工業(yè)制造自動(dòng)化是通過信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工業(yè)制造環(huán)節(jié)的自動(dòng)加工和連續(xù)生產(chǎn)，以提高效率、質(zhì)量并釋放生產(chǎn)力的核心手段1。其發(fā)展歷程可分為單機(jī)自動(dòng)化、自動(dòng)生產(chǎn)線、集成化智能制造三個(gè)階段，目前正朝著智能化、柔性化和綠色化方向演進(jìn)。
一、核心技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈
1. 控制系統(tǒng)：作為工業(yè)自動(dòng)化的 “大腦”，PLC(可編程邏輯控制器)和 CNC(數(shù)控系統(tǒng))是關(guān)鍵。PLC 市場快速擴(kuò)張，2020 年中國市場規(guī)模達(dá) 130 億元，預(yù)計(jì) 2018-2023 年年均復(fù)合增長率 6.4%。2024 年小型 PLC 國產(chǎn)化率提升至 41.0%，大型 PLC 本地化率從 5.9% 增至 8.3%，匯川技術(shù)等本土企業(yè)市場份額持續(xù)擴(kuò)大。
2. 人機(jī)界面(HMI)：觸摸屏為主要產(chǎn)品，78% 應(yīng)用于 OEM 市場(如紡織機(jī)械、包裝機(jī)械)，22% 用于項(xiàng)目型市場(如冶金、化工)。海外品牌仍主導(dǎo)市場，但昆侖通態(tài)等國內(nèi)企業(yè)市占率逐步提升。
3. 機(jī)器人技術(shù)：工業(yè)機(jī)器人在焊接、裝配、噴涂等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，2025 年一季度中國工業(yè)機(jī)器人銷量同比增長 11.6%，協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)量激增 41.4%，成為增長極。RV 減速器國產(chǎn)化率首次突破 60%，綠的諧波等企業(yè)打破外資壟斷。
二、應(yīng)用領(lǐng)域與市場趨勢(shì)
1. 主要行業(yè)：
汽車制造：自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)高精度加工和快速裝配，重慶長安汽車等企業(yè)通過機(jī)器人技術(shù)提升效率。
電子制造：SMT 貼片機(jī)、半導(dǎo)體設(shè)備等自動(dòng)化工具推動(dòng)高精度生產(chǎn)，占工業(yè)自動(dòng)化市場 18%。
新能源與化工：自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化能源消耗，如火力發(fā)電廠通過智能控制減少燃煤和污染物排放。
2. 市場規(guī)模：2022 年中國工業(yè)自動(dòng)化市場規(guī)模達(dá) 2642 億元，預(yù)計(jì) 2025 年將增至 3225 億元;全球市場 2023 年為 4807.3 億美元，2024 年預(yù)計(jì)達(dá) 5095.9 億美元。
3. 發(fā)展趨勢(shì)：
智能化與數(shù)字化：物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和 AI 深度融合，如 Amkor 通過工業(yè) 4.0 八大支柱(自控設(shè)備、工業(yè) IoT、AI/AR 等)實(shí)現(xiàn)智能工廠管理。
柔性化生產(chǎn)：模塊化設(shè)計(jì)和可重構(gòu)生產(chǎn)線適應(yīng)多樣化需求，如煙草機(jī)械行業(yè)通過復(fù)合機(jī)器人實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域搬運(yùn)。
綠色環(huán)保：自動(dòng)化技術(shù)降低能耗和排放，西門子成都工廠通過數(shù)字化管理實(shí)現(xiàn)低碳生產(chǎn)，獲評(píng) “可持續(xù)燈塔工廠”。
三、政策支持與區(qū)域發(fā)展
1. 國家政策：中國 “制造 2025” 和 “十四五” 規(guī)劃推動(dòng)智能制造，2024 年七部門聯(lián)合發(fā)布設(shè)備更新方案，加速工業(yè)自動(dòng)化普及。
2. 重慶實(shí)踐：作為西部制造業(yè)基地，重慶在汽車、電子、重型機(jī)械領(lǐng)域廣泛應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。例如，長安汽車引入智能機(jī)器人提升焊接精度，政府通過資金補(bǔ)貼和技術(shù)支持緩解中小企業(yè)轉(zhuǎn)型壓力，但仍面臨技術(shù)成本高和人才短缺挑戰(zhàn)。
四、挑戰(zhàn)與未來展望
1. 技術(shù)成本與人才缺口：高端設(shè)備投資大，中小企業(yè)壓力顯著;智能制造需要復(fù)合型技術(shù)人才，重慶高校正加強(qiáng)相關(guān)專業(yè)建設(shè)。
2. 系統(tǒng)集成與安全風(fēng)險(xiǎn)：多廠商設(shè)備協(xié)議不兼容導(dǎo)致集成難度大，網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)需強(qiáng)化防護(hù)。
3. 未來方向：
國產(chǎn)化替代：PLC、減速器等核心部件國產(chǎn)化率持續(xù)提升，預(yù)計(jì) 2028 年 RV 減速器國產(chǎn)份額將超 70%。
可持續(xù)發(fā)展：自動(dòng)化技術(shù)與綠色工業(yè)結(jié)合，如能源管理系統(tǒng)優(yōu)化和循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐。
人機(jī)協(xié)同：生成式 AI 和邊緣計(jì)算推動(dòng)工業(yè) 5.0，研華與群聯(lián)合作打造工控 AI 平臺(tái)，提升人機(jī)交互智能化水平。
工業(yè)制造自動(dòng)化正從 “替代人工” 向 “智能決策” 躍遷，技術(shù)創(chuàng)新與政策支持將持續(xù)推動(dòng)其在全球制造業(yè)中的核心地位。
