從俄烏開戰以來，以美國為首的歐美二十多個國家聯合對俄羅斯展開了近六千多項的制裁，包括互聯網、軟件、關鍵設備進口等，都成為了扼喉之招，那些應用進口設備的機器都處于了停滯狀態，就是人們常用的蘋果手機，也被實行了區域性應用關閉……俄羅斯當前面臨的挑戰為我們敲響了警鐘。工業互聯網是建立在泛IT基礎設施和基礎工業設備數據采集的基礎上的，基礎設備數據采集的安全性決定了國家的工業安全和工業互聯網的安全性。在國際政治形勢依然嚴峻的背景下，工業基礎設備的核心自主國產化是防護國家工業安全的第一道屏障。所以，從國家工業安全角度出發，發展具有中國特色的工業互聯網產業，必然是要從基礎工業設備的軟件、關鍵硬件技術實現國產化開始。
工(gong)業(ye)(ye)(ye)互(hu)(hu)(hu)(hu)聯(lian)網通過(guo)系統構建網絡、平臺(tai)、安全三大功能(neng)體系，形成(cheng)人、機、物的全面互(hu)(hu)(hu)(hu)聯(lian)，實(shi)現(xian)全要素、全產業(ye)(ye)(ye)鏈、全價值鏈的互(hu)(hu)(hu)(hu)聯(lian)互(hu)(hu)(hu)(hu)通。工(gong)業(ye)(ye)(ye)互(hu)(hu)(hu)(hu)聯(lian)網的本質是(shi)數據的流動、分(fen)析和(he)再(zai)造，是(shi)工(gong)業(ye)(ye)(ye)智(zhi)能(neng)化(hua)發展的核心(xin)信息基(ji)礎設施，也是(shi)實(shi)現(xian)產業(ye)(ye)(ye)數字化(hua)轉(zhuan)型的關鍵(jian)支撐和(he)重要途徑。因(yin)此，工(gong)業(ye)(ye)(ye)互(hu)(hu)(hu)(hu)聯(lian)網的基(ji)礎數據采集與處(chu)理成(cheng)為工(gong)業(ye)(ye)(ye)互(hu)(hu)(hu)(hu)聯(lian)網實(shi)現(xian)其(qi)自身價值的最重要一環(huan)。在此我們(men)從(cong)基(ji)礎工(gong)業(ye)(ye)(ye)數據采集設備入手來談(tan)談(tan)傳感(gan)器、PLC設備的國產化(hua)發展。
1.大而不強的傳感器
作為與以工業互聯網為牽頭的智能制造，與此密切相關的傳感器產業迎來了大好發展機遇——傳感器是數據采集的源頭，它無處不在。無論是智能制造、智慧城市、智慧醫療等，還是智能設備和大數據分析，再龐大的智能系統，都要從傳感器“針尖”上開始。
縱觀國內傳感器市場的快速增長，其產值主要集中于中低端中小型傳感器市場，掙扎在價格戰的紅海之中，而應用于智能制造的智能化傳感器等高端傳感器市場，當前主要集中在一些國外傳感器廠商。據2020年9月發布的《中國傳感器（技術和產業）發展藍皮書》（以下簡稱“藍皮書”）統計，汽車傳感器、高端化學類氣體傳感器、光線傳感器、環境檢測傳感器，對國外進口依賴度都在95%以上。例如，在工業控制領域，尤其是儀器儀表傳感器，幾乎100%全進口。此外，國內傳感器市場不僅紅海競爭激烈，且在工藝研發方面投入巨大，芯片無法實現自主，基本也依靠進口，進口率高達90%以上。
傳(chuan)感器作為工(gong)業(ye)互聯(lian)網(wang)數據(ju)采集一線，其重要意(yi)義不言而喻，國(guo)產高(gao)端智能(neng)傳(chuan)感器品牌與市場占有(you)率的(de)低下，對(dui)于(yu)未來中國(guo)工(gong)業(ye)互聯(lian)網(wang)產業(ye)的(de)發(fa)展具有(you)一定的(de)掣肘之難(nan)。可(ke)以說，高(gao)端傳(chuan)感器從軟件到核心硬件技術也成為當前中國(guo)工(gong)業(ye)互聯(lian)網(wang)產業(ye)發(fa)展的(de)軟肋之一。
2.正在崛起的國產PLC
自20世紀(ji)70年代誕(dan)生以來，PLC一直是(shi)工(gong)業(ye)(ye)自動(dong)化的(de)(de)核心(xin)設備(bei)，推動(dong)著工(gong)業(ye)(ye)自動(dong)化的(de)(de)快速(su)發展(zhan)。隨著計(ji)算(suan)機技術的(de)(de)快速(su)發展(zhan)，PLC發展(zhan)成(cheng)(cheng)為基于計(ji)算(suan)機技術的(de)(de)帶有數(shu)字采集、儲存和數(shu)據處理功能的(de)(de)綜合性控制設備(bei)，在流程工(gong)業(ye)(ye)和一些大(da)型(xing)項目型(xing)工(gong)程中廣泛應用(yong)。隨著工(gong)業(ye)(ye)互聯網(wang)應用(yong)的(de)(de)崛起，PLC更成(cheng)(cheng)為PAAS層平臺(tai)重要(yao)的(de)(de)核心(xin)數(shu)據采集設備(bei)，對于邊緣側的(de)(de)控制優(you)化、工(gong)業(ye)(ye)安全，乃至(zhi)于云(yun)端輕量(liang)化有著重要(yao)的(de)(de)意義。
縱(zong)觀PLC市(shi)場發展，小型PLC準入(ru)門檻(jian)比較低(di)，技(ji)術(shu)(shu)(shu)難(nan)度不高，但是同質(zhi)化嚴重和業內競爭較為激烈(lie)；大型PLC技(ji)術(shu)(shu)(shu)難(nan)度很大，其對于(yu)平(ping)臺(tai)穩定(ding)性的(de)要(yao)求很高，另外(wai)中(zhong)大型PLC要(yao)需(xu)要(yao)具備一(yi)定(ding)的(de)與(yu)周邊設備的(de)組網/組態能力(li)，并且在與(yu)下游廠(chang)商合(he)作(zuo)之時還會(hui)涉及到數據安全相關(guan)問(wen)題，“技(ji)術(shu)(shu)(shu)壁(bi)(bi)壘(lei)、客(ke)戶壁(bi)(bi)壘(lei)、資金壁(bi)(bi)壘(lei)與(yu)產品排他性壁(bi)(bi)壘(lei)”共同構筑了中(zhong)大型PLC廠(chang)商寬(kuan)闊的(de)護(hu)城河。
在(zai)高端PLC的研(yan)發(fa)(fa)與市(shi)場(chang)占有率方面(mian)，國(guo)產(chan)高端PLC品牌面(mian)臨著比較大的挑戰。在(zai)中(zhong)大型PLC產(chan)品方面(mian)，國(guo)內市(shi)場(chang)依舊以外(wai)資品牌為主，西門(men)子、施(shi)耐德電氣等歐(ou)美PLC廠(chang)(chang)商(shang)憑借(jie)多(duo)年的行(xing)業經驗與研(yan)發(fa)(fa)優勢，具備較強的行(xing)業競爭力(li)，此外(wai)這些歐(ou)美老牌廠(chang)(chang)商(shang)依托先發(fa)(fa)優勢已經在(zai)我(wo)國(guo)形成了(le)比較明顯的品牌優勢和市(shi)場(chang)優勢，占據了(le)國(guo)內PLC市(shi)場(chang)的大部分份額(e)。
然而，作為(wei)世界制造基(ji)地的(de)(de)中國，PLC擁(yong)有(you)廣闊的(de)(de)發(fa)展空間，所以(yi)本土(tu)國產(chan)PLC廠商以(yi)浙大(da)中控、和利時等(deng)一批國企自主科研為(wei)主，開發(fa)了(le)一系列與國外(wai)品(pin)牌一爭(zheng)市(shi)場的(de)(de)中大(da)型PC產(chan)品(pin)，還有(you)一批以(yi)振興國產(chan)品(pin)牌，研發(fa)核心技術自主的(de)(de)民營PLC品(pin)牌，如以(yi)匯川技術、信捷電氣等(deng)為(wei)代表的(de)(de)PLC國產(chan)高端品(pin)牌也在持續發(fa)力(li)，成為(wei)國內替代進口PLC的(de)(de)最佳選擇。
互聯(lian)網(wang)能力的(de)(de)(de)提(ti)(ti)升是目前PLC技(ji)術重要的(de)(de)(de)發展(zhan)方向之一(yi)，伴隨著工業生產(chan)規模的(de)(de)(de)不(bu)斷擴大(da)，傳統(tong)的(de)(de)(de)單一(yi)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)控制、小(xiao)范圍控制的(de)(de)(de)PLC設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)需求(qiu)(qiu)正(zheng)在(zai)(zai)逐(zhu)步縮減，生產(chan)規模的(de)(de)(de)擴大(da)與生產(chan)中的(de)(de)(de)規模效(xiao)應對大(da)型PLC設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)提(ti)(ti)出(chu)了跨(kua)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、跨(kua)廠區的(de)(de)(de)新需求(qiu)(qiu)，在(zai)(zai)5G技(ji)術進一(yi)步落(luo)地的(de)(de)(de)背景之下，技(ji)術與需求(qiu)(qiu)端倒逼PLC的(de)(de)(de)通訊能力做出(chu)提(ti)(ti)升，“互聯(lian)網(wang)+”成為(wei)PLC發展(zhan)的(de)(de)(de)必經之路。
除此之外，人工智能的崛起也要求傳統PLC做出改變，深度學習算法與大數據技術將進一步應用于PLC之中，智能生產、優化決策、大數據賦能、精準執行和柔性生產等成為PLC未來發展的重要方向。
從無到(dao)有(you)，由弱到(dao)強，沒有(you)什么事情可(ke)(ke)以將中(zhong)國難(nan)倒的(de)，當(dang)然工(gong)業自動化基礎硬件設備(bei)也不例外(wai)。經過二三十年(nian)的(de)不懈努力，可(ke)(ke)以說我們取得很(hen)大的(de)成績(ji)，隨著工(gong)業互(hu)聯網的(de)發展(zhan)，對(dui)于基礎數(shu)據采集(ji)設備(bei)提(ti)出更高的(de)要求。對(dui)此，我們將如何持續做強做精中(zhong)國數(shu)據采集(ji)基礎關鍵設備(bei)產業？在編者看來，無外(wai)乎政(zheng)策(ce)、人(ren)、產業有(you)序規范。
一(yi)是(shi)在(zai)政策(ce)(ce)方面(mian)要給予基礎(chu)工業設備以戰略高度(du)的(de)重(zhong)(zhong)視，發展諸如(ru)傳感器、PLC等這樣看起(qi)來很(hen)(hen)小，但是(shi)很(hen)(hen)關鍵的(de)基礎(chu)設備研發制(zhi)造頭部(bu)企業的(de)培育，在(zai)資金支(zhi)持、政策(ce)(ce)傾斜(xie)、市場推廣(guang)等方面(mian)要給予重(zhong)(zhong)點(dian)支(zhi)持，擴大國產(chan)品牌影響力。2015年的(de)《中國制(zhi)造2025》中提(ti)出(chu)(chu)推進(jin)信息化(hua)與(yu)工業化(hua)深度(du)融合(he)的(de)觀點(dian)，此外還(huan)出(chu)(chu)臺(tai)了一(yi)系(xi)(xi)(xi)列關于支(zhi)持智能制(zhi)造與(yu)工控系(xi)(xi)(xi)統的(de)政策(ce)(ce)，引導PLC等工控系(xi)(xi)(xi)統發展。另(ling)一(yi)方面(mian)，相(xiang)關部(bu)門還(huan)出(chu)(chu)臺(tai)了《工業控制(zhi)系(xi)(xi)(xi)統信息安(an)(an)全(quan)防護指南(nan)》和《工業自(zi)動化(hua)和控制(zhi)系(xi)(xi)(xi)統網絡安(an)(an)全(quan)-可編程控制(zhi)器（PLC）》，通過監管政策(ce)(ce)進(jin)一(yi)步規范(fan)PLC行業的(de)發展。
二是加大(da)專業(ye)人才培(pei)養。一方(fang)面加強基礎(chu)學科(ke)的(de)研究(jiu)，包括材料學、電(dian)子科(ke)技(ji)、信息技(ji)術等研究(jiu)；另一方(fang)面，以(yi)應(ying)用拉動研究(jiu)，促進(jin)科(ke)研成果轉(zhuan)化，為研發提供持續不斷(duan)的(de)資金(jin)動力；第三，為國產品(pin)牌(pai)提供更多(duo)的(de)成長機會，在應(ying)用中積累、迭代，促進(jin)國產品(pin)牌(pai)的(de)升級轉(zhuan)型，成為具有吸引力的(de)就業(ye)目(mu)標。
三是建立(li)國產(chan)行(xing)(xing)業(ye)品(pin)牌(pai)有序(xu)競(jing)(jing)爭(zheng)(zheng)(zheng)合(he)作機制與規范。縱觀中(zhong)國工業(ye)自動(dong)化市場(chang)的(de)(de)(de)發(fa)展，無論是傳(chuan)感器還是PLC，中(zhong)國眾多的(de)(de)(de)企業(ye)都集(ji)中(zhong)技術(shu)門檻較氏(shi)的(de)(de)(de)中(zhong)低端(duan)產(chan)品(pin)市場(chang)進(jin)行(xing)(xing)價(jia)格戰爭(zheng)(zheng)(zheng)，而高(gao)端(duan)產(chan)品(pin)和利潤附(fu)加值更高(gao)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)服務則牢牢掌握在國外品(pin)牌(pai)手中(zhong)。鑒于之前不良(liang)的(de)(de)(de)市場(chang)發(fa)展秩(zhi)序(xu)，我(wo)們要發(fa)展行(xing)(xing)業(ye)生態圈合(he)作共(gong)贏機制，在行(xing)(xing)業(ye)協(xie)會或是政府(fu)主管單(dan)位的(de)(de)(de)主導下，實(shi)行(xing)(xing)同行(xing)(xing)業(ye)的(de)(de)(de)人才、資(zi)源、資(zi)金的(de)(de)(de)流(liu)動(dong)組合(he)，上下游產(chan)業(ye)實(shi)行(xing)(xing)技術(shu)工藝的(de)(de)(de)無縫融合(he)，給縱橫合(he)作競(jing)(jing)爭(zheng)(zheng)(zheng)共(gong)贏的(de)(de)(de)發(fa)展模式，增強集(ji)體市場(chang)競(jing)(jing)爭(zheng)(zheng)(zheng)力。
無疑，國(guo)(guo)產(chan)化是工業(ye)安全的一道(dao)有力保障，借著中(zhong)國(guo)(guo)工業(ye)互聯網產(chan)業(ye)快速發展的東風(feng)，國(guo)(guo)產(chan)工業(ye)自動化基(ji)礎數據采集設備(bei)是該重(zhong)回原(yuan)點，重(zhong)塑根基(ji)的時候了。道(dao)阻且長,行則(ze)將至；行而不輟(chuo)，未來可期。
