分析|国内外伺服系统产业发展及主要企业特点

伺服系统是工业自动化的重要组成部分,是自动化行业中实现精确定位、精准运动必要途径。伺服系统可以使系统终端执行机构的位置、速度、转矩等输出参数准确地跟随输入量变化。

分析|国内外伺服系统产业发展及主要企业特点

一、伺服系统的分类

伺服系统目前有两种分类方式,分别是按照系统功率大小和末端执行元件种类分类。

按照功率大小目前可以分为小型伺服、中型伺服和大型伺服系统。

小型伺服通常指功率小于1KW的产品,主要应用于工业机器人、电子制造、纺织包装设备等小型机械。目前在市场上占有领先地位的厂商是松下、三菱和台达。台达近年来积极开拓市场,取得了不错的效果;

中型伺服功率范围在1-7.5KW,多应用于铣床、注塑机等领域。在中型伺服市场安川以其产品出色的性能和准确的市场定位,占有领先地位。安川伺服产品线完善,覆盖大、中、小型各条产品线,可供用户选择范围广泛,而且产品性能优良,在国内行业内拥有较好口碑。其产品在机床、电梯、起重、电子等行业有广泛应用。同时三菱、台达、松下等厂家在强化其小型伺服在中国 OEM 的市场地位基础上,积极开拓中型伺服市场,目前初具成效;

大型伺服系统功率大于7.5KW,主要用于驱动重型机械设备。大型伺服的市场主要供应商是西门子、博世力士乐。西门子在高端伺服市场具有传统优势,凭借其数控系统在机床行业的广泛应用,带动其伺服系统有较高增长率;

按照目前伺服市场销售情况分析,小型伺服应用快速提升,占比达到45%,主要原因是近年来3C行业快速上涨;中型伺服由于近年来机床行业等传动设备制造业低迷的影响,市场规模在37%左右;大型伺服系统占比相对稳定,在18%左右。

分析|国内外伺服系统产业发展及主要企业特点

按执行元件的不同分为液压伺服系统、电气伺服系统、气动伺服系统,目前电气伺服系统应用最为广泛。

分析|国内外伺服系统产业发展及主要企业特点

二、伺服系统产业现状分析

1、日系品牌市场占有率仍较高,国内伺服市场进口替代空间大

近年来,国产品牌市场占有率在快速提升,但日系品牌仍牢牢占据国内伺服市场近半壁江山。同大多数高精密度的产品一样,长期以来外资品牌占据了国内伺服系统市场的大部分份额,市场占有率达77%。

其中,日韩系品牌占比为45%,主要以日系品牌为主,包括松下、三菱电机、安川、三洋、富士等,这些都是老牌的日本工业自动化设备生产商,技术上都很全面,产品特点是技术和性能水平很高,比较符合中国用户的需求,同时价格也比较高。

其次为欧美品牌占比22%,其中美国知名的有罗克韦尔,丹纳赫、帕光等,德国则拥有西门子、博世力士乐、伦茨、施耐德等品牌。欧美品牌主要集中遇于大型伺服系统,因此面临着市场萎缩的风险,到2015年欧美的市场份额减少10%至22%。

分析|国内外伺服系统产业发展及主要企业特点

国内伺服系统行业市场格局变化情况(单位:%)

国内市场上,台湾品牌也逐渐成长为一支重要力量,代表的品牌有台达和东元,与日系品牌在技术上相似,技术水准和价格水平居于进口中端产品和内地品牌之,市场份额有稳步提升,但未来将面临着本土品牌的激烈竞争,是未来内资品牌可以逐步获得的市场。

内资品牌从低端起步,靠价格优势站稳脚跟,2008年国产品牌仅10%左右的份额,此后以汇川为代表的公司成长起来,在低端市场替代国外品牌,并逐步向高端迈进,2015年国产品牌市占率已经达到22%。

2、松下、安川处于第一梯队

据前瞻产业研究院数据显示,分品牌来看,以市占率划分,伺服系统市场呈现出了明显的梯次结构。

以松下、安川为代表的日系品牌市场占有率相当,约17%,处于第一梯队,与其他品牌明显拉开差距。松下和安川的伺服系统在高端装备上使用的很多,一些设备厂商都是应下游客户要求装配。台达、三菱处于第二梯队,市占率约10-11%。汇川、西门子等处于第三梯队,市占率5-6%左右。三洋、施耐德、罗克韦尔、博世力士乐等处于第四梯队,市占率约3%。内资企业除汇川外,成规模的企业有数十家,但大部分企业规模较小,市场份额普遍在1%以下,并且主要集中在低端领域的中小型伺服产品,竞争激烈,盈利能力也比较差。

分析|国内外伺服系统产业发展及主要企业特点

国内伺服系统市场分品牌市场占有率情况(单位:%)

3、下游市场增长强力拉动,国内伺服系统市场增长空间巨大

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,因此说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,工业控制产品分为控制层、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,产品包括控制器、一体机等;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,产品包括变频器、伺服驱动器等;执行层是自动化设备的肌肉骨骼,负责执行指令,产品包括各类电机。

分析|国内外伺服系统产业发展及主要企业特点

三、我国伺服系统发展历程

我国伺服系统的发展历程大致可以分为三个阶段,第一阶段是 70年度时期,伺服系统首先被应用于国防科技、军工等高端制造行业。第二阶段是 80年度以后,伺服系统开始在一些高端民用制造中得到尝试;2000年以后,随着制造强国等战略的提高,我国制造业水平提到很大提升,伺服系统在我国高端制造业中得到大范围应用,但使用的几乎都是国外的伺服系统。

随着国内电机制造水平的大幅提升,交流伺服技术也逐渐为越来越多的国内厂家所掌握,同时交流伺服系统上游芯片和各类功率模块的不断进行技术升级,促成了国内伺服驱动器厂家在短短的不足十年时间里实现了从起步到全面扩展的发展态势。比如数控系统企业中的广州数控,电机和驱动企业中的南京埃斯顿、英威腾、东元、新时达和北超伺服等,运动控制相关企业中的深圳步科、杭州中达,乃至以变频器为龙头产品的台达、汇川等都已纷纷投身伺服产业并实现了产业化、规模化生产。与此同时,国外交流伺服厂商在大陆巨大的潜在市场需求刺激下,大举开拓国内市场,陆续在国内设置工厂或办事处,招募代理商,利用本地资源,批量生产和销售各种规格的交流伺服系统产品。大陆交流伺服市场竞争愈加激烈。

国产伺服系统起步较晚。2000年以后国内厂商才真正开始民用伺服系统的研发,目前在功能、性能和工艺方面和国外产品仍有较大的差距。国产伺服电机以小功率的低端产品为主,国产伺服厂商采取的营销策略通常是通过较高的性价比吸引使用精度要求相对较低的客。目前国内厂商已经完成中低端伺服系统研发与量产,但由于加工水平和研发水平的限制,高端伺服系统我国仍处于研发阶段。

四、伺服系统未来发展趋势

1、数字化:数字控制技术取代模拟控制电路在伺服系统中是一种必然趋势。以模拟电子器件为主的伺服控制单元将会被采用全数字处理器的伺服控制单元全面取代。在伺服控制方面将逐步转变为软件控制,以便在伺服系统中应用现代先进的控制方法。数字化控制相比传统控制方法,在响应数度和运动精度等方面得到了全面提升。

2、智能化:智能化主要是指伺服驱动器智能化。目前伺服内部控制核心大都采用新型高速微处理器和专用数字信号处理机(DSP),,伺服系统数字化是其实现智能化的前提条件。智能化趋势是运行参数都可以通过人机对话的方式来设置;故障自诊断与分析;参数自动修正的功能等。

3、简易化:简易化不是简单而是精简,是根据用户情况,将用户使用的伺服功能予以强化,使之专而精,而将不使用的一些功能予以精简,从而降低了伺服系统成本,为客户创造更多的收益,尝试从客户的实际需要出发,形成简易模块化编程操作,使客户使用简便快捷。

4、网络化:即构建网络型、总线型伺服系统。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。

5、高效化:伺服系统将会采用更精度的编码器,提高系统的采样精度,同时提高伺服驱动器的产品性能,不断优化逆变器驱动电路,提供更快数据处理速度和伺服系统的加减速性能。

五、国内外伺服行业主要企业特点

分析|国内外伺服系统产业发展及主要企业特点


分享到:


相關文章: