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2021年全球工业4.0市场规模为1145.5亿美元,预计将从2022年的1309亿美元增长到2029年的3773亿美元,预测期内复合年增长率为16.3%。在智能制造的广泛采用和政府的大力支持推动下,北美在工业 4.0 领域占据主导地位,2021 年市场份额为 26.34%。
工业运营数字化的加速、自动化强度的提高以及制造商提高生产力和弹性的持续压力推动了市场的发展。工业 4.0 市场代表了跨价值链的网络物理系统、高级分析、工业自动化和互联机械的融合。企业越来越多地集成数据驱动的控制架构,以优化生产、资产利用率和供应响应能力。
工业 4.0 的采用不再局限于大型企业。中小型企业越来越多地部署模块化自动化、基于云的制造执行系统和可扩展的工业物联网 (IIoT) 平台。这一转变扩大了工业 4.0 市场规模,同时重塑了购买行为,转向灵活的、以软件为中心的解决方案。市场结构有利于提供可互操作系统的供应商,而不是封闭的自动化堆栈。
工业4.0市场增长轨迹反映的是长期结构性变化而不是周期性投资。在需求波动的情况下,制造商优先考虑运营可视性、预测性维护和质量保证。即使在宏观经济不确定的情况下,这些优先事项也能维持支出。因此,工业 4.0 市场份额越来越多地被将硬件、软件和服务整合到集成解决方案中的提供商所占据。
从战略角度来看,工业 4.0 是智能制造、数字供应网络和工业可持续发展计划的基础层。政府支持的工业现代化计划进一步加强了采用。市场仍然是异构的,受特定行业的自动化成熟度、监管环境和劳动力准备情况的影响。尽管采用率参差不齐,工业 4.0 已从实验性部署过渡到核心工业基础设施。
在考虑的范围内,参与者包括 ABB Ltd.、Siemens AG 和 Cognex Corporation 等。 ABB Ltd. 的工业 4.0 产品包括机器人、PLC 自动化、控制室解决方案以及电机和发电机等。同样,西门子股份公司提供建筑技术,工业自动化和流动性等。
在各行业对效率和盈利能力的关注推动下,数字化和互联网普及率的不断增长趋势正在创造市场增长机会。数字技术和工业计算机化的最新进展已经开始扩大破坏工业价值链的可能性。随着第四次工业革命 (i4.0) 的到来,企业正在经历效率的提高、成本效益的降低、产量的增加、个性化的产品,以及最重要的是新的收入和商业模式的发展。
例如,2021 年 5 月,罗伯特·博世工程和商业解决方案私人有限公司推出了 Phantom Edge,以提供电力参数、设备级信息、电能消耗和操作使用情况的实时视图。 Phantom Edge 结合了人工智能 (AI) 和物联网 (IoT),可用于零售、工业制造、医疗保健、农业和移动出行等领域。
通过在业务运营中集成先进解决方案来支持 COVID-19 提升需求
随着COVID-19大流行肆虐的全球市场环境,各行业的数字化正在迅速加速。这为数字化领导者提供了开发和采用创意解决方案以加速整个公司数字化转型的新机会。冠状病毒的爆发正在加速第四次工业革命(工业4.0)的引入,推动各行业的企业采用更高水平的物联网(IoT)技术和工作流程。由于 COVID-19 大流行影响了整个地球,全球供应链正在经历前所未有的不稳定。一些制造企业已经完全停产,另一些制造企业的需求大幅下降,还有一些企业的需求有所增加。
另一方面,企业正在实施先进技术来减轻病毒传播造成的破坏。的作用 供应链管理对于风险管理来说变得越来越重要。尚未开始或正处于向 i4.0 过渡的早期阶段的制造商可能会面临困难。在这种情况下,灵活地分析和调整库存需求、优化供应链以及通过先进技术增强制造能力对于全球制造商和企业来说至关重要。此外,有利的政府举措预计将帮助企业度过这一流行病。例如,
此类举措预计将促进在 COVID-19 背景下技术的采用。
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使用数字孪生解决方案的预测性维护将成为重要的市场趋势
作为物联网 (IoT)近年来,数字孪生越来越受欢迎,引起了人们的广泛关注。数字孪生是一种遵循物理实体或机制生命周期的虚拟模型。该技术使 OEM 制造商和汽车制造商能够通过提供物理世界和数字世界之间的近实时洞察来远程跟踪和管理设备和系统。为了发现瓶颈、简化流程并创新产品增长,数字孪生技术提供了对资产和生产的无与伦比的洞察力。
公司正在采用数字孪生技术,可以实时检测操作异常和违规行为,以获得设备性能的整体视图。可以提前安排备件维护和补充,以缩短服务时间并防止代价高昂的资产故障。数字孪生的预测性维护将帮助原始设备制造商产生新的基于服务的收入,同时提高产品可靠性。此外,市场上的公司正在推出先进的数字孪生解决方案,以提供更好的设备可视性并提高运营效率。例如,
工业 4.0 市场趋势表明,从孤立的自动化项目向企业范围的数字化转型发生了决定性的转变。制造商越来越多地追求集成运营技术和信息技术环境的互联生产生态系统。这种融合支持跨工厂的实时决策和闭环流程优化。
客户需求趋势强调可衡量的投资回报而不是技术新颖性。买家青睐能够快速提高效率、优化能源并减少停机时间的解决方案。基于订阅的软件模型和基于结果的服务合同正在获得认可,特别是在资产密集型行业。这些偏好会影响供应商的定价策略和解决方案包装。
行业驱动因素包括持续的劳动力短缺、投入成本上升和供应链波动。自动化和高级分析缓解了劳动力限制,同时提高了生产可预测性。随着数字化领导者在成本、质量和响应能力方面优于同行,竞争压力也随之加剧。后期采用者面临着越来越大的绩效差距。
竞争趋势反映了整合和生态系统伙伴关系。自动化供应商与云提供商、工业软件公司和系统集成商合作提供端到端产品。收购目标是分析、人工智能和边缘计算能力。差异化越来越取决于软件深度而不是硬件规模。
工业机器人的采用增加和工业自动化需求激增推动市场增长
在过去的几十年里,机器人已经从成本高昂、功能有限的机器发展成为能够执行多种任务的廉价机器。工业机器人尤其是在世界范围内广泛使用。根据最新的机器人行业趋势,工业机器人越来越多地应用于制造中心,推动着机器人的快速进步、发展和演变。
在机器人技术快速发展的推动下,制造业在其生产过程中越来越接受机器人工程和技术。工业机器人是多用途、自动控制、可编程的机械手。焊接、重型起重、熨烫、组装、拾取和定位、码垛、产品检查和测试只是一些流行的工业机器人应用,所有这些都需要大量的人类耐力、速度和精度。
根据国际机器人联合会 (IFR) 的数据,2021 年全球出货量约为 486,800 台。工业机器人执行可重复的任务,消除了对人力的需求。此外,它们可以在人类无法承受的危险和外部风险中运行。因此,机器人技术将成为该行业的一个关键趋势。
制造商面临着降低成本和提高产量的持续压力。工业 4.0 技术可实现预测性维护、流程自动化和实时性能监控。证据表明停机时间减少并提高了资产利用率。这种影响在离散制造和高资本密集型流程工业中最为强烈。
劳动力老龄化和技术劳动力短缺推动了自动化的采用。智能机器和决策支持系统弥补了人力资源缺口。这一驱动因素对于发达经济体和出口导向型制造中心尤为重要。最近的中断暴露了全球生产网络的漏洞。工业 4.0 支持端到端可见性和自适应调度。数字化互联的工厂对需求波动的响应速度更快。汽车、电子和消费品行业高度敏感。
各行业面临更严格的质量、可追溯性和安全要求。自动检查、数据记录和数字文档可降低合规风险。航空航天、国防和制药等受监管行业受到的影响最大。传感器、连接和云计算成本的下降降低了采用障碍。可扩展的平台支持分阶段部署。这一驱动因素扩大了中小企业的潜在市场。
与先进技术集成相关的数据风险限制增长
行业解决方案的集成和实施提供了多种好处,但也带来了可能在不久的将来阻碍业务发展的风险。与先进技术实施相关的数据和安全挑战预计将阻碍市场增长。根据《网络犯罪杂志》2021年发布的一项研究,2021年全球网络犯罪成本达到6.0万亿美元,预计到2025年将达到10.5万亿美元。工业4.0系统由于其固有的易受攻击的可能性,无法阻止黑客访问制造商的数据并收集敏感信息。因此,需要提高对此类威胁的认识,并了解组织网络各级网络安全解决方案的必要性。
尽管势头强劲,但仍有一些制约因素限制了工业 4.0 市场扩张的步伐。集成自动化项目需要硬件、软件和集成服务的资本支出。预算限制推迟了采用,特别是在较小的制造商中。这种限制在成本敏感地区最为明显。
许多设施运行的设备老化,缺乏数字接口。改造增加了项目的复杂性和风险。资产生命周期长的行业面临着较慢的转型时间表。扩大的连接增加了网络威胁的暴露程度。制造商对共享运营数据仍持谨慎态度。合规性的不确定性减缓了受监管市场中云的采用。
数字化转型需要新的技能和文化适应。技能差距和对自动化的抵制阻碍了实施。这个问题影响了传统的制造业集群。不一致的行业标准使系统集成变得复杂。供应商锁定风险仍然令人担忧。这些问题限制了多站点操作的可扩展性。
工业 4.0 市场在技术、地理和商业模式方面提供了巨大的机遇。
高增长领域包括智能工厂、数字孪生和工业分析平台。制造商越来越多地投资于虚拟调试、模拟和预测优化。这些应用程序提供快速回报和运营透明度。 为中小企业量身定制的中端市场解决方案仍然存在市场差距。简化部署、模块化定价和云原生架构的渗透率仍然较低。解决这一差距的供应商可以扩大市场范围。
技术驱动的机会集中在边缘人工智能、自主系统和闭环质量控制。将可持续性指标集成到生产系统中可支持法规遵从性和能源优化。 工业现代化进程加速的亚太地区和拉丁美洲部分地区的地理扩张机会最为强劲。政府激励措施和基础设施投资支持采用。
监管和政策框架通过税收激励、创新补助和可持续发展指令越来越有利于数字化制造。通过能源效率、减少废物和透明的报告,环境、社会和治理目标与工业 4.0 保持一致。
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工业物联网 (IIoT) 将在预测期内获得增长动力
根据应用,市场分为工业自动化、智能工厂和工业物联网。工业物联网(工业领域的物联网)结合了两次变革性革命的进步。物联网技术可能带来的好处促使多家工业设备制造商采用物联网。通过无线连接工业设备并收集传感器数据,制造商可以估计机器的当前状态、提高性能并识别潜在故障,同时规划维护计划。工业自动化提供了多种有助于减少人为干预的技术。此外,它还有助于提高制造工艺的灵活性和质量。
自动化解决方案包括可编程逻辑控制器、分布式控制系统、机器人技术以及与数字接口集成的高级运动控制。这些系统越来越多地嵌入分析和连接,将传统自动化转变为自适应生产平台。在一致性、正常运行时间和吞吐量决定竞争力的大批量制造环境中采用最为强烈。
智能工厂应用代表了工业 4.0 市场中增长最快的部分。与传统自动化不同,智能工厂强调端到端连接、实时智能和自我优化流程。这些环境集成了数字孪生、制造执行系统和高级分析,以同步生产、质量和物流。智能工厂部署延伸到车间之外,连接供应商、仓库和分销网络。该应用领域吸引了追求长期弹性而不是增量效率提升的制造商的投资。
工业物联网应用程序支持工业 4.0 架构的数据层。 IIoT 平台将传感器、机器和资产连接到集中式或基于边缘的分析系统。该应用程序支持跨分布式操作的预测性维护、能源优化和状态监控。随着连接成本下降和互操作性提高,工业 4.0 中的 IIoT 市场份额持续扩大。这种技术在资产密集型行业中尤为明显,因为这些行业的意外停机会带来重大的财务风险。
制造业将在未来几年夺取最大市场份额
基于垂直领域,市场进一步分为制造业、能源和公用事业、汽车、石油和天然气、航空航天和国防、电子和消费品等。
预计在预测期内,制造业将主导全球市场。汽车、运输和化工领域预计将成为实施 i4.0 最有希望的垂直行业。的部署 智能机器人过去几年,制造业中的机械设备一直在增长。目前正在进行研发投资,以设计一个集成系统,使机器人和人类能够通过传感器连接的人机界面协同完成复杂的任务。
制造业是整个工业 4.0 市场规模的最大贡献者。离散和流程制造商部署工业 4.0 解决方案来解决利润压力、客户定制需求和供应波动。由于复杂的生产工作流程和全球化的供应链,汽车和电子制造商在采用方面处于领先地位。制造业投资越来越优先考虑软件定义的功能,反映出从以硬件为中心的自动化向数据驱动的运营的转变。
在预测期内,汽车行业将大量采用先进解决方案。配备技术的工厂可以跟踪生产设备和流程,以便在可能出现的问题导致生产停机之前发现它们。支持 i4.0 的汽车制造商还可以配置单独的车辆,从而缩短交付时间。制造商必须配置车辆配置以满足不断变化的客户需求。与传统汽车生产不同,支持工业物联网的设备允许定制,例如仪表板和方向盘。此外,由于i4.0,自动驾驶汽车的概念已成为现实。汽车生态系统中的公司正在大力投资产品和制造工艺创新,以在技术快速进步的情况下保持竞争力。
能源和公用事业垂直领域表明,在电网现代化、资产监控和监管合规性的推动下,采用率不断提高。工业 4.0 技术支持对发电资产、传输基础设施和消费模式的实时监控。公用事业公司利用先进的分析来提高可靠性、管理分布式能源并优化维护周期——这一垂直领域重视网络安全、系统冗余和监管一致性,从而制定供应商选择标准。
汽车应用强调灵活性、可追溯性和质量保证。工业 4.0 可实现快速模型转换、自动检查和同步供应商集成。在新的组件架构和严格的质量要求的推动下,电动汽车生产进一步加速了数字化投资。汽车制造商是数字孪生和闭环生产控制的早期采用者,影响着更广泛的工业 4.0 市场趋势。
石油和天然气的采用以操作安全、资产完整性和远程监控为中心。工业 4.0 应用程序支持钻井设备、管道和炼油厂的预测性维护。恶劣的操作环境推动了对强大传感器和边缘分析的需求。虽然资本密集型,但受大宗商品价格波动和监管审查的影响,这一垂直领域表现出谨慎的采用周期。
航空航天和国防应用优先考虑精度、合规性和生命周期可追溯性。工业 4.0 解决方案支持复杂的装配流程、数字质量记录和安全数据管理。由于严格的认证要求,采用仍然是有选择性的,但通过减少返工和提高项目可见性来提供高价值。
电子和消费品制造商利用工业 4.0 来管理较短的产品生命周期和需求变化。自动化与分析相结合,可实现快速扩展和本地化生产。这一垂直领域对灵活的自动化和基于云的制造平台表现出浓厚的兴趣。
North America Industry 4.0 Market Size, 2021 (USD Billion)
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从地理上看,市场分为五个主要区域:北美、欧洲、亚太地区、中东和非洲以及拉丁美洲。
北美公司越来越多地拥抱 智能制造,并且该地区预计将主导市场。市场上运营的大多数工厂现在都配备了新机械和智能工厂技术,使其他企业能够从传统制造过渡到智能制造。市场中的主要参与者、政府举措以及不断增加的研发活动资金是使北美成为市场增长充满活力的地区的重要因素。
北美工业 4.0 市场分析表明,在先进的制造基础设施和强大的技术生态系统的支持下,北美工业 4.0 市场稳步扩张。在以生产力为中心的投资的推动下,该地区在全球工业 4.0 市场规模中占据了很大份额。企业优先考虑自动化、分析和网络安全。有利的商业环境和数字化准备支持持续采用。
美国工业4.0市场
美国工业4.0市场通过大规模工业现代化和软件驱动的创新引领地区增长。制造商大力投资智能工厂和工业分析,以解决劳动力限制。联邦举措和私人资本加强了技术部署,而竞争强度则加速了技术的采用。
2021年,欧洲在全球工业4.0市场中占据第二大份额。欧洲工业在技术和技能方面进行了大量投资,以维持其在全球市场的地位。互联对象和自动化的部署改变了德国制造业,并迎来了第四次工业革命。连接、网络对象、实时数据处理和无处不在的信息的建立正在改变行业的范式。西门子、霍尼韦尔和通用电气等科技巨头是 i4.0 的早期采用者,并且在实施方面遥遥领先。
欧洲工业 4.0 市场分析反映出与监管框架和工业标准的紧密结合。该地区强调互操作性、可持续性和劳动力整合。得益于先进的工程能力和协调一致的政策支持,欧洲在工业 4.0 市场中保持着相当大的份额。
德国工业4.0市场
得益于其在工业自动化和标准制定方面的领先地位,德国的工业 4.0 市场表现仍然具有影响力。德国制造商正在采用工业 4.0 来保持全球竞争力并增强出口业绩。设备供应商和制造商之间的紧密结合可以维持创新。
英国工业4.0市场
英国工业 4.0 市场展示了选择性但加速的采用。投资重点关注先进制造、航空航天、汽车等领域。尽管宏观经济存在不确定性,但数字技能举措和产业战略改革仍支持市场增长。
亚太市场以日本、中国和韩国为主导,它们广泛努力采用工业自动化并在其制造价值链中实施颠覆性技术。该计划涵盖半导体、先进机器人、电动汽车和人工智能等十大行业。这一国家驱动的产业政策旨在让中国在全球高科技制造业中占据主导地位,并从德国政府的i4.0发展计划中汲取灵感。日本启动了社会 5.0 计划,以应对经济、社会和工业挑战。
亚太地区工业 4.0 市场分析显示,在大规模工业扩张和政府主导的数字化计划的推动下,亚太地区工业 4.0 增长速度全球最快。该地区工业 4.0 市场的增长是由制造规模、自动化强度不断提高和基础设施投资推动的。
日本工业4.0市场
日本工业 4.0 市场的采用强调精密制造和机器人技术的集成。日本公司专注于智能自动化,以解决劳动力老龄化问题并保持质量领先地位。强大的工业遗产支持逐步而持续的部署。
中国工业4.0市场
中国工业4.0市场拓展体现了国家产业升级的重点。大型制造商积极投资智能工厂、工业物联网平台和家庭自动化技术。政策支持和规模优势使中国成为全球增长的主要贡献者。
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拉丁美洲工业 4.0 市场分析表明,制造业现代化和近岸外包趋势推动了新兴采用。汽车和消费品行业的投资仍然不平衡,但有所加速。基础设施差距带来了挑战,同时也带来了长期机遇。中东和非洲工业 4.0 市场分析显示,早期采用集中在能源、公用事业和工业中心。数字化转型支持运营效率和多元化战略。由于资本限制和技能可用性,采用仍然是有选择性的。
在拉丁美洲、中东和非洲,第四次工业革命得到了政府倡议的支持,并认识到采用数字技术对维持全球市场的重要性。例如,2020年10月,中东政府计划通过与世界经济论坛建立伙伴关系来发展工业4.0革命。阿联酋经济的进步也凸显了其通过解决数字化转型和技术进步方面的关键挑战而成为世界领导者的能力。该战略旨在加强其全球枢纽地位,扩大对国民经济的支持。此外,在巴西,领先企业已合作加速技术资产的部署并加快先进技术的采用。
主要参与者正在采取多种策略,例如合并和收购,以维持其在市场中的地位。
甲骨文公司、思科系统公司和其他公司是市场上的一些主要参与者。他们目前正在部署与数字孪生集成的先进解决方案3D打印等。此外,激烈的市场竞争迫使主要参与者专注于收购策略以巩固自己的地位。 例如,
工业 4.0 市场竞争格局的特点是全球自动化企业、工业软件专家、云服务提供商和利基技术公司的混合体。市场定位越来越依赖于提供涵盖硬件、软件和生命周期服务的集成、可互操作解决方案的能力。在工业自动化、分析和连接领域拥有强大产品组合的供应商通过满足复杂的多站点部署需求,在工业 4.0 市场中占据了更大的份额。
成熟的自动化提供商利用深厚的领域专业知识、安装基础优势和长期的客户关系。他们的优势在于可靠性、安全合规性和全球服务网络。然而,这些公司经常面临软件敏捷性和云原生创新方面的挑战,从而促使战略合作伙伴关系和收购。他们的竞争策略侧重于扩展数字平台并将智能嵌入传统控制系统。
工业软件和平台提供商通过高级分析、人工智能和数字孪生功能脱颖而出。这些参与者受益于更快的创新周期和可扩展的架构。他们的主要弱点仍然是对实物资产的控制有限,需要与设备制造商密切合作。战略以生态系统开发和垂直特定解决方案为中心。
云和技术公司通过提供基础设施、数据平台和边缘计算服务发挥着越来越大的影响力。他们的优势包括可扩展性、网络安全投资和开发者生态系统。有限的工业流程知识和对数据主权的担忧产生了限制。战略重点强调混合架构以及与合规性的一致性。
规模较小的专业公司在机器视觉、预测性维护和边缘分析等领域贡献创新。尽管技术先进,但它们面临扩展和集成方面的挑战。总体而言,竞争强度推动了整合、合作伙伴关系的形成以及向基于结果的价值主张的转变。
该研究报告对工业4.0市场进行了深入分析。它重点关注关键方面,包括领先公司、应用程序以及跨多个垂直行业的先进技术的采用。此外,它还提供了对市场趋势的见解并突出了关键的行业发展。除了上述因素外,报告还强调了近年来推动市场增长的几个关键因素。
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属性 |
细节 |
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学习期限 |
2018-2029 |
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基准年 |
2021年 |
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预计年份 |
2022年 |
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预测期 |
2022-2029 |
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历史时期 |
2018-2020 |
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单元 |
价值(十亿美元) |
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分割 |
按应用、行业和地区 |
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按申请 |
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按垂直方向 |
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按地区 |
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据《财富商业洞察》预测,到 2029 年,全球市场规模预计将达到 3773 亿美元。
Fortune Business Insights 表示,2021 年市场价值为 1145.5 亿美元。
预计该市场在预测期内(2022-2029)将以 16.3% 的复合年增长率增长。
从应用来看,工业物联网领域预计将在预测期内引领市场。
工业机器人的日益普及是关键驱动因素之一。
西门子股份公司、康耐视公司、施耐德电气公司、霍尼韦尔国际公司、艾默生电气公司、罗克韦尔自动化公司、通用电气公司和罗伯特博世有限公司是市场上的顶级公司。
从垂直领域来看,制造业占据了主要市场份额。
(请注意,以下列表的目的是强调了解生态系统和/或估计市场规模的详尽研究
这并不一定意味着报告中介绍了以下所有公司。请参考公司简介部分 有关报告中介绍的公司名单的更多详细信息。
然而,与此同时,我们也愿意根据具体要求介绍其他公司)
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