《中国制造2025》加速部署 工业UPS市场蕴育新机

    编者按：“十三五”是中国工业制造发展的关键时期，如何开启中国制造的升级之路，成为国家层面的重要课题。日前国务院常务会议决定推动《中国制造2025》与“互联网＋”融合发展。两大战略首度联袂亮相，为“十三五”期间中国制造产业转型定调。“中国制造＋互联网”的发展，将孕育更多高质量增长点。而这些都将给国内工业UPS市场的发展注入新的动力，同时也为电源业界厂商带来了新的考验，需要在UPS产品研发设计上紧贴制造业创新、智能、绿色的发展趋势，不断推出创新产品，来满足制造业在全新工业时代的特殊需求。

    智能制造为核心的新工业革命受热议

    近年来，国际社会多角度热议新工业革命。以信息技术与制造业加速融合为主要特征的智能制造成为全球制造业的主要趋势，已具备三个方面的基本条件：一是技术上可行，信息通信技术(ICT)进步使得计算、存储、通信能力大幅提升，生产管理系统的自动化和数字化集成水平持续提高；二是需求上迫切，用户个性化需求不断增长要求企业快速开发新产品，市场竞争日趋激烈要求提升能源资源效率；三是应用上经济，智能软硬件价格不断降低，包括传感器、微型电池以及网络接口、无线连接和快速软件开发工具等。

    进入2016年，以智能制造为核心的新工业革命再度成为国际社会关注的焦点。1月19日，第46届世界经济论坛在达沃斯召开，会议主题为“第四次工业革命”。在此次会议上，瑞银集团(UBS)发布《极度自动化和连通：第四次工业革命对全球、地区和投资领域的影响》白皮书，指出极度自动化和连通引发以智能制造为核心的第四次工业革命。据悉，今年9月在我国杭州举办的G20峰会上，“新工业革命”将成为会议议题的重要组成部分，旨在“推动新工业革命，充分发挥新技术、新要素和新工业组织模式在促进国内生产和创造就业中的作用。”

    智能制造技术创新应用加速

    智能制造是信息通信技术、电工电子及微系统技术、生产技术及机械工程自动化、管理及物流技术多技术交叉融合形成的技术体系。近年来，以物联网、移动互联网、大数据、云计算为代表的新一代信息技术，以3D打印、机器人、人机协作为代表的新型制造技术，与新能源、新材料与生物科技呈现多点突破、交叉融合，智能制造技术创新不断取得新突破。

    进入2016年，智能制造技术创新应用将加快向系统集成应用迈进，以物联网为代表的“互联网+”与制造业的深度融合将加快催生智能制造系统平台。围绕智能制造系统平台建设，近年来美国、德国等制造强国都已作了战略部署，美国借助实施“先进制造业伙伴计划”加强信息物理系统(CPS)软件开发和工业互联网平台建设，德国推行“工业4.0”战略，搭建以CPS为核心的智能制造系统架构。在此背景下，我国将结合《中国制造2025》的推进实施，探索建立智能制造创新中心，引导科研机构、制造企业与信息通信企业加强深度合作，联合搭建符合中国制造业发展实际的智能制造系统平台。

    智能制造实现需要推动全球产业合作

    近年来，主要发达国家和地区纷纷聚焦智能制造，制定制造业中长期发展战略，力图抢占先进制造业发展制高点。美国“三位一体”推进智能制造发展，政府、行业组织、企业联盟分别针对关键共性技术、智能制造系统平台和工业互联网加以布局；欧盟“数字化议程”将智能制造作为重点研发与推进方向；德国发布实施“工业4.0”战略。然而，智能制造能否在全球范围内有效推进，某种程度上取决于世界范围内各个国家制造装备、智能软硬件和信息网络基础设施在标准规范、信息安全等方面的通力合作。要想搭建涵盖全球范围内的智能制造系统平台，需要大范围的产业合作，不是单一国家或几家企业就能够打通所有机器、系统。

    2015年，中德之间已签署《推动中德企业开展智能制造及生产过程网络化合作的谅解备忘录》，并召开了第一次工作组会议，两国推动智能制造合作的经常性工作机制正式建立。进入2016年，中德之间的智能制造合作将深度推进，两国企业层面的项目合作和试点示范将进一步扩大。预计，中国与法国、韩国等国在智能制造方面的务实合作也将陆续开展。

    中国智能制造顶层设计进一步完善

    伴随着劳动力、土地等要素成本的快速上涨，中国制造业低成本竞争优势持续削弱，发展智能制造已成为重塑中国制造业竞争优势的重要手段。2015年，我国发布《中国制造2025》，将智能制造确立为主攻方向，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》中从核心技术突破、新兴产业发展和生产方式转变三个方面给予了战略定位。

    2016年，我国智能制造的顶层设计将进一步完善，《智能制造发展规划(2016-2020)》将编制发布，《智能制造工程》将发布实施。我国智能制造系统推进将正式展开，继续开展60个智能制造试点示范项目，预计智能制造专项将继续把智能制造新模式应用和综合标准化试验验证作为重点支持方向。

    地方对智能制造政策支持加大

    2015年，《中国制造2025》、《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等国家文件发布后，全国多地制定出台相应的发展规划，智能制造成为各地推动工业升级发展的主要关注点之一。部分省市还发布了智能制造发展规划，如广东发布《广东省智能制造发展规划(2015-2025年)》、上海发布《关于上海加快发展智能制造助推全球科技创新中心建设的实施意见》等。

    进入2016年，伴随着国家《智能制造发展规划(2016-2020)》的制定出台，全国将有更多地方围绕智能制造制定发展规划，并对推进区域智能制造发展加大政策支持力度，切实推进制造业提质增效。

    企业分步骤务实推进智能制造发展

    近几年，西方发达工业化国家尤其是德国推进实施“工业4.0”战略以来，其先进发展理念引起我国众多制造企业的密切关注和追捧，赴国外参观、开展企业领导培训等活动持续开展。然而，鉴于我国制造业发展基础和实际，如何有效开展智能制造也引起不少企业的困惑。随着国家相关规划文件的出台以及企业探索研究的深入，企业对智能制造的认识逐步趋于理性和务实。

    进入2016年，我国制造企业将分步骤务实推进智能制造发展。对广大中小企业而言，将生产自动化与工艺紧密结合对企业进行自动化改造，降低用工成本、提高产品质量和经济效益将成为发展重点。对生产自动化基础好、管理信息化水平较高的部分大型企业而言，将探索建立数字化/智能工厂，提高柔性制造和快速响应用户个性化需求的能力。

    工业UPS市场注入新动力

    从德国工业4.0概念的热议，到“中国制造2025”战略的提出，随着信息技术日新月异、广泛应用，以人工智能为核心的新一代制造技术逐步成为主流，信息技术与传统制造业创新融合显得尤为重要。在这样的时代背景下，高端自动化系统、智能化精密生产设备在制造业的需求无疑将大量增加，无法预料的电源故障将给昂贵的高端生产设备及至关重要的生产数据安全带来重大威胁，会严重影响生产过程的顺利进行。电能作为工业领域的主要能源，保障着整个生产链条的正常运行，而工业UPS系统则在工业生产中担当着“守护神”的角色。配置性能出色的工业级别UPS系统不仅可以使供电连续性得到保障，同时可以保证供电的纯净度，从而满足工业生产过程中对电力保障的特殊需求。

    “中国制造2025”战略的加速部署，为国内工业UPS市场注入了新的动力，同时也带来了新的挑战，各大UPS厂商需要在产品研发设计上不断改革创新，满足制造业安全可靠、节能降耗、智能化维护的更高要求。

    智能化 易于管理

    智能系统通过对各类信息的分析综合，除完成UPS相应部分正常运行的控制功能外，还应完成对运行中的UPS进行实时监测，对电路中的重要数据信息进行分析处理，从中得出各部分电路工作是否正常等功能；在UPS发生故障时，能根据检测结果，及时进行分析，诊断出故障部位，并给出处理方法；根据现场需要及时采取必要的自身应急保护控制动作，以防故障影响面的扩大；完成必要的自身维护，具有交换信息功能，可以随时向计算机输入或从联网机获取信息。

    几乎所有的UPS厂商都宣称可提供智能化的设备。但目前的智能化主要还是集中在UPS本身的技术层面，或网管方面。UPS行业的“智能化”显然还不够智能。那么未来将有哪些方面会出现突破?

    ①能耗精细化管理：通过传感器轻松获取机房内部物理生态系统(供配电系统、温控系统、IT设备等)与机房外部自然生态系统(电网信息、气象信息、用户使用信息等)，实现整个数据中心的自我优化与瓦特级的能耗管理。

    ②信息处理与价值挖掘：将收集到的信息数据，通过数据分析，它将为用户描绘出一副数据中心的整体用电图谱，客户可以快速的查询到相关信息，如最耗电的服务器、用电的周期规律等，并将会进一步挖掘这些信息的价值。

    ③物联网技术应用：网管APP、移动式运维、自动化维护将逐渐代替传统的运维方式，除了对数据中心的日常管理，物联网技术的应用，还将带来设备维护方式的变革。如设备寿命预测、故障预防、故障处理等。

    集成化 一体化应用

    随着信息化的发展，电源保护的应用领域不断扩大和要求不断提高，UPS要达到这些需求难以独善其身，必须对整个用电系统所涉及的环节进行控制，UPS从初始的设备保护和系统保护的纯后备电源技术发展到今天的信息保护、智能管理和整体机房集成一体化应用，其内涵已扩展到发电、配电、变换、不间断电源、机房、动力设备、电力电缆、数据布线、环境监控及系统管理等方面，已不是最初意义上的UPS，UPS设备只是该系统的核心部件。

    从UPS的电源技术来看，在电源输出特性的不断优化基础上，对电源输入特性的研究，使电磁兼容性、低谐波污染成为重要指标，谐波处理技术和电磁兼容设计可以改善电源对电网的负载特性，减少对其他设备的损害，提高电源的源效应，绿色电源的概念开始为人们所注重。电子技术和计算机技术的发展，除了使UPS的电源性能得到极大提升外，其网络管理可实现远程监控，数字化电源控制技术使产品具备了定制功能，智能化的设计使其成为高度智能化的可监、可控和自适应的设备。

    以信息化建设角度，UPS从过去侧重电气性能指标、可靠性和质量方面，发展到统一标准、规范，采用模块化和并联冗余技术，系统地考虑各供、用电设备和环节以及系统TCO，提高UPS用电所涉及的整个系统可靠性、可用性、可管理性、可维护性和可扩展性。集成一体化应用为用户提供了完整和有效的电源应用解决方案，这种拓展方向适应了智能制造的需要，但是为满足这一需求的变化，对UPS厂商来说，尤其是国内厂商，仍有许多工作要做。

    高频化 高可用性

    第一代UPS的功率开关为可控硅，第二代为大功率晶体管或场效应管，第三代为IGBT（绝缘栅双极晶体管）。大功率晶体管或场效应管开关速度比可控硅要高一个数量级，而IGBT功率器件电流容量和速率又比大功率晶体管或场效应管大得多和快的多，使功率变换电路的工作频率高达50kHz。变换电路频率的提高，使得用于滤波的电感、电容以及噪音、体积等大为减少，使UPS效率、动态响应特性和控制精度等大为提高。

    绿色化 节能降耗

    各种用电设备及电源装置产生的谐波电流严重污染电网，随着各种政策法规的出台，对无污染的绿色电源装置的呼声越来越高。UPS除加装高效输入滤波器外，还应在电网输入端采用功率因数校正技术，这样既可消除本身由于整流滤波电路产生的谐波电流，又可补偿输入功率因数。整流器使用IGBT技术，可将输入功率因数提高到接近于一，对电网的污染已降到了近似阻性负载的水平。<