文档介绍：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补短板”和“锻长板”，上下游协作配套提升产业链和供应链的稳定性和竞争力
鼓励加大 5G、大数据、人工智能等数字化技术应用力度，全面提升研发设计、工艺仿真、生产制造等智能化水平，实现全流程动态优化和精准决策。以新技术带动工业短板提升突破。加强 5G、智能传感、边缘计算等新技术对工业装备、工业控制系统、工业软件的带动提升
加强包括高性能控制等关键核心技术攻关，加强 5G、人工智能、大数据等新技术在典型行业质量检测、过程控制等方面的适应性技术；大力发展智能制造装备：针对感知、控制、决策、执行等环节的短板弱项，加强用产学联合创新，突破一批“卡脖子”基础零部件和装置
中国政府网，前瞻产业研究院，工信部，
从功能角度来看，工业自动化产品可以划分为控制系统、驱动系统、执行系统和反馈
系统和输出系统。控制系统包括 PLC、数控系统、IPC/单片机、DCS、HMI 和工业软件等；驱动系统包括伺服驱动、变频器、软启动器、直流驱动和工业转化器等；执行系统包括伺服电机、交流电机、减速器、接触器和调节阀等；反馈系统包括传感器、过程仪表和检测仪器等；输出系统包括机器人、数控机床、辅助机械和非标设备等。
图 3：工业自动化产业链梳理
资料来源：工控网，
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。
图 4：中国工业自动化关键零部件市场规模总览图
2019市场规模（亿元） 2021市场规模（亿元） 19-21CAGR(右轴）
350
300
250
200
150
100
50
0
160%
控制系统
驱动系统
执行系统
反馈系统输出系统
140%
120%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
-20%
MIR Databank
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。
图 5：智能制造图览
乌尔里希·森德勒（德）《工业》，
从工业机器人看工业自动化的长期趋势
工业自动化设备主要含有工业机器人和数控机床两大类，就产业链而言，工业机器人是工业自动化的构成主体。在控制层面，工业机器人囊括 DCS、数控系统等工控产品，进行。在控制层面，工业机器人囊括 DCS、数控系统等工控产品，进行自身目标和功能的管理。在驱动层面，各类驱动器和软启动器等工业自动化涵盖行业亦存在于工业机器人产业之内。在执行层面，伺服电机是工控和机器人产业均不可或缺的重要组成。工业机器人可以认为是“更需运动控制的易用型数控机床”。相比数控机床，工业机器人通用性更好，运动能力更强，更易操作和维护。截至 2021 年末，我国工业机器人年产量已超过数控机床，突破 30 万台，同时由于工业机器人单机价格更高，拥有更大的市场规模，2021 年总体价值规模达到 706 亿元，同期数控机床市场规模 466 亿元。此外，工业机器人拥有更广阔的下游集成空间，未来成长空间显著。工业机器人是工业自动化输出设备的典型代表，代表着工业自动化的高成长性。
图 6：中国工业机器人和数控金属机床产量（台）图 7：工业机器人和数控机床单季度市场规模（亿元）