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中國自動化系統集成行業發展觀察
2019-11-10    來源:e-works     發布者:
作者:e-works  楊培

       隨著工業裝置的大型化、連續化、高參數化,對自動化產品的要求不斷提高。為了達到工業設備的安全啟/停、穩定運行、優化操作、故障處理、低碳經濟等要求,必須把不同廠家生產的各種儀器儀表產品和系統等無縫集成為一個協調的信息系統。如何處理這些儀器儀表產品、系統之間的數據傳遞、信息共享、協調操作等以滿足用戶的要求則成為一項十分重要的技術,即自動化系統集成技術。在這一背景下,自動化系統集成商應運而生。同時,隨著工業以太網等通信網絡技術的發展,自動化系統集成技術擺脫了局部自動化的限制,開始朝著車間級、廠級的方向發展。

    系統集成是在系統工程科學方法的指導下,根據用戶需求,優選各種技術和產品,將各個分離的子系統連接成為一個完整、可靠、經濟和有效的整體,并使之能彼此協調工作,發揮整體效益,達到整體性能最優。有關報道曾將自動化系統集成商定義為客戶設計、盤柜制造、安裝、編程、調試自動化系統的公司,而將單純地從事盤柜制造,或單純地從事編程調試等的公司,排除在系統集成商之外,當然也排除代理銷售公司。筆者認為該定義的出發點,是將自動化系統集成定義為用戶需求、產品制造與投入運營的應用系統之間的中間環節,而把自動化系統集成商定義為具備獨立完成這一環節,即能完成“交鑰匙工程”的公司。

一、自動化系統集成商在智能工廠建設中的作用與價值

    自動化系統集成商因能提供項目咨詢、系統設計、編程實施、安裝調試以及培訓支持與運維管理等系統服務,將各類來自于上游供應商的零散設備或控制系統等集成為滿足下游制造企業特定需求、切合行業及現場應用的解決方案,幫助下游制造企業切實提高生產系統的自動化程度,而在自動化產業鏈中具有重要的地位。

    特別是在我國以智能制造引領傳統制造業轉型升級,大力支持數字化車間、數字化工廠和智能工廠建設,而國內生產制造企業自動化基礎又普遍相對薄弱的背景下,自動化系統集成商作為掌握特定行業專業知識的集成技術解決方案提供者,可以針對設計研發、生產制造、運營管理、精準服務和物流調度等不同細分產業的需求,提供企業自身OT和IT的縱向集成、業務全流程的橫向集成以及產品的端到端集成,從穩定性、可靠性、持續性等方面滿足工業自動化需要。其在智能工廠建設中的作用與價值具體表現在以下方面:

自動化系統集成商在智能工廠建設中的作用與價值 

圖1 自動化系統集成商在智能工廠建設中的作用與價值

    實現生產過程自動化:在整個生產過程中,幫助制造企業將智能裝備(包括但不限于機器人、數控機床、自動化集成裝備、3D打印等)通過信息技術有機連接起來,實現生產過程自動化。

    為制造企業提供生產方案:通過各類感知技術幫助制造企業收集生產過程中的各種數據,并利用各類系統優化軟件等信息化手段,為制造企業提供生產方案。

    實現生產方案智能化:通過工業以太網等通信手段實現設備及數據間的互聯互通,同時基于對行業與生產工藝的深刻理解,提供高投資回報、短回收周期的柔性、智能、高效、可靠且便于維修的制造解決方案,幫助制造企業打造具有競爭力的制造體系,實現生產方案智能化,以應對生產要素成本上漲,確保生產組織與人員的穩定性,降低生產管理中的不確定性以及產品經常變更的風險,尤其是滿足生產訂單不確定情況下的柔性化生產需要。

二、自動化系統集成商的分類

    1、OEM系統集成商

    OEM是Original Equipment Manufacture(原始設備制造商)的縮寫,它是指一種“代工生產”方式,其含義是生產者不直接生產產品,而是利用自己掌握的“關鍵的核心技術”,負責設計和開發、控制銷售"渠道",具體的加工任務交給別的企業去做的方式。OEM系統集成商即利用自己掌握的關鍵的核心技術負責設計和開發新產品、控制銷售渠道、再通過簽約合同方式完成具體加工任務的集成商。

    2.項目型系統集成商

    對于一些大型客戶的需求,一般通過招標方式選擇總包商,由總包商再進行子系統的分包,每一個部分都有專門的集成商負責,像這種把客戶某一部分需求成立為一個項目,然后負責設計、建造、安裝和調試的集成商,則叫做項目型集成商。小型項目的系統集成將通過方案建議書評議、產品選型簡單流程進行。

三、自動化系統集成市場現狀

    1.區域分布

國內自動化系統集成商區域分布 

圖2 國內自動化系統集成商區域分布(來源:e-works統計)

    從e-works盤點的國內460家自動化系統集成商來看,其區域集中度較高,珠三角(廣東)、長三角(上海、江蘇、浙江)、京津冀(北京、天津、河北)、長江中游(湖南、湖北)為主要集聚區域,合計占比超七成。其中27.8%集中在廣東省,25.9%集中在江浙滬地區,11%集中在京津冀地區,8.5%集中在兩湖(湖南、湖北)地區。分析其原因,這主要是由于汽車、電子行業生產主要分布在華東、華南地區,上海、武漢、長春、廣州則是中國汽車生產基地最為密集的4大地區,同時,上海、廣州也是電子行業的發達地區。

    2.行業分布

    國內自動化系統集成商目前仍主要集中于汽車行業,這主要是受汽車行業自動化需求的帶動。然而,隨著汽車行業增速放緩,以及汽車行業自動化系統集成技術已經逐漸成熟,汽車行業系統集成已經逐漸走向紅海市場,電子、家電、食品、金屬加工等行業則開始接棒汽車行業,成為自動化系統集成商重點布局的行業。

    與此同時,隨著自動化系統集成技術以及智能化水平的提高,自動化系統集成的行業覆蓋也從傳統制造業延伸到了其他制造業,比如半導體、新能源(主要是鋰電池行業)、醫療、陶瓷衛浴等行業。

    3.營收與規模

    國內目前存在著數以千計的自動化系統集成商,但由于自動化系統集成是較為新興的行業,市場準入門檻低,且國內的同行業公司較為分散,分別聚焦在各自擅長的細分領域,企業規模普遍偏小。

中國智能工廠自動化集成百強廠商2018年營收 

圖3 中國智能工廠自動化集成百強廠商2018年營收(來源:e-works統計)

    從e-works發布的《2019中國智能工廠自動化集成商百強榜》來看,自動化集成百強廠商中2018年營收超過30億元的僅有3家,營收在10億元以下的則高達72家。究其原因,這主要由自動化系統集成是“非標”的,難以實現規模擴張;自身沒有形成差異化的核心競爭力;發展過程中面臨資金、技術、人才等多重風險以及數字化、信息化帶來的新挑戰等多方面原因造成的。

四、自動化集成商面臨的困難與挑戰

    1、為非標定制訂單,難以形成規模效應

    自動化系統集成的“非標定制”特性,導致自動化系統集成商很難用一種方案去適應不同客戶的應用場景與應用需求,也很難像做標準化產品一樣迅速擴大生產,形成規模效應。

    2、存在行業差異性,難以實現跨行業擴張

    行業差異性的存在,要求自動化系統集成商必須深諳行業與生產工藝。專注于某個行業或領域,雖然會使自動化系統集成商構筑較高的行業壁壘,但也使其難以實現跨行業擴張。

    3、資本影響規模,資金壓力制約業務拓展

    “買方市場”下的付款模式,導致自動化系統集成項目需要墊資。這使得自動化系統集成商不得不慎重考慮可同時實施的項目的數量、規模以及回款風險,導致“有單不敢接”,影響業務拓展。

    4、處于產業鏈中游,面臨上下兩端的擠壓

    自動化系統集成商處于自動化產業鏈的中游,上游連接設備供應商,下游連接終端制造企業,面臨著上游設備供應商與下游終端客戶的雙重擠壓,議價能力普遍不高,毛利普遍偏低。

    5、價格日趨透明,考驗項目綜合管理能力

    硬件價格越來越透明,競爭越來越激烈,自動化系統集成商的利潤主要取決于項目執行的效率。這考驗著其從方案準備到項目實施到項目驗收再到后期運維的項目綜合管理能力。

    6、“兩化”深度融合,帶來數字化與信息化新挑戰

    智能工廠的建設對自動化系統集成商提出了更高的要求。這要求其不僅要懂自動化,還要懂信息化,以實現自動化與信息化的深度融合,為客戶提供智能工廠/智能制造整體解決方案。

五、自動化系統集成行業發展趨勢

    1.市場規模隨用工成本增加而擴大

    對于簡單重復性勞動,自動化設備具有明顯的成本優勢,因此,具備簡單、重復性工作特點的手工勞動者所從事的工作,理論上都是自動化系統集成市場領域。工業自動化的集成應用存在一個拐點,隨著用工成本的增加、“機器換人”需求的上升和自動化設備成本的降低,當人力成本大于自動化成套裝備成本時,拐點到來,自動化集成市場隨即也將呈現井噴式發展。未來隨著勞動力成本的攀升,效益平衡點將隨之移動,而自動化系統集成行業的市場規模也將隨之擴大。

    同時,近些年來國家大力支持制造業升級,并將先進制造業的重要性不斷提升。十九大報告中提出“促進我國產業邁向全球價值鏈中高端,培育若干世界級先進制造業集群”;國務院發布了中國制造強國戰略以及《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》;工業和信息化部、國家發改委、財政部聯合發布《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》,國務院總理李克強在作2019年政府工作報告時則提出“拓展‘智能+’,為制造業轉型升級賦能”,在這些政策的引導作用下,以工業自動化及其應用為核心的自動化系統集成行業也會迎來蓬勃發展。

    2.由產品批量大、利潤高的產業向一般工業延伸

    縱觀自動化系統集成行業的發展歷程可知,首先應用的行業都是批量化生產、利潤高的行業,這也是自動化系統集成業務集中于汽車工業的主要原因。但是,隨著大額、高利潤訂單已逐步被大型集成商瓜分,以及汽車行業增速放緩,特別是2018年中國車市出現28年以來首次負增長,而一般工業的自動化改造需求仍然相對旺盛,使得自動化設備的行業應用邊界逐步拓寬,自動化系統集成商也從早期單一的汽車工業向3C家電等行業拓展,3C行業應用有望接棒汽車工業,成為下一個需求爆發領域。

    寧波均普工業自動化中國區CEO解時來就對3C消費品等行業的自動化系統集成的前景非常看好。成立于2017年的寧波均普工業自動化,作為汽車零部件供應商均勝集團旗下的控股子公司,雖然自動化集成業務客戶主要以汽車行業客戶為主,但自成立之初就已重點在消費品、工業品、醫療與清潔新能源等行業進行了重點布局與持續研發投入,如今其研發的智能裝備及自動化解決方案已服務于眾多世界500強客戶。

    3.由自動化程度高的行業向自動化程度低的行業延伸

    自動化系統集成業務通常分布在自動化基礎比較好的行業,如汽車、3C電子、金屬加工、物流等技術要求高、自動化程度高的行業,但隨著上述行業競爭的加劇及市場的飽和,系統集成業務將會向自動化程度較低的行業延伸。在此過程中,由于制造企業自身的自動化、標準化程度低,會對系統集成商提出更多的針對特殊工藝的要求,這不僅蘊含著更多的行業機會,也會進一步促進工廠自動化水平的提升。

    4.提供智能工廠/智能制造整體解決方案

    當前,國內絕大多數的自動化系統集成商會在自動化生產的某個工藝或環節的系統集成(比如焊接系統集成、標準工作站、物流自動化等)上有所突破,但卻很少能提供智能工廠/智能制造整體解決方案。

    隨著國家大力支持數字化車間、數字化工廠以及智能工廠建設,為了滿足制造企業智能工廠的建設需求,未來會有越來越多的自動化集成商基于自身對行業與工藝的理解,融合自動化、信息化與數字化,為制造企業提供智能工廠/智能制造整體解決方案。

    5.競爭加劇,加速自動化集成行業洗牌

    任何產業在經歷無序發展后,都會面臨激烈競爭后的優勝劣汰。自動化系統集成行業競爭的加劇,將會加速自動化集成產業的整合。綜合實力強的大型集成商將成為自動化非標系統集成的總包商或融合自動化與信息化提供智能工廠/智能制造整體解決方案。一批規模小、水平低的集成商或被市場淘汰,或成為大型集成商的分包商;部分自動化集成商則向工業物聯網云平臺服務商轉型,基于自身對行業的理解與經驗的積累,為制造企業提供運維服務。

    同時,在國家政策和市場需求的推動下,國內較為分散的同行業公司會逐步并購整合,高技術的工程師也會呈現聚集效應,隨著行業規模繼續擴大,細分領域的市場進一步打開,預計國內也將誕生一批技術實力強、具備持續研發能力的行業龍頭企業。

六、自動化系統集成商未來發展思路

    1.聚焦核心業務領域,打造差異化核心競爭力

    由于自動化系統集成所采用的產品、技術、方法、過程以至解決方案是具有共性的,面對激烈的市場競爭,要想在市場中立于不敗之地,自動化系統集成商就必須通過經驗、知識的積累和提煉,順應市場分化發展的大勢,聚焦于自己所擅長的行業與領域,形成并提升自己的系統集成能力,從而培育出自身的具有差異化的核心競爭力。

    就如廣州明珞汽車裝備有限公司董事長、總經理姚維兵所說,“企業就像人的成長一樣,企業之間的競爭就像同班同學考試一樣,最終會有人勝出,有人活得很好,這是因為他足夠優秀,花了更多的精力專注于一件事情上,或者有更多獨特的優勢在市場競爭中占據了領先地位”。未來自動化系統集成商要么靠卓越高效變成生態型公司進而成為行業領導者,要么靠專業專注成為工匠型中小企業,具有持續發展能力。

    2.提煉可批量化應用與技術,實現非標產品標準化、智能化

    對自動化系統集成商而言,“非標”之痛如影隨形。自動化系統集成的非標特性決定了響應客戶需求需要耗費相當多的人力,周期長、服務成本高,導致項目太多卻不敢接,怕服務不過來;案例也不能完全復制,難以做大規模,即便是上市公司也面臨著客戶選擇的問題。

    而破解“非標”難題的關鍵就在于,將各細分領域內具有特殊工藝要求的定制化產品做成模塊化、標準化、智能化的通用產品,或基于對行業生產工藝的深刻理解,提煉出可復制性的行業解決方案,最終達到提高企業利潤率,構筑企業護城河,降低項目成本的目的。國內大型系統集成商大都采取該策略,如明珞裝備在汽車裝備領域提供修磨換帽一體機、輸送系統以及模塊化聯動工作站等標準化、模塊化產品;上海中車瑞伯德聚焦軌道交通領域研發出車體打磨、高鐵涂膠等可復制性的行業解決方案等,即是典型案例。

    3.重視人才培養引進,加大研發投入

    天奇自動化工程股份有限公司國家企業技術中心主任郭大宏指出,當前國內自動化系統集成行業卻普遍存在智能化人才過于浮躁,自動化系統集成商普遍研發投入不足以及工業知識“偽超前”的問題,而這也是造成目前自動化系統集成商整體規模較小的原因之一。未來自動化系統集成商要想發展壯大,就必須摒棄浮躁心態,重視智能化人才引進與培養,加大研發投入,補“工業工程”之課。

    4.通過多種方式資本運作增強融資能力

    在企業資金緊張、業務量大、市場需求旺盛的情況下,自動化系統集成商可以考慮采取貸款、拉風投、上市、融資租賃等多種形式來盡快打開局面,占領市場,避免財務能力成為企業發展的瓶頸。

    今年以來,包括利元亨、江蘇北人、博眾精工、瀚川智能、天準科技等多家自動化系統集成商紛紛搶灘科創板;科瑞技術成功登陸中小板;利和興、智昌機器人、泰格威等多家自動化系統集成商獲得融資等,即是典型案例。

    5.整合資源提供整體解決方案

    隨著智能工廠的建設以及智能制造的推進,制造企業對自動化系統集成商的能力要求也越來越綜合,這要求自動化系統集成商最好具備從機械、自動化到通訊、數據采集、機器視覺,再到工業物聯網以及數據挖掘等“光、機、電、軟、算”一體化的整體解決方案能力。

    在此背景下,眾多自動化系統集成商開始整合資源,去“系統集成化”,向智能制造綜合服務商或者智能數字化產品/系統供應商轉型,致力于為客戶提供融合自動化與信息化、數字化的智能工廠/智能制造整體解決方案。比如,拓斯達自上市后定位就從系統集成商華麗變身為“智能制造綜合服務商”;泰達機器人將自己定位為國內噴涂、涂膠領域的智能數字化產品/系統供應商。另外,包括明珞裝備、上海中車瑞伯德、天奇股份等也將自身定位為智能工廠解決方案供應商。

    目前來看,系統集成商去系統集成化普遍的方式有三種:產業鏈延伸,成為綜合服務商;整合資源,往平臺化轉型;軟件創新,降低業務中集成能力占比。

    6.利用數據資源優勢構建工業物聯網云平臺

    自動化系統集成商由于貼近制造企業的生產線和生產現場,可滿足制造企業現場應用與現場管理的要求,且能通過現場數據的采集聯通與實時傳輸,為制造企業提供智能化生產解決方案,因此其在搭建物聯網云平臺,進行大數據挖掘分析、預警監測以及預測性維護等方面具有天然優勢。因此,國內自動系統集成商也開始打破硬件集成上的局限,更重視數據的積累和利用,通過充分挖掘和利用工業數據,為客戶提供工廠的全生命周期管理支持。比如,明匠智能打造NewTon IOT工業云平臺,明珞裝備打造面向裝備制造業的MISP工業物聯網大數據平臺等,即是典型的案例。

七、結語

    自動化系統集成商是工業自動化應用與實施的重要載體,目前國內存在眾多的自動化系統集成商,且行業競爭激烈。但通過對其在智能工廠建設中的作用與價值,自動化系統集成行業現狀,當前面臨的困難與挑戰,以及對發展趨勢的判斷可知,在國家政策引導和助力下,隨著未來“機器換人”、智能工廠建設需求的上升,制造企業用工成本的上升,以及自動化成套裝備成本的逐漸降低,制造企業對于自動化、智能化改造的需求將會與日俱增,我國自動化系統集成行業的發展空間巨大。自動化系統集成商結合自身優勢,重視智能化人才引進與培養,加大研發及技術上的投入,在細分領域中深耕細作,依靠核心技術和產品向客戶提供整體解決方案,是其未來發展可供選擇的思路。

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