伺服主轴电机产业可行性研究

伺服主轴电机产业可行性研究

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。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。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。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崛起之势将愈发明显。从下图可以看出，即便是疫情期间，伺服系统市场规模仍然保持着增长态势。随着工业自动化程度的进一步提升和智能制造的深入推进，各行各业在生产制造活动中越来越多地需要使用伺服系统来实现产品制造高质量和高精度的目的，伺服系统市场将会出现新一轮快速增长。2021年，中国伺服市场规模已经突破200亿，并仍呈现着增长趋势。加快提升绿色设计能力积极推进电机系统全生命周期绿色设计，鼓励通过电机性能优化、铁芯高效化、机壳轻量化等系统化创新设计，综合提升电机产品能源资源利用效率。优化风机、水泵叶轮尺寸和线型，大力发展与高效节能电机合理匹配的新一代风机、水泵产品。加强组织实施省级工业和信息化、市场监管部门依据本计划，结合实际提出工作措施，加强指导和服务。充分利用节能减排等现有资金渠道，对电机能效提升重点项目给予支持。鼓励有关行业协会、企业按照本计划确定的目标任务，结合本领域、本企业实际，制定专项工作方案，统筹推进计划落实。伺服系统行业壁垒（一）伺服系统行业技术与人才壁垒伺服系统产品属于高新技术产品，需要综合应用运动控制、电力电子、计算机、自动控制、电机等诸多学科的技术知识。在产品设计上需要较高的技术水平，在制造工艺上，也需要一定的经验积累。而对于直驱功能部件产品及五轴加工中心而言，需要对下游行业的工艺和应用环境有深入的了解，行业新进入者由于没有足够的知识技术积累和成熟稳定的研发团队，缺乏成熟有效的技术研发流程，较难在本行业立足。（二）伺服系统行业客户壁垒伺服系统产品作为智能制造装备的核心部件之一，客户除了考虑产品的性能稳定性、质量可靠性，也会考虑产品的兼容性、技术维护服务的及时性、延续性等多方面因素，因此客户对原有供应商会形成一定程度的依赖。成熟的伺服系统产品厂家不仅提供产品，还会提供配套的技术服务、售后服务，越来越多的设备制造企业需要伺服产品供应商从产品开发环节即介入，为客户提供所需的产品和技术解决方案。而在业务合作中，供应商能更加深入了解下游制造企业的需求并提供配套产品方案，从而强化与客户的紧密协作与互动。行业新进入者则因缺少与下游制造企业深入沟通的渠道，缺少熟悉客户产品应用场景的机会，难以了解客户的真实需要，增加了进入本行业的难度。（三）伺服系统行业品牌壁垒国内伺服系统市场分为日系、欧美系、中国台湾系、国产品牌四个阵营。国际品牌厂商起步早，经过多年的技术积累和市场开拓，其产品凭借技术性能和质量优势在行业内树立了稳定的品牌地位，国内的高端市场被其所占据，与国际知名企业相比，国产品牌在整体性能、可靠性上仍存在一定差距。如果没有具备竞争力的设计、技术、产品及方案，国内品牌厂商较难进入这些市场，这在一定程度上形成了品牌壁垒。严格监督管理严格执行《电动机能效限定值及能效等级》（GB18613-2020）等国家能效标准，加强能效标识符合性检查，严禁购买、使用和生产国家明令淘汰的电机产品。组织实施工业专项节能监察，对电机用户开展能效监管，会同有关部门依法督促企业淘汰达不到强制性能效标准限定值的电机产品。开展存量电机节能改造鼓励钢铁、有色、石化、化工、建材、纺织等重点工业行业开展用能设备节能诊断，结合设备能效水平和运行维护情况，评估先进节能技术装备推广应用潜力。引导企业实施电机等重点用能设备更新升级，优先选用高效节能电机，加快淘汰不符合现行国家能效标准要求的落后低效电机。鼓励企业对低效运行的风机、泵、压缩机等电机系统开展匹配性节能改造和运行控制优化等。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