“新基建”背景下 伺服厂商如何把握新一轮契机?

发布日期:2021-08-02 12:37   来源:未知   阅读:

  开奖直播现场白炽灯退市 低价LED灯合格率不到三成,根据4月20日国家发改委作出的权威解读,“新基建”——即新型基础设施建设,是以技术创新为驱动,以信息网络为基础,面向高质量发展需要,提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。总结归纳来看,“新基建”涵盖的内容主要涉及七大领域:5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、工业互联网、大数据中心,以及人工智能。

  与传统的“铁公基(铁路、公路、港口、码头、机场、隧道等)”基建项目相比,此次规模高达35万亿的“新基建”更强调的是信息化、融合化、智能化等“软实力”,而这些必须建立在高水平的智能化装备制造业的基础之上。因此,有市场分析人士认为,“新基建”有望进一步激活存量制造产能,有效提升制造效率,推动中国制造业向智能化、高端化转型,特别是某些关键装备零部件产品技术的持续改进。

  作为工业自动化领域的核心零部件之一,伺服系统在近十年来得到了日益广泛的应用,产品技术逐渐趋向成熟,那么在当前“新基建”这一浪潮之中,伺服行业会有哪些新的发展动向?伺服厂商又应如何满足下游客户需求,把握这一轮发展机遇呢?

  回顾2011年,伺服行业下游应用占比最高的三个行业分别为机床、纺织机械和包装机械;而到了2015年,电子设备及工业机器人的应用比占比得到快速增长,机床比例虽然在下降,但作为工业“母机”仍然保持伺服下游应用占比最高的行业。数据显示,2019年,机床、电子设备和工业机器人成为伺服应用最主要的三大市场,合计占伺服市场总规模比重约为47.7%。

  “新基建”的重点领域:5G基站、人工智能和工业互联网等,这些都与半导体、自动化设备、智能化硬件和机器人系统等有着直接的关系,也是实现技术突破的关键所在。由此可见,“新基建”背景下的数控机床、自动化产线、工业机器人是不可或缺的;另外就是新能源车市场的推进,随着新能源充电桩的部署完善,市场将迎来新一轮的增长,锂电生产设备的需求量也会带动伺服市场步入一个新的上升期。在数控机床市场方面,2016年我国数控机床市场规模达到1355亿元,占据全球数控机床消费金额的一半,然而目前我国机床数控化率仍然只有30%不到,并且在高端数控机床领域,有80%以上的设备仍需要从欧美日韩进口。基于数控机床在制造业中的重要地位,国内明确提出到2025年我国关键工序数控化率水平要从当前的33%提升至64%,数字化研发设计工具普及率要达到84%的目标。

  再回到数控机床的本身,数控机床由一台CNC数控作为控制部件,同时由一套主轴伺服系统控制主轴运动,另外配备2-3个伺服系统控制进给传动,以完成精确的切削等加工任务。国内机床数控化率的提升,一方面意味着市场这块“蛋糕”会扩大,一方面也需要包括伺服等在内的大量精密零部件来做支撑。

  在工业机器人方面,我国目前已经是全球最大的应用市场,占全球销量的比例达30%左右,但与此同时,国内工业机器人市场仍然存在较大的增长空间。一是目前国内工业机器人的总体密度还比较低;二是下游需求快速释放,市场的需求与政策推动有关。根据国家“十三五”规划显示,到2020年我国工业机器人密度要达到150台/万工人的水平,并且在政策上,到2020年工业机器人核心零部件国产化率要超过50%。通常来讲,工业机器人内部包含一台运动控制器,每个关节处都会配备一套伺服驱动和伺服电机进行电气传动。根据推测,“新基建”背景下工业机器人产业一旦复苏,将会快速拉动伺服系统的市场规模。

  对于新能源汽车领域,最近一段时间国家释放出两个信号,一是“新基建”的七大领域中包括了新能源车充电桩建设;二是新能源车政策的调整。为了进一步刺激新能源车市场朝着健康、正向的方向发展,近期工信部发布了关于修改《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》的决定,一方面,限购城市对新能源车指标放宽,另一方面,对购车补贴政策作出调整。受新政策影响,预计未来一段时间,新能源车的市场占有率会进一步提高,新能源车的动力源以锂电为主,因而市场对锂电生产设备的需求也会相应提高,从而为伺服产品及系统提供更多的应用机会。

  从整个伺服产业市场环境来看,近两年,在外部大环境的影响下,行业发展并不是一帆风顺,由于整体经济下行,导致市场需求下滑,行业竞争加剧,产品价格一路走低。进入2020年,新冠疫情的发生冲击整个产业供应链。尽管疫情期间口罩机设备的需求一度猛增,一定程度上缓解了伺服市场低迷的状态,但是疫情对整个制造业所带来的冲击,同样令市场对伺服产品的需求量呈现出一定的萎缩状态。

  面对这场空前的危机,“新基建”政策的出台为国内重启经济提升了信心。“新基建”强调的是信息化、融合化,要求智能机器能够更加互联互通、更灵活、高效和安全,以适应机器制造商不断创新的发展趋势,这些也对作为重要执行部件的伺服系统,提出了更高的要求。

  伺服系统对于智能装备整机的稳定性与精确度起到决定性作用。有行业专家表示,智能制造装备呼唤智能伺服,目前比较现实的一种方法是采用智能伺服驱动器,又称为“可编程伺服驱动器”,它是集伺服驱动技术、PLC技术、运动控制技术于一体的全数字化驱动器。智能伺服驱动器将传统PLC功能集成到伺服驱动器中,在智能伺服驱动器内部可进行梯形图编程,拥有完整的通用PLC指令,使用独立的编程软件进行编程,完成PLC的逻辑、数据运算,并嵌入特有的运动控制指令,来实现多轴电机同步控制功能,使整个系统更加高效简洁。在系统设计中,智能伺服驱动器还能在梯形图环境下重构伺服电流环、速度环、位置环结构参数,做到三环无扰数字切换,实现多模式动态切换工作。同时智能伺服驱动器还可以通过编程设置完善的硬件保护和软件报警,可以方便地判断故障和避免危险。另外一种方式是将驱动器和伺服电机进行高度优化和集成,合二为一,这样智能电机不仅具有高精密电机的功能,同时还涵盖了伺服电机驱动器和PLC的功能,使得智能制造装备系统的布线变得非常精简,实现一“芯”二用,大大提高装备的稳定可靠性,也为用户节省了成本。未来,神经网络将被引入交流伺服系统中,优化PID控制器,以实现对被控电机的自适应控制,进一步提高电机参数的智能辨识能力和实时控制精度。

  毋庸置疑,伺服市场的竞争将越来越激烈,除了在产品性能本身做改进之外,对于那些具有整体系统解决方案开发能力特别是掌握优秀控制技术的厂商来说,会愈发有利。“新基建”围绕七大建设领域,在生产环节要求设备朝着高精密度、互联互通、智能化、低能耗等方向演进,同时还需要厂商能够深入各个实际应用场景,与生产工艺相结合,满足柔性化、高产能的制造需求,这些发展趋势相应地也推动厂商加大对控制系统(尤其是特色功能模块)、软件开发等层面的投入力度。

  谈及国产伺服品牌的优势,就要先从国产伺服的发展历程说起。我国伺服企业的起步较晚,发展历程大致分为三个阶段。第一阶段是2005年以前的萌芽期,这个时期的市场以外资品牌为主体;第二阶段是2005年以后,国产伺服进入初步成长期,许多国内品牌开始诞生,产品性能初步得到市场认可,只不过外资伺服品牌依旧占据市场主导地位。第三阶段是2010年之后,国产伺服的性价比逐步提高,在机床、机械等领域开始得到应用,到目前为止,国内伺服代表性品牌有汇川、禾川、英威腾、雷赛智能、之山智控、清能德创、埃斯顿等等。

  尽管国内伺服企业的起步稍晚,在技术研发、市场经验方面跟外资厂商还存在一定差距,但令人可喜的是,近年来国内厂商的竞争力逐年上升,市场认可度日益提高,目前来看,市占率已达到30%左右的市场份额。一方面,国内厂商不断投入研发,缩短技术上的差距;另一方面,作为“本地佬”,国内厂商也在市场面前有着天然的优势,即市场的灵活性以及政策导向。

  首先,国内伺服品牌的竞争优势体现在市场空间和政策导向上。此次“新基建”项目的展开,将释放出巨大的市场容量,以5G基站建设为例,预计2020年全国5G基站建设量约为60万个,以每个基站平均成本40-50万元计算,共计投资规模约为2400-3000亿元,同时将带动各类基站配套设备、半导体芯片、分立器件,以及智能终端、显示屏等硬件产品的需求上扬,围绕5G通讯技术产生的新的生产工艺和加工要求,也助推对上游装备制造投资的增长。

  其次,国内伺服的竞争也体现在政策导向上的优势。智能制造是国家的战略目标,核心部件的国产化突破,是自动化领域发展的重中之重。2015年11月,工信部通过数控机床专项“十三五”计划,旨在覆盖《中国制造2025》对数控机床关键技术的急迫需求;2016年4月,工信部又发布《机器人发展规划(2016-2020年)》,具体指出到2020年我国自主品牌工业机器人年产量要达到10万台,六轴及以上工业机器人年产量达到5万台;关键零部件如精密减速机、伺服电机及驱动器的市场占有率要达到50%以上。特别是随着近年来国产伺服系统品质的提升,越来越多的高端应用领域开始采用国产品牌的产品,为本土企业的技术发展提供了很好的市场实践机会。

  更为明显的一点是,国内伺服企业在竞争中具有较大的灵活性。国内伺服厂商借助本土化优势,通常能够迅速响应客户的需求,在细分领域推出更有针对性的定制化产品,在产品的适应性或是性价比方面,都能满足客户的实际应用要求。为了更好地与市场相结合,一些厂商在企业组织架构上就以行业应用为重心,从技术研发、市场营销、技术方案、维护支持等层面都以服务细分市场来开展业务运营;还有一些厂商则以“小而精”模式,专攻特定市场,深挖市场需求,协助客户解决特殊环境下的应用难点。

  “新基建”正推动传统产业实现转型升级,5G网络、工业互联、人工智能、大数据中心等新型基础设施建设将激发出对通讯、计算机、电子等相关实体行业的新需求,包括伺服、运动控制等在内的工控自动化行业也将把握这一历史机遇,创新技术与应用,协助制造业提质增效,提升中国制造的全球竞争力。