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伺服系統(tǒng)是指以位置、速度、轉(zhuǎn)矩為控制量,能夠動態(tài)跟蹤目標(biāo)變化從而實(shí)現(xiàn)自動化控制的系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化精密制造和柔性制造的核心技術(shù),屬于高端工業(yè)自動化控制設(shè)備。由于具備定位精度高、動態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)定性好等性能特點(diǎn),在對位置精度要求較高的行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,目前已普遍應(yīng)用于機(jī)床工具、紡織機(jī)械、電子制造設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、印刷機(jī)械自動化生產(chǎn)線及各種專用設(shè)備等。
伺服系統(tǒng)可以分為通用伺服系統(tǒng)和專用伺服系統(tǒng),其在市場規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域等方面存在差異。在市場規(guī)模上,通用伺服市場規(guī)模較大,根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù),2022年我國通用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模達(dá)到222.61億元,專用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模為34.20億元;
在產(chǎn)品技術(shù)上,專用伺服需要基于不同行業(yè)的應(yīng)用需求提供專業(yè)化產(chǎn)品,通用伺服需要使其產(chǎn)品在不同行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)均保持高水平運(yùn)作,兩者在產(chǎn)品技術(shù)路線上各有側(cè)重;在應(yīng)用領(lǐng)域上,通用伺服下游應(yīng)用領(lǐng)域較廣,包括包裝、物流、3C電子、鋰電池、機(jī)器人、木工、激光等,專用伺服下游應(yīng)用領(lǐng)域包括風(fēng)力發(fā)電、礦山機(jī)械、纜車索道、電梯等。
1)全球伺服系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓、氣動到電氣的過程,其中電氣伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動的電機(jī)類型分為直流和交流伺服系統(tǒng)。
20 世紀(jì) 50 年代,直流伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化并開始應(yīng)用,但其存在機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)工作量大等缺點(diǎn);20 世紀(jì) 70 年代后期到 80 年代初期,集成電路、交流可變速驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展使得交流伺服系統(tǒng)逐漸成為主導(dǎo)產(chǎn)品;20 世紀(jì) 80 年代以來,由于電機(jī)永磁材料制造工藝的發(fā)展以及其性價比的日益提高,永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)有了突出發(fā)展。
隨著交流伺服電機(jī)技術(shù)的成熟,交流伺服系統(tǒng)在國外得到快速發(fā)展,并涌現(xiàn)出松下、安川、三菱、西門子、博世力士樂、倫茨、施耐德等知名品牌,其中,日本品牌以良好的性價比和較高的可靠性占據(jù)了我國較大的市場份額,在中低端設(shè)備市場中具有優(yōu)勢,而歐美品牌憑借較高的產(chǎn)品性能在高端設(shè)備中占據(jù)優(yōu)勢。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)HIS Markit 的估算,全球伺服系統(tǒng)市場規(guī)模將于2022 年突破 200 億美元。
2)我國伺服系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
我國的伺服系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)起步較晚,2000 年以后隨著國內(nèi)中高端制造業(yè)不斷發(fā)展,各行各業(yè)在生產(chǎn)制造活動中越來越多地需要使用伺服系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造高質(zhì)量和高精度的目的,這一需求促使國內(nèi)伺服系統(tǒng)市場呈現(xiàn)快速增長趨勢。根據(jù)MIR 睿工業(yè)的數(shù)據(jù),2022 年我國通用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模為 222.61 億元,預(yù)計在2027 年達(dá)到 247.48 億元。
我國伺服系統(tǒng)市場主要分為日韓品牌、歐美品牌和國產(chǎn)品牌三大陣營,由于需要的技術(shù)水平較高,伺服系統(tǒng)市場一直為外資品牌主導(dǎo)。近年來,國內(nèi)廠商通過引進(jìn)、消化吸收國際先進(jìn)技術(shù)等舉措,不斷加強(qiáng)伺服系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)能力,國產(chǎn)伺服系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平不斷提升,并逐漸在國內(nèi)市場中取得一定的份額,但與國際知名企業(yè)相比,其在整體性能、可靠性上仍存在一定差距。
根據(jù) MIR 睿工業(yè)的數(shù)據(jù),2022 年我國通用伺服市場中,國產(chǎn)品牌占據(jù)約 49.79%的市場份額,日韓品牌占據(jù)約 30.32%的市場份額,歐美品牌占據(jù)約 19.89%的市場份額;其中,匯川技術(shù)、西門子和松下分別以 22.41%、10.44%、7.85%的市場份額位列前三。
隨著我國光伏、鋰電、3C 電子、機(jī)器人、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械等下游應(yīng)用領(lǐng)域的快速增長,各行各業(yè)在生產(chǎn)制造活動中越來越多地需要使用伺服系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造高質(zhì)量和高精度的目的,這帶動了國內(nèi)伺服系統(tǒng)整體市場需求的增長。國內(nèi)廠商憑借性價比、服務(wù)快速等優(yōu)勢,逐步改變了原有的外資品牌主導(dǎo)的市場格局,并在部分細(xì)分市場上表現(xiàn)出明顯的競爭優(yōu)勢。
未來,隨著工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的深化、工業(yè)自動化程度的進(jìn)一步提升和智能制造的深入推進(jìn),伺服系統(tǒng)市場將會出現(xiàn)新一輪快速增長,尤其伴隨著國產(chǎn)伺服技術(shù)研發(fā)水平的不斷提升,國產(chǎn)伺服系統(tǒng)進(jìn)口替代的步伐將會加快,內(nèi)資品牌在伺服系統(tǒng)的崛起之勢將愈發(fā)明顯。