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2017中國印刷機械行業自動化研究報告

文：2018年第三期

導語：

一、印刷機械行業概述

“十二五”時期，我國印刷業產業規模繼續壯大，實現了“十二五”規劃目標；產業結構逐步優化，培育打造了近百家國家印刷示范企業；綠色印刷成效顯著，12億冊中小學教科書全部實現綠色印刷；內生動力得到增強，企業的平均產值和行業的勞動生產率逐年提高。我國印刷業轉型升級、提質增效已經顯現成果。

2016年，印刷業經濟總量達到1.12萬億，占全國GDP的1.5%，同比增長3.6%。其中主要印刷設備企業有10萬余家，規模以上企業約3000家。但是僅僅3%的企業所創造的產值卻占了總體的50%以上，同比增長8%，利潤甚至超過了60%。

截止2016年底，我國印刷行業規模以上企業達到5470家，與上年相比增加264家。2016年，在原材料漲價潮的沖擊下，印刷行業的大洗牌被進一步加速。現金枯竭、產業結構不合理、產品檔次偏低、自主創新能力弱的企業正被無情淘汰，行業產能呈現加速集中態勢。

2016年我國印刷行業規模以上企業實現主營業務收入7879億元，同比增長4.5%，與上年相比下降2.5個百分點，低于全國工業增速（4.9%）0.4個百分點；印刷行業實現利潤總額達到549億元，同比下降4.5%。近年來，我國印刷行業盈利能力持續下降，2016年，我國印刷行業毛利率達到15.1%,與上年相比下降0.9個百分點，印刷行業銷售利潤率達到7%，與上年相比下降0.7個百分點。

當前印刷業發展增速放緩，進入深度調整、融合創新的新常態，在市場和政策的雙重作用下，我國印刷業增長的新舊動力正在加快轉換，新的增長點、增長極、增長帶正在形成。

我國印刷業已經成長為一個總規模達萬億的產業。但是由于我國企業技術水平低、創新能力不足的共性，使我國的印刷業呈現大而不強的局面。面對數字化、自動化和智能化的未來發展方向，國內企業將面臨優勝劣汰、整合調整的局面。

根據國家統計局的數據，2010~2016年印刷機械的產量如表1所示。

二、印刷機械行業自動化產品分析

1.自動化產品應用介紹

1.1控制系統

印刷行業的發展歷史淵源由來已久。印刷機械設備的型號種類更是繁多，自動化產品在印刷機械上用來設定工藝參數和控制設備運轉。印刷機的控制主要包括以下各個部分：車速控制、墨色控制、自動套準、張力控制、對中控制、自動接紙以及印品質量的測控系統等，分別在單張紙印刷機和卷筒紙印刷機中得到廣泛應用，大幅度提高了印刷機械的機電一體化水平，對提高生產效率（減少準備時間和提高生產速度）、減少物料浪費和適應多品種小批量的生產要求有非常大的幫助。

印刷機械設備的自動化水平可以分為單機自動化、聯機自動化、輔助操作自動化。目前，單機自動化已經在大多數印刷機和印后裝訂設備上實現。輔助操作自動化和聯機自動化水平不高，與國外相比差距較大。

1.2工藝自動化分析

高速雙面印刷機整機動作控制整機由輸紙機、收紙機和主機三部分組成。主機除主電機，上、下水輥電機，制動輥電機分別由四個變頻器控制外，其余主要動作由七個氣缸分別來控制上水輥、下水輥、上墨輥、下墨輥、遞紙、上滾筒、下滾筒等的離合動作。氣路的控制分為手動和自動兩種模式。整機的核心調試工作就是電氣、氣動與機械動作相匹配，避免印刷中紙張的浪費。

由于自動工作模式下各動作要以一定的順序工作，機械采用凸輪來控制各動作離合時的角度，電氣選用二相增量型旋轉編碼器來實時測量凸輪的旋轉角度，編碼器每旋轉一周，產生360個脈沖，PLC高速計數器計數720，到零位后復位重新計數。我們可以隨時更改編碼器的角度值，來配合機械的改動或因速度不同，慣性不同，所需動作的角度值不同，省卻了煩瑣的機械控制。

1.3HMI

近年來，隨著工廠自動化技術的提高，觸摸屏作為一種新的人機界面產品廣泛的應用機械制造各個行業，使用人機界面能很好的提高設備生產效率，明確告知設備操作員機械設備的運行情況及生產狀態。使用觸摸屏可以使電氣接線簡單化，同時減少PLC的I/O點數，降低生產成本，也相對提高整套機械設備的附加值。

1.4變頻器

印刷機械設備采用變頻調速器開始在20世紀80年代初，當時國內主要印刷機械企業開發的新產品，以提高技術水平為目的開始采用變頻器調速裝置，為提高設備的穩定性、可靠性，印刷機械企業普遍采用進口變頻器。采用變頻器的產品有單張紙平版印刷機、卷筒紙平版印刷機，爾后向各種印刷方式和不同印刷開本的設備拓展。后來又流布到印后的裝訂機械、包裝機械等設備。

在印刷機械科技水平不斷發展的今天，無論從環境保護，還是從節約能源的角度，積極采用變頻器無論對國家還是對企業都是有較好的經濟效益的好事。在這里歡迎有關國內生產制造變頻器的廠家，加強與印刷機械制造行業聯系，了解他們應用的特點，有針對性地推出適合他們需要的變頻器產品，并在應用中提高產品的適應性，進一步擴大應用領域，把印刷機械設備應用變頻器的技術改造，推向新的階段。

1.5伺服

伺服傳動技術（無軸傳動技術）是一種研制開發各種先進的機電一體化設備的關鍵性技術，這一技術在機器人、數控機床、加工中心等金屬加工設備中已得到廣泛應用，在印刷機械中的應用則是近年來才引入的。首先在歐洲，然后傳到美國。1997年，世界上第一臺伺服傳動凹版印刷機在意大利優泰克（Uteco）公司問世，至今已經有超過1000臺由優泰克（Uteco）制造的伺服傳動凹印機被全球各大印刷包裝企業所購買。1998年9月，高寶公司為美國加州世界彩印廠安裝了48臺Compacta618無軸商用印刷機，全部采用Indramat的AC伺服驅動及控制系統與技術。2000年，德魯巴（Drupa）首次展出無軸（電子軸）凹版印刷機。在Drupa2004展會上，無軸應用技術更是比比皆是。如Rotomec、賽魯迪、海德堡、W&H、F&K等均推出了無軸驅動的凹印機或柔印機。德國的力士樂、倫茲，日本的住友，奧地利的貝加萊都是最早將這一技術推向市場的傳動控制公司。

目前，全國有包裝印刷企業20,000多家（紙類印刷約占40%）。包裝印刷企業主要分布在華東、華南、西南、大連、武漢等地，全國54家包裝印刷龍頭企業的產值，占全國包裝印刷總產值的1/5。我國各類包裝印刷制造企業已達4000余家，其中生產凹印機的廠家有80家（實際數量更多），每年約生產各種規格的國產凹印機600臺（套）。近年來，國產凹印設備的制造水平和印刷速度有了明顯提高，部分產品已出口到國外。有關專家預計，伺服傳動在未來若干年將是國產凹印機的最重要的技術發展方向，各種用途的凹印機都將采用伺服傳動技術。據了解，目前國內的伺服傳動系統和套準系統都來自國外廠商，國內相關行業剛剛涉足這一領域，具有廣闊的市場前景。

三、自動化市場規模細分

自動化市場規模細分如圖1、表2所示。

四、印刷機械自動化產品細分

1.PLC市場描述

1.1印刷機械行業在PLC市場中的位置

印刷機械行業的主控器仍以PLC控制為主。2016年印刷機械行業的PLC市場在整個PLC市場中占3.1%。

1.2印刷機械行業PLC的市場規模與細分

印刷機械行業的PLC市場中，以小型PLC占據多數，中型PLC次之，大型PLC用量最少，而對于微型PLC只是做部分輔助設備的單機控制，如圖2、表3所示。

1.3印刷機械行業PLC競爭格局和市場份額

由于主要是中小型PLC的應用，所以印刷機械行業競爭格局與中小型PLC市場的格局有很多的類似性，如圖3、表4所示。

份額集中在Mitsubishi、Siemens、Omron三家。

格局穩定:沒有重要的新參與者出現。中小型PLC控制市場主要以Mitsubishi和Siemens為主。

五、HMI市場描述

1.印刷機械行業在HMI市場中的位置

自2001年以來，HMI產品（尤其是觸摸屏）在自動化領域里的應用比例大幅度提高，無論從深度還是廣度方面都有了顯著的成長。一方面HMI產品已經逐漸成為了主流自動化機械上的標配產品。另一方面HMI應用行業的范圍已經從開始的傳統工業延伸到了交通、物流、市政、旅游等更廣義的領域。

快速的增長、充足的利潤空間加之較低的進入門檻，使得HMI市場吸引了眾多廠商紛紛涉足，希望能夠從中分一杯羹。因此這個市場的供應商結構相較其它自動化產品而言，也變得更加復雜——既存在像西門子、三菱這樣的傳統自動化行業巨頭；也有Proface這樣HMI領域的專業制造廠商；但最令人期待的是數目眾多的本土廠商的表現。

不同類別的供應商在市場上的競爭手段和優勢也不盡相同。對于西門子、三菱、Omron等傳統自動化廠商而言，HMI還是一個很小的業務分支，一般沒有單獨的業務部門，多隸屬于PLC部門之下。在銷售上，也更多的是搭配PLC一起賣給OEM客戶。這是一種非常行之有效的銷售方式，但是就HMI產品自身而言，傳統自動化廠商在價格和產品更新上都顯得略微保守。

更多的市場活力來自于HMI專業制造商和中低端市場，尤其是臺灣以及大陸的HMI廠商。他們已經逐漸成長為中低端HMI市場上的主力軍。從HMI市場增長的動因來看，很大一部分來自于以前沒有配置HMI的場合現在都使用了此類產品。此類市場最先采用的都是較為低端的產品，譬如文本顯示器或者較小的觸摸屏等。這些新增的市場更多的被臺灣為首的中低端供應商所攝取。

2.印刷機械行業HMI的市場規模與細分

HMI主要產品為文本終端、觸摸屏以及平板電腦，在印刷行業主要以觸摸屏的應用為主。2016印刷機械行業觸摸屏的市場容量占整個市場機械HMI產品的4.9%，如圖4、表5所示。