2018年中國伺服系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展趨勢及市場前景預(yù)測【圖】

    伺服系統(tǒng)是使系統(tǒng)終端執(zhí)行結(jié)構(gòu)根據(jù)控制指令實現(xiàn)包括位移、轉(zhuǎn)速和力矩等維度動作的設(shè)備總稱。由控制層面的控制器、驅(qū)動層面的伺服驅(qū)動和執(zhí)行層面的伺服電機(jī)，輔之編碼器組成。它決定了自動化機(jī)械的精度、控制速度和穩(wěn)定性，因此是工業(yè)自動化設(shè)備的核心。

    伺服系統(tǒng)目前有兩種分類方式，分別是按照系統(tǒng)功率大小和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類分類。按照功率大小目前可以分為小型伺服、中型伺服和大型伺服系統(tǒng)。小型伺服通常指功率小于1KW的產(chǎn)品，主要應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、電子制造、紡織包裝設(shè)備等小型機(jī)械；中型伺服功率范圍在1-7.5KW，多應(yīng)用于銑床、注塑機(jī)等領(lǐng)域；大型伺服系統(tǒng)功率大于7.5KW，主要用于驅(qū)動重型機(jī)械設(shè)備。按照目前伺服市場銷售情況分析，小型伺服應(yīng)用快速提升，占比達(dá)到45%，主要原因是近年來3C行業(yè)快速上漲；中型伺服由于近年來機(jī)床行業(yè)等傳動設(shè)備制造業(yè)低迷的影響，市場規(guī)模在37%左右；大型伺服系統(tǒng)占比相對穩(wěn)定，在18%左右。

    我國伺服系統(tǒng)產(chǎn)品市場相對國外發(fā)展較晚，發(fā)展歷程大致可以分為三個階段，第一階段為2005年以前的發(fā)展萌芽期，具體來講最早在70年代，伺服系統(tǒng)首先被應(yīng)用于國防科技、軍工等高端制造行業(yè)，隨后在80年代，伺服系統(tǒng)開始在一些高端民用制造中得到嘗試；第二階段是2005年以后的初步增長期，隨著制造強(qiáng)國等戰(zhàn)略的提出，我國制造業(yè)水平得到很大提升，伺服系統(tǒng)在我國高端制造業(yè)中得到大范圍應(yīng)用，同時國產(chǎn)伺服品牌開始誕生，產(chǎn)品性能初步得到市場認(rèn)可，但外資品牌伺服系統(tǒng)仍占絕對主導(dǎo)地位；第三階段是2010年前后進(jìn)入進(jìn)口替代期，國產(chǎn)伺服系統(tǒng)性價比逐步提高，在機(jī)床、機(jī)械等領(lǐng)域進(jìn)入加速進(jìn)口替代階段。

    目前我國伺服市場仍處于成長階段，增長空間較大，且已成為全球伺服增速最快的市場。我國伺服產(chǎn)品真正普及應(yīng)用時間僅有13年，尚處于成長階段，且伴隨伺服系統(tǒng)逐漸成為工業(yè)自動化最重要的控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一，在機(jī)床工具、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械和包裝機(jī)械等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，同時隨近幾年工業(yè)機(jī)器人、電子制造設(shè)備等產(chǎn)業(yè)的迅速擴(kuò)張，伺服系統(tǒng)在新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用規(guī)模增長迅速，整體市場規(guī)模增長空間較大。2016年我國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到134億元，如果加上系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)整體市場規(guī)模已經(jīng)接近750億元，2010-2016年我國伺服市場（伺服驅(qū)動+電機(jī)）CAGR達(dá)到20%。相比之下，2016年全球伺服驅(qū)動+電機(jī)市場規(guī)模在650億元左右，2014-2016年年均復(fù)合增速僅為5.6%。中國已經(jīng)占到全球伺服市場規(guī)模的五分之一，并成為全球伺服系統(tǒng)增速最快的國家之一。

2016年伺服系統(tǒng)加系統(tǒng)集成市場規(guī)模接近750億元

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    相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2018-2024年中國伺服系統(tǒng)行業(yè)運(yùn)營態(tài)勢及發(fā)展趨勢研究報告》

    隨下游行業(yè)對高精密設(shè)備需求的不斷提升，我國伺服系統(tǒng)應(yīng)用行業(yè)范圍在擴(kuò)大，重心在轉(zhuǎn)移。我們通過對比2011和2015年兩年伺服系統(tǒng)下游應(yīng)用行業(yè)市場規(guī)模占比可以看出2011年伺服系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的行業(yè)集中在機(jī)床、紡織機(jī)械和包裝機(jī)械三類，合計占到伺服市場總規(guī)模的56%。到2015年伺服行業(yè)在醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人等新興領(lǐng)域得到快速發(fā)展，前三大應(yīng)用行業(yè)分別為機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和電子設(shè)備制造，合計占總規(guī)模比重的44.2%。經(jīng)過4年發(fā)展，伺服系統(tǒng)的下游應(yīng)用領(lǐng)域在不斷開拓，應(yīng)用行業(yè)重心也從紡織包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移至電子設(shè)備制造、工業(yè)機(jī)器人等新興領(lǐng)域，體現(xiàn)了伴隨產(chǎn)業(yè)升級和制造業(yè)改革，社會需求和政策利好方向的變化。

    而伴隨下游應(yīng)用行業(yè)范圍和重心的變化，除了對伺服產(chǎn)品性能要求逐漸提升，伺服市場規(guī)模也在逐步擴(kuò)大。僅通用交流伺服產(chǎn)品市場規(guī)模在2008-2017年就經(jīng)歷了從24億到87億元的快速增長，2008-2017年CAGR達(dá)到15%。伴隨下游精密控制設(shè)備在電子制造、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、食品包裝、醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用，我們預(yù)計未來幾年伺服市場（包括交流伺服、直流伺服、編碼器、CNC控制器等產(chǎn)品）將實現(xiàn)30-40%左右增速，到2020年我國伺服系統(tǒng)累計市場規(guī)模有望超過800億元。

伺服系統(tǒng)下游應(yīng)用行業(yè)范圍和重心變化

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通用交流伺服市場規(guī)模(億元)

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    中國制造2025力度空前，核心部件的國產(chǎn)化突破是工控領(lǐng)域下一步發(fā)展的重中之重。2015年5月國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》，旨在應(yīng)對新技術(shù)革命沖擊，推動傳統(tǒng)制造業(yè)向高端制造業(yè)跨越式發(fā)展，而核心部件的國產(chǎn)化突破是提高智能制造水平，實施工業(yè)強(qiáng)基工程的第一要務(wù)。其中高檔數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人和新能源汽車的開發(fā)作為重點突破領(lǐng)域，突出強(qiáng)調(diào)要加快突破伺服電機(jī)及驅(qū)動器等關(guān)鍵零部件的技術(shù)瓶頸。根據(jù)《中國制造2025》綱要，2015年11月，工信部通過數(shù)控機(jī)床專項“十三五”計劃，旨在覆蓋《中國制造2025》對數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)的急迫需求，提高我國機(jī)床行業(yè)整體數(shù)控化率。2016年4月，工信部又發(fā)布《機(jī)器人發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》，具體指出到2020年我國自主品牌工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量要達(dá)到10萬臺，六軸及以上工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量達(dá)到5萬臺；關(guān)鍵零部件如精密減速機(jī)、伺服電機(jī)及驅(qū)動器的市場占有率要達(dá)到50%以上。各省市也陸續(xù)頒布指導(dǎo)政策，并提出落實《中國制造2025》的“十三五”規(guī)劃目標(biāo)，預(yù)計到2020年我國智能制造總產(chǎn)值將超過3萬億元，年均復(fù)合增長率約20%。

中國制造2025數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域要求

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《機(jī)器人發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》具體內(nèi)容

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    無論是對數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人滲透率的指標(biāo)要求還是對核心應(yīng)用零部件的國產(chǎn)化突破，積極培育龍頭企業(yè)是快速打破進(jìn)口依賴，推動技術(shù)普及的有效途徑。創(chuàng)新項目補(bǔ)貼成為相關(guān)政策落地的主要形式。在《中國制造2025》重點發(fā)展領(lǐng)域有重大突破或發(fā)展意向的公司可以向地方發(fā)改委進(jìn)行創(chuàng)新項目申報，以伺服系統(tǒng)為核心的從上游技術(shù)到下游應(yīng)用一條龍的相關(guān)研發(fā)項目成為重點補(bǔ)貼對象。

    2011年伺服行業(yè)下游應(yīng)用占比最高的三個行業(yè)分別為機(jī)床、紡織機(jī)械和包裝機(jī)械，而到2015年，電子設(shè)備及工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用比占比得到快速增長，機(jī)床比例雖然在下降，但作為工業(yè)母機(jī)仍然保持伺服下游應(yīng)用占比最高的行業(yè)。預(yù)測到2019年，機(jī)床、電子設(shè)備和工業(yè)機(jī)器人將成為伺服應(yīng)用最主要的三大市場，合計占伺服市場總規(guī)模比重將達(dá)到47.7%。因此對伺服系統(tǒng)未來市場規(guī)模的預(yù)測我們選擇從電子制造、數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人三方面入手。我們預(yù)計2018年三大市場將會給伺服系統(tǒng)市場帶來超過60億元的增量，疊加三大市場占總伺服市場比重，預(yù)計2018-2020年累計市場規(guī)模將接近500億元。

國產(chǎn)伺服系統(tǒng)市場規(guī)模預(yù)測（億元）

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    工業(yè)生產(chǎn)中涉及大量的金屬加工環(huán)節(jié)，機(jī)床的性能及控制精確程度將直接影響各加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。伴隨制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級趨勢，數(shù)控機(jī)床的重要性越發(fā)凸顯。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別主要包括自動排屑裝置、主軸轉(zhuǎn)速提高、自動換刀功能及主、進(jìn)給傳動分離。其中數(shù)控機(jī)床的主傳動和進(jìn)給傳動采用各自獨立的伺服系統(tǒng)，增加傳動鏈的精確性和穩(wěn)定性，同時各傳動環(huán)節(jié)既可單獨運(yùn)動，也可多軸聯(lián)動?；谝陨辖Y(jié)構(gòu)的區(qū)別，數(shù)控機(jī)床在加工精度、穩(wěn)定性、加工復(fù)雜性和生產(chǎn)效率上均有較大提高，同時在改變加工零件時，數(shù)控機(jī)床僅需更改數(shù)控程序，大大縮減生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，滿足目前日益增長的柔性生產(chǎn)需求。由此可見，未來數(shù)控機(jī)床對普通機(jī)床的替代趨勢將會持續(xù)進(jìn)行。

    我國數(shù)控機(jī)床市場得到快速增長。2016年數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模達(dá)到1355億元，占據(jù)全球數(shù)控機(jī)床消費金額的一半。然而目前我國機(jī)床數(shù)控化率仍然只有30%不到，并且在高端數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，有80%以上的設(shè)備仍需要從歐美日韓進(jìn)口，2016年我國高端數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口額近30億美元，平均單價高達(dá)23萬美元/臺。由此可見，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床市場無論是在升級換代需求還是進(jìn)口替代進(jìn)程方面都存在較大增長空間。

我國數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模及增速（億元）

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    基于數(shù)控機(jī)床的重要地位，同時也為了加快國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床發(fā)展步伐，中國制造2025將數(shù)控機(jī)床列為“加快突破的戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域”，提出要加強(qiáng)前瞻部署和關(guān)鍵技術(shù)突破，以提高國際分工層次及話語權(quán)。同時明確提出到2025年我國關(guān)鍵工序數(shù)控化率水平要從當(dāng)前的33%提升至64%，數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率要達(dá)到84%的目標(biāo)。數(shù)控機(jī)床由一臺CNC數(shù)控作為控制部件，同時由一套主軸伺服系統(tǒng)控制主軸運(yùn)動，另外配備2-3個伺服系統(tǒng)控制進(jìn)給傳動以完成精確切削任務(wù)。伴隨我國數(shù)控化率的提升，伺服系統(tǒng)也將得到較快發(fā)展。

數(shù)字化研發(fā)工具普及率及關(guān)鍵工序數(shù)控化率規(guī)劃

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    我國目前已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場，銷量占比達(dá)到30%。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016年全球工業(yè)機(jī)器人銷量超過29萬臺，中國銷量達(dá)到8.7萬臺，占全球總銷量的29.6%，同比增速為27%，從2013年開始中國已經(jīng)連續(xù)四年成為全球工業(yè)機(jī)器人銷量最多的國家，2010-2016年全球銷量CAGR為20%，而我國2010-2016年銷量CAGR高達(dá)42%，遠(yuǎn)超全球平均增長水平。

    國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場還存在較大增長空間。一是目前國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人密度還比較低，根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2015年韓國工業(yè)機(jī)器人使用密度達(dá)到531臺/萬人，新加坡398臺/萬人，日本、德國密度均在300臺/萬人以上，世界平均密度在69臺/萬人，而中國僅為49臺/萬人，相比全球平均水平低29%，相比美國低72%，相比德國、日本等智能制造強(qiáng)國達(dá)到84%以上的差距，由此可見我國工業(yè)機(jī)器人市場還存在巨大的增量空間；二是下游需求快速釋放，我國已經(jīng)出臺多項政策措施推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展，2015年國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》，明確提出到2020年、2015年國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人市場份額要分別達(dá)到50%和70%以上，2020年核心零部件國產(chǎn)化率要超過50%，2030年超過80%，根據(jù)“十三五”規(guī)劃，到2020年我國工業(yè)機(jī)器人密度要達(dá)到150臺/萬工人的水平。除政策支持外，我國勞動力人口紅利消失、制造業(yè)工資增長較快等因素都使得工業(yè)機(jī)器人經(jīng)濟(jì)性已然體現(xiàn)，根據(jù)國家統(tǒng)計局城鎮(zhèn)制造業(yè)人員平均工資的增長情況，并假設(shè)每個工業(yè)機(jī)器人可以替代4名工人，且均價以每年5%的速度下降，則我們計算到2018年工業(yè)機(jī)器人的成本回收期將不足1年，最后，我國包裝、紡織等傳統(tǒng)制造業(yè)的設(shè)備升級趨勢已定，電子制造等智能制造行業(yè)的興起將進(jìn)一步支撐工業(yè)機(jī)器人的龐大市場。

2015年全球各國工業(yè)機(jī)器人密度（臺/萬工人）

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全球及中國工業(yè)機(jī)器人銷量及增速

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機(jī)器人成本回收期（年）

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    工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部包含一臺運(yùn)動控制器，每個關(guān)節(jié)處都會配備一套伺服驅(qū)動和伺服電機(jī)進(jìn)行電氣傳動，在機(jī)械臂處一般還會安裝傳感器，伴隨工業(yè)機(jī)器人供需雙側(cè)崛起，以上工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部核心部件的市場規(guī)模將得到快速提升，尤其是應(yīng)用數(shù)量較多的伺服系統(tǒng)。我們預(yù)計未來我國工業(yè)機(jī)器人年銷量增速能夠保持在30%左右，2019年前后我國工業(yè)機(jī)器人銷量占全球總銷量占比將達(dá)到50%。根據(jù)測算，我們預(yù)計2018年工業(yè)機(jī)器人的密度將超過110臺/萬工人，同時我們將工業(yè)機(jī)器人具體分成直角坐標(biāo)、SCARA、多關(guān)節(jié)、圓柱坐標(biāo)及并聯(lián)機(jī)器人，根據(jù)這六類工業(yè)機(jī)器人安裝量增速及單價情況具體估算工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模，進(jìn)而推算出伺服系統(tǒng)市場規(guī)模。我們預(yù)計到2020年由工業(yè)機(jī)器人拉動的伺服系統(tǒng)市場規(guī)模將達(dá)到46.6億元。