物料自动化处理进口替代进程越发快速分析

物料自动化处理进口替代进程越发快速分析 一、 物料自动化处理进口替代进程越发快速 由于历史原因，国内大型物料自动化处理设备曾大量使用进口产品，随着国内设备企业不断深耕、突破以及产业链各环节迅速发展，相关领域的生产设备出现了明显的进口替代趋势。以锂电设备和塑料设备为例，根据高工锂电调研数据，锂电前段设备总体率88%，锂电中段设备总体率90%以上，而锂电后段设备总体率超过95%；据海关总署统计数据，2021上半年中国大陆塑料机械12个重点税号产品进口额11．07亿美元，同比增长40%，出口额17．73亿美元，同比增长55%，贸易顺差约6．66亿美元，同比增长90%，塑料生产设备国产化势头迅猛，趋势扩散至海外。 未来，随着物料自动化处理设备企业的不断研发创新，以及全球相关下游产业对设备数量和技术需求的不断提高，国产物料自动化处理设备将获得更广阔的市场空间，相关技术成果的应用将加速物料自动化处理设备进口替代进程。 二、 中国自动化行业的现状与未来 生产工具是反映一个时代生产力水平的重要标志。劳动手段是人类劳动发展的分度尺，并且也是劳动所在的社会关系的指示器。自古以来，人类创造了许多通过自动装置减轻或代替人力劳动的机械，也在无形中推动着生产关系的变迁，从人力驱动、畜力驱动，到蒸汽驱动、电气驱动、互联网驱动、数字驱动，一次次革命是人在生产中主导作用逐渐增强的体现，更是人类智慧逐步脱离基础劳动，实现更高层次应用的辉煌成就。 自动化技术是紧密围绕着生产需要而形成和发展起来的，通过机械化变革，人在工业中的位置逐步从工具化向主导创造的角色转变，这一理念至今仍在探索和发展中。 中国古代，发明了自主计时的铜壶滴漏、利用齿轮传动来指明方向的指南车、借助空气动力的走马灯等。1637年，明代著名科学家宋应星著《天工开物》一书。全书收录了农业、手工业，诸如机械、砖瓦、陶瓷、纸、兵器、火药、纺织等生产技术，是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，其中记录了大量专用生产工艺装备。 十七世纪的欧洲，随着生产的发展，也相继出现了多种自动装置。1642年，法国物理学家发明能自动进位的加法器；1657年，荷兰机械师利用钟摆理论发明出钟表。十八世纪，随着资产阶级通过光荣革命及议会制完全确立了统治地位，为进一步提升生产效率，早期的资本家使用水利、畜力来驱动生产工具，工场手工业资本主义经济得到极大的发展。 十八世纪末十九世纪初的英国，为了从矿井里抽水和转动新机械的机轮，急需一种新的动力之源，一系列发明和改进后最终研制出适宜大量生产的蒸汽机，真正实现了以机器代替人力，完成了一场以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的革命。 二十世纪以来，自动化技术进入理论形成的关键时期。为解决火炮控制、鱼雷导航、飞机导航等技术问题，以分析和设计单变量控制系统为主要内容的经典控制理论形成。1946年，美国福特公司首先提出用自动化一词来描述生产过程的自动操作，并于1947年建立了第一个生产自动化研究部门。 20世纪50-60年代，经典的控制理论已难以解决诸如航天工程等重大研究课题。以极大值原理、动态规划和状态空间法等为核心的现代控制理论出现。与此同时，模式识别和人工智能发展起来，智能机器人和专家系统逐渐成熟。 70年代中期，自动化的应用开始面向大规模、复杂的系统，如大型电力系统、交通运输系统等。大型项目不仅要求对现有系统进行最优控制和管理，更重要的是对未来的运筹。在此大背景下，研究在结构上和维数上都具有复杂性的系统自动化和有效控制理论应运而生。 80年代至今，随着计算机网络的迅速发展，自动化不再局限于生产单元，各类信息管理系统、办公自动化及决策支持系统的出现，让人们开始综合利用传感技术、通信技术、计算机、系统控制和人工智能等新技术和新方法来解决所面临的各类经营和管理问题。 自动化一词从早期提升生产效率的过程控制手段到成为当前对生产运营结果的定义。其技术和理论的发展历程均充分体现了人们在扩展器官功能方面的不断探索和追求。它代表着现代科学体系在工业上的综合运用，是衡量一个国家工业水平的核心指标之一。 三、 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（Bühler）、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。 四、 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。 五、 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。 六、 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。 七、 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。 八、 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。