智能装备核心零部件行业减速器、减速电机以及伺服电机、驱动器等核心零部件,以及集成后的一体化智能执行单元产品可广泛应用于机器人、智能物流、数控机床、新能源等领域以及电子、医疗、环保、食品、包装、纺织等专用机械设备。国内减速器、减速电机发展起步较晚,近年来才逐步实现小型和微型减速电机的国产化。在领域,技术水平仍偏弱,生产加工所需的高端精密加工设备和检测设备依赖进口,技术工人的知识结构、实践经验仍不能满足高端产品的制造要求,这对国内企业产品结构升级、实现技术突破产生不利影响。
智能装备核心零部件行业市场化程度较高。减速器、减速电机等智能装备核心零部件技术水平较高的国家主要包括德国、日本,其在产品的设计、制造及性能方面均居于世界领先地位。我国、减速电机工业起步较晚,近年来随着国内企业对技术的引进消化吸收再创新,小型和微型减速电机产品已经基本实现了进口替代,目前国内企业已占市场主导地位;但在领域,国外厂商仍具有一定优势。
近年来,随着制造业不断转型升级,下游制造行业对国产智能制造核心部件需求不断增加,国产厂商逐步涌现,其产品性能和技术实力已得到验证。随着国内企业研发设计水平、精加工工艺和集成技术的不断提升,优质的减速器、减速电机企业将逐步向机电一体化方向拓展,不断推出 RV 减速器、谐波减速器、伺服电机、伺服及无刷驱动器等产品,直接与国外企业进行市场竞争。同时对于进口高端产品提供完善的维修保养、废旧零部件替换或整机替换、产品技术升级、产品运行状态监控等专业综合服务,也将提升国内优质企业的竞争力。
智能制造零部件行业属于跨学科、多种专业综合应用的行业,涉及金属材料、热处理、小模数齿轮硬齿面加工、集成及检测、模具制造等技术,进入该行业需要多年技术积累和复合型技术人才队伍作为保障。特别是、伺服电机等高端产品,从试制到真正完成开发耗时数年,具有很高的技术壁垒。此外,由于下游应用领域广泛,行业内企业必须具备较强的研发与工艺设计能力,以满足客户的不同需求,新进入企业往往在技术和人才方面难以满足实际要求。
减速器、减速电机、驱动器等核心零部件产品质量直接影响各类机械设备的精度、效率和可靠性,因此客户对供应商的持续供货能力、质量保证体系均有较高要求。经过市场多年发展,下游客户已对减速器、减速电机、驱动器等等核心零部件产品形成一定的品牌意识,购买产品时越来越倾向于熟悉的、质量稳定可靠的品牌。行业内企业的价值是由研发设计、加工、质量控制、服务等多个环节综合体现的,对行业的新进入者而言,质量管控能力和基于长期合作而形成的品牌效应是其进入本行业的较大壁垒。
客户对产品可靠性、稳定性、精度要求较高,需要投入精密加工设备和检测设备,要形成一定的生产规模,需要较大规模的固定资产投资。另外,行业内企业需要对常用规格的产品保持一定的存货储备满足客户临时性需求。与此同时,技术不断进步要求企业持续投入人力和物力进行新产品和新技术的研究开发,新进入者没有一定的资金积累或资金支持将难以参与激烈的市场竞争。
减速器、减速电机、驱动器等核心零部件生产企业不仅需要以优质的产品性能满足客户需求,还需要培育优质的销售渠道将产品有效的传递给下游客户。由于所处行业具有下游应用广泛、销售区域广泛的特点,行业内企业大部分选择“直销加经销”的销售模式。对于新进入企业来讲,其开发经销渠道、建立信任关系的前期成本较高,渠道的管控能力也相对较弱。
在国家支持高端装备制造业转型升级、增强制造业核心竞争力、建设制造强国、数字中国的背景下,推进智能装备核心零部件行业的配套发展是促进产业升级的有效途径,为此,国家先后出台了《中国制造 2025》《国民经济和社会发展第“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》《“十四五”智能制造发展规划》和《“十四五”数字经济发展规划》《数字中国建设整体布局规划》《“十四五”机器人产业发展规划》等重要规划,并以此形成了建设制造强国和数字中国的战略政策体系。上述政策为本行业的发展提供了政策指导,鼓励国内减速器、减速电机和智能执行单元企业在技术上、工艺上做出更多突破,提高行业内企业的研发和创新能力,对于引导社会资金投入减速器、减速电机、智能执行单元及相关行业,提高行业的整体水平具有很大的推动作用,为行业经营提供良好的发展环境。
智能装备核心零部件应用于各类机械设备,涉及的下业较多,总体来看,减速器、减速电机和智能执行单元行业发展与制造业固定资产投资规模、国民经济增长速度息息相关。近年来中国的生产力水平不断提高,国内生产总值(GDP)由 2017 年的 83.20 万亿元增长至 2023年的 126.06 万亿元,国家经济发展速度全球领先;同期,中国的年工业增加值由 27.51 万亿元增长至 39.91 万亿元,工业规模不断扩大。智能装备核心零部件在下游应用领域不断扩大,将有利于本行业市场空间的拓展。
在中国国家宏观经济及工业持续发展、国家政策推动、以及制造业技术转型升级的背景下,中国智能制造产业迅速发展。2023年,中央经济工作会议部署2024 年重点经济工作任务,要求围绕制造业重点产业链,找准关键核心技术和零部件薄弱环节,集中优质资源合力攻关,保证产业体系自主可控和安全可靠,确保国民经济循环畅通。
随着机械设备行业的智能化改造,智能工厂、数字化车间的建设,以及工业机器人、智能物流管理等技术和装备在生产过程中的应用,作为各类机械设备传动系统的关键零部件,减速器、减速电机和智能执行单元产品的需求也将快速增长。
除搭配伺服系统应用于机器人、数控机床等领域,也可应用于自动化、智能化升级后的食品、包装、纺织、电子、医疗等机械设备,是制造业转型升级的关键零部件。但主要仍依赖进口,伺服电机作为伺服系统的核心零部件,国产化率亦相对较低,为实现重大装备的自主可控,必然要求提升关键零部件的国产化水平。因此,强化关键零部件的基础研究、突破关键制造工艺技术、加强基础材料研发,逐步形成整机牵引和基础支撑协调互动的产业创新发展格局,成为产业发展的必然趋势。在这一趋势下,智能装备核心零部件的技术升级也将得到有力支撑和保障。
智能装备核心零部件的设计是一项多参数、多种需求条件下求解和优化的过程。随着工业设计水平和计算机辅助水平的不断提高,减速器、减速电机和智能执行单元设计呈现精密化特点。设计研发团队通过将目标需求层层分解,利用计算机辅助技术进行系统性优化,通过试制验证设计的可行性,调整评估后实现产品的精密工装设计。
智能装备核心零部件的精密、可靠性需求,对材料及处理技术、设备和加工工艺等提出了新的要求。目前行业内高精密产品的材料热处理技术仍有较大提升空间,重要工作母机、测量设备、刀具等仍主要依赖进口。随着高强度耐磨材料、润滑技术、可靠性和寿命检测技术的探索发展,进口设备配套的高精度集成、装配技术的不断积累,将会促进减速器、减速电机质量和性能的提升。
驱动器、电机、减速器是结合了电力电子、软件著作、电气制造、精密机械制造、材料科学等多学科、多技术领域的产品,技术整合的难度较大,机电一体化及小型化、轻量化是工业自动化一向追求的目标。哈默纳科、东方马达、斯德博、福尔哈贝等日本、德国的先进企业,其产品都经历了减速器、电机、驱动器的一体化、集成化过程,经过近百年的演变,集成工艺及技术已达到较高水平。我国工业自动化起步较晚,对于核心零部件的研发、生产以及一体化整合的能力较弱。随着制造业不断转型升级,市场对机电一体化的智能执行单元的需求不断增加,对产品的集成化、小型化、轻量化、低成本、高可靠性提出更高要求。
智能装备核心零部件产品规格繁多,目前行业标准未得到有效规范,行业标准与行业技术、产品、工艺的快速发展不匹配,尤其是等高端产品,标准国际化水平不高。随着关键基础零部件标准研制,基础制造工艺、工装、装备及检测标准制定,将从全产业链条综合推进减速器、减速电机、驱动器的应用标准化工作,提高机械加工精度、使用寿命、稳定性和可靠性,促使整个行业达到相对较高且稳定的技术水平。
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