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运动控制是指致力于精确管理和调节机械、设备和自动化系统运动的工程和技术领域。它涉及利用各种运动控制系统、传感器和执行器来控制机械部件的速度、位置和加速度。
在以机器人、汽车、航空航天和医疗保健设备等为代表的制造各行各业中,精确和协调的运动对于提高运营效率至关重要,各制造环节基于此实现对机械运动的精确、可靠控制,确保最佳性能,并提高生产率和整体运行效率。运动控制是其中不可或缺的一部分,其既囊括了基本的开环系统,也包括更复杂的闭环系统,后者结合了反馈机制来不断调整和完善控制过程。
调研机构MarketsandMarkets估计,2024年全球运动控制市场规模将达到165亿美元,预计到2029年将达到216亿美元,预测期内其年复合增长率为5.5%。
多因素共促市场繁荣
运动控制市场的大幅增长是多种因素共同作用的结果:首先,为了提高运营效率和生产效率,各行各业对自动化的需求不断升级。随着企业越来越重视简化生产流程,运动控制系统在精确控制机械和机器人系统的运动方面发挥着举足轻重的作用;其次,先进传感器和通信协议的集成等技术进步提高了运动控制解决方案的复杂性,进一步推动了市场增长;最后,智能工厂、工业4.0计划的兴起,以及对提高生产质量和精度的日益重视,也扩大了运动控制技术的应用范围。
具体来看,自动化流程有助于企业提高生产率,降低产品生命周期成本。全球工厂对提高生产工艺的高能效解决方案的需求不断增加,推动了对高精度自动化流程的需求。从而也助力运动控制解决方案在许多行业的应用实现增长,例如电子与半导体、食品与饮料、汽车和化工行业等。
同时,由于行业对高质量运动控制产品的需求不断增加,预计市场上工厂自动化的需求也将增长。因此,可以推断运动控制解决方案的使用将会随之增加,最大限度地降低能耗和提高产量。例如,2021年,ADVANCED Motion Controls推出了具有高功率密度的小型面板安装FlexPro伺服驱动器。该设备应用于电子制造行业时,可在制造敏感电子产品时提供高精度和高准确度。
此外,工业4.0战略的推行也推动了对更智能运动控制系统的需求,以满足对更高灵活性和整体设备效率不断增长目标的实现。工业4.0的特点是使用大量现代技术和高度自动化的生产流程,因而需要安装多个传感器和组件才能有效运行。在工业4.0战略的推动下,更智能的运动控制系统通过在设备和企业网络之间保持无缝实时通信,自动调整生产过程中不断变化的需求。
成本对应用落地的制约
尽管对于制造企业而言,运动控制产品和系统的落地应用有着较大的优势,但是很多企业仍然会犹豫不决,其原因之一是运动控制系统的维护和更换成本高昂。运动控制系统的故障排除和维修工作十分复杂,可能会导致大量的时间和资源支出。此外,为了跟上不断发展的技术,企业还需要定期对其进行升级或更换,这进一步加重了其中的总体成本负担。
这种财务挑战对某些行业,尤其是小型企业构成了巨大障碍,限制了他们全面接受和投资运动控制解决方案的能力。随着市场不断应对这些与成本相关的挑战,找到更具成本效益的维护模式和探索创新方法以减少更换费用,对于运动控制系统在不同工业领域被更广泛和持续地采用至关重要。
与此同时,各行各业对多功能应用的需求,也要求运动控制系统能够适应不同的环境、机械和操作要求。因而,运动控制系统实现可扩展性,对于适应从小型操作到大型制造设施等不同规模的工业流程同样重要。总体而言,要在灵活性、可扩展性和经济性之间取得适当的平衡,就需要驾驭复杂的技术、优化制造流程并利用创新的设计方法,以确保运动控制系统既能满足不同的行业需求,又能为广大用户带来经济效益。
生态系统的建立
当前,全球运动控制市场的主要参与者有ABB(瑞士)、发那科(日本)、西门子(德国)、安川电机(日本)和三菱电机(日本)等企业。这些公司都采用了有机和无机增长战略,如推出运动控制产品、收购和合作,以巩固其在运动控制市场的地位。
例如,2023年3月,Regal Rexnord Corporation成功完成了对Altra Industrial Motion Corp.的收购。通过此次收购,Regal Rexnord的动力传动技术业务大幅增强了其现有的动力传动产品组合,尤其是在工业动力总成领域。制动器、齿轮和离合器等运动控制产品的加入,增强了该业务的整体能力和产品。
2023年5月,三菱电机公司与MOVENSYS公司结成战略业务联盟,以加强双方在交流伺服和运动控制领域的合作。这一合作关系旨在使三菱电机拓宽其交流伺服业务,特别是在半导体制造设备和其他应用领域。
2022年2月,西门子推出了用于CPU的Simatic驱动控制器。这种新型控制器将具有运动控制技术和安全功能的Simatic S7-1500控制器与Sinamics S120驱动控制器集成在一个设备中,从而节省了空间。
可以预见的是,这些领先的运动控制公司正凭借全面的运动控制产品组合和稳固的地理布局,引领着运动控制市场的潮流。通过分析这些企业近年来的技术发展和动态,或许可以管中窥豹该行业未来发展可能呈现的趋势。
1)细分市场中驱动器增长迅速
各行各业对运动控制解决方案的需求激增,以及制造工艺向自动化和智能技术的快速发展,推动了驱动器的突出发展。具体而言,伺服驱动器和变频驱动器在运动控制应用中实现精度、速度和能效方面发挥着关键作用,因此其应用日益广泛。这些驱动器在调节和控制电机速度和扭矩方面发挥着至关重要的作用,促进了各种工业环境中的无缝自动化。
随着各行各业优先考虑优化生产流程并寻求提高整体运营效率,运动控制市场对先进驱动运动控制技术的需求预计将不断攀升,使其成为产品细分市场显著增长的焦点。
2)制药和化妆品行业应用增长更快
在制药和化妆品行业,严格的监管要求以及对精度和质量控制的日益重视,正在引导先进运动控制解决方案的采用。制药行业正在利用运动控制技术来提高生产流程的效率,确保配方的准确性并将误差降至最低。同样,化妆品行业也在采用运动控制技术来精确处理和包装产品,以满足对复杂和定制化妆品配方的需求。
在这些行业中集成自动化、机器人技术和精确运动控制机制,不仅能确保符合严格的标准,还有助于提高生产量和运动控制产品的创新。若这两个行业继续将技术进步和卓越运营放在首位,运动控制市场将在制药和化妆品制造的独特要求和机遇的推动下实现强劲增长。
3)亚太地区市场增长强劲
充满活力的工业格局、快速的技术进步以及中国、印度、日本和韩国等国制造业活动的增加是推动亚太地区运动控制市场增长的关键因素。随着该地区各行业越来越多地采用自动化和工业4.0计划,对运动控制解决方案的需求也出现了前所未有的增长。
汽车、电子和制造行业正在推动运动控制技术的应用,以提高生产效率并保持竞争优势。此外,消费电子产品需求的增长以及电子商务和物流业的发展,也进一步推动了对精密运动控制系统的需求。亚太地区对创新的战略关注,加上不断扩大的工业基础设施,使该地区成为运动控制市场加速增长的重要参与者,并将其定位为技术进步和市场扩张的关键枢纽。
(本文综合整理自MarketsandMarkets分享的报告)
来源:荣格-《智能制造纵横》
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