驅(qū)動(dòng)器行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查及投資策略報(bào)告

驅(qū)動(dòng)器行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查及投資策略報(bào)告

圍繞制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件，開(kāi)展基礎(chǔ)技術(shù)與前沿技術(shù)研究，突破關(guān)鍵技術(shù)與共性技術(shù)，建立健全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)和安全保障技術(shù)，完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，為逐步解決國(guó)產(chǎn)裝備空心化提供技術(shù)支撐，大幅度提高為重點(diǎn)領(lǐng)域和重大成套裝備自主配套能力。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)是國(guó)家戰(zhàn)略需求（一）建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略需要制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是富國(guó)之基、強(qiáng)國(guó)之本。我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域的發(fā)展，要求制造業(yè)提供更先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)水平、高品質(zhì)的消費(fèi)產(chǎn)品、自主可控的重大技術(shù)裝備。從制造大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆?qiáng)國(guó)，是我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，增強(qiáng)制造領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力和整體實(shí)力，推進(jìn)制造質(zhì)量和產(chǎn)品品牌建設(shè)，才能全面提升我國(guó)制造業(yè)水平，這是提升我國(guó)綜合國(guó)力、保障國(guó)家安全、建設(shè)世界強(qiáng)國(guó)的必由之路。（二）經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的現(xiàn)實(shí)需求我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已進(jìn)入速度變化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和動(dòng)力轉(zhuǎn)換的新常態(tài)。資源環(huán)境約束不斷強(qiáng)化，勞動(dòng)力等生產(chǎn)要素成本正在加快上升，投資和出口增速放緩，主要依靠資源要素投入、規(guī)模擴(kuò)張的粗放發(fā)展模式已難以為繼，推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，提質(zhì)增效已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要目標(biāo)。轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，打造競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，要依靠科技創(chuàng)新提供發(fā)展新動(dòng)力。（三）應(yīng)對(duì)國(guó)際產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略需要世界制造業(yè)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局正在發(fā)生重大調(diào)整。歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛制定再工業(yè)化戰(zhàn)略，重點(diǎn)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，搶占制造業(yè)高端。新興發(fā)展中國(guó)家也在積極參與全球產(chǎn)業(yè)再分工，承接產(chǎn)業(yè)及資本轉(zhuǎn)移，搶占制造業(yè)的中低端。雙重?cái)D壓的外部環(huán)境短期內(nèi)不會(huì)改變。通過(guò)增強(qiáng)制造業(yè)技術(shù)水平，提高制造業(yè)生產(chǎn)效率，使我國(guó)制造業(yè)在產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中跨入中高端，對(duì)國(guó)家未來(lái)發(fā)展意義重大。激光制造面向航空航天、高端裝備、電子制造、新能源、新材料、醫(yī)療儀器等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的迫切需求，實(shí)現(xiàn)高端產(chǎn)業(yè)激光制造裝備的自主開(kāi)發(fā)，形成激光制造的完整產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)我國(guó)激光制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，大幅提升我國(guó)高端激光制造技術(shù)與裝備的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。（一）激光與材料的相互作用機(jī)理面向航空航天、新能源、電子制造、醫(yī)療等領(lǐng)域的國(guó)家重大需求，探索激光與材料相互作用的復(fù)雜物化過(guò)程，研究超快激光制造的新原理、新方法、新應(yīng)用。開(kāi)展大功率激光/短波長(zhǎng)激光與材料相互作用機(jī)理、高精高效制造方法等方面的研究，掌握激光高品質(zhì)表面制造、精細(xì)制造、極端微結(jié)構(gòu)、高精高效制造等制造機(jī)制與實(shí)現(xiàn)方法。（二）激光器與核心功能部件研究激光器動(dòng)力學(xué)，掌握激光晶體/光學(xué)晶體、半導(dǎo)體激光芯片等激光器關(guān)鍵功能部件的國(guó)產(chǎn)化。針對(duì)高端制造用激光器的迫切需求，開(kāi)展工業(yè)化光纖/半導(dǎo)體大功率激光器制造技術(shù)、工業(yè)化超快（飛秒、皮秒）激光器制造技術(shù)、工業(yè)化短（紫外、深紫外）波長(zhǎng)激光器制造技術(shù)等方面的研究，開(kāi)展激光器標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高性能激光器及核心關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化。（三）復(fù)雜構(gòu)件表面的激光精細(xì)制造技術(shù)與裝備研究激光表面精細(xì)制造、激光清洗、激光拋光等核心技術(shù)，探索器件表面功能性結(jié)構(gòu)的激光高質(zhì)、高效制造機(jī)理與新技術(shù)，研究關(guān)鍵構(gòu)件表面微結(jié)構(gòu)成形機(jī)理與實(shí)現(xiàn)方法，并掌握激光光束路徑規(guī)劃及高速掃描、激光制造裝備在線監(jiān)測(cè)與補(bǔ)償、激光制造過(guò)程精密在線檢測(cè)等裝備關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)航空航天、微電子、生物醫(yī)療等領(lǐng)域典型復(fù)雜構(gòu)件的激光精密加工技術(shù)與裝備，提升國(guó)產(chǎn)激光制造技術(shù)與裝備的競(jìng)爭(zhēng)力。（四）大功率激光高效制造技術(shù)與裝備研究特殊工況下的激光制造機(jī)理與失效行為，突破大型構(gòu)件激光制造裝備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)瓶頸，攻克大型構(gòu)件定位、質(zhì)量在線檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，研究激光切割、激光打孔、激光沖擊強(qiáng)化、激光焊接以及激光復(fù)合制造等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)面向飛機(jī)、船舶、高鐵等大型構(gòu)件制造中的高端激光制造技術(shù)、裝備與標(biāo)準(zhǔn)。（五）先進(jìn)激光精密微細(xì)制造技術(shù)與裝備針對(duì)航空航天、微電子、新型微小航空器件、光子集成器件等領(lǐng)域，突破激光衍射極限的納米尺度制造、復(fù)雜微納操縱及激光納米連接、激光光束整形與協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)硬脆材料高效精密制造、異種材料的激光高性能連接制造、極端微納結(jié)構(gòu)精細(xì)制造等技術(shù)與裝備，并設(shè)計(jì)和加工若干具有重大應(yīng)用前景的新型功能器件。我國(guó)制造業(yè)發(fā)展對(duì)科技創(chuàng)新的需求粗放式發(fā)展道路已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，通過(guò)科技創(chuàng)新提高制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力是必由之路。在當(dāng)前我國(guó)制造業(yè)實(shí)施戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，制造業(yè)健康快速發(fā)展對(duì)科技創(chuàng)新工作提出了明確的需求。（一）加強(qiáng)制造基礎(chǔ)能力方面的科技創(chuàng)新制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)研究能力薄弱已經(jīng)成為當(dāng)前制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，其中基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、電子元器件、集成電路、傳感器、控制系統(tǒng)、軟件工具及平臺(tái)等眾多領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研究、關(guān)鍵工藝研究都沒(méi)有掌握自主核心技術(shù)，工藝裝備、測(cè)試與實(shí)驗(yàn)裝備、標(biāo)準(zhǔn)化等共性技術(shù)自主創(chuàng)新能力薄弱，亟需科技攻關(guān)。（二）亟需加強(qiáng)制造企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理模式創(chuàng)新我國(guó)制造企業(yè)管理正處于由傳統(tǒng)管理模式向現(xiàn)代管理模式轉(zhuǎn)變的階段，經(jīng)營(yíng)目標(biāo)、管理模式、管理理念和決策標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生根本性變化，多數(shù)企業(yè)并沒(méi)有從根本上改變以產(chǎn)品為中心的傳統(tǒng)制造模式，無(wú)法適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)、云制造等模式下的多品種大批量定制化的要求，企業(yè)管理信息化、生產(chǎn)過(guò)程智能化、咨詢服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的水平制約著中國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展。（三）亟需提升制造業(yè)智能化水平隨著中低端產(chǎn)品加工制造產(chǎn)業(yè)重心向東南亞等發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移，我國(guó)裝備制造業(yè)在全球地位面臨挑戰(zhàn)，急需利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、傳感器等增強(qiáng)裝備產(chǎn)品智能化程度，構(gòu)建數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的智能化生產(chǎn)線和數(shù)字化工廠，從而提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。（四）亟需加強(qiáng)新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵裝備的研發(fā)我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)所需裝備的需求缺口較大。光電子、先進(jìn)光伏電池設(shè)備、新一代通信設(shè)備等發(fā)展所需的關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)的自給率較低，核心技術(shù)掌握仍較少，試驗(yàn)設(shè)計(jì)能力較欠缺、技術(shù)集成能力薄弱、制造裝備進(jìn)口依賴大，新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的關(guān)鍵裝備自給不足。（五）亟需加強(qiáng)綠色制造技術(shù)的研發(fā)優(yōu)質(zhì)高效、節(jié)能、節(jié)材的先進(jìn)基礎(chǔ)制造工藝和自動(dòng)化、智能化技術(shù)的普及程度不高，能源消耗、材料利用率及污染排放與國(guó)際先進(jìn)水平相比存在較大差距。亟需發(fā)展先進(jìn)綠色制造技術(shù)與產(chǎn)品，突破制造業(yè)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)、環(huán)保材料、節(jié)能環(huán)保工藝、綠色回收處理等關(guān)鍵技術(shù)，支撐制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)行業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展情況（一）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)半導(dǎo)體制造裝備行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況半導(dǎo)體作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心組成部分，是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織（WSTS）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模由2014年的917億美元增長(zhǎng)至2019年的1，441億美元，2019年占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模的34．95%。當(dāng)前的國(guó)際政經(jīng)環(huán)境及我國(guó)半導(dǎo)體自主可控的需求，帶動(dòng)了我國(guó)半導(dǎo)體裝備制造的快速發(fā)展。硅片設(shè)備、制造設(shè)備，以及包含固晶機(jī)、貼片機(jī)、焊線機(jī)、劃片機(jī)、倒裝機(jī)、切筋成型設(shè)備、清洗機(jī)、測(cè)試機(jī)、分選機(jī)和探針臺(tái)等在內(nèi)的封裝、測(cè)試設(shè)備等半導(dǎo)體裝備需求旺盛。根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)187．20億美元，同比增長(zhǎng)39．18%。2009年至2020年，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增長(zhǎng)率為31．25%。根據(jù)《上海集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告》，2019年我國(guó)半導(dǎo)體裝備（該數(shù)據(jù)包括集成電路、LED、面板、光伏等設(shè)備）的國(guó)產(chǎn)化率約為18．8%，其中集成電路設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率僅為8%左右，未來(lái)空間巨大。（二）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車(chē)制造、船舶制造、電子、物流、化工等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)智能制造的重要抓手。工業(yè)機(jī)器人包括多關(guān)節(jié)機(jī)這人、SCARA機(jī)器人、坐標(biāo)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人等多種類(lèi)型，隨著技術(shù)不斷成熟，工業(yè)機(jī)器人整體往更加高速、高精度、智能化、柔性化等方向發(fā)展。我國(guó)早在2013年就成為全球工業(yè)機(jī)器人的最大市場(chǎng)，當(dāng)年裝機(jī)量超過(guò)日本、美國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)之總和。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）及中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CRIA）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2014年至2020年間，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量由5．71萬(wàn)臺(tái)增至15．60萬(wàn)臺(tái)，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)18．24%，2021年市場(chǎng)規(guī)模有望突破70億美元。2017年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的國(guó)產(chǎn)化率約為29%，其中高端機(jī)器人國(guó)產(chǎn)化率為17．5%，空間同樣巨大。（三）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況數(shù)控機(jī)床是裝備制造的工業(yè)母機(jī)，機(jī)床產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、加工效率、精準(zhǔn)程度及長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠工作對(duì)一個(gè)國(guó)家制造業(yè)至關(guān)重要。隨著制造業(yè)加速轉(zhuǎn)型，精密模具、新能源、航空航天、軌道交通、3D打印、醫(yī)療器械等新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起，其生產(chǎn)制造過(guò)程高度依賴數(shù)控機(jī)床等智能制造裝備，這將有力推動(dòng)高速、高精、高效、高穩(wěn)定性、智能化、多軸化、復(fù)合化等高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。中國(guó)制造業(yè)的規(guī)模決定中國(guó)數(shù)控高精密機(jī)床擁有廣闊的提升空間。但我國(guó)數(shù)控機(jī)床企業(yè)主要定位于中低端市場(chǎng)，高端產(chǎn)品滲透率雖在提升但仍處于較低水平。根據(jù)前瞻研究院整理的資料，2018年我國(guó)低檔數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率約82%，中檔數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率約65%，高檔數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率僅約6%。我國(guó)國(guó)產(chǎn)機(jī)床并非沒(méi)有市場(chǎng)，而是因?yàn)槲覈?guó)智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)需求和國(guó)產(chǎn)機(jī)床整體水平之間不平衡不匹配，從而抑制了國(guó)產(chǎn)機(jī)床消費(fèi)能力。《中國(guó)制造2025》規(guī)劃中明確提出高端數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)設(shè)施裝備之具體目標(biāo)：到2025年，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)80%。高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備總體進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)行列。未來(lái)我國(guó)機(jī)床行業(yè)的數(shù)控化提升和中高端替代具有高度確定性，高檔數(shù)控系統(tǒng)價(jià)值約占高端數(shù)控機(jī)床成本的20%-40%，發(fā)展空間巨大。（四）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)激光裝備行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況受益于各類(lèi)金屬及非金屬工業(yè)材料加工的旺盛需求，激光加工裝備市場(chǎng)迎來(lái)持續(xù)穩(wěn)定的增長(zhǎng)。根據(jù)《2021年中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》，我國(guó)2020年激光設(shè)備市場(chǎng)銷(xiāo)售收入已達(dá)692億元，2014年至2020年間年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)17．72%。但目前高端激光裝備的國(guó)產(chǎn)化率僅為10%。未來(lái)激光加工裝備仍將持續(xù)往數(shù)字化、智能化、切割柔性化的趨勢(shì)發(fā)展，而運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是激光加工裝備的關(guān)鍵功能部件，是推動(dòng)激光裝備向更高功率、更快速度、更高精度發(fā)展的技術(shù)保障，將持續(xù)受益于激光裝備市場(chǎng)的增長(zhǎng)。（五）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況傳統(tǒng)制造業(yè)是我國(guó)工業(yè)體系的基礎(chǔ)構(gòu)成，其健康穩(wěn)定發(fā)展對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。中國(guó)裝備制造業(yè)的提升不僅僅是在半導(dǎo)體、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、激光精密裝備等高端裝備領(lǐng)域，還包括紡織、印刷、包裝、焊接、壓鑄、沖壓、注塑、壓裝等更廣泛的各類(lèi)工業(yè)裝備。在新的發(fā)展階段，各類(lèi)制造產(chǎn)業(yè)都迫切需要通過(guò)先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝備和工藝的數(shù)字化、智能化提升，并依托工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維、能耗、產(chǎn)能、效率、質(zhì)量等多維度價(jià)值提升。一方面，印刷、紡織、包裝、食品、冶金等多種傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)為滿足新經(jīng)濟(jì)環(huán)境下對(duì)高品質(zhì)、定制化和快速服務(wù)響應(yīng)的需求，需要對(duì)自身進(jìn)行智能化升級(jí)改造，以滿足新需求、開(kāi)拓新市場(chǎng)；另一方面，傳統(tǒng)制造業(yè)亟需提升數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平以解決勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺、人力成本上升、柔性化生產(chǎn)能力瓶頸、市場(chǎng)響應(yīng)緩慢、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重等產(chǎn)業(yè)發(fā)展痛點(diǎn)。同時(shí)，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)的地方特色集聚現(xiàn)象愈發(fā)明顯，行業(yè)共性的智能化升級(jí)需求不斷顯現(xiàn)，并呈現(xiàn)出由點(diǎn)帶面加速落地的示范推廣效應(yīng)。我國(guó)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)企業(yè)基于對(duì)本土需求的深刻理解和更強(qiáng)的本地化技術(shù)服務(wù)能力，將在賦能傳統(tǒng)制造業(yè)，推動(dòng)轉(zhuǎn)型升級(jí)和智能化改造中發(fā)揮重要作用。我國(guó)制造業(yè)發(fā)展取得的成績(jī)（一）制造業(yè)總量躍居世界第一，成為名副其實(shí)的制造大國(guó)近年來(lái)我國(guó)制造業(yè)總體規(guī)模已居世界第一位，綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，不僅對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，而且成為支撐世界經(jīng)濟(jì)的重要力量。2014年，我國(guó)工業(yè)增加值達(dá)到22．8萬(wàn)億元，占GDP的比重達(dá)到35．85%。2013年我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)出占世界比重達(dá)到20．8%。在500余種主要工業(yè)產(chǎn)品中，我國(guó)有220多種產(chǎn)量位居世界第一。制造業(yè)的快速發(fā)展，直接促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度、質(zhì)量和效益，增強(qiáng)了我國(guó)在全球化格局中的國(guó)際分工地位。（二）突破了一批核心技術(shù)，形成了一批支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大裝備產(chǎn)品十幾年來(lái)，制造業(yè)各領(lǐng)域涌現(xiàn)出了一批較有影響、意義深遠(yuǎn)的重大成果。國(guó)內(nèi)發(fā)電設(shè)備裝機(jī)中國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組已達(dá)80%以上，年產(chǎn)千萬(wàn)噸級(jí)大型煉油廠設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%，國(guó)產(chǎn)100萬(wàn)千瓦超超臨界火電機(jī)組、國(guó)產(chǎn)750千伏交流輸變電成套設(shè)備已投入運(yùn)行。日產(chǎn)4000噸大型新型干法水泥生產(chǎn)線、60萬(wàn)噸乙烯、30萬(wàn)噸級(jí)合成氨、百萬(wàn)噸級(jí)鉀肥等一大批大型成套技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)自主化。神舟系列航天飛船的成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了載人航天工程的重大突破。蛟龍?zhí)栞d人潛水器研制和海試成功，標(biāo)志著中國(guó)躋身世界載人深潛先進(jìn)國(guó)家行列。（三）涌現(xiàn)出一批世界級(jí)的大企業(yè)，企業(yè)正在逐步成為技術(shù)創(chuàng)新主體2016年《財(cái)富》世界500強(qiáng)排行榜中，中國(guó)企業(yè)達(dá)110家，其中以工業(yè)為主的有50余家。社會(huì)創(chuàng)新要素不斷向企業(yè)集聚，工業(yè)企業(yè)研發(fā)投入快速增長(zhǎng)，自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。2015年，我國(guó)規(guī)模以上制造業(yè)研發(fā)投入強(qiáng)度達(dá)到0．91%；企業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)58．3萬(wàn)件，占國(guó)內(nèi)發(fā)明專利申請(qǐng)受理量的60．2％；企業(yè)獲得發(fā)明專利授權(quán)15．9萬(wàn)件，占國(guó)內(nèi)發(fā)明專利授權(quán)量的60．5％。企業(yè)作為市場(chǎng)主體，在自主創(chuàng)新中繼續(xù)發(fā)揮決定性作用。（四）初步形成了企業(yè)、高校、院所聯(lián)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系近年來(lái)，我國(guó)制造業(yè)加強(qiáng)科技創(chuàng)新、促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，取得了重要突破和實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，形成了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、較為完備的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。建設(shè)了一批國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究中心等科研基地；成立了一批國(guó)家產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，為我國(guó)制造業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展提供了重要保障。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展情況及發(fā)展趨勢(shì)（一）運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)高可靠性是指產(chǎn)品可在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，通常以平均無(wú)故障時(shí)間來(lái)界定。工業(yè)裝備能夠長(zhǎng)期、穩(wěn)定地可靠運(yùn)行是用戶的最基本要求?，F(xiàn)代工業(yè)場(chǎng)景下，裝備的系統(tǒng)復(fù)雜度提升，非確定性因素增加。作為裝備的大腦，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)需在面對(duì)各種作業(yè)環(huán)境和需求變化的情況下，消除整體系統(tǒng)的非確定性，保證裝備的長(zhǎng)期穩(wěn)定有效運(yùn)行。隨著運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，軟件的可靠性主要體現(xiàn)在其容錯(cuò)能力和代碼強(qiáng)健性上，而對(duì)于硬件來(lái)說(shuō)，在持續(xù)降低系統(tǒng)功耗的同時(shí)，提升其在各種嚴(yán)苛環(huán)境下（高溫高濕、超低溫和溫度沖擊、粉塵油污、腐蝕性氣體、金屬顆粒物、強(qiáng)電磁干擾等）的抗干擾能力、7×24小時(shí)運(yùn)行環(huán)境中抗疲勞強(qiáng)度、抗擾動(dòng)能力和信號(hào)鏈傳遞損失與補(bǔ)償?shù)取Ｗ鳛橹悄苤圃煅b備的核心基礎(chǔ)部件，高可靠性對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制器系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)基本的核心要求。一方面，在生產(chǎn)過(guò)程中需采用經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選測(cè)試的優(yōu)質(zhì)元器件，組裝過(guò)程也應(yīng)具備嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序，以確保裝備長(zhǎng)期使用時(shí)的高穩(wěn)定性和高可靠性。另一方面，運(yùn)行中控制系統(tǒng)的故障源經(jīng)常來(lái)自于各類(lèi)連接點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)部件擾動(dòng)。如何減少連接，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)安全，以更加緊湊的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的控制過(guò)程，在保證可靠性的同時(shí)，還要能夠支撐更加復(fù)雜的算力需求。實(shí)時(shí)性作為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，是指事件發(fā)生的時(shí)間確定性（相對(duì)與絕對(duì)的確定），以及在此基礎(chǔ)上數(shù)據(jù)處理的精準(zhǔn)和快速性，這對(duì)設(shè)備和任務(wù)間的時(shí)間同步精度，以及系統(tǒng)中的任務(wù)執(zhí)行效率提出了新的要求。實(shí)時(shí)性需要解決在保證運(yùn)動(dòng)控制事件的時(shí)間確定性情況下系統(tǒng)的冗余安全、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中信息實(shí)時(shí)交互、多時(shí)鐘源協(xié)同精準(zhǔn)補(bǔ)償，復(fù)雜系統(tǒng)相位控制中的高速信號(hào)處理和大型軟件的實(shí)時(shí)性處理等等。高速高精度是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在性能上永恒的追求，面對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景，高速高精的具體指標(biāo)有所不同，但總體指標(biāo)要基于被控對(duì)象的模型辨識(shí)，對(duì)速度和控制精度進(jìn)行自適應(yīng)和自優(yōu)化，取得綜合性全局最優(yōu)。類(lèi)似木桶效應(yīng)，一個(gè)系統(tǒng)的整體性能取決于最短的木板。輸入激勵(lì)信號(hào)源的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與被控對(duì)象響應(yīng)能力是否匹配，系統(tǒng)各控制環(huán)節(jié)的同步性，傳感反饋的物理分辨率精度，系統(tǒng)模型辨識(shí)的線性化能力，機(jī)械系統(tǒng)諧振頻率和動(dòng)剛度特征，關(guān)鍵部件熱傳導(dǎo)與熱輻射效應(yīng)，信號(hào)鏈完整度、擾動(dòng)頻域是否與工作頻域重合等，都會(huì)制約系統(tǒng)整體高速高精度性能指標(biāo)的達(dá)成，成為最短的那塊木板。（二）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)品及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)開(kāi)放性代表系統(tǒng)要為用戶打開(kāi)二次技術(shù)開(kāi)發(fā)、工藝快速迭代升級(jí)的技術(shù)路徑，并為用戶自身核心競(jìng)爭(zhēng)力構(gòu)建提供必要的技術(shù)手段。靈活性意指系統(tǒng)要能適應(yīng)各種復(fù)雜工藝要求的能力，既有性能上的深度和功能上的寬度，還要具備多源異構(gòu)系統(tǒng)的重構(gòu)便利性。易用性表示系統(tǒng)需具備人機(jī)交互的友好、直觀、簡(jiǎn)便，安裝調(diào)試的簡(jiǎn)潔、安全，運(yùn)行維護(hù)的可預(yù)測(cè)、便捷和低成本。在現(xiàn)代智能制造更高精度、效率和制程柔性化的需求下，未來(lái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的核心需求之一為實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性、靈活性、易用性的統(tǒng)一。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備采用的電機(jī)和I/O數(shù)量有限，往往采用一對(duì)一直連的方式連接。直連方式最大的問(wèn)題在于布線復(fù)雜，線纜使用量較大，同時(shí)傳輸信號(hào)極易受到干擾。為解決這些問(wèn)題，各裝備或部件廠商紛紛采用高速工業(yè)總線連接伺服驅(qū)動(dòng)器及運(yùn)動(dòng)控制器，網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)明顯。采用高速工業(yè)總線后，運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器和I/O模塊之間除了常規(guī)的控制命令及反饋信息傳遞外，還可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)器的各類(lèi)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜靈活的控制要求，設(shè)備連接的軸數(shù)和I/O數(shù)量也不斷增加。在數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢(shì)下，工業(yè)總線作為工業(yè)數(shù)字血管的重要性日益凸顯。逐漸成長(zhǎng)為現(xiàn)代工業(yè)體系內(nèi)一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，并作為智能制造體系的底層核心技術(shù)支撐，成為制造大國(guó)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。在新的工業(yè)體系中，工業(yè)數(shù)據(jù)成為制造業(yè)的血液，居于核心位置。以工業(yè)數(shù)據(jù)為脈絡(luò)，整個(gè)智能制造邏輯重構(gòu)為數(shù)據(jù)產(chǎn)生（工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)）、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)管理與價(jià)值發(fā)掘幾個(gè)環(huán)節(jié)。從制造效率及工業(yè)大數(shù)據(jù)安全可靠角度看，制造業(yè)領(lǐng)域必須完整實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場(chǎng)總線到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)全互聯(lián)的技術(shù)升級(jí)。未來(lái)工業(yè)場(chǎng)景下，對(duì)工業(yè)裝備的控制已經(jīng)不僅僅是幾個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)控制和邏輯控制，而是基于全互聯(lián)的綜合系統(tǒng)控制。從底層的智能傳感、控制決策、數(shù)據(jù)信息交互到基于多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的分析決策，全鏈打通，實(shí)現(xiàn)端到端、端到云的大系統(tǒng)閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)單臺(tái)裝備、柔性工作站和工作島及自動(dòng)化產(chǎn)線的綜合運(yùn)維成本降低、產(chǎn)品生命周期優(yōu)化、生產(chǎn)效率提升、節(jié)能環(huán)保等多方面的進(jìn)步。不同于過(guò)去Profinet、EtherCAT等工業(yè)上已經(jīng)具備的工業(yè)總線概念，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)全互聯(lián)（高速工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的安全與互聯(lián)互通）從標(biāo)準(zhǔn)、架構(gòu)、交互、數(shù)據(jù)、應(yīng)用和業(yè)務(wù)乃至生態(tài)等各個(gè)方面都要考慮安全可信體系的建立，還要考慮多主從架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全與高度同步、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路的多級(jí)實(shí)時(shí)與可靠性、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼叭ブ行幕?、分布式?shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)處理、共性模型算法提取與深化，以及智能算力分布等多維技術(shù)研發(fā)、耦合驗(yàn)證和復(fù)雜場(chǎng)景應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)我國(guó)運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)業(yè)根植于中國(guó)制造。一方面，深入實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力建設(shè)是我國(guó)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)；另一方面，中國(guó)擁有全球最完整的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，最豐富的工藝業(yè)態(tài)和最龐大的消費(fèi)群體。這兩點(diǎn)決定了中國(guó)智能制造，以及其核心基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期較快的高質(zhì)量發(fā)展，且中長(zhǎng)期看將整體達(dá)到乃至引領(lǐng)全球競(jìng)爭(zhēng)力水平。這是行業(yè)發(fā)展面臨的長(zhǎng)期機(jī)遇。運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)業(yè)是典型的人才與技術(shù)密集型行業(yè)，這既是行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壁壘，也是最大的發(fā)展挑戰(zhàn)：一方面，運(yùn)動(dòng)控制融合了軟件算法、電子、通信、光學(xué)、機(jī)械等多學(xué)科交叉的技術(shù)和人才，且需要長(zhǎng)期深入工業(yè)一線應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行不斷的知識(shí)反饋、經(jīng)驗(yàn)吸收和技術(shù)迭代，是基礎(chǔ)研究和應(yīng)用實(shí)踐緊密結(jié)合的高競(jìng)爭(zhēng)壁壘領(lǐng)域。另一方面，隨著產(chǎn)品和工藝裝備的精密度與復(fù)雜性的進(jìn)一步提高，技術(shù)綜合程度不斷增加，以及生產(chǎn)工藝過(guò)程日益成為一個(gè)各工序緊密聯(lián)系著的有機(jī)整體，現(xiàn)代智能制造對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才提出了更高的挑戰(zhàn)。當(dāng)前智能制造產(chǎn)業(yè)的高技能人才尤其是高端復(fù)合型人才緊缺嚴(yán)重，而高技能人才培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)，難度大，行業(yè)高素質(zhì)人才的緊缺一定程度上制約了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，亟需打造真正有效的產(chǎn)學(xué)研培育模式，滿足產(chǎn)業(yè)人才的迫切需求。增材制造重點(diǎn)解決增材制造領(lǐng)域微觀成形機(jī)理、工藝過(guò)程控制、缺陷特征分析等科學(xué)問(wèn)題，突破一批重點(diǎn)成形工藝及裝備產(chǎn)品，在航空航天、汽車(chē)能源、家電、生物醫(yī)療等領(lǐng)域開(kāi)展應(yīng)用，引領(lǐng)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。形成創(chuàng)新設(shè)計(jì)、材料及制備、工藝及裝備、核心零部件、計(jì)量、軟件、標(biāo)準(zhǔn)等相對(duì)完善的技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)體系，結(jié)合重大需求開(kāi)展應(yīng)用示范，具備開(kāi)展大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)。（一）增材制造控形控性的科學(xué)基礎(chǔ)探索增材制造自由成形過(guò)程的成形幾何精度、成形效率、材料組織結(jié)構(gòu)與性能的形成規(guī)律與關(guān)鍵影響因素和控制方法，為提升增材制造工藝技術(shù)和裝備設(shè)計(jì)水平提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)支撐，并為形成重大原創(chuàng)性增材制造新技術(shù)提供科學(xué)指引。（二）基于增材制造的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展基于增材制造工藝特性，融合力學(xué)、物理與化學(xué)多種功能的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，為結(jié)構(gòu)整體化、輕量化、高性能化和滿足聲、光、電、磁、熱等多功能化提供設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)軟件，支撐我國(guó)高端裝備的自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)和跨越式技術(shù)發(fā)展。（三）增材制造專用材料制備技術(shù)基于增材制造的工藝特性和應(yīng)用需求，開(kāi)展增材制造專用金屬和非金屬材料的設(shè)計(jì)與制備技術(shù)研究，最大限度地發(fā)揮增材制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)，大幅度拓