運(yùn)動控制核心部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動意見

運(yùn)動控制核心部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動意見

重點(diǎn)解決高端裝備產(chǎn)品質(zhì)量較差、檔次不高，缺乏核心工藝，智能化程度不足，可靠性及精度保持性難題，研制一批代表性智能加工裝備、先進(jìn)工藝裝備和重大智能成套裝備，支撐我國高端裝備向高精尖和智能化互聯(lián)方向發(fā)展，引領(lǐng)裝備的智能化升級。運(yùn)動控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈情況運(yùn)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(yùn)動控制器、驅(qū)動器、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(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，推動先進(jìn)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(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。新型電子制造關(guān)鍵裝備面向?qū)捊麕О雽?dǎo)體器件、光通訊器件、MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）器件、功率電子器件、新型顯示、半導(dǎo)體照明、高效光伏等泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的巨大市場需求，開展關(guān)鍵裝備與工藝的研究，重點(diǎn)解決電子器件關(guān)鍵材料裝備、器件制造裝備等高端裝備缺乏關(guān)鍵技術(shù)、可靠性低、工藝開發(fā)不足等問題，推動新技術(shù)研發(fā)與關(guān)鍵裝備研發(fā)的協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建高端電子制造裝備自主創(chuàng)新體系。（一）寬禁帶半導(dǎo)體/半導(dǎo)體照明等關(guān)鍵裝備研究針對碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等為代表的寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)對關(guān)鍵制造裝備的需求，開展大尺寸（6吋）寬禁帶半導(dǎo)體材料制備、器件制造、性能檢測等關(guān)鍵裝備與工藝研究。針對高亮度半導(dǎo)體照明（LED、OLED）大生產(chǎn)線對制造裝備的需求，開展大產(chǎn)能材料制備、器件制造、性能檢測等關(guān)鍵裝備研發(fā)，掌握核心技術(shù)與工藝，滿足大生產(chǎn)線要求。（二）光通訊器件關(guān)鍵裝備及工藝研究針對光通訊器件制造對裝備的需求，重點(diǎn)圍繞硅基光電子芯片工藝裝備、InP（銦磷）基等光電子芯片工藝裝備、光纖器件工藝裝備、光電子器件耦合封裝等關(guān)鍵裝備等開展研究，掌握核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用，提升國內(nèi)光通訊器件制造能力及工藝水平。（三）MEMS器件/電力電子器件等關(guān)鍵裝備與工藝研究針對MEMS器件、電力電子器件等領(lǐng)域?qū)ρb備的特殊工藝需求，開展材料制備、芯片制造、特種封裝、性能檢測等關(guān)鍵裝備與工藝的研發(fā)，掌握關(guān)鍵技術(shù)、開發(fā)特色工藝，提高國產(chǎn)裝備的工藝適應(yīng)性及可靠性。研究基于國產(chǎn)裝備為主的成套工藝，完成對國產(chǎn)裝備的工藝優(yōu)化、可靠性驗(yàn)證及集成應(yīng)用，打造自主產(chǎn)業(yè)鏈，提升產(chǎn)業(yè)競爭力。（四）高效光伏電池關(guān)鍵裝備及工藝研究針對下一代高效光伏電池技術(shù)（PERC、HIT、黑硅電池等）對關(guān)鍵裝備及工藝的需求，開展大產(chǎn)能、高轉(zhuǎn)換效率光伏電池制造工藝裝備、自動化制造裝備、核心工藝等研究，降低電池片制造成本，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到國際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)批量銷售。（五）新材料，新器件關(guān)鍵電子裝備與核心部件研究針對石墨烯、碳基電子器件、柔性顯示、光互聯(lián)等國際上不斷出現(xiàn)的新材料、新器件、新工藝對半導(dǎo)體技術(shù)相關(guān)的裝備需求，開展面向電子器件應(yīng)用石墨烯材料制備裝備、大面積轉(zhuǎn)移裝備、石墨烯電子器件制造裝備、柔性顯示有機(jī)膜材料制備裝備、柔性顯示有機(jī)器件制造及檢測裝備、碳基電子器件制造裝備、光互聯(lián)器件制備裝備、高密度封裝等方面的關(guān)鍵裝備開發(fā)，滿足研發(fā)或產(chǎn)業(yè)化需求，推動新技術(shù)研發(fā)與裝備研發(fā)的協(xié)同發(fā)展。運(yùn)動控制系統(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(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、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（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5．71萬臺增至15．60萬臺，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(jī)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(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?！吨袊圃?025》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(yùn)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(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(jìn)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(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)動控制系統(tǒng)企業(yè)基于對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)，推動轉(zhuǎn)型升級和智能化改造中發(fā)揮重要作用。我國制造業(yè)自身存在的問題（一）自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)我國是制造業(yè)大國，但多數(shù)制造企業(yè)在國際產(chǎn)業(yè)鏈分工中仍處于制造—加工—組裝低技術(shù)含量和低附加值環(huán)節(jié)，創(chuàng)新能力不強(qiáng)。尤其在高端產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)工具軟件受制于人，設(shè)計(jì)方法和理念不夠先進(jìn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力較為薄弱。2015年，我國集成電路進(jìn)出口逆差1600多億美元，眾多高端芯片的核心技術(shù)尚無法突破，企業(yè)被迫將大部分利潤用于購買國外專利授權(quán)，產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的能力不強(qiáng)，難以打破市場壟斷。（二）基礎(chǔ)能力薄弱，產(chǎn)品質(zhì)量不高我國制造業(yè)質(zhì)量基礎(chǔ)相對薄弱，高性能液壓件與氣動元件、高速精密軸承、大功率變頻技術(shù)、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、儀器儀表傳感器、工控軟件系統(tǒng)等發(fā)展滯后。產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)整體不高，出口產(chǎn)品召回問題不斷，嚴(yán)重影響著我國制造業(yè)的國際形象。此外，制造業(yè)每年直接質(zhì)量損失超過2000億元，間接損失超過1萬億元。（三）資源利用效率偏低我國部分傳統(tǒng)制造行業(yè)高投入、高消耗、高污染、低效益的粗放式生產(chǎn)方式，加劇了對生態(tài)環(huán)境的破壞。全國鋼鐵、建材、化工等行業(yè)單位產(chǎn)品能耗比國際先進(jìn)水平高出10%-20%；機(jī)電產(chǎn)品中量大面廣的燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行效率比國外先進(jìn)水平低15～20%。制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展遇到瓶頸。我國大部分地區(qū)和行業(yè)的信息化仍處于以局部應(yīng)用為主的初級階段，且不同地區(qū)、行業(yè)和不同規(guī)模企業(yè)間信息化水平尚存在明顯差距。面對網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制等新型生產(chǎn)模式的變革，認(rèn)識不充分，準(zhǔn)備不足，傳統(tǒng)制造業(yè)將面臨二次淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。綠色制造重點(diǎn)面向我國制造業(yè)發(fā)展中高能耗、高污染的問題，以提高資源能源效率和降低環(huán)境負(fù)荷為主線，以綠色產(chǎn)品、綠色工廠為目標(biāo)，掌握生態(tài)設(shè)計(jì)理論與工具、綠色制造方法與工藝、試驗(yàn)驗(yàn)證平臺、綠色標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等基礎(chǔ)共性技術(shù)，推廣基礎(chǔ)制造工藝綠色化、流程工業(yè)綠色化技術(shù)，提升通用設(shè)備產(chǎn)品能效、工業(yè)廢棄物回收再制造與再資源化等生態(tài)效率水平。（一）基于綠色理念的減量化設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)通過創(chuàng)新研發(fā)，突破新材料應(yīng)用及改性設(shè)計(jì)、節(jié)能降噪設(shè)計(jì)、個性化定制設(shè)計(jì)、可拆解與回收設(shè)計(jì)等生態(tài)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。掌握全生命周期高效綠色循環(huán)再利用基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性資源高效綠色循環(huán)再利用。研究典型綠色產(chǎn)品新原理、新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)一批綠色制造前沿技術(shù)、核心技術(shù)與裝備，開發(fā)推廣綠色產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色生產(chǎn)。（二）綠色加工工藝與裝備重點(diǎn)研究基礎(chǔ)工藝綠色化技術(shù)、流程工業(yè)綠色工藝技術(shù)、量大面廣的典型通用設(shè)備產(chǎn)品節(jié)能、減排、降耗技術(shù)。實(shí)施重點(diǎn)行業(yè)系統(tǒng)改造的示范應(yīng)用。開發(fā)高效清潔基礎(chǔ)制造工藝及裝備、無害化表面處理工藝技術(shù)、少無切削液清潔加工工藝與設(shè)備、鋼鐵短流程工藝、有色金屬清潔冶煉工藝。開展制造工藝創(chuàng)新和集成應(yīng)用，加快實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)行業(yè)制造系統(tǒng)和裝備的綠色升級。（三）制造系統(tǒng)能效優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)圍繞制造系統(tǒng)能效優(yōu)化與提升和終端用能產(chǎn)品節(jié)能，突破產(chǎn)品能效及其集成優(yōu)化匹配技術(shù)，制造系統(tǒng)機(jī)群綜合能效模型與智能分析技術(shù)、機(jī)群綜合能效的智能協(xié)同優(yōu)化控制技術(shù)；掌握系統(tǒng)能效分析與獲取、能效評價(jià)、監(jiān)控與優(yōu)化管理、設(shè)備系統(tǒng)能效提升、工藝系統(tǒng)多目標(biāo)決策優(yōu)化、工件比能效率提升等系列關(guān)鍵技術(shù)；在規(guī)模以上企業(yè)開展車間、工廠以及產(chǎn)業(yè)集群的能耗定額管理和高能效優(yōu)化運(yùn)行，推行制造系統(tǒng)能效評價(jià)和優(yōu)化應(yīng)用。智能制造與裝備制造業(yè)概述智能制造是基于新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等特征，旨在提高制造業(yè)質(zhì)量、效益和核心競爭力的先進(jìn)生產(chǎn)方式。作為制造強(qiáng)國建設(shè)的主攻方向，智能制造發(fā)展水平關(guān)乎我國未來制造業(yè)的全球地位，對于加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，鞏固壯大實(shí)體經(jīng)濟(jì)根基，構(gòu)建新發(fā)展格局，建設(shè)數(shù)字中國具有重要作用。智能制造以工藝裝備為核心，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過制造技術(shù)突破、工藝創(chuàng)新和業(yè)務(wù)流程再造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。智能制造是一種先進(jìn)的生產(chǎn)方式，怎樣生產(chǎn)和用什么生產(chǎn)則依賴于裝備制造業(yè)提供具體的智能制造裝備。裝備制造業(yè)的技術(shù)水平是衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。智能制造裝備集機(jī)械系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等多種技術(shù)于一體，具備高速、高精度、高實(shí)時(shí)響應(yīng)的作業(yè)性能，是有效減少生產(chǎn)過程對人力勞動的依賴，顯著提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)精度和生產(chǎn)質(zhì)量的先進(jìn)工業(yè)裝備。智能制造裝備具有感知、控制、決策、執(zhí)行、數(shù)據(jù)閉環(huán)反饋功能，是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的高度集成。先進(jìn)工藝、信息技術(shù)與智能制造裝備的深度融合，推動實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的智能制造。工業(yè)傳感器針對工業(yè)互聯(lián)、智能制造的高端需求，順應(yīng)傳感器微型化、集成化、智能化發(fā)展趨勢，形成一批高端傳感器和儀器儀表產(chǎn)品，支撐我國智能制造發(fā)展，解決微納傳感器硅基兼容制造、封裝、可靠性、集成化等核心共性技術(shù)，引領(lǐng)未來發(fā)展。（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用微納傳感器研究無源無線多參數(shù)監(jiān)測傳感器，高能量密度振動能量收集器等前沿技術(shù)。研發(fā)傳感器與電路協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)及設(shè)計(jì)工具，傳感器與電路單片集成工藝技術(shù)，硅基功能薄膜兼容制造等關(guān)鍵共性技術(shù)。開發(fā)單片集成傳感器，陣列傳感器，多功能傳感器，低功耗傳感器，無線集成傳感器等產(chǎn)品。（二）離散制造業(yè)用微納傳感器研究柔性襯底傳感器，芯片級原子效應(yīng)傳感器等前沿技術(shù)，研發(fā)數(shù)字全場激光超聲檢測技術(shù)，高精度二維三維光柵測試等關(guān)鍵共性技術(shù)。研發(fā)運(yùn)動部件溫度、應(yīng)變、振動傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器，微型繼電器，微型電場傳感器，多維位移同步測量傳感器，微型高精度姿態(tài)測量單元等產(chǎn)品。（三）流程工業(yè)用微納傳感器研究高精度諧振式壓力傳感器，微型聲矢量傳感器等前沿技術(shù)。研發(fā)傳感器芯片與封裝材料特性測試技術(shù)及其數(shù)據(jù)庫，微傳感器可靠性及其測試等關(guān)鍵共性技術(shù)。研發(fā)高溫壓力傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、紅外高溫傳感器、工業(yè)現(xiàn)場氣體檢測傳感器等產(chǎn)品。（四）智能制造用儀器儀表研究智能儀器儀表可靠性建模、設(shè)計(jì)與仿真，參數(shù)標(biāo)定與校準(zhǔn)、非線性補(bǔ)償方法等動態(tài)測試與性能評估，關(guān)鍵部件芯片化等前沿技術(shù)；研發(fā)復(fù)雜工業(yè)測量儀表在線標(biāo)定，高端智能測量儀表設(shè)計(jì)、精確自動補(bǔ)償、生產(chǎn)工藝、裝配等，在線分析儀器小型化關(guān)鍵部件、微弱信號精密檢測等共性關(guān)鍵技術(shù)；研發(fā)高精度壓力/質(zhì)量/流量/物位儀表，壓力/質(zhì)量流量儀表在線批量化標(biāo)定裝置，小型化在線分析儀、感知/控制/驅(qū)動一體化控制器等產(chǎn)品。（五）特種專用儀器儀表研究力熱平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、多傳感器三維納米定位等納米三坐標(biāo)測量，工件姿態(tài)和運(yùn)動參數(shù)測量、空間坐標(biāo)測量、大型零部件尺寸和形位誤差測量、激光跟蹤等大型裝備制造智能化測量等前沿技術(shù)，研發(fā)工業(yè)現(xiàn)場級虛擬測量、工業(yè)設(shè)施現(xiàn)場故障診斷、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥設(shè)計(jì)、制造和仿真等共性關(guān)鍵技術(shù)，研制激光跟蹤測量儀器、現(xiàn)場級虛擬測量儀表、復(fù)雜機(jī)械運(yùn)行故障檢測等工業(yè)現(xiàn)場專用診斷儀器、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥等。運(yùn)動控制系統(tǒng)行業(yè)概況（一）運(yùn)動控制系統(tǒng)基本概述以反饋控制為核心、機(jī)構(gòu)為被控對象、數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的運(yùn)動控制技術(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?，F(xiàn)代運(yùn)動控制技術(shù)的發(fā)展起源于工業(yè)革命后對蒸汽機(jī)、電動機(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)動控制技術(shù)成為現(xiàn)代工業(yè)自動化發(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)動控制技術(shù)的應(yīng)用水平是衡量一個國家裝備自動化、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)動控制系統(tǒng)主要包括控制器、驅(qū)動器+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，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動高速、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)動控制器相當(dāng)于運(yùn)動控制系統(tǒng)的大腦，驅(qū)動器+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)動控制器向驅(qū)動器發(fā)送控制指令，驅(qū)動器將其轉(zhuǎn)化為能夠運(yùn)行電機(jī)的電流，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動工作機(jī)械（負(fù)載）實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動。同時(shí)，電機(jī)和機(jī)械系統(tǒng)的多種傳感器經(jīng)過信號處理將實(shí)時(shí)信息反饋給控制器，控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)動控制系統(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、信號處理等部分，軟件包括運(yùn)動控制算法、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)動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。運(yùn)動控制軟件可在使用過程中通過升級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)動控制系統(tǒng)的核心指標(biāo)就應(yīng)包括：運(yùn)動控制系統(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)動控制系統(tǒng)核心部件運(yùn)動控制器是指以邏輯控制單元為核心，以傳感器為信號敏感元件，以電機(jī)或動力裝置和執(zhí)行單元為控制對象的一種控制裝置，其主要任務(wù)是根據(jù)運(yùn)動控制的要求和傳感器件的信號進(jìn)行必要的邏輯、數(shù)學(xué)運(yùn)算，為電機(jī)或其它動力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號。運(yùn)動控制器由硬件、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)動控制指令編譯器、運(yùn)動控制參數(shù)的預(yù)處理及優(yōu)化、運(yùn)動控制函數(shù)、通信管理等模塊構(gòu)成。運(yùn)動控制器負(fù)責(zé)向伺服系統(tǒng)等部件傳遞控制指令，是運(yùn)動控制系統(tǒng)的核心模塊，其性能直接決定了運(yùn)動控制系統(tǒng)的性能水平。運(yùn)動控制器可分為插卡式運(yùn)動控制器、嵌入式運(yùn)動控制器和網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動控制器。插卡式運(yùn)動控制器又稱為PC-Based運(yùn)動控制器，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，運(yùn)動控制器以插卡形式嵌入PC機(jī)，即PC+運(yùn)動控制器的模式，將PC機(jī)的信息處理能力和開放式的特點(diǎn)與運(yùn)動控制器的運(yùn)動控制能力有機(jī)地結(jié)合在一起，可實(shí)現(xiàn)高性能多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動控制和高速點(diǎn)位運(yùn)動控制。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)動控制器。在延續(xù)了插卡式運(yùn)動控制器運(yùn)動控制性能的同時(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)是一種能對機(jī)械運(yùn)動按預(yù)定要求進(jìn)行自動控制的系統(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)動器和電機(jī)構(gòu)成。驅(qū)動器是用來控制電機(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伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動系統(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)動機(jī)，可精準(zhǔn)控制速度，位置，可將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。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