交流伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)研報(bào)告

交流伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)研報(bào)告

鼓勵(lì)搭建數(shù)字化協(xié)同制造平臺(tái)，推動(dòng)生產(chǎn)計(jì)劃、工藝技術(shù)、物料配送、設(shè)備監(jiān)控與維護(hù)、質(zhì)量管控、物流跟蹤等系統(tǒng)間數(shù)據(jù)高效交互，集中管控工藝制造和生產(chǎn)管控?cái)?shù)據(jù)。推動(dòng)電機(jī)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、企業(yè)運(yùn)維等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和信息共享，鼓勵(lì)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)備上云。加快推動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)智能化促進(jìn)電機(jī)生產(chǎn)制造智能化、自動(dòng)化，鼓勵(lì)應(yīng)用自動(dòng)嵌線、繞線、機(jī)殼組合銑鉆加工、自動(dòng)沖壓、自動(dòng)化裝配、自動(dòng)檢測(cè)等設(shè)備。推進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)和解析技術(shù)應(yīng)用，探索電機(jī)全生命周期智能化跟蹤管理。開(kāi)展電機(jī)系統(tǒng)能效優(yōu)化模型和智能算法研究，完善電機(jī)故障診斷機(jī)理模型。加快應(yīng)用電機(jī)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(jìn)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、通訊一體化。加快推進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)等電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研發(fā)，加快應(yīng)用離心式風(fēng)機(jī)、水泵等二次方轉(zhuǎn)矩特性類負(fù)載與高效節(jié)能電機(jī)匹配技術(shù)、低速大轉(zhuǎn)矩直驅(qū)技術(shù)、高速直驅(qū)技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)等，提高電機(jī)系統(tǒng)效率和質(zhì)量。進(jìn)一步優(yōu)化電機(jī)控制算法與控制性能，加快突破永磁電機(jī)效率最優(yōu)控制和無(wú)位置傳感器磁阻電機(jī)參數(shù)精確辯識(shí)等技術(shù)。嚴(yán)格監(jiān)督管理嚴(yán)格執(zhí)行《電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（GB18613-2020）等國(guó)家能效標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)能效標(biāo)識(shí)符合性檢查，嚴(yán)禁購(gòu)買、使用和生產(chǎn)國(guó)家明令淘汰的電機(jī)產(chǎn)品。組織實(shí)施工業(yè)專項(xiàng)節(jié)能監(jiān)察，對(duì)電機(jī)用戶開(kāi)展能效監(jiān)管，會(huì)同有關(guān)部門依法督促企業(yè)淘汰達(dá)不到強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)限定值的電機(jī)產(chǎn)品。強(qiáng)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(píng)價(jià)中心、綠色制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商等作用，積極開(kāi)展電機(jī)系統(tǒng)專項(xiàng)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(jī)構(gòu)，發(fā)展綜合能源服務(wù)、合同能源管理等市場(chǎng)化模式，推進(jìn)電機(jī)節(jié)能提效改造，推行電機(jī)節(jié)能認(rèn)證，加大節(jié)能電機(jī)產(chǎn)品供給。持續(xù)提高電機(jī)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(jī)生產(chǎn)保障能力。加快應(yīng)用定轉(zhuǎn)子沖片級(jí)進(jìn)模高速?zèng)_、自動(dòng)搖擺沖、自動(dòng)壓裝、自動(dòng)噴漆、自動(dòng)繞線嵌線等設(shè)備，提升電機(jī)生產(chǎn)自動(dòng)化水平。鼓勵(lì)使用能源管理、電能回饋式電機(jī)試驗(yàn)等能源計(jì)量監(jiān)控和優(yōu)化利用系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)?！吨袊?guó)制造2025》指出制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)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(dòng)執(zhí)行功能的高檔數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)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(cè)量?jī)x表、工業(yè)控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器和減速器等智能核心裝置，推進(jìn)工程化和產(chǎn)業(yè)化。作為全面提升中國(guó)制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平的重大戰(zhàn)略部署，中國(guó)制造在智能制造的大方向引領(lǐng)下，正在從傳統(tǒng)的自動(dòng)化制造，向數(shù)字化與智能化制造方式轉(zhuǎn)型，推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合。伺服產(chǎn)品在機(jī)床工具、包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)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(zhǎng)態(tài)勢(shì)，以機(jī)床工具為例，根據(jù)工信部發(fā)布的《2021年機(jī)床工具行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況》，并結(jié)合中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)重點(diǎn)聯(lián)系企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，2019年機(jī)床工具行業(yè)還處于下行區(qū)間，各月的累計(jì)營(yíng)業(yè)收入同比增速均為負(fù)值。2020年在新冠防控迅速見(jiàn)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(gè)月已轉(zhuǎn)為正增長(zhǎng)。由于2020年特殊的基數(shù)效應(yīng)，2021年各月累計(jì)同比增速則呈現(xiàn)前高后低特點(diǎn)，但至年底仍處于較高的同比增速，表明機(jī)床工具行業(yè)保持著良好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。近幾年，工業(yè)機(jī)器人、3C電子制造設(shè)備、雕刻機(jī)等產(chǎn)業(yè)的迅速擴(kuò)張，特別是工業(yè)機(jī)器人增長(zhǎng)迅猛。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的2021年主要工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量及其增長(zhǎng)速度數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)機(jī)器人為增長(zhǎng)最快的品類，年產(chǎn)36．6萬(wàn)臺(tái)，增長(zhǎng)67．9%，伺服在這些產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用規(guī)模將迅速增長(zhǎng)。下游應(yīng)用市場(chǎng)的增長(zhǎng)，帶動(dòng)了伺服系統(tǒng)市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，尤其伴隨著國(guó)產(chǎn)伺服技術(shù)研發(fā)水平的不斷提升，國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)進(jìn)口替代的步伐將會(huì)加快，內(nèi)資品牌在伺服系統(tǒng)的崛起之勢(shì)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(chǎng)規(guī)模仍然保持著增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的進(jìn)一步提升和智能制造的深入推進(jìn)，各行各業(yè)在生產(chǎn)制造活動(dòng)中越來(lái)越多地需要使用伺服系統(tǒng)來(lái)實(shí)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(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)新一輪快速增長(zhǎng)。2021年，中國(guó)伺服市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)突破200億，并仍呈現(xiàn)著增長(zhǎng)趨勢(shì)。加快提升綠色設(shè)計(jì)能力積極推進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)全生命周期綠色設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)通過(guò)電機(jī)性能優(yōu)化、鐵芯高效化、機(jī)殼輕量化等系統(tǒng)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)，綜合提升電機(jī)產(chǎn)品能源資源利用效率。優(yōu)化風(fēng)機(jī)、水泵葉輪尺寸和線型，大力發(fā)展與高效節(jié)能電機(jī)合理匹配的新一代風(fēng)機(jī)、水泵產(chǎn)品。伺服系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)（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(dòng)態(tài)響應(yīng)能力、快速精準(zhǔn)定位。高性能化是伺服系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。芯片運(yùn)算能力的提升、電機(jī)控制算法的優(yōu)化、編碼器技術(shù)的升級(jí)，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(dòng)，就包括研發(fā)高精度伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。高性能化成為伺服系統(tǒng)未來(lái)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(jì)算機(jī)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(chǎng)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(shí)，上位機(jī)還可根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的伺服系統(tǒng)的反饋信息，預(yù)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和趨勢(shì)，減少系統(tǒng)非正常停機(jī)的可能。現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制裝置之間實(shí)行雙向、串形、多結(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信技術(shù)。構(gòu)建總線型伺服是實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的必要途徑之一。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)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(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。（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(gè)方面：一是參數(shù)記憶功能，系統(tǒng)的所有運(yùn)行參數(shù)都可以保存在伺服單元內(nèi)部，通過(guò)通信接口，這些參數(shù)甚至可以在運(yùn)行途中由上位計(jì)算機(jī)加以修改，應(yīng)用起來(lái)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(shí)，就會(huì)將故障的類型以及可能引起故障的原因通過(guò)用戶界面清楚地顯示出來(lái)，這就簡(jiǎn)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(guò)幾次試運(yùn)行，自動(dòng)將系統(tǒng)的參數(shù)整定出來(lái)，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)其最優(yōu)化。伺服智能化使加工過(guò)程簡(jiǎn)單化，從而使得驅(qū)動(dòng)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(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一，集成化有多軸合一、控制+驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)+電機(jī)一體化等形式。控制+驅(qū)動(dòng)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(dòng)+電機(jī)一體化，能有效提高