運動控制行業技術水平特點及面臨的機遇及主要發展趨勢
1、運動控制行業技術特點及技術發展趨勢
（1）行業技術特點
A、高可靠性：
a、高可靠性定義：高可靠性是指產品可在規定條件下和規定時間內完成規定功能的能力，通常以平均無故障時間來界定。工業裝備能夠長期、穩定地可靠運行是用戶的最基本要求。現代工業場景下，裝備的系統復雜度提升，非確定性因素增加。作為裝備的大腦，運動控制系統需在面對各種作業環境和需求變化的情況下，消除整體系統的非確定性，保證裝備的長期穩定有效運行。
b、高可靠性的體現：隨著運動控制系統設計更加復雜，軟件的可靠性主要體現在其容錯能力和代碼強健性上，而對于硬件來說，在持續降低系統功耗的同時，提升其在各種嚴苛環境下（高溫高濕、超低溫和溫度沖擊、粉塵油污、腐蝕性氣體、金屬顆粒物、強電磁干擾等）的抗干擾能力、7×24小時運行環境中抗疲勞強度、抗擾動能力和信號鏈傳遞損失與補償等。
c、作為智能制造裝備的核心基礎部件，高可靠性對于運動控制器系統來說是一項基本的核心要求。一方面，在生產過程中需采用經過嚴格篩選測試的優質元器件，組裝過程也應具備嚴格的質量控制程序，以確保裝備長期使用時的高穩定性和高可靠性。另一方面，運行中控制系統的故障源經常來自于各類連接點和運動部件擾動。如何減少連接，強化網絡數據傳輸的實時安全，以更加緊湊的結構實現更加復雜的控制過程，在保證可靠性的同時，還要能夠支撐更加復雜的算力需求。
B、實時性
a、實時性定義：實時性作為運動控制系統的一項重要性能指標，是指事件發生的時間確定性（相對與絕對的確定），以及在此基礎上數據處理的精準和快速性，這對設備和任務間的時間同步精度，以及系統中的任務執行效率提出了新的要求。
b、實時性需要解決在保證運動控制事件的時間確定性情況下系統的冗余安全、復雜網絡中信息實時交互、多時鐘源協同精準補償，復雜系統相位控制中的高速信號處理和大型軟件的實時性處理等等。
C、高速高精度
a、高速高精度是運動控制系統在性能上永恒的追求，面對不同應用場景，高速高精的具體指標有所不同，但總體指標要基于被控對象的模型辨識，對速度和控制精度進行自適應和自優化，取得綜合性全局最優。類似木桶效應，一個系統的整體性能取決于最短的木板。
b、輸入激勵信號源的運動規劃與被控對象響應能力是否匹配，系統各控制環節的同步性，傳感反饋的物理分辨率精度，系統模型辨識的線性化能力，機械系統諧振頻率和動剛度特征，關鍵部件熱傳導與熱輻射效應，信號鏈完整度、擾動頻域是否與工作頻域重合等，都會制約系統整體高速高精度性能指標的達成，成為最短的那塊木板。
（2）產品及技術發展趨勢
A、向開放性、靈活性、易用性并重的方向發展
開放性代表系統要為用戶打開二次技術開發、工藝快速迭代升級的技術路徑，并為用戶自身核心競爭力構建提供必要的技術手段。靈活性意指系統要能適應各種復雜工藝要求的能力，既有性能上的深度和功能上的寬度，還要具備多源異構系統的重構便利性。易用性表示系統需具備人機交互的友好、直觀、簡便，安裝調試的簡潔、安全，運行維護的可預測、便捷和低成本。在現代智能制造更高精度、效率和制程柔性化的需求下，未來運動控制系統發展的核心需求之一為實現開放性、靈活性、易用性的統一。
B、網絡化程度日益加強
傳統機械設備采用的電機和I/O數量有限，往往采用一對一直連的方式連接。直連方式最大的問題在于布線復雜，線纜使用量較大，同時傳輸信號極易受到干擾。為解決這些問題，各裝備或部件廠商紛紛采用高速工業總線連接伺服驅動器及運動控制器，網絡化趨勢明顯。
采用高速工業總線后，運動控制器、伺服驅動器和I/O模塊之間除了常規的控制命令及反饋信息傳遞外，還可以根據需要實時調節伺服驅動器的各類參數，從而實現更為復雜靈活的控制要求，設備連接的軸數和I/O數量也不斷增加。在數字化、智能化發展趨勢下，工業總線作為“工業數字血管”的重要性日益凸顯。逐漸成長為現代工業體系內一個獨立的產業細分領域，并作為智能制造體系的底層核心技術支撐，成為制造大國產業競爭的戰略制高點。
C、從工業現場總線到工業網絡全互聯
在新的工業體系中，工業數據成為制造業的“血液”，居于核心位置。以工業數據為脈絡，整個智能制造邏輯重構為數據產生（工業現場）、數據傳輸、數據管理與價值發掘幾個環節。從制造效率及工業大數據安全可靠角度看，制造業領域必須完整實現從現場總線到工業現場網絡全互聯的技術升級。
2、行業發展面臨的機遇與挑戰
我國運動控制產業根植于中國制造。一方面，深入實施制造強國戰略，加強產業基礎能力建設是我國發展的戰略制高點；另一方面，中國擁有全球最完整的制造業產業鏈，最豐富的工藝業態和最龐大的消費群體。這兩點決定了中國智能制造，以及其核心基礎環節的運動控制產業將實現長期較快的高質量發展，且中長期看將整體達到乃至引領全球競爭力水平，這是行業發展面臨的長期機遇。
運動控制產業是典型的人才與技術密集型行業，這既是行業競爭壁壘，也是最大的發展挑戰：
一方面，運動控制融合了軟件算法、電子、通信、光學、機械等多學科交叉的技術和人才，且需要長期深入工業一線應用場景進行不斷的知識反饋、經驗吸收和技術迭代，是基礎研究和應用實踐緊密結合的高競爭壁壘領域。
另一方面，隨著產品和工藝裝備的精密度與復雜性的進一步提高，技術綜合程度不斷增加，以及生產工藝過程日益成為一個各工序緊密聯系著的有機整體，現代智能制造對產業技術人才提出了更高的挑戰。當前智能制造產業的高技能人才尤其是高端復合型人才緊缺嚴重，而高技能人才培養時間長，難度大，行業高素質人才的緊缺一定程度上制約了整個行業的發展，亟需打造真正有效的產學研培育模式，滿足產業人才的迫切需求。
3、運動控制行業整體發展趨勢和發展驅動力
資料來源：普華有策
（1）全球科技和產業競爭聚焦制造業，智能制造成為全球主要工業國家的重點發展方向，智能制造產業擁有廣闊的市場空間和發展前景
隨著全球新一輪科技革命和產業變革深入發展，新一代信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術等不斷突破，并與先進制造技術加速融合，為制造業高端化、智能化、綠色化發展提供了歷史機遇。同時，國際環境日趨復雜，全球科技和產業競爭更趨激烈，大國戰略博弈進一步聚焦制造業，美國“先進制造業領導力戰略”、德國“國家工業戰略2030”、日本“社會5.0”和歐盟“工業5.0”等以重振制造業為核心的發展戰略，均以智能制造為主要抓手，力圖搶占全球制造業新一輪競爭制高點。
（2）隨著勞動力成本的上升、人口紅利的減弱，我國制造業轉型升級的需求迫切，“機器替代人”已成為必然的發展方向，運動控制及智能制造產業的發展有著長期的內在驅動力
我國經濟發展已進入速度變化、結構優化和動力轉換的新常態。資源環境約束不斷強化，勞動力等生產要素成本正在上升，主要依靠資源要素投入、規模擴張的粗放發展模式已難以為繼，提質增效已成為經濟發展的主要目標。
在后疫情經濟發展環境下，我國乃至世界范圍內的車間級設備數控化、自動化、智能化、無人化改造需求益發旺盛。制造業智能化轉型升級將催生機器視覺、先進運動控制器、高精度伺服系統、高性能減速器、工業軟件、工業互聯網絡技術等先進制造底層性、基礎性技術的深度應用。運動控制系統作為智能制造的核心關鍵環節，具有持續快速發展的長期內在驅動力。
（3）除傳統制造業轉型升級需求外，我國以半導體、新能源、機器人、3C電子等為代表的新興制造需求快速增加，運動控制及智能制造的應用領域不斷擴大，進一步推動了行業發展
我國已經在新能源汽車、光伏、集成電路、通信設備、高端顯示器件、航空航天等高端制造領域形成具備一定競爭力的產業集群，產生對國產高端裝備和基礎核心技術的廣泛應用場景。同時，傳統基礎制造業如紡織、印刷、物流、冶金等也在市場化規律下形成特色化產業集聚，并在全面人工替代、高速同步控制、分布式控制、傳統工藝數字化提煉等領域形成廣泛的智能化提升需求。
新興產業的蓬勃發展和傳統制造業的轉型升級帶來的是數萬億級的智能終端市場空間，進而帶來的是萬億級的裝備制造產業規模和數百億級的工業裝備核心部件市場規模。
（4）運動控制及智能制造的核心基礎技術實現自主可控是國家戰略，相關產業將充分受益于國產替代進程
我國經濟社會各領域的發展，要求制造業提供更先進的生產技術水平、高品質的消費產品、自主可控的重大技術裝備。從“制造大國”轉變為“制造強國”，是我國制造業發展的戰略選擇。發展先進制造技術，增強制造領域的自主創新能力和整體實力，推進制造質量和產品品牌建設，才能全面提升我國制造業水平。長期以來，我國制造業基礎技術研究薄弱已經成為制約制造業發展的主要瓶頸。我國制造業向智能制造發展，必須依靠傳感、控制、通信、工業軟件等底層基礎技術的突破和深度應用。《“十四五”智能制造發展規劃》（征求意見稿）明確提出，要加強關鍵核心技術攻關，攻克智能感知、高性能控制、人機協作、精益管控、供應鏈協同等共性技術，針對感知、控制、決策、執行等環節的短板弱項，要加強用產學研聯合創新，突破一批“卡脖子”基礎零部件和裝置。
加強自主可控供給能力是我國智能制造發展的重點任務。《“十四五”智能制造發展規劃》（征求意見稿）明確提出，到2025年，我國的供給能力明顯增強，智能制造裝備和工業軟件技術水平和市場競爭力顯著提升，國內市場滿足率要分別超過70%和50%。因此，在當前的世界政治經濟環境下，我國智能制造領域實現自主可控、國產化替代將是長期的發展趨勢，運動控制行業作為關鍵核心環節，將充分受益于國產替代進程。
（5）運動控制系統是智能制造裝備的大腦、工業控制的核心，在智能制造大力推進、傳統制造業轉型升級、新興制造需求快速增加以及國產替代等背景下，我國運動控制行業市場規模持續增長
先進的運動控制系統融合了傳感、通信、控制、工業軟件、機構優化等多項基礎技術，決定了工業現場核心裝備及關鍵工序的數字化、網絡化、智能化水平，是高端裝備的核心基礎部件，也是智能制造落地的關鍵環節。
經過多年發展，中國制造業已經實現了全世界最完整的全產業鏈基礎，具有全世界最豐富的工藝業態和供應鏈群和全世界最龐大的消費群體。運動控制系統融于廣泛的“新場景、新服務、新業態”的現代智能制造場景中，呈持續增長的發展趨勢。
（6）“后疫情”時代產業鏈得到重塑，運動控制系統需要進一步滿足智能制造對于精益管理綜合能力和全局效益的提升的需求
中國制造業具備全球最完整的全產業鏈基礎，但過于離散的制造業帶來人、財、物和能源的極大浪費。疫情蔓延帶來的全球供應鏈斷裂更加劇了全球制造業的離散度和中間消耗，國際制造業產業鏈分工模式面臨調整，區域化全鏈協作需求對制造產業布局影響明顯，產業鏈需要周期更短、響應更快、靈活性和柔性更強；從消費端來看，國產消費產品正在蓬勃興起，個性化體驗感的創新驅動、高質量供給引領和創造新需求成為必然。
受消費和供應兩端的需求變化拉動，正在重構的制造產業鏈生態圈將發揮中小制造型企業的靈活性，通過工業互聯網與智能化手段拉通企業間的數據流、信息流，實現設備互聯互通，節能降耗，提質增效，全面無人化等，設備全生命周期綜合投資回報率的計算（一次性投入和綜合維護成本）取代固定資產一次性投資回報率的計算成為企業主關注的問題。
這一系列的變化，在推動整體制造業向精益管理綜合能力和全局效益的提升上發展，這是制造業智能化的關鍵價值，而作為智能制造核心實現路徑就是：在制造業關鍵工藝裝備和自動化裝備實現國產自主可控的同時，通過運動控制系統的綜合能力提升，實現其長期穩定可靠地工作、數據安全與智能地交互、遠程故障診斷以及更高能效利用率。
更多行業資料請參考普華有策咨詢《中國運動控制行業市場調研及“十四五”發展趨勢研究報告》，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。