隨著
工業(yè)自動化技術(shù)的不斷成熟,生產(chǎn)裝置、控制裝置、反饋裝置和輔助裝置等工業(yè)自動化設(shè)備在機床、風(fēng)電、紡織、包裝、塑料、建筑、采礦、交通運輸和醫(yī)療等行業(yè)的應(yīng)用規(guī)模不斷擴大,工業(yè)自動化市場得到了長足的發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示,2023 年全球工業(yè)自動化市場規(guī)模達到 4,807.3 億美元。未來隨著全球工業(yè) 4.0 時代的持續(xù)推進,各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)自動化設(shè)備的需求將進一步增加,預(yù)計到 2025 年全球工業(yè)自動化市場規(guī)模到將達 5,436.60 億美元。
圖表:2020-2025年全球工業(yè)自動化市場規(guī)模
數(shù)據(jù)來源:Frost&Sullivan
我國工業(yè)自動化行業(yè)起步較晚,但發(fā)展勢頭強勁。雖然我國工業(yè)自動化在關(guān)鍵的核心技術(shù)方面與外資品牌有顯著差距,但是近年來國家陸續(xù)推出了鼓勵先進制造業(yè)的政策,為工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展提供了有力的政策支持,中國工業(yè)自動化行業(yè)發(fā)展取得明顯進步,國產(chǎn)替代進程加速。數(shù)據(jù)顯示,2023 年中國工業(yè)自動化市場規(guī)模達 3,115 億元,預(yù)計 2024 年行業(yè)市場規(guī)模將增長至 3,531 億元。
圖表:2017-2024年中國工業(yè)自動化市場規(guī)模
數(shù)據(jù)來源:工控網(wǎng)、中商產(chǎn)業(yè)研究院
工業(yè)自動化市場規(guī)模的擴大必將帶動傳動與制動系統(tǒng)產(chǎn)品的市場需求。
(2)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)機器人、自動化成套生產(chǎn)線等智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成,自動化設(shè)備對其傳動與制動系統(tǒng)的智能化、精度和可靠性提出了更高的要求。
以諧波減速機為例,在智能制造的產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動下,隨著諧波傳動技術(shù)對以剛性構(gòu)件模式進行機械傳動的突破,諧波減速機以其回差小、運動精度高、傳動比大、體積小、重量輕等特點在機器人產(chǎn)業(yè)中得以成熟應(yīng)用,已成為機器人等自動化設(shè)備核心零部件之一;以電磁制動器為例,在工業(yè)自動化快速發(fā)展的推動下,電磁制動器以其制動時間短、定位精準,結(jié)構(gòu)緊湊,運轉(zhuǎn)噪音低等特點,在以伺服技術(shù)為主的自動控制領(lǐng)域中,已成為數(shù)控機床、機器人等自動化設(shè)備的關(guān)鍵零部件之一。同時,電磁制動器在起升裝備領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸由電梯向起重機、塔吊、高空平臺車、電動叉車、自動化立體停車庫、舞臺升降等多個行業(yè)拓展。
隨著設(shè)備向智能化、自動化的發(fā)展,下游應(yīng)用需求的變化將為傳動與制動系統(tǒng)關(guān)鍵零部件將帶來更多的市場空間。
(3)產(chǎn)品向機電一體化、驅(qū)控一體化、模塊化方向發(fā)展
隨著我國智能制造的不斷推進,自動化設(shè)備在安全、精密、高效及性價比等性能要求不斷提高,機電一體化、驅(qū)控一體化、模塊化成為自動化設(shè)備制造行業(yè)的發(fā)展趨勢,傳動與制動系統(tǒng)獲得新的發(fā)展契機。
機電一體化是指產(chǎn)品集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合,電磁制動器就是機電一體化的重要發(fā)展成果。驅(qū)控一體化是指對控制器、驅(qū)動器及其他控制模塊的高度集成,產(chǎn)品因此具有成本相對較低、應(yīng)用相對簡單、維護檢修便捷、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢,機器人上的運用將成為未來發(fā)展趨勢。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)用于注塑機械手、SCARA機器人、小六軸機器人、插件機、繞線機等領(lǐng)域。
(4)行業(yè)整體發(fā)展較快,但仍與發(fā)達國家差距明顯,高端產(chǎn)品進口替代潛力巨大
隨著近年來全球制造業(yè)向中國轉(zhuǎn)移,傳動與制動領(lǐng)域的中國企業(yè)獲取了先進技術(shù)和制造經(jīng)驗,整體行業(yè)發(fā)展較快,但由于我國核心技術(shù)和高端產(chǎn)品對外依存度依然較高,國內(nèi)企業(yè)仍與發(fā)達國家的競爭對手存在較大的差距。國內(nèi)企業(yè)主要集中在傳統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域,如工程機械、重型裝備、軌交裝備、電動工具等,產(chǎn)品以中低端基礎(chǔ)產(chǎn)品為主,而工業(yè)機器人、高端數(shù)控機床、半導(dǎo)體設(shè)備等自動化設(shè)備領(lǐng)域依然被國外企業(yè)占據(jù)較大的市場份額,軸承、高鐵齒輪箱、機器人減速機等高端產(chǎn)品主要依賴進口。外資企業(yè)產(chǎn)品價格昂貴,售后維修保養(yǎng)費用高昂,服務(wù)響應(yīng)不及時等都直接制約了我國裝備制造業(yè)工業(yè)化、自動化進程。隨著我國企業(yè)技術(shù)研發(fā)實力的不斷增強,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)品市場競爭,進口替代潛力巨大。
工業(yè)自動化是在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用自動控制、自動調(diào)整裝置,用以代替人工操縱機器和機器體系進行加工生產(chǎn)的趨勢。在工業(yè)生產(chǎn)自動化條件下,人只是間接地照管和監(jiān)督機器進行生產(chǎn)。工業(yè)自動化,按其發(fā)展階段可分為:(1) 半自動化。即部分采用自動控制和自動裝置,而另一部分則由人工操作機器進行生產(chǎn)。(2) 全自動化。指生產(chǎn)過程中全部工序,包括上料、下料、裝卸等,都不需要人直接進行生產(chǎn)操作 (人只是間接地看管和監(jiān)督機器運轉(zhuǎn)),而由機器連續(xù)地、重復(fù)地自動生產(chǎn)出一個或一批產(chǎn)品。
據(jù)國際權(quán)威咨詢機構(gòu)統(tǒng)計,對自動化系統(tǒng)投入和企業(yè)效益方面提升產(chǎn)出比約1:4至1:6之間。特別在資金密集型企業(yè)中,自動化系統(tǒng)占設(shè)備總投資10%以下,起到“四兩撥千金”的作用。 傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)即機電一體化系統(tǒng)主要是對設(shè)備和生產(chǎn)過程的控制,即由機械本體、動力部分、測試傳感部分、執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動部分、控制及信號處理單元、接口等硬件元素,在軟件程序和電子電路邏輯的有目的的信息流引導(dǎo)下,相互協(xié)調(diào)、有機融合和集成,形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運動,從而組成工業(yè)自動化系統(tǒng)或產(chǎn)品。