□沈玉玲 □韓濱旭 □孫云云

上海電氣集團(tuán)股份有限公司中央研究院上海200070

我國智能控制器行業(yè)的發(fā)展趨勢與對(duì)策分析

□沈玉玲 □韓濱旭 □孫云云

上海電氣集團(tuán)股份有限公司中央研究院上海200070

針對(duì)我國智能控制器行業(yè)，分別從技術(shù)和市場供需關(guān)系角度深入分析了發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)行業(yè)未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測。立足智能控制器研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)，綜合考慮未來發(fā)展中可能遇到的問題，提出相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)對(duì)策略。

智能控制器[1-2]是以自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，融合了微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息傳感技術(shù)、顯示與界面技術(shù)、通信技術(shù)、電磁兼容技術(shù)等諸多技術(shù)門類而形成的高科技綜合性產(chǎn)品，依次通過狀態(tài)監(jiān)測、推理決策及控制使被控對(duì)象達(dá)成目標(biāo)。作為各種終端產(chǎn)品中最關(guān)鍵的部件之一，智能控制器的先進(jìn)性與可靠性對(duì)終端產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量水平具有決定性作用。

1 智能控制器的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代可編程序控制器（PLC）問世，歷經(jīng)幾代變遷，PLC的功能發(fā)生了飛躍，其以更高的運(yùn)算速度、更可靠的抗干擾性能及極高的性價(jià)比，奠定了工業(yè)應(yīng)用中的主流地位。但傳統(tǒng)PLC的體系結(jié)構(gòu)是封閉的，各PLC廠家的硬件體系互不兼容，編程語言及指令系統(tǒng)也各異，當(dāng)用戶選擇了一種PLC產(chǎn)品后，必須選擇與其對(duì)應(yīng)的控制規(guī)程，并且學(xué)習(xí)特定的編程語言。另一方面，由于其輸入輸出的局限性，傳統(tǒng)的PLC僅能解決80%的工業(yè)應(yīng)用，如果要在工程中開發(fā)剩余20%應(yīng)用時(shí)，就不得不突破PLC的限制。

到了20世紀(jì)80和90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，那些要開發(fā)剩余20%應(yīng)用的工程師們開始考慮在工業(yè)控制中使用個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）。在許多工程應(yīng)用中，PC已能實(shí)現(xiàn)原有PLC的控制功能，并且具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力、網(wǎng)絡(luò)通信能力，能夠執(zhí)行比較復(fù)雜的控制算法。但是PC控制也存在一定的問題，嚴(yán)格來說，標(biāo)準(zhǔn)PC并不是為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的，因此所面臨的穩(wěn)定性、可靠性和編程復(fù)雜性是工業(yè)應(yīng)用中比較棘手的問題。

PC和PLC各有局限性，人們將PLC和PC的特性結(jié)合在一起，開發(fā)出了能夠解決剩余20%工業(yè)應(yīng)用的新型控制器，即可編程自動(dòng)化控制器(PAC)[3]。與PLC和PC相比，PAC不但具有開放的體系結(jié)構(gòu)和優(yōu)秀的操作性能，而且還能提供更好的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。然而，PC和PLC并不會(huì)被PAC迅速取代，這是因?yàn)橐恍┬⌒蜋C(jī)器應(yīng)用只需要PC或PLC便能滿足需求。目前的PC逐漸具有更多的PLC控制特性，PLC也在不斷加入系統(tǒng)控制的概念，每一種產(chǎn)品都有其各自的應(yīng)用范圍與發(fā)展方向，無論哪一種控制器，只要能滿足客戶的需求，就是好的控制器[4-5]。

2 智能控制器的市場發(fā)展現(xiàn)狀

2009年，全球智能控制器市場遭受重創(chuàng)。2010年，世界所有地區(qū)的PLC和PAC市場均有所增長。歐洲等地是PLC和PAC的最大市場，目前歐洲市場呈現(xiàn)健康的增長態(tài)勢，尤其是德國的制造業(yè)和自動(dòng)化領(lǐng)域。北美市場早前也曾出現(xiàn)衰退的跡象，汽車市場面臨發(fā)展困境，整個(gè)金融體系還遭受了一場災(zāi)難，PLC和PAC市場大幅滑坡。目前，北美市場也出現(xiàn)了微幅增長。隨著汽車市場出現(xiàn)反彈，以及金融形勢的日益穩(wěn)健，發(fā)達(dá)國家的PLC和PAC市場開始平穩(wěn)回升。圖1和表1給出了全球PAC產(chǎn)品2007～2012年的營業(yè)收入增長量和趨勢，表2給出了PAC收入占PLC市場的比例，這些圖表均體現(xiàn)了智能控制器市場的穩(wěn)步增長趨勢[6]。

圖12007 ～2012年P(guān)AC營業(yè)收入增長趨勢圖

表1 PAC營業(yè)收入增長百萬美元

表2 PAC收入占PLC市場的比例

國際PLC和PAC市場重新回歸溫和增長，拉動(dòng)力主要來自中國、印度，拉美地區(qū)對(duì)此也有貢獻(xiàn)。未來的一段時(shí)間，這一動(dòng)力會(huì)在全球范圍內(nèi)起效，PLC和PAC的積極發(fā)展態(tài)勢將明朗化。全球化效應(yīng)意味著無限的商業(yè)機(jī)會(huì)，競爭壓力的加劇，以及經(jīng)濟(jì)重心向新興經(jīng)濟(jì)體轉(zhuǎn)移，使新興經(jīng)濟(jì)體成為未來的增長引擎。展望未來，受基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的影響，全球經(jīng)濟(jì)的總體態(tài)勢將保持增長。在實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化，以及提升效率和生產(chǎn)力方面，自動(dòng)化技術(shù)扮演了舉足輕重的角色，我國智能控制產(chǎn)品規(guī)模與全球智能控制器產(chǎn)品的走勢相接近，甚至整體增長速度超過全球平均速度。

3 智能控制器行業(yè)的未來發(fā)展趨勢

3.1 行業(yè)發(fā)展空間巨大

智能控制器屬于朝陽產(chǎn)業(yè)，正處于產(chǎn)業(yè)周期的成長期，在全世界有著廣闊的市場前景。2010年以來，受全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇及各行業(yè)恢復(fù)性增長的利好影響，智能控制器作為智能產(chǎn)品的核心器件，在新增購買需求和換購需求的支撐下，銷售持續(xù)增長。目前整個(gè)市場需求旺盛，未來將具有更為廣闊的發(fā)展空間。

據(jù)賽迪顧問統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2004～2008年，我國智能控制器市場規(guī)?？焖僭鲩L。2004年，僅民用領(lǐng)域，我國智能控制器市場規(guī)模達(dá)1 495.2億元，2004～2008年，市場規(guī)模年復(fù)合增長率達(dá)21.5%，高于全球增長速度。2009年，我國智能控制器市場規(guī)模約超過3 600億元，2013年達(dá)到7 700億元，2009～2013年的年復(fù)合增長率達(dá)到20.6%。

3.2 向新興應(yīng)用領(lǐng)域拓展

智能控制器是典型的量大面廣的產(chǎn)品，下游產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域涉及范圍極為廣泛，幾乎覆蓋生活中的所有領(lǐng)域。從全球范圍看，智能控制器的應(yīng)用領(lǐng)域主要是家用電器、健康與護(hù)理產(chǎn)品、電動(dòng)工具及工業(yè)設(shè)備裝置、智能建筑與家居、汽車電子等相對(duì)穩(wěn)定和成熟的行業(yè)[7－8]。據(jù)弗若斯特沙利文咨詢公司提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2008年，全球電子智能控制器行業(yè)分類產(chǎn)品中，汽車電子智能控制器產(chǎn)品占有率最大，為34.2%；大型生活電器智能控制器產(chǎn)品占有率為9.4%；同汽車、大型生活電器智能控制器產(chǎn)品比較，小型生活電器智能控制器產(chǎn)品屬于后起之秀，發(fā)展?jié)摿薮?，近年來市場增長迅速，規(guī)模已經(jīng)超過大型生活電器智能控制器，2008年市場占有率達(dá)13.64%，市場增長率超過12%。

作為一種應(yīng)用型技術(shù)，智能控制器在電力、化工、農(nóng)業(yè)、建筑、軍事等領(lǐng)域及其相關(guān)產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛。同時(shí)，作為新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的牽引力之一，智能控制器在其它新興領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。

3.3 國際產(chǎn)業(yè)逐漸向中國轉(zhuǎn)移

在全球經(jīng)濟(jì)一體化的帶動(dòng)下，智能控制器行業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)的重心由發(fā)達(dá)國家逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。同時(shí)，發(fā)達(dá)國家智能控制器的綜合性設(shè)計(jì)和生產(chǎn)企業(yè)也試圖將一部分制造業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家。我國擁有發(fā)展中國家中最廣闊的消費(fèi)市場、最龐大的智力和勞動(dòng)力資源，以及最完善的產(chǎn)業(yè)配套體系，已成為智能控制器產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的首選地區(qū)。隨著國外智能化設(shè)計(jì)及生產(chǎn)向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，國際廠商與國內(nèi)企業(yè)的合作模式也在逐步轉(zhuǎn)變，不僅加大了國內(nèi)訂單量，而且正在由原來國外設(shè)計(jì)國內(nèi)制造的合作模式轉(zhuǎn)變?yōu)閲鴥?nèi)設(shè)計(jì)國內(nèi)制造的模式。

美國ARC咨詢公司的最新研究報(bào)告《中國PLC和基于PLC的PAC市場展望》[9]對(duì)中國的PLC和基于PLC的PAC控制器產(chǎn)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展給出了透徹的分析。國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的前景和整個(gè)制造業(yè)的膨脹趨勢，都使PLC供應(yīng)商紛紛瞄準(zhǔn)中國市場。當(dāng)PLC和PAC供應(yīng)商對(duì)市場持樂觀態(tài)度時(shí)，國家的可持續(xù)增長前景和表現(xiàn)出的巨大潛力，都吸引本國的和國外的主要供應(yīng)商投入到市場中。

3.4 市場呈現(xiàn)整合趨勢

智能控制器應(yīng)用范圍非常廣泛，也正因?yàn)槿绱?，它的發(fā)展方向一直比較分散，在早期往往依附于具體某個(gè)細(xì)分產(chǎn)業(yè)，作為整體產(chǎn)品中的一個(gè)附屬部件而存在。這和電子元件產(chǎn)業(yè)在某些模式上有類似之處。應(yīng)用廣泛性造成了產(chǎn)品的差異性很大，要求技術(shù)人員對(duì)下游行業(yè)要有很深的了解，因此具有技術(shù)壁壘高、專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn)。真正大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的智能控制器產(chǎn)業(yè)只是在近20年才逐步成形，在國內(nèi)更是處于前期整合發(fā)展中。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)來說，目前國內(nèi)企業(yè)的問題是面對(duì)一個(gè)新興發(fā)展產(chǎn)業(yè)，做了大量重復(fù)投入的工作，從各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域來看，確實(shí)存在投資過剩、技術(shù)門檻高、技術(shù)發(fā)展變化快等問題，將會(huì)帶來重新洗牌的機(jī)會(huì)。另外，上中下游有實(shí)力的企業(yè)聯(lián)合起來，與國際品牌競爭，這一過程中也有可能出現(xiàn)一些橫向整合的趨勢。

3.5 PAC前景廣闊，但推廣仍需時(shí)日

為了迎合市場需求,PC和PLC融合產(chǎn)生了PAC。作為新一代的工業(yè)控制方式，PAC既可以滿足工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)開放性和柔性的要求，又可以滿足用戶對(duì)穩(wěn)定性和可靠性的要求。利用PAC技術(shù)，可以有效地為客戶降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)收益增長。盡管PLC的價(jià)格在逐漸下降，且其整體銷售額在未來幾年仍處于上升趨勢，但也無法阻擋PAC成為未來主流工業(yè)控制方式，PAC自然也越來越受到自動(dòng)化界和終端用戶的廣泛關(guān)注。

當(dāng)然，從目前該產(chǎn)業(yè)的慢熱現(xiàn)狀看，在PAC推廣過程中仍會(huì)遇到很大的困難。這是因?yàn)镻LC作為傳統(tǒng)的控制器產(chǎn)品，它可靠性強(qiáng)，PC和PLC功能的差異越來越小，如果需要更多的功能，配備一臺(tái)工控機(jī)即可實(shí)現(xiàn)；此外，PLC作為控制領(lǐng)域的元老級(jí)產(chǎn)品，已有近20年的發(fā)展歷史，而PAC則只有七八年的發(fā)展歷史。隨著PAC設(shè)備規(guī)格的多樣化，控制功能的日益完善,以及成本的進(jìn)一步降低，相信發(fā)展的天平會(huì)翻轉(zhuǎn)過來,PAC前景廣闊。

4 智能控制器行業(yè)發(fā)展的應(yīng)對(duì)策略

4.1 加快推進(jìn)智能控制器產(chǎn)品的自主研發(fā)

從技術(shù)水平分析，國外許多廠商，如德國西門子、德國倍福、瑞典貝加萊等均推出了智能控制器系列產(chǎn)品，已經(jīng)被應(yīng)用到冶金、化工、紡織、軌道、建筑、水處理、電力與能源、食品、機(jī)器制造等諸多行業(yè)中。國內(nèi)智能控制器生產(chǎn)廠商約三十家，但至今還沒有自主研發(fā)的智能控制器產(chǎn)品，根本無法和國外廠家抗衡。國內(nèi)還有一部分以仿制、來件組裝或貼牌方式生產(chǎn)，缺乏核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

從產(chǎn)能方面分析，目前國內(nèi)智能控制器市場總量約60億元，隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，若干年內(nèi)我國智能控制器市場將保持持續(xù)高速增長態(tài)勢，年增長率為15%～20%。然而，目前我國智能控制器市場95%以上被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。為了縮小與國外企業(yè)的差距，可以重點(diǎn)從控制器的可靠性、穩(wěn)定性、適用性方面入手，研究功能模塊化、多樣性的智能控制器產(chǎn)品，力求提升主要技術(shù)指標(biāo)，提高性能價(jià)格比。

可見，我國智能控制器生產(chǎn)企業(yè)與國外先進(jìn)企業(yè)相比，還存在一定差距。國內(nèi)企業(yè)要提高產(chǎn)品的市場競爭力和市場占有率，最根本的還是要提升研發(fā)水平，掌握更多的核心技術(shù)。

4.2 促進(jìn)智能控制器在高端裝備制造業(yè)中的應(yīng)用

作為“十二五”規(guī)劃中的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，高端裝備制造業(yè)迎來了高速增長,“十二五”期間智能裝備主營業(yè)務(wù)收入年均增長率超過25%。2015年智能裝備市場規(guī)模超過1萬億元，占高端裝備制造業(yè)的比重達(dá)到20%左右，到2020年，這一比例將更是達(dá)到30%以上。高端裝備制造行業(yè)將重點(diǎn)推進(jìn)智能儀器儀表與控制系統(tǒng)、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件及通用部件、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備、智能專用裝備等四大類產(chǎn)品發(fā)展。

為了加快推進(jìn)智能控制器產(chǎn)品在高端裝備制造業(yè)的應(yīng)用，首先要全面提升石化、紡織、冶金、航空、船舶、煤炭開采等重點(diǎn)領(lǐng)域的生產(chǎn)過程自動(dòng)化、智能化水平，大幅提升我國制造業(yè)核心競爭力；其次要重點(diǎn)推廣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在千萬噸級(jí)煉油、煤炭生產(chǎn)設(shè)備等重大制造裝備上的應(yīng)用，并推廣傳感器、機(jī)器人、專用控制器在農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、通用飛機(jī)、船舶等裝備上的示范應(yīng)用，加快推進(jìn)自動(dòng)生產(chǎn)線的應(yīng)用。

4.3 加強(qiáng)PAC控制器產(chǎn)品的推廣

由于國內(nèi)工程師在選擇控制器產(chǎn)品時(shí)的觀念還相對(duì)保守，PAC作為一種新興工業(yè)控制器產(chǎn)品的推廣工作還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，包括PAC專業(yè)教程編寫、PAC在線培訓(xùn)及遠(yuǎn)程實(shí)踐編程培訓(xùn)等。另外，PAC產(chǎn)品的推廣還可以借助媒體的大力支持。當(dāng)然，要得到客戶的認(rèn)可，還需要從產(chǎn)品自身的品質(zhì)入手。

論及PAC未來的發(fā)展，一方面會(huì)越來越便宜的，從價(jià)格上走向親民，這樣才會(huì)被一些小型的機(jī)器應(yīng)用所接受，實(shí)現(xiàn)對(duì)小型器件的生產(chǎn)控制；另一方面會(huì)走向自動(dòng)化和信息化的高度融合，提高產(chǎn)品的品質(zhì)效能，實(shí)現(xiàn)對(duì)更高端設(shè)備的大型控制。因此，對(duì)于PAC生產(chǎn)廠家而言，為了有利于產(chǎn)品市場的擴(kuò)大和推廣，研發(fā)方向不外乎兩個(gè)：一是硬件方面趨向于行業(yè)專屬應(yīng)用；二是軟件方面加大研發(fā)力度，不斷提高精準(zhǔn)與效率，增強(qiáng)產(chǎn)品功能性，推出更多行業(yè)專屬軟件，方便用戶應(yīng)用。

4.4 提高智能控制器產(chǎn)品的出口能力

智能控制器產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，從一開始就應(yīng)該立足國內(nèi)，放眼全球，積極參與國際競爭，爭奪高端市場。當(dāng)然，想要取得國外客戶的信任，不但需要在設(shè)備廠房和自主研發(fā)方面的巨大投入和長期的電子產(chǎn)品制造經(jīng)驗(yàn)積累，還需要通過國外客戶長期嚴(yán)格的審核，包括質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康和安全管理體系等方面。所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品也要經(jīng)過客戶內(nèi)部的各種測試，并對(duì)銷售地的安全、環(huán)保、節(jié)能等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)證。因此，智能控制器產(chǎn)品的出口能力不僅是產(chǎn)值規(guī)模的代表，更是企業(yè)綜合實(shí)力強(qiáng)弱的代表。

國外電子行業(yè)集中度高，國內(nèi)智能控制器出口銷售到國外時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇規(guī)模較大的跨國公司合作，只有與這樣的客戶合作，企業(yè)才能不斷發(fā)展和提高自己的研發(fā)和制造能力。以出口比重最大的和而泰公司為例，僅2007年的總出口市場份額就接近2億元人民幣，這是因?yàn)槠渲饕蛻糁邢喈?dāng)一部分是世界五百強(qiáng)企業(yè)，或者是某個(gè)細(xì)分行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。

5 結(jié)論

未來幾年，智能控制器行業(yè)在我國發(fā)展空間巨大，并呈現(xiàn)向更多新興領(lǐng)域，如高端裝備制造業(yè)等拓展的趨勢[10]。隨著國際產(chǎn)業(yè)向中國市場的轉(zhuǎn)移，智能控制器的生產(chǎn)廠家將迎來更多的發(fā)展機(jī)遇。作為智能控制器的生產(chǎn)企業(yè)，重點(diǎn)需要做專、做強(qiáng)，這樣才能在市場中立足。

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In viewof the intelligent controller industry,in-depth analysis of the development status was conducted both from the technical standpoint and the relationship between market supply and demand while the future development trend of the industry was predicted.Based on the role of R&D and production enterprises for intelligent controller and in full consideration of the problems that might be encountered in the future,strategies for development of respective industries were put forward.

智能控制器；發(fā)展趨勢；發(fā)展對(duì)策

Intelligent Controller；Trend ofDevelopment；Countermeasure for Development

TH122；TP273

A

1672-0555（2016）03-066-05

2016年4月

沈玉玲（1980—），女，博士，工程師，主要從事自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)工作