伺服主轴电机产业发展调研报告

伺服主轴电机产业发展调研报告

大力发挥工业节能与绿色发展评价中心、绿色制造系统解决方案供应商等作用，积极开展电机系统专项节能诊断，提出节能改造建议。积极培育第三方节能服务机构，发展综合能源服务、合同能源管理等市场化模式，推进电机节能提效改造，推行电机节能认证，加大节能电机产品供给。细分负载特性及不同工况，针对风机、水泵、压缩机、机床等通用设备，鼓励采用2级能效及以上的电动机。针对变负荷运行工况，推广2级能效及以上的变频调速永磁电机。针对使用变速箱、耦合器的传动系统，鼓励采用低速直驱和高速直驱式永磁电机。大力发展永磁外转子电动滚筒、一体式螺杆压缩机等电动机与负载设备结构一体化设计技术和产品。（四）推进电机系统智能化、数字化提升。伺服系统行业竞争格局伺服系统行业属于技术密集型行业，国外品牌由于起步早，产品成熟，因而长期占据了国内伺服系统的中高端市场，如安川、三菱、松下、西门子等。近年来，国内品牌，如汇川技术、埃斯顿、川禾科技等，通过技术不断升级，以性价比优势逐渐提升市场份额，特别是在疫情期间，呈现加速的态势。积极宣传引导充分利用绿色制造公共服务平台、节能宣传周等渠道，进一步加大高效节能电机宣传推广力度。组织有关行业协会、研究机构等在节能服务进企业活动框架下，开展高效节能电机进企业系列活动，统筹实施技术交流、业务培训、标准宣贯和供需对接等。积极开展电机能效标准对标及互认、电机系统先进技术、电机高效再制造等领域国际交流与合作。加快推动电机系统智能化促进电机生产制造智能化、自动化，鼓励应用自动嵌线、绕线、机壳组合铣钻加工、自动冲压、自动化装配、自动检测等设备。推进电机产品互联网统一标识和解析技术应用，探索电机全生命周期智能化跟踪管理。开展电机系统能效优化模型和智能算法研究，完善电机故障诊断机理模型。加快应用电机智能感知器系列产品、多传感器数据融合技术等，推进电机系统运行数据采集、计算、存储、通讯一体化。强化节能服务大力发挥工业节能与绿色发展评价中心、绿色制造系统解决方案供应商等作用，积极开展电机系统专项节能诊断，提出节能改造建议。积极培育第三方节能服务机构，发展综合能源服务、合同能源管理等市场化模式，推进电机节能提效改造，推行电机节能认证，加大节能电机产品供给。积极实施电机高效再制造推动完善废旧电机回收利用体系，鼓励废旧电机回收利用、电机高效再制造与电机使用企业加强合作，创新电机高效再制造运营模式。加强再制造电机与负载匹配技术研究，推进再制造电机质量控制、工艺装备和检测能力建设。组织开展电机高效再制造产品认定，进一步规范再制造电机生产，引导再制造电机产品应用。加大高效节能电机应用力度细分负载特性及不同工况，针对风机、水泵、压缩机、机床等通用设备，鼓励采用2级能效及以上的电动机。针对变负荷运行工况，推广2级能效及以上的变频调速永磁电机。针对使用变速箱、耦合器的传动系统，鼓励采用低速直驱和高速直驱式永磁电机。大力发展永磁外转子电动滚筒、一体式螺杆压缩机等电动机与负载设备结构一体化设计技术和产品。（四）推进电机系统智能化、数字化提升。协同推进电机系统数字化鼓励搭建数字化协同制造平台，推动生产计划、工艺技术、物料配送、设备监控与维护、质量管控、物流跟踪等系统间数据高效交互，集中管控工艺制造和生产管控数据。推动电机产品研发设计、生产制造、企业运维等产业链各环节数据监测和信息共享，鼓励电机系统设备上云。伺服系统行业发展趋势（一）伺服系统行业高性能化高性能化体现在伺服系统的可靠性、高动态响应能力、快速精准定位。高性能化是伺服系统的核心竞争力。芯片运算能力的提升、电机控制算法的优化、编码器技术的升级，为伺服系统性能的提升提供了基础，各大伺服系统制造企业都在提升伺服系统的性能上不遗余力。《十四五智能制造发展规划》中提出智能制造装备创新发展行动，就包括研发高精度伺服驱动系统。高性能化成为伺服系统未来的发展方向之一。（二）伺服系统行业网络化伺服网络化是控制技术、计算机技术和通信技术的综合应用。工业以太网和现场总线技术，使伺服系统与上位控制系统间能高速交互数据，在提升系统控制性能的同时，上位机还可根据实时获取的伺服系统的反馈信息，预测系统的运行状态和趋势，减少系统非正常停机的可能。现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备和控制装置之间实行双向、串形、多结点的数字通信技术。构建总线型伺服是实现工业物联网的必要途径之一。随着国内对大规模分布式控制装置的需求增加，伺服系统网络化成为未来发展的必然趋势。（三）伺服系统行业智能化伺服智能化表现在以下几个方面：一是参数记忆功能，系统的所有运行参数都可以保存在伺服单元内部，通过通信接口，这些参数甚至可以在运行途中由上位计算机加以修改，应用起来十分方便；二是它们都具有故障自诊断与分析功能，在系统出现故障时，就会将故障的类型以及可能引起故障的原因通过用户界面清楚地显示出来，这就简化了维修与调试的复杂性；三是参数自整定的功能，带有自整定功能的伺服单元可以通过几次试运行，自动将系统的参数整定出来，并自动实现其最优化。伺服智能化使加工过程简单化，从而使得驱动系统在尽量少的人为干预下性能稳定。（四）伺服系统行业集成化集成化也是伺服系统未来发展的趋势之一，集成化有多轴合一、控制+驱动和驱动+电机一体化等形式。控制+驱动一体化可极大地降低系统成本与体积，提升系统总体性能；驱动+电机一体化，能有效提高系统可靠性，提高电磁兼容能力。伺服系统一体化有利于设备制造厂商节省接线人工、减少线路干扰、降低电缆成本及节约安装空间，符合其接线简单、操作简便的要求，同时还能达到体积小巧和性能稳定需求，并显著减少其采购和管理操控成本。不足之处在于高集成度开发难度较大，适合用于物理空间集成度相对较高的场合。伺服系统行业市场规模《中国制造2025》指出制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基，需要加快发展智能制造装备和产品。组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线，突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置，推进工程化和产业化。作为全面提升中国制造业发展质量和水平的重大战略部署，中国制造在智能制造的大方向引领下，正在从传统的自动化制造，向数字化与智能化制造方式转型，推进信息化与工业化深度融合。伺服产品在机床工具、包装机械、纺织机械、印刷机械等传统OEM行业中应用广泛，这些行业仍保持增长态势，以机床工具为例，根据工信部发布的《2021年机床工具行业经济运行情况》，并结合中国机床工具工业协会重点联系企业统计数据分析，2019年机床工具行业还处于下行区间，各月的累计营业收入同比增速均为负值。2020年在新冠防控迅速见效的情况下，从年初同比大幅度下降变为降幅逐月缩小，10月以后的三个月已转为正增长。由于2020年特殊的基数效应，2021年各月累计同比增速则呈现前高后低特点，但至年底仍处于较高的同比增速，表明机床工具行业保持着良好的增长态势。近几年，工业机器人、3C电子制造设备、雕刻机等产业的迅速扩张，特别是工业机器人增长迅猛。根据国家统计局发布的2021年主要工业产品产量及其增长速度数据显示，工业机器人为增长最快的品类，年产36．6万台，增长67．9%，伺服在这些产业的应用规模将迅速增长。下游应用市场的增长，带动了伺服系统市场需求的增长，尤其伴随着国产伺服技术研发水平的不断提升，国产伺服系统进口替代的步伐将会加快，内资品牌在伺服系统的