5G時代下，智能裝備產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)與機遇

2019年7月26日，由中國傳動網(wǎng)、中國直驅(qū)·運動控制產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、深圳市正隆偉業(yè)科技有限公司主辦的“5G時代下，智能裝備產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)與機遇”主題年中論壇活動在深圳格蘭云天國際酒店盛大召開，來自產(chǎn)業(yè)各界的精英人士匯聚一堂，共話產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈搏。

會議伊始，中國直驅(qū)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長劉雪瓊表示，2019年上半年，我國宏觀經(jīng)濟增速放緩，整體保持穩(wěn)中有進態(tài)勢，但中美貿(mào)易摩擦的持續(xù)升級使經(jīng)濟下行壓力增大，裝備制造業(yè)受到嚴重影響。與此同時，上半年5G牌照的發(fā)放，制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈升級也將迎來新的機遇。在直驅(qū)市場方面，2019年上半年直驅(qū)產(chǎn)業(yè)整體增長率為4.95%。行業(yè)涌現(xiàn)了一些新特征：原直驅(qū)企業(yè)繼續(xù)保持高速增長，一些運控品牌也紛紛涌入該行業(yè)，將其作為一個新的增長點。直驅(qū)行業(yè)出現(xiàn)強強聯(lián)合、全產(chǎn)品線布局的發(fā)展趨勢，技術(shù)發(fā)展也逐漸趨向于標準化、方案化、產(chǎn)線化。

中國直驅(qū)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長劉雪瓊

與此同時，她著重介紹了中國直驅(qū)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟自成立以來的工作進程以及接下來工作規(guī)劃。2019上半年，中國直驅(qū)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聚集了30多名直驅(qū)行業(yè)專家及委員會，并走訪調(diào)研了60多家業(yè)內(nèi)企業(yè)，成功推動了哈工大免費檢測中心的開放，并對初版行業(yè)標準發(fā)放及意見進行了征集。今年下半年，聯(lián)盟將重點加強與終端的交流與合作，走進華東地區(qū)進行產(chǎn)業(yè)調(diào)研，對半導(dǎo)體行業(yè)企業(yè)進行實地走訪。同時，聯(lián)盟計劃在今年年底組織直驅(qū)行業(yè)年終聯(lián)盟論壇，聯(lián)合企業(yè)代表及專家委員會共同探討推動行業(yè)標準的建立。2020年，聯(lián)盟將與深圳工業(yè)展進行戰(zhàn)略合作，打造直驅(qū)產(chǎn)業(yè)影響力展覽會，共同推進直驅(qū)產(chǎn)業(yè)的健康良性發(fā)展。

深圳工業(yè)展創(chuàng)始人/總經(jīng)理姚紀廣在談到地區(qū)發(fā)展時表示，深圳地處亞洲經(jīng)濟實力最強的珠三角地區(qū)，具有非常優(yōu)越的地理位置，是一個非常具有創(chuàng)新力和競爭力的城市。依托深圳產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢最新建成的深圳國際會展中心，將為面臨產(chǎn)業(yè)升級改造的技術(shù)型、中小型企業(yè)提供交流與溝通的機會，打造世界級展館。

深圳工業(yè)展創(chuàng)始人/總經(jīng)理姚紀廣

2020年3月，深圳工業(yè)展將入駐深圳新國際會展中心，該會展涵蓋15大重點行業(yè)，借助深圳機械展多年積累的忠實觀眾基礎(chǔ)，將該展會打造為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級技術(shù)交流與展示的重要平臺。同時，深圳工業(yè)展將與中國傳動網(wǎng)進行密切的戰(zhàn)略合作，雙方合作范圍包括運動控制、直驅(qū)電機、傳感器、以太網(wǎng)通訊協(xié)等行業(yè)領(lǐng)域，為業(yè)內(nèi)企業(yè)提供專業(yè)、全面、輻射范圍廣的展示平臺。且雙方將從展會合作延伸至促進行業(yè)間的線下交流，為產(chǎn)業(yè)合作提供良好的溝通平臺。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及自動化學(xué)院微特電機與控制研究所副所長尚靜教授在演講中表示，在高功率密度關(guān)節(jié)模組中核心部件主要為電機、電磁制動器、位置傳感器三部分。在目前條件下，電機要達到航天品質(zhì)必須保證產(chǎn)品的體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動慣量低、溫升低、可靠性高等技術(shù)指標，而電機要達到這些要求則需要在高品質(zhì)材料、工藝、原理及設(shè)計等環(huán)節(jié)上多下功夫。在高品質(zhì)設(shè)計方面，主要圍繞集成化設(shè)計、一體化設(shè)計、多種物理場的融合設(shè)計（即極限設(shè)計）三大方面展開。其中，集成化設(shè)計可以對有限空間進行充分利用，為用戶節(jié)省應(yīng)用成本，提高效率，將成為未來機電自動化發(fā)展的主要趨勢之一。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及自動化學(xué)院

微特電機與控制研究所副所長 尚靜教授

在極限設(shè)計思想上，首先需要考慮材料的溫度耐受情況、高溫下電機性能的失效性，其次在電磁場、應(yīng)力場多種物理場上進行融合設(shè)計以達到航天品質(zhì)要求。尚靜教授指出，經(jīng)過了20年的沉淀積累，哈工大形成了系列等單繞組、冗余繞組民用系列以及航天系列永磁伺服電機，產(chǎn)品性能穩(wěn)定、高效可靠。

南京航空航天大學(xué)盧虓宇博士對機器人高精度相關(guān)技術(shù)及其在航空航天中的具體應(yīng)用作了詳細介紹。他強調(diào)，航空設(shè)備結(jié)構(gòu)件對精度、尺寸要求極高，并且加工過程中需在整機狀態(tài)下對大型結(jié)構(gòu)件進行組合加工。而機器人原位制造具有柔性化程度高，空間要求低，易于重構(gòu)等優(yōu)點，是解決大型結(jié)構(gòu)件高效高質(zhì)量制造的有效途徑。而江蘇航鼎智能裝備有限公司開發(fā)的激光、視覺引導(dǎo)機器人與數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合，多傳感器融合的機器人原位測量等相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，解決了原位制造模式下機器人在高精度裝配作業(yè)中加工絕對定位精度遠低于航空航天高精制造裝配領(lǐng)域定位控制的技術(shù)要求，及原位制造創(chuàng)新模式引發(fā)的待測范圍廣、工件待測信息種類較多、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、開敞性較差等一系列技術(shù)問題，實現(xiàn)了機器人位姿高精度控制和作業(yè)狀態(tài)在線監(jiān)測。目前，這些機器人高精度相關(guān)技術(shù)已在航空航天領(lǐng)域多個項目中得到廣泛應(yīng)用。

南京航空航天大學(xué) 盧虓宇博士

高創(chuàng)傳動科技開發(fā)（深圳）有限公司產(chǎn)品中心總監(jiān)嚴彩忠發(fā)言表示，2019上半年，除光伏與鋰電市場相對平穩(wěn)之外，自動化設(shè)備市場受3C手機產(chǎn)線萎縮影響陷入疲軟狀態(tài)，行業(yè)已做好進入“寒冬期”的準備，這對高創(chuàng)的直驅(qū)產(chǎn)品市場也產(chǎn)生了一定的影響。預(yù)計下半年直驅(qū)市場比去年同期增長15~20%。

高創(chuàng)傳動科技開發(fā)（深圳）有限公司產(chǎn)品中心總監(jiān) 嚴彩忠

2019年8、9兩個月，高創(chuàng)將隆重推出BDHD2系列單軸旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動器和CDHD2STD高端伺服驅(qū)動兩款新品，以適應(yīng)更多應(yīng)用市場的需要。通過BDHD2將進一步拓展高創(chuàng)旋轉(zhuǎn)伺服市場，通過CDHD2將進一步提升高創(chuàng)在直驅(qū)市場的品牌影響力。值得一提的是，高創(chuàng)針對直驅(qū)伺服領(lǐng)域創(chuàng)新性研發(fā)的LMS技術(shù)，相較于傳統(tǒng)直線電機，它的創(chuàng)新點在于能夠同時運行多個不同的動子，通過將線圈固定的方式，確保動子沒有移動電纜直接在空氣中運行；該技術(shù)還采用了非接觸式位置傳感器，可在故障情況下不丟失載體位置；具有低維護成本特點。LMS具有非常強的柔性，可做環(huán)型、線型以及組合式的產(chǎn)線應(yīng)用。

廣州市昊志機電股份有限公司產(chǎn)品總監(jiān)鐘添明介紹道，目前昊志機電產(chǎn)品主要集中在數(shù)控機床核心功能部件、機器人事業(yè)部兩大部分，通過持續(xù)的技術(shù)研發(fā)投入，昊志機電在國內(nèi)電主軸市場份額中占比較高。由于5G技術(shù)具有高速、低時延、泛在網(wǎng)、低功耗等應(yīng)用優(yōu)勢，以基站建設(shè)為代表的相關(guān)產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展契機。5G時代下，終端應(yīng)用需求也發(fā)生了新的變化，如傳輸數(shù)據(jù)大幅增加、射頻要求更高等。傳統(tǒng)的基站產(chǎn)品解決方案是采用伺服絲杠傳動+外驅(qū)主軸的形式，存在著表面質(zhì)量差、效率低、主軸啟停慢等不足，而以永磁同步高速電主軸+直線電機的解決方案有效解決了以上應(yīng)用問題，且使得機臺綜合效率至少提升了30%。在PCB鉆孔解決方案上，昊志機電25萬轉(zhuǎn)高速氣浮主軸+直線電機的解決方案在加工速度、精度、噪音方面都有了較大的提升，使得整體加工效率提升了25%。

廣州市昊志機電股份有限公司產(chǎn)品總監(jiān) 鐘添明

美國自動精密工程公司中國總經(jīng)理宋宏宇在演講中表示，API產(chǎn)品和解決方案涵蓋了制造業(yè)機械加工中的各個領(lǐng)域，縱觀整個產(chǎn)品線設(shè)計方案，API激光跟蹤儀可檢測機械加工領(lǐng)域遇到的瓶頸問題。通過激光跟蹤儀，可以實現(xiàn)自動檢測和加工，以達到高精度測量。在機器人應(yīng)用中，實現(xiàn)高精度加工尚有難度；同時大型CNC機床也存在運動不靈活，中間區(qū)域很難實現(xiàn)精密加工，但結(jié)合API設(shè)備，可以在大范圍內(nèi)實現(xiàn)高精度加工。

美國自動精密工程公司中國總經(jīng)理 宋宏宇

機床在運用一段時間之后，會出現(xiàn)誤差，運用API的機床誤差檢測補償系統(tǒng)可以自動修改補償方式，檢測運動控制誤差，進行實時記錄與反饋。通過機床誤差檢測方案，使機床重新恢復(fù)記錄素材，提高了機床的精度和性能。除此之外，API也涉及了6D激光干涉儀系統(tǒng)、機器人計量解決方案、機器人系統(tǒng)集成器、智能工廠測量系統(tǒng)等領(lǐng)域。API通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和改進，為用戶提供了最優(yōu)化高效的計量解決方案和服務(wù)。

主題討論

• 目前，中國的部分直線電機品牌在產(chǎn)品設(shè)計與功能上與國外品牌不相上下，但在制造工藝與材料上與國外有較大差距。未來，如何落實電機制造工藝和克服材料短板，是國內(nèi)廠商需要重點關(guān)注的問題。

• 工業(yè)機器人作為智能裝備產(chǎn)業(yè)之一，是國家大力支持的重點行業(yè)。目前，一些國內(nèi)優(yōu)秀廠商在工業(yè)機器人核心部件伺服電機、控制器等產(chǎn)品上實現(xiàn)了突破。機器人驅(qū)控一體化也將成為未來主要發(fā)展趨勢之一。且部分國產(chǎn)工業(yè)機器人品牌已進入華為、vivo、小米等3C制造業(yè)產(chǎn)線應(yīng)用中，發(fā)展前景可期。

• 未來，隨著自動化設(shè)備的軸數(shù)不斷增多，對總線技術(shù)的需求大增，而國內(nèi)總線技術(shù)皆依賴進口產(chǎn)品，沒有建立自己的總線標準。這是國內(nèi)企業(yè)需要大力突破的方向。

• 任何行業(yè)的發(fā)展都離不開相關(guān)的測試標準，直驅(qū)行業(yè)近幾年入局者眾多，亟需建立相關(guān)技術(shù)與測量標準來推動行業(yè)的健康良性發(fā)展。

• 我國對科技的研究，已經(jīng)有近百年的歷史，而真正用到民用制造的時間不長。中國制造業(yè)有著巨大的潛力和進步空間，正所謂“中國造，正當潮”，我國制造業(yè)一定會迎頭趕上，躋身于世界第一梯隊。

后記

5G商用牌照的發(fā)放，為一輪電子設(shè)備升級注入了新動力，由此激發(fā)了下游裝備制造產(chǎn)業(yè)的新需求，催生了智能裝備產(chǎn)業(yè)新一輪的革新。5G時代現(xiàn)出黎明前的曙光，有望為“2019寒冬之年”帶來新一輪的發(fā)展機遇。

由于5G技術(shù)并未特別考慮工業(yè)應(yīng)用中的信息傳輸需求，包括實時性、可靠性和安全性等，5G在制造業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用尚需時日。但5G的“三超”（超高速、超大連接、超低時延）的關(guān)鍵能力，不僅改變了傳統(tǒng)意義上的下載速度，也改變了制造業(yè)設(shè)備之間的依存關(guān)系和連接模式，將成為支撐智能制造發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。誰把握了發(fā)展趨勢即占盡了先機，在技術(shù)革新的大浪潮下，企業(yè)需不斷調(diào)整自身的步伐，才能在智能化變革的征程中走來更遠。