车削电主轴产业发展行动方案

车削电主轴产业发展行动方案

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。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。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。伺服系统行业发展概况伺服系统是一种自动化运动控制装置，主要用于精确地实现对机械部件的位置、方位、状态等进行控制。它决定了自动化机械的精度、控制速度和稳定性，是工业自动化设备的核心。从工业自动化部件的产品线层次来看，产品分为控制层、驱动层和执行层，伺服系统属于驱动层和执行层，包括伺服驱动和伺服电机。控制层是自动化设备的大脑，负责发出指令；驱动层是自动化设备的中枢神经，负责指令的上传下达，将控制层的脉冲信号放大、变换、调制为控制电机的信号；执行层是自动化设备的肌肉骨骼，负责执行指令。伺服系统经历了从液压、气动到电气的发展过程，目前应用最为广泛的是电气伺服系统。电气伺服系统根据所驱动的电机类型分为直流伺服系统和交流伺服系统。随着电气控制技术的发展，20世纪50年代出现直流伺服系统并开始在机械设备上逐步普及应用；20世纪70年代后期，集成电路、交流可变速驱动技术的发展使得交流伺服系统逐渐成为主导产品。20世纪80年代以来，由于电机永磁材料制造工艺的发展以及其性价比的日益提高，性能和成本更具优势的交流伺服系统得到快速发展，应用领域不断拓展。相比国外伺服系统行业，我国伺服系统行业起步较晚，产品最初主要应用于国防科技、等高端制造行业，伺服系统产品主要以进口为主。自2000年以后，我国制造业水平得到很大提升，高端制造业的发展促使国内伺服系统市场快速增长。国内厂商自主研发的伺服系统开始进入快速发展阶段，并逐渐在国内市场中取得一定的份额。目前，国产品牌在功能、性能和工艺方面和国外产品仍存在一定的差距，但国内伺服系统厂商对下游新兴应用场景更为熟悉，对客户需求的响应速度更快，产品性价比较高，逐渐形成了本土竞争优势。国产伺服系统产品的技术水平不断提高，并在部分产品应用领域加速实现进口替代。伺服系统行业基本风险特征（一）伺服系统行业下游行业景气度下降导致的风险伺服系统是工业自动化设备的重要组成部分，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，并保持为伺服产品的主流应用行业。预计未来新兴产业将会保持快速发展趋势，从而也进一步提高市场空间。面对劳动力成本上升的压力和产业升级的需求，我国制造业智能装置系统和服务的需求逐年上升，这对本行业是个长期利好。但下游行业中的传统行业容易受到国家宏观经济形势、固定资产投资规模变动、信贷调控、经济结构调整的影响，所以宏观经济走势成为行业发展的重要影响因素。当宏观经济不景气时，下游行业则会减少对工业自动化设备的投资。（二）伺服系统行业市场竞争加剧带来的风险国内伺服系统市场长期以来形成内外资品牌构成的共同发展的格局，但内外资品牌侧重并不相同，外资品牌如西门子、三菱、安川等企业凭借技术和资本优势，占据高端市场，以服务中大型客户为主；内资品牌凭借性价比和本土化优势，依靠对客户个性化需求的快速响应，在以中小型客户为主的中低端市场赢得市场份额。但近几年随着外资企业在华增加投资，产业链正不断向中低端市场延伸，而内资企业原有的成本和价格优势也不断减弱，若服务和创新能力不能得到提升，将受到外资品牌更大的竞争压力。另外，本土企业中的竞争对手在各细分产品市场之间相互渗透，也使细分产品市场的竞争也进一步加剧。（三）伺服系统行业研发风险目前在伺服系统行业乃至整个工业自动化控制领域的先进技术主要被国际知名厂商所掌握，随着技术创新的深入，技术创新的突破在深度和广度上都将会更加困难，内资品牌制造商大多以进口替代为研发目标。本行业是技术密集型行业，核心竞争力取决于技术研发能力和持续创新能力。从研发到产品推出一般需要半年甚至更长的时间。通常在进行产品开发实施前企业会进行详尽的市场调研和技术预研，但研发最终能否成功，还受到产品开发周期、推出时机、客户偏好、竞争对手的产品策略、应用市场的发展阶段等诸多因素的影响。一旦产品研发的方向出现偏差或研发失败，研发项目可能无法实现预期的经济效益。（四）伺服系统行业部分核心器件国产化进程较慢的风险伺服系统产品中所需的高精度编码器、芯片主要依靠进口，编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器，可分为光电编码器、磁电编码器、旋转变压器等，是伺服驱动系统实现位置控制的核心组件，高精度的光电编码器主要依赖进口。芯片是伺服驱动器的重要物料，2021年，在全球宏观政策变动和新冠疫情的双重影响下，全球芯片市场呈现供不应求的情况。虽然内资企业不断加大技术投入，但高精度高性能编码器与芯片短期内仍存在难题，国内伺服系统要发展高端产品仍然存在进口依赖的风险。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。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。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