驅(qū)控一體機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查及投資策略報(bào)告

驅(qū)控一體機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查及投資策略報(bào)告

以新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，研制新型、高端、可信智能控制器，提升工廠(chǎng)制造過(guò)程和制造裝備的自有處理能力和智能水平。重點(diǎn)研究智能裝備CPS型控制器與關(guān)鍵技術(shù)、基于移動(dòng)互聯(lián)的智能產(chǎn)線(xiàn)控制管理器、高可信多重冗余控制系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)、新一代SCADA系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)、工業(yè)組態(tài)和工業(yè)監(jiān)控等工業(yè)軟件、精密系統(tǒng)裝配過(guò)程數(shù)據(jù)采集與控制裝置。攻克云端服務(wù)、高實(shí)時(shí)任務(wù)、高可信控制共性關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真、全分布式控制、多種控制器無(wú)縫集成。適應(yīng)工廠(chǎng)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)研發(fā)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化共性關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能工廠(chǎng)共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化。提升我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的整體創(chuàng)新水平和自主裝備能力，滿(mǎn)足國(guó)家科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型的重大戰(zhàn)略需求。研究零件可控清潔熱處理工藝、真空等溫淬火熱處理工藝等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)清潔熱處理裝備，完善熱處理工藝數(shù)據(jù)庫(kù)。開(kāi)發(fā)高溫耐蝕涂層技術(shù)、潤(rùn)滑耐磨抗氧化表面工藝材料、工藝及表面處理裝備。智能機(jī)器人推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)與人工智能等新一代信息技術(shù)深度融合，突破共性關(guān)鍵技術(shù)，形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的機(jī)器人產(chǎn)品，協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)與系統(tǒng)建設(shè)、以及典型示范應(yīng)用，支撐我國(guó)機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)向高端發(fā)展。（一）智能機(jī)器人基礎(chǔ)前沿技術(shù)結(jié)合機(jī)器人與以人工智能為代表的新一代信息技術(shù)深度融合的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)展機(jī)構(gòu)/材料/驅(qū)動(dòng)/傳感/控制與仿生的創(chuàng)新技術(shù)、智能機(jī)器人感知與認(rèn)知技術(shù)、智能機(jī)器人學(xué)習(xí)與智能增殖技術(shù)、人機(jī)自然交互與協(xié)作共融技術(shù)等重大基礎(chǔ)前沿技術(shù)研究，搭建機(jī)器人技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)系統(tǒng)，開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)證，取得原創(chuàng)性創(chuàng)新成果，為我國(guó)新一代智能機(jī)器人提供技術(shù)支撐。（二）智能機(jī)器人共性關(guān)鍵技術(shù)以攻克制約我國(guó)機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)為目標(biāo)，開(kāi)展高性能機(jī)器人核心零部件（RV減速器、諧波減速器、伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人控制器）、專(zhuān)用傳感器、軟件體系及多任務(wù)操作系統(tǒng)、功能軟件、計(jì)量測(cè)試/安全與可靠性、應(yīng)用工藝及系統(tǒng)集成等共性關(guān)鍵技術(shù)研究，建立機(jī)器人安全性與可靠性技術(shù)體系，機(jī)器人性能達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品水平，解決我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)空心化問(wèn)題，提升國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。（三）新一代機(jī)器人技術(shù)與平臺(tái)開(kāi)展主/被動(dòng)結(jié)合新型機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)、模塊化柔順關(guān)節(jié)、關(guān)節(jié)變剛度彈性驅(qū)動(dòng)、生物-機(jī)械界面與接口的人機(jī)相容性設(shè)計(jì)、人機(jī)安全共存、智能交互、協(xié)同作業(yè)等新一代機(jī)器人核心技術(shù)研究，研制以協(xié)作型多自由度輕型臂、協(xié)作型雙臂機(jī)器人、移動(dòng)操作臂等為代表的新一代互助協(xié)作型作業(yè)機(jī)器人和以上肢外骨骼、下肢外骨骼、全身外骨骼等為代表的新一代人體行為增強(qiáng)型機(jī)器人試驗(yàn)樣機(jī)系統(tǒng)，為后續(xù)產(chǎn)品化奠定技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)新一代機(jī)器人技術(shù)研究與世界同步，搶占技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。（四）機(jī)器人關(guān)鍵產(chǎn)品/平臺(tái)/系統(tǒng)研發(fā)研發(fā)新型作業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療/康復(fù)機(jī)器人、面向老年人/殘障人士的生活輔助機(jī)器人、特殊環(huán)境服役自主作業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人云端在線(xiàn)服務(wù)平臺(tái)、機(jī)器人智能作業(yè)技術(shù)及系統(tǒng)等高端機(jī)器人關(guān)鍵產(chǎn)品/平臺(tái)/系統(tǒng)，豐富我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)品種類(lèi)，完善我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)品譜系建設(shè)，提升我國(guó)機(jī)器人的整體性能與智能水平，創(chuàng)新服務(wù)領(lǐng)域和商業(yè)模式，支撐我國(guó)機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)向高端發(fā)展，徹底轉(zhuǎn)變低水平重復(fù)的局面。（五）系統(tǒng)集成與應(yīng)用推進(jìn)我國(guó)機(jī)器人面向制造業(yè)典型行業(yè)/重點(diǎn)領(lǐng)域、醫(yī)療/康復(fù)、助老助殘/智慧家庭/社會(huì)服務(wù)、安全與救援/科學(xué)工程等行業(yè)/領(lǐng)域的系統(tǒng)集成與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)品在國(guó)家重點(diǎn)行業(yè)/領(lǐng)域高端應(yīng)用和典型領(lǐng)域拓展應(yīng)用，提高國(guó)產(chǎn)機(jī)器人國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，為國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)，加速推進(jìn)我國(guó)智能機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝針對(duì)移動(dòng)通信、大數(shù)據(jù)、新能源、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)等重點(diǎn)領(lǐng)域大宗產(chǎn)品制造需求，重點(diǎn)圍繞28-14納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行工藝、裝備和關(guān)鍵材料的協(xié)同布局，形成28-14納米裝備、材料、工藝、封測(cè)等較完善的產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈專(zhuān)項(xiàng)成果的規(guī)?；瘧?yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的改善和技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)。（一）光刻機(jī)及核心部件研發(fā)干式光刻機(jī)產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售；研制28納米浸沒(méi)式光刻機(jī)產(chǎn)品，進(jìn)入大生產(chǎn)線(xiàn)考核；開(kāi)展配套光學(xué)系統(tǒng)、雙工件臺(tái)等核心部件產(chǎn)品研發(fā)，并集成到整機(jī)；構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)，提升光刻機(jī)自主創(chuàng)新能力；建設(shè)光刻機(jī)光學(xué)系統(tǒng)等關(guān)鍵部件生產(chǎn)基地，具備批量生產(chǎn)能力。（二）高端關(guān)鍵裝備及零部件面向集成電路14-10納米先進(jìn)工藝，重點(diǎn)開(kāi)展刻蝕、薄膜、化學(xué)機(jī)械處理、摻雜和檢測(cè)等關(guān)鍵裝備及其配套核心零部件產(chǎn)品研發(fā)，通過(guò)大生產(chǎn)線(xiàn)考核并進(jìn)入銷(xiāo)售。（三）成套工藝及知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）庫(kù)以移動(dòng)通信應(yīng)用為重點(diǎn)，開(kāi)發(fā)14納米及相關(guān)產(chǎn)品工藝；以大數(shù)據(jù)應(yīng)用為重點(diǎn)，開(kāi)發(fā)立體堆疊閃存（3D-D）存儲(chǔ)器工藝，開(kāi)展7-5納米關(guān)鍵技術(shù)研究；面向新能源、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)等重點(diǎn)領(lǐng)域大宗產(chǎn)品制造需求，開(kāi)發(fā)特色產(chǎn)品工藝平臺(tái)；取得核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)并實(shí)際應(yīng)用。（四）關(guān)鍵材料面向45-28-14納米集成電路工藝，重點(diǎn)研發(fā)300毫米硅片、深紫外光刻膠、拋光材料、超高純電子氣體、濺射靶材等關(guān)鍵材料產(chǎn)品，通過(guò)大生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)用考核認(rèn)證并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N(xiāo)售；研發(fā)相關(guān)超高純?cè)牧袭a(chǎn)品，構(gòu)建材料應(yīng)用工藝開(kāi)發(fā)平臺(tái)，支撐關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)體系建設(shè)與發(fā)展。（五）封裝測(cè)試面向移動(dòng)互聯(lián)和汽車(chē)電子等重大領(lǐng)域需求，圍繞處理器、存儲(chǔ)器、14-10納米工藝節(jié)點(diǎn)晶圓等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)下一代封裝集成與測(cè)試新技術(shù)以及相關(guān)的關(guān)鍵裝備和材料產(chǎn)品；實(shí)現(xiàn)可集成數(shù)?；旌想娐?、射頻、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和光電等多功能異質(zhì)材料芯片的三維系統(tǒng)集成技術(shù)的量產(chǎn)應(yīng)用；建成有影響力的封裝集成產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，取得較完善的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈情況運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上游包括各類(lèi)電子元器件，如IC芯片、PCB板、晶體管、電阻電容等。產(chǎn)業(yè)鏈的中游主要為運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、減速器和傳感器等核心部件的提供商或者運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)解決方案提供商。產(chǎn)業(yè)鏈的下游是各類(lèi)智能制造裝備行業(yè)。十三五以來(lái)，通過(guò)試點(diǎn)示范應(yīng)用、系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商培育、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等多措并舉，我國(guó)制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)加速，供給能力不斷提升。在新興制造及傳統(tǒng)制造領(lǐng)域均涌現(xiàn)出大批領(lǐng)先的高端裝備制造企業(yè)，并發(fā)展出離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)等新模式新業(yè)態(tài)?！妒奈逯悄苤圃彀l(fā)展規(guī)劃》指出，要大力發(fā)展智能制造裝備、合力發(fā)展工業(yè)軟件產(chǎn)品、著力打造系統(tǒng)解決方案，推動(dòng)先進(jìn)工藝、信息技術(shù)與制造裝備深度融合，帶動(dòng)通用、專(zhuān)用智能制造裝備加速研制和迭代升級(jí)，到2025年實(shí)現(xiàn)研制1，000種先進(jìn)智能制造裝備的目標(biāo)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等高效加工與近凈成形成套裝備，航空航天大型復(fù)合材料智能鋪放、成形、加工和檢測(cè)成套裝備，高精度智能化熱/冷連軋成套裝備，百萬(wàn)噸以上能化乙烯成套裝備，新型干法水泥全流程智能化生產(chǎn)線(xiàn)，食品高黏度流體灌裝智能成套裝備，連續(xù)式針織物/純滌綸織物印染成套裝備，滿(mǎn)足GMP要求的無(wú)菌原料藥智能成套裝備，極大規(guī)模集成電路制造成套裝備，新型平板顯示制造成套裝備等。融合數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能、VR/AR、5G、北斗等新技術(shù)的智能工控系統(tǒng)、智能工作母機(jī)、協(xié)作機(jī)器人等新型裝備。增材制造重點(diǎn)解決增材制造領(lǐng)域微觀(guān)成形機(jī)理、工藝過(guò)程控制、缺陷特征分析等科學(xué)問(wèn)題，突破一批重點(diǎn)成形工藝及裝備產(chǎn)品，在航空航天、汽車(chē)能源、家電、生物醫(yī)療等領(lǐng)域開(kāi)展應(yīng)用，引領(lǐng)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。形成創(chuàng)新設(shè)計(jì)、材料及制備、工藝及裝備、核心零部件、計(jì)量、軟件、標(biāo)準(zhǔn)等相對(duì)完善的技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)體系，結(jié)合重大需求開(kāi)展應(yīng)用示范，具備開(kāi)展大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)。（一）增材制造控形控性的科學(xué)基礎(chǔ)探索增材制造自由成形過(guò)程的成形幾何精度、成形效率、材料組織結(jié)構(gòu)與性能的形成規(guī)律與關(guān)鍵影響因素和控制方法，為提升增材制造工藝技術(shù)和裝備設(shè)計(jì)水平提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)支撐，并為形成重大原創(chuàng)性增材制造新技術(shù)提供科學(xué)指引。（二）基于增材制造的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展基于增材制造工藝特性，融合力學(xué)、物理與化學(xué)多種功能的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，為結(jié)構(gòu)整體化、輕量化、高性能化和滿(mǎn)足聲、光、電、磁、熱等多功能化提供設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)軟件，支撐我國(guó)高端裝備的自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)和跨越式技術(shù)發(fā)展。（三）增材制造專(zhuān)用材料制備技術(shù)基于增材制造的工藝特性和應(yīng)用需求，開(kāi)展增材制造專(zhuān)用金屬和非金屬材料的設(shè)計(jì)與制備技術(shù)研究，最大限度地發(fā)揮增材制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)，大幅度拓展增材制造的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域。（四）增材制造的核心裝備設(shè)計(jì)與制造技術(shù)針對(duì)激光/電子束選區(qū)熔化、激光選區(qū)燒結(jié)、高能束金屬沉積成形、光固化、激光沉積打印、微滴噴射3D打印、熔融沉積造型等已經(jīng)展示重大產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用價(jià)值的增材制造技術(shù)，開(kāi)展相關(guān)裝備設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的深入研究，占據(jù)增材制造產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的高端。（五）評(píng)價(jià)體系與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)研究制定增材制造的材料標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、裝備標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等7個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)體系，為增材制造的廣泛產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，并顯著增強(qiáng)我國(guó)增材制造技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。新型電子制造關(guān)鍵裝備面向?qū)捊麕О雽?dǎo)體器件、光通訊器件、MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）器件、功率電子器件、新型顯示、半導(dǎo)體照明、高效光伏等泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的巨大市場(chǎng)需求，開(kāi)展關(guān)鍵裝備與工藝的研究，重點(diǎn)解決電子器件關(guān)鍵材料裝備、器件制造裝備等高端裝備缺乏關(guān)鍵技術(shù)、可靠性低、工藝開(kāi)發(fā)不足等問(wèn)題，推動(dòng)新技術(shù)研發(fā)與關(guān)鍵裝備研發(fā)的協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建高端電子制造裝備自主創(chuàng)新體系。（一）寬禁帶半導(dǎo)體/半導(dǎo)體照明等關(guān)鍵裝備研究針對(duì)碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等為代表的寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)對(duì)關(guān)鍵制造裝備的需求，開(kāi)展大尺寸（6吋）寬禁帶半導(dǎo)體材料制備、器件制造、性能檢測(cè)等關(guān)鍵裝備與工藝研究。針對(duì)高亮度半導(dǎo)體照明（LED、OLED）大生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)制造裝備的需求，開(kāi)展大產(chǎn)能材料制備、器件制造、性能檢測(cè)等關(guān)鍵裝備研發(fā)，掌握核心技術(shù)與工藝，滿(mǎn)足大生產(chǎn)線(xiàn)要求。（二）光通訊器件關(guān)鍵裝備及工藝研究針對(duì)光通訊器件制造對(duì)裝備的需求，重點(diǎn)圍繞硅基光電子芯片工藝裝備、InP（銦磷）基等光電子芯片工藝裝備、光纖器件工藝裝備、光電子器件耦合封裝等關(guān)鍵裝備等開(kāi)展研究，掌握核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用，提升國(guó)內(nèi)光通訊器件制造能力及工藝水平。（三）MEMS器件/電力電子器件等關(guān)鍵裝備與工藝研究針對(duì)MEMS器件、電力電子器件等領(lǐng)域?qū)ρb備的特殊工藝需求，開(kāi)展材料制備、芯片制造、特種封裝、性能檢測(cè)等關(guān)鍵裝備與工藝的研發(fā)，掌握關(guān)鍵技術(shù)、開(kāi)發(fā)特色工藝，提高國(guó)產(chǎn)裝備的工藝適應(yīng)性及可靠性。研究基于國(guó)產(chǎn)裝備為主的成套工藝，完成對(duì)國(guó)產(chǎn)裝備的工藝優(yōu)化、可靠性驗(yàn)證及集成應(yīng)用，打造自主產(chǎn)業(yè)鏈，提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。（四）高效光伏電池關(guān)鍵裝備及工藝研究針對(duì)下一代高效光伏電池技術(shù)（PERC、HIT、黑硅電池等）對(duì)關(guān)鍵裝備及工藝的需求，開(kāi)展大產(chǎn)能、高轉(zhuǎn)換效率光伏電池制造工藝裝備、自動(dòng)化制造裝備、核心工藝等研究，降低電池片制造成本，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)批量銷(xiāo)售。（五）新材料，新器件關(guān)鍵電子裝備與核心部件研究針對(duì)石墨烯、碳基電子器件、柔性顯示、光互聯(lián)等國(guó)際上不斷出現(xiàn)的新材料、新器件、新工藝對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)相關(guān)的裝備需求，開(kāi)展面向電子器件應(yīng)用石墨烯材料制備裝備、大面積轉(zhuǎn)移裝備、石墨烯電子器件制造裝備、柔性顯示有機(jī)膜材料制備裝備、柔性顯示有機(jī)器件制造及檢測(cè)裝備、碳基電子器件制造裝備、光互聯(lián)器件制備裝備、高密度封裝等方面的關(guān)鍵裝備開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)足研發(fā)或產(chǎn)業(yè)化需求，推動(dòng)新技術(shù)研發(fā)與裝備研發(fā)的協(xié)同發(fā)展。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)行業(yè)概況（一）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基本概述以反饋控制為核心、機(jī)構(gòu)為被控對(duì)象、數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是人類(lèi)發(fā)明和制造機(jī)器的過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。人類(lèi)通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)來(lái)制造更有序、高效、高速、精密、穩(wěn)定和可靠的好機(jī)器。機(jī)器改變世界，而運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)改變機(jī)器設(shè)計(jì)與制造，是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的制器之技?，F(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展起源于工業(yè)革命后對(duì)蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)等各類(lèi)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行精確控制的想法。得益于現(xiàn)代控制理論、微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一，并已廣泛應(yīng)用于微電子、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、電子加工和檢測(cè)、生產(chǎn)自動(dòng)化等各類(lèi)工業(yè)制造領(lǐng)域。在現(xiàn)代化工業(yè)時(shí)代，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用水平是衡量一個(gè)國(guó)家裝備自動(dòng)化、智能化水平的標(biāo)志，體現(xiàn)了制造業(yè)的發(fā)展水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是智能制造裝備的核心基礎(chǔ)部件，決定了裝備的精度、效率，是不同品牌裝備形成差異化的重要環(huán)節(jié)。從基本結(jié)構(gòu)上看，典型的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括控制器、驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)（執(zhí)行器）和傳感器三大部件。其具體功能是在復(fù)雜條件下，將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)高速、高精度的軌跡和位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制或力控制。其中，運(yùn)動(dòng)控制器相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的大腦，驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)相當(dāng)于心臟和血管，傳感器則是神經(jīng)系統(tǒng)的感知單元。而機(jī)械系統(tǒng)就是承載任務(wù)的四肢。運(yùn)動(dòng)控制器向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制指令，驅(qū)動(dòng)器將其轉(zhuǎn)化為能夠運(yùn)行電機(jī)的電流，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)工作機(jī)械（負(fù)載）實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，電機(jī)和機(jī)械系統(tǒng)的多種傳感器經(jīng)過(guò)信號(hào)處理將實(shí)時(shí)信息反饋給控制器，控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分集成，硬件即工業(yè)控制板卡，包括主控單元、信號(hào)處理等部分，軟件包括運(yùn)動(dòng)控制算法、邏輯任務(wù)、系統(tǒng)調(diào)度及相關(guān)工業(yè)應(yīng)用軟件。硬件的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)，軟件、算法的優(yōu)劣，共同決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的精度、效率。在硬件的差異化不明顯的情況下，軟件算法是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。運(yùn)動(dòng)控制軟件可在使用過(guò)程中通過(guò)升級(jí)來(lái)提升性能或改變用途，從而使智能化裝備具有真正的柔性。在裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，整體制造業(yè)向精益管理綜合能力和全局效益提升方向發(fā)展的背景下，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心指標(biāo)就應(yīng)包括：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的整體可靠性、穩(wěn)定性，適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景的性能和功能指標(biāo)（高速高精、高實(shí)時(shí)性和高帶寬等）和快速二次開(kāi)發(fā)能力，以及人機(jī)交互的友好、易用與可重構(gòu)，針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)（智能感知與故障診斷）能力，與產(chǎn)線(xiàn)及周邊設(shè)備交互并參與整體節(jié)拍效率、產(chǎn)能以及供應(yīng)鏈的決策等。（二）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)核心部件運(yùn)動(dòng)控制器是指以邏輯控制單元為核心，以傳感器為信號(hào)敏感元件，以電機(jī)或動(dòng)力裝置和執(zhí)行單元為控制對(duì)象的一種控制裝置，其主要任務(wù)是根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制的要求和傳感器件的信號(hào)進(jìn)行必要的邏輯、數(shù)學(xué)運(yùn)算，為電機(jī)或其它動(dòng)力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號(hào)。運(yùn)動(dòng)控制器由硬件、固件、軟件等組成，其中硬件部分包括微處理器、存儲(chǔ)器、接口電路、通信接口、電源等；固件是指固化在微處理器、存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件等元件中的軟件；軟件部分由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制指令編譯器、運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)的預(yù)處理及優(yōu)化、運(yùn)動(dòng)控制函數(shù)、通信管理等模塊構(gòu)成。運(yùn)動(dòng)控制器負(fù)責(zé)向伺服系統(tǒng)等部件傳遞控制指令，是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心模塊，其性能直接決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能水平。運(yùn)動(dòng)控制器可分為插卡式運(yùn)動(dòng)控制器、嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器和網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器。插卡式運(yùn)動(dòng)控制器又稱(chēng)為PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器，以板卡形態(tài)存在，通常采用高性能DSP和FPGA作為核心處理器。用戶(hù)通常以PC機(jī)作為信息處理平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)控制器以插卡形式嵌入PC機(jī)，即PC+運(yùn)動(dòng)控制器的模式，將PC機(jī)的信息處理能力和開(kāi)放式的特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)控制能力有機(jī)地結(jié)合在一起，可實(shí)現(xiàn)高性能多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制和高速點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要代表廠(chǎng)商包括固高科技、雷賽智能、美國(guó)泰道、翠歐、眾為興等。以工業(yè)計(jì)算機(jī)的形態(tài)存在，集成了工業(yè)計(jì)算機(jī)和插卡式運(yùn)動(dòng)控制器。在延續(xù)了插卡式運(yùn)動(dòng)控制器運(yùn)動(dòng)控制性能的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)普通PC機(jī)的基本功能，是用戶(hù)理想的嵌入式一體化解決方案，也是運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)展的重要方向。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要代表廠(chǎng)商包括FANUC、固高科技、翠歐、ACS等。網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器的形態(tài)可以是插卡式，也可以是嵌入式，或者是獨(dú)立運(yùn)行模式。其與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的鏈接是采用各類(lèi)工業(yè)總線(xiàn)形式，如Ethercat、Profinet、DeviceNet、Sercos、CC-Link、RTEX、MII/III。過(guò)去由于工業(yè)總線(xiàn)均來(lái)自歐美和日本，所以網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器基本為國(guó)外壟斷，主要廠(chǎng)家包括倍福、西門(mén)子、施耐德、三菱、松下、安川等。固高科技著力發(fā)展我國(guó)自主可控的多主從等環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)gLink系列，自2016年陸續(xù)推出各種形式的系列產(chǎn)品。伺服系統(tǒng)是一種能對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)按預(yù)定要求進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角），實(shí)現(xiàn)輸出變量精確跟隨或復(fù)現(xiàn)輸入變量。伺服系統(tǒng)通常由驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)器是用來(lái)控制電機(jī)的一種裝置，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)，一般通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位。電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，可精準(zhǔn)控制速度，位置，可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。交流伺服系統(tǒng)依據(jù)不同的電機(jī)運(yùn)行原理分為永磁同步交流伺服系統(tǒng)、感應(yīng)交流伺服系統(tǒng)、磁阻同步交流伺服系統(tǒng)和無(wú)刷直流伺服系統(tǒng)，當(dāng)前市場(chǎng)以永磁同步電機(jī)及無(wú)刷直流伺服電機(jī)為主。交流伺服電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器磁場(chǎng)換向?qū)崿F(xiàn)電流的精確通知，同時(shí)它具備轉(zhuǎn)矩密度大、效率高、力矩大，響應(yīng)快，可靠性高等特點(diǎn)，在工業(yè)場(chǎng)景得到廣泛應(yīng)用。直流伺服系統(tǒng)由直流伺服驅(qū)動(dòng)器和直流伺服電機(jī)組合構(gòu)成。直流伺服電機(jī)通過(guò)電刷進(jìn)行換向，驅(qū)動(dòng)器只需輸出正負(fù)直流電機(jī)即可驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反運(yùn)行。由于直流電機(jī)的輸出特性，它的力矩線(xiàn)性、平穩(wěn)，通常被用在高精密的控制領(lǐng)域。同時(shí)，直流伺服電機(jī)可配備編碼器形成閉環(huán)系統(tǒng)。因此，直流伺服系統(tǒng)可準(zhǔn)確掌握電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)精確的定位。步進(jìn)系統(tǒng)由步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)組合構(gòu)成，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收指令信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)固定的角度，因此可通過(guò)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出的控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。步進(jìn)系統(tǒng)通常為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，在步進(jìn)電機(jī)添加編碼器后也可形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。我國(guó)制造業(yè)發(fā)展取得的成績(jī)（一）制造業(yè)總量躍居世界第一，成為名副其實(shí)的制造大國(guó)近年來(lái)我國(guó)制造業(yè)總體規(guī)模已居世界第一位，綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，不僅對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，而且成為支撐世界經(jīng)濟(jì)的重要力量。2014年，我國(guó)工業(yè)增加值達(dá)到22．8萬(wàn)億元，占GDP的比重達(dá)到35．85%。2013年我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)出占世界比重達(dá)到20．8%。在500余種主要工業(yè)產(chǎn)品中，我國(guó)有220多種產(chǎn)量位居世界第一。制造業(yè)的快速發(fā)展，直接促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度、質(zhì)量和效益，增強(qiáng)了我國(guó)在全球化格局中的國(guó)際分工地位。（二）突破了一批核心技術(shù)，形成了一批支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大裝備產(chǎn)品十幾年來(lái)，制造業(yè)各領(lǐng)域涌現(xiàn)出了一批較有影響、意義深遠(yuǎn)的重大成果。國(guó)內(nèi)發(fā)電設(shè)備裝機(jī)中國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組已達(dá)80%以上，年產(chǎn)千萬(wàn)噸級(jí)大型煉油廠(chǎng)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%，國(guó)產(chǎn)100萬(wàn)千瓦超超臨界火電機(jī)組、國(guó)產(chǎn)750千伏交流輸變電成套設(shè)備已投入運(yùn)行。日產(chǎn)4000噸大型新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)、60萬(wàn)噸乙烯、30萬(wàn)噸級(jí)合成氨、百萬(wàn)噸級(jí)鉀肥等一大批大型成套技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)自主化。神舟系列航天飛船的成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了載人航天工程的重大突破。蛟龍?zhí)栞d人潛水器研制和海試成功，標(biāo)志著中國(guó)躋身世界載人深潛先進(jìn)國(guó)家行列。（三）涌現(xiàn)出一批世界級(jí)的大企業(yè)，企業(yè)正在逐步成為技術(shù)創(chuàng)新主體2016年《財(cái)富》世界500強(qiáng)排行榜中，中國(guó)企業(yè)達(dá)110家，其中以工業(yè)為主的有50余家。社會(huì)創(chuàng)新要素不斷向企業(yè)集聚，工業(yè)企業(yè)研發(fā)投入快速增長(zhǎng)，自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。2015年，我國(guó)規(guī)模以上制造業(yè)研發(fā)投入強(qiáng)度達(dá)到0．91%；企業(yè)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)58．3萬(wàn)件，占國(guó)內(nèi)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)受理量的60．2％；企業(yè)獲得發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)15．9萬(wàn)件，占國(guó)內(nèi)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)量的60．5％。企業(yè)作為市場(chǎng)主體，在自主創(chuàng)新中繼續(xù)發(fā)揮決定性作用。（四）初步形成了企業(yè)、高校、院所聯(lián)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系近年來(lái)，我國(guó)制造業(yè)加強(qiáng)科技創(chuàng)新、促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，取得了重要突破和實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，形成了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、較為完備的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。建設(shè)了一批國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究中心等科研基地；成立了一批國(guó)家產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，為我國(guó)制造業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展提供了重要保障。激光制造面向航空航天、高端裝備、電子制造、新能源、新材料、醫(yī)療儀器等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的迫切需求，實(shí)現(xiàn)高端產(chǎn)業(yè)激光制造裝備的自主開(kāi)發(fā)，形成激光制造的完整產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)我國(guó)激光制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，大幅提升我國(guó)高端激光制造技術(shù)與裝備的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。（一）激光與材料的相互作用機(jī)理面向航空航天、新能源、電子制造、醫(yī)療等領(lǐng)域的國(guó)家重大需求，探索激光與材料相互作用的復(fù)雜物化過(guò)程，研究超快激光制造的新原理、新方法、新應(yīng)用。開(kāi)展大功率激光/短波長(zhǎng)激光與材料相互作用機(jī)理、高精高效制造方法等方面的研究，掌握激光高品質(zhì)表面制造、精細(xì)制造、極端微結(jié)構(gòu)、高精高效制造等制造機(jī)制與實(shí)現(xiàn)方法。（二）激光器與核心功能部件研究激光器動(dòng)力學(xué)，掌握激光晶體/光學(xué)晶體、半導(dǎo)體激光芯片等激光器關(guān)鍵功能部件的國(guó)產(chǎn)化。針對(duì)高端制造用激光器的迫切需求，開(kāi)展工業(yè)化光纖/半導(dǎo)體大功率激光器制造技術(shù)、工業(yè)化超快（飛秒、皮秒）激光器制造技術(shù)、工業(yè)化短（紫外、深紫外）波長(zhǎng)激光器制造技術(shù)等方面的研究，開(kāi)展激光器標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高性能激光器及核心關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化。（三）復(fù)雜構(gòu)件表面的激光精細(xì)制造技術(shù)與裝備研究激光表面精細(xì)制造、激光清洗、激光拋光等核心技術(shù)，探索器件表面功能性結(jié)構(gòu)的激光高質(zhì)、高效制造機(jī)理與新技術(shù)，研究關(guān)鍵構(gòu)件表面微結(jié)構(gòu)成形機(jī)理與實(shí)現(xiàn)方法，并掌握激光光束路徑規(guī)劃及高速掃描、激光制造裝備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與補(bǔ)償、激光制造過(guò)程精密在線(xiàn)檢測(cè)等裝備關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)航空航天、微電子、生物醫(yī)療等領(lǐng)域典型復(fù)雜構(gòu)件的激光精密加工技術(shù)與裝備，提升國(guó)產(chǎn)激光制造技術(shù)與裝備的競(jìng)爭(zhēng)力。（四）大功率激光高效制造技術(shù)與裝備研究特殊工況下的激光制造機(jī)理與失效行為，突破大型構(gòu)件激光制造裝備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)瓶頸，攻克大型構(gòu)件定位、質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，研究激光切割、激光打孔、激光沖擊強(qiáng)化、激光焊接以及激光復(fù)合制造等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)面向飛機(jī)、船舶、高鐵等大型構(gòu)件制造中的高端激光制造技術(shù)、裝備與標(biāo)準(zhǔn)。（五）先進(jìn)激光精密微細(xì)制造技術(shù)與裝備針對(duì)航空航天、微電子、新型微小航空器件、光子集成器件等領(lǐng)域，突破激光衍射極限的納米尺度制造、復(fù)雜微納操縱及激光納米連接、激光光束整形與協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)硬脆材料高效精密制造、異種材料的激光高性能連接制造、極端微納結(jié)構(gòu)精細(xì)制造等技術(shù)與裝備，并設(shè)計(jì)和加工若干具有重大應(yīng)用前景的新型功能器件。制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件圍繞制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件，開(kāi)展基礎(chǔ)技術(shù)與前沿技術(shù)研究，突破關(guān)鍵技術(shù)與共性技術(shù)，建立健全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)和安全保障技術(shù)，完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，為逐步解決國(guó)產(chǎn)裝備空心化提供技術(shù)支撐，大幅度提高為重點(diǎn)領(lǐng)域和重大成套裝備自主配套能力。（一）基礎(chǔ)件圍繞高速精密重載軸承開(kāi)展軸承服役性能演變規(guī)律與失效機(jī)理等基礎(chǔ)理論、材料對(duì)性能影響規(guī)律和失效機(jī)理等研究，掌握高速、精密、重載軸承設(shè)計(jì)理論、壽命理論及試驗(yàn)方法，動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)技術(shù)與方法，掌握高鐵軸箱軸承、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸與齒輪箱軸承、機(jī)器人和機(jī)床精密軸承、特大型裝備靜壓軸承等設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和批量化制造核心技術(shù)，開(kāi)展典型應(yīng)用示范。圍繞高參數(shù)齒輪及傳動(dòng)裝置開(kāi)展高參數(shù)齒輪傳動(dòng)嚙合失效機(jī)理、特殊條件下齒輪副基本工作理論、研究，研究高速重載齒輪傳動(dòng)、輕合金齒輪、高性能蝸桿傳動(dòng)及新型機(jī)構(gòu)，基準(zhǔn)級(jí)別齒輪漸開(kāi)