工业自动化,作为一项旨在提升工业生产质量、降低能耗、保障安全的关键技术应用,其历史演进与人类工业文明的发展息息相关,是一部技术革新与生产力飞跃的恢弘史诗。
蒸汽时代的萌芽:对精密控制的初步需求
第一次工业革命的浪潮,以前所未有的力量推动了人类的生产方式。蒸汽机的发明和广泛应用,在极大地提升了生产能力的同时,也催生了对温度调节、速度控制等自动控制系统的迫切需求。这一时期,早期的自动化生产设备开始崭露头角,它们是应对新兴工业化挑战的重要产物,标志着人类开始探索如何让机器更智能、更自主地工作。
电气化与标准化:第二次工业革命的提速
对自动化技术的真正规范化和大规模推广,则要归功于第二次工业革命。控制理论的突破与电气化进程的加速,为生产自动化提供了坚实的理论基础和实践手段。标准化生产设备的涌现,不仅大幅提高了生产效率,更使得工业生产迈入了更为精细化、系统化的新阶段。
信息技术革命:现代工业自动化的崛起
进入20世纪,信息技术革命以其颠覆性的力量,彻底重塑了工业生产的面貌。计算机、通信、微电子等技术的飞速发展,以前所未有的速度推动了自动控制技术的普及与进步。1950年左右,第一台数控机床在美国的诞生,无疑是现代工业自动化发展史上的一个里程碑。它标志着工业自动化开始与工业化大生产深度融合,成为推动现代制造体系的重要力量。
集成化、网络化、柔性化:迈向“工业4.0”的智能制造时代
20世纪80年代以后,工业自动化朝着更深层次的集成化、更广阔的网络化以及更具适应性的柔性化方向发展。而21世纪信息技术的爆炸式发展,更是将工业生产推入了“工业4.0”所描绘的智能制造新纪元。在这个时代,数据、智能、互联成为新的核心要素,工业生产正朝着更加自主、高效、绿色的方向转型。
中国工业自动化的崛起之路:从追赶到引领
新中国成立后,中国的通用制造自动化产业才真正起步。在经历了初期的探索与学习后,我国的工业自动化产业已然跻身全球第一梯队。
上世纪80年代的计划工业时期,在苏联的技术援助下,我国大力发展重工业,自动化设备的需求随之产生。彼时,自动化设备以传统机床、基础传动装置为主,主要服务于重工业的支撑,自动化程度相对较低。
改革开放以来,我国的工业生产逐步与国际先进水平接轨,大约每十年便经历一个显著的发展周期:
1. 外资引入期: 通过与国际顶尖企业合作,引进先进设备和技术,实现从无到有的跨越。例如,国内首台卧式数控加工中心的研制成功,便是这一时期合作的典范。
2. 内地企业初创期: 伴随着部分外资企业在华人员的回流创业,“863”等国家级研发计划的实施,内地品牌开始涌现,为本土自动化产业播下了种子。
3. 国内企业发展期: volv
zahlreichen Unternehmen (wie Huchuan Technology, Blue Ocean Huateng, Megmeet, Ingvitech) wurden von ehemaligen Huawei-Mitarbeitern gegründet oder maßgeblich mitgestaltet. Ebenso erlebten chinesische private CNC-Werkzeugmaschinen- und Industriesoftwareunternehmen ein schnelles Wachstum.
4. 国产替代加速期: 工业机器人在此阶段成为自动化发展的重要载体,“互联网+”策略为产业注入新动能。新能源汽车、3C制造等新兴产业的蓬勃发展,进一步加速了自动化企业的国产替代进程,市场份额和上市速度均显著提升。
产业规模的加速扩张与国产化替代
进入21世纪,我国自动化产业的规模呈现出加速发展的态势。在经历了供给侧改革后,产业进入了新的发展阶段,国产替代的步伐持续加快。
作为自动化系统最主要的载体,各类机床的迭代升级至关重要。CNC控制系统、伺服电机等驱动系统以及刀具等基础零部件,都集成在机床之中。其中,金属切削机床是机床体系中最重要的组成部分,其产量变化与通用设备制造业利润总额呈现出高度的拟合趋势。
我国金属切削机床的产量,自国民经济与全球市场接轨后迅速增加。在2015年供给侧改革之后,低端产能逐渐被淘汰,市场开始收缩。与此同时,我国金属加工机床的进口数量自20世纪末与国内产量相当后,便持续走低。这一系列的变化,清晰地表明,我国自动化产业规模的上升过程,正是国产化加速替代的生动写照。