系列总览：智能制造专精特新系列第一期--运动控制系统行业
　　此前我们完成了地域系列、产业思维系列的北交所&新三板专精特新“小巨人”研究报告，本系列报告将继续聚焦专精特新优质领域行业研究，本篇重点对智能制造产业链进行细分行业梳理。智能制造的发展以工业自动化为基础，运动控制技术发展程度的高低直接决定了我国工业自动化水平，是实现智能制造的前提和基础。运动控制系统产品主要包括运动控制器、变频器、伺服系统和步进系统。
　　运动控制器是控制系统核心，激光加工设备等专用控制器应用市场增长较快
　　运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心，以传感器为信号敏感元件，以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置，根据应用范围不同可分为通用型和专用型。2018年中国运动控制器市场规模达到73.58亿元（+3.5%），在国家政策支持下，我国高档数控系统的开发和成果转化能力具有广阔的发展空间，预计2025年规模有望突破100亿元。根据平台不同，运动控制器可以分为PLC型、嵌入式（专用）型和PC-Based型，2020年上述三类控制器在中国的市场份额分别为34.6%、37.8%和27.6%。点胶控制系统和激光加工控制系统是专用控制器的两个具有代表性的应用。点胶控制系统是自动点胶设备等精密流体控制设备的核心部件之一，2020年我国精密流体控制设备行业市场规模为272.3亿元，预计2025年达到490.6亿元，2020-2025年CAGR为12.5%。乐创技术是点胶控制系统龙头企业，2021年实现营收1.03亿元(+39%)。激光加工成套设备的数控系统属于核心部件之一，配件均通过控制系统协调控制运作，2020年国内激光加工设备市场规模为692亿元，2012-2020年CAGR达19%。
　　步进系统市场以内资品牌为主，伺服系统国产化率升至43%，替代空间广阔
　　步进系统由步进电机和步进驱动器构成；伺服系统包括伺服驱动器、伺服电机、编码器三个部分。伺服系统有精度、性能、矩频和过载等优势，但价格高昂，适用于高端场景，而步进系统的免维护优势和低价适用于高需求量的廉价场景。2018年-2020年步进系统市场在8.5亿元规模左右稳定波动，雷赛智能、深圳研控、鸣志电器等国产品牌占据90%以上市场份额。鼎智科技是微特电机“小巨人”企业，2021年实现营收1.9亿元（+48%）。我国伺服系统产业起步较晚，处于成长期，2020年我国市场规模达128亿元（+33%），伴随着国产伺服技术研发水平提升，国产伺服系统进口替代步伐预期加快，预计2023年我国伺服系统市场规模达195亿元。内资品牌当前主要以经济型伺服系统业务为主，外资则占据高端市场。中国本土及中国台湾地区于国内伺服系统市有率由2017年的27.6%已爬升至2021年的43.3%，但行业集中度不高，竞争激烈，在未来国产替代的大潮下，国产伺服系统行业前景广阔。星辰科技是伺服系统优质公司，2021年实现营收1.4亿元（+3.5%）。
　　风险提示：行业竞争风险、原材料价格波动风险、下游行业景气度波动风险

研究报告全文：北北交所行业主题报告交运动控制系统专用控制器应用面较广伺服系统国产化率持续提升所2023年01月20日研北交所行业主题报告究北交所研究团队诸海滨分析师赵昊分析师zhuhaibinkyseccnzhaohaokyseccn证书编号S0790522080007证书编号S0790522080002系列总览智能制造专精特新系列第一期--运动控制系统行业此前我们完成了地域系列产业思维系列的北交所新三板专精特新小巨人北研究报告本系列报告将继续聚焦专精特新优质领域行业研究本篇重点对智能交制造产业链进行细分行业梳理智能制造的发展以工业自动化为基础运动控制所行技术发展程度的高低直接决定了我国工业自动化水平是实现智能制造的前提和业基础运动控制系统产品主要包括运动控制器变频器伺服系统和步进系统主题报告运动控制器是控制系统核心激光加工设备等专用控制器应用市场增长较快运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心以传感器为信号敏感元件以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置根据应用范围不同可分为通用型和专用型2018年中国运动控制器市场规模达到7358亿元35在国家政策支持下我国高档数控系统的开发和成果转化能力具有广阔的发展空间预计2025年规模有望突破100亿元根据平台不同运动控制器可以分为型嵌入式专用型和型年上述三类控制器在中国的市相关研究报告PLCPC-Based2020场份额分别为346378和276点胶控制系统和激光加工控制系统是专食品安全快速检测产品小巨人用控制器的两个具有代表性的应用点胶控制系统是自动点胶设备等精密流体控开源国内食品检测行业CAGR达25制设备的核心部件之一2020年我国精密流体控制设备行业市场规模为2723证新三板公司研究报告-2023119亿元预计2025年达到4906亿元2020-2025年CAGR为125乐创技术是券主营光伏切割设备精密主轴产品点胶控制系统龙头企业2021年实现营收103亿元39激光加工成套设备证进入下游龙头供应链快速增长新三券的数控系统属于核心部件之一配件均通过控制系统协调控制运作2020年国研板公司研究报告-2023119内激光加工设备市场规模为692亿元2012-2020年CAGR达19究保丽洁832802BJ静电式油烟净化报步进系统市场以内资品牌为主伺服系统国产化率升至43替代空间广阔设备领军企业北交所新股申购报告步进系统由步进电机和步进驱动器构成伺服系统包括伺服驱动器伺服电机告-2023115编码器三个部分伺服系统有精度性能矩频和过载等优势但价格高昂适用于高端场景而步进系统的免维护优势和低价适用于高需求量的廉价场景2018年-2020年步进系统市场在85亿元规模左右稳定波动雷赛智能深圳研控鸣志电器等国产品牌占据90以上市场份额鼎智科技是微特电机小巨人企业2021年实现营收19亿元48我国伺服系统产业起步较晚处于成长期2020年我国市场规模达128亿元33伴随着国产伺服技术研发水平提升国产伺服系统进口替代步伐预期加快预计2023年我国伺服系统市场规模达195亿元内资品牌当前主要以经济型伺服系统业务为主外资则占据高端市场中国本土及中国台湾地区于国内伺服系统市有率由2017年的276已爬升至2021年的433但行业集中度不高竞争激烈在未来国产替代的大潮下国产伺服系统行业前景广阔星辰科技是伺服系统优质公司2021年实现营收14亿元35风险提示行业竞争风险原材料价格波动风险下游行业景气度波动风险请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明125北交所行业主题报告目录1系列总览智能制造专精特新系列第一期--运动控制系统42见解一激光加工设备等专用控制器应用市场增长较快921概念运动控制器负责向伺服系统等部件传递控制指令其性能直接决定运动控制系统性能水平922现状2025年我国运动控制器市场规模有望突破100亿元PC-Based控制器正逐步替代PLC控制器1023格局国内运动控制器市场主要以外资品牌主导乐创技术深耕点胶工艺类控制领域123见解二伺服系统替代空间广阔国产化率有望持续提升1431概念运动控制系统多采用步进电机或全数字式交流伺服电机14311步进系统步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件14312伺服系统伺服电机在闭环机构中接受脉冲信号运转实现运转16313综合对比伺服系统适用于高端场景步进系统适用于高需求量的廉价场景1732现状步进系统市场以内资品牌为主伺服系统国产化率升至4331833格局以汇川技术为代表的内资伺服系统厂商在整体性能和可靠性上正逐步缩减与外资品牌的差距204公司盘点北交所及新三板中共有10家运动控制系统企业235风险提示23图表目录图1运动控制系统行业属于十大重点领域中的高档数控机床和机器人领域4图2全球工业自动化的发展主要经历了以下四个阶段4图3工业自动化的重要组成部分包括控制系统自动化仪表工业软件企业综合管理信息系统5图4工业自动化控制系统装置主要分为控制类驱动类执行类与传感类四个层面5图52021年中国工业自动化市场规模达到2530亿元6图6反馈系统控制系统和驱动系统市场份额最大6图7运动控制主要用于机械制造领域6图8运动控制系统是工业自动化设备的核心部件7图9运动控制产品主要包括运动控制器变频器伺服系统和步进系统7图10运动控制系统行业差异化竞争特点突出8图11运动控制器根据运动控制的要求和传感器件信号进行必要的逻辑数学运算9图12根据平台不同分为PLC控制器嵌入式控制器和PC-Based控制卡三大类9图13专用运动控制器是为特定应用领域开发的控制器无需二次开发10图14预计2025年中国运动控制器规模突破100亿元10图15PC-Based控制器正逐步替代PLC控制器10图16预计2025年我国精密流体控制设备规模491亿元11图173C电子是精密流体控制设备最大应用市场11图182020年国内激光加工设备市场规模为692亿元12图19在工业激光设备中激光切割应用占比最高12图20乐创技术主要从事工业运动控制系统产品12图21点胶控制系统系统2021年业务收入占比5812图22柏楚电子维宏股份金橙子乐创技术产品属于专用控制系统雷赛智能固高科技属于通用型13图23电动机由线圈和磁铁构成是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置14图24控制器发出的脉冲信号可以准确地控制步进电机的转动角度和速度14图25步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件15请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明225北交所行业主题报告图26步进电机分有VRPMHS三类其中HS在工业使用中最为普遍15图27伺服系统主要由伺服驱动器伺服电机和编码器组成16图28伺服电机是一种补助马达间接变速装置16图29闭环伺服机构中伺服电机接受脉冲信号运转16图30运动控制中一般都用同步电机其功率范围大17图31伺服系统适用于高端场景步进系统适用于高需求量的廉价场景18图32我国步进系统市场规模处于85亿元左右18图332018年雷赛智能占据我国步进系统市场的3818图34预计2023年我国伺服系统市场规模达到195亿元19图352021年中国本土及台湾地区市占率达43319图362021年我国通用伺服系统市场CR5约6019图372021年电子及半导体机床工业机器人合计占中国伺服系统需求的3620图382021年我国工业机器人销量达248万台45920图39内资企业当前主要以经济型伺服驱动系统业务为主21图40选取编码器分辨率最大转矩最高转速和频率响应速度四个维度对比中国伺服系统市场参与者的主流产品21图41鼎智科技业务覆盖医疗及工业自动化领域22图422021年鼎智科技工业自动化领域创收占比4022图43星辰科技产品应用于航天军工工业控制等领域22图442022H1公司工业控制伺服系统收入占比达3322表12017-2021年工业自动化行业受到了政府高度重视和国家产业政策的重点支持8表2交流伺服系统在许多性能方面优于步进电机但价格较昂贵17表3北交所新三板运动控制系统企业名单如下23请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明325北交所行业主题报告1系列总览智能制造专精特新系列第一期--运动控制系统此前我们完成了地域系列产业思维系列的北交所新三板专精特新小巨人研究报告本系列报告将继续聚焦专精特新优质领域行业研究本篇重点对智能制造产业链进行细分行业梳理根据工业四基发展目录2016年版专精特新发展方向围绕中国制造2025十大重点领域并着力突破工业四基发展瓶颈本篇报告是智能制造专精特新系列之运动控制系统其属于十大重点领域中高档数控机床和机器人领域图1运动控制系统行业属于十大重点领域中的高档数控机床和机器人领域资料来源工业四基发展目录2016年版开源证券研究所工业自动化技术是20世纪现代制造领域中最重要的技术之一其发展历程伴随机械电子电力计算机和通信等技术的发展升级而不断迭代全球工业自动化的发展主要经历了自动化技术形成局部自动化综合自动化全面自动化4个阶段图2全球工业自动化的发展主要经历了以下四个阶段资料来源华经情报网开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明425北交所行业主题报告工业自动化产业涉及电力电子计算机人工智能通讯机电等诸多领域其应用可使工厂的生产和制造过程更加自动化效率化精确化并具有可控性及可视性从而达到增加产量提高质量降低消耗等目的工业自动化主要包括控制系统自动化仪表工业软件企业综合管理信息系统四大类产品图3工业自动化的重要组成部分包括控制系统自动化仪表工业软件企业综合管理信息系统资料来源中控技术招股书开源证券研究所工业自动化控制系统装置是自动化设备的核心零部件主要分为控制类驱动类执行类与传感类四个层面并通过系统集成最终形成系统类产品其中控制类产品主要用于控制生产制造过程的温度压力流量物位等变量或物体位置倾斜旋转等参数驱动类和执行类产品则根据控制端发出的具体指令驱动终端设备执行相关动作传感类产品主要负责感应测量反馈内外部信息并传输相关信号系统类产品为集成部分或全部前述产品后形成的自动化整体解决方案图4工业自动化控制系统装置主要分为控制类驱动类执行类与传感类四个层面资料来源禾川科技招股书开源证券研究所注仅列示部分细分类别产品请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明525北交所行业主题报告随着我国制造业的逐渐升级数控机床精密机械锂电设备3C电子新能源汽车机器人等科技含量更高的新兴产业逐渐成为国内制造业的重要成分新兴产业的蓬勃发展为我国工业自动化市场提供了广阔的空间根据工控网的数据我国工业自动化市场规模总体呈上升趋势2021年达到2530亿元同比增长23其中传感系统控制系统和驱动系统市场份额最大分别占比23621620图52021年中国工业自动化市场规模达到2530亿元图6反馈系统控制系统和驱动系统市场份额最大其他30002500770控制系统25002000执行系统2160150011402000100015005001000000500-500传感系统0-1000驱动系统23602000我国工业自动化市场规模亿元yoy运动系统1580数据来源工控网开源证券研究所数据来源工控网开源证券研究所运动控制行业工业过程大致分为连续过程工业离散过程工业间隙过程工业三大类随着工业自动化技术的发展三类工业过程衍生出过程控制离散控制和间隙控制过程控制在工业生产过程当中控制一些参量如温度压力流量等使之接近给定值或处于给定区间确保整个生产流程的准确无误在矿井化工热处理锅炉控制等场合有非常广泛的应用间隙控制检测间隙状态然后运用控制理论对被控物体进行控制常用于电火花加工领域运动控制源于集散控制系统通过控制电机一台或者多台使之按照给定运动轨迹和参数运动完成高速高精度的生产过程在机械制造领域运用较广图7运动控制主要用于机械制造领域资料来源控制工程网开源证券研究所智能制造的发展以工业自动化为基础工业自动化实现生产过程的数字化控制则依赖于运动控制系统的深度应用运动控制系统作为工业自动化设备的核心部件可以使系统终端执行机构的位置速度转矩等输出参数准确地跟随输入量变化请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明625北交所行业主题报告无论是机床行业机器人行业半导体行业纺织机械包装机械等均需要精度高可拓展性强的运动控制系统予以有力的支持可以说运动控制是生产执行过程中实现精确定位精准运动的必要途径所以运动控制技术发展程度的高低直接决定了我国工业自动化水平是实现智能制造的前提和基础图8运动控制系统是工业自动化设备的核心部件资料来源雷赛智能招股书开源证券研究所运动控制产品应用于自动化设备制造领域主要包括运动控制器变频器伺服系统和步进系统上游行业主要包括电子元器件制造业以及五金结构件行业电子元器件主要有IC类电阻电容等五金结构件主要有金属件塑胶件等下游主要面向智能装备制造行业所涉及的领域主要包括电子制造装备特种机床工业机器人喷绘印刷装备医疗健康设备纺织服装装备物流装备及其他设备制造而终端应用市场的规模需求直接关系到运动控制行业的市场空间图9运动控制产品主要包括运动控制器变频器伺服系统和步进系统资料来源雷赛智能招股书开源证券研究所多项政策出台鼓励工业自动化行业发展创新新一轮产业变革与我国加快转变请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明725北交所行业主题报告经济发展方式形成历史性交汇国际产业分工格局正在重塑工业互联网综合标准化体系建设指南2021版等产业政策出台为工业自动化发展提供广阔市场前景表12017-2021年工业自动化行业受到了政府高度重视和国家产业政策的重点支持发布日期发布单位文件名称主要内容到2023年工业互联网标准体系持续完善制定术语定义通用需求供应链工业互联网综合标准工信部国产业链人才等基础共性标准15项以上5G工业互联网信息模型工业大2021年7月化体系建设指南2021家标准委数据安全防护等关键技术标准40项以上面向汽车电子信息钢铁轻工家版电装备制造航空航天石油化工等重点行业领域的应用标准25项以上工业互联网创新发展加强5G智能传感边缘计算等新技术对工业装备工业控制系统工业软件的2020年12月工信部行动计划2021-2023带动提升打造智能网联装备提升工业控制系统实时优化能力加强工业软件年模拟仿真与数据分析能力在重点用能设备系统节能技术中推荐国产高性能低压变频技术采用实时多任务国家工业节能技术装2019年12月工信部控制技术整流器技术同步电机矢量控制技术等实现高效稳定适用于冶金备推荐目录2019船舶港机等行业的低压高端变频调速领域战略性新兴产业分类将变频器高性能变频调速设备大功率高压变频装置列入战略新兴产业分类名2018年11月国家统计局2018录智能制造关键技术装备优化智能传感器与分散式控制系统DCS可编程逻促进新一代人工智能辑控制器PLC数据采集系统SCADA高性能可靠嵌入式控制系统等控装2017年12月工信部产业发展三年行动计划备在复杂工作环境的感知认知和控制能力提高数字化非接触精密测量在线2018-2020年无损检测系统等智能装备的量精度和效率增强装配设备的柔性资料来源禾川科技招股书开源证券研究所运动控制系统行业内不同厂商根据自身技术优势和业务发展形成了各自优势产品以及相应重点应用领域差异化竞争特点突出具体而言可划分为以下三类企业第一类企业提供各类生产制造产线工业自动化整体解决方案的大型自动化厂商第二类企业提供各类运动控制部件的运动控制厂商第三类企业提供细分领域内专用控制系统解决方案的专业控制系统厂商图10运动控制系统行业差异化竞争特点突出资料来源乐创技术招股书开源证券研究所本报告我们将对运动控制器控制层步进系统及伺服系统执行层进行概念原理行业现状及竞争格局的深度梳理请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明825北交所行业主题报告2见解一激光加工设备等专用控制器应用市场增长较快21概念运动控制器负责向伺服系统等部件传递控制指令其性能直接决定运动控制系统性能水平运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心以传感器为信号敏感元件以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置其主要任务是根据运动控制的要求和传感器件的信号进行必要的逻辑数学运算为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号运动控制器由硬件固件软件等组成其中硬件部分包括微处理器存储器接口电路通信接口电源等固件是指固化在微处理器存储器可编程逻辑器件等元件中的软件软件部分由实时操作系统运动控制指令编译器运动控制参数的预处理及优化运动控制函数通信管理等模块构成图11运动控制器根据运动控制的要求和传感器件信号进行必要的逻辑数学运算资料来源固高科技招股书开源证券研究所根据平台不同运动控制器可以分为PLC控制器嵌入式专用控制器和PC-Based控制卡三大类随着技术的进步和完善运动控制器从以单片机微处理器或专用芯片作为核心处理器发展到以DSP和FPGA作为核心处理器的通用开放式运动控制器图12根据平台不同分为PLC控制器嵌入式控制器和PC-Based控制卡三大类资料来源雷赛智能招股书开源证券研究所根据应用范围不同运动控制器可分为通用运动控制器和专用运动控制器通请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明925北交所行业主题报告用运动控制器一般为用户提供二次开发接口设备制造商根据其设备的控制需求基于运动控制器编程开发控制系统专用控制器是为特定应用领域开发的控制器如数控机床激光切割控制系统激光标刻控制系统点胶控制系统等由控制器厂家根据行业应用工艺需求完成应用软件的开发设备制造商无需二次开发即可直接使用图13专用运动控制器是为特定应用领域开发的控制器无需二次开发资料来源乐创技术招股书开源证券研究所22现状2025年我国运动控制器市场规模有望突破100亿元PC-Based控制器正逐步替代PLC控制器2025年中国运动控制器市场规模有望突破100亿元根据GlobeNewswire2019-2026中国运动控制产业报告数据2018年中国运动控制器市场规模达到7358亿元35未来在高端数控领域在国家政策支持下通过自主研发工程化产业化攻关我国高档数控系统的开发和成果转化能力具有广阔的发展空间预计2025年中国运动控制器市场规模有望突破100亿元2020年基于PC的运动控制器专用控制器PLC控制器在中国的市场份额占比分别为346378和276PC-Based运动控制器价格比传统的专用控制器优惠功能上比PLC能够实现更为复杂的运动控制在一些行业中PC-Based或专用控制器正逐步替代PLC如PC-Based控制器在雕刻机半导体物流激光加工行业增长较快专用控制器在传统切削机床工业机器人领域发展较快图14预计2025年中国运动控制器规模突破100亿元图15PC-Based控制器正逐步替代PLC控制器PLC控制器2760专用控制器3780PC-Based运动控制器3460数据来源GlobeNewswire共研网数据来源GlobeNewswire共研网开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1025北交所行业主题报告下游应用一点胶控制系统--精密流体控制设备点胶控制系统以控制点胶设备实现智能化自动化点胶能力为目标是智能点胶设备的核心构成部分之一从电子产品整机组装到组件组装元器件封装芯片封装其作业精度逐步提升进而对生产设备的精度要求也逐步提高同时自动点胶设备作为3C制造产业精密点胶新能源动力电池涂胶半导体封测等高精尖电子制造价值链重要一环对于打破国外技术垄断实现国产替代具有重要意义点胶控制系统是自动点胶设备等精密流体控制设备的核心部件之一其与精密流体控制设备行业发展息息相关根据观研天下数据我国精密流体控制设备行业市场规模从2016年的1985亿元增长到2020年的2723亿元预计2025年将达到4906亿元2020-2025年复合增长率为125精密流体控制设备主要应用于半导体储能光伏及消费电子领域其中3C电子和半导体是精密流体控制设备行业最大应用市场市场份额占比分别为432202图16预计2025年我国精密流体控制设备规模491亿元图173C电子是精密流体控制设备最大应用市场600其他50022724003003C电子43242001000半导体2022市场规模亿元光伏储能与动力电池1021360数据来源观研天下开源证券研究所数据来源观研天下开源证券研究所下游应用二激光加工控制系统--激光加工设备激光加工技术通过激光加工成套设备实现激光加工成套设备是由激光器数控系统光学部件机械部件电气控制几大部分集成而成其中数控系统属于整个激光加工设备的大脑部分属于核心部件之一所有的配件均是通过控制系统来协调和控制运作的根据2021中国激光产业发展报告数据2020年国内激光加工设备市场规模为692亿元2012-2020年CAGR达19预计2021年市场规模升至820亿元2020年在国内激光加工设备市场中工业激光设备市场规模占国内激光加工设备市场规模的6244在工业激光设备中激光切割应用占比最高占比达41激光标刻与激光焊接并列第二位占比均为13请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1125北交所行业主题报告图182020年国内激光加工设备市场规模为692亿元图19在工业激光设备中激光切割应用占比最高非金属加900精密金属工6800加工9700600500半导体400显示器切割41300122001000其他6焊接13激光加工设备市场规模亿元标刻13数据来源2021中国激光产业发展报告开源证券研究所数据来源2021中国激光产业发展报告开源证券研究所23格局国内运动控制器市场主要以外资品牌主导乐创技术深耕点胶工艺类控制领域国内运动控制器市场主要以外资品牌主导国际工业自动化巨头发展历史悠久具备雄厚的技术研发实力产品经过市场的长久认证已形成良好的市场口碑本土的运动控制器发展时间晚在技术和性能上与外资有着一定差距近年来在政策的引领下加大研发投入并通过学习吸收消化国际先进控制技术已逐步掌握核心控制技术乐创技术430425NQ深耕点胶工艺类控制领域主要产品包括点胶控制系统通用运动控制器及驱动器点胶控制系统系统是主要收入来源2021年创收5968万元占比58下游客户包括卓兆点胶矩子科技等此外公司与苹果产业链供应商合作逐步加深卓兆点胶873726NQ为乐创技术第一大客户其设备应用于苹果公司及其EMS厂商相关电子产品的组装FATPSMT等环节的点胶涂覆作业等2021年实现营收103亿元39归母净利润3314万元110毛利率净利率分别为64833233图20乐创技术主要从事工业运动控制系统产品图21点胶控制系统系统2021年业务收入占比5810090807060504030201002019202020212022H1点胶控制系统运动控制器驱动器其他资料来源乐创技术招股书开源证券研究所数据来源Wind开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1225北交所行业主题报告从细分业务类型来看柏楚电子维宏股份金橙子乐创技术均为细分行业的专用控制系统客户可直接将其用于设备控制中而雷赛智能固高科技的运动控制器产品属于通用型不能直接用于设备控制需要客户进行二次开发行业工艺控制软件形成其专用控制系统后才能用于其设备图22柏楚电子维宏股份金橙子乐创技术产品属于专用控制系统雷赛智能固高科技属于通用型资料来源乐创技术问询函回复开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1325北交所行业主题报告3见解二伺服系统替代空间广阔国产化率有望持续提升电机有控制电机与非控制电机之分非控制电机侧重电机在启动和运行过程中的力能指标控制电机侧重电机输出量的幅频特性相频特性及输出特性的精度灵敏度稳定性线性度等指标作为系统执行部件控制电机更侧重扭矩转速位置输出特性现代控制电机通常有步进电机直流无刷电机和交流伺服电机等图23电动机由线圈和磁铁构成是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置资料来源鸣志电器招股书开源证券研究所31概念运动控制系统多采用步进电机或全数字式交流伺服电机311步进系统步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件步进系统一般由步进电机和步进驱动器构成控制器发出的脉冲信号可以准确地控制步进电机的转动角度和速度图24控制器发出的脉冲信号可以准确地控制步进电机的转动角度和速度资料来源鸣志电器官网步进电机典型的运动控制电机是信息化自动化控制系统中的执行元件步进电机原理是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件根据脉冲信号步进电机按设定方向转动固定角度步矩角通过控制脉冲个数来控制角位移量可达到准确定位目的步进电机具有较多优点如具有无刷结构相比传统电机请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1425北交所行业主题报告可靠性高易于启停和反转动态响应快停止时能够自锁保持转矩无累积运行误差不易受温度电压电流等环境的影响易于控制等步进电机有较广泛应用范围如OA机器OfficeAutomation办公自动化FA机器FactoryAutomation工厂自动化医疗器械计量仪器银行ATM设备汽车娱乐设备通信设备舞台灯光等领域图25步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件资料来源鸣志电器官网步进电机分有反应式VRVariableReluctance亦称磁阻式永磁式PMPermanentMagnet混合式HSHybridStepping三类由于技术发展和工业应用需求PM步进电机细分为直线型2和旋转型图26步进电机分有VRPMHS三类其中HS在工业使用中最为普遍资料来源鸣志电器招股书开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1525北交所行业主题报告312伺服系统伺服电机在闭环机构中接受脉冲信号运转实现运转伺服系统是指以物体的位置方位状态等控制量组成的能够跟随任意变化的输入目标或给定量的自动控制系统结构上伺服系统或称伺服产品通常包括伺服驱动器指令装置伺服电机伺服反馈装置编码器三个部分但通常伺服反馈装置编码器嵌入伺服电机之中图27伺服系统主要由伺服驱动器伺服电机和编码器组成资料来源禾川科技招股书伺服电机servomotor是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机是一种补助马达间接变速装置在闭环伺服机构中驱动器接受控制器指令转换为脉冲信号给伺服电机伺服电机接受脉冲信号输入信号命令可以是位置速度扭矩等控制信号对应伺服电机的三种控制模式每种控制模式都对应着环的控制扭矩控制是电流闭环控制速度模式是速度闭环控制位置模式则是三闭环控制模式扭矩速度位置伺服电机内部的转子是永磁铁驱动器控制的UVW三相电形成电磁场转子在此磁场的作用下转动同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器驱动器根据反馈值与目标值进行比较调整转子转动的角度伺服电机的精度决定于编码器的精度线数图28伺服电机是一种补助马达间接变速装置图29闭环伺服机构中伺服电机接受脉冲信号运转资料来源鸣志电器官网资料来源同心智造网开源证券研究所伺服电机有直流和交流伺服电动机之分高性能的伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机控制驱动器多采用快速准确定位的全数字位置伺服系统直流伺服电机分为有刷和无刷电机有刷电机可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合无刷电机可用于各种环境交流伺服电机也是无刷电机分为同步和异步电请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1625北交所行业主题报告机目前运动控制中一般都用同步电机它的功率范围大可以做到很大的功率大惯量最高转动速度低且随着功率增大而快速降低因而适合做低速平稳运行的应用图30运动控制中一般都用同步电机其功率范围大资料来源大中电机官网开源证券研究所313综合对比伺服系统适用于高端场景步进系统适用于高需求量的廉价场景步进电机是一种离散运动的装置它和现代数字控制技术有着本质的联系在目前国内的数字控制系统中步进电机的应用十分广泛随着全数字式交流伺服系统的出现交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中为了适应数字控制的发展趋势运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机虽然步进电机和伺服电机在控制广式上相似脉冲串和方向信号但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机表2交流伺服系统在许多性能方面优于步进电机但价格较昂贵电机类型优势劣势适合的应用价格低可以开环控制无需反馈低速产生噪音和共振高速域几乎没有力矩不适合高温环需要精准位置控步进电机域有良好力矩表现境不适合变化的负载整步情况下低速域动作不平滑制和细微动作价格低中等转速高速域有良好的力需要维修保养电刷会产生电磁干扰无法在易爆环境速度控制高速直流有刷伺服电机矩表现可通过电刷换向使用电刷磨损造成污染位置控制低维护和长寿命高转速无电刷火花机器人PPU高无刷伺服电机昂贵复杂的电机控制由驱动器来换向安静可用于洁净室力矩应用交流同步电机低速下表现良好昂贵无法自启动需要直流励磁发电站价格比同步电机低高速下表现良好压缩机泵传交流异步电机需要控制复杂的变频器低负载时效率下降能够自启动送装置电梯资料来源鸣志电器官网开源证券研究所系统间的对比而言步进系统力矩范围适用范围仅限20Nm以下的中小力矩请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1725北交所行业主题报告其转速范围限制在1000RPM以下而伺服系统适用于全范围力矩其转速范围高达5000RPM直流伺服电机可达20000RPM步进系统控制方式以位置控制为主低速运行时不平滑高速运行时力矩下降快分辨率和精度较低而伺服系统可实现位置转速及转矩总线的精确智能化控制力矩特性好步进系统不可过载开环的特性导致其反馈算法需额外加入而伺服系统可闭环控制口整体来说伺服系统有精度性能矩频和过载等优势但价格高昂适用于高端场景而步进系统的免维护优势和低价适用于高需求量的廉价场景图31伺服系统适用于高端场景步进系统适用于高需求量的廉价场景资料来源头豹研究院32现状步进系统市场以内资品牌为主伺服系统国产化率升至433步进系统我国步进系统规模保持稳定内资品牌占据主要市场份额在智能制造的发展趋势下设备更新和装备升级的需求日益增大与其他运动控制系统相比在精度和速度要求并不苛刻的场合下步进系统凭借其经济性和实用性有望会被越来越多的客户所应用根据中国工控网数据及预测2018年-2020年步进系统市场整体呈现基本稳定态势在85亿元规模左右波动目前我国步进系统市场以内资品牌为主市场集中度不断提高如雷赛智能深圳研控鸣志电器等国产品牌已占据整个市场份额的90以上图32我国步进系统市场规模处于85亿元左右图332018年雷赛智能占据我国步进系统市场的3810300025008其他242000雷赛智能615001000384500东方马达00025-500和利时0-10006201420152016201720182019E2020E鸣志电器步进系统市场规模亿元yoy深圳研控1215数据来源工控网雷赛智能招股书开源证券研究所数据来源工控网雷赛智能招股书开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1825北交所行业主题报告伺服系统我国伺服系统行业处于成长期2020年规模达到128亿元333我国的伺服系统产业起步较晚2000年以后随着国内中高端制造业不断发展根据中国工控网中国通用运动控制市场研究报告20212020年我国伺服系统市场规模达到128亿元同比增长333中国机械制造业的快速恢复促进伺服系统及运动控制类产品快速增长未来随着工业机器人行业的深化工业自动化程度的进一步提升和智能制造的深入推进伺服系统市场预期持续增长尤其伴随着国产伺服技术研发水平的不断提升国产伺服系统进口替代的步伐将会加快预计2023年我国伺服系统市场规模达到195亿元图34预计2023年我国伺服系统市场规模达到195亿元250400020030002000150100010000050-10000-200020142015201620172018201920202021E2022E2023E中国伺服系统市场规模亿元yoy数据来源工控网伟创电气2021年年报开源证券研究所内资品牌市占率逐年走高国产化进程稳步推进中国本土及中国台湾地区于国内伺服系统市占率显著提升由2017年的276已爬升至2021年的4332021年海外疫情和原材料芯片短缺背景下在自动化产品交货方面本土厂商的表现明显好于外资厂商供货速度更快由此抢占了一定的市场推动了国产化进程以汇川为首的内资厂商实现了快速增长从我国通用伺服系统供应商市场占比来看2021年市场CR5约为60行业集中度不高竞争较为激烈除汇川外的国产品牌市场占有率不高仍需发力在未来国产替代的大潮下国产伺服系统行业前景广阔图352021年中国本土及台湾地区市占率达433图362021年我国通用伺服系统市场CR5约60汇川技术其他1934178乐创技术006雷赛智能15施耐德20安川电机欧姆龙20118信捷电气25禾川科技31台达90松下电器机电116西门子94三菱电机99数据来源MIRDATABANK开源证券研究所数据来源工控网乐创技术招股书开源证券研究所电子及半导体机床工业机器人是三大下游需求领域伺服系统产品的下游请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1925北交所行业主题报告应用极为广泛涵盖机床工具纺织机械电子制造设备医疗设备印刷机械等多个行业从需求结构来看目前大多数工业机器人与数控机床都采用交流伺服电机无刷直流伺服市场的增长与下游行业应用以及细分行业中电机技术替代趋势密不可分服务机器人和医疗器械是对无刷直流伺服增长带动比较明显电子及半导体机床工业机器人是2021年中国伺服系统三大下游需求领域分别占比13812894图372021年电子及半导体机床工业机器人合计占中国伺服系统需求的36其他3C制造设备塑料机械纺织机械包装机械电池制造设备工业机器人机床电子及半导体制造设备0050100150200250300350400中国伺服系统下游需求结构占比数据来源华经产业研究院开源证券研究所2021年我国工业机器人产销量均同比增长超40工业自动化程度提升预期持续带动伺服系统需求上涨工业机器人是伺服电机下游重要应用领域之一未来随着工业机器人行业的深化工业自动化程度的进一步提升和智能制造的深入推进伺服系统市场将会出现新一轮快速增长尤其伴随着国产伺服技术研发水平的不断提升国产伺服系统进口替代的步伐将会加快内资品牌在伺服系统的崛起之势将愈发明显据国家统计局数据2021年我国工业机器人产量为366万套同比增长544销量为248万台同比增长459图382021年我国工业机器人销量达248万台459403530252015105020172018201920202021中国工业机器人产量万套中国工业机器人销量万台数据来源国家统计局开源证券研究所33格局以汇川技术为代表的内资伺服系统厂商在整体性能和可靠性上正逐步缩减与外资品牌的差距请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明2025