運動控制行業(yè)運動控制器技術(shù)分析

運動控制行業(yè)運動控制器技術(shù)分析

針對裝備制造、電子信息、原材料、消費品等領域細分行業(yè)特點和痛點，制定智能制造實施路線圖，分步驟、分階段推進。支持有條件有基礎的企業(yè)加大技術(shù)改造投入，持續(xù)推動工藝革新、裝備升級、管理優(yōu)化和生產(chǎn)過程智能化。建設行業(yè)轉(zhuǎn)型促進機構(gòu)，加快數(shù)據(jù)、標準和解決方案深化應用。組織開展經(jīng)驗交流、供需對接活動，總結(jié)推廣智能制造新技術(shù)、新裝備和新模式。運動控制行業(yè)運動控制器技術(shù)運動控制器主要完成運動規(guī)劃功能。運動控制器是一個可編程裝置，根據(jù)用戶設定的期望位置、速度、加速度等，產(chǎn)生各運動曲線，輸出給電機驅(qū)動器，并監(jiān)控I/O狀態(tài)、電機或機械裝置實際位置，實現(xiàn)開環(huán)或閉環(huán)控制。運動控制器由硬件和軟件組成，其中軟件包括實時操作系統(tǒng)、運動控制運行庫、用戶運動控制應用程序等構(gòu)成。對于點位運動，運動控制器需要實現(xiàn)單軸和多軸獨立運動控制；對于軌跡運動，運動控制器具有直線插補、圓弧插補、螺旋線插補等；為提高運動效率同時降低運動沖擊，軌跡運動往往要實現(xiàn)前瞻速度規(guī)劃。為適應加工過程中位置和速度變化，需要具有動態(tài)改變位置、改變速度技術(shù)。為了手動調(diào)整加工對象位置，運動控制器通常搭載手輪控制技術(shù)。運動控制器常用的電子凸輪技術(shù)和電子齒輪技術(shù)實現(xiàn)同步控制。二者都是通過采樣主動軸位置，一般通過編碼器獲取，根據(jù)凸輪曲線或減速比計算出從動軸運動信息，控制從動軸電機的運動。主動軸和從動軸之間無直接的機械聯(lián)接。對于電子加工設備，為保證視覺系統(tǒng)與運動位置的高速、精確同步，運動控制器需要實現(xiàn)位置比較輸出，運動控制器同時具有編碼器位置鎖存功能?，F(xiàn)狀與形勢近十年來，通過產(chǎn)學研用協(xié)同創(chuàng)新、行業(yè)企業(yè)示范應用、央地聯(lián)合統(tǒng)籌推進，我國智能制造發(fā)展取得長足進步。供給能力不斷提升，智能制造裝備市場滿足率超過50%，主營業(yè)務收入超10億元的系統(tǒng)解決方案供應商達40余家。支撐體系逐步完善，構(gòu)建了國際先行的標準體系，發(fā)布國家標準285項，牽頭制定國際標準28項；培育具有行業(yè)和區(qū)域影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺近80個。推廣應用成效明顯，試點示范項目生產(chǎn)效率平均提高45%、產(chǎn)品研制周期平均縮短35%、產(chǎn)品不良品率平均降低35%，涌現(xiàn)出離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠程運維服務等新模式新業(yè)態(tài)。但與高質(zhì)量發(fā)展的要求相比，智能制造發(fā)展仍存在供給適配性不高、創(chuàng)新能力不強、應用深度廣度不夠、專業(yè)人才缺乏等問題。隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進，新一代信息通信、生物、新材料、新能源等技術(shù)不斷突破，并與先進制造技術(shù)加速融合，為制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展提供了歷史機遇。同時，世界處于百年未有之大變局，國際環(huán)境日趨復雜，全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭更趨激烈，大國戰(zhàn)略博弈進一步聚焦制造業(yè)，美國先進制造業(yè)領導力戰(zhàn)略、德國國家工業(yè)戰(zhàn)略2030、日本社會5．0等以重振制造業(yè)為核心的發(fā)展戰(zhàn)略，均以智能制造為主要抓手，力圖搶占全球制造業(yè)新一輪競爭制高點。當前，我國已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，正處于轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力的攻關期，但制造業(yè)供給與市場需求適配性不高、產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈穩(wěn)定面臨挑戰(zhàn)、資源環(huán)境要素約束趨緊等問題凸顯。站在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快高質(zhì)量發(fā)展的歷史性交匯點，要堅定不移地以智能制造為主攻方向，推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和優(yōu)化升級，推動制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉(zhuǎn)變，以鼎新帶動革故，提高質(zhì)量、效率效益，減少資源能源消耗，暢通產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈，助力碳達峰碳中和，促進我國制造業(yè)邁向全球價值鏈中高端。深化推廣應用，開拓轉(zhuǎn)型升級新路徑聚焦企業(yè)、行業(yè)、區(qū)域轉(zhuǎn)型升級需要，圍繞車間、工廠、供應鏈構(gòu)建智能制造系統(tǒng)，開展多場景、全鏈條、多層次應用示范，培育推廣智能制造新模式。（一）建設智能制造示范工廠加快新一代信息技術(shù)與制造全過程、全要素深度融合，推進制造技術(shù)突破和工藝創(chuàng)新，推行精益管理和業(yè)務流程再造，實現(xiàn)泛在感知、數(shù)據(jù)貫通、集成互聯(lián)、人機協(xié)作和分析優(yōu)化，建設智能場景、智能車間和智能工廠。引導龍頭企業(yè)建設協(xié)同平臺，帶動上下游企業(yè)同步實施智能制造，打造智慧供應鏈。鼓勵各地方、行業(yè)開展多場景、多層級應用示范，培育推廣智能化設計、網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模定制、共享制造、智能運維服務等新模式。（二）推進中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加快實施中小企業(yè)數(shù)字化促進工程，針對中小企業(yè)典型應用場景，推廣一批符合中小企業(yè)需求的數(shù)字化產(chǎn)品和服務。支持專精特新小巨人企業(yè)發(fā)揮示范引領作用，開展裝備聯(lián)網(wǎng)、關鍵工序數(shù)控化、業(yè)務系統(tǒng)云化等改造，推動中小企業(yè)工藝流程優(yōu)化、技術(shù)裝備升級。依托數(shù)字化服務商，提供數(shù)字化咨詢診斷、智能化改造、上云用云等服務。（三）拓展智能制造行業(yè)應用針對裝備制造、電子信息、原材料、消費品等領域細分行業(yè)特點和痛點，制定智能制造實施路線圖，分步驟、分階段推進。支持有條件有基礎的企業(yè)加大技術(shù)改造投入，持續(xù)推動工藝革新、裝備升級、管理優(yōu)化和生產(chǎn)過程智能化。建設行業(yè)轉(zhuǎn)型促進機構(gòu)，加快數(shù)據(jù)、標準和解決方案深化應用。組織開展經(jīng)驗交流、供需對接活動，總結(jié)推廣智能制造新技術(shù)、新裝備和新模式。（四）促進區(qū)域智能制造發(fā)展鼓勵地方創(chuàng)新體系，探索各具特色的區(qū)域智能制造發(fā)展路徑。推動跨地區(qū)開展智能制造關鍵技術(shù)創(chuàng)新、供需對接、人才培養(yǎng)等合作。鼓勵地方、行業(yè)組織、龍頭企業(yè)等聯(lián)合推廣先進技術(shù)、裝備、標準和解決方案，加快智能制造進園區(qū)，提升產(chǎn)業(yè)集群智能化水平。支持產(chǎn)業(yè)特色鮮明、轉(zhuǎn)型需求迫切、基礎條件好的地區(qū)建設智能制造先行區(qū)，打造智能制造技術(shù)創(chuàng)新策源地、示范應用集聚區(qū)、關鍵裝備和解決方案輸出地。深化開放合作加強與相關國家、地區(qū)及國際組織的交流，開展智能制造技術(shù)、標準、人才等合作。鼓勵跨國公司、國外科研機構(gòu)等在華建設智能制造研發(fā)中心、示范工廠、培訓中心等。加強知識產(chǎn)權(quán)保護，推動建立數(shù)據(jù)資源產(chǎn)權(quán)、交易流通、跨境傳輸和安全保護等基礎制度和標準規(guī)范。依托共建一帶一路倡議、金磚國家合作機制、區(qū)域全面經(jīng)濟伙伴關系協(xié)定（RCEP）等，鼓勵智能制造裝備、軟件、標準和解決方案走出去。提升公共服務能力鼓勵行業(yè)組織、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、高校、科研院所、龍頭企業(yè)等建設智能制造公共服務平臺，支持標準試驗驗證平臺和現(xiàn)有服務機構(gòu)提升檢驗檢測、咨詢診斷、計量測試、安全評估、培訓推廣等服務能力。制定智能制造公共服務平臺規(guī)范，構(gòu)建優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)展的服務網(wǎng)絡。建立長效評價機制，鼓勵第三方機構(gòu)開展智能制造能力成熟度評估，研究發(fā)布行業(yè)和區(qū)域智能制造發(fā)展指數(shù)。主要目標（一）轉(zhuǎn)型升級成效顯著70%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡化，建成500個以上引領行業(yè)發(fā)展的智能制造示范工廠。制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品良品率、能源資源利用率等顯著提升，智能制造能力成熟度水平明顯提升。（二）供給能力明顯增強智能制造裝備和工業(yè)軟件技術(shù)水平和市場競爭力顯著提升，市場滿足率分別超過70%和50%。培育150家以上專業(yè)水平高、服務能力強的智能制造系統(tǒng)解決方案供應商。（三）基礎支撐更加堅實建設一批智能制造創(chuàng)新載體和公共服務平臺。構(gòu)建適應智能制造發(fā)展的標準體系和網(wǎng)絡基礎設施，完成200項以上國家、行業(yè)標準的制修訂，建成120個以上具有行業(yè)和區(qū)域影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。強化統(tǒng)籌協(xié)調(diào)加強部門協(xié)同，統(tǒng)籌實施智能制造工程，深入開展技術(shù)攻關、裝備創(chuàng)新、示范應用、標準化、人才培養(yǎng)等。加強央地協(xié)作，鼓勵地方出臺配套政策和法律法規(guī)，引導各類社會資源聚集，形成系統(tǒng)推進工作格局。充分發(fā)揮智能制造專家咨詢委員會及相關高校、科研機構(gòu)、專業(yè)智庫作用，開展智能制造前瞻性、戰(zhàn)略性重大問題研究。鼓勵企業(yè)結(jié)合自身實際加快實施智能制造，持續(xù)做好安全生產(chǎn)和環(huán)境保護工作。加大財政金融支持加強國家重大科技項目、國家重點研發(fā)計劃等對智能制造領域的支持。落實首臺套重大技術(shù)裝備和研發(fā)費用加計扣除等支持政策。鼓勵國家相關產(chǎn)業(yè)基金、社會資本加大對智能制造的投資力度。發(fā)揮國家產(chǎn)融合作平臺作用，引導金融機構(gòu)為企業(yè)智能化改造提供中長期貸款支持，開發(fā)符合智能制造特點的供應鏈金融、融資租賃等金融產(chǎn)品。鼓勵符合條件的企業(yè)通過股權(quán)、債權(quán)等方式開展直接融資。推進新型創(chuàng)新網(wǎng)絡建設圍繞關鍵工藝、工業(yè)母機、數(shù)字孿生、工業(yè)智能等重點領域，支持行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)合高校、科研院所和上下游企業(yè)建設一批制造業(yè)創(chuàng)新載體。鼓勵研發(fā)機構(gòu)創(chuàng)新發(fā)展機制，加強數(shù)據(jù)共享和平臺共建，開展協(xié)同創(chuàng)新。推動產(chǎn)業(yè)化促進組織建設，加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。建設一批試驗驗證平臺，加速智能制造裝備和系統(tǒng)推廣應用。夯實基礎支撐，構(gòu)筑智能制造新保障瞄準智能制造發(fā)展趨勢，健全完善計量、標準、信息基礎設施、安全保障等發(fā)展基礎，著力構(gòu)建完備可靠、先進適用、安全自主的支撐體系。深入推進標準化工作。持續(xù)優(yōu)化標準頂層設計，統(tǒng)籌推進國家智能制造標準體系和行業(yè)應用標準體系建設。加快基礎共性和關鍵技術(shù)標準制修訂，加強現(xiàn)有標準的優(yōu)化與協(xié)同，在智能裝備、智能工廠等方面推動形成國家標準、行業(yè)標準、團體標準、企業(yè)標準相互協(xié)調(diào)、互為補充的標準群。加快標準的貫徹執(zhí)行，支持企業(yè)依托標準開展智能車間/工廠建設。積極參與國際標準化工作，推動技術(shù)成熟度高的國家標準與國際標準同步發(fā)展。（一）完善信息基礎設施加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、千兆光網(wǎng)等新型網(wǎng)絡基礎設施規(guī)?；渴?，鼓勵企業(yè)開展內(nèi)外網(wǎng)升級改造，提升現(xiàn)場感知和數(shù)據(jù)傳輸能力。加強工業(yè)數(shù)據(jù)中心、智能計算中心等算力基礎設施建設，支撐人工智能等新技術(shù)應用。支持大型集團企業(yè)、工業(yè)園區(qū)，圍繞內(nèi)部資源整合、產(chǎn)品全生命周期管理、產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈協(xié)同、中小企業(yè)服務、工業(yè)數(shù)據(jù)處理分析，建立各具特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)的有效集成和管理。（二）加強安全保障加強智能制造安全風險研判，同步推進網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全和功能安全，推動密碼技術(shù)深入應用。實施企業(yè)網(wǎng)絡安全分類分級管理，督促企業(yè)落實網(wǎng)絡安全主體責任。完善國家、地方、企業(yè)多級工控信息安全監(jiān)測預警網(wǎng)絡，加快建設工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)監(jiān)測服務體系。探索建立數(shù)據(jù)跨境傳輸備案與監(jiān)管機制。（三）體系和安全管理制度培育安全服務機構(gòu)，加大網(wǎng)絡安全技術(shù)產(chǎn)品推廣應用，提升診斷、咨詢、設計、實施等服務能力。（四）強化人才培養(yǎng)定期編制智能