工業(yè)自動化組件產(chǎn)業(yè)策劃方案

工業(yè)自動化組件產(chǎn)業(yè)策劃方案

綠色發(fā)展理念逐步成為共識，激勵制造企業(yè)開始重視綠色技術(shù)在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、銷售服務(wù)和回收利用等產(chǎn)品全生命周期中的應(yīng)用，創(chuàng)新高效、節(jié)能、環(huán)保和可循環(huán)的新型制造工藝和裝備，不斷降低資源消耗和環(huán)境影響，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化，符合經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的低碳環(huán)保和循環(huán)利用要求。制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，是富國之基、強國之本。我國經(jīng)濟社會各領(lǐng)域的發(fā)展，要求制造業(yè)提供更先進的生產(chǎn)技術(shù)水平、高品質(zhì)的消費產(chǎn)品、自主可控的重大技術(shù)裝備。從制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆妵俏覈圃鞓I(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。發(fā)展先進制造技術(shù)，增強制造領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力和整體實力，推進制造質(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，這是提升我國綜合國力、保障國家安全、建設(shè)世界強國的必由之路。運動控制系統(tǒng)行業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展情況（一）運動控制系統(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)濟和社會發(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)計組織（WSTS）統(tǒng)計數(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、貼片機、焊線機、劃片機、倒裝機、切筋成型設(shè)備、清洗機、測試機、分選機和探針臺等在內(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（SEMI）統(tǒng)計，2020年中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模達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）運動控制系統(tǒng)工業(yè)機器人行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況工業(yè)機器人廣泛應(yīng)用于機械制造、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、實現(xiàn)智能制造的重要抓手。工業(yè)機器人包括多關(guān)節(jié)機這人、SCARA機器人、坐標(biāo)機器人、并聯(lián)機器人等多種類型，隨著技術(shù)不斷成熟，工業(yè)機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)機器人的最大市場，當(dāng)年裝機量超過日本、美國、韓國、德國之總和。根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）及中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CRIA）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2014年至2020年間，我國工業(yè)機器人銷量由5．71萬臺增至15．60萬臺，年復(fù)合增長率達18．24%，2021年市場規(guī)模有望突破70億美元。2017年，我國工業(yè)機器人的國產(chǎn)化率約為29%，其中高端機器人國產(chǎn)化率為17．5%，空間同樣巨大。（三）運動控制系統(tǒng)數(shù)控機床行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況數(shù)控機床是裝備制造的工業(yè)母機，機床產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、加工效率、精準(zhǔn)程度及長期穩(wěn)定可靠工作對一個國家制造業(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)控機床等智能制造裝備，這將有力推動高速、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)控高精密機床擁有廣闊的提升空間。但我國數(shù)控機床企業(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)控機床國產(chǎn)化率約82%，中檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率約65%，高檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率僅約6%。我國國產(chǎn)機床并非沒有市場，而是因為我國智能制造轉(zhuǎn)型升級需求和國產(chǎn)機床整體水平之間不平衡不匹配，從而抑制了國產(chǎn)機床消費能力?！吨袊圃?025》規(guī)劃中明確提出高端數(shù)控機床與基礎(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)控機床與基礎(chǔ)制造裝備總體進入世界強國行列。未來我國機床行業(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)價值約占高端數(shù)控機床成本的20%-40%，發(fā)展空間巨大。（四）運動控制系統(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)展報告》，我國2020年激光設(shè)備市場銷售收入已達692億元，2014年至2020年間年復(fù)合增長率達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，而運動控制系統(tǒng)是激光加工裝備的關(guān)鍵功能部件，是推動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）運動控制系統(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)展對我國國民經(jīng)濟發(fā)展具有深遠影響。中國裝備制造業(yè)的提升不僅僅是在半導(dǎo)體、數(shù)控機床、工業(yè)機器人、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制造技術(shù)實現(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)進行智能分析，實現(xiàn)運維、能耗、產(chǎn)能、效率、質(zhì)量等多維度價值提升。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)濟環(huán)境下對高品質(zhì)、定制化和快速服務(wù)響應(yīng)的需求，需要對自身進行智能化升級改造，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力嚴重短缺、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)化嚴重等產(chǎn)業(yè)發(fā)展痛點。同時，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)共性的智能化升級需求不斷顯現(xiàn)，并呈現(xiàn)出由點帶面加速落地的示范推廣效應(yīng)。我國運動控制系統(tǒng)企業(yè)基于對本土需求的深刻理解和更強的本地化技術(shù)服務(wù)能力，將在賦能傳統(tǒng)制造業(yè)，推動轉(zhuǎn)型升級和智能化改造中發(fā)揮重要作用。增材制造重點解決增材制造領(lǐng)域微觀成形機理、工藝過程控制、缺陷特征分析等科學(xué)問題，突破一批重點成形工藝及裝備產(chǎn)品，在航空航天、汽車能源、家電、生物醫(yī)療等領(lǐng)域開展應(yīng)用，引領(lǐng)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。形成創(chuàng)新設(shè)計、材料及制備、工藝及裝備、核心零部件、計量、軟件、標(biāo)準(zhǔn)等相對完善的技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)體系，結(jié)合重大需求開展應(yīng)用示范，具備開展大規(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)計水平提供堅實的科學(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)計方法和設(shè)計軟件，支撐我國高端裝備的自主創(chuàng)新設(shè)計和跨越式技術(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，開展增材制造專用金屬和非金屬材料的設(shè)計與制備技術(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。（四）增材制造的核心裝備設(shè)計與制造技術(shù)針對激光/電子束選區(qū)熔化、激光選區(qū)燒結(jié)、高能束金屬沉積成形、光固化、激光沉積打印、微滴噴射3D打印、熔融沉積造型等已經(jīng)展示重大產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用價值的增材制造技術(shù)，開展相關(guān)裝備設(shè)計與制造技術(shù)的深入研究，占據(jù)增材制造產(chǎn)業(yè)價值鏈的高端。（五）評價體系與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)研究制定增材制造的材料標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、裝備標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等7個方面的標(biāo)準(zhǔn)體系，為增材制造的廣泛產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，并顯著增強我國增材制造技術(shù)的國際競爭力。我國制造業(yè)發(fā)展對科技創(chuàng)新的需求粗放式發(fā)展道路已經(jīng)無法適應(yīng)我國制造業(yè)的發(fā)展，通過科技創(chuàng)新提高制造業(yè)競爭力是必由之路。在當(dāng)前我國制造業(yè)實施戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，制造業(yè)健康快速發(fā)展對科技創(chuàng)新工作提出了明確的需求。（一）加強制造基礎(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)鍵工藝研究都沒有掌握自主核心技術(shù)，工藝裝備、測試與實驗裝備、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）亟需加強制造企業(yè)經(jīng)營管理模式創(chuàng)新我國制造企業(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)并沒有從根本上改變以產(chǎn)品為中心的傳統(tǒng)制造模式，無法適應(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)過程智能化、咨詢服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的水平制約著中國制造業(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)展中國家轉(zhuǎn)移，我國裝備制造業(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)的競爭力。（四）亟需加強新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵裝備的研發(fā)我國新興產(chǎn)業(yè)所需裝備的需求缺口較大。光電子、先進光伏電池設(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，試驗設(shè)計能力較欠缺、技術(shù)集成能力薄弱、制造裝備進口依賴大，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)材的先進基礎(chǔ)制造工藝和自動化、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際先進水平相比存在較大差距。亟需發(fā)展先進綠色制造技術(shù)與產(chǎn)品，突破制造業(yè)綠色產(chǎn)品設(shè)計、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。智能機器人推動機器人產(chǎn)業(yè)與人工智能等新一代信息技術(shù)深度融合，突破共性關(guān)鍵技術(shù)，形成具有國際競爭力的機器人產(chǎn)品，協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、技術(shù)驗證平臺與系統(tǒng)建設(shè)、以及典型示范應(yīng)用，支撐我國機器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)向高端發(fā)展。（一）智能機器人基礎(chǔ)前沿技術(shù)結(jié)合機器人與以人工智能為代表的新一代信息技術(shù)深度融合的國際發(fā)展趨勢，開展機構(gòu)/材料/驅(qū)動/傳感/控制與仿生的創(chuàng)新技術(shù)、智能機器人感知與認知技術(shù)、智能機器人學(xué)習(xí)與智能增殖技術(shù)、人機自然交互與協(xié)作共融技術(shù)等重大基礎(chǔ)前沿技術(shù)研究，搭建機器人技術(shù)驗證平臺系統(tǒng)，開展試驗驗證，取得原創(chuàng)性創(chuàng)新成果，為我國新一代智能機器人提供技術(shù)支撐。（二）智能機器人共性關(guān)鍵技術(shù)以攻克制約我國機器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)為目標(biāo)，開展高性能機器人核心零部件（RV減速器、諧波減速器、伺服電機與驅(qū)動器、機器人控制器）、專用傳感器、軟件體系及多任務(wù)操作系統(tǒng)、功能軟件、計量測試/安全與可靠性、應(yīng)用工藝及系統(tǒng)集成等共性關(guān)鍵技術(shù)研究，建立機器人安全性與可靠性技術(shù)體系，機器人性能達到國際同類產(chǎn)品水平，解決我國機器人產(chǎn)業(yè)空心化問題，提升國產(chǎn)機器人的國際競爭力。（三）新一代機器人技術(shù)與平臺開展主/被動結(jié)合新型機構(gòu)與驅(qū)動、模塊化柔順關(guān)節(jié)、關(guān)節(jié)變剛度彈性驅(qū)動、生物-機械界面與接口的人機相容性設(shè)計、人機安全共存、智能交互、協(xié)同作業(yè)等新一代機器人核心技術(shù)研究，研制以協(xié)作型多自由度輕型臂、協(xié)作型雙臂機器人、移動操作臂等為代表的新一代互助協(xié)作型作業(yè)機器人和以上肢外骨骼、下肢外骨骼、全身外骨骼等為代表的新一代人體行為增強型機器人試驗樣機系統(tǒng)，為后續(xù)產(chǎn)品化奠定技術(shù)基礎(chǔ)，實現(xiàn)新一代機器人技術(shù)研究與世界同步，搶占技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制高點。（四）機器人關(guān)鍵產(chǎn)品/平臺/系統(tǒng)研發(fā)研發(fā)新型作業(yè)機器人、醫(yī)療/康復(fù)機器人、面向老年人/殘障人士的生活輔助機器人、特殊環(huán)境服役自主作業(yè)機器人、機器人云端在線服務(wù)平臺、機器人智能作業(yè)技術(shù)及系統(tǒng)等高端機器人關(guān)鍵產(chǎn)品/平臺/系統(tǒng)，豐富我國機器人產(chǎn)品種類，完善我國機器人產(chǎn)品譜系建設(shè)，提升我國機器人的整體性能與智能水平，創(chuàng)新服務(wù)領(lǐng)域和商業(yè)模式，支撐我國機器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)向高端發(fā)展，徹底轉(zhuǎn)變低水平重復(fù)的局面。（五）系統(tǒng)集成與應(yīng)用推進我國機器人面向制造業(yè)典型行業(yè)/重點領(lǐng)域、醫(yī)療/康復(fù)、助老助殘/智慧家庭/社會服務(wù)、安全與救援/科學(xué)工程等行業(yè)/領(lǐng)域的系統(tǒng)集成與應(yīng)用，實現(xiàn)我國機器人技術(shù)與產(chǎn)品在國家重點行業(yè)/領(lǐng)域高端應(yīng)用和典型領(lǐng)域拓展應(yīng)用，提高國產(chǎn)機器人國際競爭力，為國產(chǎn)機器人產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)，加速推進我國智能機器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。運動控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈情況運動控制系統(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)鏈的中游主要為運動控制器、驅(qū)動器、電機、減速器和傳感器等核心部件的提供商或者運動控制系統(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)模個性化定制、遠程運維服務(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，推動先進工藝、信息技術(shù)與制造裝備深度融合，帶動通用、專用智能制造裝備加速研制和迭代升級，到2025年實現(xiàn)研制1，000種先進智能制造裝備的目標(biāo)。汽車發(fā)動機、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、協(xié)作機器人等新型裝備。運動控制系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展情況及發(fā)展趨勢（一）運動控制行業(yè)技術(shù)特點及技術(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)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，通常以平均無故障時間來界定。工業(yè)裝備能夠長期、穩(wěn)定地可靠運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，運動控制系統(tǒng)需在面對各種作業(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)定有效運行。隨著運動控制系統(tǒng)設(shè)計更加復(fù)雜，軟件的可靠性主要體現(xiàn)在其容錯能力和代碼強健性上，而對于硬件來說，在持續(xù)降低系統(tǒng)功耗的同時，提升其在各種嚴苛環(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、強電磁干擾等）的抗干擾能力、7×24小時運行環(huán)境中抗疲勞強度、抗擾動能力和信號鏈傳遞損失與補償?shù)取Ｗ鳛橹悄苤圃煅b備的核心基礎(chǔ)部件，高可靠性對于運動控制器系統(tǒng)來說是一項基本的核心要求。一方面，在生產(chǎn)過程中需采用經(jīng)過嚴格篩選測試的優(yōu)質(zhì)元器件，組裝過程也應(yīng)具備嚴格的質(zhì)量控制程序，以確保裝備長期使用時的高穩(wěn)定性和高可靠性。另一方面，運行中控制系統(tǒng)的故障源經(jīng)常來自于各類連接點和運動部件擾動。如何減少連接，強化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r安全，以更加緊湊的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)更加復(fù)雜的控制過程，在保證可靠性的同時，還要能夠支撐更加復(fù)雜的算力需求。實時性作為運動控制系統(tǒng)的一項重要性能指標(biāo)，是指事件發(fā)生的時間確定性（相對與絕對的確定），以及在此基礎(chǔ)上數(shù)據(jù)處理的精準(zhǔn)和快速性，這對設(shè)備和任務(wù)間的時間同步精度，以及系統(tǒng)中的任務(wù)執(zhí)行效率提出了新的要求。實時性需要解決在保證運動控制事件的時間確定性情況下系統(tǒng)的冗余安全、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中信息實時交互、多時鐘源協(xié)同精準(zhǔn)補償，復(fù)雜系統(tǒng)相位控制中的高速信號處理和大型軟件的實時性處理等等。高速高精度是運動控制系統(tǒng)在性能上永恒的追求，面對不同應(yīng)用場景，高速高精的具體指標(biāo)有所不同，但總體指標(biāo)要基于被控對象的模型辨識，對速度和控制精度進行自適應(yīng)和自優(yōu)化，取得綜合性全局最優(yōu)。類似木桶效應(yīng)，一個系統(tǒng)的整體性能取決于最短的木板。輸入激勵信號源的運動規(guī)劃與被控對象響應(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)模型辨識的線性化能力，機械系統(tǒng)諧振頻率和動剛度特征，關(guān)鍵部件熱傳導(dǎo)與熱輻射效應(yīng)，信號鏈完整度、擾動頻域是否與工作頻域重合等，都會制約系統(tǒng)整體高速高精度性能指標(biāo)的達成，成為最短的那塊木板。（二）運動控制系統(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)需具備人機交互的友好、直觀、簡便，安裝調(diào)試的簡潔、安全，運行維護的可預(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，未來運動控制系統(tǒng)發(fā)展的核心需求之一為實現(xiàn)開放性、靈活性、易用性的統(tǒng)一。傳統(tǒng)機械設(shè)備采用的電機和I/O數(shù)量有限，往往采用一對一直連的方式連接。直連方式最大的問題在于布線復(fù)雜，線纜使用量較大，同時傳輸信號極易受到干擾。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)動器及運動控制器，網(wǎng)絡(luò)化趨勢明顯。采用高速工業(yè)總線后，運動控制器、伺服驅(qū)動器和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)需要實時調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動器的各類參數(shù)，從而實現(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)一個獨立的產(chǎn)業(yè)細分領(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。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)管理與價值發(fā)掘幾個環(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。未來工業(yè)場景下，對工業(yè)裝備的控制已經(jīng)不僅僅是幾個軸的運動控制和邏輯控制，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，實現(xiàn)端到端、端到云的大系統(tǒng)閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)單臺裝備、柔性工作站和工作島及自動化產(chǎn)線的綜合運維成本降低、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)