工業(yè)4.0時(shí)代下的工控自動(dòng)化與智能制造,為 PLC 行業(yè)帶來(lái)新機(jī)遇

時(shí)間:2022-04-19

來(lái)源:遠(yuǎn)瞻行業(yè)研報(bào)

導(dǎo)語(yǔ):伴隨著國(guó)內(nèi)的工控水平不斷提升與“工業(yè) 4.0”時(shí)代的到來(lái),工業(yè) 4.0 進(jìn)一步推進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化,智能制造為 PLC 行業(yè)帶來(lái)新機(jī)遇。國(guó)內(nèi)PLC 持續(xù)發(fā)展,并在新能源、環(huán)保等新興行業(yè)中不斷取得業(yè)務(wù)突破點(diǎn)。

  在工業(yè)4.0降本增效的需求不斷放大的背景下,工業(yè)控制成了解決問(wèn)題的關(guān)鍵方案。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型下,傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品也在開(kāi)疆拓土,探索新的應(yīng)用領(lǐng)域。

  根據(jù)Allied Market Research統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),全球工業(yè)控制市場(chǎng)早在2019年就已經(jīng)達(dá)到了1214.8億美元,直至2027年,仍將以5.91%的年復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)擴(kuò)張,達(dá)到1701.2億美元的總市值。然而智能制造的轉(zhuǎn)型升級(jí),也對(duì)工業(yè)通信提出了更高的要求,比如更大的帶寬和更低的延遲等。工業(yè)控制系統(tǒng)變得更加透明、開(kāi)放和互聯(lián)的同時(shí),缺乏跨界標(biāo)準(zhǔn)的困境也愈發(fā)明顯。

  除此之外還有碳中和與碳達(dá)峰的提出,中國(guó)在《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中更是明確提及工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰行動(dòng),工業(yè)控制作為該領(lǐng)域最重要的一環(huán),是可以有效助力綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展的。

  工業(yè) 4.0 進(jìn)一步推進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化,智能制造為 PLC 行業(yè)帶來(lái)新機(jī)遇。

  工業(yè) 3.0 實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化,大量的自動(dòng)化控制系統(tǒng)及儀表設(shè)備得以應(yīng)用;工業(yè) 4.0 主要將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的智能化,突破的重點(diǎn)由自動(dòng)化設(shè)備轉(zhuǎn)移向智能化軟件,通過(guò)把行業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)寫(xiě)入智能軟件,打造“智慧工業(yè)大腦”,實(shí)現(xiàn)降本增效、安全可控、綠色環(huán)保的智能化生產(chǎn)過(guò)程。

  伴隨著工業(yè) 4.0 時(shí)代的來(lái)臨,智能制造對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)的廣度與深度提出了更高的要求,PLC 有望伴隨智能制造的發(fā)展,行業(yè)規(guī)模與滲透率進(jìn)一步提升。

工業(yè)4.0.jpg

  “工控+互聯(lián)網(wǎng)+智能”成為 PLC 發(fā)展的新趨勢(shì)。

  互聯(lián)網(wǎng)能力的提升是目前 PLC 技術(shù)統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一,伴隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,傳統(tǒng)的單一設(shè)備控制、小范圍控制的 PLC 設(shè)備的需求正在逐步縮減,生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大與生產(chǎn)中的規(guī)模效應(yīng)對(duì)大型 PLC 設(shè)備提出了跨設(shè)備、跨廠區(qū)的新需求,在 5G 技術(shù)進(jìn)一步落地的背景之下,技術(shù)與需求端倒逼 PLC 的通訊能力做出提升,“互聯(lián)網(wǎng)+”成為 PLC 發(fā)展的必經(jīng)之路。

  除此之外,人工智能的崛起也要求傳統(tǒng) PLC 做出改變,深度學(xué)習(xí)算法與大數(shù)據(jù)技術(shù)將進(jìn)一步應(yīng)用于 PLC 之中,智能生產(chǎn)、優(yōu)化決策、大數(shù)據(jù)賦能、精準(zhǔn)執(zhí)行和柔性生產(chǎn)等成為 PLC 未來(lái)發(fā)展的重要方向。

  多任務(wù)處理或?qū)⑹俏磥?lái) PLC 的新運(yùn)行模式,協(xié)同能力的增強(qiáng)進(jìn)一步打通全生產(chǎn)線。PLC 控制規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大對(duì) PLC 提出了多線性并行運(yùn)算的技術(shù)要求,傳統(tǒng) PLC 采取順序處理的方式處理任務(wù),但是在控制規(guī)模擴(kuò)張帶來(lái)的任務(wù)量增加的背景下,各任務(wù)的優(yōu)先級(jí)差異擴(kuò)大,任務(wù)之間的協(xié)同要求變高,傳統(tǒng)的單線程處理向多線程處理的轉(zhuǎn)變是大型 PLC 發(fā)展的必經(jīng)之路。

  PLC 系統(tǒng)協(xié)同能力的提升也是工業(yè) 4.0 提出的又一重要要求,其中既包括PLC 在全廠區(qū)、全產(chǎn)線之間的縱向打通和 PLC 與 APC、MES 等其他工業(yè)軟件的橫向打通;協(xié)同性的提升能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的互聯(lián)互通能力,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值和協(xié)同優(yōu)勢(shì),同時(shí)也有助于形成集中控制和分布式計(jì)算/運(yùn)作的格局,提高生產(chǎn)的效率和智能化水平。

智能制造對(duì)PLC提出新要求.jpg

  工業(yè) 4.0 時(shí)代,國(guó)產(chǎn)中大型 PLC 替代空間大

  國(guó)內(nèi) PLC 市場(chǎng)呈現(xiàn)兩個(gè)特點(diǎn),一是國(guó)內(nèi) PLC 市場(chǎng)主要由外資主導(dǎo),本土品牌市場(chǎng)份額較低;二是本土產(chǎn)品多以小型 PLC 為主,中大型 PLC 依舊依賴外資品牌:

  1)在中大型 PLC 產(chǎn)品方面:國(guó)內(nèi)市場(chǎng)依舊以外資品牌為主,西門(mén)子、施耐德等歐美 PLC 廠商憑借多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與研發(fā)優(yōu)勢(shì),具備較強(qiáng)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,此外這些歐美老牌廠商依托先發(fā)優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在我國(guó)形成了比較明顯的品牌優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),占據(jù)了國(guó)內(nèi) PLC 市場(chǎng)的大部分份額;

  2)在小型 PLC 領(lǐng)域:以三菱、歐姆龍為代表的日本品牌具有較強(qiáng)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),產(chǎn)品主要應(yīng)用于小型控制系統(tǒng)、機(jī)床和 OEM 設(shè)備;以寶信軟件、匯川技術(shù)、信捷電氣為代表的 PLC 本土品牌也在持續(xù)發(fā)力,依托產(chǎn)品定制、成本、服務(wù)和響應(yīng)時(shí)間等優(yōu)勢(shì)打開(kāi)國(guó)內(nèi)小型 PLC 市場(chǎng),持續(xù)向中大型 PLC 市場(chǎng)進(jìn)軍,不斷提升市場(chǎng)占有率。

  西門(mén)子獨(dú)攬國(guó)內(nèi) PLC 市場(chǎng)近半份額,本土 PLC 廠商市占率不足兩成,可替代空間大。

  據(jù)普華有策數(shù)據(jù)顯示,2020 年國(guó)內(nèi) PLC 市場(chǎng)中西門(mén)子市占率高達(dá) 44.3%,獨(dú)攬近一半國(guó)內(nèi) PLC 市場(chǎng)份額。西門(mén)子的產(chǎn)品多以中大型PLC 為主,依靠自身強(qiáng)大的技術(shù)與行業(yè)實(shí)力,西門(mén)子中大型 PLC 產(chǎn)品能夠持續(xù)獲得較高的毛利率與市場(chǎng)份額,三菱、歐姆龍、羅克韋爾等廠商的市場(chǎng)占有率緊隨其后,產(chǎn)品覆蓋大中小型 PLC。

  國(guó)內(nèi) PLC 市場(chǎng)仍然以外資品牌為主,西門(mén)子、三菱、歐姆龍、羅克韋爾、臺(tái)達(dá)和施耐德六家外資品牌 2020 年在國(guó)內(nèi) PLC 市場(chǎng)的占有率高達(dá)83%,本土 PLC 廠商市占率不足兩成,伴隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)的進(jìn)步,國(guó)產(chǎn)化 PLC 市場(chǎng)市占率有望提升。

PLC.jpg

  我國(guó) PLC 行業(yè)在二十一世紀(jì)后逐步進(jìn)入國(guó)產(chǎn)替代期。

  二十一世紀(jì)之前受限于資金短缺與研發(fā)實(shí)力不足,我國(guó) PLC 行業(yè)起步緩慢,PLC 設(shè)備高昂并主要以進(jìn)口為主,后來(lái)我國(guó)政府逐步出臺(tái)了一系列扶持 PLC 發(fā)展的政策,國(guó)內(nèi) PLC 發(fā)展在二十世紀(jì)末初現(xiàn)曙光。

  二十一世紀(jì)伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)步,一方面PLC 的研發(fā)門(mén)檻逐步降低,另一方面我國(guó)的資金投入與研發(fā)實(shí)力俱增,越來(lái)越多的國(guó)產(chǎn)品牌以小型 PLC 產(chǎn)品為突破口進(jìn)軍 PLC 行業(yè),并以價(jià)格低、定制化、本土化服務(wù)等優(yōu)勢(shì)逐步打開(kāi) PLC 市場(chǎng)。

  自主研發(fā)能力低與產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重是國(guó)內(nèi) PLC 廠商目前面臨的問(wèn)題。

  一方面,國(guó)內(nèi)比較缺乏 PLC(尤其是中大型 PLC)的核心研發(fā)能力,本土的小型企業(yè)目前的創(chuàng)新能力薄弱,存在模仿海外 PLC 的現(xiàn)象,本土大型企業(yè)雖然資金與市場(chǎng)資源較為充足,但是后發(fā)劣勢(shì)對(duì)它們形成了一定約束,缺乏長(zhǎng)期持續(xù)的投入成為國(guó)內(nèi)品牌短板。

  另一方面,國(guó)內(nèi) PLC 產(chǎn)品以技術(shù)含量較低的小型 PLC 產(chǎn)品為主,行業(yè)進(jìn)入門(mén)檻低,業(yè)內(nèi)產(chǎn)品同質(zhì)化情況嚴(yán)重。

  未來(lái)國(guó)內(nèi) PLC 廠商的突破或?qū)⒁蕾囉诠こ處熂t利與本土化服務(wù),隨著本土大型 PLC 企業(yè)的逐步崛起,未來(lái)盈利能力有望逐步提升。

  相較于海外 PLC 廠商,國(guó)內(nèi)的工程師紅利是本土 PLC 品牌的優(yōu)勢(shì)之一,雖然國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)出現(xiàn)了人口老齡化的趨勢(shì),但是得益于人口基數(shù)大、二十世紀(jì)末/二十一世紀(jì)初中國(guó)人口快速增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)的工程師紅利依舊顯著,本土 PLC 廠商有望借助國(guó)內(nèi)工程師紅利,快速實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,搶占市場(chǎng)份額;另外,本土廠商對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)客戶的理解更深刻、產(chǎn)品具備性價(jià)比、服務(wù)響應(yīng)更快速等優(yōu)勢(shì)同樣會(huì)增加本土 PLC 品牌的優(yōu)勢(shì),有望以本土化服務(wù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化 PLC 產(chǎn)品市占率的進(jìn)一步提升;由小型 PLC 轉(zhuǎn)中大型 PLC 是本土品牌的必經(jīng)之路,大型 PLC 有望進(jìn)一步提高公司的盈利水平、增強(qiáng)公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力。


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