工業(yè)自動化設(shè)備行業(yè)市場突圍戰(zhàn)略研究報告

工業(yè)自動化設(shè)備行業(yè)市場突圍戰(zhàn)略研究報告

雖然近年來我國機械工業(yè)展現(xiàn)出全球矚目的規(guī)模發(fā)展優(yōu)勢，質(zhì)量效益也有所提升，但與工業(yè)發(fā)達國家的水平差距依然較大，也沒有同新興市場國家形成明顯市場競爭優(yōu)勢。由于部分關(guān)鍵核心技術(shù)缺失，品牌影響力不強，我國機械工業(yè)總體處于全球產(chǎn)業(yè)鏈的中低端，國際競爭力不強、后勁不足的問題仍需充分重視。深化實施品牌戰(zhàn)略，培育機械工業(yè)優(yōu)質(zhì)品牌產(chǎn)品，提升產(chǎn)品的形象和市場競爭力。以提高制造業(yè)質(zhì)量和效益、推動質(zhì)量變革為目標，加強全面質(zhì)量管理，深入實施質(zhì)量提升行動，推進增品種、提品質(zhì)、創(chuàng)品牌，不斷提高產(chǎn)品和服務(wù)的科技人文含量，提高產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量。提高企業(yè)質(zhì)量主體責(zé)任意識，推行先進的質(zhì)量管理方法及理念，健全企業(yè)全過程質(zhì)量管理。強化精益生產(chǎn)理念、倡導(dǎo)工匠精神，培養(yǎng)一批專業(yè)、專心、專注的專家和技術(shù)工人，深耕細作、精益求精。加強行業(yè)公共質(zhì)量技術(shù)服務(wù)平臺建設(shè)，大力加強關(guān)鍵整機和零部件可靠性、系統(tǒng)集成可靠性的研究。高端裝備行業(yè)利潤水平的變動趨勢及變動原因歷經(jīng)多年發(fā)展，我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，工業(yè)自動化控制市場規(guī)模亦較為可觀。近年來，隨著國內(nèi)人口紅利帶來的低廉勞動力成本優(yōu)勢逐漸消退，勞動力相對自動化的性價比逐漸減弱，因此長期來看我國制造業(yè)亟需產(chǎn)業(yè)升級，將催生廣闊的工控自動化產(chǎn)品及服務(wù)需求，工業(yè)自動化控制行業(yè)面臨著良好的發(fā)展機遇。與此同時，可能對行業(yè)利潤水平產(chǎn)生影響的因素包括但不限于：（1）原材料中功率模塊、中低壓電器件、殼體及鋼材、銅材、永磁材料等價格的頻繁波動將對行業(yè)利潤水平產(chǎn)生重大影響；（2）行業(yè)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)品競爭力、產(chǎn)品市場競爭程度、經(jīng)營管理水平亦將對行業(yè)利潤水平產(chǎn)生重大影響。高端裝備行業(yè)產(chǎn)業(yè)，業(yè)態(tài)，模式發(fā)展趨勢（一）高端裝備行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型近幾年來，大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算、工業(yè)5G等技術(shù)迅猛發(fā)展，催化了工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字化進程，而數(shù)字化進程的不斷推進為工業(yè)自動化企業(yè)帶來新的機遇和更多的選擇，其能夠滿足客戶的差異化需求、縮短產(chǎn)品時間，同時數(shù)字化可以提高生產(chǎn)柔性與生產(chǎn)力，催生新的商業(yè)模式。數(shù)字化轉(zhuǎn)型為建立全新的數(shù)據(jù)驅(qū)動型業(yè)務(wù)模式鋪平了道路，是未來發(fā)展的必然之勢。（二）高端裝備行業(yè)平臺化模式歐美大型工業(yè)自動化企業(yè)歷來重視平臺化發(fā)展，例如采用同一技術(shù)平臺開發(fā)針對不同層級不用應(yīng)用的產(chǎn)品，同時不同層級之間的設(shè)備采用通訊協(xié)議進行有效連接。近年來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物，日益成為新工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐和深化互聯(lián)網(wǎng)+先進制造的重要基石，亦推動了各大工控廠商推進平臺化模式發(fā)展。（三）高端裝備行業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)商向解決方案提供商轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)模式下工控廠商多為產(chǎn)品供應(yīng)商（即設(shè)備制造商），而系統(tǒng)集成需由集成商完成，隨著制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)的不斷提高，設(shè)備制造廠商可以通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)遠程獲得設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，提供全生命周期的設(shè)備診斷、系統(tǒng)預(yù)防性維護等服務(wù)，進而可以提供整體系統(tǒng)解決方案。現(xiàn)階段市場競爭已從過去產(chǎn)品的競爭向整體解決方案的咨詢和搭建過渡，近年來以外資巨頭為首的自動化廠商紛紛力推解決方案，甚至推出上升到企業(yè)戰(zhàn)略級別的運營咨詢服務(wù)，例如Siemens推出能源行業(yè)解決方案，施耐德推出鋼鐵行業(yè)解決方案等，因此，從設(shè)備供應(yīng)商向解決方案提供商轉(zhuǎn)變是工業(yè)自動化控制行業(yè)未來發(fā)展趨勢。外貿(mào)規(guī)模持續(xù)增長2020年，我國機械工業(yè)累計實現(xiàn)進出口總額超過7800億美元，比2015年增長17．7%。其中進口超過3100億美元、出口超過4600億美元，分別比2015年增長14．4%、20．1%。2020年機械工業(yè)累計實現(xiàn)貿(mào)易順差近1500億美元，比2015年增長34．6%。十三五期間，我國機械工業(yè)貿(mào)易順差占全國外貿(mào)順差的比重大幅增長，由2015年的18．7%增至2020年的27．9%，上升9．2個百分點。加工貿(mào)易在機械工業(yè)出口中所占的比重持續(xù)下降，一般貿(mào)易占比持續(xù)上升，由2015年的60．5%增至2020年的67．0%。2019年，民營企業(yè)出口占機械工業(yè)出口總額的46．9%，首次超過三資企業(yè)成為機械工業(yè)對外貿(mào)易出口的主力軍，在機械工業(yè)外貿(mào)出口中的重要地位不斷提高。2035年遠景目標到2035年，我國機械工業(yè)綜合技術(shù)實力大幅提升，進入全球機械制造強國陣營中等水平。行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)實現(xiàn)重大突破，優(yōu)勢行業(yè)形成創(chuàng)新引領(lǐng)能力;行業(yè)整體擺脫基礎(chǔ)支撐能力弱的局面，在核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、先進基礎(chǔ)工藝及裝備、基礎(chǔ)工業(yè)軟件、專用生產(chǎn)及檢測設(shè)備等方面實現(xiàn)突破發(fā)展;形成具有更強創(chuàng)新力、更高附加值、更安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，部分主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)進入全球價值鏈中高端，培育一大批具有創(chuàng)新能力和國際競爭力的骨干企業(yè);融合發(fā)展取得顯著成效，智能制造、綠色制造和服務(wù)型制造全面普及，基本建成機械工業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系。轉(zhuǎn)型升級步伐加快（一）智能制造發(fā)展迅速企業(yè)對智能化發(fā)展的內(nèi)生動力增強，數(shù)字化制造已在機械各領(lǐng)域大范圍推廣應(yīng)用，機器人應(yīng)用已覆蓋國民經(jīng)濟130多個行業(yè)中類。電工行業(yè)截至2019年已實施智能制造專項70余個，涉及發(fā)電設(shè)備及輸變電設(shè)備等重點領(lǐng)域，涵蓋高、中、低壓多個等級，基本實現(xiàn)了對電器工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的覆蓋。工程機械骨干企業(yè)相繼構(gòu)建了自身的數(shù)字化研發(fā)體系、管理體系和服務(wù)體系，推動了研發(fā)、管理與服務(wù)的升級。部分農(nóng)機企業(yè)通過應(yīng)用管材激光切割機、焊接機器人、環(huán)保涂裝生產(chǎn)線等先進設(shè)備，提高了加工制造能力，保證了產(chǎn)品一致性。在鑄造行業(yè)，很多規(guī)模以上企業(yè)已采用自動化生產(chǎn)線，部分企業(yè)建成了數(shù)字化生產(chǎn)車間，少數(shù)企業(yè)走在了智能鑄造領(lǐng)域的前沿，如發(fā)動機缸體數(shù)字化車間、砂型3D打印智能工廠等，并通過智能制造典型示范項目逐步總結(jié)出行業(yè)細分領(lǐng)域成熟模式，引領(lǐng)其它企業(yè)實施智能化改造。（二）服務(wù)型制造快速發(fā)展在用戶的個性化需求、降本增效、提高盈利的期望驅(qū)動下，一批機械企業(yè)緊抓發(fā)展機遇，向產(chǎn)品+服務(wù)的方向發(fā)展，提供越來越多的高附加值服務(wù)，工業(yè)設(shè)計、融資租賃、節(jié)能服務(wù)、信息技術(shù)服務(wù)等生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)逐步壯大。工程機械重點企業(yè)大力推進由工程機械到工程機械+的轉(zhuǎn)型，向主機、服務(wù)、配件、租賃、大修等全方位價值鏈經(jīng)營轉(zhuǎn)變。電工行業(yè)部分骨干企業(yè)憑借長期專注技術(shù)研發(fā)能力和齊全的產(chǎn)品鏈優(yōu)勢，整合設(shè)計、研發(fā)、制造等資源，提供一體化產(chǎn)品解決方案和工程服務(wù)，積極開展國內(nèi)外的工程總承包（EPC）項目。一些優(yōu)秀風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)積極拓展下游風(fēng)電場投資業(yè)務(wù)，形成風(fēng)機全生命周期管理能力，業(yè)務(wù)鏈條已經(jīng)延伸到風(fēng)電場的開發(fā)、投資、建設(shè)、運營等環(huán)節(jié)。（三）發(fā)展?jié)u成共識十三五以來，綠色發(fā)展理念逐漸深入人心，綠色制造在機械各行業(yè)積極推廣，取得了顯著成效。隨著電機、變壓器、鍋爐等通用設(shè)備能效提升行動的實施，高效裝備市場占比不斷提升，新增變壓器中高效變壓器占比已由2015年的12%大幅提高至46%。一批風(fēng)機、泵、壓縮機等制造企業(yè)大力開發(fā)節(jié)能產(chǎn)品，面向建材、冶金、紡織等工業(yè)領(lǐng)域通用機械產(chǎn)品存量市場，采用租賃、合同能源管理等多種方式對在用高耗能產(chǎn)品進行節(jié)能改造，提供節(jié)能減排系統(tǒng)解決方案。內(nèi)燃機整機再制造企業(yè)已形成具有特色的發(fā)展模式，尤其是部分試點示范企業(yè)持續(xù)投入使再制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，初步形成了高效的回收體系和運營模式。傳統(tǒng)的鑄造產(chǎn)業(yè)正逐步撕掉臟亂差的標簽，一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)通過機器人代替人工操作，生產(chǎn)效率和質(zhì)量明顯提升，型砂使用減少，能耗和排放大幅降低，車間環(huán)境也得到明顯改善。2015年至2019年中國機械工業(yè)聯(lián)合會重點聯(lián)系企業(yè)的萬元產(chǎn)值綜合能耗值能下降了34%，年均下降近10%。研發(fā)能力有所增強十三五時期，我國機械工業(yè)堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系進一步加強。2016-2020年，共分3批批準建設(shè)機械工業(yè)工程研究中心和重點實驗室48家，其中工程研究中心24家，重點實驗室23家，創(chuàng)新中心1家。截止至2020年底，已掛牌運行和正在籌建的創(chuàng)新平臺241家，為加快提升我國機械工業(yè)技術(shù)研發(fā)和工程化試驗?zāi)芰Αf(xié)同創(chuàng)新水平、促進我國機械產(chǎn)品在國內(nèi)外市場形成競爭優(yōu)勢，切實發(fā)揮了重要作用。2016年至今，面向制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展重大需求的國家制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)迅速推進。截至2020年底，已論證通過和啟動建設(shè)17家國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，其中機械行業(yè)就有7家，分別為國家動力電池創(chuàng)新中心、國家增材制造創(chuàng)新中心、國家機器人創(chuàng)新中心、國家智能傳感器創(chuàng)新中心、國家輕量化材料成形技術(shù)及裝備創(chuàng)新中心、國家農(nóng)機裝備創(chuàng)新中心以及國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心等。高端裝備行業(yè)的區(qū)域性變頻調(diào)速一體機、專用變頻器、特種電機、電氣控制及供電產(chǎn)品屬于工業(yè)自動化領(lǐng)域電氣傳動與控制設(shè)備，其廣泛應(yīng)用于煤炭開采、油氣鉆采、工程機械、港口、冶金、船舶及水泥等行業(yè)，因此，其行業(yè)的區(qū)域性與其下游應(yīng)用行業(yè)的區(qū)域性緊密相關(guān)。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)行業(yè)向煤炭開采、油氣鉆采、工程機械等需應(yīng)對復(fù)雜工作環(huán)境的客戶提供變頻調(diào)速一體機、專用變頻器、特種電機以及電氣控制及供電產(chǎn)品等高端智能裝備，涵蓋了工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制層、驅(qū)動層及執(zhí)行層，因此細分行業(yè)是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)。（一）工業(yè)自動化控制系統(tǒng)簡介工業(yè)自動化控制是指運用控制理論、儀器儀表、計算機和信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，從而達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的。而工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是指利用工業(yè)自動化控制技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)過程及其機電設(shè)備、工藝裝備進行檢測與控制的工業(yè)自動化技術(shù)工具的總稱，屬于工業(yè)控制系統(tǒng)的重要組成部分。根據(jù)國際自動化協(xié)會起草的ISA-99/IEC62443標準，工業(yè)控制系統(tǒng)是指一個包括人員、硬件以及軟件，能夠?qū)I(yè)過程的安全性、可靠性造成影響的集合，通常具有測量、比較、計算和矯正四個功能，由傳感器、轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器、控制器以及執(zhí)行器五個部件完成。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)包含的細分產(chǎn)品種類繁多，通常可以從功能上劃分為控制層、驅(qū)動層和執(zhí)行層，其中控制層主要負責(zé)理解與下達指令，一般包括PLC、DCS、HMI等控制元件；驅(qū)動層主要進行電信號的識別與傳導(dǎo)，一般包括變頻器、伺服驅(qū)動器等驅(qū)動器；執(zhí)行層負責(zé)執(zhí)行指令，包括各類驅(qū)動電機與配套元件等。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)自動化、柔性化、數(shù)字化、智能化的基礎(chǔ)手段，是高端制造裝備不可或缺的重要組成部分，是發(fā)展先進制造技術(shù)的關(guān)鍵，是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的重要基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于采礦、油氣、機床、風(fēng)電、紡織、交通運輸、電源等行業(yè)。（二）工業(yè)自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈情況工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的上游主要是半導(dǎo)體元器件、電子元器件、鋼材以及結(jié)構(gòu)件等，行業(yè)下游涉及的領(lǐng)域較多，包括OEM型的電子設(shè)備制造、包裝、電梯等，以及項目型的電力、石化、油氣、冶金、市政等領(lǐng)域。除部分核心零部件外，上游行業(yè)的供應(yīng)情況對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的影響總體較小。上游行業(yè)基本屬于市場自由化競爭階段，雖然受供求關(guān)系等因素的影響，原材料和零部件在價格上出現(xiàn)一定程度的波動，但涉及工業(yè)自動化相關(guān)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)發(fā)展較為充分、技術(shù)較為成熟、產(chǎn)品供應(yīng)較為穩(wěn)定，因此工業(yè)自動化控制系統(tǒng)企業(yè)可以通過調(diào)整產(chǎn)品價格，合理控制庫存等措施轉(zhuǎn)移部分原材料、零部件價格波動的風(fēng)險。下游行業(yè)的市場需求情況對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的影響較為顯著。下游行業(yè)需要的自動化設(shè)備種類繁多、型號規(guī)格各異，因此對下游行業(yè)具有高度依賴性的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)也多為非標定制化產(chǎn)品。下游行業(yè)對自身自動化水平重視程度的高低對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品的需求起到關(guān)鍵作用。（三）細分行業(yè)電氣傳動系統(tǒng)行業(yè)工業(yè)領(lǐng)域的自動化需要依賴于機械系統(tǒng)。機械系統(tǒng)通常由原動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)組成，其中原動力系統(tǒng)為機械系統(tǒng)的運動提供基本動力，執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行機械的具體功能，傳動系統(tǒng)負責(zé)動力和運動的傳遞，執(zhí)行系統(tǒng)與原動力系統(tǒng)不論運動方式，還是結(jié)構(gòu)形式上，都存在一定差異，所以一些時候會出現(xiàn)原動力系統(tǒng)動力輸出無法滿足執(zhí)行系統(tǒng)工作要求的情況。因此，機械系統(tǒng)運行中需要傳動系統(tǒng)將原動力系統(tǒng)提供的運動和動力進行轉(zhuǎn)換，并將其傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)，使執(zhí)行系統(tǒng)正常運作，實現(xiàn)機械系統(tǒng)功能。機械系統(tǒng)的傳動方式主要分為機械傳動、流體傳動以及電氣傳動，電氣傳動由于其精確度高、環(huán)保節(jié)能、節(jié)約成本等優(yōu)勢，得到廣泛應(yīng)用。電氣傳動是指利用電動機把電能轉(zhuǎn)換為機械能，來帶動各種類型的生產(chǎn)機械、交通工具等。而電氣傳動系統(tǒng)（又稱作電力拖動系統(tǒng)）是電動機作為原動機的傳動系統(tǒng)的總稱，其可以通過對電動機進行合理有效的控制，實現(xiàn)生產(chǎn)機械的起動、停止、速度、位置調(diào)節(jié)，從而滿足各項生產(chǎn)工藝的要求。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，電氣傳動系統(tǒng)是實現(xiàn)自動化控制的重要組成部分，被廣泛運用于冶金、機械、輕工、礦山、港口、石化等行業(yè)，對于提升生產(chǎn)效率、節(jié)能和環(huán)保發(fā)揮著重要作用。電氣傳動系統(tǒng)包括三部分：控制部分、功率部分和電動機，三者構(gòu)成一個整體，完成能量轉(zhuǎn)換并滿足特定機械所需的運動特征。利用變頻器進行調(diào)速具有精度高、啟動能耗低、占地少、功能豐富、操作簡便、通用性強、易形成閉環(huán)控制等特點，目前被認為是理想的調(diào)速方案，代表著電氣傳動的發(fā)展方向。變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可變的適合交流電機調(diào)速的電力電子變換裝置。其能夠通過內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，從而可以根據(jù)電機的實際需要來提供相應(yīng)的電源電壓，進而達到調(diào)速的目的；另外，變頻器還有很多保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻調(diào)速技術(shù)飛速發(fā)展，變頻器已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個行業(yè)，促進了節(jié)能改造，提高了工業(yè)電氣傳動水平。根據(jù)使用場合的不同，變頻器一般可分為通用變頻器和專用變頻器。通用變頻器即適用于所有負載的變頻器，可滿足一般條件下機械系統(tǒng)的電氣傳動，在紡織設(shè)備、冶金風(fēng)機水泵、市政鍋爐以及水泥、陶瓷、玻璃生產(chǎn)線等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛；專用變頻器系因部分領(lǐng)域工作環(huán)境復(fù)雜，對變頻器性能參數(shù)具有特殊要求，故應(yīng)運而生的。例如在煤炭開采領(lǐng)域，因井下開采環(huán)境常見瓦斯、煤塵等易燃易爆氣體，需對變頻器進行隔爆設(shè)計，使之具備防爆性能，避免因變頻器在使用過程中變熱、打電火花等原因造成爆炸。變頻器應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域解決了兩大難題，一是便于實現(xiàn)自動控制；二是實現(xiàn)節(jié)能降耗。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷推廣，其重要性日益得到重視，未來隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，將面臨良好的行業(yè)發(fā)展機遇。以往變頻器用于電氣傳動系統(tǒng)，一般采用電動機與變頻器分離的方式，存在占地面積大、諧波干擾大以及電磁污染強等問題，因此以行業(yè)核心產(chǎn)品變頻調(diào)速一體機為代表的，變頻器與電動機的一體化逐漸引領(lǐng)技術(shù)潮流。高端裝備行業(yè)的周期性變頻調(diào)速一體機、專用變頻器、特種電機、電氣控制及供電產(chǎn)品屬于工業(yè)自動化領(lǐng)域電氣傳動與控制設(shè)備，其廣泛應(yīng)用于煤炭開采、油氣鉆采、工程機械、港口、冶金、船舶及水泥等行業(yè)，與下游行業(yè)的發(fā)展趨勢具有較高的一致性，而下游行業(yè)的發(fā)展與國家宏觀經(jīng)濟形勢及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整存在明顯的同步效應(yīng)，因此，行業(yè)存在一定的周期性。高端裝備行業(yè)基本情況目前高端裝備在