2024年全球及中國工業機器人控制器及伺服系統行業發展現狀分析及未來市場發展趨勢研究預測-中金企信發布
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報告發布方：中金企信國際咨詢《工業機器人控制器市場發展趨勢預測及重點企業市場份額占比分析報告（2024版）-中金企信發布》
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1、工業機器人控制器行業運行態勢分析：工業機器人的核心零部件主要由控制系統、伺服系統及減速器構成，是自動化產線的核心環節之一。
控制器是工業機器人的“大腦”，其接收操作指令后進行運動軌跡規劃，向伺服系統的驅動器發送控制信號。經歷多年的發展，全球工業機器人控制器廠商較多，外資企業主要是發那科、庫卡、ABB、安川電機、愛普生、科控（KEBA）和貝加萊（B&R）等；國內生產工業機器人控制器的企業有埃斯頓、新松機器人、固高科技、埃夫特、新時達、廣州數控、新睿電子和華成工控等。
從市場需求來看，隨著制造業向高度自動化和智能化轉型的推進，對工業機器人控制器的需求正快速增長。尤其是在汽車、電子、食品加工和制藥等行業，對于提高生產效率、降低成本和保證產品質量的需求促進了工業機器人控制器的廣泛應用。
從應用領域來看，應用范圍的擴大也是當前全球工業機器人控制器發展的一個顯著特點。除了在傳統的制造業領域外，工業機器人控制器正逐步進入建筑、農業、醫療、服務業等非傳統領域。在這些領域，控制器需要適應更加復雜和多變的操作環境，這推動了對更加智能和適應性強的控制技術的研發。
工業機器人控制器行業發展趨勢：工業機器人控制器行業的發展趨勢體現在技術創新、集成化、智能化和網絡化幾個關鍵方面，這些趨勢共同推動著工業機器人系統的性能提升和應用場景的拓展。
1）技術創新與性能提升：隨著計算能力的提高和算法的進步，工業機器人控制器正在變得更加強大和高效。新一代控制器將利用先進的處理器和高速通信技術，提供更快的響應時間和更高的控制精度，使機器人能夠執行更復雜的任務。
2）集成化發展：工業機器人控制器正向更高程度的集成化發展，不僅集成了驅動和控制功能，還整合了視覺處理、運動規劃和安全管理等多種功能。這種一體化的解決方案簡化了系統架構，降低了成本，并提高了系統的穩定性和可靠性。
3）智能化與自學習能力：借助人工智能和機器學習技術，工業機器人控制器正在變得更加智能。它們能夠根據環境變化和操作經驗自我優化操作策略，實現自適應控制。這種自學習能力使得機器人能夠更好地適應復雜多變的工作環境。
4）網絡化與云連接：隨著工業物聯網（IIoT）的發展，控制器正越來越多地通過網絡連接到云平臺和其他設備。這使得遠程監控、診斷和數據分析成為可能，進一步提高了生產效率和維護便捷性。云連接還促進了協作機器人（Cobots）和移動機器人的集成應用，為新型自動化解決方案提供了基礎。
5）國產自主品牌的核心零部件競爭力持續提升：近年來我國工業機器人呈現高速發展態勢，自2013年起，中國已經成為全球最大的工業機器人市場，工業機器人本體出貨量增長帶動國產核心零部件企業穩步發展。在三大核心零部件當中，控制器產品在軟件方面的響應速度、易用性、穩定性方面相較于外資企業仍稍有差距，硬件平臺在處理性能和長時間穩定性方面已經與國外產品水平相當。
2、伺服系統行業發展概況和趨勢：伺服系統是指以位置、速度、轉矩為控制量，能夠動態跟蹤目標變化從而實現自動化控制的系統，是實現工業自動化精密制造和柔性制造的核心技術，屬于高端工業自動化控制設備。由于具備定位精度高、動態響應快、穩定性好等性能特點，在對位置精度要求較高的行業中得到廣泛應用，目前已普遍應用于機床工具、紡織機械、電子制造設備、醫療設備、印刷機械自動化生產線、機械手及各種專用設備等。
伺服系統可以分為通用伺服系統和專用伺服系統，其在市場規模、產品技術、應用領域等方面存在差異。在市場規模上，通用伺服市場規模較大，根據統計數據，2020年我國通用伺服系統市場規模達到164.38億元，專用伺服系統市場規模達到37.28億元。
在產品技術上，專用伺服需要基于不同行業的應用需求提供專業化產品，通用伺服需要使其產品在不同行業應用領域內均保持高水平運作，兩者在產品技術路線上各有側重；在應用領域上，通用伺服下游應用領域較廣，包括包裝、物流、3C電子、鋰電池、機器人、木工、激光等，專用伺服下游應用領域包括風力發電、礦山機械、纜車索道、電梯等。從自主化率來看，通用伺服自主化率較低，不及50%，外資品牌占據主要市場，國內廠商通過持續研發實現逐步追趕。專用伺服系統自主化水平較高，自主化率高達85%以上，匯川技術、北京超同步等國產品牌占據主要市場份額。
（1）全球伺服系統行業發展現狀：伺服系統的發展經歷了由液壓、氣動到電氣的過程，其中電氣伺服系統根據所驅動的電機類型分為直流和交流伺服系統。
20世紀50年代，直流伺服電機實現了產品化并開始應用，但其存在機械結構復雜維護工作量大等缺點；20世紀70年代后期到80年代初期，集成電路、交流可變速驅動技術的發展使得交流伺服系統逐漸成為主導產品；20世紀80年代以來，由于電機永磁材料制造工藝的發展以及其性價比的日益提高，永磁交流伺服驅動技術有了突出發展。
隨著交流伺服電機技術的成熟，交流伺服系統在國外得到快速發展，并涌現出松下、安川、三菱、西門子、博世力士樂、倫茨、施耐德等知名品牌，其中，日本品牌以良好的性價比和較高的可靠性占據了我國較大的市場份額，在中低端設備市場中具有優勢，而歐美品牌憑借較高的產品性能在高端設備中占據優勢。2024年全球伺服控制市場規模預計達152.40億美元，由于全球人力成本普遍上升，制造業向工業自動化發展的趨勢明顯，將極大推動市場對伺服系統的需求，預計全球伺服系統市場規模將于2029年達214.50億美元。
（2）我國伺服系統行業發展現狀：我國的伺服系統產業起步較晚，2000年以后隨著國內中高端制造業不斷發展，各行各業在生產制造活動中越來越多地需要使用伺服系統來實現產品制造高質量和高精度的目的，這一需求促使國內伺服系統市場呈現快速增長趨勢。根據數據，2022年、2023年我國通用伺服系統市場規模分別為222.61億元、213.48億元，并預計將于2025年突破250億元大關。
我國伺服系統市場主要分為日韓品牌、歐美品牌和國產品牌三大陣營，由于需要的技術水平較高，伺服系統市場一直為外資品牌主導。近年來，國內廠商通過引進、消化吸收國際先進技術等舉措，不斷加強伺服系統相關的技術研發和生產能力，國產伺服系統的產品質量和技術水平不斷提升，并逐漸在國內市場中取得一定的份額，但與國際知名企業相比，其在整體性能、可靠性上仍存在一定差距。根據統計數據，2022年，中國通用伺服系統在中國市場份額主要占比如下：匯川技術21.5%、西門子10.5%、松下8.0%、安川7.7%、三菱7.5%、臺達6.1%、禾川科技3.4%、信捷電氣2.6%、其他32.7%。2023年我國通用伺服市場中匯川、西門子、安川分別以28.2%、10.4%、8.4%的市場份額位列前三；整體來看，2023年國內廠商在伺服領域市占率為55.0%，較2022年的39.3%，增加15.7%，自主化率提升顯著。
隨著我國3C電子、機器人、光伏、紡織機械、包裝機械等下游應用領域的快速增長，各行各業在生產制造活動中越來越多地需要使用伺服系統來實現產品制造高質量和高精度的目的，這帶動了國內伺服系統整體市場需求的增長。國內廠商憑借性價比、服務快速等優勢，逐步改變了原有的外資品牌主導的市場格局，并在部分細分市場上表現出明顯的競爭優勢。未來，隨著工業機器人行業的深化、工業自動化程度的進一步提升和智能制造的深入推進，伺服系統市場將會出現新一輪快速增長，尤其伴隨著國產伺服技術研發水平的不斷提升，國產伺服系統自主化的步伐將會加快，內資品牌在伺服系統的崛起之勢將愈發明顯。
（3）伺服系統行業發展趨勢：在全球伺服系統行業的發展中，三個關鍵趨勢尤為凸顯，這些趨勢不僅代表了行業的技術前沿，也是推動行業未來增長的主要力量。
1）智能化與自適應控制：伺服系統的智能化是目前發展的核心，體現在采用先進控制算法、人工智能和機器學習技術來實現自我優化和自適應控制。這種智能化的伺服系統能夠在沒有人工干預的情況下自動調整參數，以適應生產過程中的變化，提高效率和精確度。智能伺服系統的實現，意味著更高的生產靈活性和更低的運營成本，對于應對復雜多變的生產需求具有重要意義。
2）集成化與模塊化設計：伺服系統的集成化與模塊化設計是響應快速變化市場需求的有效策略。通過將伺服電機、驅動器和控制器等關鍵組件集成在一體，可以顯著簡化機械設計和安裝過程，降低系統的整體復雜性和成本。同時，模塊化設計支持按需定制和快速擴展，增強了系統的靈活性和可維護性，為客戶提供了更為靈活的解決方案。
驅控一體化是指將伺服系統中的驅動器與上位機控制器集成在一起，實現縮小體積、減輕重量和提高性能的目的。驅控一體化集成可在有效提高伺服系統靈活性、可靠性的同時降低成本，使伺服系統在更短的時間內完成復雜的控制算法，通過共享內存即時傳輸更多的控制、動態信息，提高內部通信速度。近年來，中外企業都相繼推出驅控一體化產品，一體化集成不局限于驅動器與控制器間的集成，同樣也適用于驅動器與電機。傳統的運動控制器、伺服驅動器、伺服電機可兩兩結合集成，用一體化集成的思路實現結構的簡化以及效率的提高。
3）高性能化和精密控制：高動態響應能力、快速精準定位是伺服系統的核心競爭力。高性能伺服驅動和電機能夠滿足復雜加工、高速自動化裝配線和精密定位的需求。隨著芯片運算能力和集成度的提升、編碼器技術的升級，電機控制算法、自適應算法均能不斷優化，伺服系統的性能也在穩步提升。