中國工業(yè)自動化發(fā)展之我見

行業(yè)30年發(fā)展歷程

　　如果把中國自動化發(fā)展按時間軸線做一個梳理，可以從上世紀90年代開始，大致每10年左右為一個階段，分為三個階段：起步階段、突破階段、定制階段。

　　1、1990-2000年：起步階段

　　當時的中國剛剛經(jīng)歷過十年改革開放的爭議和考驗期，社會趨于穩(wěn)定，一些地區(qū)的經(jīng)濟已經(jīng)開始快速發(fā)展，但整個國家的發(fā)展很不平衡，物資依然處于極度匱乏中。中國是一個農(nóng)業(yè)大國，工業(yè)發(fā)展水平與國外發(fā)達國家相比差距至少30年以上。例如當時全中國的汽車制造企業(yè)的全年產(chǎn)能還不及韓國現(xiàn)代一家企業(yè)產(chǎn)能，可見中國制造業(yè)是多么的落后。

　　在工業(yè)自動化行業(yè)，僅以變頻器這個產(chǎn)品而言，中國當時完全是沒有自己的技術的，當時進入中國市場的外來品牌應該被記住，它們也是推動中國變頻器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的力量：臺灣普傳、日本三肯、日本富士。特別是其中的臺灣普傳，在許多核心城市成立了眾多“普”系企業(yè)，諸如普天、南普、西普等，并且與上海、天津、重慶、西安、天水等科研所合作，對于早期變頻器在中國的推廣應用起到了重要的作用。雖然“普”系由于沒有自主的核心技術，最終被行業(yè)淘汰了，但卻為中國變頻器生產(chǎn)企業(yè)訓練了一批干將，這其中最優(yōu)秀的當屬英威騰。

　　在技術水平落后的狀況下，發(fā)展經(jīng)濟最快的方式是拿來主義，一切都是引進，先進的設備及產(chǎn)品進入國內(nèi)，生產(chǎn)制造的產(chǎn)品又由國外廠商銷售，沒有自主權，沒有核心競爭力，所以說這十年其實只是中國自動化的起步階段而已。

　　“貧瘠的土壤會催生堅強的生命力”，在這個階段，值得寫上一筆的就是華為。    華為電氣率先扛起了國產(chǎn)變頻器的制造大旗，創(chuàng)新思維就是華為的DNA，盡管華為變頻器并沒有在市場大放光芒，但實實在在地起到了變頻器國產(chǎn)化的“黃埔軍?！弊饔?，培養(yǎng)出來一批優(yōu)秀的技術、市場、銷售人才，其中就有如今大放華彩的國產(chǎn)工控企業(yè)匯川。

　　2、2000-2010年：突破階段

　　在這個階段，部分年輕企業(yè)不僅在技術上進行了突破，也走上了企業(yè)快速發(fā)展之路。這十年，我認為他們是真正學到了真經(jīng)，特別是深圳的企業(yè)如匯川、英威騰、蘭海華騰、麥格米特等，開始真正的走上了自主發(fā)展的道路，企業(yè)陸續(xù)上市，有了更廣闊的平臺，同時，具備了核心軟件技術的國產(chǎn)變頻器也進入了一個突飛猛進的時代，市場占有量得到了大幅的提升。這十年還形成了一個良好的行業(yè)生態(tài)，我們看到在產(chǎn)品性能不斷提升的同時，產(chǎn)品的品質(zhì)也與國外品牌幾無差別。

　　3、2010-2020年：個性化定制階段

　　這十年變頻器與國外產(chǎn)品水平已十分接近，雖然客觀來說還未超越，但在應用層面已經(jīng)有了相當多的改進。由于技術軟件的突破，可以根據(jù)客戶需求迅速修改核心算法，實現(xiàn)精準控制和個性化定制。

　　變頻器只是自動化行業(yè)核心部件之一，這30年同時也是中國經(jīng)濟騰飛的30年，制造業(yè)對產(chǎn)品的需求也帶動了變頻器應用市場的發(fā)展，給予國產(chǎn)變頻器企業(yè)更多成長的機會，它是中國自動化行業(yè)30年的發(fā)展的一個縮影，由此讓我們真正地看到了中國自動化行業(yè)的曙光。

行業(yè)現(xiàn)狀探討

　　1、變頻器與伺服行業(yè)現(xiàn)狀

　　還是從變頻器的行業(yè)現(xiàn)狀說起，另外伺服行業(yè)需要著重講一下。

　　我國伺服行業(yè)比變頻器行業(yè)起步要晚，個人理解變頻器與伺服產(chǎn)品的應用在小功率段的作用及功能是有所重疊的，但在大功率段，特別是過百千瓦以上這樣的一些領域，例如風機、水泵行業(yè)，因為慣量大，無法也不需要達到精細，所以變頻器使用更為廣泛。它可以節(jié)能，同時它的最大的功能就是速度可控，在工藝上能夠滿足我們各種各樣控制要求。

　　變頻器應用市場分布情況基本可以按應用功率范圍來劃分：

　　A 7.5KW以下

　　這個范圍的應用量最大，這一段恰恰跟伺服重合率是最高的，而小功率的特別是1.5KW以下的重合率就更高，近幾年國產(chǎn)伺服的制造成本不斷下調(diào)，使得伺服應用大幅上升，所以比變頻器更適合精細控制。

　　B 7.5-75KW

　　如果從產(chǎn)品應用總值來計，這個范圍與大功率變頻器(75KW以上)可以平分秋色。目前國產(chǎn)變頻器與國外相比確實還是有一定差距，如歐美品牌西門子、ABB、丹佛斯等擁有核心技術，他們在很多行業(yè)中仍處于引領位置。

　　C 高壓變頻器

　　國產(chǎn)高壓變頻器目前已發(fā)展的非常出色，有很多高壓變頻器生產(chǎn)企業(yè)如英威騰、匯川、利德華福(已為施耐德收購)、合康等不論從市場占有率還是技術性能已遠遠超過當時的進口產(chǎn)品，國外品牌已不具競爭優(yōu)勢。

　　總結(jié)下來，對于歐美系，如AB，ABB、丹佛斯、施耐德等相對偏高端品牌，由于其品牌領導力，所以目前在高端市場還具一定競爭力，但產(chǎn)品性能及穩(wěn)定性上與國產(chǎn)并無太大差別。所以從變頻器來講，我認為追趕國際品牌的時間不會很長。而變頻器的差距正在逐步縮小，我個人認為到2030年變頻器行業(yè)可以與進口品牌距離拉平，因為國產(chǎn)企業(yè)掌握了核心軟件的編寫，技術上已經(jīng)很成熟。

　　而伺服產(chǎn)品，雖然小功率段國產(chǎn)企業(yè)進步很快，但縱觀整個行業(yè)，還有很長的路需要走。從應用角度來講，伺服可分為三個層級，底端是國產(chǎn)伺服，中間層級是日系伺服，歐美系伺服屬于高端層級。而其中市場占有率最大的則屬日系產(chǎn)品，特別是精細控制無高端要求的情況下，日系產(chǎn)品市場占有率非常大，國產(chǎn)與日系品牌相比還有距離，其地位尚不足以撼動。由于伺服系統(tǒng)中包含驅(qū)動、電機、編碼器等，特別是編碼器，目前技術與國外相比還有一個質(zhì)的差別。雖然現(xiàn)狀如此，但是國產(chǎn)企業(yè)依然全力追趕，特別是匯川，2021年伺服銷量已達到全國第一。

　　2、文化自信

　　企業(yè)最重要的核心競爭力，那就是創(chuàng)新能力，這個創(chuàng)新力不僅是技術上的超越，還要有行業(yè)引領的能力，保持不被其他企業(yè)超越的能力。我相信中國企業(yè)可以做到，特別處在當下時代。為什么呢?我認為最重要的是文化自信。

　　這種文化自信是中國文化中特有的，不會消亡，幾千年傳承。不論在何時何地，中國人的勤勞智慧，會把一件事情做到極致，而短短30余年的中國自動化發(fā)展史，很多產(chǎn)業(yè)從無到有，技術上一直被限制和封鎖，卻都憑借中國獨有的文化及制度創(chuàng)造出來，以下列舉幾項：

　　高鐵：目前中國高鐵無論在軟件技術上還是硬件機車制造上都屬于全球領先，而且由于中國復雜的鐵路建設，其先進的管理系統(tǒng)也是可圈可點。每天都有幾千列高鐵在全中國運行，如何進行高效準確的時間、速度、位置監(jiān)控，這些無處可學，全部都是中國人自主設計研發(fā)。

　　電力：中國有全球最大、最密的電網(wǎng)，發(fā)電量全球首位，但卻很少聽說有因線路老化引起的災害，這些有賴于我們國家獨有的管理制度，由于電網(wǎng)由國家管理，基本上不超過五年就會進行改造力度很大的電網(wǎng)改造。20年前，我國的高壓輸電線路技術尚處于落后地位，但這近20年卻以驚人的速度在發(fā)展，國家組織攻關如斷路器、接觸器等核心元器件，使得這些卡脖子技術成為歷史，目前我們國家發(fā)電及輸配電可以自豪得說為世界頂級，甚至在偏遠人煙稀少的山區(qū)依然能看到中國電網(wǎng)的架設，這就是國力強盛的一種向征。電力行業(yè)不論是何種發(fā)電形式，傳統(tǒng)水電、火電，包括新能源中的風電、光伏、核電總裝機量及發(fā)電量都處于世界領先地位，所以中國的能源管理系統(tǒng)、輸配電管理系統(tǒng)、發(fā)電量、電網(wǎng)安全已經(jīng)超越其他國家。

　　另外還有冶金、造船等行業(yè)，也都已經(jīng)走在了世界前列，這些行業(yè)高速發(fā)展其實都與自動化息息相關，之所以能讓這些大的領域取得超越性的進步，我個人認為主要得益于計算機技術的發(fā)展，它使得我們各行業(yè)的追趕速度更快，這就是時代賦予了中國自動化行業(yè)機遇。

科普舉例

　　1、自動化

　　自動化是人類有史以來的追求，簡單來說，就是機器代替了人類的手工作業(yè)方式.而工業(yè)自動化是在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用自動控制、自動調(diào)整裝置，用以代替人工。

　　2、數(shù)字化

　　數(shù)字化實際上是自動化的概念的更進一步提升，把很多控制動作用數(shù)字來進行描述、提煉。大家經(jīng)常見到的數(shù)字化例如辦公管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計;氣象預報通過大量的數(shù)據(jù)運算及分析得到預測結(jié)果等.工業(yè)領域數(shù)字化最明顯標志為二進制代碼，引入機算機內(nèi)部,進行統(tǒng)一處理.反映在我們工控領域最簡單的就是開關，開和關是兩種狀態(tài)，假設開是1關是0.那么數(shù)字化語言就是0101.眾多開關組成后進行串聯(lián)或并聯(lián)，就形成了一個完整的控制程序。

　　3、信息化

　　信息化則又是在自動化、數(shù)字化的一個擴展和延伸，在人類無法看到的空間里邊，存在著大量的暗物質(zhì)，如磁場、電場等，其實它們都承載著信息的傳輸,信息化的發(fā)展得益于互聯(lián)網(wǎng)及通信業(yè)發(fā)展。

　　4、智能化

　　智能化的核心就是可視性，它的加入使智能化成為現(xiàn)實。我們舉一個很簡單的例子，比如說工廠用AGV，當它遇到障礙物時，它可以感知到，并且做出判斷如何繼續(xù)行進，這其中就是依靠了一個視覺傳感器。視覺技術讓智能化實現(xiàn)了革命性進步;而另一個智能化的標志則是自學習功能，可以象人類一樣具有智慧判讀。

　　PLC：即可編程序控制器，它是自動化最基礎同時也最具代表性的一個設備。預先把程序編寫好，使設備能按照程序去工作。但是PLC僅僅是一個設備，它不具備自判斷能力，目前國產(chǎn)品牌較多涉入小型PLC，大型PLC依然還是西門子、三菱、歐姆龍、AB、ABB等國外品牌在引領。

　　DCS：分散控制系統(tǒng)(離散控制系統(tǒng))，它可以把很多控制任務分布在末端，然后把這些末端連接起來進行集中控制，目前特別廣泛使用在電力、化工工廠系統(tǒng)。DCS的每一個末端都會用到PLC，由軟、硬件構(gòu)成，目前國產(chǎn)品牌發(fā)展很快，其中市場占有率最大的國產(chǎn)企業(yè)北京和利時和浙大中控，不論市場應用、還是軟件開發(fā)、硬件制造、運行穩(wěn)定性等方面均超過國外如羅克韋爾、西門子、三菱、富士等。

　　SCADA：監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這個系統(tǒng)應用面更為寬廣，其中包含了多種設備，其中就有上述所講的PLC及DCS系統(tǒng)，它的最大的優(yōu)勢在于充分利用現(xiàn)代通訊業(yè)的發(fā)展，使其成為一個大型的行業(yè)頂端控制系統(tǒng)。

行業(yè)展望

　　1、軟件開發(fā)尚有差距

　　我們中國目前有很多進步飛快的領域，如家電、手機等產(chǎn)品制造業(yè)已躍居全球首位，但高尖端核心技術的缺乏，卻也掣肘了很多企業(yè)的發(fā)展，2021年的芯片荒就很尖銳地凸顯了這個問題。我國在上世紀80年代實行改革開放政策，雖然快速地發(fā)展了經(jīng)濟，但在“世界有分工，科學無國界”的思想影響下，錯過了關鍵技術的研發(fā)和掌握的大好時機。近20年，我國高校研究機構(gòu)逐步走上正軌，培養(yǎng)出一大批工業(yè)自動化領域人才，但由于起步晚，自動化軟件的開發(fā)設計與國外差距依然較大，軟件平臺的開發(fā)不是一蹴而就的事情，還有很長的路要走。

　　2、自主創(chuàng)新

　　我國具備競爭力的高端自動化產(chǎn)品處于弱勢,在數(shù)字化、智能化、標準化等方面與國外先進技術尚有很大差距，主要原因是工業(yè)自動化系統(tǒng)創(chuàng)新力相對低下，自主知識產(chǎn)權匱乏，國內(nèi)工控企業(yè)必須要直面現(xiàn)實，但同時我們也很欣喜地看到國產(chǎn)工控企業(yè)已經(jīng)有強烈認知并逐年增加在產(chǎn)品研發(fā)方面的投入，特別從部分上市企業(yè)的財報中可以看到研發(fā)費用不斷上升，自主創(chuàng)新會越來越成為企業(yè)發(fā)展重心。

　　3、國產(chǎn)品牌行業(yè)影響力日益增強

　　近20年的發(fā)展，已有一批國產(chǎn)工控企業(yè)異軍突起，在技術與市場占有率上與國外品牌并列甚至超越，在未來20年，還會有更多的企業(yè)崛起并與國外品牌并駕齊驅(qū)。

　　著名品牌與普通品牌相比擁有更多的品牌溢價、知名度和忠誠度，在經(jīng)濟上能獲取更多更穩(wěn)定的收益，但是樹立和提升品牌影響力，企業(yè)需要較長時間的積淀。目前中國已有一些優(yōu)秀的國產(chǎn)品牌展露了頭角，只要持續(xù)重視技術創(chuàng)新、提高企業(yè)素質(zhì)，相信未來一定會有更多如華為一樣具有品牌影響力的企業(yè)涌現(xiàn)。

　 4、智能化飛速發(fā)展

　　得益于計算機技術和通訊技術的發(fā)展，中國工業(yè)企業(yè)智能化將會得到飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術與制造技術融合，將會在制造業(yè)產(chǎn)生重要作用;機器人和柔性生產(chǎn)線的大量使用，將提高產(chǎn)品品質(zhì)和作業(yè)安全，同時也會應對人力短缺及用工成本上升等問題;而3D技術的推出，使得很多機械設備的制造及機械零件的制造更加快捷，極大地縮短了研發(fā)時間，更加快速地助力中國制造業(yè)的成長。

后記：中國工業(yè)自動化的發(fā)展成熟其實還有很長的一段路要走，部分行業(yè)的全球化領先不能盲目狂歡，在很多細分行業(yè)缺乏創(chuàng)新力，軟件開發(fā)及相關人才薄弱，企業(yè)品牌影響力不足，還需要更多如華為這樣的引領型企業(yè)崛起，這些都需要腳踏實地去做。2020年中國政府“雙碳”目標的提出，給中國制造業(yè)送來一個巨大的時代機遇，如何抓住機遇，創(chuàng)造未來是我們國產(chǎn)工控企業(yè)都要冷靜思考的問題。

　　作為一位工控老將，申總一直關注中國工控企業(yè)發(fā)展，對現(xiàn)狀：他清醒認知不足并直言指出;對發(fā)展：他對國產(chǎn)企業(yè)充滿信心與希望，在他平和的外表下是滿滿的中國文化自信與行業(yè)情懷。在申總看來：中國工控行業(yè)與國外品牌并駕齊驅(qū)的時代并不遙遠，生逢盛世，未來可期!

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