物料自动化处理行业面临的挑战

物料自动化处理行业面临的挑战 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、 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。 三、 国内物料自动化处理行业市场现状 物料自动化处理指根据下游客户的生产工艺，采用物料自动化处理产线来满足投料、存储、配料计量、输送、混合、干燥、包装等多项工艺需求，或采用单机设备来满足混合、中转等单项工艺需求，并通过软件控制系统来实现物料处理的自动化、智能化运作。物料自动化处理产线广泛应用于锂电池、精细化工、橡胶塑料、食品医药等行业。 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野。数据显示，全球第三产业的数字经济渗透率平均为39．4%，中国第三产业该数据为惊人的40．7%。然而，在第二产业的工业领域中，全球的数字经济渗透率为23．5%，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、 工业自动化服务市场特征 工业自动化服务处于行业中游，连接产品制造商和下游客户，在整个价值增值传递的过程中具有独特的桥梁作用。工业自动化产品服务商主要有两类企业或提供两种类型服务：（1）偏向供应渠道的产品分销；（2）侧重技术应用的系统集成，即根据用户的个性化需求，基于标准化产品进行方案设计、系统集成和二次技术开发，将标准成品集成为专用的控制系统。 产品分销一般主要提供产品销售、物流配送和售后服务，但分销又区别于产品制造商的销售部门，是由独立的第三方进行的从制造商到终端用户的整个商品传递过程中所涉及的一系列活动。由于工业自动化产品专业性强、品类多样性，因此产品制造商往往会聚焦于某一类或某个领域产品，且工业自动化产品应用复杂且广泛，建立覆盖广泛的渠道网络对单一产品制造商而言，一般不具有经济性。因此，分销成为工业自动化领域广泛采用。在国外，工业自动化产品的分销模式已经非常成熟，专业的分销商及其所拥有的专业物流系统和服务密集的分销网络，成为工业电气产品产业链中不可或缺的环节。在我国，分销模式也已发展成为中低压输配电产品和工业自动化产品销售的主要模式。 系统集成是基于客户需求，进行系统或功能方案设计，在优选各种自动化产品的基础上，建造、安装和调试一个实现客户目标的自动化系统或功能模块的综合服务。根据实现方案的复杂程度，系统集成一般又可以分为系统型系统集成和功能型技术集成。要解决客户需求，系统集成商既要了解完整的自动化产品线，又要对具体行业、甚至单一客户的工艺充分理解，同时具备二次技术开发能力，才能形成量身裁定的方案。在结合自身对工艺和应用理解的基础上，系统集成商还可以挖掘并嵌入自主知识产权的程序或模块，并对集成方案进行封装，融合，培育和打造了具有自主知识产权的核心解决方案，从而在激烈的市场竞争中立足。此外，对工业自动化服务商而言，系统集成业务与分销业务又是相辅相成，具有协同效应。分销渠道有利于服务商扩到渠道布局，为系统集成业务发展积累客户群，系统集成业务也有利于提升服务商的市场认可度，扩大产品销售，增加用户粘性。 七、 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23．5万亿元增加到31．3万亿元，高技术制造业增加值平均增速达10．4%，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、装备方面的暴露出中国在产业链、供应链及自动化水平上的短板。 八、 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、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22．5亿美元，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