電氣控制產(chǎn)品專題調(diào)研報告

把新發(fā)展理念貫穿產(chǎn)業(yè)發(fā)展全過程，切實轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，推動機械工業(yè)優(yōu)化升級。推動跨行業(yè)、跨地域的協(xié)同融合，促進模式創(chuàng)新和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變;加快關(guān)鍵性前沿技術(shù)趕超，推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展;突破資源及環(huán)境約束，全面推進節(jié)能與綠色制造。戰(zhàn)略任務(wù)當前，我國機械工業(yè)發(fā)展正處于爬坡過坎、提升核心競爭力、向中高端水平升級和邁進的關(guān)鍵時期，為實現(xiàn)機械工業(yè)十四五規(guī)劃和二〇三五年遠景目標，機械各主要行業(yè)及重點領(lǐng)域應(yīng)結(jié)合十九屆五中全會精神，制定機械工業(yè)專業(yè)規(guī)劃和專題規(guī)劃，同本綱要相結(jié)合，形成內(nèi)容互補、統(tǒng)一銜接的機械工業(yè)規(guī)劃體系。十四五期間，機械工業(yè)應(yīng)堅持系統(tǒng)觀念，搶抓國內(nèi)大循環(huán)機遇，繼續(xù)深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，不斷激發(fā)創(chuàng)新活力;把新發(fā)展理念貫穿行業(yè)發(fā)展全過程，加快推進產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級;著力提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平，暢通國內(nèi)大循環(huán);實現(xiàn)更高水平對外開放，打造國際合作和競爭新優(yōu)勢。（一）全面提升自主創(chuàng)新能力堅持把科技自立自強作為推動機械工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，充分發(fā)揮企業(yè)在創(chuàng)新中的主體作用，加快構(gòu)建以企業(yè)為主體、產(chǎn)學研用相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，激發(fā)人才創(chuàng)新活力，全面塑造產(chǎn)業(yè)發(fā)展新優(yōu)勢。堅持以創(chuàng)新驅(qū)動為基石，把企業(yè)自主創(chuàng)新擺在機械工業(yè)發(fā)展全局的核心位置，激發(fā)科技創(chuàng)新源動力。圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，充分發(fā)揮企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新決策、研發(fā)投入、成果轉(zhuǎn)化等環(huán)節(jié)的主體作用，重視充分發(fā)揮民營企業(yè)的重要作用，持續(xù)激發(fā)民營企業(yè)活力和創(chuàng)造力。推動行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)牽頭組建創(chuàng)新聯(lián)合體，主動與高等院校、科研院所一起攻克技術(shù)難關(guān)，帶動中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新。強化戰(zhàn)略科技力量，充分發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，建設(shè)完善業(yè)內(nèi)國家重點實驗室、國家工程研究中心、國家技術(shù)創(chuàng)新中心、國家制造業(yè)創(chuàng)新中心、國家企業(yè)技術(shù)中心等創(chuàng)新平臺，打好關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)攻堅戰(zhàn)，提高機械工業(yè)創(chuàng)新鏈整體效能。充分發(fā)揮行業(yè)既有科技創(chuàng)新優(yōu)勢，推動現(xiàn)有科技力量整合為國家戰(zhàn)略科技力量，形成創(chuàng)新合力。完善產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)體系，充分利用現(xiàn)有的高校、科研院所、用戶和第三方機構(gòu)基礎(chǔ)能力，建設(shè)一批產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)平臺，面向全行業(yè)，尤其是廣大中小企業(yè)提供試驗檢測、信息服務(wù)等基礎(chǔ)支撐，推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，加快質(zhì)量品牌提升，促進創(chuàng)新科技成果轉(zhuǎn)化。牢固確立人才引領(lǐng)發(fā)展的戰(zhàn)略地位，完善人才培養(yǎng)體系和機制，大力培養(yǎng)和引進機械工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展所需的各類人才。以提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力和產(chǎn)業(yè)鏈水平為目標，培養(yǎng)引進具有國際水平的科技人才、青年科技人才和高水平創(chuàng)新團隊;以提高現(xiàn)代經(jīng)營管理水平和企業(yè)競爭力為目標，培養(yǎng)引進創(chuàng)新型經(jīng)營管理人才隊伍;以高質(zhì)量產(chǎn)品生產(chǎn)為目標，培養(yǎng)引進門類齊全、技藝精湛、愛崗敬業(yè)的高技能人才，重視工匠精神培育和工匠隊伍建設(shè);以全面提高對外開放水平為目標，培養(yǎng)引進既懂專業(yè)技術(shù)，又具有國際視野、通曉國際規(guī)則的國際化人才。（二）統(tǒng)籌推進產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化高度重視機械工業(yè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力的提升，針對構(gòu)成產(chǎn)業(yè)安全隱患的基礎(chǔ)薄弱環(huán)節(jié)，以產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程為抓手，以標準體系建設(shè)為支撐，實施質(zhì)量提升行動，打造優(yōu)勢民族品牌，為建設(shè)機械工業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系奠定牢固的基礎(chǔ)。圍繞機械工業(yè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)最為薄弱的環(huán)節(jié)，實施機械工業(yè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程，開展關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件、先進基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)工業(yè)軟件等的攻關(guān)。結(jié)合重大工程、重大裝備及國民經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)主機配套亟需，重點推動軸承、齒輪、液氣密件、鏈傳動及連結(jié)件、彈簧及緊固件、模具、傳感器等核心基礎(chǔ)零部件性能穩(wěn)定性、質(zhì)量可靠性、使用壽命等指標的提升;圍繞機械工業(yè)重點領(lǐng)域發(fā)展需求，加大各類通用及專用工業(yè)軟件的研發(fā)及推廣應(yīng)用力度，提高基礎(chǔ)工業(yè)軟件國產(chǎn)化水平;持續(xù)推進清潔鑄造、先進焊接、精密鍛造、高效熱表面處理及表面工程等新技術(shù)新工藝的研制及應(yīng)用，并使其領(lǐng)先于、適合于新材料的發(fā)展。圍繞機械工業(yè)發(fā)展新階段的新特點、新任務(wù)、新要求，加強標準化工作統(tǒng)籌推進，發(fā)揮標準化基礎(chǔ)性、引領(lǐng)性、戰(zhàn)略性作用，提升標準化與機械工業(yè)發(fā)展的契合度。深化標準化工作改革，創(chuàng)新科技成果技術(shù)標準轉(zhuǎn)化機制，推進適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展新型標準體系的建立，加強重點領(lǐng)域和基礎(chǔ)公益類標準制定，培育發(fā)展先進團體標準，加快老舊落后標準更新，以標準鏈支撐產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈。推進標準制度型開放，積極融入全球標準化生態(tài)系統(tǒng)，主動參與國際標準制定，加大標準外文版編制力度，不斷提升國內(nèi)外標準一致性水平，促進國內(nèi)國際雙循環(huán)。推進重點標準的有效實施，加強機械工業(yè)標準信息公共服務(wù)平臺建設(shè)，健全重大標準化信息發(fā)布機制，宣傳標準化工作成效和典型經(jīng)驗，開展標準化培訓(xùn)和技術(shù)咨詢服務(wù)，抓好重點標準實施評估。深化實施品牌戰(zhàn)略，培育機械工業(yè)優(yōu)質(zhì)品牌產(chǎn)品，提升產(chǎn)品的形象和市場競爭力。以提高制造業(yè)質(zhì)量和效益、推動質(zhì)量變革為目標，加強全面質(zhì)量管理，深入實施質(zhì)量提升行動，推進增品種、提品質(zhì)、創(chuàng)品牌，不斷提高產(chǎn)品和服務(wù)的科技人文含量，提高產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量。提高企業(yè)質(zhì)量主體責任意識，推行先進的質(zhì)量管理方法及理念，健全企業(yè)全過程質(zhì)量管理。強化精益生產(chǎn)理念、倡導(dǎo)工匠精神，培養(yǎng)一批專業(yè)、專心、專注的專家和技術(shù)工人，深耕細作、精益求精。加強行業(yè)公共質(zhì)量技術(shù)服務(wù)平臺建設(shè)，大力加強關(guān)鍵整機和零部件可靠性、系統(tǒng)集成可靠性的研究。推動開展重點產(chǎn)品質(zhì)量分級評價，研究制定產(chǎn)品質(zhì)量分級標準，探索建立質(zhì)量分級發(fā)布機制和采信機制，倡導(dǎo)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，激發(fā)企業(yè)質(zhì)量提升的動力。開展重點產(chǎn)品質(zhì)量追溯，加強質(zhì)量安全風險控制，積極配合國家部門加強監(jiān)管。推動誠信體系建設(shè)，開展企業(yè)信用等級評價活動，完善行業(yè)自律規(guī)約，創(chuàng)建行業(yè)誠信氛圍。（三）打好產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化攻堅戰(zhàn)充分發(fā)揮國內(nèi)超大規(guī)模市場優(yōu)勢，瞄準提高產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平這個主攻方向，鍛長板，提高產(chǎn)業(yè)國際競爭力;補短板，維護產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全;推動上下游協(xié)同合作，提高產(chǎn)業(yè)鏈整體水平。加快推動機械工業(yè)鍛長板，提升局部領(lǐng)域領(lǐng)先優(yōu)勢，成為全球供應(yīng)鏈中重要一環(huán)。高度重視先進實用性技術(shù)在機械領(lǐng)域的應(yīng)用與擴散，鞏固提升我國發(fā)電設(shè)備、輸變電設(shè)備、工程機械等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的綜合水平，從符合未來產(chǎn)業(yè)變革方向的整機產(chǎn)品入手打造戰(zhàn)略性全局性產(chǎn)業(yè)鏈，使其繼續(xù)保持世界領(lǐng)先地位，不斷增強產(chǎn)業(yè)的國際競爭能力。發(fā)揮重大技術(shù)裝備研發(fā)創(chuàng)新與首臺套示范應(yīng)用聯(lián)盟作用，盡快建立完善首臺套研發(fā)創(chuàng)新、檢測評定、示范應(yīng)用體系，提升重大技術(shù)裝備水平。創(chuàng)建世界級產(chǎn)業(yè)集群、打造世界一流企業(yè)，促進隱形冠軍企業(yè)成長。高度重視產(chǎn)業(yè)鏈安全性、穩(wěn)定性，系統(tǒng)梳理重點行業(yè)和關(guān)鍵產(chǎn)品短板環(huán)節(jié)，分行業(yè)進行戰(zhàn)略設(shè)計、研究政策措施，有針對性地制定實施方案，一步一個腳印補短板。配合國家有關(guān)部門戰(zhàn)略部署，抓住時間窗口組織實施一批攻尖項目，集中行業(yè)優(yōu)勢力量解決問題，避免產(chǎn)業(yè)鏈斷裂。圍繞重點領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級重大需求，深入實施重大短板裝備專項工程，全面推進短板裝備不斷提檔升級。改變高端供給不充分局面，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)附加值的提升。（四）持續(xù)推動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級把新發(fā)展理念貫穿產(chǎn)業(yè)發(fā)展全過程，切實轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，推動機械工業(yè)優(yōu)化升級。推動跨行業(yè)、跨地域的協(xié)同融合，促進模式創(chuàng)新和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變;加快關(guān)鍵性前沿技術(shù)趕超，推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展;突破資源及環(huán)境約束，全面推進節(jié)能與綠色制造。打破行業(yè)壁壘，打開企業(yè)圍墻，推動機械工業(yè)與電子信息、生物技術(shù)、新能源、新材料等產(chǎn)業(yè)加強交流合作，共同改造提升機械工業(yè)，彌補多學科交叉領(lǐng)域的研發(fā)空白。突破行政地域界限，結(jié)合機械行業(yè)不同地區(qū)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢及特點，推動產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)有序轉(zhuǎn)移，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)區(qū)域布局，實現(xiàn)跨地域協(xié)調(diào)融合發(fā)展，著力打造有核心競爭力的機械工業(yè)產(chǎn)業(yè)集群。順應(yīng)先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)融合發(fā)展趨勢，推進機械企業(yè)圍繞核心技術(shù)與關(guān)鍵產(chǎn)品向服務(wù)領(lǐng)域拓展，不斷推進生產(chǎn)組織形式、運營管理方式、商業(yè)模式等優(yōu)化與創(chuàng)新，提高服務(wù)要素在投入產(chǎn)出中的比重，實現(xiàn)價值鏈的延伸和提升。推動產(chǎn)融深度結(jié)合，充分發(fā)揮金融服務(wù)實體經(jīng)濟的功能，推動機械工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。加快戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動機械工業(yè)同互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等深度融合，與時俱進把握未來發(fā)展主動權(quán)。以不斷滿足人民日益增長的美好生活需要為目標，加快新能源汽車、服務(wù)機器人、節(jié)能環(huán)保設(shè)備等領(lǐng)域的發(fā)展;以推進生產(chǎn)過程智能化水平、提高生產(chǎn)效率為目標，加快工業(yè)機器人、增材制造裝備、高檔數(shù)控機床、智能測控裝備等領(lǐng)域的發(fā)展;以保障國家能源資源安全為目標，加快新能源裝備、智能電力控制設(shè)備、海洋工程裝備以及冶金、石化、礦山等重大成套裝備等領(lǐng)域的發(fā)展。發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，充分挖掘數(shù)據(jù)價值，加強企業(yè)數(shù)字化改造，推動生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)字化連接、打通各部門各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)共享，推進機械行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。優(yōu)化戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局，避免重復(fù)建設(shè)和盲目發(fā)展。大力發(fā)展節(jié)能高效機電產(chǎn)品，全面推行機械工業(yè)綠色制造，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標提供強有力的支撐。加強新型節(jié)能技術(shù)和高效節(jié)能裝備的研發(fā)及推廣應(yīng)用，積極開發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能技術(shù)裝備、儲能與多能互補技術(shù)裝備。積極開展重點用能企業(yè)節(jié)能診斷，深挖企業(yè)節(jié)能潛力，加快行業(yè)綠色改造升級，針對傳統(tǒng)高污染、高耗能行業(yè)及領(lǐng)域進行生產(chǎn)過程清潔化改造，通過發(fā)展綠色工藝、技術(shù)和裝備來減少有毒有害污染物排放。推進資源高效循環(huán)利用，大力發(fā)展資源再利用產(chǎn)業(yè)和再制造產(chǎn)業(yè)，加快再制造產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展;加大對再制造產(chǎn)品宣傳和推廣應(yīng)用力度，降低制造企業(yè)對能源、物質(zhì)和水資源消耗水平，減少傳統(tǒng)化石能源消費，推動綠色低碳能源消費。（五）以高水平開放助推雙循環(huán)在暢通國內(nèi)大循環(huán)基礎(chǔ)上，利用一帶一路建設(shè)和區(qū)域全面經(jīng)濟伙伴關(guān)系協(xié)定（RCEP）等自貿(mào)協(xié)定落地帶來的新機遇，進一步推進機械裝備制造國際產(chǎn)能合作，加強在資金、技術(shù)、人才、管理等生產(chǎn)要素諸多方面的國際交流與合作。引導(dǎo)行業(yè)企業(yè)與現(xiàn)行的國際經(jīng)貿(mào)規(guī)則接軌，在更高水平的對外開放中實現(xiàn)更好的發(fā)展，加快構(gòu)建機械工業(yè)雙循環(huán)新發(fā)展格局。以參與共建一帶一路和自由貿(mào)易區(qū)建設(shè)為重點，進一步提高機械工業(yè)的國際化水平，不斷優(yōu)化對外貿(mào)易結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)貿(mào)易方式和外貿(mào)市場多元化。推動對外貿(mào)易方式由加工貿(mào)易向一般貿(mào)易和服務(wù)貿(mào)易升級，貿(mào)易商品結(jié)構(gòu)從價值鏈低端向中高端升級，由單機出口向成套出口、工程承包和國外投資設(shè)廠等方式升級;推動出口市場由發(fā)展中國家向發(fā)達國家升級。理順對外開放與產(chǎn)業(yè)安全、拓展國際市場與平衡貿(mào)易順差的關(guān)系，統(tǒng)籌規(guī)劃產(chǎn)業(yè)鏈全球布局，穩(wěn)定機械工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，增強產(chǎn)業(yè)鏈韌性。要充分重視參與國際產(chǎn)業(yè)鏈的重要性，深入推進國際產(chǎn)能合作，加快融入全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈。加強創(chuàng)新能力開放合作，主動參與新一輪國際產(chǎn)業(yè)分工，全方位地爭取國際話語權(quán)。建立具有影響力、控制力的現(xiàn)代國際營銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，推動生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)與品牌營銷等環(huán)節(jié)的融合發(fā)展，打造中國制造和中國服務(wù)品牌，不斷提升機械工業(yè)產(chǎn)業(yè)國際競爭力。遵循共商共建共享原則，推動與發(fā)達國家開展第三方市場合作。鼓勵行業(yè)企業(yè)積極參與國際經(jīng)貿(mào)規(guī)則的談判與制定，同時善于運用國際通用規(guī)則，應(yīng)對國際貿(mào)易摩擦和維護產(chǎn)業(yè)安全。主動迎接和適應(yīng)WTO框架下各項規(guī)則以及區(qū)域自由貿(mào)易協(xié)定的深入落地，引導(dǎo)企業(yè)強化法律意識和規(guī)則意識，將高標準、高質(zhì)量、可持續(xù)落到實處。積極參與國際標準制定，加強中外標準信息國際交流，積極推進中外行業(yè)標準互認，務(wù)實開展機械行業(yè)標準化國際合作;開展國際標準轉(zhuǎn)化行動，推動先進適用的國際標準在我國機械行業(yè)轉(zhuǎn)化應(yīng)用。推動機械企業(yè)在項目建設(shè)、運營、采購、招投標等環(huán)節(jié)與國際通行的規(guī)則標準接軌。高端裝備行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢（一）高端裝備行業(yè)智能控制以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)，融入模糊控制、專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，以形成高智能化的自動控制系統(tǒng)為現(xiàn)代自動化控制領(lǐng)域的發(fā)展方向。模糊控制依靠模糊控制器在執(zhí)行控制過程中通過不斷獲取現(xiàn)場信息，及時調(diào)整模糊控制規(guī)律，改善系統(tǒng)性能，具有自學習功能。由于具有較強的魯棒性和不敏感性，模糊控制使得控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性獲得改善，可以提高控制精度、抑制振蕩等現(xiàn)象；專家控制是人工智能領(lǐng)域的一個重要研究方法，在提高控制系統(tǒng)的靈活性和智能化方面具有優(yōu)越性；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制從仿生學角度出發(fā)，對人體大腦神經(jīng)系統(tǒng)進行模擬，使機器具有感知、學習和推理能力，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠不斷逼近任意復(fù)雜的非線性關(guān)系，能學習與適應(yīng)嚴重不確定的系統(tǒng)的動態(tài)性能，所有信息都等勢分布儲存于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各神經(jīng)元，因此有極強的魯棒性和容錯性，在解決高度非線性和嚴重不確定系統(tǒng)控制方面有巨大潛力。（二）高端裝備行業(yè)基于新材料的電力電子器件SiC（碳化硅）是目前發(fā)展最成熟的寬禁帶半導(dǎo)體材料，可制作出性能更加優(yōu)異的高溫、高頻、高功率、高速度、抗輻射器件?；赟iC的IGBT綜合了GTR（電力晶體管）和MOSFET（金屬氧化物場效應(yīng)晶體管）的優(yōu)點，具有較大的通流能力。目前已有實驗證明，使用SiC混合的IGBT與普通IGBT相比，功耗約減小30%，開關(guān)頻率的提高也有效降低了輸出諧波，減小了電機脈動轉(zhuǎn)矩，使整個系統(tǒng)效率提高。基于SiC的新型電力電子器件的研發(fā)將成為未來一個主要發(fā)展方向。（三）高端裝備行業(yè)邊緣計算傳統(tǒng)的工業(yè)自動化架構(gòu)，圍繞連接到遠程現(xiàn)場設(shè)備的集中式可編程控制器搭建。隨著計算能力逐漸嵌入到使用新型智能組件的自動化系統(tǒng)的邊緣，與傳統(tǒng)的集中策略相比，邊緣計算在設(shè)計上具備更多優(yōu)勢：例如，采用整合輸入/輸出、控制、數(shù)據(jù)處理、通信和人機界面等功能的邊緣可編程工業(yè)控制器，可以實現(xiàn)控制決策實時進行，在數(shù)據(jù)源附近即可獲得、預(yù)處理和分析數(shù)據(jù)，從而減少邊緣設(shè)備上游組件所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)存儲和處理能力。同時，邊緣計算可以與其它現(xiàn)場自動化平臺的監(jiān)控系統(tǒng)、企業(yè)數(shù)據(jù)庫進行交互，甚至可以與云端交換數(shù)據(jù)。邊緣計算實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)前所未有的連接性、集中化和智能化，由此可以滿足敏捷連接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護等方面的需求，是未來實現(xiàn)分布式自治、工業(yè)控制自動化的重要支撐。（四）高端裝備行業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的變革?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)從最初的CCS（計算機集中控制系統(tǒng)），到第二代的DCS（分散控制系統(tǒng)），發(fā)展到現(xiàn)在流行的FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)），語音信號等大數(shù)據(jù)量、高速率傳輸?shù)囊?，又催生了工業(yè)以太網(wǎng)與控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。這種工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化浪潮又將諸如嵌入式技術(shù)、多標準工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、無線技術(shù)等多種當今流行技術(shù)融合進來，從而拓展了工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展空間，帶來新的發(fā)展機遇。將現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)、多種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、嵌入式技術(shù)和無線通信技術(shù)融合到工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，在保證控制系統(tǒng)原有的穩(wěn)定性、實時性等要求的同時，又增強了系統(tǒng)的開放性和互操作性，提高了系統(tǒng)對不同環(huán)境的適應(yīng)性。在經(jīng)濟全球化的今天，這一工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化及其構(gòu)成模式使得企業(yè)能夠適應(yīng)空前激烈的市場競爭，有助于加快新產(chǎn)品的開發(fā)、降低生產(chǎn)成本、完善信息服務(wù)，具有廣闊的發(fā)展前景。（五）高端裝備行業(yè)工業(yè)通信無線化隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)的相互滲透、結(jié)合，產(chǎn)生了基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器的全新概念。這種基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器，使得工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)能夠通過無線鏈路直接在網(wǎng)絡(luò)上傳輸、發(fā)布和共享。無線通訊技術(shù)能夠在工廠環(huán)境下，為各種智能現(xiàn)場設(shè)備、移動機器人以及各種自動化設(shè)備之間的通信提供高帶寬的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，在一些特殊環(huán)境下有效地彌補了有線網(wǎng)絡(luò)的不足，進一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的通信性能。經(jīng)濟規(guī)模保持增勢十三五以來，我國機械工業(yè)經(jīng)濟規(guī)模持續(xù)保持增長態(tài)勢。2016-2019年，機械工業(yè)增加值增速分別為9．6%、10．7%、6．3%和5．1%。2020年，雖然受到新冠疫情影響，仍保持同比6%的增長速度，且高于同期全國工業(yè)和制造業(yè)3．2個百分點和2．6個百分點。截至2020年底，機械工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量超過9萬家，比2015年末增加近七千家;資產(chǎn)總額26．52萬億元，比2015年末增長37．7%，年均增長6．6%。高端裝備行業(yè)進入壁壘（一）高端裝備行業(yè)技術(shù)與人才壁壘變頻調(diào)速一體機、專用變頻器、特種電機、電氣控制及供電產(chǎn)品等工業(yè)自動化設(shè)備屬于高新技術(shù)產(chǎn)品，涉及電機設(shè)計及制造、電力電子技術(shù)、控制理論與控制工程、機械設(shè)計及自動化等多項學科領(lǐng)域。無論是在理論上還是設(shè)計及制造工藝上，均需要較高的技術(shù)水平和經(jīng)驗積累，因此對人才隊伍有較高的要求，需要在軟件算法、電路設(shè)計、電磁計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面具備較高理論素養(yǎng)和實踐水平、經(jīng)驗豐富的技術(shù)人才。對于變頻調(diào)速一體機、專用變頻器、特種電機、電氣控制及供電產(chǎn)品，核心技術(shù)的研發(fā)需要在軟件工具、硬件設(shè)備、人才隊伍等方面的持續(xù)投入，行業(yè)存在較高的技術(shù)與人才壁壘。（二）高端裝備行業(yè)客戶黏性壁壘工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是一項龐大的系統(tǒng)工程，對系統(tǒng)中的各類設(shè)備選型均有較高的要求，用戶在購買產(chǎn)品時除考慮其控制和節(jié)能的效果外，更為關(guān)注其性能的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的安全性，對于煤炭開采、油氣鉆采、工程機械領(lǐng)域，前述要求則更為突出。為了確保自動化生產(chǎn)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行，用戶需要對工業(yè)自動化控制產(chǎn)品進行長時間的配套測試。目前國內(nèi)外知名廠商經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)憑借其先進的技術(shù)和可靠的產(chǎn)品品質(zhì)樹立了品牌優(yōu)勢，獲得了較為穩(wěn)定的客戶群體。因此，對于新進入者而言，較難在短期內(nèi)形成市場聲譽并獲得優(yōu)質(zhì)客戶資源。（三）高端裝備行業(yè)規(guī)模經(jīng)濟壁壘隨著行業(yè)的逐步成熟和市場競爭的加劇，對于尚未形成規(guī)模經(jīng)濟的企業(yè)不能在采購、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)等各方面形成成本優(yōu)勢，也難以獲得充足的資金開展研發(fā)工作以實現(xiàn)產(chǎn)品升級迭代和技術(shù)前沿探索，從而缺乏可持續(xù)發(fā)展能力，難以適應(yīng)當前日趨激烈的市場競爭。從規(guī)模經(jīng)濟來看，目前變頻調(diào)速一體機、專業(yè)變頻器、特種電機等行業(yè)將越來越面臨較高的規(guī)模經(jīng)濟壁壘。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)行業(yè)向煤炭開采、油氣鉆采、工程機械等需應(yīng)對復(fù)雜工作環(huán)境的客戶提供變頻調(diào)速一體機、專用變頻器、特種電機以及電氣控制及供電產(chǎn)品等高端智能裝備，涵蓋了工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制層、驅(qū)動層及執(zhí)行層，因此細分行業(yè)是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)。（一）工業(yè)自動化控制系統(tǒng)簡介工業(yè)自動化控制是指運用控制理論、儀器儀表、計算機和信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，從而達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的。而工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是指利用工業(yè)自動化控制技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)過程及其機電設(shè)備、工藝裝備進行檢測與控制的工業(yè)自動化技術(shù)工具的總稱，屬于工業(yè)控制系統(tǒng)的重要組成部分。根據(jù)國際自動化協(xié)會起草的ISA-99/IEC62443標準，工業(yè)控制系統(tǒng)是指一個包括人員、硬件以及軟件，能夠?qū)I(yè)過程的安全性、可靠性造成影響的集合，通常具有測量、比較、計算和矯正四個功能，由傳感器、轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器、控制器以及執(zhí)行器五個部件完成。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)包含的細分產(chǎn)品種類繁多，通常可以從功能上劃分為控制層、驅(qū)動層和執(zhí)行層，其中控制層主要負責理解與下達指令，一般包括PLC、DCS、HMI等控制元件；驅(qū)動層主要進行電信號的識別與傳導(dǎo)，一般包括變頻器、伺服驅(qū)動器等驅(qū)動器；執(zhí)行層負責執(zhí)行指令，包括各類驅(qū)動電機與配套元件等。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)自動化、柔性化、數(shù)字化、智能化的基礎(chǔ)手段，是高端制造裝備不可或缺的重要組成部分，是發(fā)展先進制造技術(shù)的關(guān)鍵，是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的重要基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于采礦、油氣、機床、風電、紡織、交通運輸、電源等行業(yè)。（二）工業(yè)自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈情況工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的上游主要是半導(dǎo)體元器件、電子元器件、鋼材以及結(jié)構(gòu)件等，行業(yè)下游涉及的領(lǐng)域較多，包括OEM型的電子設(shè)備制造、包裝、電梯等，以及項目型的電力、石化、油氣、冶金、市政等領(lǐng)域。除部分核心零部件外，上游行業(yè)的供應(yīng)情況對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的影響總體較小。上游行業(yè)基本屬于市場自由化競爭階段，雖然受供求關(guān)系等因素的影響，原材料和零部件在價格上出現(xiàn)一定程度的波動，但涉及工業(yè)自動化相關(guān)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)發(fā)展較為充分、技術(shù)較為成熟、產(chǎn)品供應(yīng)較為穩(wěn)定，因此工業(yè)自動化控制系統(tǒng)企業(yè)可以通過調(diào)整產(chǎn)品價格，合理控制庫存等措施轉(zhuǎn)移部分原材料、零部件價格波動的風險。下游行業(yè)的市場需求情況對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的影響較為顯著。下游行業(yè)需要的自動化設(shè)備種類繁多、型號規(guī)格各異，因此對下游行業(yè)具有高度依賴性的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)也多為非標定制化產(chǎn)品。下游行業(yè)對自身自動化水平重視程度的高低對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品的需求起到關(guān)鍵作用。（三）細分行業(yè)電氣傳動系統(tǒng)行業(yè)工業(yè)領(lǐng)域的自動化需要依賴于機械系統(tǒng)。機械系統(tǒng)通常由原動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)組成，其中原動力系統(tǒng)為機械系統(tǒng)的運動提供基本動力，執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行機械的具體功能，傳動系統(tǒng)負責動力和運動的傳遞，執(zhí)行系統(tǒng)與原動力系統(tǒng)不論運動方式，還是結(jié)構(gòu)形式上，都存在一定差異，所以一些時候會出現(xiàn)原動力系統(tǒng)動力輸出無法滿足執(zhí)行系統(tǒng)工作要求的情況。因此，機械系統(tǒng)運行中需要傳動系統(tǒng)將原動力系統(tǒng)提供的運動和動力進行轉(zhuǎn)換，并將其傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)，使執(zhí)行系統(tǒng)正常運作，實現(xiàn)機械系統(tǒng)功能。機械系統(tǒng)的傳動方式主要分為機械傳動、流體傳動以及電氣傳動，電氣傳動由于其精確度高、環(huán)保節(jié)能、節(jié)約成本等優(yōu)勢，得到廣泛應(yīng)用。電氣傳動是指利用電動機把電能轉(zhuǎn)換為機械能，來帶動各種類型的生產(chǎn)機械、交通工具等。而電氣傳動系統(tǒng)（又稱作電力拖動系統(tǒng)）是電動機作為原動機的傳動系統(tǒng)的總稱，其可以通過對電動機進行合理有效的控制，實現(xiàn)生產(chǎn)機械的起動、停止、速度、位置調(diào)節(jié)，從而滿足各項生產(chǎn)工藝的要求。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，電氣傳動系統(tǒng)是實現(xiàn)自動化控制的重要組成部分，被廣泛運用于冶金、機械、輕工、礦山、港口、石化等行業(yè)，對于提升生產(chǎn)效率、節(jié)能和環(huán)保發(fā)揮著重要作用。電氣傳動系統(tǒng)包括三部分：控制部分、功率部分和電動機，三者構(gòu)成一個整體，完成能量轉(zhuǎn)換并滿足特定機械所需的運動特征。利用變頻器進行調(diào)速具有精度高、啟動能耗低、占地少、功能豐富、操作簡便、通用性強、易形成閉環(huán)控制等特點，目前被認為是理想的調(diào)速方案，代表著電氣傳動的發(fā)展方向。變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可變的適合交流電機調(diào)速的電力電子變換裝置。其能夠通過內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，從而可以根據(jù)電機的實際需要來提供相應(yīng)的電源電壓，進而達到調(diào)速的目的；另外，變頻器還有很多保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻調(diào)速技術(shù)飛速發(fā)展，變頻器已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個行業(yè)，促進了節(jié)能改造，提高了工業(yè)電氣傳動水平。根據(jù)使用場合的不同，變頻器一般可分為通用變頻器和專用變頻器。通用變頻器即適用于所有負載的變頻器，可滿足一般條件下機械系統(tǒng)的電氣傳動，在紡織設(shè)備、冶金風機水泵、市政鍋爐以及水泥、陶瓷、玻璃生產(chǎn)線等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛；專用變頻器系因部分領(lǐng)域工作環(huán)境復(fù)雜，對變頻器性能參數(shù)具有特殊要求，故應(yīng)運而生的。例如在煤炭開采領(lǐng)域，因井下開采環(huán)境常見瓦斯、煤塵等易燃易爆氣體，需對變頻器進行隔爆設(shè)計，使之具備防爆性能，避免因變頻器在使用過程中變熱、打電火花等原因造成爆炸。變頻器應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域解決了兩大難題，一是便于實現(xiàn)自動控制；二是實現(xiàn)節(jié)能降耗。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷推廣，其重要性日益得到重視，未來隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，將面臨良好的行業(yè)發(fā)展機遇。以往變頻器用于電氣傳動系統(tǒng)，一般采用電動機與變頻器分離的方式，存在占