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工业自动化——智能制造的“明珠


在《中日制造产业系列报告之一—从日本高端制造看中国制造升级》报告中,我们回 顾了日本制造业的发展历史及其市场表现,日本为我国提供了宝贵经验。中日都以制造“硬 科技”为核心竞争力,且目前中国正处于制造业崛起的阶段,在国内市场充足需求的支撑 下,预计我国制造业先“国产替代”,后依赖“效率优势”出海。结合日本经验,我们梳 理出我国制造中最“长坡厚雪”的几大领域:工业自动化、电气设备、通信设备、半导体 等。本报告围绕工业自动化,将从产业链视角来看国产替代,并结合日本经验筛选核心环 节的优质公司。我们首先将重点梳理工业自动化主要环节,聚焦主要产业链中的优质公司


工业自动化:国产化率有望进一步提升

工业自动化,又称工业控制自动化(工控自动化),是指将自动化技术运用在机械工 业制造环节中,实现自动加工和连续生产,提高机械生产效率和质量,释放生产力的作业 手段。工业自动化的发展依赖于信息技术、计算机技术和通信技术的深度融合,自动化技 术在很大程度上扭转了传统作业模式,加速了传统工业技术改造。工业自动化上游行业是 电力电子元器件,下游行业主要包括 OEM(代工)型市场和项目型市场。


通过需求动力的不同来源,全球工业自动化发展历程可以分为以下三个阶段:第Ⅰ阶 段(40 年代-60 年代初):此阶段主要为单机自动化阶段,市场上各种单机自动化加工设 备涌现,并不断扩大应用和向纵深方向发展,典型成果和产品包括硬件数控系统的数控机 床。第Ⅱ阶段(60 年代中-70 年代初期):此阶段主要以自动生产线为标志,在单机自动 化的基础上,各种组合机床、组合生产线出现;同时,软件数控系统出现并用于机床,CAD、 CAM 等软件开始用于实际工程的设计和制造中。第Ⅲ阶段(70 年代中期-至今):20 世 纪 70 年代初期,美国学者首次提出 CIM 概念,CIM 是一种实现集成的相应技术,即把分 散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体,而作为实现集成的相应技术,并行工程 自 20 世纪 80 年代末期开始应用和活跃于自动化技术领域,并将进一步促进单元自动化技 术的集成,该阶段的典型成果和产品包括 CIMS 工厂和柔性制造系统(FMS)等。


政策扶持有望进一步推动内资企业克服技术壁垒,国产替代率有望进一步提升。要突 破对海外进口的依赖,最关键的仍然是要鼓励民营企业加大研发投入,进军高精尖智能制 造设备领域。2021 年 1 月 23 日,财政部、工业和信息化部联合印发《关于支持“专精特 新”中小企业高质量发展的通知》,启动中央财政支持“专精特新”中小企业高质量发展 政策。除此之外,“十四五智能制造规划”和智能制造 2025 等政策中均有相关内容支持工 业自动化发展。随着工业自动化政策扶持力度的进一步加大,工业自动化高精尖技术有望 得到突破,受制约的细分行业国产化率有望进一步提升。


工业自动化产业链零部件数量众多,各部分市场规模和增速差异较大。具体来看,低 压变频器、伺服电机、减速器、传感器和过程仪表价值量较高;分环节来看,控制系统和 执行系统规模较大。工业自动化市场规模总体保持上升趋势,中国 2021 年市场超过 2000 亿元,为排除疫情造成的影响,我们选取 2021 年和 2019 年的指标进行对比发现,国内工 业自动化市场规模 CAGR 超过 30%,整体市场规模增长较快。


智能制造是工业自动化发展的方向,它将概念更新升级,并扩展到了柔性化、网络化、 智能化和高度集成化的范围。智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一种由智能机 器和人类与家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活劢,诸如分 析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地 取代人。智能制造在物理空间的主要载体是工业自动化,在信息空间的主要载体是工业互 联网,而三者在工厂智能化的实践过程中又相互交织。工业自动化及其相关技术和设备构 成了智能制造的基础,工业互联网通过存储、加工和处理生产过程中的各种数据和信息, 构建了 IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)和 SaaS(软件即服务)的解决方 案层级,并通过指令与控制系统和设备系统相交互,完成智能生产指令和反馈。


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