振動試驗設備行業發展歷程及主要趨勢方向
1、振動試驗設備行業概述
振動試驗是指在結構（飛機、船體、電子器件、建筑、橋梁、土木工程等）試驗對象（局部或整體、實物或模型）上使用儀器設備和工具，以各種試驗技術為手段，在荷載（重力、機械擾動力、地震力、風力等）或其他因素（溫度、變形）作用下，通過量測與結構工作性能有關的各種參數（變形、撓度、應變、振幅、頻率等），從強度（穩定）、剛度和抗裂性以及結構實際破壞形態等方面判明結構的實際工作性能，估計結構的承載能力，確定結構對使用要求的符合程度，并用以檢驗和發展結構的計算理論。結構試驗能夠為產品設計者和制造廠商提供參考和提出改進措施，進而改進產品設計、提升產品性能，保證產品的各項指標達到設計要求。
振動試驗設備是實現結構試驗的一種核心手段，是一種通過向機械系統施加可控制并可再現的機械振動，從而對試驗數據進行采集和分析的裝置。振動試驗系統根據其激振力產生的方式不同，主要可分為機械式、電動式及液壓式三種。其中，液壓式振動試驗系統具備出力高、位移大的特點，主要應用于重型結構或設備的振動試驗。
機械式振動設備由于振動頻率范圍比較小、波形失真大、不能采用反饋控制，目前多應用于低端市場；電動式振動設備的優點是工作頻率范圍大、波形失真小、控制方便、可以采用反饋控制實現定值振動和隨機振動，但缺點是單臺的激振力及振幅不夠大，在大位移、大激振力的情況下，臺體的體積也要大大增大，同時還需要冷卻系統，更增加了系統的復雜性，價格較貴，維修復雜；電液式振動設備的優點是輸出的激振力大、承載能力大、振幅大，經濟效益強、工作頻率的下限可以達到零赫茲，另外單位體積的激振力大，體積比較小，臺面沒有磁場影響，因此在如航空航天及國防工業大型結構件試驗檢測、海上和地面運輸工具環境檢測、橋梁、房屋等大型結構地震模擬檢測、大型機械設備產品耐久性檢測等方面有著巨大的應用優勢。
2、振動試驗設備發展歷程
資料來源：普華有策整理
3、行業特征
振動試驗設備和汽車測試試驗設備是機械設計、系統集成、電子技術、控制技術、微電子、計算機集成設計、檢測技術及制造工藝等多個學科領域有機結合的產物，以機電一體化和控制系統為主體。因應用范圍廣泛，下游客戶涉及領域眾多，其方案提供廠商需要了解客戶試驗的具體需求，結合對方案系統產品的總體結構、作用、設計原理及行業標準的了解，繼而對系統和設備進行定制化調整和改造，因此行業具有定制化生產、小批量、多型號的特征。
4、振動試驗設備行業發展趨勢
（1）振動試驗設備行業發展概況
振動試驗及環境與可靠性試驗廣泛應用于國民經濟領域及科研院所，一方面，我國研發經費的持續高投入促進了我國振動試驗設備及服務需求的高速增長；另一方面，隨著國家基礎戰略產業、新興產業和現代制造服務業的發展，新材料、零部件、結構件、整機整車和各類工程項目領域對檢測、試驗提出了新的更多、更高、更復雜化的需求，也為振動試驗設備及服務行業發展帶來了新的機遇。
（2）振動試驗設備行業發展方向
A、全社會研發支出規模刺激振動試驗設備需求上漲
振動試驗設備主要應用于科研院所與高等院校的振動試驗，以及下游土木工程建筑、航空航天、核電工業、軌道交通、國防軍工、船舶工業、石油工業、電子通信、汽車整車及零部件制造等行業的產品研發試驗。振動試驗設備的需求與全社會研發投入和財政科學技術支出有著密切的聯系。
“十四五”規劃提出“21-25 年全社會研發經費投入年均增長 7%以上”，我國研發經費有望保持持續高投入，2021 年全國研究與試驗發展經費支出總金額為 27,864.00 億元，占當年國內生產總值的 2.44%，2015-2021 年，我國研究與試驗發展經費每年增速均保持在 10%以上，總體來說，振動試驗設備需求與國家和企業的整體研發經費投入水平高度相關，我國全社會研發經費投入的顯著增加促進了我國振動試驗設備及服務需求的高速增長。
近年來我國的財政科學技術支出保持持續增長趨勢，有助于科研院所與高等院校振動試驗研究的順利開展。財政科學技術支出主要用于國家及地方科技計劃項目執行、地震、環保等公益性科技活動和推動科技成果產業化。根據國家統計局公布數據，受 2019 年年末新冠疫情影響，2020 年財政科學技術支出規模小幅下降，當年財政科學技術支出達 10,095.00 億元，較上年下降 5.81%，2010 至 2020年復合增長率達 9.39%，經歷 2010 年之前 20%的高速增長后，財政科學技術支出增速有所下滑，但 2014 年后受產業升級政策性支持逐步恢復至 10%的較高速增長水平。財政科學技術支出的不斷投入，能夠助推相關結構性科研項目的落地，支持科研院所及高等院校振動試驗設備的采購。
B、國家戰略升級驅動智能化、自動化、網絡化振動試驗設備發展
隨著基礎戰略產業、新興產業和現代制造服務業的發展，國家陸續出臺了多項政策鼓勵發展高端制造業及增強產品質量檢測要求，如《國家創新驅動發展戰略綱要》提出“發展大飛機、航空發動機、核電、高鐵、海洋工程裝備和高技術船舶、特高壓輸變電等高端裝備和產品”將增加本行業下游產業新型產品的研發促進行業需求提升；《中國制造 2025》提出“針對汽車、高檔數控機床、軌道交通裝備、大型成套技術裝備、工程機械、特種設備、關鍵原材料、基礎零部件、電子元器件等重點行業加強可靠性設計、試驗與驗證技術開發應用”等。政策針對新材料、零部件、結構件、整機整車和各類工程項目領域對檢測、試驗提出了新的更多、更高、更復雜化的需求，也為振動試驗行業的發展帶來了新的機遇。
未來我國振動試驗設備行業將在多方面實現發展。試驗對象方面將從材料、零部件擴展到整機、整車、系統、重大設施和各類工程項目；試驗空間方面將從科研機構、大專院校的實驗室擴展到企業的中心實驗室、質檢部門、生產現場、工程項目的施工現場；試驗理論方面，我國試驗技術和試驗方法會隨著工程理論研究和工程性能試驗的發展不斷被創新。依照試驗行業的發展趨勢，未來我國振動試驗設備及系統將向功能模塊化、系列化、共用化方向發展，向自動化、智能化、網絡化的方向發展，向特種、專業化方向發展，能夠準確模擬各種特殊環境和實際工況，以便提供更接近特殊環境和實際工況的綜合、復雜的試驗條件；同時，振動系統應用軟件向可擴展、可升級、個性化的方向發展。
C、振動試驗臺的小型化、標準化
以往的如電液伺服振動試驗系統單個項目投入較大，由于一些高校、企業的研發試驗的經費有限，這一部分的市場需求不能得到有效滿足。針對這種情況，行業內企業將基于一些小型客戶的共性需求開發出一些小型化、標準化的電液伺服振動試驗系統來覆蓋市場需求。
D、混合試驗和實際工況相結合
受制于一些產品或建筑的實際尺寸，振動試驗系統往往只能對其部分結構或等比例模型進行試驗，對試驗的有效性會有一定的影響。振動試驗設備及系統未來將進一步結合計算機模擬仿真技術（物理－數值混合試驗技術），通過部分結構或等比例模型的振動試驗，盡量達到模擬真實產品在實際工況下的可靠性試驗。
（3）振動試驗設備行業下游應用情況
振動試驗設備可廣泛應用于產品研發設計、產品可靠性試驗、建筑物結構試驗等應用領域，主要下游市場涵蓋軌道交通、土木工程建筑、電子信息、航空航天、汽車等行業。近年來隨著經濟發展和技術進步，各行業對產品可靠性的要求也不斷提高，振動測試作為環境與可靠性試驗的重要組成部分，下游市場的需求日趨強烈。
5、進入本行業的主要壁壘
（1）人才壁壘
隨著振動試驗設備行業和汽車測試試驗設備行業與信息技術深度融合，技術變革加快，試驗設備與系統的研發與生產成為跨學科領域，涉及機械設計、系統集成、電子技術、控制技術、微電子、計算機集成設計、檢測技術及制造工藝等多個學科領域，同時客戶對于產品性能、壽命、可靠性、穩定性要求不斷提高，這就要求企業必須組建一批專業背景深厚、實踐經驗豐富的高層次跨學科技術人才，具備復合型的專業知識結構和較強的學習能力，能夠根據下游廠商的需求不斷研發創新。本行業技術人才目前尚無高校對口專業直接培養，更多地依賴于進入行業后的長期業務實踐與技術培訓經驗。
此外，行業設備專業性強、價值高，要求公司管理人員、營銷人員和售后服務人員對產品與技術有著深入與專業的認識。對本行業新進入者而言，在短期內集聚與構建專業結構合理的人才隊伍，并始終保證人才隊伍的穩定發展有一定的難度，存在較高的人才壁壘。
（2）技術壁壘
振動試驗設備行業集成了電磁學、電工電子學、自動控制、流體控制、信息處理、精密機械、儀器儀表、計算機等多種現代科學與技術學科，屬于技術密集型行業，其中高端電液伺服振動設備技術門檻較高，極少電液伺服振動設備企業具備自主生產三級伺服閥、靜壓軸承、實時數字控制器的能力及復雜的系統設計與集成能力。同時，高端電液伺服振動設備企業要求工程師具備復雜系統模型設計、控制邏輯設計及架構搭建能力，能夠進行復雜度高、難度大的多液壓缸系統設計、裝配與調試，針對客戶特殊環境與性能需求，提供穩定可靠的系統解決方案。電液伺服技術和電液伺服系統設計與集成能力壁壘的存在，使得高端液壓伺服振動設備行業格局相對穩定，主要的市場參與者系具備數十年技術與經驗積累的國際企業。國內完全自主研發的企業數量較少，且處于中低端市場，技術水平較國際企業仍有較大的差距。
（3）品牌壁壘
品牌是企業綜合實力的體現，需要經過長期的產品技術開發積累和誠信勤懇的市場耕耘才能夠逐漸形成。振動試驗設備和汽車測試試驗設備具有價值高、技術復雜、使用周期長及產品定制化的特征，客戶注重產品性能參數和質量標準，要求高水平的測試精度和試驗效率，對產品的認可是建立在長期的技術溝通、生產工藝認識、需求溝通與研發支持等合作基礎上。因此客戶對于合作企業的選擇非常慎重，具有良好品牌聲譽的企業在獲得訂單、建立長期穩定合作方面具有較大的優勢。而對于新進入企業而言，短期內建立市場口碑具有較大的難度，因而行業存在一定的品牌壁壘。
（4）客戶壁壘
在振動試驗設備行業，其下游土木工程建筑、航空航天、核電工業、軌道交通、船舶工業、石油工業、電子通信、冶金工業等行業客戶，該等客戶主要為國有大中型企事業單位，在設備采購方面遵循嚴格的技術和質量標準，并通過招投標程序選擇在核心技術、設備質量、項目經驗、商務條款等方面表現優異的供應商。由于伺服液壓測試設備為高價值、高精密度、高技術難度設備，對設備技術穩定性、可靠性、精確性要求高，下游客戶通常會選擇國際知名、技術領先、具備成功經驗的設備制造商，后進企業介入難度大。
更多行業資料請參考普華有策咨詢《2022-2028年振動試驗設備行業細分市場分析及投資前景專項報告》，同時普華有策咨詢還提供產業研究報告、產業鏈咨詢、項目可行性報告、十四五規劃、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。