美国工厂自动化及工业控制市场规模与份额
市场概述
| 研究期 | 2019 - 2030 |
|---|---|
| 估计的基准年 | 2024 |
| 预测数据期 | 2025 - 2030 |
| 市场规模 (2025) | 49.22 十亿美元 |
| 市场规模 (2030) | 80.71 十亿美元 |
| 增长率 (2025 - 2030) | 10.40% CAGR |
| 市场集中度 | 中 |
主要参与者
*免责声明：主要玩家排序不分先后 图片 © Mordor Intelligence。重新使用需遵守 CC BY 4.0 并注明出处。 |
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魔多智库美国工厂自动化及工业控制市场分析
美国工厂自动化及工业控制市场在2025年达到492.2亿美元，预计到2030年攀升至807.1亿美元，复合年增长率为10.40%。预期增长反映了制造业向智能生产线的转变，以抵消劳动力短缺、符合更严格的安全法规，并获取通过《芯片法案》和《通胀削减法案》提供的回流激励措施。半导体晶圆厂、电池工厂和清洁能源组件制造商引领新的资本支出，而现有工厂竞相改装可编程逻辑控制器（PLC）、机器视觉系统和工业物联网传感器以实现实时优化。硬件仍占支出主导地位，但捆绑网络安全、预测性维护和性能保障的服务主导合同正在获得动力，因为制造商寻求基于结果的协议。网络风险升高和关税不确定性仍是障碍，但整体投资论题因州和联邦政策一致性而得到加强，这些政策奖励国内的数字化生产。
关键报告要点
- 按组件分，硬件在2024年占据美国工厂自动化及工业控制市场份额的72%，而服务以12.8%的复合年增长率扩展至2030年。
- 按类型分，工业控制系统在2024年占美国工厂自动化及工业控制市场规模的55%；现场设备预计到2030年年增长率为11.6%。
- 按终端用户行业分，汽车与交通运输在2024年占收入份额的22%，但食品饮料以13.2%的复合年增长率推进，是增长最快的细分市场。
美国工厂自动化及工业控制市场趋势与洞察
驱动因素影响分析
| 驱动因素 | (~) 对复合年增长率预测的影响百分比 | 地理相关性 | 影响时间线 |
|---|---|---|---|
| 回流激励与《芯片法案》加速半导体工厂自动化 | + 2.10% | 全国性；亚利桑那州、德克萨斯州、俄亥俄州为焦点 | 中期（2-4年） |
| 劳动力短缺推动协作机器人应用 | +1.80% | 全国性；中西部地区最强 | 短期（≤2年） |
| 《通胀削减法案》的清洁能源制造促进 | +1.50% | 全国性；前煤炭地区优先 | 中期（2-4年） |
| OSHA强制机器安全合规提升对安全集成控制系统的需求 | +0.90% | 全国性；高风险行业 | 短期（≤2年） |
| 现有设施工业物联网改造实现实时整体设备效率优化 | +1.20% | 传统制造业走廊 | 中期（2-4年） |
| 电动汽车生产扩张需要灵活的高速装配线 | +1.70% | 南部和中西部电动汽车集群 | 中期（2-4年） |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
回流激励与《芯片法案》加速半导体工厂自动化
《芯片与科学法案》引发了有记录以来最大的国内半导体投资浪潮，亚利桑那州、德克萨斯州和俄亥俄州数十亿美元的晶圆厂指定超洁净机器人、纳米精度运动系统和自动化物料处理，以最大程度减少颗粒污染。分配给芯片制造的每10亿美元通常带动2-3亿美元的自动化支出，放大了对高速晶圆传输机器人、机器学习驱动过程控制和安全集成PLC平台的需求。州级减免进一步将大型项目转向南部和山地西部，这些地区专门建设的新建场地可以从第一天起采用完全数字化、无人值守的制造单元。捆绑硬件、MES软件和生命周期服务的供应商获得竞争优势，因为晶圆厂所有者寻求缩短认证周期并保护敏感设备的交钥匙解决方案。
劳动力短缺推动协作机器人应用
制造业薪资面临今天75万人的缺口，到2030年面临210万个职位空缺的风险，迫使管理团队部署协作机器人（cobots）承担单调、高重复性任务，同时将员工技能提升到质量、维护和数据分析职位。调查显示57%的工厂报告机器人增强而非消除人类工作，即使在工会化设施中也加强了采用。汽车装配商是先行者，但中小型代工厂随着即插即用协作机器人价格下降和获得无代码编程接口而跟进。联邦和州培训补助通过覆盖机器人操作和安全证书项目的学费来放大这一趋势，加速劳动技术融合。
《通胀削减法案》的清洁能源制造促进
《通胀削减法案》100亿美元的合格先进能源项目信贷已经引导60亿美元投入电池单元、太阳能级多晶硅和电网组件。电池工厂特别需要自动化浆料混合、电极堆叠和在线X射线检测，以保持决定电池寿命和安全性的微米级公差。近四分之三的新工厂选址在经济不发达县，这加剧了对补偿有限本地技术专长的自动化需求。结合远程监控、AI驱动故障预测和24/7虚拟调试的供应商获得牵引力，因为它们为首次操作员降低了爬坡风险。[3]来源：美国财政部，"财政部和国税局宣布60亿美元§ 48C税收抵免分配，" home.treasury.gov
OSHA强制机器安全合规提升对安全集成控制系统的需求
OSHA加强审计突出机器防护违规，促使工厂集成安全PLC、光幕和扭矩限制伺服驱动器，以满足SIL 2和SIL 3标准。现代安全集成系统在毫秒内制止运动而不关闭整条生产线，在保护人员的同时保持产量。提供统一平台合并标准控制和安全逻辑的供应商帮助制造商减少布线、备件库存和验证时间。保险公司通过将保费折扣与文档化的安全系统性能挂钩来加强采用
约束因素影响分析
| 约束因素 | (~) 对复合年增长率预测的影响百分比 | 地理相关性 | 影响时间线 |
|---|---|---|---|
| 美国多样化现有设施中传统OT互操作性挑战 | −1.4% | 锈带及其他传统场所 | 中期（2-4年） |
| 高初始资本支出限制中型制造商采用（尽管有税收抵免） | −0.8% | 全国范围内员工少于500人的企业 | 短期（≤2年） |
| 连接控制系统中的网络安全风险阻碍部署 | −1.1% | 全国范围内关键基础设施部门 | 短期（≤2年） |
| 贸易政策波动和关税不确定性影响自动化组件进口 | −0.6% | 全国性；中型制造商暴露度更高 | 短期（≤2年） |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
美国多样化现有设施中传统OT互操作性挑战
跨越多个工业革命建设的工厂运行着专有协议的拼凑，使无缝数据流变得困难。集成商经常遇到Y2K之前安装的没有原生以太网接口的PLC，迫使使用增加项目成本和风险的定制驱动程序。诸如基于TSN的OPC UA等开放架构运动旨在标准化连接，但进展比软件供应商预测的慢，因为停机窗口仍然狭窄且资本预算紧张。涉及自动化巨头和组件供应商的合作倡议已开始发布预认证互操作性捆绑包，但许多小公司仍推迟项目，直到投资回报更清楚地显现
连接控制系统中的网络安全风险阻碍部署
制造业在2023年记录了68起公开披露的网络事件，增长19%，勒索软件占一半以上。在领先PLC系列中发现CVE-2024-5659强调即使是安全关键设备也带有可利用的缺陷。平均违规成本达到445万美元，延长停机时间通常超过赎金支付。董事会现在要求零信任架构、网络分段和资产清单审计，然后授权大规模连接项目。能够展示安全设计硬件、签名固件和持续漏洞披露程序的供应商在投标评估中获得优先地位
细分市场分析
按组件：硬件主导，服务加速
硬件在2024年占支出的72%，因为制造商购买机器人、驱动器、传感器和HMI来数字化生产线。美国工厂自动化及工业控制市场硬件规模预计实现中个位数增长，而服务扩展更快，表明向基于订阅的支持、远程状态监控和性能保障的转变。领先供应商将软件许可、网络安全管理和劳动力培训捆绑到稳定收入并使激励措施与客户产出保持一致的多年协议中。软件平台将现场数据桥接到MES和云分析，实现降低废料和能源强度的闭环优化。因此，硬件层仍然不可或缺，但价值获取正在迁移到将设备、数据和领域专业知识编排成可衡量结果的集成商和OEM。[2]西门子，"传统系统与数字化转型：更快演进指南，" siemens.com
服务细分市场12.8%的复合年增长率反映了制造商对可预测运营支出而非前期资本支出的偏好。按服务提供的机器人焊接单元、视觉即服务检测和安全即服务包装与一级汽车和消费包装商品企业产生共鸣，这些企业寻求对冲技术过时。共同定位远程运营中心的供应商提供24/7支持和实时洞察，缩短平均修复时间并推动持续改进循环而不增加员工数量。这种模式释放了新的利润池，并在拥挤的硬件市场中区分供应商。[1]罗克韦尔自动化，"罗克韦尔自动化将与NVIDIA合作增加AI在制造业中的规模和范围，" rockwellautomation.com
备注: 购买报告后可获得所有单独细分市场的细分份额
按类型：工业控制系统领先，现场设备创新
工业控制系统（ICS）在2024年占55%份额，由分布式控制系统、安全PLC和协调复杂多线操作的SCADA套件支撑。美国工厂自动化及工业控制市场ICS规模正在稳步扩展，因为食品加工商、化工厂和制药公司采用冗余架构以满足FDA、EPA和OSHA要求。实时确定性性能、高可用性和集成安全功能使现代ICS成为数字工厂的骨干。
现场设备--传感器、执行器和机器视觉摄像头--以11.6%的复合年增长率增长更快，因为制造商将智能推向边缘。高分辨率光学传感器在毫秒内验证电动汽车电池焊接，而振动节点向预测几天前轴承故障的AI模型流式传输数据。边缘计算模块在本地处理推理，减少带宽和延迟，同时支持闭环控制。5G、时间敏感网络和先进半导体供应的融合正在降低每传感器成本，并将部署扩展到之前因价格被排除在广泛工业物联网采用之外的中级工厂
按终端用户行业：汽车领导地位受到食品饮料激增挑战
汽车与交通运输制造商在2024年获得22%收入，利用数十年的自动化专业知识实现接近零缺陷率和不到60秒的节拍时间。它们继续需要高载荷机器人、先进输送和数字孪生仿真来支持电动汽车和内燃机车辆的同步生产。然而，劳动力稀缺和不断演变的食品安全法规正在推动食品饮料细分市场积极投资，发布13.2%的复合年增长率，可能缩小历史差距。高混合、低批量SKU需要敏捷的基于机器人的包装、卫生设计和在线X射线检测，以满足零售商对可追溯性的要求。将机器人装箱、符合CIP要求的传感器和批量分析软件打包成交钥匙解决方案的供应商正在这个扩展的垂直领域赢得投标。
石油天然气和化学等过程工业表现出对本质安全仪表和冗余控制架构的稳定需求，而制药部门加速采用符合GxP的自动化进行连续生物加工。半导体制造虽然在整体基础中占较小份额，但由于联邦激励措施而处于高增长轨道，为能够进行亚微米运动控制和10级洁净室兼容机器人的供应商放大机会。采矿和金属工厂采用自主运输和AI驱动矿石分选来减少排放和降低每吨能耗，完善了多元化的终端用户景观
备注: 购买报告后可获得所有单独细分市场的细分份额
地理分析
中西部仍然是美国工厂自动化及工业控制市场的核心，以其深厚的汽车足迹和密集的供应商生态系统为基础。仅密歇根州在2024年一个价值1.1亿美元的设施开业后就增加了400多个机器人岗位，巩固了其作为机器人中心的作用。五个中西部州合计占美国机器人销售的77%，帮助当地制造商提高生产率并抵御海外竞争对手。然而，这种区域集中有扩大数字鸿沟的风险，因为集群外的企业面临更长的集成商支持交付时间和更高的劳动成本。爱荷华州和威斯康星州的州资助培训中心和大学合作伙伴关系旨在传播专业知识，但人才稀缺仍然存在。
南部是增长最快的地区，因为新建的电动汽车、电池和半导体工厂涌向商业友好的激励措施、可负担土地和港口接入。田纳西州、乔治亚州和南卡罗来纳州吸引外国和国内投资，施耐德电气2380万美元的扩张说明了供应商服务这个走廊的承诺。新建项目使整体数字优先设计成为可能：融合IT/OT网络、AI驱动质量分析和随着项目量变化而适应的模块化机器人工作单元。劳动力发展补助和针对机电一体化的社区大学课程培养稳定的人才管道，进一步加强该地区的动力。
东北部和西海岸贡献专业需求。东北部在航空航天、国防和医疗设备方面的集中需要高精度自动化和经过验证的数据完整性。OEM和研究大学之间的合作研发加速了机器视觉和增材制造解决方案的采用。在西海岸，靠近科技巨头和风险投资促进了AI驱动机器人的试点，尽管高房地产和劳动成本抑制了全面部署。亚利桑那州和加利福尼亚州的半导体扩张提升了对1级洁净室机器人和先进过程控制的需求，而区域网络安全授权推动工厂在其他州之前采用零信任架构
竞争格局
美国工厂自动化及工业控制市场适度集中，罗克韦尔自动化在北美控制约42%份额。西门子、ABB和施耐德电气利用全球规模、开放架构组合和积极的并购来削弱这一领先地位。国内老牌企业通过将专业领域知识与深厚的安装基础和紧密的渠道合作伙伴关系相结合来反击。竞争舞台现在较少取决于组件功能，更多取决于集成软件、数字服务和AI驱动的价值主张。
与科技公司的战略联盟正在重塑市场份额轨迹。罗克韦尔与NVIDIA的合作将GPU加速AI嵌入PLC编程和虚拟调试中，减少仿真时间并提高首次通过率。西门子收购ebm-papst的驱动业务扩展了其机电一体化范围，并为公司自主移动机器人增长定位。艾默生的Beyond项目引入软件定义控制平台，抽象硬件层，在现有资产上实现灵活升级并保护搁浅投资--对现有设施运营商来说是引人注目的推销。
并购活动加剧，因为供应商寻求细分能力：李尔收购WIP工业自动化以获得计算机视觉IP，而AMETEK收购Virtek Vision以加强在航空航天复合材料中的激光引导检测。开创低成本AI视觉、自主内部物流和网络安全编排的初创公司代表未来目标，因为巨头竞相组装端到端数字制造堆栈。获胜者将是那些平衡开放生态系统、严格安全和为应对劳动力短缺和快速变化监管需求的客户提供明确投资回报的企业
美国工厂自动化及工业控制行业领导者
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罗克韦尔自动化公司
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霍尼韦尔国际公司
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ABB有限公司
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施耐德电气集团
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艾默生电气公司
- *免责声明：主要玩家排序不分先后
近期行业发展
- 2025年6月：罗克韦尔自动化与NEO电池材料合作，在安大略省自动化240吨硅阳极设施，计划未来在美国建设工厂。
- 2025年5月：艾默生推出Beyond项目，这是一个软件定义的运营平台，集成控制、数据和AI用于现有设施现代化。
- 2025年4月：施耐德电气宣布到2027年在美国制造业投资7亿美元，创造1000个专注于数字化和能源基础设施的就业岗位。
- 2025年3月：罗克韦尔自动化展示了由NVIDIA Omniverse支持的Emulate3D Factory Test，在部署前实现虚拟控制测试。
美国工厂自动化及工业控制市场报告范围
工厂自动化是指使用控制系统、机械和计算机系统来自动化工业过程和任务，减少对人工干预的需要。这包括制造、物料处理和质量控制等过程。该研究跟踪通过美国各终端用户行业销售工厂自动化及工业控制系统所获得的收入。该研究还跟踪关键市场参数、潜在增长影响因素和在该行业运营的主要供应商，这支持预测期内的市场估计和增长率。
美国工厂自动化及工业控制市场按类型（工业控制系统和现场设备）和终端用户行业（石油天然气、化工石化、电力公用事业、食品饮料、汽车交通运输和制药）进行细分。市场规模和预测以上述所有细分市场的价值（美元）形式提供。
| 硬件 |
| 软件 |
| 服务 |
| 工业控制系统 | 分布式控制系统（DCS） |
| 可编程逻辑控制器（PLC） | |
| 监控与数据采集（SCADA） | |
| 产品生命周期管理（PLM） | |
| 制造执行系统（MES） | |
| 人机界面（HMI） | |
| 其他工业控制系统 | |
| 现场设备 | 机器视觉 |
| 工业机器人 | |
| 电机和驱动器 | |
| 安全系统 | |
| 传感器和变送器 | |
| 其他现场设备 |
| 石油天然气 |
| 化工石化 |
| 电力公用事业 |
| 食品饮料 |
| 汽车交通运输 |
| 制药 |
| 半导体电子 |
| 金属矿业 |
| 纸浆造纸 |
| 其他终端用户行业 |
| 美国东北部 |
| 美国中西部 |
| 美国南部 |
| 美国西部 |
| 按组件 | 硬件 | |
| 软件 | ||
| 服务 | ||
| 按类型 | 工业控制系统 | 分布式控制系统（DCS） |
| 可编程逻辑控制器（PLC） | ||
| 监控与数据采集（SCADA） | ||
| 产品生命周期管理（PLM） | ||
| 制造执行系统（MES） | ||
| 人机界面（HMI） | ||
| 其他工业控制系统 | ||
| 现场设备 | 机器视觉 | |
| 工业机器人 | ||
| 电机和驱动器 | ||
| 安全系统 | ||
| 传感器和变送器 | ||
| 其他现场设备 | ||
| 按终端用户行业 | 石油天然气 | |
| 化工石化 | ||
| 电力公用事业 | ||
| 食品饮料 | ||
| 汽车交通运输 | ||
| 制药 | ||
| 半导体电子 | ||
| 金属矿业 | ||
| 纸浆造纸 | ||
| 其他终端用户行业 | ||
| 按地区（美国） | 美国东北部 | |
| 美国中西部 | ||
| 美国南部 | ||
| 美国西部 | ||
报告回答的关键问题
美国工厂自动化及工业控制市场规模有多大？
美国工厂自动化及工业控制市场规模预计在2025年达到492.2亿美元，并以10.56%的复合年增长率增长，到2030年达到8400亿美元。
当前美国工厂自动化及工业控制市场规模是多少？
2025年，美国工厂自动化及工业控制市场规模预计达到492.2亿美元。
美国工厂自动化及工业控制市场的主要参与者有哪些？
罗克韦尔自动化公司、霍尼韦尔国际公司、ABB有限公司、施耐德电气集团和艾默生电气公司是在美国工厂自动化及工业控制市场运营的主要企业。
该美国工厂自动化及工业控制市场涵盖哪些年份，2024年的市场规模是多少？
2024年，美国工厂自动化及工业控制市场规模估计为440.2亿美元。该报告涵盖美国工厂自动化及工业控制市场历史市场规模，包括：2019年、2020年、2021年、2022年、2023年和2024年。该报告还预测美国工厂自动化及工业控制市场规模，包括：2025年、2026年、2027年、2028年、2029年和2030年。
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