中国工业计算机产业现状与趋势
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中国工业计算机产业现状与趋势




前言

  重庆陆顺科技发展有限公司极为重视计算机信息技术在生产、销售、管理中应用,为实现向国内外顾客提供适用的产品,满意的质量,合理的价格,优质的服务这一目标,应用计算机信息技术,提升滤油机、真空滤油机产品的技术含量,并在销售和管理过程中利用计算机及网络技术,提升公司整体效率和核心竞争力。

摘要

  本文重点介绍工业计算机的发展历程;工业计算机的总线标准;工业计算机的应用领域;以及2008年工业计算机产业规模及2009年的稳定增长。

一、2009年全球工业计算机发展概述

(一)工业计算机产业迅猛发展

  工业计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。传统意义上,工业计算机主要用于工业生产过程的测量、控制和管理,但今天的内涵已经远不止这些,其应用范围也已经远远超出工业过程控制,而是应用在国民经济发展和国防建设的各个领域。

  随着近年来无线网络技术、信息家电、汽车、以及医疗等行业的蓬勃发展,从而使得原本"鲜为人知"的工业计算机如今正发生着翻天覆地的变化,由于在以上这些行业中工业计算机正越来越多的扮演着十分重要的角色,这便使得工业计算机产品在未来行业市场上的需求和发展也变得更加旺盛而迅猛!

  工业计算机的广泛应用已经渗入到我们日常生活的各个方面,已由智能建筑、交通智能、车载计算机、医疗仪器等工业领域扩展到无线基础设施、网络应用设备、网络安全、多媒体应用、金融服务等网络通信与数字多媒体相关的领域。

  3C融合、三网融合、企业信息化加速进行,无论是信息产业基础设备、还是企业计算市场,对工业计算机的需求从来都未像今天这般为IT业所重视。工业计算机已经成为信息产业基础设备的核心,包括移动计算平台、通讯计算平台、车载计算平台、工业控制、商业控制、电子商务平台和信息家电,还可应用于与Internet相联接的接入设备。

  从软交换机到即插即用的通信服务器,工业计算机将成为一个与信息网络融为一体、以人为中心的随时随地的服务平台。各种各样的工业计算机技术将无处不在,它们将通过多样化网络通信方式(无线或有线,个人网或家庭网,短或长距离),无缝地集成在一个信息网络里,随时随地为人们提供所需要的丰富多彩的服务,而又不为人所察觉。

  新的工业计算机体系结构有更强的交互和互操作性,同时也是多种信息系统的融合平台。最后,工业计算机将朝着创建一个开放、标准化平台的方向发展。

(二)中国工业计算机产业发展历程

  1、STD总线技术开创了低成本工业自动化技术的先河

  工业计算机起源于20世纪80年代初期,其标志性产品是STD总线工业计算机。STD总线最早是由美国Pro-Log公司和Mostek公司作为工业标准而制定的8位工业I/O总线,随后发展成16位总线,后被国际标准化组织吸收,成为IEEE961标准。1991年,由信息产业部电子六所牵头成立了中国计算机行业协会STDMG/P.R.C分会,在国内推广普及STD总线。

  STD总线技术是机笼式安装结构,具有标准化、开放式、模块化、组合化、尺寸小、成本低等特点,并且设计、开发、调试简单,得到了当时急需用廉价而可靠的计算机来改造和提升传统产业的中小企业的广泛欢迎和采用,国内的总安装容量接近20万套,在中国工业计算机发展史上留下了辉煌的一页。实践证明:可靠而国产化的工业计算机适合中国国情。

  2、开放标准造就了一个PC-based系统时代

  1981年8月12日IBM公司正式推出了开放架构IBM PC机,震动了世界,也获得了极大成功。随后PC机借助于规模化的硬件资源、丰富的商业化软件资源和普及化的人才资源,于80年代末期开始进军工业计算机市场。美国著名杂志《控制工程》在当时就预测"90年代是IPC工业计算机的时代,全世界近65%的工业计算机将使用IPC,并继续以每年21%的速度增长"。历史的发展已经证明了这个论断的正确性。

  从1997年开始,我国的工业计算机厂商开始进入IPC市场,促使IPC的价格不断降低,也使工业计算机的应用水平和应用行业发生极大变化,应用范围不断扩大,IPC的应用从传统工业控制向数据通信、电信等对可靠性要求较高的行业延伸。目前,中国IPC大小品牌约有15个左右,主要有研华、凌华、研祥、华北工控等。值得一提的是,IPC开创了一个崭新的PC-based时代,拉开了工业自动化和信息化技术走向开放平台的序幕。

  3、迅速发展和普及的工业计算机

  随着信息技术的快速发展,通信和计算的融合是大势所趋。计算机与通信技术的发展使独立的业务应用逐步融合为更易使用的、集成的业务应用,同时融合带来了一个新的契机,它必须是一个兼容并蓄的通用平台,在这样的基础之上有一个特点,就是一定要有一个开放的标准架构。这对工业计算机提出了更高的要求。

  由于IPC结构和金手指连接器的限制,使其难以从根本上解决散热和高可用性问题,1997年国际PICMG(PCI工业计算机制造者组织)发布了新一代工业计算机技术CPCI,即PICMG2.0标准。为了在国内更好的推广新技术,1998年STDMG/P.R.C分会正式更名为PICMG/P.R.C分会,并成为国际PICMG组织的执行会员。

  如果说STD总线工业计算机解决了当时工业计算机的有无问题;IPC解决了低成本和PC兼容性问题;那么CPCI技术解决的是可靠性和可维护性问题。"CPCI是PCI总线的电气和软件加上欧洲卡,它具有在不关闭系统的情况下的'即插即用'功能,该功能的实现对高可用系统和容错系统非常重要",2004年度科技部科技型中小企业技术创新基金项目指南中的这段话,概括出了CPCI技术的主要特点和重要性。

  进入21世纪,工业计算机技术更是无处不在,它带来的是一个充满联网设备的世界。融合通信最大的设备挑战是可用性和功能开发缓慢等不利因素。提供全IP功能的通用平台可以支持业务差异化,整合内容和业务支撑系统,将复杂的网络简单化,提供最佳用户体验。为此,2001年PICMG将以太网包交换背板总线引入到CPCI标准中,为电信语音增值服务设备和基于以太网的工业自动化系统提供了新的技术平台。

  2002年,PICMG颁布了面向电信的新标准AdvancedTCA,简称ATCA。ATCA比CPCI有更大的规格和容量、更高的背板带宽、对板卡更严格的管理和控制能力、更高的供电能力以及更强的制冷能力等。主要是为了解决电信系统目前主要面临的系统带宽问题、高可用性问题、现场升级问题、可伸缩性问题、可管理性问题以及可互操作问题,并最终降低成本。目前通信和计算机领域都在向开放标准演进,而ATCA的诞生恰恰赶上了信息产业链变革的机遇。

  随着工业计算机应用的日益广泛,市场细分成为大多数厂商的共同战略,也使工业计算机技术进一步细分,流行的开放规格繁多,主要包括:PCI-ISA、SHB、CPCI/PXI、ATCA/MTCA、VME/VPX、PC 104/Plus、PMC、AMC、COM E、ETX;母板类包括ATX、Micro ATX、BTX、DTX、Mini ITX、EPIC、3寸板、5寸板等。

二、中国工业计算机市场概述

(一)市场规模及增长

  即使在全球金融风暴的阴霾中,中国工业计算机市场依然将保持较快增长。据中国计算机行业协会工业计算机分会(PICMG/P.R.C) 统计:中国工业计算机产业(不含应用系统)的市场规模在2008年达到55亿元人民币,预计2009年将达到63亿元。未来5年,预计中国工业计算机市场仍将保持15%以上的年平均增长速度。

  中国工业计算机市场竞争虽然激烈,但格局基本稳定,不论面向工业控制的传统IPC市场,还是面向公用设施和金融电子等新兴领域的嵌入式计算机,国内企业与台湾品牌占据市场主导地位;在面向铁路车载和航天军工的抗恶劣环境工业计算机、以及构成工业计算机系统的数据采集板和功能板方面,国内企业与国外品牌同台竞争;在面向电信应用的ATCA/MTCA工业计算机, 目前主要是外资品牌占有较大优势。

  国内企业依托对细分市场的敏锐把握和更好的服务响应,近几年取得了长足的进步,特别是研祥智能和华北工控,作为国产品牌规模前两位的工业计算机企业,建立了广泛的直销和服务网络,更取得了年均40%以上的成长。面向工业控制的传统IPC市场作为我国工业计算机技术的发源地,一直是工业计算机的主战场。目前在这一领域台湾和国产品牌占据主导地位,国外的产品由于成本高、价格高、服务难,现已基本退出国内市场。这类产品产量大,应用领域最广泛,是服务于传统产业升级与现代服务业的主力军。

  在面向公用设施和金融电子等新兴领域,嵌入式计算机是近两年行业应用市场的新增长点。嵌入式计算机应用边界日渐模糊,从工业设备、博彩、金融、零售、市政、交通直至军工,行业分散,需求各异。这一现实决定了嵌入式计算机无法形成传统IPC的标准化、规模化产品模式,在这一领域云集众多的台湾品牌和国内品牌的工业计算机企业,他们在产品、渠道、技术、服务上都各有其优势,代表着工业计算机产品的一个重要的发展方向。

(二)工业计算机产业发展特点

  1、企业由模仿向自主创新转变

  经过多年的积累,我国的工业计算机企业正在经历着从中国制造到中国创造的转变。研祥公司自主研制推出的新一代工业计算机EPI,解决了IPC工业计算机金手指连接方式不可靠,在多尘、潮湿、振动的环境下连接处易堵塞或氧化而接触不良使工业计算机失效的问题,并且完全兼容PCI标准,具有开放性、良好的散热性和抗振性、高稳定性、高可靠性等特点,而且加工工艺容易,成本低,便于推广,已经成功应用于国产数控装置。

  华北工控充分运用本土企业与客户沟通好的优势,对新兴行业应用敏感,对需求把握准确,率先发掘数字高清标牌市场,推出了国内第一款广告机。他们推出的嵌入式计算机应用于模卡电视,在"三网融合"政策支持下,必将打开嵌入式计算机进入家庭的大门,使嵌入式计算机第一次有机会跨入百万台规模门槛。

  2、工业计算机越来越被行业用户所接受

  工业计算机产品和技术的一个主要特点,就是属于中间产品,是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算基础平台。随着社会信息化的不断深入,国民经济许多行业的关键任务将越来越多地依靠工业计算机,而以工业计算机为共性技术和基础平台的低成本工业自动化正在成为传统行业升级改造的主流技术路线,中国的工业计算机厂商所受到的重视程度也越来越高。随着电力、冶金、石化、环保、交通、建筑等行业的迅速发展,从数字家庭用的机顶盒、数字电视,到银行柜员机、高速公路收费系统、加油站管理、制造业生产线控制,金融、政府、国防等行业信息化需求不断增加,对工业计算机的需求很大,工业计算机市场发展前景十分广阔。

  3、个性化和定制化是市场的主要形态

  工业计算机界不同于商用计算机采用大批量标准化的生产方式,在不同应用有不同的功能需求设计,企业需针对用户需要设计符合其功能需求及外观的产品。因产品复杂度较高,价格敏感度较低,毛利率较高,普遍均在30%以上,相较于商用计算机市场,仍处于蓝海市场。因单品数量少而小型供应商多,呈现长尾市场特点。

  4、全生命周期管理使工业计算机走向服务化

  值得注意的是,近年来国际厂商提出了一个新的概念:预集成平台或整合平台。它是在工业计算机技术发展的基础上继续向产业链下游发展的结果。国际厂商不再把自己仅仅看作是工业计算机的供应商,而是针对用户的某一个项目或装置的开发,从系统方案的制定开始,包括部件集成、硬件采购、软件配置、现场调试、直到验收,全过程都由其承担。它们既是方案供应商,又是产品供应商,还是系统集成商。这种做法既可以进一步满足用户的要求,同时也可以解决工业计算机厂商目前价格过于透明,利润率降低的问题。但是这将要求厂商对应用行业技术发展走向、目标系统的设计要求、产业链上下游产品技术发展、不同类型模块的功能和性能都要十分了解。这对国内工业计算机企业的技术能力、市场能力、产业链支持提出了更高的要求和挑战。

  5、新兴产业与生产性服务业成为新增长点

  据一份关于安防监控市场发展的调查数据显示,在政府"平安城市"建设、城市报警与监控系统("3111"工程)等工程的推动下,加上奥运会、世博会等大型活动的带动,2008年全国进入了安防设施建设的新高潮,安防监控行业持续保持了快速的增长,年增长率达到20%以上,市场总规模达到1500亿元左右。

  以广东为例,广东的目标是在2010年建成100万个视频监控摄像头,截至2009年,全省共建成监控摄像机92万个,其中2005年8月后新建62.6万个,投入资金约125亿元。

  从技术角度来看,数字化视频监控正在成为监控行业发展的主流,工业计算机正作为监控系统的控制核心;从运营模式来看,监控系统的集中构建也正在逐步取代之前那种用户自主构建的模式,运营商正在成为监控产业链条中的一个关键环节,他们凭借自身带宽和技术优势,建设电信级别的数字视频监控系统,为用户提供从网络到设备、从建设到维护的解决方案。这样一来,数据的集中处理不仅大幅提高了数据的安全效率和安全保障,同时最终用户也不必花费巨资去建设和维护系统,从而降低了总体投入成本。如今,这种模式正在成为视频监控行业发展的重要方向。在电信级别的数字化监控系统中,工业计算机以强大的处理能力、良好的稳定性以及便于扩展的模块化结构,一直是视频监控系统的核心控制器。

  视频监控市场在未来保持快速发展,还得益于行业视频监控应用的领域不断扩大,诸如环保监测系统、铁路与城市轨道交通应用,这些新应用将在我国调结构、促发展的经济战略中获得长足发展,也是驱动工业计算机市场增长的长期动力。

  除了视频监控领域,数字标牌市场也是另一个增长点。数字标牌(Digital Signage)是一种全新的媒体概念,指的是在大型商场、超市、酒店、影院及其他人流汇聚的公共场所,通过屏幕终端显示设备,发布商业、娱乐和公共信息的多媒体专业视听系统。在公共场所中,只需借助数字标牌就能为公众传递信息,同时配合操作简单的触摸屏技术更是适合不同人群的查询访问,扩大了信息传递的范围。数字标牌为人们提供了全新的、动态的信息交流方式。在国外,还有人把它与纸张媒体、电台、电视和因特网并列,称之为"第五媒体"。数字标牌的控制核心就是嵌入式计算机。

  据市场研究公司iSuppli预测,数字标牌和专业显示屏市场将继续增长,到2010年,全球市场的规模将增长到130亿美元。虽然国内数字标牌产业虽然处于发展初期、市场导入期,但是以国内经济的发展速度和经济规模,在未来国内市场必将成为数字标牌全球市场的重要组成部分,甚至成为最大的单一市场。

结束语

  早期,针对工业自动化中特殊规格及严苛的环境要求,工业计算机厂商设计特殊的主板、芯片、机箱、操作系统等,以满足特殊作业环境的需要。随着计算能力的提高,工业计算机日渐成为工业自动化的关键技术。

  目前,在通讯、网络、软件及光电的整合应用之下,工业计算机也不再单纯局限于工业自动化领域的应用,而是结合了通讯、消费电子、光电、半导体及软件等应用,其所扮演的角色也愈来愈重要且呈现多元及定制化的设计特点。工业计算机在自动化和信息化产业链中处于要素市场,不仅是传统行业升级改造与"两化融合"的加速器,而且是"3C融合"与3G建设的主要硬件架构和基础平台。

  工业计算机领域包括工业计算机整机、处理器板或嵌入式主板、数据采集板、通信板、功能板(如图像、视频、存储、运动控制、DSP等),以及一体机或HMI、机箱背板、周边设备、软件和应用系统。

  2010 PICMG/P.R.C年会将于5月20日在上海举行,本届年会将围绕工业计算机技术发展趋势与行业发展对策措施展开讨论,为我国传统产业技术升级与新兴产业发展献计献策。同时中国计算机行业协会工业计算机分会将在本届年会上首次发布《中国工业计算机产业年度报告》,欢迎业内专家、用户、与广大工程技术人员莅临。

作者:中国计算机行业协会工业计算机分会
来源:中国工控网

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