現如今,工廠自動化解決方案已幾乎滲透到每個生產環節,決定了全球工業的發展步伐。同時,新興的高科技(例如人工智能、增強現實或5G網絡)也對工業自動化產生了影響,工業4.0和物聯網的日益普及迫使制造商們不斷優化他們的產品。
據財富商業洞察報告顯示,2020年,全球工廠自動化行業比疫情爆發前下滑了6.5%。
Interact Analysis的一項調研數據顯示,運動自動化行業在2021年將增長21.6%,2022年將增長9.1%,預計未來4-5年,每年平均增長5.5%。
工業物聯網的快速采納使得對自動化控制系統的需求持續上漲。
2021年,全球新增工業機器人達到517,385臺,比去年增長31%。
通過使用智能化生產基礎設施,自動化能夠實現高效生產和物料管理。各產業正引入工業自動化和控制系統以提高生產效率,降低勞動力成本。此外,工業4.0的來臨引發了對新系統和擴展網絡架構的快速采用,預計這將提供巨大的市場增長機會。
疫情后的快速恢復
疫情期間,工廠臨時停工、生產受阻、旅行和商務會議可能性減少,這些因素對全球行業造成了嚴重影響。加之市場上原材料和勞動力短缺,供應鏈中斷,大部分行業的產量下降。工業自動化行業在所有主要市場也經歷了一段低迷期。據財富商業洞察報告顯示,2020年全球經濟比疫情爆發前一年下降了6.5%。
然而,事實很快證明,自動化是保護員工免受新冠病毒感染、維持企業生產的有效途徑。前述報告顯示,全球工廠自動化市場價值迅速回歸增長軌道。2021年,這一數據僅為1920億美元,而到了去年已經接近2060億美元。預計到2029年,全球工廠自動化市場規模將達到大約3600億美元,年均增長率為9.8%。
自動化系統的范圍從小型、通常獨立的組件到位于生產車間的互聯大型工作子組件。通常情況下,每個系統都是針對特定任務單獨設計的。這導致工業自動化市場難以準確量化。另一個問題是它的許多組件已成功應用于其他領域,例如樓宇自動化或醫療領域。
市場結構
現如今,各制造業對工業自動化產品的需求不斷上升。然而,最大的需求仍然來自汽車、電子、航空航天和重工業公司,這些行業目前正處于數字化轉型,改造生產流程和引入工業物聯網(IIoT)解決方案的階段。據估計,未來幾年,汽車行業和重工業將會最大程度地增加對自動化解決方案的需求。
去年,亞太地區在工業自動化收入中所占份額最大(超過37%)。預計到本十年末,該地區國家在這一領域的優勢不僅會保持,甚至會進一步增強。這種強勁的增長得益于該地區的關鍵參與者和活躍的公司。
隨著第四次工業革命和物聯網的實施,各種傳感器將成為工業自動化的重要組成部分。這些設備是所有執行系統或控制和監測系統的關鍵部分。當然,對傳感器的高需求源于遠程監控服務、控制和測量設備或越來越受歡迎的預測維護系統的需求持續增長。
這些傳感器幫助工業自動化系統使制造過程更加智能和高效,這將推動整個市場的進一步增長。
據估計,去年傳感器領域的收入增長了近22%,達到53億美元。該細分市場的進一步增長可以通過低能耗、微小尺寸(微米級甚至納米級)和低延遲的傳感器來實現。
驅動器
運動自動化,即伺服電機、控制器和各種其他類型的驅動器,也有顯著的增長。Interact Analysis的研究顯示,該行業2021年增長21.6%,2022年增長9.1%。預計未來4-5年,每年平均增長5.5%。該行業在很大程度上得到了金屬加工機械和工業機器人制造商的推動。
控制系統
分布式控制系統(DCS)對于工業自動化控制系統市場的發展起著決定性的影響。隨著工業物聯網的廣泛采納,對于自動化控制系統的需求持續攀升。此外,5G的出現以及在發電領域的廣泛應用預計將加速物聯網和DCS的深度融合,從而提高產出性能。
在未來的5年內,SCADA系統的需求預計將增長超過10%,這將是工業4.0理念深化發展的直接結果。目前,SCADA系統已廣泛應用于多個領域,包括航空航天與國防、汽車、化工、能源和公共事業等。該系統的主要優勢在于能夠實時收集數據并迅速傳輸至控制單元。
制造商對于提高生產效率的智能化和數字化生產流程的需求持續增加,這將推動控制系統領域的進一步發展。
機器人軟件領域
2021年(我們獲得的最新數據年份),全球新安裝的工業機器人數量達到了517,385臺,相較上一年增長了31%。盡管預計在未來幾年中增長速度將稍有放緩,但仍有望保持每年約7%的增長速度。
隨著對機器人以及機器人解決方案需求的增加,全球機器人軟件市場也將得到擴展。在2021年,機器人軟件市場價值約為38億美元,一年后價值增長超過10億美元。據預測,到2026年市場價值將超過144億美元,年增長率超過30%。
技術驅動增長
技術的進步對工業自動化市場的發展至關重要。市場的主要參與者也已經認識到這一點,他們正在致力于開發先進的解決方案。目前,這些突破性技術包括增強現實和虛擬現實、數字孿生、人工智能和云技術等。
物聯網在自動化過程中將扮演越來越重要的角色,這將助力打造高效且成本低廉的生產系統。基于工業物聯網的解決方案將能夠整合生產企業的各類資源(如機器、設備、軟件),從而創造出更高效的解決方案,進而提高生產力。
利用人工智能、高級分析和邊緣計算來分析從各種流程中收集的數據,可以提供有價值信息的訪問,從而優化這些流程和資源的使用。
驅動和制約因素
第四次工業革命從根本上改變了生產方式和所有相關流程。持續變化的客戶需求,如高度個性化的訂單或極短的交貨期,迫使制造商采取不同的、更加靈活的方法,以及實施新的生產理念和先進技術。
無疑,廣泛理解的自動化作為工業4.0中的這些流程的基礎,可以提升生產力并優化使用現代制造解決方案。當前的市場形勢和不斷變化的客戶期望將進一步增加對所有提高流程自動化的組件的需求。
同時,工業4.0為工業自動化行業的公司提供了開發、改進和實施新的自動化解決方案的動力。市場期待工業自動化的所有組件都能滿足物聯網、數字化或更廣義上的第四次工業革命的要求。因此,對所有能夠收集和分析生產過程中數據的智能工業自動化解決方案(如傳感器、控制器、控制系統和其他組件)的需求正在增加,這些解決方案可以根據這些數據采取適當的優化步驟。
然而,一些企業家(特別是中小企業界的企業家)仍然認為,投資自動化意味著極高的初期成本(包括新技術的采購和必要的員工培訓)。此外,由于制造業競爭激烈,此類投資的回報期無法預見。
雖然大流行期間顯示出自動化和機器人化可能會導致人力短缺,但也突顯出一定的威脅。毋庸置疑,機器和機器人最終會替代人類,特別是在執行繁瑣、繁重和危險的工作時。然而,用自動化設備和機器取代人力的過程將需要更多合格的工程師,例如在系統和解決方案設計、機器人編程以及人工智能領域。
人力短缺可能成為許多企業的一大障礙,這將阻礙對解決方案自動化的更快投資。
2023 年工業自動化的 5 大趨勢
(1)性價比
事實是,通貨膨脹將在 2023 年增加設備和零部件的成本。因此,自動化供應商需要專注于提供解決方案,以抵消這些成本的增加,同時為用戶創造附加值。
(2)運營支出取代資本支出投資
許多企業因經濟形勢暫停投資支出。然而,公司認識到他們仍然需要投資自動化以維持業務、增長和提高效率,這涉及到向運營支出投資模式的過渡。因此,促進資本投資的租賃選擇將在自動化項目中更受歡迎。
(3)統一自動化
工業自動化歷來被視為人類勞動力的替代品。得益于協作機器人和自動化,公司已經朝著人與機器協同工作的方向發展。在人、機器和生產環境之間建立更和諧、更牢固的關系將成為現在的主要焦點。
(4)適應自主生產
過去十年,中國是世界工廠,大眾消費拉動生產。如今,公司正在放棄這種方法,轉向“自主”生產,以犧牲產量為代價,專注于可持續性、員工福祉和質量。自動化解決方案將不斷發展以反映這一趨勢,幫助制造商實現碳中和、數字化并提高生活質量。
(5) 防止供應鏈不穩定
2022年,行業遭受多次供應沖擊,主要是芯片供應中斷。因此,公司必須重新設計他們的產品,使其在組件兼容性方面盡可能通用。公司還提高了生產流程的靈活性,并根據零部件短缺周期調整了生產能力。這些舉措的結果應該是更好地防范供應不確定性,預計到 2023 年就會出現這種情況。
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