)動(dòng)控制、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面加大研發(fā)投入,以逐步替代進(jìn)口數(shù)控產(chǎn)品。

工業(yè)軟件:向高端應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)發(fā)

工業(yè)軟件是智能制造的重要支撐,包括MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)等系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)企業(yè)如用友、金蝶、和利時(shí)等在ERP和MES等領(lǐng)域已有較大應(yīng)用規(guī)模,尤其在中小制造企業(yè)中,通過(guò)其價(jià)格優(yōu)勢(shì)和本地化服務(wù)逐步實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代。用友的ERP軟件在許多中小型制造企業(yè)中被廣泛使用,鼎捷的MES系統(tǒng)也在一定程度上獲得了市場(chǎng)認(rèn)可。

不過(guò),在高端制造中,如汽車(chē)、航空等對(duì)精細(xì)化管理要求較高的行業(yè),SAP、甲骨文等國(guó)際品牌在大數(shù)據(jù)處理、復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景下的穩(wěn)定性上依然占據(jù)優(yōu)勢(shì)。未來(lái),國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件需要在系統(tǒng)的穩(wěn)定性、復(fù)雜數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、跨行業(yè)適配性等方面加快創(chuàng)新,才能進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

DCS(分布式控制系統(tǒng)):流程工業(yè)的本土崛起

DCS系統(tǒng)主要用于石化、電力等流程工業(yè),分布式控制的高可靠性要求使該領(lǐng)域長(zhǎng)期由橫河、霍尼韋爾等國(guó)際品牌主導(dǎo)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)的和利時(shí)自動(dòng)化、浙江中控等企業(yè)在國(guó)內(nèi)電力、石化行業(yè)取得了顯著進(jìn)展。尤其在本土化優(yōu)勢(shì)明顯的場(chǎng)景中,國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)憑借服務(wù)響應(yīng)快、價(jià)格相對(duì)優(yōu)惠的特點(diǎn)得到了市場(chǎng)認(rèn)可。

然而,DCS系統(tǒng)在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下的運(yùn)行可靠性對(duì)系統(tǒng)硬件、軟件要求極高,國(guó)產(chǎn)品牌在應(yīng)對(duì)復(fù)雜工況的技術(shù)積累上相對(duì)不足。此外,國(guó)際品牌在品牌知名度和全球化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)勢(shì)也讓國(guó)產(chǎn)品牌在國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)拓上面臨挑戰(zhàn)。國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)未來(lái)將需要在復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面持續(xù)發(fā)力,以實(shí)現(xiàn)更廣泛的國(guó)產(chǎn)替代。

總結(jié)

工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程從中低端市場(chǎng)逐步向高端市場(chǎng)滲透,PLC、伺服系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、視覺(jué)系統(tǒng)等多個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)品領(lǐng)域均表現(xiàn)出了顯著的技術(shù)進(jìn)步。未來(lái),國(guó)產(chǎn)品牌將在材料、算法、系統(tǒng)穩(wěn)定性等核心技術(shù)上持續(xù)投入,以推動(dòng)中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化能力的全面提升,逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)際品牌的深度替代。

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