交流伺服驅(qū)動器產(chǎn)業(yè)調(diào)研報告

交流伺服驅(qū)動器產(chǎn)業(yè)調(diào)研報告

促進電機生產(chǎn)制造智能化、自動化，鼓勵應(yīng)用自動嵌線、繞線、機殼組合銑鉆加工、自動沖壓、自動化裝配、自動檢測等設(shè)備。推進電機產(chǎn)品互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一標識和解析技術(shù)應(yīng)用，探索電機全生命周期智能化跟蹤管理。開展電機系統(tǒng)能效優(yōu)化模型和智能算法研究，完善電機故障診斷機理模型。加快應(yīng)用電機智能感知器系列產(chǎn)品、多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)等，推進電機系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)采集、計算、存儲、通訊一體化。推動完善廢舊電機回收利用體系，鼓勵廢舊電機回收利用、電機高效再制造與電機使用企業(yè)加強合作，創(chuàng)新電機高效再制造運營模式。加強再制造電機與負載匹配技術(shù)研究，推進再制造電機質(zhì)量控制、工藝裝備和檢測能力建設(shè)。組織開展電機高效再制造產(chǎn)品認定，進一步規(guī)范再制造電機生產(chǎn)，引導再制造電機產(chǎn)品應(yīng)用。持續(xù)提高電機產(chǎn)品綠色制造水平加快推廣定子正弦繞組、轉(zhuǎn)子沖片沖槽切氣隙、轉(zhuǎn)子低壓鑄鋁、轉(zhuǎn)子閉口槽等工藝，提升高效節(jié)能電機生產(chǎn)保障能力。加快應(yīng)用定轉(zhuǎn)子沖片級進模高速沖、自動搖擺沖、自動壓裝、自動噴漆、自動繞線嵌線等設(shè)備，提升電機生產(chǎn)自動化水平。鼓勵使用能源管理、電能回饋式電機試驗等能源計量監(jiān)控和優(yōu)化利用系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展趨勢（一）伺服系統(tǒng)行業(yè)高性能化高性能化體現(xiàn)在伺服系統(tǒng)的可靠性、高動態(tài)響應(yīng)能力、快速精準定位。高性能化是伺服系統(tǒng)的核心競爭力。芯片運算能力的提升、電機控制算法的優(yōu)化、編碼器技術(shù)的升級，為伺服系統(tǒng)性能的提升提供了基礎(chǔ)，各大伺服系統(tǒng)制造企業(yè)都在提升伺服系統(tǒng)的性能上不遺余力。《十四五智能制造發(fā)展規(guī)劃》中提出智能制造裝備創(chuàng)新發(fā)展行動，就包括研發(fā)高精度伺服驅(qū)動系統(tǒng)。高性能化成為伺服系統(tǒng)未來的發(fā)展方向之一。（二）伺服系統(tǒng)行業(yè)網(wǎng)絡(luò)化伺服網(wǎng)絡(luò)化是控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的綜合應(yīng)用。工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)，使伺服系統(tǒng)與上位控制系統(tǒng)間能高速交互數(shù)據(jù)，在提升系統(tǒng)控制性能的同時，上位機還可根據(jù)實時獲取的伺服系統(tǒng)的反饋信息，預(yù)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)和趨勢，減少系統(tǒng)非正常停機的可能。現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備和控制裝置之間實行雙向、串形、多結(jié)點的數(shù)字通信技術(shù)。構(gòu)建總線型伺服是實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的必要途徑之一。隨著國內(nèi)對大規(guī)模分布式控制裝置的需求增加，伺服系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化成為未來發(fā)展的必然趨勢。（三）伺服系統(tǒng)行業(yè)智能化伺服智能化表現(xiàn)在以下幾個方面：一是參數(shù)記憶功能，系統(tǒng)的所有運行參數(shù)都可以保存在伺服單元內(nèi)部，通過通信接口，這些參數(shù)甚至可以在運行途中由上位計算機加以修改，應(yīng)用起來十分方便；二是它們都具有故障自診斷與分析功能，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，就會將故障的類型以及可能引起故障的原因通過用戶界面清楚地顯示出來，這就簡化了維修與調(diào)試的復(fù)雜性；三是參數(shù)自整定的功能，帶有自整定功能的伺服單元可以通過幾次試運行，自動將系統(tǒng)的參數(shù)整定出來，并自動實現(xiàn)其最優(yōu)化。伺服智能化使加工過程簡單化，從而使得驅(qū)動系統(tǒng)在盡量少的人為干預(yù)下性能穩(wěn)定。（四）伺服系統(tǒng)行業(yè)集成化集成化也是伺服系統(tǒng)未來發(fā)展的趨勢之一，集成化有多軸合一、控制+驅(qū)動和驅(qū)動+電機一體化等形式?？刂?驅(qū)動一體化可極大地降低系統(tǒng)成本與體積，提升系統(tǒng)總體性能；驅(qū)動+電機一體化，能有效提高系統(tǒng)可靠性，提高電磁兼容能力。伺服系統(tǒng)一體化有利于設(shè)備制造廠商節(jié)省接線人工、減少線路干擾、降低電纜成本及節(jié)約安裝空間，符合其接線簡單、操作簡便的要求，同時還能達到體積小巧和性能穩(wěn)定需求，并顯著減少其采購和管理操控成本。不足之處在于高集成度開發(fā)難度較大，適合用于物理空間集成度相對較高的場合。加強組織實施省級工業(yè)和信息化、市場監(jiān)管部門依據(jù)本計劃，結(jié)合實際提出工作措施，加強指導和服務(wù)。充分利用節(jié)能減排等現(xiàn)有資金渠道，對電機能效提升重點項目給予支持。鼓勵有關(guān)行業(yè)協(xié)會、企業(yè)按照本計劃確定的目標任務(wù)，結(jié)合本領(lǐng)域、本企業(yè)實際，制定專項工作方案，統(tǒng)籌推進計劃落實。強化節(jié)能服務(wù)大力發(fā)揮工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展評價中心、綠色制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商等作用，積極開展電機系統(tǒng)專項節(jié)能診斷，提出節(jié)能改造建議。積極培育第三方節(jié)能服務(wù)機構(gòu)，發(fā)展綜合能源服務(wù)、合同能源管理等市場化模式，推進電機節(jié)能提效改造，推行電機節(jié)能認證，加大節(jié)能電機產(chǎn)品供給。加大高效節(jié)能電機應(yīng)用力度細分負載特性及不同工況，針對風機、水泵、壓縮機、機床等通用設(shè)備，鼓勵采用2級能效及以上的電動機。針對變負荷運行工況，推廣2級能效及以上的變頻調(diào)速永磁電機。針對使用變速箱、耦合器的傳動系統(tǒng)，鼓勵采用低速直驅(qū)和高速直驅(qū)式永磁電機。大力發(fā)展永磁外轉(zhuǎn)子電動滾筒、一體式螺桿壓縮機等電動機與負載設(shè)備結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計技術(shù)和產(chǎn)品。（四）推進電機系統(tǒng)智能化、數(shù)字化提升。大力推動基礎(chǔ)材料及零部件綠色升級加快高效節(jié)能電機關(guān)鍵配套材料創(chuàng)新升級，提升高性能電磁線、高磁感低損耗冷軋硅鋼片、輕稀土永磁、水性絕緣漆及防銹漆、低揮發(fā)無溶劑浸漬漆等材料綠色化水平。優(yōu)化升級高效節(jié)能電機生產(chǎn)工藝裝置和模具，加快應(yīng)用消失模鑄造、近凈成形等技術(shù)，提升機座、端蓋鑄件等綠色生產(chǎn)能力。伺服系統(tǒng)行業(yè)市場規(guī)模《中國制造2025》指出制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基，需要加快發(fā)展智能制造裝備和產(chǎn)品。組織研發(fā)具有深度感知、智慧決策、自動執(zhí)行功能的高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、增材制造裝備等智能制造裝備以及智能化生產(chǎn)線，突破新型傳感器、智能測量儀表、工業(yè)控制系統(tǒng)、伺服電機及驅(qū)動器和減速器等智能核心裝置，推進工程化和產(chǎn)業(yè)化。作為全面提升中國制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平的重大戰(zhàn)略部署，中國制造在智能制造的大方向引領(lǐng)下，正在從傳統(tǒng)的自動化制造，向數(shù)字化與智能化制造方式轉(zhuǎn)型，推進信息化與工業(yè)化深度融合。伺服產(chǎn)品在機床工具、包裝機械、紡織機械、印刷機械等傳統(tǒng)OEM行業(yè)中應(yīng)用廣泛，這些行業(yè)仍保持增長態(tài)勢，以機床工具為例，根據(jù)工信部發(fā)布的《2021年機床工具行業(yè)經(jīng)濟運行情況》，并結(jié)合中國機床工具工業(yè)協(xié)會重點聯(lián)系企業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，2019年機床工具行業(yè)還處于下行區(qū)間，各月的累計營業(yè)收入同比增速均為負值。2020年在新冠防控迅速見效的情況下，從年初同比大幅度下降變?yōu)榻捣鹪驴s小，10月以后的三個月已轉(zhuǎn)為正增長。由于2020年特殊的基數(shù)效應(yīng)，2021年各月累計同比增速則呈現(xiàn)前高后低特點，但至年底仍處于較高的同比增速，表明機床工具行業(yè)保持著良好的增長態(tài)勢。近幾年，工業(yè)機器人、3C電子制造設(shè)備、雕刻機等產(chǎn)業(yè)的迅速擴張，特別是工業(yè)機器人增長迅猛。根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的2021年主要工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量及其增長速度數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)機器人為增長最快的品類，年產(chǎn)36．6萬臺，增長67．9%，伺服在這些產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用規(guī)模將迅速增長。下游應(yīng)用市場的增長，帶動了伺服系統(tǒng)市場需求的增長，尤其伴隨著國產(chǎn)伺服技術(shù)研發(fā)水平的不斷提升，國產(chǎn)伺服系統(tǒng)進口替代的步伐將會加快，內(nèi)資品牌在伺服系統(tǒng)的崛起之勢將愈發(fā)明顯。從下圖可以看出，即便是疫情期間，伺服系統(tǒng)市場規(guī)模仍然保持著增長態(tài)勢。隨著工業(yè)自動化程度的進一步提升和智能制造的深入推進，各行各業(yè)在生產(chǎn)制造活動中越來越多地需要使用伺服系統(tǒng)來實現(xiàn)產(chǎn)品制造高質(zhì)量和高精度的目的，伺服系統(tǒng)市場將會出現(xiàn)新一輪快速增長。2021年，中國伺服市場規(guī)模已經(jīng)突破200億，并仍呈現(xiàn)著增長趨勢。伺服系統(tǒng)行業(yè)基本風險特征（一）伺服系統(tǒng)行業(yè)下游行業(yè)景氣度下降導致的風險伺服系統(tǒng)是工業(yè)自動化設(shè)備的重要組成部分，伺服產(chǎn)品在機床工具、包裝機械、紡織機械、印刷機械等傳統(tǒng)OEM行業(yè)中應(yīng)用廣泛，并保持為伺服產(chǎn)品的主流應(yīng)用行業(yè)。預(yù)計未來新興產(chǎn)業(yè)將會保持快速發(fā)展趨勢，從而也進一步提高市場空間。面對勞動力成本上升的壓力和產(chǎn)業(yè)升級的需求，我國制造業(yè)智能裝置系統(tǒng)和服務(wù)的需求逐年上升，這對本行業(yè)是個長期利好。但下游行業(yè)中的傳統(tǒng)行業(yè)容易受到國家宏觀經(jīng)濟形勢、固定資產(chǎn)投資規(guī)模變動、信貸調(diào)控、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，所以宏觀經(jīng)濟走勢成為行業(yè)發(fā)展的重要影響因素。當宏觀經(jīng)濟不景氣時，下游行業(yè)則會減少對工業(yè)自動化設(shè)備的投資。（二）伺服系統(tǒng)行業(yè)市場競爭加劇帶來的風險國內(nèi)伺服系統(tǒng)市場長期以來形成內(nèi)外資品牌構(gòu)成的共同發(fā)展的格局，但內(nèi)外資品牌側(cè)重并不相同，外資品牌如西門子、三菱、安川等企業(yè)憑借技術(shù)和資本優(yōu)勢，占據(jù)高端市場，以服務(wù)中大型客戶為主；內(nèi)資品牌憑借性價比和本土化優(yōu)勢，依靠對客戶個性化需求的快速響應(yīng)，在以中小型客戶為主的中低端市場贏得市場份額。但近幾年隨著外資企業(yè)在華增加投資，產(chǎn)業(yè)鏈正不斷向中低端市場延伸，而內(nèi)資企業(yè)原有的成本和價格優(yōu)勢也不斷減弱，若服務(wù)和創(chuàng)新能力不能得到提升，將受到外資品牌更大的競爭壓力。另外，本土企業(yè)中的競爭對手在各細分產(chǎn)品市場之間相互滲透，也使細分產(chǎn)品市場的競爭也進一步加劇。（三）伺服系統(tǒng)行業(yè)研發(fā)風險目前在伺服系統(tǒng)行業(yè)乃至整個工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的先進技術(shù)主要被國際知名廠商所掌握，隨著技術(shù)創(chuàng)新的深入，技術(shù)創(chuàng)新的突破在深度和廣度上都將會更加困難，內(nèi)資品牌制造商大多以進口替代為研發(fā)目標。本行業(yè)是技術(shù)密集型行業(yè)，核心競爭力取決于技術(shù)研發(fā)能力和持續(xù)創(chuàng)新能力。從研發(fā)到產(chǎn)品推出一般需要半年甚至更長的時間。通常在進行產(chǎn)品開發(fā)實施前企業(yè)會進行詳盡的市場調(diào)研和技術(shù)預(yù)研，但研發(fā)最終能否成功，還受到產(chǎn)品開發(fā)周期、推出時機、客戶偏好、競爭對手的產(chǎn)品策略、應(yīng)用市場的發(fā)展階段等諸多因素的影響。一旦產(chǎn)品研發(fā)的方向出現(xiàn)偏差或研發(fā)失敗，研發(fā)項目可能無法實現(xiàn)預(yù)期的經(jīng)濟效益。（四）伺服系統(tǒng)行業(yè)部分核心器件國產(chǎn)化進程較慢的風險伺服系統(tǒng)產(chǎn)品中所需的高精度編碼器、芯片主要依靠進口，編碼器是安裝在伺服