自動(dòng)化設(shè)備零部件智能化高精度高可靠性帶來產(chǎn)品高端需求

自動(dòng)化設(shè)備零部件智能化高精度高可靠性帶來產(chǎn)品高端需求

自動(dòng)化設(shè)備零部件智能化高精度高可靠性帶來產(chǎn)品高端需求隨著信息技術(shù)與制造技術(shù)的發(fā)展，以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化成套生產(chǎn)線等智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成，自動(dòng)化設(shè)備對(duì)其傳動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)的智能化、精度和可靠性提出了更高的要求。以諧波減速機(jī)為例，在智能制造的產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)下，隨著諧波傳動(dòng)技術(shù)對(duì)以剛性構(gòu)件模式進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)的突破，諧波減速機(jī)以其回差小、運(yùn)動(dòng)精度高、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕等特點(diǎn)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中得以成熟應(yīng)用，已成為機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備核心零部件之一；以電磁制動(dòng)器為例，在工業(yè)自動(dòng)化快速發(fā)展的推動(dòng)下，電磁制動(dòng)器以其制動(dòng)時(shí)間短、定位精準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低等特點(diǎn)，在以伺服技術(shù)為主的自動(dòng)控制領(lǐng)域中，已成為數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備的關(guān)鍵零部件之一。同時(shí)，電磁制動(dòng)器在起升裝備領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸由電梯向起重機(jī)、塔吊、高空平臺(tái)車、電動(dòng)叉車、自動(dòng)化立體停車庫、舞臺(tái)升降等多個(gè)行業(yè)拓展。隨著設(shè)備向智能化、自動(dòng)化的發(fā)展，下游應(yīng)用需求的變化將為傳動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件將帶來更多的市場(chǎng)空間。自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈自動(dòng)化零部件供應(yīng)商上游連接鋼、鋁等大宗商品，同時(shí)也采購(gòu)部分自動(dòng)化零部件進(jìn)行加工及配套售賣，下游連接自動(dòng)化設(shè)備廠商和終端設(shè)備使用廠商。一站式供應(yīng)商既作為產(chǎn)業(yè)鏈上下游產(chǎn)品的采購(gòu)方，也是生產(chǎn)所需零部件的供應(yīng)方。與標(biāo)準(zhǔn)零部件相對(duì)應(yīng)，非標(biāo)自動(dòng)化零件即指工程師在設(shè)計(jì)過程中根據(jù)圖紙定向加工出來的零部件。工業(yè)零部件需求分散在多個(gè)行業(yè)和多種工藝之間，供需對(duì)接面臨專業(yè)性、時(shí)效性、真實(shí)性、針對(duì)性等諸多挑戰(zhàn)。市場(chǎng)規(guī)模隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，在眾多零部件成型工藝中，鑄造成型因具備生產(chǎn)性能特殊、需要一體成型的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)而成為機(jī)械設(shè)備零部件的重要工藝源頭。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)鑄件產(chǎn)量由2016年的4720萬噸增至2020年的5195萬噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為2．4%，總體保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2022年我國(guó)鑄件產(chǎn)量可達(dá)5287萬噸。行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局目前，全球傳動(dòng)件生產(chǎn)企業(yè)主要分布在美國(guó)、德國(guó)、意大利、日本以及中國(guó)大陸。從行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局來看，國(guó)外優(yōu)勢(shì)企業(yè)憑借幾十年的技術(shù)積累，擁有強(qiáng)大的研發(fā)能力，產(chǎn)品性能優(yōu)異，品牌優(yōu)勢(shì)及營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)明顯，市場(chǎng)占有率較高。從市場(chǎng)化程度來看，中高端傳動(dòng)件產(chǎn)品市場(chǎng)由于技術(shù)水平要求高、資金密集度高、專用性強(qiáng)，具有較高的市場(chǎng)進(jìn)入壁壘，市場(chǎng)上規(guī)模較大的企業(yè)有限，市場(chǎng)集中度通常較高。低端產(chǎn)品市場(chǎng)由于技術(shù)水平和市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻要求相對(duì)較低，市場(chǎng)需求較大，因此生產(chǎn)企業(yè)眾多、競(jìng)爭(zhēng)激烈，基本呈現(xiàn)充分競(jìng)爭(zhēng)格局。我國(guó)傳動(dòng)件行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，地域分布相對(duì)較為集中，主要分布在華東、西南、閩南及華北地區(qū)。同時(shí)，我國(guó)傳動(dòng)件行業(yè)整體自主創(chuàng)新能力較為薄弱，中低端過剩，高端不足的現(xiàn)象明顯，中低端產(chǎn)品占比較高。以彈簧加壓直接制動(dòng)電機(jī)型式的電磁制動(dòng)器屬于新型制動(dòng)器，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)電磁制動(dòng)器的研發(fā)工作開展得非常深入，電磁制動(dòng)器市場(chǎng)相對(duì)集中，前十名制造商的收入約占總收入的七成。彈簧加壓式電磁制動(dòng)器在我國(guó)的發(fā)展起步較晚，國(guó)內(nèi)部分廠商企業(yè)借鑒國(guó)外彈簧加壓式電磁制動(dòng)器的商業(yè)成品技術(shù)，研發(fā)出了一系列適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)的低成本制動(dòng)器產(chǎn)品。但在電梯、風(fēng)電等行業(yè)對(duì)制動(dòng)器安全性或?qū)勖蠓浅８叩男袠I(yè)，主要還是依賴國(guó)外進(jìn)口。隨著國(guó)內(nèi)電磁技術(shù)不斷提升，對(duì)于電磁制動(dòng)器在中高端領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸出現(xiàn)國(guó)內(nèi)供應(yīng)商的身影，意味著在中高端領(lǐng)域逐漸開始實(shí)現(xiàn)，未來成長(zhǎng)空間較大。替代已經(jīng)開始，國(guó)產(chǎn)化率將持續(xù)走高諧波傳動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)是對(duì)機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的重大突破，諧波減速機(jī)作為傳動(dòng)系統(tǒng)高端產(chǎn)品的代表在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。但由于我國(guó)對(duì)諧波減速機(jī)的研究起步較晚，目前諧波減速機(jī)市場(chǎng)仍由國(guó)外主導(dǎo)。哈默納科與納博特斯克占據(jù)了全球工業(yè)機(jī)器人減速機(jī)市場(chǎng)70%左右的份額。近年來，機(jī)器人的核心零部件國(guó)產(chǎn)化率持續(xù)上升，以綠的諧波為代表的國(guó)內(nèi)廠商已實(shí)現(xiàn)了諧波減速機(jī)的量產(chǎn)，市場(chǎng)占有率不斷上升。工業(yè)自動(dòng)化：國(guó)產(chǎn)化率有望進(jìn)一步提升工業(yè)自動(dòng)化，又稱工業(yè)控制自動(dòng)化（工控自動(dòng)化），是指將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在機(jī)械工業(yè)制造環(huán)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工和連續(xù)生產(chǎn)，提高機(jī)械生產(chǎn)效率和質(zhì)量，釋放生產(chǎn)力的作業(yè)手段。工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展依賴于信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的深度融合，自動(dòng)化技術(shù)在很大程度上扭轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)作業(yè)模式，加速了傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造。工業(yè)自動(dòng)化上游行業(yè)是電力電子元器件，下游行業(yè)主要包括OEM（代工）型市場(chǎng)和項(xiàng)目型市場(chǎng)。通過需求動(dòng)力的不同來源，全球工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展歷程可以分為以下三個(gè)階段：第Ⅰ階段（40年代-60年代初）：此階段主要為單機(jī)自動(dòng)化階段，市場(chǎng)上各種單機(jī)自動(dòng)化加工設(shè)備涌現(xiàn)，并不斷擴(kuò)大應(yīng)用和向縱深方向發(fā)展，典型成果和產(chǎn)品包括硬件數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。第Ⅱ階段（60年代中-70年代初期）：此階段主要以自動(dòng)生產(chǎn)線為標(biāo)志，在單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，各種組合機(jī)床、組合生產(chǎn)線出現(xiàn)；同時(shí)，軟件數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)并用于機(jī)床，CAD、CAM等軟件開始用于實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和制造中。第Ⅲ階段（70年代中期-至今）：20世紀(jì)70年代初期，美國(guó)學(xué)者首次提出CIM概念，CIM是一種實(shí)現(xiàn)集成的相應(yīng)技術(shù)，即把分散獨(dú)立的單元自動(dòng)化技術(shù)集成為一個(gè)優(yōu)化的整體，而作為實(shí)現(xiàn)集成的相應(yīng)技術(shù)，并行工程自20世紀(jì)80年代末期開始應(yīng)用和活躍于自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，并將進(jìn)一步促進(jìn)單元自動(dòng)化技術(shù)的集成，該階段的典型成果和產(chǎn)品包括CIMS工廠和柔性制造系統(tǒng)（FMS）等。政策扶持有望進(jìn)一步推動(dòng)內(nèi)資企業(yè)克服技術(shù)壁壘，率有望進(jìn)一步提升。要突破對(duì)海外進(jìn)口的依賴，最關(guān)鍵的仍然是要鼓勵(lì)民營(yíng)企業(yè)加大研發(fā)投入，進(jìn)軍高精尖智能制造設(shè)備領(lǐng)域。2021年1月23日，財(cái)政部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于支持專精特新中小企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的通知》，啟動(dòng)財(cái)政支持專精特新中小企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展政策。除此之外，十四五智能制造規(guī)劃和智能制造2025等政策中均有相關(guān)內(nèi)容支持工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展。隨著工業(yè)自動(dòng)化政策扶持力度的進(jìn)一步加大，工業(yè)自動(dòng)化高精尖技術(shù)有望得到突破，受制約的細(xì)分行業(yè)國(guó)產(chǎn)化率有望進(jìn)一步提升。工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)鏈零部件數(shù)量眾多，各部分市場(chǎng)規(guī)模和增速差異較大。具體來看，低壓變頻器、伺服電機(jī)、減速器、傳感器和過程儀表價(jià)值量較高；分環(huán)節(jié)來看，控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)規(guī)模較大。工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)?？傮w保持上升趨勢(shì)，中國(guó)2021年市場(chǎng)超過2000億元，為排除疫情造成的影響，2021年和2019年的指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模CAGR超過30%，整體市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)較快。智能制造是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的方向，它將概念更新升級(jí)，并擴(kuò)展到了柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和高度集成化的范圍。智能制造（IntelligentManufacturing，IM）是一種由智能機(jī)器和人類與家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進(jìn)行智能活勱，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人。智能制造在物理空間的主要載體是工業(yè)自動(dòng)化，在信息空間的主要載體是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，而三者在工廠智能化的實(shí)踐過程中又相互交織。工業(yè)自動(dòng)化及其相關(guān)技術(shù)和設(shè)備構(gòu)成了智能制造的基礎(chǔ)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過存儲(chǔ)、加工和處理生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)和信息，構(gòu)建了IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）和SaaS（軟件即服務(wù)）的解決方案層級(jí)，并通過指令與控制系統(tǒng)和設(shè)備系統(tǒng)相交互，完成智能生產(chǎn)指令和反饋。產(chǎn)業(yè)鏈：核心零部件重要性凸顯人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游核心軟硬件（硬件包括伺服電機(jī)、減速器、控制器、傳感器等；軟件包括機(jī)器視覺、人機(jī)交互、機(jī)器學(xué)習(xí)、系統(tǒng)控制等）；中游本體制造商和下游應(yīng)用（包括迎賓接待、高校科研等）。其中核心零部件重要性十分突出，一方面高性能的零部件是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人感知與運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)；另一方面核心零部件成本占比較高。以傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人為例，核心零部件占據(jù)了工業(yè)機(jī)器人整機(jī)70%以上的成本。（一）減速器主要包括諧波減速器和RV減速器，目前仍主要被日本企業(yè)所壟斷，近年來在綠的諧波和雙環(huán)傳動(dòng)等國(guó)產(chǎn)龍頭的帶領(lǐng)下國(guó)產(chǎn)化率逐步提升。考慮到人形機(jī)器人將為減速器市場(chǎng)需求帶來較大增量，根據(jù)測(cè)算2025年全球諧波減速器市場(chǎng)空間有望達(dá)147．5億元，2022-2025年CAGR=59．5%。（二）控制器主要控制機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡，近年來機(jī)器人控制器市場(chǎng)需求穩(wěn)步增長(zhǎng)。競(jìng)爭(zhēng)格局方面由于機(jī)器人控制器多為本體廠商自制，競(jìng)爭(zhēng)格局與本體類似，國(guó)外企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位，國(guó)內(nèi)外差距主要體現(xiàn)在軟件算法，近年匯川、埃斯頓等國(guó)產(chǎn)機(jī)器人龍頭正逐步追趕。（三）伺服系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)。相較于通用伺服、機(jī)器人用伺服對(duì)響應(yīng)速度，負(fù)載能力，體積質(zhì)量等要求更高，因此國(guó)內(nèi)外差距也更大。近年來匯川、埃斯頓等國(guó)產(chǎn)品牌迅速發(fā)展，在中低端伺服領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，并不斷投入研發(fā)向高端伺服系統(tǒng)邁進(jìn)。自動(dòng)化設(shè)備綜述自動(dòng)化設(shè)備面向整個(gè)制造業(yè)生產(chǎn)效率的提升，更符合當(dāng)前高質(zhì)量發(fā)展的時(shí)代特征，具體包含了通用、專用自動(dòng)化兩大類。其中，專用自動(dòng)化面向下游的3C、光伏、鋰電等行業(yè)，受到下游投資節(jié)奏的影響；而通用自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域、客戶結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，具體包含了工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、激光器等產(chǎn)品。自動(dòng)化設(shè)備關(guān)鍵零部件行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)自動(dòng)化設(shè)備傳動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件，主要配套于各種類型，工業(yè)電機(jī)，最終應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電梯等多個(gè)自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域。自動(dòng)化設(shè)備零部件行業(yè)的發(fā)展與下游行業(yè)的發(fā)展和景氣狀況有較強(qiáng)的聯(lián)動(dòng)性。作為重要的自動(dòng)化設(shè)備零部件之一，傳動(dòng)與制動(dòng)行業(yè)的發(fā)展與工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域的拓展密切相關(guān)。隨著我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定以及國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的出臺(tái)，下游行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，下游行業(yè)市場(chǎng)容量持續(xù)擴(kuò)大，對(duì)自動(dòng)化設(shè)備零部件行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)作用。同時(shí)，下游行業(yè)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備零部件行業(yè)產(chǎn)品性能指標(biāo)要求的提高進(jìn)一步推動(dòng)了自動(dòng)化設(shè)備零部件行業(yè)技術(shù)研發(fā)和自主創(chuàng)新能力的提升。隨著近年來全球制造業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，傳動(dòng)與制動(dòng)領(lǐng)域的中國(guó)企業(yè)獲取了先進(jìn)技術(shù)和制造經(jīng)驗(yàn)，整體行業(yè)發(fā)展較快，但由于我國(guó)核心技術(shù)和高端產(chǎn)品對(duì)外依存度依然較高，國(guó)內(nèi)企業(yè)仍與發(fā)達(dá)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手存在較大的差距。國(guó)內(nèi)企業(yè)主要集中在傳統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域，如工程機(jī)械、重型裝備、軌交裝備、電動(dòng)工具等，產(chǎn)品以中低端基礎(chǔ)產(chǎn)品為主，而工業(yè)機(jī)器人、高端數(shù)控機(jī)床、半導(dǎo)體設(shè)備等自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域依然被國(guó)外企業(yè)占據(jù)較大的市場(chǎng)份額，軸承、高鐵齒輪箱、機(jī)器人減速機(jī)等高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。外資企業(yè)產(chǎn)品價(jià)格昂貴，售后維修保養(yǎng)費(fèi)用高昂，服務(wù)響應(yīng)不及時(shí)等都直接制約了我國(guó)裝備制造業(yè)工業(yè)化、自動(dòng)化進(jìn)程。隨著我國(guó)企業(yè)技術(shù)研發(fā)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，產(chǎn)品性能不斷提升，越來越多的優(yōu)質(zhì)企業(yè)將有可能參與到高端產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)口替代潛力巨大。隨著信息技術(shù)與制造技術(shù)的發(fā)展，以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化成套生產(chǎn)線等智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成，自動(dòng)化設(shè)備對(duì)其傳動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)的智能化、精度和可靠性提出了更高的要求。以諧波減速機(jī)為例，在智能制造的產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)下，隨著諧波傳動(dòng)技術(shù)對(duì)以剛性構(gòu)件模式進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)的突破，諧波減速機(jī)以其回差小、運(yùn)動(dòng)精度高、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕等特點(diǎn)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中得以成熟應(yīng)用，已成為機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備核心零部件之一；以電磁制動(dòng)器為例，在工業(yè)自動(dòng)化快速發(fā)展的推動(dòng)下，電磁制動(dòng)器以其制動(dòng)時(shí)間短、定位精準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低等特點(diǎn)，在以伺服技術(shù)為主的自動(dòng)控制領(lǐng)域中，已成為數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備的關(guān)鍵零部件之一。同時(shí)，電磁制動(dòng)器在起升裝備領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸由電梯向起重機(jī)、塔吊、高空平臺(tái)車、電動(dòng)叉車、自動(dòng)化立體停車庫、舞臺(tái)升降等多個(gè)行業(yè)拓展。隨著設(shè)備向智能化、自動(dòng)化的發(fā)展，下游應(yīng)用需求的變化將為傳動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件將帶來更多的市場(chǎng)空間。隨著我國(guó)智能制造的不斷推進(jìn)，自動(dòng)化設(shè)備在安全、精密、高效及性價(jià)比等性能要求不斷提高，機(jī)電一體化、驅(qū)控一體化、模塊化成為自動(dòng)化設(shè)備制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，傳動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)獲得新的發(fā)展契機(jī)。機(jī)電一體化是指產(chǎn)品集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，電磁制動(dòng)器就是機(jī)電一體化的重要發(fā)展成果。驅(qū)控一體化是指對(duì)控制器、驅(qū)動(dòng)器及其他控制模塊的高度集成，產(chǎn)品因此具有本相對(duì)較低、應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單、維護(hù)檢修便捷、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，機(jī)器人上的運(yùn)用將成為未來發(fā)展趨勢(shì)。模塊化是指利用模塊通過搭積木重構(gòu)的方式重新組合自動(dòng)化設(shè)備，以滿足不同任務(wù)的需要，模塊化的產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于注塑機(jī)械手、SCARA機(jī)器人、小六軸機(jī)器人、插件機(jī)、繞線機(jī)等領(lǐng)域。自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情況