伺服系统是指以位置、速度、转矩为控制量,能够动态跟踪目标变化从而实现自动化控制的系统,是实现工业自动化精密制造和柔性制造的核心技术,属于高端工业自动化控制设备。由于具备定位精度高、动态响应快、稳定性好等性能特点,在对位置精度要求较高的行业中得到广泛应用,目前已普遍应用于机床工具、纺织机械、电子制造设备、医疗设备、印刷机械自动化生产线及各种专用设备等。
伺服系统可以分为通用伺服系统和专用伺服系统,其在市场规模、产品技术、应用领域等方面存在差异。在市场规模上,通用伺服市场规模较大,根据睿工业数据,2022年我国通用伺服系统市场规模达到222.61亿元,专用伺服系统市场规模为34.20亿元;
在产品技术上,专用伺服需要基于不同行业的应用需求提供专业化产品,通用伺服需要使其产品在不同行业应用领域内均保持高水平运作,两者在产品技术路线上各有侧重;在应用领域上,通用伺服下游应用领域较广,包括包装、物流、3C电子、锂电池、机器人、木工、激光等,专用伺服下游应用领域包括风力发电、矿山机械、缆车索道、电梯等。
1)全球伺服系统行业发展状况
伺服系统的发展经历了由液压、气动到电气的过程,其中电气伺服系统根据所驱动的电机类型分为直流和交流伺服系统。
20 世纪 50 年代,直流伺服电机实现了产品化并开始应用,但其存在机械结构复杂、维护工作量大等缺点;20 世纪 70 年代后期到 80 年代初期,集成电路、交流可变速驱动技术的发展使得交流伺服系统逐渐成为主导产品;20 世纪 80 年代以来,由于电机永磁材料制造工艺的发展以及其性价比的日益提高,永磁交流伺服驱动技术有了突出发展。
随着交流伺服电机技术的成熟,交流伺服系统在国外得到快速发展,并涌现出松下、安川、三菱、西门子、博世力士乐、伦茨、施耐德等知名品牌,其中,日本品牌以良好的性价比和较高的可靠性占据了我国较大的市场份额,在中低端设备市场中具有优势,而欧美品牌凭借较高的产品性能在高端设备中占据优势。根据市场调研机构HIS Markit 的估算,全球伺服系统市场规模将于2022 年突破 200 亿美元。
2)我国伺服系统行业发展状况
我国的伺服系统产业起步较晚,2000 年以后随着国内中高端制造业不断发展,各行各业在生产制造活动中越来越多地需要使用伺服系统来实现产品制造高质量和高精度的目的,这一需求促使国内伺服系统市场呈现快速增长趋势。根据MIR 睿工业的数据,2022 年我国通用伺服系统市场规模为 222.61 亿元,预计在2027 年达到 247.48 亿元。
我国伺服系统市场主要分为日韩品牌、欧美品牌和国产品牌三大阵营,由于需要的技术水平较高,伺服系统市场一直为外资品牌主导。近年来,国内厂商通过引进、消化吸收国际先进技术等举措,不断加强伺服系统相关的技术研发和生产能力,国产伺服系统的产品质量和技术水平不断提升,并逐渐在国内市场中取得一定的份额,但与国际知名企业相比,其在整体性能、可靠性上仍存在一定差距。
根据 MIR 睿工业的数据,2022 年我国通用伺服市场中,国产品牌占据约 49.79%的市场份额,日韩品牌占据约 30.32%的市场份额,欧美品牌占据约 19.89%的市场份额;其中,汇川技术、西门子和松下分别以 22.41%、10.44%、7.85%的市场份额位列前三。
随着我国光伏、锂电、3C 电子、机器人、纺织机械、包装机械等下游应用领域的快速增长,各行各业在生产制造活动中越来越多地需要使用伺服系统来实现产品制造高质量和高精度的目的,这带动了国内伺服系统整体市场需求的增长。国内厂商凭借性价比、服务快速等优势,逐步改变了原有的外资品牌主导的市场格局,并在部分细分市场上表现出明显的竞争优势。
未来,随着工业机器人行业的深化、工业自动化程度的进一步提升和智能制造的深入推进,伺服系统市场将会出现新一轮快速增长,尤其伴随着国产伺服技术研发水平的不断提升,国产伺服系统进口替代的步伐将会加快,内资品牌在伺服系统的崛起之势将愈发明显。