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第一章自动化行业的发展概况自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。第一节自动化行业的概况一自动化行业的发展历史广义的自动化，是指在人类的生产、生活和管理的一切过程中，通过采用一定的技术装置和策略，使得仅用较少的人工干预甚至做到没有人工干预，就能使系统达到预期目的的过程，从而减少和减轻了人的体力和脑力劳动，提高了工作效率、效益和效果。自动化的发展历史可以追溯到公元前的年代，在中国就有浑天仪、指南车等代表性的发明，在西方世界有如希腊人制造的水钟。自动化的发展可分为四个阶段。第一阶段：以基地式仪表为代表的机械控制技术；第二阶段：主要是电气控制技术为主的继电器控制技术和调节器为代表的模拟控制技术；第三阶段：适用于流程产业的集散控制系统（DCS）和用于离散产业的可编程控制器（PLC）；第四阶段：一是系统的开放性、一是流程产业控制和离散控制的融合，体现在DCS和PLC功能的融合。在我国自动化专业的发展历史中，有“工业自动化”专业与“自动控制”专业两条发展主线，其中“工业自动化”专业最早源于“工业企业电气化”专业。我国的自动化专业是伴随着我国工业从电气化一步一步向自动化发展而稳健发展的，专业方向与主要内容也从最初的突出电气化的“工业企业电气化”一步一步发展为电气化与自动化并重的“工业电气化及自动化”、突出电气自动化的“工业电气自动化”和突出自动化的“工业自动化”，进而在合并专业的教育改革中于1995年与“自动控制”专业合并成内容更广的“自动化”专业。伴随着我国经济与国防建设，我国的自动化专业一步一步从最初的突出电气化、到电气化与自动化并重、再到突出自动化发展过来的，具有明显的中国特色、中国创新。二、自动化行业产品链及产业链构成自动化行业产品链可分为四层。一为人机会话层，主要产品是NMI；二为控制层，主要产品包括：PLC、DCS、PAC、IPC；三为驱动层，主要产品有：Invert和Servo；四为执行层，主要产品是Motor。自动化主流系统集成产品是PLC和DCS。人机会话层的竞争者有普罗菲斯、威纶通、三菱、富士、施耐德等；在控制层，西门子的PLC、ABB的DCS、NI的PAC和IPC，都是处在世界领先的水平；驱动层的佼佼者有做变频器的ABB和做伺服驱动器的西门子；执行层ABB依旧是电机传动的领导者。自动化产业分为上游产业和下游产业。自动化行业的上游产业是一个以科学技术为主要维持与推进的行业区域，有较高的产能的同时也需要极高的生产投入；有如：汽车制造业、军工产业、飞机制造业、船舶制造业、规模化的汽车制造业、机械制造业、集成自动化、高端电子制造业、以及自动化设备生产产业、自动化设计等。自动化行业下游产业指的是在自动化行业及相关产业的生产、销售环节中，从规模上、资金上、管理水平上、研发能力上处于中低端的广大自动化行业相关的产业，如：设计与生产、自动化系统的维护、自动化产品的销售流通环节、自动化产品的维修维护、自动化产品的推广等。三、自动化行业的近年发展现状自2011年来，全球经济形势错综复杂，国际金融市场剧烈动荡，欧债危机持续蔓延。受此影响，自动化行业近年来，产品需求增速减缓，国内由于国家节能减排及制造业转型升级的背景下，中国自动化市场仍然保持较好的增长势头，但整体来说，自动化市场继续保持低位运行。从各方面看来，项目型市场需求平稳，增长空间有限；产品市场需求同比往年有所下降，但仍持续增长；行业市场萎缩多于增长。目前中国自动化市场供应商可以粗略分为三极，一极是美国、德国、法国、瑞士、英国、意大利等欧美供应商，主要特点是价格高、品质好，牢牢占据了高端自动化市场；第二极是日系供应商，其特点是追求价廉物美，品质较好，在中低端市场势力强大；第三极则是日渐崛起的国内供应商，主要集中在华东、华北地区，价格便宜，能够切合用户需求提供定制服务，多集中于低端市场。日前的自动化的市场需求发生了很大变化，用户不再满足于装置的自动化水平的提高，而是把整个工厂（Plant）甚至整个企业集团作为一个可控、健康的有机体来运行，要求自动化系统像动物的神经系统一样，具备系统性、全面性、实时性和准确性。国内自动化市场特点：1、产品技术含量高，专业性强，2、厂商众多：全球厂商达20万家。仅变频器的生产商就达2000余家。3、竞争激烈，国内工业控制系统产品供应商直接面临美、日、欧各国公司的竞争，无论IPC、DCS还是PLC，外国公司占统治地位的状况将长期存在。4、产品繁多：至今无法形成统一确切的分类标准。业内第一门户网站；中国自动化学会的唯一门户网站及合作网站中国工控网目前分类达16个大项，200余个小项，但仍属提纲挈领。5、应用广泛：遍及冶金、石油、化工、纺织、造纸、机械、机床、汽车、航空航天、楼宇、环境工程等所有工业及民用领域。6、市场巨大：2000年我国工控机市场规模为170～207亿元人民币，如将传动产品、流体控制产品、传感器、仪器仪表、自动化软件产品及楼宇、环保等市场需求的迅速崛起等统计在内，市场规模将远远超过这一数字，保守的估计应为1000亿元。从目前中国的工控及自动化市场发展来看，中国拥有世界最大的市场，而中国的工控业发展又相对滞后。传统工业技术改造、工厂自动化、企业信息化需要大量的工业自动化系统，潜在市场巨大。7、自动化企业规模太小，有信誉的品牌产品还未形成；8、自动化企业多数急功近利，没有投入，人员不稳，不能形成积累；9、多数自动化企业没有明显的核心技术能力，缺乏后劲，国产系统就总体水平与国际著名品牌系统相比还有差距，特别是在应用平台和开放性方面等；10、国内自动化系统企业综合业务能力差，系统产品系列不全等。四、自动化行业技术发展水平自动化技术包括：电气自动化、制造自动化、工业自动化等技术。在当今社会，越是发达的国家，自动化技术就越先进，而且很多发展中国家正在努力地提高自己国家的自动化制造技术。自动化技术对于一个企业甚至一个国家有着很重要的地位。自动化技术1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器，并把它与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统，而宣告形成最初的自动化技术；在20世纪40～50年代，第二次世界大战期间，美国、英国和西欧各国科学家因为战争而设计出各种精密的自动调节装置﹐开创了系统和控制这一新的科学领域；20世纪50年代末起至今，期间技术迅速发展﹐在这一时期﹐微电子技术有了新的突破，控制工程师可以很方便地利用微处理机来实现各种复杂的控制﹐使综合的自动化技术成为现实。现今自动化技术已逐步代替人力工作，车间一条线全机械化生产，许多人力无法做到的，用自动化技术可以轻松做到。五、自动化行业的经营模式“十二五”期间，国家经济结构战略性调整要求各行业发展经营要向“能源节约型”、“环境友好型”转变。自动化的经营模式也紧靠此方向，实现自动化行业产品的，经济实惠生产，提高产品质量，着手创新研发更加先进有实际用途的新世纪产品。各企业改变经营模式，使得员工、顾客以及企业本身的利益最大化。自动化上游产业鼓励创新，研发更为新进的高科技产品，在军事、航空等领域占据重要位置；下游产业则大力发展家庭到个人的自动化产业技术，使之自动化深入人们的日常生活之中；上游产业与下游产业发展相结合，互促互进使得全面的自动化发展更为进一步。第二节自动化行业相关政策与监管机制一产业政策及行业规范近年来国家对自动化行业越发重视，颁布了一系列的政策支持。《工信部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》中明确指出：“工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备,代表着未来智能装备的发展方向。推进工业机器人的应用和发展，对于改善劳动条件，提高产品质量和劳动生产率，带动相关学科发展和技术创新能力提升，促进产业结构调整、发展方式转变和工业转型升级具有重要意义。其目标是：开发满足用户需求的工业机器人系统集成技术、主机设计技术及关键零部件制造技术，突破一批核心技术和关键零部件，提升量大面广主流产品的可靠性和稳定性指标，在重要工业制造领域推进工业机器人的规模化示范应用。主要任务有：(一)围绕市场需求，突破核心技术、(二)培育龙头企业，形成产业集聚、(三)突出区域特色，推进产业布局、(四)推动应用示范，促进转型升级、（五)加强总体设计，完善标准体系、(六)强化公共服务，创新服务模式、(七)推进国际合作，提升行业水平等。”此外各地方政府也出台了各项政策，如福建省的《关于推动福建省机器人、传感器及智能化仪器仪表产业发展的若干意见》，其中明确了促进产品推广应用的有关政策举措。鼓励生产企业、系统集成商和大型成套设备制造企业合作应用福建省开发的机器人、传感器及智能化仪器仪表;组织省内企业之间产品协作采购、互采互用;推动福建省企业研制的首台(套)智能装备在相关工程或企业中使用，并由省工商发展资金按国内首台(套)销售或合同金额的60%、省内首台(套)销售或合同金额的30%给予补助，最高不超过500万元。同时，福建省将实施“创新团队+创新项目”引进计划，以“人才+项目”的形式，引进拥有核心技术、产业带动力强的创新项目和创新团队，引进的人才优先列入省高端人才引进资助计划，引进的项目优先列入省科技创新项目予以资助，并对重大科研项目给予“一事一议”的特别支持。国家政策扶持智能制造和机器人行业近期国家连续颁布《智能制造科技发展“十二五”专项规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》,支持智能制造和机器人行业的发展。2008年第3号公告《基于Modbus协议的工业自动化网络规范》2008年1月28日机械工业仪器仪表综合技术经济研究所测量控制设备及系统实验室获得中国合格评定国家认可委员会（CNAS）实验室认可，该实验室能够独立承担第三方公正检测、独立对外行文和开展控制网络（MODBUS等）一致性和可互操作性检测，以及测量、控制和实验室用电气设备、信息技术设备的安全等检测业务。二行业监管体制行业监管就是在公开、公平、公正原则下，通过督查、检查、抽查、巡查和审核审计等方法，从实体和程序两方面对进入行业的事业体和事件进行监督管理，以保证行业管理目标得以实现。自动化行业监管遵循这样的原则，由政府实施监管，民众进行监督，使自动化行业生产环保、节源、高效的进行。第三节自动化行业利润水平变化一自动化行业利润变化统计及原因由于金融市场动荡不安，国内经济摇摆不定，自动化相比低下，利润持续下滑。第四节影响自动化行业发展的主要因素有利因素：国家的政策支持，一系列的政策颁布，支持国内的自动化行业发展，如在《国家重点支持的高新技术领域》中把“采用新型原理、新型元器件的电力自动化装置、采用数字化、信息化技术，提高设备性能及自动化水平的技术、电力系统应用软件及用于输配电系统和企业的新型节电装置”列为国家重点支持的高新技术领域。不利因素：受全球经济危机的影响，自动化市场需求量下降，国内外市场发展进入低谷，并且国内自动化兴起时间晚，发展时间短暂也是一大重要因素。第二章自动化行业产品市场的吸引力分析第一节2008—2012年自动化行业细分产品产量与市场容量统计自动化行业细分产品统计：自动化细分产品市场容量统计：第二节2008—2012年我国自动化行业产品结构与价格变化分析自动化行业包括着工业自动化、电气工程自动化、机械化、农业生产自动化等。工业自动化系统产品一般可分为下列几类：①可编程序控制器（PLC）按功能及规模可分为大型PLC(输入输出点1024),中型PLC(输入输出点数256-1024)及小型PLC（输入输出点256）；②分布式控制系统（DCS）又称集散控制系统，按功能及规模亦可分为多级分层分布式控制系统﹑中小型分布式控制系统﹑两级分布式控制系统；③工业PC机能