市場狀況 1． 歐美和國內市場規模以及基本走勢 根據ARC 2001 年的報告，當年全球伺服驅動的市場規模是20.67 億美元，01 年到06年的復合增長率在7％以上，預計全球伺服系統的市場規模在2006 年會達到29 億美金左右（這個預測包括了交流伺服和步進電機）。現在回過頭來看，恐怕已經不止這個數據，這中間經歷了911 等因素造成的02、03 年的市場衰退和04 年之后的恢復性增長。預計未來幾年增長率會有所提高。 國內交流伺服的市場規模2006 年估計在20 億人民幣左右，市場規模近3 年一直保持了大于25％的年復合增長率，在所有自動化產品中當屬發展最快之列。而且隨著世界制業加速向中國轉移，國產數控裝備在國家政策的扶持下快速向高性能、高附加值發展，國產交流伺服系統的性價比快速提高，交流伺服系統的市場會繼續保持快速增長的勢頭，預計從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％。 中國伺服產品的用戶區域主要分布在華東、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為主的華北各為15％左右。華中和東北大約是10％。華東市場是伺服最大的消費市場，而且這個趨勢會持續下去。伺服驅動廠商面臨用戶和OEM 廠家不斷變化的需求的挑戰，伺服驅動器的上位機可以是CNC 系統、通用運動控制器和PLC，還有各種嵌入式控制器，他們必須不斷推出多樣化的產品，滿足所有運動控制領域的要求。從功率范圍上，當前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％。在轉速范圍上，大約50％的用戶需要3000rpm 以內的電機，另外40％需要3000～6000 轉，不到10％的人需要10000rpm 或以上轉速的電機。 分析當前國內用戶的購買因素，占前三位的是穩定可靠性、價格和服務。這也說明目前國內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。從長遠來看，伺服廠商的關鍵成功因素應該是產品的性價比、可靠性、技術含量、以及市場份額和品牌影響力。 2． 國內市場品牌競爭狀況： 國內交流伺服市場當前品牌競爭情況和10 多年前的變頻器市場非常類似。當時進口（主要是日本富士和三肯）產品占據了90％以上的市場份額，經過10 年的奮斗，國產變頻器已經占據了中低端市場，在整個市場份額上與進口產品二分天下，并涌現了利德華福、森蘭等一批有實力、也有技術的廠商，其中利德華福在大功率變頻器細分市場上取得絕對的領先優勢。 目前，國外品牌占據了中國交流伺服市場85％左右的份額，他們來自日本、德國和美國，日本品牌有安川、發那克（Fanuc）、三菱電機、松下、三洋、富士等；美國有羅克維爾（Rockwell Automation）、達那赫（Danaher）、帕克（Parker）等；德國有西門子（Siemens）、博世力士樂（Bosch Rexroth）、施奈德（Schneider）等。其中，日本品牌以良好的性能價格比和較高的可靠性占據了超過50％的最大市場份額，在中小型OEM 市場上尤其具有壟斷優勢，而且本地化生產的策略進一步增加了在價格和快速交貨方面的籌碼；歐美品牌在高端設備和生產線上比較有競爭力，其市場策略是高性能、高價格，以全套自動化解決方案作為賣點，總的市場占有率大約在35％，最近這些高端品牌也不斷尋找本地合作伙伴力圖打入中低端市場，并不甘心被日本品牌積壓市場空間。 最近2、3 年來自臺灣的伺服廠商在國內設廠，并加大了市場推廣的力度，主要是臺達和東元，其技術水平和價格水平都居于進口中端產品和國產品牌之間，在競爭中主要突出性價比優勢，對國產品牌帶來了新的競爭壓力，市場占有率從幾年前的微不足道提高到大約5％。 中國國內的品牌主要有和利時電機、華中數控、廣數、蘭州電機等，最近出現了南京埃斯頓、上海鄂爾多斯等廠家，粗略計算，宣稱推出交流伺服產品的國產廠家不下20 個。其中和利時電機面向整個自動化產業機械市場提供步進、無刷、伺服等系列產品，在技術上和品牌上有一定優勢；華中數控、廣數和蘭電等主要集中在數控機床行業，伴隨著這幾年數控行業的大發展，他們的出貨量也保持了快速增長，積累了相對較強的實力；國產品牌產品功率范圍多在5KW 以內，技術路線上與日系產品接近，目前總市場占有率在10％左右。 展望未來，隨著伺服價格的不斷下降、交流伺服的市場接受度不斷上升，中低端市場有非常大的增長空間，因此本土廠商仍將有很大作為；同時臺灣、日本廠商也將在整個市場的擴大中獲益，歐美品牌的市場占有率將逐漸下降，但仍將保持很高的毛利水平。根據機械工業研究院產業與市場研究所05 年做的市場調查，目前國內市場上覆蓋面最廣的10 個品牌分別是：西門子、三菱、安川、蘭電、松下、Fanuc、華中數控、ABB，和利時電機和AB（屬于Rockwell Automation）。其中西門子和三菱品牌覆蓋率在30％以上，AB 在3.7%，其他品牌均在10～20％之間。調查顯示國產企業比如和利時電機、華中數控、蘭州電機等企業，經過多年的研發推廣，在這個市場中做的有聲有色，在產品覆蓋面上占有一席之地，但是國產品牌的客戶忠誠度和影響力明顯不如進口品牌。用戶選擇進口品牌和國產品牌的比例為大約4：1，國產品牌沒有進入用戶首選品牌的前5 名。雖然和利時電機和華中數控分列未來需求品牌的第6 位和第7 位，但是面臨日本和臺灣產品本地化生產之后日益激烈的競爭，中小功率通用伺服產品價格持續下降，利潤率越來越低。國產品牌不僅在產品的性能、質量與品種上都有所欠缺，在技術儲備、生產能力和資本實力上的巨大差距更不是一兩天可以彌補。國產品牌要想突圍，除了需要耐心和持續投入之外，還需要在競爭策略方面走差異化路線。總之，中國品牌廠商同時面臨巨大的挑戰和發展機會，任重而道遠。 3． 交流伺服的行業應用 現代交流伺服系統最早被應用到宇航和軍事領域，比如火炮、雷達控制。逐漸進入到工業領域和民用領域。工業應用主要包括高精度數控機床、機器人和其他廣義的數控機械，比如紡織機械、印刷機械、包裝機械、醫療設備、半導體設備、郵政機械、冶金機械、自動化流水線、各種專用設備等。其中伺服用量最大的行業依次是：機床、食品包裝、紡織、電子半導體、塑料、印刷和橡膠機械，合計超過75％。 i. 在數控機床中使用永磁無刷伺服電機代替步進電機做進給已經成為標準，部分高端產品開始采用永磁交流直線伺服系統。在主軸傳動中采用高速永磁交流伺服取代異步變頻驅動來提高效率和速度也成為熱點。90 年代以來，歐、美、日各國爭相開發應用新一代高速數控機床， 高速電主軸單元轉數在30000rpm～100000rpm，工作臺的進給速度在分辨率為1μm 時達到100m/min，甚至200m/min 以上, 在分辨率為0.1μs 時，在24m/min 以上。當今數控機床突出高速、高精、高動態、高剛性的特點，對位置系統的要求包括：定位速度和輪廓切削進給速度；定位精度和輪廓切削精度；精加工的表面粗糙度；在外界干擾下的穩定性。這些要求的滿足主要取決于伺服系統的靜態、動態特性。 我們已經看到國產伺服系統比如廣數的產品在經濟型數控機床上的廣泛應用，但是在中高檔數控機床上采用國產伺服系統仍然面臨困難，性能是一個重要方面，還有就是穩定性和可靠性，或許品牌效應也是難以短時間逾越的障礙。 ii. 在機器人領域，無刷永磁伺服系統得到大量應用。工業機器人擁有多個自由度，每臺工業機器人需要的電機數量在10 臺以上。目前世界范圍內工業機器人擁有量超過100 萬臺，機器人的需求量年增長在30％以上。國際上工業機器人采用的伺服系統屬專用系統，多軸合一，模塊化，特殊的散熱結構，特殊的控制方式，對可靠性要求極高。國際機器人巨頭都有自己的專屬伺服系統配套，比如安川、松下和ABB，這方面國內差距明顯。國產工業機器人廠家仍然在采用標準的進口交流伺服系統，國產伺服系統想進入工業機器人配套領域，就更加遙遠。不過，我們也看到在一些特殊機器人領域，比如反恐防爆機器人、礦井救災機器人等輕便移動機器人，采用了國產基于低壓直流供電的微型無刷伺服系統，比如和利時電機的蜂鳥系列就獲得了成功。當然，在更廣泛的機器人領域，需要的不僅僅是交流伺服電機，還包括各種其他微特電機，如直流伺服電機、直線電機、測速發電機、旋轉變壓器、力矩電機等。 iii. 紡織行業當前應用伺服的比例很低，但卻是未來交流伺服大批量應用的重要行業之一。從90 年代初期至今已經15 年，紡織行業技術進步主要是依靠變頻化、PLC 化。只有少量紡織機械采用了高檔伺服技術，用于提高精度和效率，目前已有高檔梳棉機、帶自調勻整的并條機、新型粗紗機、數控細紗機、分條整經機、漿紗機、園網印花機等設備應用了交流伺服。無梭織機上已經開始采用帶交流伺服的電子送經和電子卷取，印染設備上也要用到伺服系統。這些設備每年的伺服用量在2、3 萬套左右，且幾乎全部是進口產品，如Lenze、Danaher、Siemens 和Baumuller，還有三菱和松下等。價格是制約交流伺服大面積普及的主要因素，國產產品雖然在價格上有一定競爭優勢，但是性能指標、可靠性和環境適應性等方面存在欠缺，還需要在品牌塑造、服務、交貨期等方面不斷改進。在如下兩個方面，我們可以看到國產伺服廠家的成功案例，一個是在工業縫紉機上，近幾年國產伺服控制器逐漸取代臺灣和其他進口品牌變成市場主流，憑借低成本的電機、簡單的低線數編碼器，以及集成控制和驅動，在解決了批量穩定性之后，象上海鮑麥克斯這樣的國內品牌獲得了成功。每年數十萬臺的產量，這可能是未來幾年里，低檔伺服最大的市場了。另外一個緊密結合用戶需求進行創新開發的案例，可以舉和利時電機開發的絡絲機控制系統。“絡絲機”是屬于織造前工序的精密工藝設備，將各種天然絲絡成各種規格的柱狀、寶塔形、雙錐形筒子，供用于染色、整經、針織等后道工序。該公司充分利用自己在步進、無刷、伺服、運動控制、網絡通訊等方面的綜合技術，通過和國內最大紡機集團的密切合作，開發成功了精密絡絲機控制系統，其核心是利用高動態的伺服橫動電機以及數字卷繞技術，取代傳統的機械傳動而實現單錠化和數字化，每錠之間依靠CAN 總線聯系，是無軸技術應用的典范。該產品的研發成功充分體現了國內廠商的競爭能力，為國產伺服廠商開辟了參與市場競爭的新路。 iv. 無軸（電子軸）傳動技術在印刷機上應用，也是目前全球印刷企業和機械制造商的焦點。無軸傳動就是用多個單獨的伺服電機取代傳統的機械傳動鏈，伺服驅動器之間依靠高速現場總線進行聯系，通過軟件保證各伺服軸對內部的虛擬數字電子軸保持嚴格同步。采用無軸傳動技術為印刷機的生產制造、為印刷業服務革命帶來了最佳解決方案，目前歐洲50％的凹印機采用了無軸技術，日本也有30％以上采用。其他采用無軸傳動的機械包括卷筒紙印刷機、柔印機、上光機、燙金機、模切機等各類印刷設備。這一領域最頂級的伺服控制解決方案提供商是來自德國的博世力士樂、倫茨、日本的住友和奧地利的貝加萊。國內目前僅有北人和松德等個別廠家進行無軸傳動印刷機的開發，部分規格的性能指標接近國際水平，但是其采用的電子軸傳動伺服系統和套準控制系統均來自日本和歐洲，國內相關伺服廠家還鮮有涉足。國產伺服和控制系統要達到這個領域的要求，需要頂級的技術水平和對這個行業的透徹理解，看來還有漫長的路要走。 v. 包裝設備上，采用伺服控制可以提高單位時間的產量、提高資源利用率、增加品種適應性和提高產品質量，因此交流伺服在包裝機械上的廣泛使用只是時間問題。采用數字伺服技術的電子齒輪和電子凸輪將代替傳統機械部件，隨著價格的下降，成本也逐漸接近純機械的方案。歐洲有個Elau 公司專門針對包裝機械設計開發數字伺服和運動控制解決方案，在大型連續包裝設備方面居于領先地位，而我國尚沒有出現如此專業的解決方案提供商。 vi. 這幾年出現的新型電梯曳引機，采用永磁同步伺服電機做無齒輪直接驅動，取代變頻異步驅動，具有更高的控制精度、動態特性、高效率、低噪聲，已經成為國際和國內主要電梯廠的熱點產品，促進了電梯產業的革命。國內已有寧波申菱、沈陽博林特等電梯廠家研制出了自己的曳引機電機產品，配進口矢量控制變頻器或伺服驅動器。 4． 國內外市場發展趨勢 i. 國際交流伺服市場處于恢復性增長狀態，而國內市場在未來3～5 年仍將維持高速增長。 ii. 國外運動控制廠商通過購并和聯盟迅速擴大自己的實力，謀求一站式解決方案提供商的地位，比如Danaher 自從1995 年以來連續收購了超過40 家運動控制廠商，包括我們非常熟悉的一些品牌，如Kollmorgen, API, Pacific Scientific,Superior Electric, Dover, NEAT, Thomson, Giddings & Lewis, Warner Motion,InMotion, Bautz, Micron 和Siedel 等。Parker 也按照相同的思路在擴展，最近的例子是收購了Bayside，而Schneider 收購了Berger Lahr。許多新生的小企業具備獨特的技術或其他核心能力，也會找到屬于自己的生存空間，并因此得到更多投資。 iii. 國際范圍內，政府和國際標準的不斷發展給伺服產業帶來深遠影響，比如美國的能源法案EPactII 對電機系統能效的規定，美國的UL、NEC（NFPA）標準對安全的規定，歐盟的RoHS、WEEE 和CE 標準對環保和安全的規定等。 iv. 交流伺服系統的市場范圍不斷擴大，越來越多取代機械傳動、液壓和氣動傳動系統；交流伺服不斷取代直流伺服的市場份額，導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，也在蠶食高端步進電機的市場，但是步進電機本身也在不斷提高自己的競爭能力，不斷延伸市場空間，因此在收到沖擊的同時市場也在擴大，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展的過程中，一定會出現強勢的國產品牌，國際廠商也必然從中獲益；在諸強博弈中讓廣大客戶受益，最終促進整個行業的成熟.