驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施建議

驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施建議

基于增材制造的工藝特性和應(yīng)用需求，開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，大幅度拓展增材制造的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域。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發(fā)，形成激光制造的完整產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)我國激光制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，大幅提升我國高端激光制造技術(shù)與裝備的國際競爭力。（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)域的國家重大需求，探索激光與材料相互作用的復(fù)雜物化過程，研究超快激光制造的新原理、新方法、新應(yīng)用。開展大功率激光/短波長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)鍵功能部件的國產(chǎn)化。針對(duì)高端制造用激光器的迫切需求，開展工業(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）波長激光器制造技術(shù)等方面的研究，開展激光器標(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)測與補(bǔ)償、激光制造過程精密在線檢測等裝備關(guān)鍵技術(shù)，開發(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，提升國產(chǎn)激光制造技術(shù)與裝備的競爭力。（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。運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)整體發(fā)展趨勢和發(fā)展驅(qū)動(dòng)力全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭聚焦制造業(yè)，智能制造成為全球主要工業(yè)國家的重點(diǎn)發(fā)展方向，智能制造產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的市場空間和發(fā)展前景。隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，新一代信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)等不斷突破，并與先進(jìn)制造技術(shù)加速融合，為制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展提供了歷史機(jī)遇。同時(shí)，國際環(huán)境日趨復(fù)雜，全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭更趨激烈，大國戰(zhàn)略博弈進(jìn)一步聚焦制造業(yè)，美國先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力戰(zhàn)略、德國國家工業(yè)戰(zhàn)略2030、日本社會(huì)5．0和歐盟工業(yè)5．0等以重振制造業(yè)為核心的發(fā)展戰(zhàn)略，均以智能制造為主要抓手，力圖搶占全球制造業(yè)新一輪競爭制高點(diǎn)。我國智能制造及其基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之裝備制造業(yè)近年來實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。根據(jù)賽迪顧問發(fā)布的《2019中國智能制造發(fā)展白皮書》數(shù)據(jù)，2015年至2019年，我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)保持較快的增長趨勢，年復(fù)合增長率達(dá)18．42%，2019年我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模已達(dá)17，775億元。國家對(duì)智能制造做了明確的中遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃?！秶窠?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出推動(dòng)制造業(yè)優(yōu)化升級(jí)、深入實(shí)施智能制造工程，發(fā)展服務(wù)型制造新模式，推動(dòng)制造業(yè)高端化智能化。《十四五智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出：到2025年，我國規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本普及數(shù)字化，重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)初步實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型；到2035年，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數(shù)字化，骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。綜上，智能制造是我國高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，發(fā)展前景廣闊，這也必定帶動(dòng)上游運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等核心基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的快速、高水平發(fā)展。隨著勞動(dòng)力成本的上升、人口紅利的減弱，我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求迫切，機(jī)器替代人已成為必然的發(fā)展方向，運(yùn)動(dòng)控制及智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著長期的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。我國經(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)要素成本正在上升，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，提質(zhì)增效已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要目標(biāo)。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，我國勞動(dòng)年齡人口比例由2012年的69．2%下降至2020年的63．4%，8年間降幅達(dá)5．8個(gè)百分點(diǎn)；相對(duì)應(yīng)的是我國制造業(yè)的年平均工資由2012年的4．17萬元快速增至2020年的8．28萬元，年復(fù)合增長率為8．95%。勞動(dòng)力成本的上升、人口紅利的減弱帶給我國制造業(yè)巨大的產(chǎn)業(yè)升級(jí)壓力，生產(chǎn)制造將必然向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，機(jī)器替代人成為不可逆的發(fā)展方向。在后疫情經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境下，我國乃至世界范圍內(nèi)的車間級(jí)設(shè)備數(shù)控化、自動(dòng)化、智能化、無人化改造需求益發(fā)旺盛。制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)將催生機(jī)器視覺、先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制器、高精度伺服系統(tǒng)、高性能減速器、工業(yè)軟件、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)制造底層性、基礎(chǔ)性技術(shù)的深度應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)作為智能制造的核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有持續(xù)快速發(fā)展的長期內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。除傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求外，我國以半導(dǎo)體、新能源、機(jī)器人、3C電子等為代表的新興制造需求快速增加，運(yùn)動(dòng)控制及智能制造的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，進(jìn)一步推動(dòng)了行業(yè)發(fā)展。我國已經(jīng)在新能源汽車、光伏、集成電路、通信設(shè)備、高端顯示器件、航空航天等高端制造領(lǐng)域形成具備一定競爭力的產(chǎn)業(yè)集群，產(chǎn)生對(duì)國產(chǎn)高端裝備和基礎(chǔ)核心技術(shù)的廣泛應(yīng)用場景。同時(shí)，傳統(tǒng)基礎(chǔ)制造業(yè)如紡織、印刷、物流、冶金等也在市場化規(guī)律下形成特色化產(chǎn)業(yè)集聚，并在全面人工替代、高速同步控制、分布式控制、傳統(tǒng)工藝數(shù)字化提煉等領(lǐng)域形成廣泛的智能化提升需求。新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來的是數(shù)萬億級(jí)的智能終端市場空間，進(jìn)而帶來的是萬億級(jí)的裝備制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模和數(shù)百億級(jí)的工業(yè)裝備核心部件市場規(guī)模。我國經(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。從制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆?qiáng)國，是我國制造業(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)，才能全面提升我國制造業(yè)水平。長期以來，我國制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)研究薄弱已經(jīng)成為制約制造業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。我國制造業(yè)向智能制造發(fā)展，必須依靠傳感、控制、通信、工業(yè)軟件等底層基礎(chǔ)技術(shù)的突破和深度應(yīng)用?！妒奈逯悄苤圃彀l(fā)展規(guī)劃》明確提出，要加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，攻克智能感知、高性能控制、人機(jī)協(xié)作、精益管控、供應(yīng)鏈協(xié)同等共性技術(shù)，針對(duì)感知、控制、決策、執(zhí)行等環(huán)節(jié)的短板弱項(xiàng)，要加強(qiáng)用產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新，突破一批基礎(chǔ)零部件和裝置。加強(qiáng)自主可控供給能力是我國智能制造發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)。《十四五智能制造發(fā)展規(guī)劃》明確提出，到2025年，我國的供給能力明顯增強(qiáng)，智能制造裝備和工業(yè)軟件技術(shù)水平和市場競爭力顯著提升，國內(nèi)市場滿足率要分別超過70%和50%。因此，在當(dāng)前的世界經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，我國智能制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控、將是長期的發(fā)展趨勢，運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)作為關(guān)鍵核心環(huán)節(jié)，將充分受益于進(jìn)程。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是智能制造裝備的大腦、工業(yè)控制的核心，在智能制造大力推進(jìn)、傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、新興制造需求快速增加以及等背景下，先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)融合了傳感、通信、控制、工業(yè)軟件、機(jī)構(gòu)優(yōu)化等多項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)，決定了工業(yè)現(xiàn)場核心裝備及關(guān)鍵工序的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，是高端裝備的核心基礎(chǔ)部件，也是智能制造落地的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。經(jīng)過多年發(fā)展，中國制造業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全世界最完整的全產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)，具有全世界最豐富的工藝業(yè)態(tài)和供應(yīng)鏈群和全世界最龐大的消費(fèi)群體。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)融于廣泛的新場景、新服務(wù)、新業(yè)態(tài)的現(xiàn)代智能制造場景中，呈持續(xù)增長的發(fā)展趨勢。結(jié)合有關(guān)運(yùn)動(dòng)控制器及伺服系統(tǒng)市場的研究數(shù)據(jù)，2019年我國運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的總體市場規(guī)模約為425億元。根據(jù)國際市場研究機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets發(fā)布的研究報(bào)告，2020年全球智能制造市場規(guī)模2，147億美元，預(yù)計(jì)到2025年將增至3，848億美元，復(fù)合增長率達(dá)到12．4%。據(jù)此假設(shè)按照運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)年復(fù)合增長率10%測算，2022年，我國運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)市場將接近570億元。中國制造業(yè)具備全球最完整的全產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)，但過于離散的制造業(yè)帶來人、財(cái)、物和能源的極大浪費(fèi)。疫情蔓延帶來的全球供應(yīng)鏈斷裂更加劇了全球制造業(yè)的離散度和中間消耗，國際制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分工模式面臨調(diào)整，區(qū)域化全鏈協(xié)作需求對(duì)制造產(chǎn)業(yè)布局影響明顯，產(chǎn)業(yè)鏈需要周期更短、響應(yīng)更快、靈活性和柔性更強(qiáng)；從消費(fèi)端來看，國產(chǎn)消費(fèi)產(chǎn)品正在蓬勃興起，個(gè)性化體驗(yàn)感的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、高質(zhì)量供給引領(lǐng)和創(chuàng)造新需求成為必然。受消費(fèi)和供應(yīng)兩端的需求變化拉動(dòng)，正在重構(gòu)的制造產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈將發(fā)揮中小制造型企業(yè)的靈活性，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能化手段拉通企業(yè)間的數(shù)據(jù)流、信息流，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通，節(jié)能降耗，提質(zhì)增效，全面無人化等，設(shè)備全生命周期綜合投資回報(bào)率的計(jì)算（一次性投入和綜合維護(hù)成本）取代固定資產(chǎn)一次性投資回報(bào)率的計(jì)算成為企業(yè)主關(guān)注的問題。這一系列的變化，在推動(dòng)整體制造業(yè)向精益管理綜合能力和全局效益的提升上發(fā)展，這是制造業(yè)智能化的關(guān)鍵價(jià)值，而作為智能制造核心實(shí)現(xiàn)路徑就是：在制造業(yè)關(guān)鍵工藝裝備和自動(dòng)化裝備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)自主可控的同時(shí)，通過運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的綜合能力提升，實(shí)現(xiàn)其長期穩(wěn)定可靠地工作、數(shù)據(jù)安全與智能地交互、遠(yuǎn)程故障診斷以及更高能效利用率。我國制造業(yè)發(fā)展取得的成績（一）制造業(yè)總量躍居世界第一，成為名副其實(shí)的制造大國近年來我國制造業(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，我國工業(yè)增加值達(dá)到22．8萬億元，占GDP的比重達(dá)到35．85%。2013年我國制造業(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)了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度、質(zhì)量和效益，增強(qiáng)了我國在全球化格局中的國際分工地位。（二）突破了一批核心技術(shù)，形成了一批支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大裝備產(chǎn)品十幾年來，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。國內(nèi)發(fā)電設(shè)備裝機(jī)中國產(chǎn)發(fā)電機(jī)組已達(dá)80%以上，年產(chǎn)千萬噸級(jí)大型煉油廠設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)90%，國產(chǎn)100萬千瓦超超臨界火電機(jī)組、國產(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、60萬噸乙烯、30萬噸級(jí)合成氨、百萬噸級(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)志著中國躋身世界載人深潛先進(jìn)國家行列。（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，自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。2015年，我國規(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)58．3萬件，占國內(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)15．9萬件，占國內(nèi)發(fā)明專利授權(quán)量的60．5％。企業(yè)作為市場主體，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，我國制造業(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)了一批國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家工程技術(shù)研究中心等科研基地；成立了一批國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，為我國制造業(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)產(chǎn)業(yè)鏈情況運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上游包括各類電子元器件，如IC芯片、PCB板、晶體管、電阻電容等。產(chǎn)業(yè)鏈的中游主要為運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、減速器和傳感器等核心部件的提供商或者運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)解決方案提供商。產(chǎn)業(yè)鏈的下游是各類智能制造裝備行業(yè)。十三五以來，通過試點(diǎn)示范應(yīng)用、系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商培育、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等多措并舉，我國制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)加速，供給能力不斷提升。在新興制造及傳統(tǒng)制造領(lǐng)域均涌現(xiàn)出大批領(lǐng)先的高端裝備制造企業(yè)，并發(fā)展出離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)等新模式新業(yè)態(tài)?！妒奈逯悄苤圃彀l(fā)展規(guī)劃》指出，要大力發(fā)展智能制造裝備、合力發(fā)展工業(yè)軟件產(chǎn)品、著力打造系統(tǒng)解決方案，推動(dòng)先進(jìn)工藝、信息技術(shù)與制造裝備深度融合，帶動(dòng)通用、專用智能制造裝備加速研制和迭代升級(jí)，到2025年實(shí)現(xiàn)研制1，000種先進(jìn)智能制造裝備的目標(biāo)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等高效加工與近凈成形成套裝備，航空航天大型復(fù)合材料智能鋪放、成形、加工和檢測成套裝備，高精度智能化熱/冷連軋成套裝備，百萬噸以上能化乙烯成套裝備，新型干法水泥全流程智能化生產(chǎn)線，食品高黏度流體灌裝智能成套裝備，連續(xù)式針織物/純滌綸織物印染成套裝備，滿足GMP要求的無菌原料藥智能成套裝備，極大規(guī)模集成電路制造成套裝備，新型平板顯示制造成套裝備等。融合數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能、VR/AR、5G、北斗等新技術(shù)的智能工控系統(tǒng)、智能工作母機(jī)、協(xié)作機(jī)器人等新型裝備。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)，中國半導(dǎo)體市場規(guī)模由2014年的917億美元增長至2019年的1，441億美元，2019年占全球半導(dǎo)體市場規(guī)模的34．95%。當(dāng)前的國際政經(jīng)環(huán)境及我國半導(dǎo)體自主可控的需求，帶動(dòng)了我國半導(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)、測試機(jī)、分選機(jī)和探針臺(tái)等在內(nèi)的封裝、測試設(shè)備等半導(dǎo)體裝備需求旺盛。根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）統(tǒng)計(jì)，2020年中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模達(dá)187．20億美元，同比增長39．18%。2009年至2020年，中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模復(fù)合增長率為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）的國產(chǎn)化率約為18．8%，其中集成電路設(shè)備國產(chǎn)化率僅為8%左右，未來空間巨大。（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。我國早在2013年就成為全球工業(yè)機(jī)器人的最大市場，當(dāng)年裝機(jī)量超過日本、美國、韓國、德國之總和。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）及中國機(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，我國工業(yè)機(jī)器人銷量由5．71萬臺(tái)增至15．60萬臺(tái)，年復(fù)合增長率達(dá)18．24%，2021年市場規(guī)模有望突破70億美元。2017年，我國工業(yè)機(jī)器人的國產(chǎn)化率約為29%，其中高端機(jī)器人國產(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)程度及長期穩(wěn)定可靠工作對(duì)一個(gè)國家制造業(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。中國制造業(yè)的規(guī)模決定中國數(shù)控高精密機(jī)床擁有廣闊的提升空間。但我國數(shù)控機(jī)床企業(yè)主要定位于中低端市場，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年我國低檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率約82%，中檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率約65%，高檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率僅約6%。我國國產(chǎn)機(jī)床并非沒有市場，而是因?yàn)槲覈悄苤圃燹D(zhuǎn)型升級(jí)需求和國產(chǎn)機(jī)床整體水平之間不平衡不匹配，從而抑制了國產(chǎn)機(jī)床消費(fèi)能力。《中國制造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)制造裝備國內(nèi)市場占有率超過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)國行列。未來我國機(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，激光加工裝備市場迎來持續(xù)穩(wěn)定的增長。根據(jù)《2021年中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》，我國2020年激光設(shè)備市場銷售收入已達(dá)692億元，2014年至2020年間年復(fù)合增長率達(dá)17．72%。但目前高端激光裝備的國產(chǎn)化率僅為10%。未來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的增長。（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)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。中國裝備制造業(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工業(yè)裝備。在新的發(fā)展階段，各類制造產(chǎn)業(yè)都迫切需要通過先進(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、開拓新市場；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。制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件圍繞制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件，開展基礎(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、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。（一）基礎(chǔ)件圍繞高速精密重載軸承開展軸承服役性能演變規(guī)律與失效機(jī)理等基礎(chǔ)理論、材料對(duì)性能影響規(guī)律和失效機(jī)理等研究，掌握高速、精密、重載軸承設(shè)計(jì)理論、壽命理論及試驗(yàn)方法，動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)技術(shù)與方法，掌握高鐵軸箱軸承、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸與齒輪箱軸承、機(jī)器人和機(jī)床精密軸承、特大型裝備靜壓軸承等設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和批量化制造核心技術(shù)，開展典型應(yīng)用示范。圍繞高參數(shù)齒輪及傳動(dòng)裝置開展高參數(shù)齒輪傳動(dòng)嚙合失效機(jī)理、特殊條件下齒輪副基本工作理論、研究，研究高速重載齒輪傳動(dòng)、輕合金齒輪、高性能蝸桿傳動(dòng)及新型機(jī)構(gòu)，基準(zhǔn)級(jí)別齒輪漸開線樣板設(shè)計(jì)與超精密制造和計(jì)量，突破高參數(shù)齒輪傳動(dòng)和精密減速器設(shè)計(jì)、制造和檢測共性關(guān)鍵技術(shù)，形成標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)高參數(shù)齒輪及傳動(dòng)裝置在民用航空裝備、工程機(jī)械、大型海洋裝備、高速列車、海上風(fēng)電、機(jī)器人等裝備的示范應(yīng)用。圍繞高端液壓件與密封件開展新型高功率重量比和高能量密度液壓件的設(shè)計(jì)方法研究，高參數(shù)液壓閥、泵等新結(jié)構(gòu)和新方法研究。研究密封可靠性設(shè)計(jì)、延壽、運(yùn)行試驗(yàn)技術(shù)，開發(fā)高性能檢測、可靠性評(píng)估和測試裝備，建立性能評(píng)價(jià)體系與標(biāo)準(zhǔn)。開發(fā)高壓力等級(jí)多路閥和液壓泵、大規(guī)格柱塞泵與比例流量閥、高效率靜液傳動(dòng)元件與系統(tǒng)、高參數(shù)密封件、液壓動(dòng)力總成系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)在工程機(jī)械與農(nóng)業(yè)機(jī)械、重型機(jī)械、航空航天、海洋工程裝備等示范應(yīng)用。（二）基礎(chǔ)制造工藝研究高活性金屬與鑄型界面反應(yīng)機(jī)制和成形方法、鑄造全流程精確控制、鑄造過程仿真與在線檢測等關(guān)鍵技術(shù)，掌握鈦合金、高溫合金鑄件精密鑄造技術(shù)、鑄鍛件近凈成形與精準(zhǔn)成形工藝，開展各類材料成形過程動(dòng)態(tài)仿真參數(shù)優(yōu)化技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)典型產(chǎn)品應(yīng)用示范。研究零件可控清潔熱處理工藝、真空等溫淬火熱處理工藝等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)清潔熱處理裝備，完善熱處理工藝數(shù)據(jù)庫。開發(fā)高溫耐蝕涂層技術(shù)、潤滑耐磨抗氧化表面工藝材料、工藝及表面處理裝備。研究高速干切基本機(jī)理和新型干切機(jī)床結(jié)構(gòu)，工藝參數(shù)優(yōu)化及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；研究微量潤滑作用機(jī)理和測試選用技術(shù)，低溫微量潤滑集成制造技術(shù)；環(huán)保清潔切削液配置技術(shù)。（三）工業(yè)性驗(yàn)證平臺(tái)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立精密齒輪及傳動(dòng)裝置、高壓大流量液壓元件、高參數(shù)密封件、高速重載軸承等關(guān)鍵基礎(chǔ)件性能及可靠性試驗(yàn)平臺(tái)，工業(yè)傳感器、智能儀器儀表性能及可靠性測試平臺(tái)，對(duì)相關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)、關(guān)鍵部件與產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。研究先進(jìn)制造工藝方法、工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，研究并整合國內(nèi)外制造工藝相關(guān)數(shù)據(jù)資源，建立健全制造基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)制造工藝資源環(huán)境屬性數(shù)據(jù)庫等。研發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集工具和知識(shí)庫管理系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)面向基礎(chǔ)工藝和典型產(chǎn)品全生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)工具。（四）制造過程安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究關(guān)鍵部件故障響應(yīng)安全機(jī)制、功能安全定量計(jì)算數(shù)學(xué)模型和定性評(píng)價(jià)體系等功能安全設(shè)計(jì)與評(píng)估驗(yàn)證技術(shù)；研究物理安全、功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全一體化融合的方法理論、制造系統(tǒng)安全一體化管控等安全一體化融合技術(shù)；研究安全威脅和攻擊機(jī)理分析與建模、實(shí)時(shí)攻擊隔離與抑制等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)；故障預(yù)測與健康管理（PHM）等測控產(chǎn)品安全可用關(guān)鍵技術(shù)研究；開展功能、網(wǎng)絡(luò)安全工業(yè)化試驗(yàn)驗(yàn)證，典型工業(yè)協(xié)議安全性分析驗(yàn)證，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全漏洞庫等研究。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展情況及發(fā)展趨勢（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，通常以平均無故障時(shí)間來界定。工業(yè)裝備能夠長期、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)于硬件來說，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)?。作為智能制造裝備的核心基礎(chǔ)部件，高可靠性對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制器系統(tǒng)來說是一項(xiàng)基本的核心要求。一方面，在生產(chǎn)過程中需采用經(jīng)過嚴(yán)格篩選測試的優(yōu)質(zhì)元器件，組裝過程也應(yīng)具備嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序，以確保裝備長期使用時(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)常來自于各類連接點(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)展趨勢開放性代表系統(tǒng)要為用戶打開二次技術(shù)開發(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爭力構(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、簡便，安裝調(diào)試的簡潔、安全，運(yùn)行維護(hù)的可預(yù)測、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，成為制造大國產(chǎn)業(yè)競爭的戰(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）、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)場總線到工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)全互聯(lián)的技術(shù)升級(jí)。未來工業(yè)場景下，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)場全互聯(lián)（高速工業(yè)現(xiàn)場網(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)雜場景應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)行業(yè)概況（一）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基本概述以反饋控制為核心、機(jī)構(gòu)為被控對(duì)象、數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是人類發(fā)明和制造機(jī)器的過程中發(fā)展起來的一門科學(xué)技術(shù)。人類通過運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)來制造更有序、高效、高速、精密、穩(wěn)定和可靠的好機(jī)器。機(jī)器改變世界，而運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)改變機(jī)器設(shè)計(jì)與制造，是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的制器之技。現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展起源于工業(yè)革命后對(duì)蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)等各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行精確控制的想法。得益于現(xiàn)代控制理論、微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一，并已廣泛應(yīng)用于微電子、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、電子加工和檢測、生產(chǎn)自動(dòng)化等各類工業(yè)制造領(lǐng)域。在現(xiàn)代化工業(yè)時(shí)代，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用水平是衡量一個(gè)國家裝備自動(dòng)化、智能化水平的標(biāo)志，體現(xiàn)了制造業(yè)的發(fā)展水平和市場競爭力。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是智能制造裝備的核心基礎(chǔ)部件，決定了裝備的精度、效率，是不同品牌裝備形成差異化的重要環(huán)節(jié)。從基本結(jié)構(gòu)上看，典型的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括控制器、驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)（執(zhí)行器）和傳感器三大部件。其具體功能是在復(fù)雜條件下，將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)高速、高精度的軌跡和位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制或力控制。其中，運(yùn)動(dòng)控制器相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的大腦，驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)相當(dāng)于心臟和血管，傳感器則是神經(jīng)系統(tǒng)的感知單元。而機(jī)械系統(tǒng)就是承載任務(wù)的四肢。運(yùn)動(dòng)控制器向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制指令，驅(qū)動(dòng)器將其轉(zhuǎn)化為能夠運(yùn)行電機(jī)的電流，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)工作機(jī)械（負(fù)載）實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，電機(jī)和機(jī)械系統(tǒng)的多種傳感器經(jīng)過信號(hào)處理將實(shí)時(shí)信息反饋給控制器，控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分集成，硬件即工業(yè)控制板卡，包括主控單元、信號(hào)處理等部分，軟件包括運(yùn)動(dòng)控制算法、邏輯任務(wù)、系統(tǒng)調(diào)度及相關(guān)工業(yè)應(yīng)用軟件。硬件的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)，軟件、算法的優(yōu)劣，共同決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的精度、效率。在硬件的差異化不明顯的情況下，軟件算法是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。運(yùn)動(dòng)控制軟件可在使用過程中通過升級(jí)來提升性能或改變用途，從而使智能化裝備具有真正的柔性。在裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，整體制造業(yè)向精益管理綜合能力和全局效益提升方向發(fā)展的背景下，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心指標(biāo)就應(yīng)包括：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的整體可靠性、穩(wěn)定性，適用于不同應(yīng)用場景的性能和功能指標(biāo)（高速高精、高實(shí)時(shí)性和高帶寬等）和快速二次開發(fā)能力，以及人機(jī)交互的友好、易用與可重構(gòu)，針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的預(yù)測性維護(hù)（智能感知與故障診斷）能力，與產(chǎn)線及周邊設(shè)備交互并參與整體節(jié)拍效率、產(chǎn)能以及供應(yīng)鏈的決策等。（二）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)核心部件運(yùn)動(dòng)控制器是指以邏輯控制單元為核心，以傳感器為信號(hào)敏感元件，以電機(jī)或動(dòng)力裝置和執(zhí)行單元為控制對(duì)象的一種控制裝置，其主要任務(wù)是根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制的要求和傳感器件的信號(hào)進(jìn)行必要的邏輯、數(shù)學(xué)運(yùn)算，為電機(jī)或其它動(dòng)力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號(hào)。運(yùn)動(dòng)控制器由硬件、固件、軟件等組成，其中硬件部分包括微處理器、存儲(chǔ)器、接口電路、通信接口、電源等；固件是指固化在微處理器、存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件等元件中的軟件；軟件部分由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制指令編譯器、運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)的預(yù)處理及優(yōu)化、運(yùn)動(dòng)控制函數(shù)、通信管理等模塊構(gòu)成。運(yùn)動(dòng)控制器負(fù)責(zé)向伺服系統(tǒng)等部件傳遞控制指令，是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心模塊，其性能直接決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能水平。運(yùn)動(dòng)控制器可分為插卡式運(yùn)動(dòng)控制器、嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器和網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器。插卡式運(yùn)動(dòng)控制器又稱為PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器，以板卡形態(tài)存在，通常采用高性能DSP和FPGA作為核心處理器。用戶通常以PC機(jī)作為信息處理平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)控制器以插卡形式嵌入PC機(jī)，即PC+運(yùn)動(dòng)控制器的模式，將PC機(jī)的信息處理能力和開放式的特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)控制能力有機(jī)地結(jié)合在一起，可實(shí)現(xiàn)高性能多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制和高速點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制。國內(nèi)市場主要代表廠商包括固高科技、雷賽智能、美國泰道、翠歐、眾為興等。以工業(yè)計(jì)算機(jī)的形態(tài)存在，集成了工業(yè)計(jì)算機(jī)和插卡式運(yùn)動(dòng)控制器。在延續(xù)了插卡式運(yùn)動(dòng)控制器運(yùn)動(dòng)控制性能的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)普通PC機(jī)的基本功能，是用戶理想的嵌入式一體化解決方案，也是運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)展的重要方向。國內(nèi)市場主要代表廠商包括FANUC、固高科技、翠歐、ACS等。網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器的形態(tài)可以是插卡式，也可以是嵌入式，或者是獨(dú)立運(yùn)行模式。其與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的鏈接是采用各類工業(yè)總線形式，如Ethercat、Profinet、DeviceNet、Sercos、CC-Link、RTEX、MII/III。過去由于工業(yè)總線均來自歐美和日本，所以網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器基本為國外壟斷，主要廠家包括倍福、西門子、施耐德、三菱、松下、安川等。固高科技著力發(fā)展我國自主可控的多主從等環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)gLink系列，自2016年陸續(xù)推出各種形式的系列產(chǎn)品。伺服系統(tǒng)是一種能對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)按預(yù)定要求進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角），實(shí)現(xiàn)輸出變量精確跟隨或復(fù)現(xiàn)輸入變量。伺服系統(tǒng)通常由驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)器是用來控制電機(jī)的一種裝置，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)，一般通過位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位。電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，可精準(zhǔn)控制速度，位置，可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。交流伺服系統(tǒng)依據(jù)不同的電機(jī)運(yùn)行原理分為永磁同步交流伺服系統(tǒng)、感應(yīng)交流伺服系統(tǒng)、磁阻同步交流伺服系統(tǒng)和無刷直流伺服系統(tǒng)，當(dāng)前市場以永磁同步電機(jī)及無刷直流伺服電機(jī)為主。交流伺服電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)器磁場換向?qū)崿F(xiàn)電流的精確通知，同時(shí)它具備轉(zhuǎn)矩密度大、效率高、力矩大，響應(yīng)快，可靠性高等特點(diǎn)，在工業(yè)場景得到廣泛應(yīng)用。直流伺服系統(tǒng)由直流伺服驅(qū)動(dòng)器和直流伺服電機(jī)組合構(gòu)成。直流伺服電機(jī)通過電刷進(jìn)行換向，驅(qū)動(dòng)器只需輸出正負(fù)直流電機(jī)即可驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反運(yùn)行。由于直流電機(jī)的輸出特性，它的力矩線性、平穩(wěn)，通常被用在高精密的控制領(lǐng)域。同時(shí)，直流伺服電機(jī)可配備編碼器形成閉環(huán)系統(tǒng)。因此，直流伺服系統(tǒng)可準(zhǔn)確掌握電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)精確的定位。步進(jìn)系統(tǒng)由步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)組合構(gòu)成，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收指令信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)固定的角度，因此可通過驅(qū)動(dòng)器發(fā)出的控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。步進(jìn)系統(tǒng)通常為開環(huán)系統(tǒng)，在步進(jìn)電機(jī)添加編碼器后也可形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造以推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)、服務(wù)與制造融合發(fā)展為主線，以重塑制造業(yè)技術(shù)體系、生產(chǎn)模式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)和價(jià)值鏈以及促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)為目標(biāo)，探索一批引領(lǐng)發(fā)展的制造與服務(wù)新模式，突破一批網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造理論、關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)一批互聯(lián)網(wǎng)+協(xié)同制造工業(yè)軟件，創(chuàng)建一批互聯(lián)網(wǎng)+制造服務(wù)平臺(tái)。（一）網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式與理論圍繞推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)、服務(wù)業(yè)與制造業(yè)融合發(fā)展以及打造智慧企業(yè)的創(chuàng)新需求，探索云制造等網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造新模式；研究智慧空間與工業(yè)大數(shù)據(jù)、服務(wù)型制造與制造服務(wù)融合等前沿理論；研發(fā)與構(gòu)建產(chǎn)品全生命周期制造服務(wù)融合、多模式智能供應(yīng)鏈、服務(wù)價(jià)值鏈協(xié)同、多學(xué)科支撐的工業(yè)大數(shù)據(jù)精