摘要
本文重點介紹工業計算機的發展歷程；工業計算機的總線標準；工業計算機的應用領域；以及2008年工業計算機產業規模及2009年的穩定增長。
一、2009年全球工業計算機發展概述
（一）工業計算機產業迅猛發展
工業計算機是工業自動化設備和信息產業基礎設備的核心。傳統意義上，工業計算機主要用于工業生產過程的測量、控制和管理，但今天的內涵已經遠不止這些，其應用范圍也已經遠遠超出工業過程控制，而是應用在國民經濟發展和國防建設的各個領域。
隨著近年來無線網絡技術、信息家電、汽車、以及醫療等行業的蓬勃發展，從而使得原本"鮮為人知"的工業計算機如今正發生著翻天覆地的變化，由于在以上這些行業中工業計算機正越來越多的扮演著十分重要的角色，這便使得工業計算機產品在未來行業市場上的需求和發展也變得更加旺盛而迅猛！
工業計算機的廣泛應用已經滲入到我們日常生活的各個方面，已由智能建筑、交通智能、車載計算機、醫療儀器等工業領域擴展到無線基礎設施、網絡應用設備、網絡安全、多媒體應用、金融服務等網絡通信與數字多媒體相關的領域。
3C融合、三網融合、企業信息化加速進行，無論是信息產業基礎設備、還是企業計算市場，對工業計算機的需求從來都未像今天這般為IT業所重視。工業計算機已經成為信息產業基礎設備的核心，包括移動計算平臺、通訊計算平臺、車載計算平臺、工業控制、商業控制、電子商務平臺和信息家電，還可應用于與Internet相聯接的接入設備。
從軟交換機到即插即用的通信服務器，工業計算機將成為一個與信息網絡融為一體、以人為中心的隨時隨地的服務平臺。各種各樣的工業計算機技術將無處不在，它們將通過多樣化網絡通信方式（無線或有線，個人網或家庭網，短或長距離），無縫地集成在一個信息網絡里，隨時隨地為人們提供所需要的豐富多彩的服務，而又不為人所察覺。
新的工業計算機體系結構有更強的交互和互操作性，同時也是多種信息系統的融合平臺。最后，工業計算機將朝著創建一個開放、標準化平臺的方向發展。
（二）中國工業計算機產業發展歷程
1、STD總線技術開創了低成本工業自動化技術的先河
工業計算機起源于20世紀80年代初期，其標志性產品是STD總線工業計算機。STD總線最早是由美國Pro-Log公司和Mostek公司作為工業標準而制定的8位工業I/O總線，隨后發展成16位總線，后被國際標準化組織吸收，成為IEEE961標準。1991年，由信息產業部電子六所牽頭成立了中國計算機行業協會STDMG/P.R.C分會，在國內推廣普及STD總線。
STD總線技術是機籠式安裝結構，具有標準化、開放式、模塊化、組合化、尺寸小、成本低等特點，并且設計、開發、調試簡單，得到了當時急需用廉價而可靠的計算機來改造和提升傳統產業的中小企業的廣泛歡迎和采用，國內的總安裝容量接近20萬套，在中國工業計算機發展史上留下了輝煌的一頁。實踐證明：可靠而國產化的工業計算機適合中國國情。
2、開放標準造就了一個PC-based系統時代
1981年8月12日IBM公司正式推出了開放架構IBM PC機，震動了世界，也獲得了極大成功。隨后PC機借助于規模化的硬件資源、豐富的商業化軟件資源和普及化的人才資源，于80年代末期開始進軍工業計算機市場。美國著名雜志《控制工程》在當時就預測"90年代是IPC工業計算機的時代，全世界近65%的工業計算機將使用IPC，并繼續以每年21%的速度增長"。歷史的發展已經證明了這個論斷的正確性。
從1997年開始，我國的工業計算機廠商開始進入IPC市場，促使IPC的價格不斷降低，也使工業計算機的應用水平和應用行業發生極大變化，應用范圍不斷擴大，IPC的應用從傳統工業控制向數據通信、電信等對可靠性要求較高的行業延伸。目前，中國IPC大小品牌約有15個左右，主要有研華、凌華、研祥、華北工控等。值得一提的是，IPC開創了一個嶄新的PC-based時代，拉開了工業自動化和信息化技術走向開放平臺的序幕。
3、迅速發展和普及的工業計算機
隨著信息技術的快速發展，通信和計算的融合是大勢所趨。計算機與通信技術的發展使獨立的業務應用逐步融合為更易使用的、集成的業務應用，同時融合帶來了一個新的契機，它必須是一個兼容并蓄的通用平臺，在這樣的基礎之上有一個特點，就是一定要有一個開放的標準架構。這對工業計算機提出了更高的要求。
由于IPC結構和金手指連接器的限制，使其難以從根本上解決散熱和高可用性問題，1997年國際PICMG（PCI工業計算機制造者組織）發布了新一代工業計算機技術CPCI，即PICMG2.0標準。為了在國內更好的推廣新技術，1998年STDMG/P.R.C分會正式更名為PICMG/P.R.C分會，并成為國際PICMG組織的執行會員。
如果說STD總線工業計算機解決了當時工業計算機的有無問題；IPC解決了低成本和PC兼容性問題；那么CPCI技術解決的是可靠性和可維護性問題。"CPCI是PCI總線的電氣和軟件加上歐洲卡，它具有在不關閉系統的情況下的'即插即用'功能，該功能的實現對高可用系統和容錯系統非常重要"，2004年度科技部科技型中小企業技術創新基金項目指南中的這段話，概括出了CPCI技術的主要特點和重要性。
進入21世紀，工業計算機技術更是無處不在，它帶來的是一個充滿聯網設備的世界。融合通信最大的設備挑戰是可用性和功能開發緩慢等不利因素。提供全IP功能的通用平臺可以支持業務差異化，整合內容和業務支撐系統，將復雜的網絡簡單化，提供最佳用戶體驗。為此，2001年PICMG將以太網包交換背板總線引入到CPCI標準中，為電信語音增值服務設備和基于以太網的工業自動化系統提供了新的技術平臺。
2002年，PICMG頒布了面向電信的新標準AdvancedTCA，簡稱ATCA。ATCA比CPCI有更大的規格和容量、更高的背板帶寬、對板卡更嚴格的管理和控制能力、更高的供電能力以及更強的制冷能力等。主要是為了解決電信系統目前主要面臨的系統帶寬問題、高可用性問題、現場升級問題、可伸縮性問題、可管理性問題以及可互操作問題，并最終降低成本。目前通信和計算機領域都在向開放標準演進，而ATCA的誕生恰恰趕上了信息產業鏈變革的機遇。
隨著工業計算機應用的日益廣泛，市場細分成為大多數廠商的共同戰略，也使工業計算機技術進一步細分，流行的開放規格繁多，主要包括：PCI-ISA、SHB、CPCI/PXI、ATCA/MTCA、VME/VPX、PC 104/Plus、PMC、AMC、COM E、ETX；母板類包括ATX、Micro ATX、BTX、DTX、Mini ITX、EPIC、3寸板、5寸板等。
二、中國工業計算機市場概述
（一）市場規模及增長
即使在全球金融風暴的陰霾中，中國工業計算機市場依然將保持較快增長。據中國計算機行業協會工業計算機分會（PICMG/P.R.C） 統計：中國工業計算機產業（不含應用系統）的市場規模在2008年達到55億元人民幣，預計2009年將達到63億元。未來5年，預計中國工業計算機市場仍將保持15％以上的年平均增長速度。
中國工業計算機市場競爭雖然激烈，但格局基本穩定，不論面向工業控制的傳統IPC市場，還是面向公用設施和金融電子等新興領域的嵌入式計算機，國內企業與臺灣品牌占據市場主導地位；在面向鐵路車載和航天軍工的抗惡劣環境工業計算機、以及構成工業計算機系統的數據采集板和功能板方面，國內企業與國外品牌同臺競爭；在面向電信應用的ATCA/MTCA工業計算機， 目前主要是外資品牌占有較大優勢。
國內企業依托對細分市場的敏銳把握和更好的服務響應，近幾年取得了長足的進步，特別是研祥智能和華北工控，作為國產品牌規模前兩位的工業計算機企業，建立了廣泛的直銷和服務網絡，更取得了年均40%以上的成長。面向工業控制的傳統IPC市場作為我國工業計算機技術的發源地，一直是工業計算機的主戰場。目前在這一領域臺灣和國產品牌占據主導地位，國外的產品由于成本高、價格高、服務難，現已基本退出國內市場。這類產品產量大，應用領域最廣泛，是服務于傳統產業升級與現代服務業的主力軍。
在面向公用設施和金融電子等新興領域，嵌入式計算機是近兩年行業應用市場的新增長點。嵌入式計算機應用邊界日漸模糊，從工業設備、博彩、金融、零售、市政、交通直至軍工，行業分散，需求各異。這一現實決定了嵌入式計算機無法形成傳統IPC的標準化、規模化產品模式，在這一領域云集眾多的臺灣品牌和國內品牌的工業計算機企業，他們在產品、渠道、技術、服務上都各有其優勢，代表著工業計算機產品的一個重要的發展方向。
（二）工業計算機產業發展特點
1、企業由模仿向自主創新轉變
經過多年的積累，我國的工業計算機企業正在經歷著從中國制造到中國創造的轉變。研祥公司自主研制推出的新一代工業計算機EPI，解決了IPC工業計算機金手指連接方式不可靠，在多塵、潮濕、振動的環境下連接處易堵塞或氧化而接觸不良使工業計算機失效的問題，并且完全兼容PCI標準，具有開放性、良好的散熱性和抗振性、高穩定性、高可靠性等特點，而且加工工藝容易，成本低，便于推廣，已經成功應用于國產數控裝置。
華北工控充分運用本土企業與客戶溝通好的優勢，對新興行業應用敏感，對需求把握準確，率先發掘數字高清標牌市場，推出了國內第一款廣告機。他們推出的嵌入式計算機應用于模卡電視，在"三網融合"政策支持下，必將打開嵌入式計算機進入家庭的大門，使嵌入式計算機第一次有機會跨入百萬臺規模門檻。
2、工業計算機越來越被行業用戶所接受
工業計算機產品和技術的一個主要特點，就是屬于中間產品，是為其他各行業提供可靠、嵌入式、智能化的工業計算基礎平臺。隨著社會信息化的不斷深入，國民經濟許多行業的關鍵任務將越來越多地依靠工業計算機，而以工業計算機為共性技術和基礎平臺的低成本工業自動化正在成為傳統行業升級改造的主流技術路線，中國的工業計算機廠商所受到的重視程度也越來越高。隨著電力、冶金、石化、環保、交通、建筑等行業的迅速發展，從數字家庭用的機頂盒、數字電視，到銀行柜員機、高速公路收費系統、加油站管理、制造業生產線控制，金融、政府、國防等行業信息化需求不斷增加，對工業計算機的需求很大，工業計算機市場發展前景十分廣闊。
3、個性化和定制化是市場的主要形態
工業計算機界不同于商用計算機采用大批量標準化的生產方式，在不同應用有不同的功能需求設計，企業需針對用戶需要設計符合其功能需求及外觀的產品。因產品復雜度較高，價格敏感度較低，毛利率較高，普遍均在30%以上，相較于商用計算機市場，仍處于藍海市場。因單品數量少而小型供應商多，呈現長尾市場特點。
4、全生命周期管理使工業計算機走向服務化
值得注意的是，近年來國際廠商提出了一個新的概念：預集成平臺或整合平臺。它是在工業計算機技術發展的基礎上繼續向產業鏈下游發展的結果。國際廠商不再把自己僅僅看作是工業計算機的供應商，而是針對用戶的某一個項目或裝置的開發，從系統方案的制定開始，包括部件集成、硬件采購、軟件配置、現場調試、直到驗收，全過程都由其承擔。它們既是方案供應商，又是產品供應商，還是系統集成商。這種做法既可以進一步滿足用戶的要求，同時也可以解決工業計算機廠商目前價格過于透明，利潤率降低的問題。但是這將要求廠商對應用行業技術發展走向、目標系統的設計要求、產業鏈上下游產品技術發展、不同類型模塊的功能和性能都要十分了解。這對國內工業計算機企業的技術能力、市場能力、產業鏈支持提出了更高的要求和挑戰。
5、新興產業與生產性服務業成為新增長點
據一份關于安防監控市場發展的調查數據顯示，在政府"平安城市"建設、城市報警與監控系統（"3111"工程）等工程的推動下，加上奧運會、世博會等大型活動的帶動，2008年全國進入了安防設施建設的新高潮，安防監控行業持續保持了快速的增長，年增長率達到20%以上，市場總規模達到1500億元左右。
以廣東為例，廣東的目標是在2010年建成100萬個視頻監控攝像頭，截至2009年，全省共建成監控攝像機92萬個，其中2005年8月后新建62.6萬個，投入資金約125億元。
從技術角度來看，數字化視頻監控正在成為監控行業發展的主流，工業計算機正作為監控系統的控制核心；從運營模式來看，監控系統的集中構建也正在逐步取代之前那種用戶自主構建的模式，運營商正在成為監控產業鏈條中的一個關鍵環節，他們憑借自身帶寬和技術優勢，建設電信級別的數字視頻監控系統，為用戶提供從網絡到設備、從建設到維護的解決方案。這樣一來，數據的集中處理不僅大幅提高了數據的安全效率和安全保障，同時最終用戶也不必花費巨資去建設和維護系統，從而降低了總體投入成本。如今，這種模式正在成為視頻監控行業發展的重要方向。在電信級別的數字化監控系統中，工業計算機以強大的處理能力、良好的穩定性以及便于擴展的模塊化結構，一直是視頻監控系統的核心控制器。
視頻監控市場在未來保持快速發展，還得益于行業視頻監控應用的領域不斷擴大，諸如環保監測系統、鐵路與城市軌道交通應用，這些新應用將在我國調結構、促發展的經濟戰略中獲得長足發展，也是驅動工業計算機市場增長的長期動力。
除了視頻監控領域，數字標牌市場也是另一個增長點。數字標牌(Digital Signage)是一種全新的媒體概念，指的是在大型商場、超市、酒店、影院及其他人流匯聚的公共場所，通過屏幕終端顯示設備，發布商業、娛樂和公共信息的多媒體專業視聽系統。在公共場所中，只需借助數字標牌就能為公眾傳遞信息，同時配合操作簡單的觸摸屏技術更是適合不同人群的查詢訪問，擴大了信息傳遞的范圍。數字標牌為人們提供了全新的、動態的信息交流方式。在國外，還有人把它與紙張媒體、電臺、電視和因特網并列，稱之為"第五媒體"。數字標牌的控制核心就是嵌入式計算機。
據市場研究公司iSuppli預測，數字標牌和專業顯示屏市場將繼續增長，到2010年，全球市場的規模將增長到130億美元。雖然國內數字標牌產業雖然處于發展初期、市場導入期，但是以國內經濟的發展速度和經濟規模，在未來國內市場必將成為數字標牌全球市場的重要組成部分，甚至成為最大的單一市場。
結束語
早期，針對工業自動化中特殊規格及嚴苛的環境要求，工業計算機廠商設計特殊的主板、芯片、機箱、操作系統等，以滿足特殊作業環境的需要。隨著計算能力的提高，工業計算機日漸成為工業自動化的關鍵技術。
目前，在通訊、網絡、軟件及光電的整合應用之下，工業計算機也不再單純局限于工業自動化領域的應用，而是結合了通訊、消費電子、光電、半導體及軟件等應用，其所扮演的角色也愈來愈重要且呈現多元及定制化的設計特點。工業計算機在自動化和信息化產業鏈中處于要素市場，不僅是傳統行業升級改造與"兩化融合"的加速器，而且是"3C融合"與3G建設的主要硬件架構和基礎平臺。
工業計算機領域包括工業計算機整機、處理器板或嵌入式主板、數據采集板、通信板、功能板（如圖像、視頻、存儲、運動控制、DSP等），以及一體機或HMI、機箱背板、周邊設備、軟件和應用系統。
2010 PICMG/P.R.C年會將于5月20日在上海舉行，本屆年會將圍繞工業計算機技術發展趨勢與行業發展對策措施展開討論，為我國傳統產業技術升級與新興產業發展獻計獻策。同時中國計算機行業協會工業計算機分會將在本屆年會上首次發布《中國工業計算機產業年度報告》，歡迎業內專家、用戶、與廣大工程技術人員蒞臨。