e-works数字化企业网  »  文章频道  »  工业自动化控制  »  工业自动化综合

中国自动化系统集成行业发展观察

2019/7/29    来源:e-works    作者:e-works  杨培      
关键字:自动化系统集成  自动化  
随着工业以太网等通信网络技术的发展,自动化系统集成技术摆脱了局部自动化的限制,开始朝着车间级、厂级的方向发展。

    随着工业装置的大型化、连续化、高参数化,对自动化产品的要求不断提高。为了达到工业设备的安全启/停、稳定运行、优化操作、故障处理、低碳经济等要求,必须把不同厂家生产的各种仪器仪表产品和系统等无缝集成为一个协调的信息系统。如何处理这些仪器仪表产品、系统之间的数据传递、信息共享、协调操作等以满足用户的要求则成为一项十分重要的技术,即自动化系统集成技术。在这一背景下,自动化系统集成商应运而生。同时,随着工业以太网等通信网络技术的发展,自动化系统集成技术摆脱了局部自动化的限制,开始朝着车间级、厂级的方向发展。

    系统集成是在系统工程科学方法的指导下,根据用户需求,优选各种技术和产品,将各个分离的子系统连接成为一个完整、可靠、经济和有效的整体,并使之能彼此协调工作,发挥整体效益,达到整体性能最优。有关报道曾将自动化系统集成商定义为客户设计、盘柜制造、安装、编程、调试自动化系统的公司,而将单纯地从事盘柜制造,或单纯地从事编程调试等的公司,排除在系统集成商之外,当然也排除代理销售公司。笔者认为该定义的出发点,是将自动化系统集成定义为用户需求、产品制造与投入运营的应用系统之间的中间环节,而把自动化系统集成商定义为具备独立完成这一环节,即能完成“交钥匙工程”的公司。

一、自动化系统集成商在智能工厂建设中的作用与价值

    自动化系统集成商因能提供项目咨询、系统设计、编程实施、安装调试以及培训支持与运维管理等系统服务,将各类来自于上游供应商的零散设备或控制系统等集成为满足下游制造企业特定需求、切合行业及现场应用的解决方案,帮助下游制造企业切实提高生产系统的自动化程度,而在自动化产业链中具有重要的地位。

    特别是在我国以智能制造引领传统制造业转型升级,大力支持数字化车间、数字化工厂和智能工厂建设,而国内生产制造企业自动化基础又普遍相对薄弱的背景下,自动化系统集成商作为掌握特定行业专业知识的集成技术解决方案提供者,可以针对设计研发、生产制造、运营管理、精准服务和物流调度等不同细分产业的需求,提供企业自身OT和IT的纵向集成、业务全流程的横向集成以及产品的端到端集成,从稳定性、可靠性、持续性等方面满足工业自动化需要。其在智能工厂建设中的作用与价值具体表现在以下方面:

自动化系统集成商在智能工厂建设中的作用与价值

图1 自动化系统集成商在智能工厂建设中的作用与价值

    实现生产过程自动化:在整个生产过程中,帮助制造企业将智能装备(包括但不限于机器人、数控机床、自动化集成装备、3D打印等)通过信息技术有机连接起来,实现生产过程自动化。

    为制造企业提供生产方案:通过各类感知技术帮助制造企业收集生产过程中的各种数据,并利用各类系统优化软件等信息化手段,为制造企业提供生产方案。

    实现生产方案智能化:通过工业以太网等通信手段实现设备及数据间的互联互通,同时基于对行业与生产工艺的深刻理解,提供高投资回报、短回收周期的柔性、智能、高效、可靠且便于维修的制造解决方案,帮助制造企业打造具有竞争力的制造体系,实现生产方案智能化,以应对生产要素成本上涨,确保生产组织与人员的稳定性,降低生产管理中的不确定性以及产品经常变更的风险,尤其是满足生产订单不确定情况下的柔性化生产需要。

二、自动化系统集成商的分类

    1、OEM系统集成商

    OEM是Original Equipment Manufacture(原始设备制造商)的缩写,它是指一种“代工生产”方式,其含义是生产者不直接生产产品,而是利用自己掌握的“关键的核心技术”,负责设计和开发、控制销售"渠道",具体的加工任务交给别的企业去做的方式。OEM系统集成商即利用自己掌握的关键的核心技术负责设计和开发新产品、控制销售渠道、再通过签约合同方式完成具体加工任务的集成商。

    2.项目型系统集成商

    对于一些大型客户的需求,一般通过招标方式选择总包商,由总包商再进行子系统的分包,每一个部分都有专门的集成商负责,像这种把客户某一部分需求成立为一个项目,然后负责设计、建造、安装和调试的集成商,则叫做项目型集成商。小型项目的系统集成将通过方案建议书评议、产品选型简单流程进行。

三、自动化系统集成市场现状

    1.区域分布

国内自动化系统集成商区域分布

图2 国内自动化系统集成商区域分布(来源:e-works统计)

    从e-works盘点的国内460家自动化系统集成商来看,其区域集中度较高,珠三角(广东)、长三角(上海、江苏、浙江)、京津冀(北京、天津、河北)、长江中游(湖南、湖北)为主要集聚区域,合计占比超七成。其中27.8%集中在广东省,25.9%集中在江浙沪地区,11%集中在京津冀地区,8.5%集中在两湖(湖南、湖北)地区。分析其原因,这主要是由于汽车、电子行业生产主要分布在华东、华南地区,上海、武汉、长春、广州则是中国汽车生产基地最为密集的4大地区,同时,上海、广州也是电子行业的发达地区。

    2.行业分布

    国内自动化系统集成商目前仍主要集中于汽车行业,这主要是受汽车行业自动化需求的带动。然而,随着汽车行业增速放缓,以及汽车行业自动化系统集成技术已经逐渐成熟,汽车行业系统集成已经逐渐走向红海市场,电子、家电、食品、金属加工等行业则开始接棒汽车行业,成为自动化系统集成商重点布局的行业。

    与此同时,随着自动化系统集成技术以及智能化水平的提高,自动化系统集成的行业覆盖也从传统制造业延伸到了其他制造业,比如半导体、新能源(主要是锂电池行业)、医疗、陶瓷卫浴等行业。

    3.营收与规模

    国内目前存在着数以千计的自动化系统集成商,但由于自动化系统集成是较为新兴的行业,市场准入门槛低,且国内的同行业公司较为分散,分别聚焦在各自擅长的细分领域,企业规模普遍偏小。

中国智能工厂自动化集成百强厂商2018年营收

图3 中国智能工厂自动化集成百强厂商2018年营收(来源:e-works统计)

    从e-works发布的《2019中国智能工厂自动化集成商百强榜》来看,自动化集成百强厂商中2018年营收超过30亿元的仅有3家,营收在10亿元以下的则高达72家。究其原因,这主要由自动化系统集成是“非标”的,难以实现规模扩张;自身没有形成差异化的核心竞争力;发展过程中面临资金、技术、人才等多重风险以及数字化、信息化带来的新挑战等多方面原因造成的。

四、自动化集成商面临的困难与挑战

    1、为非标定制订单,难以形成规模效应

    自动化系统集成的“非标定制”特性,导致自动化系统集成商很难用一种方案去适应不同客户的应用场景与应用需求,也很难像做标准化产品一样迅速扩大生产,形成规模效应。

    2、存在行业差异性,难以实现跨行业扩张

    行业差异性的存在,要求自动化系统集成商必须深谙行业与生产工艺。专注于某个行业或领域,虽然会使自动化系统集成商构筑较高的行业壁垒,但也使其难以实现跨行业扩张。

    3、资本影响规模,资金压力制约业务拓展

    “买方市场”下的付款模式,导致自动化系统集成项目需要垫资。这使得自动化系统集成商不得不慎重考虑可同时实施的项目的数量、规模以及回款风险,导致“有单不敢接”,影响业务拓展。

    4、处于产业链中游,面临上下两端的挤压

    自动化系统集成商处于自动化产业链的中游,上游连接设备供应商,下游连接终端制造企业,面临着上游设备供应商与下游终端客户的双重挤压,议价能力普遍不高,毛利普遍偏低。

    5、价格日趋透明,考验项目综合管理能力

    硬件价格越来越透明,竞争越来越激烈,自动化系统集成商的利润主要取决于项目执行的效率。这考验着其从方案准备到项目实施到项目验收再到后期运维的项目综合管理能力。

    6、“两化”深度融合,带来数字化与信息化新挑战

    智能工厂的建设对自动化系统集成商提出了更高的要求。这要求其不仅要懂自动化,还要懂信息化,以实现自动化与信息化的深度融合,为客户提供智能工厂/智能制造整体解决方案。

五、自动化系统集成行业发展趋势

    1.市场规模随用工成本增加而扩大

    对于简单重复性劳动,自动化设备具有明显的成本优势,因此,具备简单、重复性工作特点的手工劳动者所从事的工作,理论上都是自动化系统集成市场领域。工业自动化的集成应用存在一个拐点,随着用工成本的增加、“机器换人”需求的上升和自动化设备成本的降低,当人力成本大于自动化成套装备成本时,拐点到来,自动化集成市场随即也将呈现井喷式发展。未来随着劳动力成本的攀升,效益平衡点将随之移动,而自动化系统集成行业的市场规模也将随之扩大。

    同时,近些年来国家大力支持制造业升级,并将先进制造业的重要性不断提升。十九大报告中提出“促进我国产业迈向全球价值链中高端,培育若干世界级先进制造业集群”;国务院发布了中国制造强国战略以及《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》;工业和信息化部、国家发改委、财政部联合发布《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,国务院总理李克强在作2019年政府工作报告时则提出“拓展‘智能+’,为制造业转型升级赋能”,在这些政策的引导作用下,以工业自动化及其应用为核心的自动化系统集成行业也会迎来蓬勃发展。

    2.由产品批量大、利润高的产业向一般工业延伸

    纵观自动化系统集成行业的发展历程可知,首先应用的行业都是批量化生产、利润高的行业,这也是自动化系统集成业务集中于汽车工业的主要原因。但是,随着大额、高利润订单已逐步被大型集成商瓜分,以及汽车行业增速放缓,特别是2018年中国车市出现28年以来首次负增长,而一般工业的自动化改造需求仍然相对旺盛,使得自动化设备的行业应用边界逐步拓宽,自动化系统集成商也从早期单一的汽车工业向3C家电等行业拓展,3C行业应用有望接棒汽车工业,成为下一个需求爆发领域。

    宁波均普工业自动化中国区CEO解时来就对3C消费品等行业的自动化系统集成的前景非常看好。成立于2017年的宁波均普工业自动化,作为汽车零部件供应商均胜集团旗下的控股子公司,虽然自动化集成业务客户主要以汽车行业客户为主,但自成立之初就已重点在消费品、工业品、医疗与清洁新能源等行业进行了重点布局与持续研发投入,如今其研发的智能装备及自动化解决方案已服务于众多世界500强客户。

    3.由自动化程度高的行业向自动化程度低的行业延伸

    自动化系统集成业务通常分布在自动化基础比较好的行业,如汽车、3C电子、金属加工、物流等技术要求高、自动化程度高的行业,但随着上述行业竞争的加剧及市场的饱和,系统集成业务将会向自动化程度较低的行业延伸。在此过程中,由于制造企业自身的自动化、标准化程度低,会对系统集成商提出更多的针对特殊工艺的要求,这不仅蕴含着更多的行业机会,也会进一步促进工厂自动化水平的提升。

    4.提供智能工厂/智能制造整体解决方案

    当前,国内绝大多数的自动化系统集成商会在自动化生产的某个工艺或环节的系统集成(比如焊接系统集成、标准工作站、物流自动化等)上有所突破,但却很少能提供智能工厂/智能制造整体解决方案。

    随着国家大力支持数字化车间、数字化工厂以及智能工厂建设,为了满足制造企业智能工厂的建设需求,未来会有越来越多的自动化集成商基于自身对行业与工艺的理解,融合自动化、信息化与数字化,为制造企业提供智能工厂/智能制造整体解决方案。

    5.竞争加剧,加速自动化集成行业洗牌

    任何产业在经历无序发展后,都会面临激烈竞争后的优胜劣汰。自动化系统集成行业竞争的加剧,将会加速自动化集成产业的整合。综合实力强的大型集成商将成为自动化非标系统集成的总包商或融合自动化与信息化提供智能工厂/智能制造整体解决方案。一批规模小、水平低的集成商或被市场淘汰,或成为大型集成商的分包商;部分自动化集成商则向工业物联网云平台服务商转型,基于自身对行业的理解与经验的积累,为制造企业提供运维服务。

    同时,在国家政策和市场需求的推动下,国内较为分散的同行业公司会逐步并购整合,高技术的工程师也会呈现聚集效应,随着行业规模继续扩大,细分领域的市场进一步打开,预计国内也将诞生一批技术实力强、具备持续研发能力的行业龙头企业。

六、自动化系统集成商未来发展思路

    1.聚焦核心业务领域,打造差异化核心竞争力

    由于自动化系统集成所采用的产品、技术、方法、过程以至解决方案是具有共性的,面对激烈的市场竞争,要想在市场中立于不败之地,自动化系统集成商就必须通过经验、知识的积累和提炼,顺应市场分化发展的大势,聚焦于自己所擅长的行业与领域,形成并提升自己的系统集成能力,从而培育出自身的具有差异化的核心竞争力。

    就如广州明珞汽车装备有限公司董事长、总经理姚维兵所说,“企业就像人的成长一样,企业之间的竞争就像同班同学考试一样,最终会有人胜出,有人活得很好,这是因为他足够优秀,花了更多的精力专注于一件事情上,或者有更多独特的优势在市场竞争中占据了领先地位”。未来自动化系统集成商要么靠卓越高效变成生态型公司进而成为行业领导者,要么靠专业专注成为工匠型中小企业,具有持续发展能力。

    2.提炼可批量化应用与技术,实现非标产品标准化、智能化

    对自动化系统集成商而言,“非标”之痛如影随形。自动化系统集成的非标特性决定了响应客户需求需要耗费相当多的人力,周期长、服务成本高,导致项目太多却不敢接,怕服务不过来;案例也不能完全复制,难以做大规模,即便是上市公司也面临着客户选择的问题。

    而破解“非标”难题的关键就在于,将各细分领域内具有特殊工艺要求的定制化产品做成模块化、标准化、智能化的通用产品,或基于对行业生产工艺的深刻理解,提炼出可复制性的行业解决方案,最终达到提高企业利润率,构筑企业护城河,降低项目成本的目的。国内大型系统集成商大都采取该策略,如明珞装备在汽车装备领域提供修磨换帽一体机、输送系统以及模块化联动工作站等标准化、模块化产品;上海中车瑞伯德聚焦轨道交通领域研发出车体打磨、高铁涂胶等可复制性的行业解决方案等,即是典型案例。

    3.重视人才培养引进,加大研发投入

    天奇自动化工程股份有限公司国家企业技术中心主任郭大宏指出,当前国内自动化系统集成行业却普遍存在智能化人才过于浮躁,自动化系统集成商普遍研发投入不足以及工业知识“伪超前”的问题,而这也是造成目前自动化系统集成商整体规模较小的原因之一。未来自动化系统集成商要想发展壮大,就必须摒弃浮躁心态,重视智能化人才引进与培养,加大研发投入,补“工业工程”之课。

    4.通过多种方式资本运作增强融资能力

    在企业资金紧张、业务量大、市场需求旺盛的情况下,自动化系统集成商可以考虑采取贷款、拉风投、上市、融资租赁等多种形式来尽快打开局面,占领市场,避免财务能力成为企业发展的瓶颈。

    今年以来,包括利元亨、江苏北人、博众精工、瀚川智能、天准科技等多家自动化系统集成商纷纷抢滩科创板;科瑞技术成功登陆中小板;利和兴、智昌机器人、泰格威等多家自动化系统集成商获得融资等,即是典型案例。

    5.整合资源提供整体解决方案

    随着智能工厂的建设以及智能制造的推进,制造企业对自动化系统集成商的能力要求也越来越综合,这要求自动化系统集成商最好具备从机械、自动化到通讯、数据采集、机器视觉,再到工业物联网以及数据挖掘等“光、机、电、软、算”一体化的整体解决方案能力。

    在此背景下,众多自动化系统集成商开始整合资源,去“系统集成化”,向智能制造综合服务商或者智能数字化产品/系统供应商转型,致力于为客户提供融合自动化与信息化、数字化的智能工厂/智能制造整体解决方案。比如,拓斯达自上市后定位就从系统集成商华丽变身为“智能制造综合服务商”;泰达机器人将自己定位为国内喷涂、涂胶领域的智能数字化产品/系统供应商。另外,包括明珞装备、上海中车瑞伯德、天奇股份等也将自身定位为智能工厂解决方案供应商。

    目前来看,系统集成商去系统集成化普遍的方式有三种:产业链延伸,成为综合服务商;整合资源,往平台化转型;软件创新,降低业务中集成能力占比。

    6.利用数据资源优势构建工业物联网云平台

    自动化系统集成商由于贴近制造企业的生产线和生产现场,可满足制造企业现场应用与现场管理的要求,且能通过现场数据的采集联通与实时传输,为制造企业提供智能化生产解决方案,因此其在搭建物联网云平台,进行大数据挖掘分析、预警监测以及预测性维护等方面具有天然优势。因此,国内自动系统集成商也开始打破硬件集成上的局限,更重视数据的积累和利用,通过充分挖掘和利用工业数据,为客户提供工厂的全生命周期管理支持。比如,明匠智能打造NewTon IOT工业云平台,明珞装备打造面向装备制造业的MISP工业物联网大数据平台等,即是典型的案例。

七、结语

    自动化系统集成商是工业自动化应用与实施的重要载体,目前国内存在众多的自动化系统集成商,且行业竞争激烈。但通过对其在智能工厂建设中的作用与价值,自动化系统集成行业现状,当前面临的困难与挑战,以及对发展趋势的判断可知,在国家政策引导和助力下,随着未来“机器换人”、智能工厂建设需求的上升,制造企业用工成本的上升,以及自动化成套装备成本的逐渐降低,制造企业对于自动化、智能化改造的需求将会与日俱增,我国自动化系统集成行业的发展空间巨大。自动化系统集成商结合自身优势,重视智能化人才引进与培养,加大研发及技术上的投入,在细分领域中深耕细作,依靠核心技术和产品向客户提供整体解决方案,是其未来发展可供选择的思路。

责任编辑:程玥
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐