前景展望：工业自动化控制系统行业市场规模、技术新趋势及价值链分析

工业自动化控制系统包含的细分产品种类繁多，通常可以从功能上划分为控制层、驱动层和执行层，其中控制层主要负责理解与下达指令，一般包括 PLC、DCS、HMI 等控制元件；驱动层主要进行电信号的识别与传导，一般包括变频器、伺服驱动器等驱动器；执行层负责执行指令，包括各类驱动电机与配套元件等。

工业自动化控制系统是现代工业生产实现自动化、柔性化、数字化、智能化的基础手段，是高端制造装备不可或缺的重要组成部分，是发展先进制造技术的关键，是实现产业结构优化升级的重要基础，广泛应用于采矿、油气、机床、风电、纺织、交通运输、电源等行业。

1、工业自动化控制系统价值链分析

工业自动化控制系统的上游主要是半导体元器件、电子元器件、钢材以及结构件等，行业下游涉及的领域较多，包括 OEM 型的电子设备制造、包装、电梯等，以及项目型的电力、石化、油气、冶金、市政等领域。

除部分核心零部件外，上游行业的供应情况对工业自动化控制系统的影响总体较小。上游行业基本属于市场自由化竞争阶段，虽然受供求关系等因素的影响，原材料和零部件在价格上出现一定程度的波动，但涉及工业自动化相关领域的业务发展较为充分、技术较为成熟、产品供应较为稳定，因此工业自动化控制系统企业可以通过调整产品价格，合理控制库存等措施转移部分原材料、零部件价格波动的风险。

下游行业的市场需求情况对工业自动化控制系统的影响较为显著。下游行业需要的自动化设备种类繁多、型号规格各异，因此对下游行业具有高度依赖性的工业自动化控制系统也多为非标定制化产品。下游行业对自身自动化水平重视程度的高低对工业自动化控制系统产品的需求起到关键作用。

工业自动化控制系统产业链结构图

资料来源：普华有策

2、工业自动化控制行业面临着良好的发展机遇

我国工业自动化行业起步较晚，但发展势头强劲。近 30 年，我国成功实现了工业化的快速发展，制造业产值已处于全球领先地位。工业自动化行业是推动制造业从低端向中高端升级转型的关键，虽然我国工业自动化产业部分关键核心技术与外资品牌尚存在显著差距，但是近年来国家陆续推出了鼓励高端装备制造业的政策，为工业自动化行业的发展提供了有力的政策支持，中国工业自动化行业发展取得明显进步，国产替代进程加速。2021 年，我国工业自动化市场规模达到 2,530 亿元，规模较为可观。

近年来，国内制造业从业人数逐渐下行，同时制造业人均工资持续抬升，过去人口红利带来的低廉劳动力成本优势逐渐消退，劳动力相对自动化的性价比逐渐减弱，因此长期来看我国制造业亟需产业升级，将催生广阔的工控自动化产品及服务需求，工业自动化控制行业面临着良好的发展机遇。

3、技术发展趋势

（1）智能控制

以现代控制理论为基础，融入模糊控制、专家控制、神经网络控制，以形成高智能化的自动控制系统为现代自动化控制领域的发展方向。模糊控制依靠模糊控制器在执行控制过程中通过不断获取现场信息，及时调整模糊控制规律，改善系统性能，具有自学习功能。由于具有较强的鲁棒性和不敏感性，模糊控制使得控制系统的稳定性获得改善，可以提高控制精度、抑制振荡等现象；专家控制是人工智能领域的一个重要研究方法，在提高控制系统的灵活性和智能化方面具有优越性；神经网络控制从仿生学角度出发，对人体大脑神经系统进行模拟，使机器具有感知、学习和推理能力，神经网络能够不断逼近任意复杂的非线性关系，能学习与适应严重不确定的系统的动态性能，所有信息都等势分布储存于网络内各神经元，因此有极强的鲁棒性和容错性，在解决高度非线性和严重不确定系统控制方面有巨大潜力。

（2）基于新材料的电力电子器件

SiC（碳化硅）是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料，可制作出性能更加优异的高温、高频、高功率、高速度、抗辐射器件。基于 SiC 的 IGBT 综合了GTR（电力晶体管）和 MOSFET（金属氧化物场效应晶体管）的优点，具有较大的通流能力。目前已有实验证明，使用 SiC 混合的 IGBT 与普通 IGBT 相比，功耗约减小 30%，开关频率的提高也有效降低了输出谐波，减小了电机脉动转矩，使整个系统效率提高。基于 SiC 的新型电力电子器件的研发将成为未来一个主要发展方向。

（3）边缘计算

传统的工业自动化架构，围绕连接到远程现场设备的集中式可编程控制器搭建。随着计算能力逐渐嵌入到使用新型智能组件的自动化系统的边缘，与传统的集中策略相比，边缘计算在设计上具备更多优势：例如，采用整合输入/输出、控制、数据处理、通信和人机界面等功能的边缘可编程工业控制器，可以实现控制决策实时进行，在数据源附近即可获得、预处理和分析数据，从而减少边缘设备上游组件所需的网络带宽、数据存储和处理能力。同时，边缘计算可以与其它现场自动化平台的监控系统、企业数据库进行交互，甚至可以与云端交换数据。边缘计算实现了物联网技术前所未有的连接性、集中化和智能化，由此可以满足敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的需求，是未来实现分布式自治、工业控制自动化的重要支撑。

（4）控制系统网络化

随着计算机技术、通信技术和网络技术的不断发展，传统的控制领域正经历着向网络化方向发展的变革。控制系统的结构从最初的 CCS（计算机集中控制系统），到第二代的 DCS（分散控制系统），发展到现在流行的 FCS（现场总线控制系统），对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，又催生了工业以太网与控制网络的结合。这种工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域的发展空间，带来新的发展机遇。将现场总线、以太网、多种工业控制网络互联、嵌入式技术和无线通信技术融合到工业控制网络中，在保证控制系统原有的稳定性、实时性等要求的同时，又增强了系统的开放性和互操作性，提高了系统对不同环境的适应性。在经济全球化的今天，这一工业控制系统网络化及其构成模式使得企业能够适应空前激烈的市场竞争，有助于加快新产品的开发、降低生产成本、完善信息服务，具有广阔的发展前景。

（5）工业通信无线化

随着计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的相互渗透、结合，产生了基于无线技术的网络化智能传感器的全新概念。这种基于无线技术的网络化智能传感器，使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。无线通讯技术能够在工厂环境下，为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构，在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能。

4、工业自动化控制系统行业竞争格局和市场化程度

工业自动化控制系统行业已历经百余年的发展，日趋成熟。西方国家由于较早地开始了工业化进程，制造业发展领先，对工业自动化控制系统较早地形成了巨大的市场需求，因此诞生了全球领先的工业自动化企业，并逐步占领了大部分市场。

目前世界范围内工业自动化控制系统厂家主要分为欧美系和日系，其中欧美系典型厂家包括德国 Siemens、瑞士 ABB、法国施耐德和美国罗克韦尔等，日系代表厂家主要是欧姆龙、安川等。在中、大型工程领域的机电设备的电气传动系统领域，欧美品牌占据了较大的市场份额，主要包括德国 Siemens、瑞士 ABB、法国施耐德、美国罗克韦尔和美国艾默生等；而在伺服驱动等单机应用占主导的市场，日系品牌占据优势地位，如欧姆龙、安川、松下等。

在国内工业自动化控制系统市场，本土企业凭借较高的性价比、灵活的业务模式以及良好的服务能力，进行国产替代的比例不断增加，特别是在中低端市场本土品牌占据了较大的市场份额。在高端市场，由于国内相关研究滞后，主要厂商的技术水平相对落后，但随着近年技术水平的不断积累，国内领先的工业自动化控制系统厂商已逐步缩小与国外品牌的技术差距。

《2023-2029年工业自动化控制系统行业细分市场分析及投资前景专项调研报告》