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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備國(guó)產(chǎn)化淺談

作者:qiuyi   日期:2023-03-06 09:19:04

 

 

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是數(shù)據(jù)的流動(dòng)、分析和再造,是工業(yè)智能化發(fā)展的核心信息基礎(chǔ)設(shè)施,也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐和重要途徑。因此,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與處理成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)其自身價(jià)值的最重要一環(huán)。在此我們從基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備入手來(lái)談?wù)剛鞲衅鳌LC設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化發(fā)展。

 

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)系統(tǒng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三大功能體系,形成人、機(jī)、物的全面互聯(lián),實(shí)現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的互聯(lián)互通。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是數(shù)據(jù)的流動(dòng)、分析和再造,是工業(yè)智能化發(fā)展的核心信息基礎(chǔ)設(shè)施,也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐和重要途徑。因此,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與處理成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)其自身價(jià)值的最重要一環(huán)。在此我們從基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備入手來(lái)談?wù)剛鞲衅?、PLC設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化發(fā)展。

 

大而不強(qiáng)的傳感器

 

 

作為與以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為牽頭的智能制造,與此密切相關(guān)的傳感器產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了大好發(fā)展機(jī)遇——傳感器是數(shù)據(jù)采集的源頭,它無(wú)處不在。無(wú)論是智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療等,還是智能設(shè)備和大數(shù)據(jù)分析,再龐大的智能系統(tǒng),都要從傳感器“針尖”上開(kāi)始。

 

縱觀國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)的快速增長(zhǎng),其產(chǎn)值主要集中于中低端中小型傳感器市場(chǎng),掙扎在價(jià)格戰(zhàn)的紅海之中,而應(yīng)用于智能制造的智能化傳感器等高端傳感器市場(chǎng),當(dāng)前主要集中在一些國(guó)外傳感器廠商。據(jù)2020年9月發(fā)布的《中國(guó)傳感器(技術(shù)和產(chǎn)業(yè))發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“藍(lán)皮書(shū)”)統(tǒng)計(jì),汽車(chē)傳感器、高端化學(xué)類(lèi)氣體傳感器、光線傳感器、環(huán)境檢測(cè)傳感器,對(duì)國(guó)外進(jìn)口依賴(lài)度都在95%以上。例如,在工業(yè)控制領(lǐng)域,尤其是儀器儀表傳感器,幾乎100%全進(jìn)口。此外,國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)不僅紅海競(jìng)爭(zhēng)激烈,且在工藝研發(fā)方面投入巨大,芯片無(wú)法實(shí)現(xiàn)自主,基本也依靠進(jìn)口,進(jìn)口率高達(dá)90%以上。

 

傳感器作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集一線,其重要意義不言而喻,國(guó)產(chǎn)高端智能傳感器品牌與市場(chǎng)占有率的低下,對(duì)于未來(lái)中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有一定的掣肘之難??梢哉f(shuō),高端傳感器從軟件到核心硬件技術(shù)也成為當(dāng)前中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軟肋之一。

 

正在崛起的國(guó)產(chǎn)PLC

 

 

自20世紀(jì)70年代誕生以來(lái),PLC一直是工業(yè)自動(dòng)化的核心設(shè)備,推動(dòng)著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,PLC發(fā)展成為基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的帶有數(shù)字采集、儲(chǔ)存和數(shù)據(jù)處理功能的綜合性控制設(shè)備,在流程工業(yè)和一些大型項(xiàng)目型工程中廣泛應(yīng)用。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的崛起,PLC更成為PAAS層平臺(tái)重要的核心數(shù)據(jù)采集設(shè)備,對(duì)于邊緣側(cè)的控制優(yōu)化、工業(yè)安全,乃至于云端輕量化有著重要的意義。

 

縱觀PLC市場(chǎng)發(fā)展,小型PLC準(zhǔn)入門(mén)檻比較低,技術(shù)難度不高,但是同質(zhì)化嚴(yán)重和業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈;大型PLC技術(shù)難度很大,其對(duì)于平臺(tái)穩(wěn)定性的要求很高,另外中大型PLC要需要具備一定的與周邊設(shè)備的組網(wǎng)/組態(tài)能力,并且在與下游廠商合作之時(shí)還會(huì)涉及到數(shù)據(jù)安全相關(guān)問(wèn)題,“技術(shù)壁壘、客戶壁壘、資金壁壘與產(chǎn)品排他性壁壘”共同構(gòu)筑了中大型PLC廠商寬闊的護(hù)城河。

 

在高端PLC的研發(fā)與市場(chǎng)占有率方面,國(guó)產(chǎn)高端PLC品牌面臨著比較大的挑戰(zhàn)。在中大型PLC產(chǎn)品方面,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)依舊以外資品牌為主,西門(mén)子、施耐德電氣等歐美PLC廠商憑借多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與研發(fā)優(yōu)勢(shì),具備較強(qiáng)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,此外這些歐美老牌廠商依托先發(fā)優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在我國(guó)形成了比較明顯的品牌優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),占據(jù)了國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)的大部分份額。

 

然而,作為世界制造基地的中國(guó),PLC擁有廣闊的發(fā)展空間,所以本土國(guó)產(chǎn)PLC廠商以浙大中控、和利時(shí)等一批國(guó)企自主科研為主,開(kāi)發(fā)了一系列與國(guó)外品牌一爭(zhēng)市場(chǎng)的中大型PC產(chǎn)品,還有一批以振興國(guó)產(chǎn)品牌,研發(fā)核心技術(shù)自主的民營(yíng)PLC品牌,如以匯川技術(shù)、信捷電氣等為代表的PLC國(guó)產(chǎn)高端品牌也在持續(xù)發(fā)力,成為國(guó)內(nèi)替代進(jìn)口PLC的最佳選擇。

 

互聯(lián)網(wǎng)能力的提升是目前PLC技術(shù)重要的發(fā)展方向之一,伴隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,傳統(tǒng)的單一設(shè)備控制、小范圍控制的PLC設(shè)備的需求正在逐步縮減,生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大與生產(chǎn)中的規(guī)模效應(yīng)對(duì)大型PLC設(shè)備提出了跨設(shè)備、跨廠區(qū)的新需求,在5G技術(shù)進(jìn)一步落地的背景之下,技術(shù)與需求端倒逼PLC的通訊能力做出提升,“互聯(lián)網(wǎng)+”成為PLC發(fā)展的必經(jīng)之路。

 

除此之外,人工智能的崛起也要求傳統(tǒng)PLC做出改變,深度學(xué)習(xí)算法與大數(shù)據(jù)技術(shù)將進(jìn)一步應(yīng)用于PLC之中,智能生產(chǎn)、優(yōu)化決策、大數(shù)據(jù)賦能、精準(zhǔn)執(zhí)行和柔性生產(chǎn)等成為PLC未來(lái)發(fā)展的重要方向。

 

從無(wú)到有,由弱到強(qiáng),沒(méi)有什么事情可以將中國(guó)難倒的,當(dāng)然工業(yè)自動(dòng)化基礎(chǔ)硬件設(shè)備也不例外。經(jīng)過(guò)二三十年的不懈努力,可以說(shuō)我們?nèi)〉煤艽蟮某煽?jī),隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,對(duì)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備提出更高的要求。對(duì)此,我們將如何持續(xù)做強(qiáng)做精中國(guó)數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)業(yè)?在編者看來(lái),無(wú)外乎政策、人、產(chǎn)業(yè)有序規(guī)范。

 

一是在政策方面要給予基礎(chǔ)工業(yè)設(shè)備以戰(zhàn)略高度的重視,發(fā)展諸如傳感器、PLC等這樣看起來(lái)很小,但是很關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)備研發(fā)制造頭部企業(yè)的培育,在資金支持、政策傾斜、市場(chǎng)推廣等方面要給予重點(diǎn)支持,擴(kuò)大國(guó)產(chǎn)品牌影響力。2015年的《中國(guó)制造2025》中提出推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合的觀點(diǎn),此外還出臺(tái)了一系列關(guān)于支持智能制造與工控系統(tǒng)的政策,引導(dǎo)PLC等工控系統(tǒng)發(fā)展。另一方面,相關(guān)部門(mén)還出臺(tái)了《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護(hù)指南》和《工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全-可編程控制器(PLC)》,通過(guò)監(jiān)管政策進(jìn)一步規(guī)范PLC行業(yè)的發(fā)展。

 

二是加大專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)。一方面加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)科的研究,包括材料學(xué)、電子科技、信息技術(shù)等研究;另一方面,以應(yīng)用拉動(dòng)研究,促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化,為研發(fā)提供持續(xù)不斷的資金動(dòng)力;第三,為國(guó)產(chǎn)品牌提供更多的成長(zhǎng)機(jī)會(huì),在應(yīng)用中積累、迭代,促進(jìn)國(guó)產(chǎn)品牌的升級(jí)轉(zhuǎn)型,成為具有吸引力的就業(yè)目標(biāo)。

 

三是建立國(guó)產(chǎn)行業(yè)品牌有序競(jìng)爭(zhēng)合作機(jī)制與規(guī)范??v觀中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的發(fā)展,無(wú)論是傳感器還是PLC,中國(guó)眾多的企業(yè)都集中技術(shù)門(mén)檻較氏的中低端產(chǎn)品市場(chǎng)進(jìn)行價(jià)格戰(zhàn)爭(zhēng),而高端產(chǎn)品和利潤(rùn)附加值更高的產(chǎn)品服務(wù)則牢牢掌握在國(guó)外品牌手中。鑒于之前不良的市場(chǎng)發(fā)展秩序,我們要發(fā)展行業(yè)生態(tài)圈合作共贏機(jī)制,在行業(yè)協(xié)會(huì)或是政府主管單位的主導(dǎo)下,實(shí)行同行業(yè)的人才、資源、資金的流動(dòng)組合,上下游產(chǎn)業(yè)實(shí)行技術(shù)工藝的無(wú)縫融合,給縱橫合作競(jìng)爭(zhēng)共贏的發(fā)展模式,增強(qiáng)集體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

 

無(wú)疑,國(guó)產(chǎn)化是工業(yè)安全的一道有力保障,借著中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的東風(fēng),國(guó)產(chǎn)工業(yè)自動(dòng)化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備是該重回原點(diǎn),重塑根基的時(shí)候了。道阻且長(zhǎng),行則將至;行而不輟,未來(lái)可期。


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