伺服系統是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統。伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置,在機器人中用作執行單元,是影響機器人工作性能的主要部件。
數據顯示,自2018年9月份以來,中國工業機器人產量已連續10個月同比下滑。而在機器人整體成本構成中,運動控制部分占了不小比例,那工業機器人銷量的下滑對雷賽智能又有何影響呢?對此自動化網在工博會期間采訪深圳市雷賽智能智能控制股份有限公司(以下簡稱:雷賽智能)市場總監王志偉先生時指出,自動化代替人類手工勞動是未來的必然趨勢,當前工業機器人行業出現下滑或疲軟態勢,僅僅只是市場短期的變現行為,未來仍看好機器人行業發展前景。與此同時,他還表示,工業機器人銷量出現階段性停滯,主原在于大家對OEM后市場的增長不是太樂觀,進而對工業機器人這類投入較大的固定資產造成一定拖累。他堅信,市場對工業機器人的需求是持續存在的,只是由于市場消費低迷將需求推遲延后,而消費市場一旦好轉機器人銷售也將隨之大幅改觀。據了解,目前雷賽智能運動控制類產品雖有應用于工業機器人中,但所占整體產品的比例不高,其大多產品主要還是應用于數控機床、電子制造、醫療、紡織等行業方面。

雷賽智能產品
除工業機器人市場需求下滑外,今年上半年宏觀經濟呈現供需兩端同步放緩態勢,是否會對國內生產運動控制產品的企業產生不利影響呢?對此王志偉指出,因雷賽智能運動控制類產品適用范圍廣和使用行業多,其產品銷售可能在某些行業受到不利影響,但可能在其它行業銷售形勢較好,因此在彼此好與不好的相互作用下,使得雷賽智能上半年的整體業績仍然有所增長。
聚焦3C、小型機床、紡織等行業設備的伺服產品開發
近年來,隨著下游新興產業 3C電子、新能源汽車、機器人的爆發,伺服系統在工控自動化市場的比重持續上升。據王志偉表示,雷賽智能伺服產品主要用于中小功率的設備,比如3C、小型機床、紡織、醫療等行業設備,而相關的伺服產品功率覆蓋從100w到2000w。據悉, 目前雷賽智能的產品主要覆蓋步進驅動器、閉環步進電機驅動器、混合伺服、高低壓伺服驅動器等,而傳統的高壓交流伺服產品占據公司整體營收的20%。

L7EC系列交流伺服產品
伺服系統自主配套能力已提升 國產替代加快
由于工控自動化市場本身的發展向好,加上下游市場的刺激,伺服系統的增速預計將在未來進一步加快。按照伺服系統 24%的占比來看,到2020年國內機器人用伺服系統的市場將達到100億。
然而長期以來,國內伺服系統市場一直被國際品牌所占據。據研究數據顯示,2014年中國伺服系統市場的份額前三名均為日系品牌,分別為安川電機、松下、三菱電機,日系品牌憑借良好的產品性能與極具競爭力的價格,總份額達到45%。西門子、博世、施耐德等歐系品牌則占據高端市場,整體市場份額在30%左右。2014 年國內企業整體份額低于 10%,其中市場份額排入前15的有且僅有一家為國內自主品牌,市占率在2%左右。據王志偉介紹,目前國產品牌已在國內伺服系統市場的占有率達到20%左右,且還在不斷加速滲透。

資料來源:東北證券
據王志偉表示,目前在國內伺服系統市場,自主廠商大約有一百多家,有一定規模的屈指可數,品牌集中度還比較分散,還遠未形成真正的頭部效應。前期各家廠商都在跑馬圈地,每一企業都有其最擅長的細分市場。不過從長遠來看,這樣的市場格局將會發生改變,未來將由為數家企業占據主要的市場地位。而據他推測,未來國內自主伺服企業不會超過二十家,市場主流的廠商將會在十家以內。未來十年主流廠商將會占據國內70-80%的伺服系統市場。
打鐵還得自身硬。從混亂的市場殺出一片天地,還得依靠企業的自身實力。王志偉進一步指出,像國內做運動控制產品的企業不能僅以低價格搶奪市場,必須要依靠技術創新才能在未來脫穎而出,比如依靠產品的高質量、高可靠性能和穩定性。通過此方式讓喪失競爭力的企業退出或被兼并,讓強者攫取更多市場份額,來進一步規范市場和做大做強企業。

ACM2系列交流伺服電機
與此同時,王志偉還指出,從國內做運動控制產品企業的規模來看,目前國內營收規模過億的企業并不多,而大部分這類企業的營收規模均在數千萬。這樣的現狀還是與各行業對伺服產品的不同需求有關。因各個行業對伺服產品的需求不同,不僅讓產品種類多樣、細分,導致廠商不能形成一定的規模效應,因此難以讓某一企業在這一領域將規模做到足夠龐大。不過王志偉也指出,隨著產品功能的不斷完善和提升,交流伺服驅動器的通用性也越來越強,產品應用面也會越來越廣,因此未來不排除國產自主廠商借機發展壯大的可能,甚至會在此過程中誕生出與國際巨頭相比肩的國產“新秀”。

H2系列混合液伺服驅動器
采用高質量核心部件 確保伺服產品一致性
伺服系統作為運動控制部件,是裝備自動化和精細制造的必備核心部件,精益裝備需對位移、速度、力矩等運動要素進行精密控制,這些都需要高精度伺服系統來實現。目前,伺服系統行業所需的普通電子元器件、材料及配件等原材料生產技術較為成熟,產品供應充足,價格隨市場供求關系及基礎材料價格的變動而波動。但伺服系統行業所需的核心元器件(如IGBT、編碼器)被國外企業壟斷,主要依賴進口。

DM3E系列總線步進驅動器
伺服驅動主要成本為材料費用,其中IGBT DSP芯片占總材料成本的50%以上,而IGBT模塊是決定伺服驅動性能優劣的核心元器件。目前IGBT供應商主要有英飛凌、ABB、三菱等,我國IGBT市場90%以上被外資企業占領,在短時間內高品質的IGBT實現國產化較為困難,因此伺服驅動的原材料成本下降空間較為有限。

伺服系統核心部件
與IGBT類似,伺服電機所使用的高端編碼器也幾乎被國外廠商所壟斷。對此王志偉指出,
編碼器作為伺服電機的核心元器件,以往均由SCANCON 、丹納赫等國際品牌主導,不過隨著技術水平的提升與進步,國產廠商開發的20位以下的編碼器已開始取代國際品牌的同類產品,但精度更高的23-25位的編碼器產品還是需要依賴進口。

伺服產品模擬展示
此外,王志偉還進一步指出,目前編碼器占整個伺服系統總成本的1/4,而在更小功率的伺服系統的總成本中編碼器更是占據1/3,再加上IGBT部件占據整個伺服系統10%的成本,僅此兩類核心部件就占據了伺服系統整體成本的很大比例。因此國產廠商如果能在這兩類核心部件的技術上取得突破,對于降低國產伺服系統產品的成本將會有很大幫助。與此同時,他還指出,由于市場對低價伺服產品有著一定的需求,因而部分國內廠商會選用國產的編碼器產品,但因國產編碼器產品的整體技術水平距離國際領先水平還有較大差距,因此采用國產的編碼器產品將會對伺服產品的穩定性、精確性和壽命造成一定影響。不過據王志偉介紹,雷賽智能作為國內運動控制產品領軍企業之一,為確保伺服產品的一致性,其不惜采用高質高價的IGBT模塊和編碼器,從而確保雷賽智能伺服產品的可靠性和穩定性。
結語:
《工業4.0戰略實施計劃》中對智能制造進行明確的定義,智能制造計劃產生的根本原因在于資源稀缺性的日益凸顯和消費端個性化需求的逐漸增多,最終要達到的目的是實現產品性能及生產效率的最優化。而為了實現這一目標,推動工業生產自動化,關鍵環節數字化及產品全生命周期企業集成化成為不可或缺的環節。而要想實現工業生產自動化,設備端離不開高精密裝備,伺服系統是其核心構成。雷賽智能作為國內智能裝備運動控制領域的知名品牌和行業領軍企業之一,伴隨著中國制造業智能化轉型升級步伐的加快,雷賽智能正進入到一個高速發展的階段。在中國智能制造的宏偉藍圖中,雷賽智能將譜寫出一曲新時期運動控制的美妙樂章!










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