2019直驅(qū)市場(chǎng)：堅(jiān)守創(chuàng)新，驅(qū)動(dòng)行業(yè)前行

        回顧2019年國內(nèi)直驅(qū)市場(chǎng)（主要含直線電機(jī)、力矩電機(jī)、直線伺服驅(qū)動(dòng)器等產(chǎn)品線，但不包含導(dǎo)軌傳動(dòng)件、模組等）的發(fā)展，由于受到宏觀經(jīng)濟(jì)增速放緩的影響，下游裝備制造業(yè)特別是3C電子行業(yè)市場(chǎng)的需求萎縮，導(dǎo)致之前持續(xù)多年的高速增長行情戛然而止，整體行業(yè)保持穩(wěn)中有進(jìn)的態(tài)勢(shì)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國直驅(qū)產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模約為20億元人民幣，2019年全年直驅(qū)行業(yè)的平均增長率約為5%。

        自2013年開始國內(nèi)直驅(qū)市場(chǎng)進(jìn)入高速發(fā)展階段，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)張，盡管從2018年年中起市場(chǎng)下行壓力增大，且未來一段時(shí)期的市場(chǎng)變量依然存在，但有業(yè)內(nèi)資深人士認(rèn)為，中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)已迫在眉睫，直驅(qū)行業(yè)快速發(fā)展的大方向不會(huì)改變，2019年第四季可能不會(huì)有明顯的好轉(zhuǎn)跡象，但預(yù)計(jì)整體制造業(yè)景氣到2020年第一季會(huì)觸底，至明年第二季將逐漸復(fù)蘇，2020年的市場(chǎng)總體表現(xiàn)會(huì)優(yōu)于今年，在未來五年內(nèi)，直驅(qū)市場(chǎng)的規(guī)模將有可能占到整體運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)的25%左右。 

        從目前直驅(qū)市場(chǎng)的參與廠商來看，在高端高精密納米定位與控制技術(shù)領(lǐng)域，以Aerotech、PI等歐美品牌為主；在中高端機(jī)床行業(yè)應(yīng)用中，日本沙迪克（Sodick）、新加坡雅科貝思、臺(tái)灣上銀等是重要的供應(yīng)廠商；本土企業(yè)部分，大族電機(jī)、德康威爾等都是近幾年行業(yè)中興起的佼佼者之一；而在直線伺服驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)上，目前仍以高創(chuàng)傳動(dòng)占據(jù)主要市場(chǎng)。替代旋轉(zhuǎn)伺服運(yùn)動(dòng)控制方案，是當(dāng)下直驅(qū)技術(shù)市場(chǎng)推廣的主打“賣點(diǎn)”，未來蘊(yùn)藏著無限的可能性，也為不同背景的參與廠商提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展平臺(tái)，可以全力展現(xiàn)創(chuàng)新潛能。

        突破行業(yè)發(fā)展局限

        當(dāng)前，直驅(qū)行業(yè)市場(chǎng)的另一個(gè)特征是，新進(jìn)企業(yè)不斷增多，一些原來主戰(zhàn)旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器的廠家紛紛推出了自己的直線驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品線，更多直驅(qū)電機(jī)的生產(chǎn)廠商、方案商、代理經(jīng)銷商如雨后春筍般冒升出來，將其視作為一個(gè)新的利潤增長點(diǎn)；與之相應(yīng)的，2019年直驅(qū)行業(yè)市場(chǎng)這塊“蛋糕”的增量卻遠(yuǎn)不及吃“蛋糕”人數(shù)的增長，這使得業(yè)內(nèi)競爭呈現(xiàn)出白熱化的趨勢(shì)。而實(shí)際上，與趨向成熟的旋轉(zhuǎn)伺服市場(chǎng)相比，直驅(qū)行業(yè)市場(chǎng)的規(guī)模基數(shù)仍相對(duì)較小，對(duì)于直驅(qū)企業(yè)來說，現(xiàn)階段還存在著諸多不利于發(fā)展的局限因素。 

        其中的一大因素就是產(chǎn)品的價(jià)格。從工業(yè)用戶的角度出發(fā)，無論是中低端選型還是高端產(chǎn)品應(yīng)用，高性價(jià)比都是首選條件。雖然直驅(qū)技術(shù)已能夠滿足大部分應(yīng)用場(chǎng)合的需要，但與旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加絲桿的方案相比，目前直驅(qū)系統(tǒng)的價(jià)格并不具備競爭優(yōu)勢(shì)，制造成本仍然是直驅(qū)系統(tǒng)推廣的一個(gè)阻礙因素，直驅(qū)市場(chǎng)要進(jìn)一步發(fā)展壯大，制造成本的降低是關(guān)鍵。在直驅(qū)電機(jī)替代傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制方案上，只有與伺服平臺(tái)相比性價(jià)比更高，客戶才會(huì)愿意選用直驅(qū)產(chǎn)品，要合理控制直驅(qū)產(chǎn)品的制造成本，還有相當(dāng)長的一段路要走。 

        另一個(gè)因素就是定制化。直驅(qū)技術(shù)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用上有較大的差異性，并不是簡單的替代，尤其是當(dāng)前市場(chǎng)的需求特點(diǎn)多表現(xiàn)為多品種、小批量供應(yīng)，客戶個(gè)性化需求強(qiáng)烈，這一方面要求企業(yè)要具有較強(qiáng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，保證企業(yè)能夠擁有較高的利潤生存空間；但另一方面，這也不利于企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)，使得產(chǎn)品的制造成本往往居高難下。 

        此外，市場(chǎng)亂象叢生，也正在困擾著很多直驅(qū)企業(yè)的發(fā)展。據(jù)部分廠商反映，目前整體行業(yè)處于粗獷型成長階段，參與企業(yè)的規(guī)模參差不齊，還沒有形成穩(wěn)定的行業(yè)架構(gòu)與格局。尤其是在直驅(qū)行業(yè)內(nèi)部，目前缺乏規(guī)范化、統(tǒng)一化的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，各個(gè)廠家都是按照自己的產(chǎn)品規(guī)格來設(shè)計(jì)，產(chǎn)品參數(shù)標(biāo)注參差不齊；加上由于部分國內(nèi)企業(yè)本身的技術(shù)能力有限，只能采取引進(jìn)技術(shù)和圖紙的方式進(jìn)行快速復(fù)制，造成了產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象的出現(xiàn)，低價(jià)競爭、甚至通過偷工減料來壓縮制造成本，嚴(yán)重影響了整體行業(yè)的良性發(fā)展。 

        創(chuàng)新、優(yōu)化制造工藝

        隨著應(yīng)用范圍的不斷拓展，直驅(qū)行業(yè)兩極化發(fā)展的特征日益明顯，一邊是面向高精密加工的應(yīng)用場(chǎng)合；另一邊則是面向?qū)κ褂贸杀疽罂量痰氖袌?chǎng)領(lǐng)域，如何能夠以更高的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，開拓更廣泛的中間市場(chǎng)是所有企業(yè)需要認(rèn)真思考的課題。為此，一些直驅(qū)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)廠商憑借創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不斷優(yōu)化產(chǎn)品的機(jī)械和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從產(chǎn)品品質(zhì)、一致性，以及服務(wù)能力等方面，提升產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品的制造成本，讓最終用戶真正受益。 

        例如磁晶科技股份有限公司新推出的一款針對(duì)直線電機(jī)產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)的專用線性編碼器——ZB編碼器，其標(biāo)準(zhǔn)ZB產(chǎn)品為1μm/count分辦率，可定制特殊應(yīng)用分辨率；標(biāo)準(zhǔn)RS422氣特性，通頻帶寬高至24MHz；能抵抗任絕大多數(shù)惡劣環(huán)境，如：粉塵、磁性粉塵、水、油污等惡劣污染物；此外，該款線性編碼器優(yōu)異的信噪比處理、抗干擾能力，具備優(yōu)異的點(diǎn)位精度性能，特別是用戶無需制成“柵尺面”，這為超長行程應(yīng)用提供了更便利與節(jié)省成本的解決方案。 

        國奧科技（深圳）有限公司最新推出的二自由度直線旋轉(zhuǎn)電機(jī)的創(chuàng)新之處在于，實(shí)現(xiàn)了直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一體化集成設(shè)計(jì)，解決了兩種不同種類的電機(jī)整合于同一個(gè)系統(tǒng)中所帶來的電磁干擾與耦合問題；同時(shí)，在對(duì)這類復(fù)雜電機(jī)的控制上，還借助建立準(zhǔn)確的FEM模型，深入分析各自由度之間的耦合關(guān)系，采用優(yōu)化的力學(xué)解耦控制算法，與國奧科技自主開發(fā)的驅(qū)動(dòng)器相匹配，解決自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備、激光加工設(shè)備等高端領(lǐng)域在大量短行程、低負(fù)載、高精度運(yùn)動(dòng)的工作場(chǎng)景中，得益于這款電機(jī)的精確力度控制和高響應(yīng)速度，使得半導(dǎo)體、3C電子制造領(lǐng)域的固晶、貼合機(jī)等設(shè)備能夠輕松處理昂貴的易碎部件的粘貼或貼合，且不會(huì)讓產(chǎn)品受到任何外力帶來的損傷，大幅提高了工廠生產(chǎn)的良品率。

        在驅(qū)動(dòng)器部分，高創(chuàng)傳動(dòng)針對(duì)直驅(qū)伺服領(lǐng)域創(chuàng)新性研發(fā)的LMS（linear Motion System）技術(shù)聚焦高性能，以及提升設(shè)備的調(diào)協(xié)性、控制精度和操作簡易化，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的動(dòng)子，動(dòng)子可在空氣中運(yùn)行（電子和電纜在真空外部），配置非接觸式位置傳感器，在故障情況下不丟失載體位置，無移動(dòng)電纜，維護(hù)成本低。高創(chuàng)的HD算法由可變?cè)鲆婧妥赃m應(yīng)前饋兩個(gè)模塊組成，整定時(shí)間被最小化，大大減小位置誤差；并且還可參數(shù)自整定，簡單直觀地執(zhí)行操作；基于機(jī)器模型頻域設(shè)計(jì)的HDM算法使用頻響進(jìn)行系統(tǒng)識(shí)別，并根據(jù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)速度和位置來控制回路，優(yōu)化了伺服控制設(shè)計(jì)，使設(shè)備的響應(yīng)速度、加減速等性能上均有了很大的提升。 

        另外，利用龍門結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的高速度、高精度特點(diǎn)，來提高電子元件生產(chǎn)效率，是目前自動(dòng)化行業(yè)中的開發(fā)熱點(diǎn)之一。蘇州靈猴機(jī)器人有限公司開發(fā)的SV-D1龍門專用伺服驅(qū)動(dòng)器用一塊主控芯片完成了兩個(gè)電機(jī)的三環(huán)控制算法，同時(shí)采用了國內(nèi)獨(dú)有的交叉解耦控制以及速度觀測(cè)器算法，運(yùn)行中可顯著減小雙軸同步誤差至3~5count；支持龍門軸定位誤差補(bǔ)償，定位誤差降低至2~5um；支持低頻振動(dòng)抑制和外部干擾抑制；橫梁負(fù)載自動(dòng)補(bǔ)償算法以及低頻共振抑制算法，有效提高了系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和適用性能，此外，智能化系統(tǒng)辨識(shí)及控制器參數(shù)整定功能，確?？刂凭炔p少了調(diào)試時(shí)間。 

        系統(tǒng)配套至關(guān)重要

        廣東與蘇州是目前直驅(qū)行業(yè)競爭最為激烈的市場(chǎng)區(qū)域，而從細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域來看，自動(dòng)化、新能源是時(shí)下直驅(qū)產(chǎn)品的“紅?！笔袌?chǎng)，CNC機(jī)床、激光切割是未來3年眾多廠商的主攻方向，光學(xué)與高端半導(dǎo)體領(lǐng)域是技術(shù)制高點(diǎn)，醫(yī)療、高?？蒲械仁袌?chǎng)則仍然有待挖掘。由于直驅(qū)應(yīng)用具有場(chǎng)景化的特征，因此需要企業(yè)具備綜合應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，包括機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)匹配等。企業(yè)需要加大技術(shù)研發(fā)，提升產(chǎn)品品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)工藝改革；同時(shí)也要求加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)部的技術(shù)交流，共同促進(jìn)行業(yè)應(yīng)用水平的提高。 

        以機(jī)床行業(yè)為例，目前中國廠商生產(chǎn)的機(jī)床主要集中在中低端領(lǐng)域，采用直驅(qū)技術(shù)的機(jī)床在傳動(dòng)方式上和傳統(tǒng)機(jī)床有很大的區(qū)別，需要對(duì)整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行重新建模與仿真，通過大量的技術(shù)積累、沉淀和調(diào)試工作，才能達(dá)到最佳的加工效果。一般來說，國內(nèi)機(jī)床廠商還不具備相應(yīng)的開發(fā)條件，要求直驅(qū)產(chǎn)品廠家能夠提供大量的技術(shù)支持，與機(jī)床行業(yè)客戶更加緊密的合作開發(fā)。與此同時(shí)，直驅(qū)系統(tǒng)作為機(jī)床的一個(gè)傳動(dòng)部件，還需要和數(shù)控系統(tǒng)相匹配，因而也要求直驅(qū)廠家應(yīng)具備專業(yè)的數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)人才，積極與數(shù)控廠家構(gòu)建合作關(guān)系，發(fā)揮各自所長，將整機(jī)、控制方案產(chǎn)品線串連起來，讓機(jī)床設(shè)備更加高效、方便、易用，滿足終端用戶的使用要求。 

        直驅(qū)技術(shù)以其高速度、高精度的性能優(yōu)勢(shì)而著稱。近年來，直驅(qū)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷延伸，得益于近年來國家政策的引導(dǎo)，高端半導(dǎo)體制造和5G通信技術(shù)發(fā)展迅猛，這些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)χ彬?qū)產(chǎn)品的性能要求也越來越高。以半導(dǎo)體制造業(yè)對(duì)直驅(qū)系統(tǒng)的應(yīng)用要求為例，其中包括：嚴(yán)格控制溫升、提高效率；優(yōu)化熱傳導(dǎo)；能夠適應(yīng)真空、潔凈環(huán)境應(yīng)用等。而在5G通信技術(shù)領(lǐng)域，其對(duì)直驅(qū)系統(tǒng)的要求主要有：由于光纖信號(hào)直接在IC芯片上解碼，因此光纖對(duì)位對(duì)精度等級(jí)的要求更高。 

        直驅(qū)技術(shù)應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)工程，在目前的市場(chǎng)環(huán)境下，針對(duì)大多數(shù)直驅(qū)企業(yè)的體量都不太大這一特點(diǎn)，無論是直驅(qū)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、還是部件、模組廠商都應(yīng)找準(zhǔn)細(xì)分市場(chǎng)，重點(diǎn)放在深入了解不同應(yīng)用行業(yè)的工藝及生產(chǎn)要求上，準(zhǔn)確掌握應(yīng)用需求，努力提升細(xì)分市場(chǎng)應(yīng)用的整體水平，專注應(yīng)用開發(fā)、走差異化路線，積極開拓更多新興應(yīng)用領(lǐng)域，才能共同把直驅(qū)市場(chǎng)這塊“蛋糕”做大。同時(shí)，行業(yè)內(nèi)部還應(yīng)著重從直驅(qū)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化入手，其中包括產(chǎn)品規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化、測(cè)試數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化等，齊心協(xié)力，引導(dǎo)行業(yè)走向規(guī)范化發(fā)展的道路。