我國從1970 年代開始跟蹤開發(fā)交流伺服技術(shù),主要研究力量集中在高等院校和科研單位,以軍工、宇航衛(wèi)星為主要應(yīng)用方向,不考慮成本因素。主要研究機(jī)構(gòu)是北京機(jī)床所、西安微電機(jī)研究所、中科院沈陽自動化所等。80 年代之后開始進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域,直到2000年,國產(chǎn)伺服停留在小批量、高價格、應(yīng)用面狹窄的狀態(tài),技術(shù)水平和可靠性難以滿足工業(yè)需要。2000 年之后,隨著中國變成世界工廠、制造業(yè)的快速發(fā)展為交流伺服提供了越來越大的市場空間,國內(nèi)幾家單位開始推出自己品牌的交流伺服產(chǎn)品。目前國內(nèi)主要的伺服品牌或廠家有森創(chuàng)(和利時電機(jī))、華中數(shù)控、廣數(shù)、南京埃斯頓、蘭州電機(jī)廠等。其中華中數(shù)控、廣數(shù)等主要集中在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域。
當(dāng)前國內(nèi)外交流伺服產(chǎn)品的水平
交流伺服系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù),一直隨著用戶的需求而不斷發(fā)展。電動機(jī)、驅(qū)動、傳感和控制技術(shù)等關(guān)聯(lián)技術(shù)的不斷變化、造就了各種各樣的配置。就電動機(jī)而言,可以采用盤式電機(jī)、無鐵芯電機(jī)、直線電機(jī)、外轉(zhuǎn)子電機(jī)等,驅(qū)動器可以采用各種功率電子元件,傳感和反饋裝置可以是不同精度、性能的編碼器、旋變和霍爾元件甚至是無傳感器技術(shù),控制技術(shù)從采用單片機(jī)開始,一直到采用高性能DSP 和各種可編程模塊,以及現(xiàn)代控制理論的實(shí)用化等等。我們從2005 年11 月在德國紐倫堡舉辦的SPS/IPC/Drives 展覽上可以看到世界范圍內(nèi)電氣驅(qū)動、運(yùn)動控制和相關(guān)軟件的最新情況,其中交流伺服產(chǎn)品的亮點(diǎn)很多,代表了當(dāng)前的國際水平。
歐美和國內(nèi)市場規(guī)模以及基本走勢
根據(jù)ARC 2001 年的報告,當(dāng)年全球伺服驅(qū)動的市場規(guī)模是20.67 億美元,01 年到06年的復(fù)合增長率在7%以上,預(yù)計全球伺服系統(tǒng)的市場規(guī)模在2006 年會達(dá)到29 億美金左右(這個預(yù)測包括了交流伺服和步進(jìn)電機(jī))。現(xiàn)在回過頭來看,恐怕已經(jīng)不止這個數(shù)據(jù),這中間經(jīng)歷了911 等因素造成的02、03 年的市場衰退和04 年之后的恢復(fù)性增長。預(yù)計未來幾年增長率會有所提高。國內(nèi)交流伺服的市場規(guī)模2006 年估計在20 億人民幣左右,市場規(guī)模近3 年一直保持了大于25%的年復(fù)合增長率,在所有自動化產(chǎn)品中當(dāng)屬發(fā)展最快之列。而且隨著世界制造業(yè)加速向中國轉(zhuǎn)移,國產(chǎn)數(shù)控裝備在國家政策的扶持下快速向高性能、高附加值發(fā)展,國產(chǎn)交流伺服系統(tǒng)的性價比快速提高,交流伺服系統(tǒng)的市場會繼續(xù)保持快速增長的勢頭,預(yù)計從2007 到2010 年,年平均增長率會維持在20%以上。但是平均單價也將隨著競爭加劇不斷下降,每年大約下降10%。
中國伺服產(chǎn)品的用戶區(qū)域主要分布在華東、華南和華北,其中華東市場(上海、江浙和山東)占45%,以廣東為主的華南和以京津?yàn)橹鞯娜A北各為15%左右。華中和東北大約是10%。華東市場是伺服最大的消費(fèi)市場,而且這個趨勢會持續(xù)下去。伺服驅(qū)動廠商面臨用戶和OEM 廠家不斷變化的需求的挑戰(zhàn),伺服驅(qū)動器的上位機(jī)可以是CNC 系統(tǒng)、通用運(yùn)動控制器和PLC,還有各種嵌入式控制器,他們必須不斷推出樣化的產(chǎn)品,滿足所有運(yùn)動控制領(lǐng)域的要求。從功率范圍上,當(dāng)前100W~2000W 是主流,大約占整個伺服市場的70%,而10KW 以下的品種占到90%。在轉(zhuǎn)速范圍上,大約50%的用戶需要3000rpm 以內(nèi)的電機(jī),另外40%需要3000~6000 轉(zhuǎn),不到10%的人需要10000rpm 或以上轉(zhuǎn)速的電機(jī)。
分析當(dāng)前國內(nèi)用戶的購買因素,占前三位的是穩(wěn)定可靠性、價格和服務(wù)。這也說明目前國內(nèi)交流伺服市場還處在較低級的階段,對性能和功能的充分利用沒有擺在重要位置。從長遠(yuǎn)來看,伺服廠商的關(guān)鍵成功因素應(yīng)該是產(chǎn)品的性價比、可靠性、技術(shù)含量、以及市場份額和品牌影響力。
國內(nèi)外市場發(fā)展趨勢
國際交流伺服市場處于恢復(fù)性增長狀態(tài),而國內(nèi)市場在未來 3~5 年仍將維持高速增長。
國際范圍內(nèi),政府和國際標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展給伺服產(chǎn)業(yè)帶來深遠(yuǎn)影響,比如美國的能源法案EPactII 對電機(jī)系統(tǒng)能效的規(guī)定,美國的UL、NEC(NFPA)標(biāo)準(zhǔn)對安全的規(guī)定,歐盟的RoHS、WEEE 和CE 標(biāo)準(zhǔn)對環(huán)保和安全的規(guī)定等。交流伺服系統(tǒng)的市場范圍不斷擴(kuò)大,越來越多取代機(jī)械傳動、液壓和氣動傳動系統(tǒng);交流伺服不斷取代直流伺服的市場份額,導(dǎo)致直流伺服在整個伺服市場的占有率從目前的不到15%每年大約下降0.5%;同時交流伺服成本和尺寸不斷縮小,也在蠶食高端步進(jìn)電機(jī)的市場,但是步進(jìn)電機(jī)本身也在不斷提高自己的競爭能力,不斷延伸市場空間,因此在收到?jīng)_擊的同時市場也在擴(kuò)大,只是速度可能不如交流伺服這么快而已。
我們相信,在中國交流伺服市場發(fā)展的過程中,一定會出現(xiàn)強(qiáng)勢的國產(chǎn)品牌,國際廠商也必然從中獲益;在諸強(qiáng)博弈中讓廣大客戶受益,最終促進(jìn)整個行業(yè)的成熟。