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(shí)現(xiàn)包括位移、轉(zhuǎn)速和力矩等維度動(dòng)作的設(shè)備總稱。由控制層面的控制器、驅(qū)動(dòng)層面的伺服驅(qū)動(dòng)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(dòng)化機(jī)械的精度、控制速度和穩(wěn)定性，因此是工業(yè)自動(dòng)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(dòng)重型機(jī)械設(shè)備。按照目前伺服市場(chǎng)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(dòng)設(shè)備制造業(yè)低迷的影響，市場(chǎng)規(guī)模在37%左右；大型伺服系統(tǒng)占比相對(duì)穩(wěn)定，在18%左右。

本文主要分析伺服系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈，首先介紹的是國(guó)際伺服系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展階段，其次介紹了全球伺服系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析及全球伺服系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)，最后闡述了中國(guó)伺服系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)以伺服系統(tǒng)的發(fā)展未來。

國(guó)際伺服系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展階段

伺服系統(tǒng)的發(fā)展與伺服電機(jī)的發(fā)展緊密相聯(lián)，經(jīng)歷了三個(gè)主要發(fā)展階段：20世紀(jì)60年代以前，以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓伺服馬達(dá)或以功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)為中心，伺服系統(tǒng)的位置控制為開環(huán)系統(tǒng)。

20世紀(jì)60-70年代，這一階段是直流伺服電動(dòng)機(jī)的誕生和全盛發(fā)展的時(shí)代，由于直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速性能，很多高性能驅(qū)動(dòng)裝備采用了直流電動(dòng)機(jī)，伺服系統(tǒng)的位路控制也由開環(huán)系統(tǒng)發(fā)展成為閉環(huán)系統(tǒng)。在自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域，永磁式直流電動(dòng)機(jī)占統(tǒng)治地位，其控制電路簡(jiǎn)單，無勵(lì)磁損耗，低速性能好。

20世紀(jì)80年代至今，隨著機(jī)電一體化時(shí)代的發(fā)展和伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及其永磁材料、控制技術(shù)的突破性進(jìn)展，無刷直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)等新型電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)。

隨著伺服電機(jī)技術(shù)水平的進(jìn)展以及下游應(yīng)用市場(chǎng)的滲透，全球伺服電機(jī)年需求量呈現(xiàn)逐年快速增長(zhǎng)勢(shì)頭。到2014年，全球伺服電機(jī)需求量已達(dá)2800萬臺(tái)左右。

2009-2014年全球伺服系統(tǒng)市場(chǎng)需求量（單位：萬臺(tái)）

從全球市場(chǎng)來看，德國(guó)、日本、意大利、美國(guó)是伺服系統(tǒng)應(yīng)用份額最大的幾個(gè)國(guó)家，伺服電機(jī)市場(chǎng)形成了歐洲、北美、亞洲三足鼎立的態(tài)勢(shì)。2014年北美伺服電機(jī)需求占全球需求總量的30%；歐洲市場(chǎng)占比為29%，亞洲地區(qū)是全球伺服電機(jī)需求增速最快的市場(chǎng)，2014年全球比重接近29%，與歐洲市場(chǎng)份額持平。

2014年國(guó)際伺服系統(tǒng)市場(chǎng)份額分布對(duì)比（單位：%）

全球伺服系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

1、日系品牌市場(chǎng)占有率仍較高，國(guó)內(nèi)伺服市場(chǎng)進(jìn)口替代空間大

近年來，國(guó)產(chǎn)品牌市占率在快速提升，但日系品牌仍牢牢占據(jù)國(guó)內(nèi)伺服市場(chǎng)近半壁江山。同大多數(shù)高精密度的產(chǎn)品一樣，長(zhǎng)期以來外資品牌占據(jù)了國(guó)內(nèi)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)的大部分份額，市場(chǎng)占有率達(dá)77%。

其中，日韓系品牌占比為45%，主要以日系品牌為主，包括松下、三菱電機(jī)、安川、三洋、富士等，這些都是老牌的日本工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)商，技術(shù)上都很全面，產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)和性能水平很高，比較符合中國(guó)用戶的需求，同時(shí)價(jià)格也比較高。

其次為歐美品牌占比22%，其中美國(guó)知名的有羅克韋爾，丹納赫、帕光等，德國(guó)則擁有西門子、博世力士樂、倫茨、施耐德等品牌。歐美品牌主要集中遇于大型伺服系統(tǒng)，因此面臨著市場(chǎng)萎縮的風(fēng)險(xiǎn)，到2015年歐美的市場(chǎng)份額減少10%至22%。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，***品牌也逐漸成長(zhǎng)為一支重要力量，代表的品牌有臺(tái)達(dá)和東元，與日系品牌在技術(shù)上相似，技術(shù)水準(zhǔn)和價(jià)格水平居于進(jìn)口中端產(chǎn)品和內(nèi)地品牌之，市場(chǎng)份額有穩(wěn)步提升，但未來將面臨著本土品牌的激烈競(jìng)爭(zhēng)，是未來內(nèi)資品牌可以逐步獲得的市場(chǎng)。

內(nèi)資品牌從低端起步，靠?jī)r(jià)格優(yōu)勢(shì)站穩(wěn)腳跟，2008年國(guó)產(chǎn)品牌僅10%左右的份額，此后以匯川為代表的公司成長(zhǎng)起來，在低端市場(chǎng)替代國(guó)外品牌，并逐步向高端邁進(jìn)，2015年國(guó)產(chǎn)品牌市占率已經(jīng)達(dá)到22%。

2、松下、安川處于第一梯隊(duì)

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《2018-2023年中國(guó)伺服系統(tǒng)行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，分品牌來看，以市占率劃分，伺服系統(tǒng)市場(chǎng)呈現(xiàn)出了明顯的梯次結(jié)構(gòu)。

以松下、安川為代表的日系品牌市場(chǎng)占有率相當(dāng)，約17%，處于第一梯隊(duì)，與其他品牌明顯拉開差距。松下和安川的伺服系統(tǒng)在高端裝備上使用的很多，一些設(shè)備廠商都是應(yīng)下游客戶要求裝配。臺(tái)達(dá)、三菱處于第二梯隊(duì)，市占率約10-11%。匯川、西門子等處于第三梯隊(duì)，市占率5-6%左右。三洋、施耐德、羅克韋爾、博世力士樂等處于第四梯隊(duì)，市占率約3%。內(nèi)資企業(yè)除匯川外，成規(guī)模的企業(yè)有數(shù)十家，但大部分企業(yè)規(guī)模較小，市場(chǎng)份額普遍在1%以下，并且主要集中在低端領(lǐng)域的中小型伺服產(chǎn)品，競(jìng)爭(zhēng)激烈，盈利能力也比較差。

3、下游市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)力拉動(dòng)，國(guó)內(nèi)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)增長(zhǎng)空間巨大

伺服系統(tǒng)是一種自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制裝置，主要用于精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械部件的位置、方位、狀態(tài)等進(jìn)行控制。它決定了自動(dòng)化機(jī)械的精度、控制速度和穩(wěn)定性，因此說是工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的核心。

從工業(yè)自動(dòng)化部件的產(chǎn)品線層次來看，工業(yè)控制產(chǎn)品分為控制層、驅(qū)動(dòng)層和執(zhí)行層，伺服系統(tǒng)屬于驅(qū)動(dòng)層和執(zhí)行層，包括伺服驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)?？刂茖邮亲詣?dòng)化設(shè)備的大腦，負(fù)責(zé)發(fā)出指令，產(chǎn)品包括控制器、一體機(jī)等；驅(qū)動(dòng)層是自動(dòng)化設(shè)備的中樞神經(jīng)，負(fù)責(zé)指令的上傳下達(dá)，將控制層的脈沖信號(hào)放大、變換、調(diào)制為控制電機(jī)的信號(hào)，產(chǎn)品包括變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器等；執(zhí)行層是自動(dòng)化設(shè)備的肌肉骨骼，負(fù)責(zé)執(zhí)行指令，產(chǎn)品包括各類電機(jī)。

全球伺服系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)

2016-2021年全球伺服系統(tǒng)市場(chǎng)需求量預(yù)測(cè)（單位：萬臺(tái)）

中國(guó)伺服系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)

伴隨下游應(yīng)用行業(yè)范圍和重心的變化，除了對(duì)伺服產(chǎn)品性能要求逐漸提升，伺服市場(chǎng)規(guī)模也在逐步擴(kuò)大。僅通用交流伺服產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模在2008-2017年就經(jīng)歷了從24億到87億元的快速增長(zhǎng)，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(jì)未來幾年伺服市場(chǎng)（包括交流伺服、直流伺服、編碼器、CNC控制器等產(chǎn)品）將實(shí)現(xiàn)30-40%左右增速，到2020年我國(guó)伺服系統(tǒng)累計(jì)市場(chǎng)規(guī)模有望超過800億元。

中國(guó)制造2025力度空前，核心部件的國(guó)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(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)制造2025》，旨在應(yīng)對(duì)新技術(shù)革命沖擊，推動(dòng)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(guó)產(chǎn)化突破是提高智能制造水平，實(shí)施工業(yè)強(qiáng)基工程的第一要?jiǎng)?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(diǎn)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(dòng)器等關(guān)鍵零部件的技術(shù)瓶頸。根據(jù)《中國(guó)制造2025》綱要，2015年11月，工信部通過數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)“十三五”計(jì)劃，旨在覆蓋《中國(guó)制造2025》對(duì)數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)的急迫需求，提高我國(guó)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(guó)自主品牌工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量要達(dá)到10萬臺(tái)，六軸及以上工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量達(dá)到5萬臺(tái)；關(guān)鍵零部件如精密減速機(jī)、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的市場(chǎng)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(shí)《中國(guó)制造2025》的“十三五”規(guī)劃目標(biāo)，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)智能制造總產(chǎn)值將超過3萬億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率約20%。

無論是對(duì)數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人滲透率的指標(biāo)要求還是對(duì)核心應(yīng)用零部件的國(guó)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(dòng)技術(shù)普及的有效途徑。創(chuàng)新項(xiàng)目補(bǔ)貼成為相關(guān)政策落地的主要形式。在《中國(guó)制造2025》重點(diǎn)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(xiàng)目申報(bào)，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(xiàng)目成為重點(diǎn)補(bǔ)貼對(duì)象。

2011年伺服行業(yè)下游應(yīng)用占比最高的三個(gè)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(zhǎng)，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(cè)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(chǎng)，合計(jì)占伺服市場(chǎng)總規(guī)模比重將達(dá)到47.7%。因此對(duì)伺服系統(tǒng)未來市場(chǎng)規(guī)模的預(yù)測(cè)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(jì)2018年三大市場(chǎng)將會(huì)給伺服系統(tǒng)市場(chǎng)帶來超過60億元的增量，疊加三大市場(chǎng)占總伺服市場(chǎng)比重，預(yù)計(jì)2018-2020年累計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將接近500億元。

伺服系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)字化：數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制電路在伺服系統(tǒng)中是一種必然趨勢(shì)。以模擬電子器件為主的伺服控制單元將會(huì)被采用全數(shù)字處理器的伺服控制單元全面取代。在伺服控制方面將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖刂疲员阍谒欧到y(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的控制方法。數(shù)字化控制相比傳統(tǒng)控制方法，在響應(yīng)數(shù)度和運(yùn)動(dòng)精度等方面得到了全面提升。

智能化：智能化主要是指伺服驅(qū)動(dòng)器智能化。目前伺服內(nèi)部控制核心大都采用新型高速微處理器和專用數(shù)字信號(hào)處理機(jī)（DSP），，伺服系統(tǒng)數(shù)字化是其實(shí)現(xiàn)智能化的前提條件。智能化趨勢(shì)是運(yùn)行參數(shù)都可以通過人機(jī)對(duì)話的方式來設(shè)置；故障自診斷與分析；參數(shù)自動(dòng)修正的功能等。

簡(jiǎn)易化：簡(jiǎn)易化不是簡(jiǎn)單而是精簡(jiǎn)，是根據(jù)用戶情況，將用戶使用的伺服功能予以強(qiáng)化，使之專而精，而將不使用的一些功能予以精簡(jiǎn)，從而降低了伺服系統(tǒng)成本，為客戶創(chuàng)造更多的收益，嘗試從客戶的實(shí)際需要出發(fā)，形成簡(jiǎn)易模塊化編程操作，使客戶使用簡(jiǎn)便快捷。

網(wǎng)絡(luò)化：即構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)型、總線型伺服系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制裝置之間實(shí)行雙向、串形、多結(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信技術(shù)，構(gòu)建總線型伺服是實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的必要途徑之一。

高效化：伺服系統(tǒng)將會(huì)采用更精度的編碼器，提高系統(tǒng)的采樣精度，同時(shí)提高伺服驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品性能，不斷優(yōu)化逆變器驅(qū)動(dòng)電路，提供更快數(shù)據(jù)處理速度和伺服系統(tǒng)的加減速性能。