Branża związana z przemysłowymi sieciami komunikacyjnymi od lat przeżywa rozkwit. Jego źródłem jest cyfryzacja przemysłu oraz innych sektorów gospodarki, zaś pochodną – potrzeby związane z pozyskiwaniem i transmisją coraz większych ilości danych. Wzrosty są szczególnie widoczne w przypadku sieci bazujących na Ethernecie przemysłowym, który coraz powszechniej zastępuje rozwiązania fieldbus. Przedstawiamy nowy raport rynkowy związany z tematyką komunikacji przemysłowej w epoce Przemysłu 4.0.
Infrastruktura sieciowa stanowi kręgosłup nowoczesnych przedsiębiorstw i instalacji produkcyjnych. Pozwala ona na kontrolę pracy maszyn, zapewnia możliwość przesyłania coraz większych ilości danych oraz integrację systemów produkcyjnych z IT. Tego typu sieci występują w dużej różnorodności i stosowane są nie tylko w przemyśle, ale też m.in. w transporcie, energetyce, zastosowania budynkowych oraz infrastrukturalnych. Raport rozpoczynamy od przeglądu sytuacji na rynku i ogólnych trendów w branży.
Cyfryzacja w przemyśle, inwestycje infrastrukturalne czy rosnące wymogi odbiorców maszyn w zakresie zdalnego dostępu i możliwości pozyskiwania danych – wszystko to sprzyja rozwojowi branży przemysłowych urządzeń sieciowych. Skutkiem jest również bieżąca sytuacja na rynku, którą rodzimi dostawcy w większości określili jako dobrą lub bardzo dobrą (rys. 1). Ostatnią z opinii wyraził co czwarty ankietowany, zaś jedynie co dziesiąty stwierdził, że koniunktura w branży jest słaba. Są to wyniki gorsze niż w 2021 roku, ale całościowo – szczególnie w porównaniu z innymi sektorami rynku – bardzo dobre. Zdaniem około 40% respondentów na rynku zachodzą też pozytywne procesy, czyli koniunktura poprawia się, natomiast pojedyncze osoby uznały, że sytuacja idzie ku gorszemu. Wyniki te są, uśredniając, podobne do wskazań w poprzednich latach (rys. 2).
Najczęstszymi odbiorcami omawianych komponentów sieciowych są integratorzy systemów, a więc firmy tworzące i instalujące m.in. linie technologiczne, infrastrukturę sieciową w obiektach przemysłowych, uruchamiające maszyny. Drugą obszerną grupą odbiorców są producenci maszyn, podobnie duży odsetek odpowiedzi dotyczył klientów końcowych z przemysłu, czyli zakładów produkcyjnych (rys. 3). Komunikacja sieciowa to również zastosowania w sektorze infrastrukturalnym oraz transporcie, a także wiele innych aplikacjach.
Omawiany rynek to dla działających tu dostawców niezmiennie atrakcyjna i szeroka tematycznie branża. Jeżeli chodzi o jej wartość, to od respondentów otrzymaliśmy wiele odpowiedzi – zróżnicowanych i wynoszących od kilkunastu do ponad 500 mln zł. Po odrzuceniu wartości skrajnych i uśrednieniu pozostałych jako wynik możemy podać 200 mln zł. To sporo. W prowadzonych przez nas w zeszłej dekadzie badaniach respondenci szacowali wartość rynku typowo na kwoty od 30 do 300 mln zł, zaś wyliczane średnie wynosiły około 100 mln zł rocznie. W 2021 roku wyniki znajdowały się w przedziale 125‒150 mln zł. Można więc zaobserwować wzrost, ale jednocześnie należy tu zrobić zastrzeżenie, że wymienione liczby to oszacowania i trzeba je traktować co najwyżej jako zgrubne przybliżenia.
W badaniach rynku regularnie zadajemy działającym w kraju dostawcom pytanie o najpopularniejsze, najczęściej sprzedawane urządzenia sieciowe. Najwięcej odpowiedzi dotyczy zazwyczaj przełączników sieciowych i routerów w wykonaniu przemysłowym – w przypadku bieżącego badania 2 na 3 respondentów wskazywało je jako urządzenia najczęściej dostarczane klientom (rys. 4). Przełączniki sieciowe występują w wersjach niezarządzalnych, zarządzalnych o dużych możliwościach konfiguracji, mogą też być wyposażone w porty pozwalające zasilać odbiorniki bezpośrednio przez sieć (PoE). Pod względem standardów medium dzielą się przede wszystkim na te z tradycyjnymi gniazdami RJ-45 do sieci miedzianych oraz z modułami światłowodowymi, które zapewniają duże odległości transmisji i odporność na zaburzenia elektromagnetyczne. Ich popularności sprzyja uniwersalność aplikacyjna tych urządzeń. Dotyczy ona nie tylko zastosowań w przemyśle, w maszynach, ale też zastosowaniach infrastrukturalnych, aplikacjach związanych z kontrolą dostępu i ochroną mienia czy przykładowo budynkach (typowo komercyjnych i użytku publicznego).
Cały czas do popularnych wyrobów należą media-konwertery, które pozwalają na zmianę jednego standardu komunikacyjnego lub sygnału na inny. Tego typu produkty są stosowane m.in. w przypadku modernizacji maszyn i instalacji lub jako bramy łączące sieci różnych standardów. Na rynku pojawiają się też bardziej wysublimowane urządzenia, np. służące do pozyskiwania danych z maszyn bez konieczności ingerencji w ich sterowanie czy oprogramowanie. Podczas pracy nasłuchują one transmisji w sieci ethernetowej, przetwarzając dane pochodzące z danej maszyny, zaś pozyskiwane informacje przykładowo przesyłają do systemu MES.
Urządzeniami, które należą zarówno do domeny komunikacji sieciowej, jak też występują jako elementy systemów sterowania i kontroli, są moduły wejść/wyjść. Mogą to być zarówno lokalne rozszerzenia PLC, jak też moduły zdalne, które są oddalone od systemów nadrzędnych i komunikują się z nimi z wykorzystaniem jednego ze standardów sieciowych. Pozwalają one na podłączanie m.in. elementów pomiarowych, sterujących oraz wykonawczych, zapewniając możliwość decentralizacji systemów automatyki oraz sterowania.
Omawiając sytuację na rynku, warto też wskazać, że urządzenia sieciowe są niezmiennie sprzedawane samodzielnie, a nie w większych systemach (rys. 5). Są one dobierane przez klientów do konkretnych potrzeb a następnie przez nich aplikowane. Jednocześnie mało który dostarcza działający w branży oferuje tylko jeden, wybrany rodzaj podzespołów. Tworząc asortyment produktów, stawia się zazwyczaj na jak największą kompleksowość, która pozwala na zaoferowanie odbiorcom różnych elementów do ich infrastruktury sieciowej i stworzenie jej w jak najbardziej optymalny sposób. Do tego dochodzi zapewnianie wsparcia technicznego dla klientów, co obejmuje zarówno pomoc w doborze produktów, ich konfiguracji, jak też w tworzeniu systemów i we wdrożeniach.
Ostatnie kilkanaście lat przyniosło ogromny wzrost wykorzystania sieci ethernetowych w przemyśle, a także popularyzację Ethernetu jako standardu łączącego maszyny i hale produkcyjne z infrastrukturą IT. Jest on stosowany do komunikacji pomiędzy komputerami przemysłowymi, HMI, sterownikami, a nawet urządzeniami wykonawczymi i napędami. Ethernet cechuje się skalowalnością, bezpieczeństwem, relatywnie niskimi kosztami infrastruktury, a przede wszystkim możliwością łatwej integracji z tradycyjnymi systemami informatycznymi. Branża przemysłowa rozwinęła przy tym szereg wersji sieciowych, które pozwalają na pracę w czasie rzeczywistym, co jest niezbędne w sterowaniu pracą maszyn wymagających kontroli robotów czy synchronizacji pracy osi.
Badania związane z wykorzystaniem sieci przemysłowych prowadzi regularnie firma HMS Industrial Networks, zaś w bieżącym raporcie publikujemy jej najnowszą statystykę z 2022 roku (rys. 6). W tym przypadku udział Ethernetu przemysłowego w całości rynku stanowił aż 66%, zaś najpopularniejszą tego typu siecią był EtherNet/IP (17%). Inne takie rozwiązania to m.in. PROFINET, EtherCAT, Modbus-TCP oraz Ethernet POWERLINK. Należy zauważyć, że tempo wzrostu tego obszaru jest duże, w efekcie czego coroczny przyrost dla grupy "Ethernet przemysłowy" wynosi 1‒2 p.p. Dzieje się to oczywiście kosztem sieci polowych, w przypadku których najpopularniejsz był w zeszłym roku Profibus DP.
Popularność technologii bezprzewodowych w przemyśle stopniowo rośnie, aczkolwiek ich użycie, zdaniem autorów cytowanego w poprzednim rozdziale raportu, przekłada się ciągle jedynie na niewielki fragment całości rynku. Jest to dokładniej 7%, a więc niewiele więcej niż jeszcze kilka lat temu, zaś najczęściej stosowaną technologią jest Wi-Fi.
Co o temacie sądzą rodzimi dostawcy? Zdecydowana większość uważa, że sieci bezprzewodowe są istotne tylko w części aplikacji (rys. 7). Takimi tradycyjnie były zawsze te związane z branżą procesową, gdzie odległości transmisji są znaczne ze względu na charakter instalacji. Technologie bezprzewodowe pojawiają się też w halach produkcyjnych, co dotyczy głównie sieci WLAN/PLAN stanowiących uzupełnienie tradycyjnych rozwiązań przewodowych.
W tym miejscu dwa słowa o nowościach technologicznych, bo również o nie zapytaliśmy w badaniu. W odpowiedziach najczęściej pojawiały się: standard 5G, przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT), a także szybkie sieci ethernetowe i SPE. Wymieniane też były standardy takie jak LoRaWAN, protokół OPC UA, natomiast praktycznie wcale nie było mowy o technologii PoE. Można sądzić, że ta ostatnia spopularyzowała się już na tyle, że nie jest to nowość – pomimo pojawiania się nowych wersji standardu PoE.
Wojciech Pawełczyk ASTOR
Najczęściej spotkamy je w liniach produkcyjnych, w hutach czy też maszynach mobilnych, zewnętrznych stacjach diagnostycznych i pomiarowych. Poza tym mogą być używane w energetyce i monitoringu – np. do łączenia turbin wiatrowych z systemem nadzoru za pomocą switchy ethernetowych. Najczęściej kupowanymi urządzeniami komunikacyjnymi są switche przemysłowe. Są najmocniejszym elementem rynku sieci komunikacyjnych, a zaraz po nich znajdują się moduły bezprzewodowe oraz moduły I/O. Użytkownicy zwracają szczególną uwagę na przepustowość oraz na liczbę funkcji w switchach. Pożądany jest szczególnie system redundancji S2 na bazie Profinet.
Najczęściej używa się sieci na bazie Ethernetu, czyli Ethernet/IP, Profinet oraz EtherCAT. Około 45% nowych urządzeń zainstalowanych w 2022 roku miało takie interfejsy, co oznacza wzrost o 2% względem roku 2021. Rzadziej stosowane są sieci na bazie magistrali, takie jak Profibus, których użycie spada o około 1% rocznie. Wiąże się to z szybszym przesyłaniem danych przez sieci ethernetowe. Sądzę, że kluczowym trendem jest rozwój SPE, czyli Single Pair Ethernet. Standard ten opiera się na wykorzystaniu jednej pary przewodów, które nie tylko transmitują dane, ale zasilają odbiorniki do 50 watów mocy. Dla urządzeń bezprzewodowych wzrastającym trendem jest coraz częstsze wykorzystywanie sieci 5G oraz Wi-Fi 6.
Najczęściej klienci pytają o możliwość integracji interesującego ich sprzętu do poprzednio zakupionych komponentów. Jednakże liczba klientów szukających gotowych rozwiązań jest też duża. Warto skupić się na szerokiej ofercie asortymentu komunikacji, ponieważ właśnie od switchy zaczyna się projektowanie systemów, a pozostałe części stanowią ważny dodatek do projektu.
Pandemia COVID-19 oraz obecna sytuacja na terytorium Ukrainy spowodowały spowolnienie wdrażania rozwiązań Przemysłu 4.0. Dzisiejsze realia na rynku to: brak komponentów, spowalniająca sprzedaż hardware’u oraz wydłużone terminy dostaw sprzętu. W następnych miesiącach spodziewałbym się lekkiej poprawy sytuacji na rynku i pojawiania się alternatywnych produktów zastępujących obecne niedobory. |
Krajowym dostawcom komponentów do sieci przemysłowych zadajemy również każdorazowo pytanie o to, czy w naszej branży następuje unifikacja standardów komunikacyjnych. Ma to oczywiście związek z popularyzującymi się sieciami ethernetowymi, które występują wprawdzie w wielu odmianach, ale należą do wspólnej rodziny, której podstawę stanowi Ethernet. Oczywiście część branży nadal korzysta z sieci polowych – np. do podłączania czujników czy elementów wykonawczych, czy też w aplikacjach specjalizowanych, niemniej jednak trend przechodzenia na standardy cyfrowe jest ewidentny i jednocześnie zbieżny z trendem globalnym.
Przedstawiamy tu dwie statystyki zilustrowane na rysunkach 8 i 9. W przypadku pierwszej zapytaliśmy właśnie o to, czy w przemyśle następuje unifikacja stosowanych sieci. Jak widać, istnieje przewaga odpowiedzi pozytywnych – szczególnie w 2023 roku. Drugie pytanie brzmiało: "jeżeli unifikacja następuje, to które ze standardów są najpopularniejsze?". W tym przypadku na zdecydowane prowadzenie wyszły sieci należące do domeny Ethernetu przemysłowego – PROFINET i EtherCAT, w dalszej kolejności pojawił się EtherNet/IP.
Najpopularniejszą siecią fieldbus pozostaje niezmiennie Profibus.
Tomasz Sokół Elmark Automatyka
Najczęstsze aplikacje sieciowe to takie, w których istnieje potrzeba zwiększenia liczby portów Ethernet. Do tego celu wykorzystuje się najprostsze przełączniki niezarządzalne. Technicznie przełączniki przemysłowe można również wykorzystywać w sieciach domowych czy biurowych. Urządzenia przeznaczone do przemysłu charakteryzują się lepszą jakością wykonania (wymagana jest większa odporność np. na drgania czy uszkodzenia mechaniczne), a także projektowane są pod kątem spełnienia wyśrubowanych norm – np. możliwości montażu w strefach zagrożonych wybuchem. To zaś ostatecznie przekłada się na różnicę w cenie rozwiązań przemysłowych i tych domowych.
Przede wszystkim sprawdzonych rozwiązań! Dużą wagę przywiązują do okresu gwarancji urządzenia, a także tego, czy producent ma lokalny serwis na terenie Polski. Urządzenia elektroniczne, nawet te przeznaczone do przemysłu, czasami jednak się psują. Szybka naprawa urządzenia lub wymiana na nowy egzemplarz to czynniki szczególnie istotne w aplikacjach przemysłowych, gdzie przestoje produkcyjne mogą powodować znaczne straty materialne.
Nowo projektowane sieci przemysłowe bazują na Ethernecie. Jest to otwarty standard komunikacyjny, zatem nie wykorzystuje się tutaj protokołu, który jest ograniczony tylko do jednego producenta. Oprócz Ethernetu przemysłowego, który może występować w wielu wariantach – kable miedziane, światłowody czy Wi-Fi, w dalszym ciągu wykorzystywane są standardy szeregowe RS-232/422/485. Ich obecność wynika bardzo często z ceny – urządzenia, które wykorzystują transmisję szeregową, są znacznie tańsze od takich samych, ale z interfejsem Ethernet. |
W tabelach raportowych przedstawiono ofertę kilkudziesięciu firm, wśród których wiele to producenci oraz dystrybutorzy urządzeń automatyki i sterowania, a także podmioty specjalizujące się w sieciach komunikacyjnych i pokrewnych obszarach. Ich omówienia dokonywaliśmy w APA już kilka razy i zasadniczo niewiele się tu zmienia. Również oceny konkurencji w branży w stosunku do wyników w poprzednich raportach są bardzo podobne (rys. 10). W bieżącym raporcie 59% osób uznało ten rynek za silnie konkurencyjny. Niewątpliwie komponenty sieciowe stosunkowo łatwo jest dodawać do oferty dystrybucyjnej, występuje ich duża podaż ze strony różnorodnych producentów, przez co bariery wejścia na rynek są stosunkowo niskie, a efekty tego widać w statystyce na rysunku.
Jaki jest ranking rozpoznawalności marek? W branży popularnością cieszą się produkty firm branżowych, wytwarzających urządzenia przeznaczone stricte do przemysłu i pokrewnych zastosowań profesjonalnych – np. transportowych czy infrastrukturalnych. Na czele zestawienia (rys. 11) znalazła się tajwańska Moxa, która oferuje szeroki asortyment komponentów z omawianego zakresu. Kolejne miejsca zajęły: Siemens, Cisco, Advantech, Hirschmann, Murrelektronik, Antaira oraz Phoenix Contact. Tradycyjnie zaznaczamy, że przedstawione na wykresie wyniki odzwierciedlają opinie przedstawicieli firm biorących udział w raporcie i nie należy ich utożsamiać z udziałami wymienionych przedsiębiorstw w rynku.
W kontekście omawianych produktów i systemów potrzeby klientów są dosyć stałe. Najważniejszymi wytypowanymi są: odpowiednie parametry techniczne, atrakcyjne ceny, następnie jakość urządzeń oraz, jako czwarty element listy, marka producenta (rys. 12). Istotną zmianą w stosunku do poprzednich raportów jest wzrost znaczenia parametrów technicznych (dwa lata temu na trzecim miejscu).
W badaniu zadaliśmy również pytanie otwarte o czynniki kształtujące rynek. Wymieniane tu były m.in.: cena, dostępność (ważne wskazanie, wcześniej nieobserwowane), niezawodność i wydajność. Do tego pojawiły się też kwestie cyberbezpieczeństwa, możliwość dopasowania do wymagań aplikacji, integracja w jednym urządzeniu jak największej liczby funkcji, a także spełnianie wymagań odnośnie do przepustowości. Dominującą nowością była wszak ta dotycząca dostępności (komponentów, układów elektronicznych i samych produktów) – i ten problem nurtuje nadal cały rynek przemysłowy.
Finalnie, jeżeli chodzi o perspektywy rynkowe, to działający w branży dostawcy najczęściej wskazywali energetykę oraz zastosowania w zakładach produkcyjnych, w szczególności w branży automotive. Kolejnymi perspektywicznymi branżami były: produkcja maszyn, transport oraz zastosowania intralogistyczne (rys. 13). Tym spojrzeniem kończymy bieżący raport, zaś do analizy branży powrócimy w 2025 roku.
Powiązane treści
pokaż więcejZobacz więcej w kategorii: Raporty
Zobacz więcej w temacie: Komunikacja
Świat Radio
14,90 zł Kup teraz
Elektronika Praktyczna
18,90 zł Kup teraz
Elektronika dla Wszystkich
16,90 zł Kup teraz
Automatyka, Podzespoły, Aplikacje
15,00 zł Kup teraz
IRA - Informator Rynkowy Automatyki
0,00 zł Kup teraz
Elektronik
15,00 zł Kup teraz
IRE - Informator Rynkowy Elektroniki
0,00 zł Kup teraz
