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運動控制市場發(fā)展有利驅動因素及技術水平特點（附報告目錄）
1、行業(yè)概況
運動控制起源于20世紀30年代的伺服控制理論，到了20世紀80年代，運動控制產品在主要工業(yè)化國家和地區(qū)已得到廣泛應用。運動控制器作為運動控制系統(tǒng)的核心，經歷了不斷的更新換代。早期的運動控制器是以單片機或微處理器為核心的，這類運動控制器速度較慢，精度不高，成本相對較低。之后產生了以專業(yè)芯片（ASIC）作為核心處理器的運動控制器。目前被廣泛使用的運動控制器主要是基于 PCI 總線的以 DSP 和 FPGA 作為核心處理器的開放式運動控制器。同時，將運動控制技術與網絡技術有機結合是當前一個新的研究發(fā)展方向。
運動控制行業(yè)產業(yè)鏈分析
資料來源：普華有策
相關報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年運動控制市場前瞻與投資戰(zhàn)略咨詢報告》
2、行業(yè)產品劃分
運動控制系統(tǒng)多種多樣，但從基本結構上看，一個典型的運動控制系統(tǒng)主要由三部分組成：運動控制器、電力電子功率驅動裝置和電動機，其中，運動控制器是運動控制系統(tǒng)的核心，電力電子功率變換裝置為驅動機構，電動機為控制對象，為控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構。
控制器產品無論是在外形、功能和軟件程序上的差異都很大，按照所屬類型可以劃分為 PC-based（基于個人電腦）、PLC-based（基于可編程邏輯控制器）、獨立式（專用）控制器和 CNCs（專用數控加工中心）幾類。
運動控制器目前主要應用于機床、紡織機械、橡塑機械、印刷機械和包裝機械行業(yè)，占我國運動控制市場銷售額的 80%以上。而食品飲料機械、煙草機械、醫(yī)療設備和科研設備行業(yè)對運動控制器的需求由于和日常生活緊密相關，這些終端消費一直處于穩(wěn)定增長中，所以該類機械行業(yè)對運動控制器的需求保持穩(wěn)步增長。
根據控制系統(tǒng)中執(zhí)行機構工作原理的不同，運動控制系統(tǒng)可分為步進系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)兩大類。步進系統(tǒng)中的步進電機是一種離散運動的裝置，電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制執(zhí)行機構，它和現代數字控制技術有著本質的聯系，在目前國內的數字控制系統(tǒng)中，其應用已十分廣泛；伺服系統(tǒng)中的伺服電機是一種將收到的電信號轉換成電機軸上的角位移或角速度輸出的執(zhí)行機構，伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數），也就是說伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，它每旋轉一個角度，都會發(fā)出對應數量的脈沖，這樣伺服驅動器和伺服電機編碼器的脈沖形成了呼應，所以它是閉環(huán)控制，而步進電機是開環(huán)控制。隨著全數字式交流伺服系統(tǒng)的出現，交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統(tǒng)中。為了適應數字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。
伺服系統(tǒng)由于具備精度高、響應速度快、效率高、可實現低速大轉矩輸出等優(yōu)異的性能特點，在對精度要求高的行業(yè)得到越來越廣泛的應用，已經普遍應用于機床、包裝印刷、電子設備、紡織、塑料等行業(yè)，而且應用的范圍還在不斷擴大。
相對于運動控制器，伺服電機和步進電機這類執(zhí)行機構的通用性要高很多。在面對不同的應用領域時，步進系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)供應商可以提供不同功率的標準產品。
此外，運動控制產品按應用領域可以分為 CNC（數控機床 ComputerNumerical Control）和 GMC（通用運動控制 General Motion Control）兩大類。CNC 主要以機床行業(yè)為代表，而 GMC 市場更加多元化，即所面對的應用行業(yè)更加寬廣。
3、行業(yè)競爭格局
目前，日本廠商占據我國運動控制市場的主導地位，包括 CNC 市場和 GMC市場。其產品性能和價格迎合了廣大機械制造商的要求和使用習慣，并且借助代理商渠道，日系廠商的行業(yè)和客戶積累較多；來自歐美的供應商主要服務中高端OEM 市場，提供高性能運動控制產品和整套解決方案，產品價格普遍較高；而國內供應商主要為中低端運動控制市場提供產品和服務，在部分領域也與日本供應商展開競爭，而歐美供應商所在的高端市場暫時沒有受到國內廠商的沖擊。
我國 GMC 市場面對多元化的應用行業(yè)，能為中小廠商提供更多機會，定位于比較特殊或縫隙的應用行業(yè)。整體而言，GMC 市場仍是日本供應商占據主導地位，歐美供應商次之。
從整個運動控制市場來看，主流供應商仍是日本和歐美的國際知名廠商。法拉克提供中端性價比較高的 CNC 整體方案；三菱電機提供 GMC 和 CNC 產品，近年來獲得較大成功；西門子的 CNC 從高端到低端涵蓋風力發(fā)電、波紋紙等眾多終端用戶；松下和安川通過分銷商銷售具有較強的性價比優(yōu)勢；德國的博世力士樂和貝加萊、美國科爾摩根伺服是特殊行業(yè)專用伺服的領導者。在本地供應商中，廣州數控和華中數控能在 CNC 領域提供整體解決方案，其它大部分供應商集中在中低端機床行業(yè)。
國內眾多生產廠商中，以控制器為核心的且能為客戶提供系統(tǒng)解決方案的供應商包括：上海維宏電子科技股份有限公司、深圳市雷賽智能控制股份有限公司、成都樂創(chuàng)自動化技術股份有限公司、固高科技（深圳）有限公司、深圳眾為興技術股份有限公司等少數幾家。
4、行業(yè)技術水平及技術特點
（1）運動控制產品智能化程度不高
通過進行持續(xù)的研發(fā)投入和技術積累，國外廠商的運動控制產品不但功能強大、而且智能化程度很高。相比之下，國內廠家的運動控制產品智能化水平較低。一方面，我國控制器的智能化水平還處于技術探索和產品開發(fā)階段:另一方面，在伺服驅動系統(tǒng)的易用性和自適應上，與國外的先進水平還有很大差距，如何保證電機驅動系統(tǒng)能夠自動適應機械負載隨時間變化的運動特性，并保持穩(wěn)定的性能表現，是目前亟待突破的核心技術。.
（2）運動控制產品集成化程度不高
運動控制類產品主要包括控制器、驅動器、電機等核心部件，相互之間需要復雜的電纜進行相互連接，具有接線人工成本高、占用空間大、電纜信號易受干擾等缺點。目前，國外廠商已普遍采用一體化模式進行兩個甚至多個部件的集成，例如智能一體式電機將伺服電機、驅動器、單軸控制器、總線通訊集成于一體。但是國內產品目前仍多為單體型運動控制部件，多功能集成的運動控制技術仍處于開發(fā)或適用階段，與國外產品的集成化程度相比有較大差距。
（3）運動控制系統(tǒng)多以信息孤島型單機設備為載體
目前國內制造設備主要以信息孤島型的單機設備為主，其運動控制系統(tǒng)難以與工廠管理信息系統(tǒng)和外部互聯網進行信息和數據上的互聯互通，設備之間的信息傳遞普遍采用數字I0控制模式，傳遞的信息量有限。同時，每臺設備采用的控制模式和生產模式的不同，導致企業(yè)在數據收集方面存在缺失，并且制造設備和運動控制系統(tǒng)在后續(xù)的改造和升級方面存在較大的困難。
（4）運動控制方式以脈沖指令型為主
國內運動控制產品的控制模式經過了模擬:量指令模式到脈沖指令模式的轉變，脈沖式接口是現階段國內產品的主流接口形式，具有簡單、易用、低成本的優(yōu)點。但隨著機器設備智能化水平的逐步提升，其缺點也逐步凸顯，主要表現在:信息傳遞上過于簡單、易受干擾，控制信息從控制端到執(zhí)行端的傳遞有可能出現信息缺失和無法監(jiān)控，同時整個系統(tǒng)的反饋信息量極為有限;多軸應用場合接線復雜:故障排查困難等。目前國外廠商已廣泛采用工業(yè)現場總線來解決設備內部和設備之間的信息傳遞問題，而國內廠商的總線控制技術總體上仍處于研究開發(fā)和小范圍試用階段，并未在設備制造業(yè)中進行全面普及和廣泛應用。
5、有利行業(yè)發(fā)展驅動因素
（1）國家產業(yè)政策的鼓勵和支持
運動控制產品作為自動化設備的動作控制系統(tǒng)，是機械設備自動化的核心部件，是實現智能制造的重要前提，其發(fā)展水平也體現了一個國家制造業(yè)的綜合水平，因此政府部門]對運動控制產品十分重視。
《中國制造2025》提出要“推進信息化與工業(yè)化深度融合，加快發(fā)展智能制造裝備和產品。組織研發(fā)具有深度感知、智慧決策、自動執(zhí)行功能的高檔數控機床、工業(yè)機器人、增材制造裝備等智能制造裝備以及智能化生產線，突破新型傳感器、智能測量儀表、工業(yè)控制系統(tǒng)、伺服電機及驅動器和減速器等智能核心裝置，推進工程化和產業(yè)化”。
2016年12月，工信部發(fā)布《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》，明確提:出要面向企業(yè)智能制造發(fā)展需求，推動產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)分工協作、共同發(fā)展，逐步形成以智能制造系統(tǒng)集成商為核心、各領域領先企業(yè)聯合推進、--大批定位于細分領域的“專精特”企業(yè)深度參與的智能制造發(fā)展生態(tài)體系。加快培育一批有行業(yè)、專業(yè)特色系統(tǒng)解決方案供應商;做優(yōu)做強一批傳感器、智能儀表、控制系統(tǒng)、伺服裝置、工業(yè)軟件等“專精特”配套企業(yè)。國家產業(yè)政策的大力支持為本行業(yè)提供了良好的外部發(fā)展環(huán)境。
（2）國產自動化設備替代進口的趨勢促進行業(yè)發(fā)展
我國運動控制行業(yè)起步較晚，早期在產品的可靠性上與國外企業(yè)存在較大的差距，但經過多年的發(fā)展，國內一些優(yōu)秀廠商技術水平在不斷提高，并逐步縮小與國外品牌的差距，加快了對國外品牌的替代速度，國內廠商的市場份額持續(xù)擴大。未來幾年，隨著國內廠商在產品技術及市場推廣.上的進一步提升，借助國內制造業(yè)升級帶來的機床、電子制造設備、紡織機械、醫(yī)療設備等領域發(fā)展的契機，本土品牌的市場份額將繼續(xù)穩(wěn)步提高。
（3）上游行業(yè)技術進步促進運動控制技術的進一步發(fā)展
近年來，隨著電子技術、計算機技術和通訊技術的迅猛發(fā)展以及上游電子元器件技術應用水平的不斷提升，推動了運動控制技術向驅動交流化和數字化方向轉變，并向智能化和網絡化的方向發(fā)展，原來一些不能實現的功能應用開始成為可能。隨著以太網、USB、處理器技術的進一步發(fā)展，-些功率電子器件的成本更低，性能更好，也促進了運動控制產品性能的進一步提升。
（4）產業(yè)升級對制造業(yè)自動化、智能化提出更高的要求
目前，國內制造業(yè)正面臨著產業(yè)升級的壓力，企業(yè)要突破發(fā)展瓶頸，需要不斷提高產品質量、檔次和附加值，改變以往粗放型的經濟增長模式。國內制造業(yè)與工業(yè)發(fā)達國家的制造業(yè)相比，其差距主要體現在自動化水平方面，發(fā)達國家在大批量生產技術基礎上，不斷向訂制化、智能化、集成化方向發(fā)展，從生產加工到檢測包裝，全程采用自動化控制技術，從而保證了產品的質量，提高了生產效率。國內企業(yè)要縮小這部分差距，需要在自動化產品和技術方面不斷加大投入，進而不斷增加對運動控制產品、技術和解決方案的需求。
（5）勞動力成本的提高促使企業(yè)大量使用自動化設備
近年來，勞動工人的增加速度已經不能滿足國內制造業(yè)規(guī)模擴“張的速度，用工難的問題困擾著越來越多的制造業(yè)企業(yè),加上日益上漲的勞動力成本影響，我國制造業(yè)企業(yè)正面臨著巨大的產業(yè)升級壓力，迫使制造業(yè)企業(yè)生產使用的機械設備朝自動化、智能化方向發(fā)展。
6、進入本行業(yè)的主要障礙
（1）人才壁壘
運動控制行業(yè)所涉及的技術研究和開發(fā)屬于涉及多學科、多領域的實驗科學，既要求關鍵技術人員具備電子、自動化控制以及機電一體化較強的理論知識，又需要其擁有多年豐富的行業(yè)實踐經驗，而且銷售人員不僅需要具備較強的市場營銷能力，還需要掌握相關技術原理、熟悉產品性能指標等；此外，我國運動控制行業(yè)起步較晚，在核心控制算法、嵌入式系統(tǒng)軟件、軌跡控制、二次開發(fā)等方面缺乏大量專業(yè)人才。行業(yè)所面對的市場變化與技術不斷創(chuàng)新，要求具有大批經驗豐富和響應迅速的銷售人員和管理人員，這些高層次人才的培養(yǎng)和積累也需要一定的時間。因此，本行業(yè)對于新進入者，具有一定的人才壁壘。
（2）技術壁壘
運動控制或自動化控制涉及電力電子技術、微電子技術、自動化控制技術、機電一體化技術、電機控制技術等多學科多領域技術。近年來隨著電力電子器件的發(fā)展和國內自動化控制技術的進步，出現了依靠低成本優(yōu)勢的本土企業(yè)，大量涌入中低端市場。由于規(guī)模小、技術相對落后，尤其在核心的嵌入式硬件平臺及可靠性技術、運動控制算法優(yōu)化、行業(yè)控制系統(tǒng)集成技術、電機控制技術、電機制造技術等方面投入不足，在產品的整機設計和可靠性設計技術方面與國際品牌廠商相比還有比較大的差距，因此要想進入中高端市場存在較大的技術壁壘。
（3）市場壁壘
運動控制市場目前主要被日本和歐美廠商占據，國內企業(yè)所占份額較小。而在僅有的市場份額中，一批先期進入該行業(yè)的國內企業(yè)擁有先發(fā)優(yōu)勢，并形成較穩(wěn)定客戶群。新進企業(yè)想在較小的份額中奪取市場困難較大。
（4）客戶壁壘
運動控制產品是智能制造裝備的核心部件之一?？蛻魰C合考慮產品的質量可靠性、服務及時性、技術延續(xù)性等多方面因素，客戶更換產品供應商可能會造成質量不能保障、技術服務不能延續(xù)等風險，因此對原有供應商形成一定程度的依賴，其他供應商短時間內難以取得用戶的信任。
具備一定規(guī)模和實力的運動控制產品供應商不僅提供產品，還提供配套的技術服務。隨著客戶制造自動化設備的技術日益復雜，越來越多的客戶需要供應商從產品開發(fā)環(huán)節(jié)即介入，采用委托開發(fā)、聯合開發(fā)等方式，為客戶提供所需的產品和技術解決方案。在合作開發(fā)過程中，供應商能更加深入了解下游客戶的需求并提供配套方案，從而強化與客戶的緊密協作與互動。行業(yè)新進入者則因缺少與下游客戶深入溝通的渠道和機會，進入行業(yè)的難度加大。