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物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù) 轉(zhuǎn)載

導(dǎo)讀

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。

從俄烏開(kāi)戰(zhàn)以來(lái)，以美國(guó)為首的歐美二十多個(gè)國(guó)家聯(lián)合對(duì)俄羅斯展開(kāi)了近六千多項(xiàng)的制裁，包括互聯(lián)網(wǎng)、軟件、關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)口等，都成為了扼喉之招，那些應(yīng)用進(jìn)口設(shè)備的機(jī)器都處于了停滯狀態(tài)，就是人們常用的蘋果手機(jī)，也被實(shí)行了區(qū)域性應(yīng)用關(guān)閉……

俄羅斯當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)為我們敲響了警鐘。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是建立在泛IT基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上的，基礎(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)采集的安全性決定了國(guó)家的工業(yè)安全和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全性。在國(guó)際政治形勢(shì)依然嚴(yán)峻的背景下，工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的核心自主國(guó)產(chǎn)化是防護(hù)國(guó)家工業(yè)安全的第一道屏障。所以，從國(guó)家工業(yè)安全角度出發(fā)，發(fā)展具有中國(guó)特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，必然是要從基礎(chǔ)工業(yè)設(shè)備的軟件、關(guān)鍵硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化開(kāi)始。

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)剛鞲衅鳌LC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“藍(lán)皮書(shū)”）統(tǒng)計(jì)，汽車傳感器、高端化學(xué)類氣體傳感器、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。可以說(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。縱觀中國(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。

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