人工智能時代, 伺服與運控發(fā)展路在何方
文:/ 編輯部2025年第五期
2025年,在國家各項經(jīng)濟刺激政策的引導下,下游設備市場如3C電子、半導體、數(shù)據(jù)中心、汽車、鋰電等保持較高的景氣回升指數(shù),整體工控自動化行業(yè)呈現(xiàn)出企穩(wěn)回暖的勢頭。另一方面,伴隨人工智能時代的到來,具身智能人形機器人的量產(chǎn),及其核心零部件的研發(fā)成為了市場關注的熱點,伺服與運動控制系統(tǒng)的開發(fā)重點在這波發(fā)展大潮中也正發(fā)生著變化。
根據(jù)MIR睿工業(yè)近期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,
2025上半年整體中國運動控制產(chǎn)品市場實現(xiàn)小幅正增長,同比增長約8%(見圖1所示),其中,通用交流伺服市場同比增長約7.4%,增長主要得益于鋰電、物流、電子等領域的投資保持穩(wěn)定上升,從而拉動了伺服產(chǎn)品需求的提升。但與此同時,由于下半年市場表現(xiàn)仍面臨顯著不確定性,因此,MIR睿工業(yè)預計,2025年中國自動化市場將整體呈現(xiàn)持平或微幅負增長的狀況。
另一方面,從部分已上市的工控企業(yè)一季度和上半年財報來看,2025年,在國家各項經(jīng)濟刺激政策的引導下,下游設備市場如3C電子、半導體、數(shù)據(jù)中心、汽車、鋰電等保持較高的景氣回升指數(shù),工控自動化市場進入到一個分水嶺階段,企業(yè)在經(jīng)歷了過去一年極為嚴峻的挑戰(zhàn)之后,整體工控自動化行業(yè)呈現(xiàn)出企穩(wěn)回暖的勢頭。在發(fā)展規(guī)劃上,“出?!?/span>


是目前一些本土工控企業(yè)的重要戰(zhàn)略之一,而扎根本土,則是許多外企的必然選擇;另一個熱點則是伴隨人工智能時代的到來,具身智能人形機器人的量產(chǎn)及核心零部件的研發(fā)成為了市場關注的熱點,一批工控自動化企業(yè)也正在緊鑼密鼓地積極布局這一新賽道,一場新的技術與產(chǎn)能的較量剛剛拉開序幕。
高性能與可控成本之間的平衡
面對激烈的市場競爭,一批外企通過加大對中國市場的研發(fā)投入,強化本地化創(chuàng)新能力,同時借助其原有的全球技術及軟件平臺優(yōu)勢,為本土用戶帶來高品質(zhì)的產(chǎn)品;與此同時,他們也在持續(xù)加強本地化生產(chǎn)能力,運用本地化研發(fā)、供應鏈、生產(chǎn)及服務體系,滿足用戶市場對產(chǎn)品性能與成本的雙重期待。
從2023年起,博世力士樂這家擁有上百年發(fā)展歷史的世界級工業(yè)自動化企業(yè),就開啟了一項名為“China
Next (決勝中國)”的項目,
旨在實現(xiàn)“零時差”落地德國先進工業(yè)技術,同時以“性價比”賦能本土創(chuàng)新。以博世力士樂在今年上海工博會期間面向全球首發(fā)的ctrlX
XC20伺服系統(tǒng)為例,其中包括XC20伺服驅(qū)動器、MC20伺服電機及配套電纜附件,憑借3.5倍過載能力、125μs電流環(huán)和EtherCAT掃描周期,系統(tǒng)在動態(tài)性能與精度控制方面表現(xiàn)優(yōu)異,配套23bit機械式多圈編碼器,可滿足設備對高精度定位的需求,不僅幫助制造企業(yè)提升生產(chǎn)效率,還能在追求高質(zhì)量、高速度的市場競爭中占據(jù)主動。此外,系統(tǒng)已通過CE、
UL、SEMI F-47、STO等國際資質(zhì)認證,全力助力中國制造業(yè)“出海”。
ctrlX
XC20伺服系統(tǒng)的可選集成式PLC功能進一步簡化系統(tǒng)架構,賦予更佳的設備兼容性與架構靈活性,為產(chǎn)線的快速迭代、產(chǎn)能擴充與場景轉(zhuǎn)換提供強大支撐,打造長期投資價值回報;ctrlX
XC20開放接口設計支持主流編程語言,使IT系統(tǒng)能夠快速集成到企業(yè)自動化架構中,為數(shù)字孿生、預測性維護等高級分析應用提供豐富數(shù)據(jù)入口;系統(tǒng)兼容所有主流通信協(xié)議,基于WebServer連接和調(diào)試,用戶無需額外工程軟件即可快速調(diào)試和參數(shù)優(yōu)化,大幅降低了使用“門檻”,實現(xiàn)設備的快速部署。更為重要的是,ctrlX
XC20伺服系統(tǒng)與博世力士樂ctrlX AUTOMATION生態(tài)深度融合,在這一開放平臺之上,可實現(xiàn)與第三方系統(tǒng)的無縫對接,拓展自動化應用的更多可能,以軟件賦能智造升級。
今年,施耐德電氣發(fā)布的“黃金四件套”整體解決方案涵蓋Harmony
ET5人機界面、Altivar 305通用型變頻器、 Lexium 18ME伺服驅(qū)動器和BEH18伺服電機,以及Modicon
M310M運動控制器,這也是成立已有三年時間的施耐德電氣工業(yè)自動化中國中心(IA China Hub)在本地研發(fā)上的又一力作。
據(jù)介紹,目前施耐德電氣不僅擁有位于上海張江的研發(fā)中心總部,更在無錫增設了第二研發(fā)基地,專注于工控產(chǎn)品研發(fā),以加速推出更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,更好地滿足中國本土市場需求。該中心集研產(chǎn)銷于一體,其中也涵蓋了供應鏈部分。目前,施耐德電氣已有相當一部分工業(yè)自動化產(chǎn)品在無錫工廠完成生產(chǎn),不管是在交貨期,還是在對市場的響應速度上,都為中國客戶帶來了更大的便利性,也有助于施耐德電氣在整個產(chǎn)業(yè)鏈上加深與中國伙伴之間的合作。
施耐德電氣工業(yè)自動化中國中心(IA
China
Hub)開發(fā)的全新一代機器運動控制“黃金四件套”整體解決方案,強調(diào)的是本土研發(fā)、本土制造、精準滿足中國制造企業(yè)的核心運動控制需求。從單品來看,“黃金四件套”中的每一款產(chǎn)品都強調(diào)可控成本和高性能這兩方面的優(yōu)化;而從產(chǎn)品組合的角度來看,這套解決方案從“感知-決策-執(zhí)行-調(diào)節(jié)”全鏈路提升設備響應速度達30%,也降低了系統(tǒng)集成的難度;同時,系統(tǒng)還引入TVDA架構(驗證、測試、歸檔和固化架構),可以賦能客戶,幫助他們結合工藝需求進一步提升整臺機器的開發(fā)效率。
從“執(zhí)行者”到智能節(jié)點
分布式-集中式控制架構,是臺達近幾年在運動控制領域主推的技術解決方案。
在傳統(tǒng)的集中式控制系統(tǒng)中,所有從生產(chǎn)現(xiàn)場收集到的數(shù)據(jù)信息都需要上傳至上位控制器內(nèi)做運算處理,再將指令下達到伺服驅(qū)動器完成執(zhí)行動作,伺服僅僅只是一個“執(zhí)行者”的角色。而隨著現(xiàn)在多軸控制應用場景的增多,用戶系統(tǒng)規(guī)模日益擴大,從單機設備到高集成化自動化產(chǎn)線,有的系統(tǒng)少則十幾軸、多則上百軸,面對如此龐大的控制系統(tǒng),用戶對于整體響應性、多軸之間的簡單調(diào)試、設備的占地空間,以及多軸系統(tǒng)的節(jié)能減碳等也提出了更高的要求,這些往往使得上位控制器處于不堪重負的境地。伴隨半導體工藝的迅猛發(fā)展,
CPU的運算能力越來越強,具備了支持多種高速信息處理的能力,因此,在分布式-集中式控制架構之下,臺達將張力、扭矩、震動、加速度等運動控制功能下放到伺服驅(qū)動器中,一方面,可以充分發(fā)揮伺服驅(qū)動器本身CPU的高速運算性能,減輕上位控制器的負擔;另一方面,上位控制器也能夠?qū)W⒂谌至鞒堂娴娜蝿仗幚恚蠹腋魉酒渎?,通過多節(jié)點協(xié)同工作,令到整體系統(tǒng)的運算效率大幅提升,靈活性和可擴展性也得到了提高,最終幫助客戶的設備機臺實現(xiàn)高效生產(chǎn)的目標。
從集中式控制,到分布式-集中式控制,伺服驅(qū)動器也由一個單純的“執(zhí)行者”,轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€具備高速信息處理能力的智能節(jié)點。這一變化,在臺達最新推出的高階多軸交流伺服系統(tǒng)ASDA-W3上體現(xiàn)得淋漓盡致。
ASDA-W3多軸交流伺服通過單個CPU最多可控制12個軸,同時基于400Mbps高速背板,控制模塊命令更新速度為可達62.5
μs,顯著提升了系統(tǒng)的響應速度以及多軸之間的同動性能,尤其適用于龍門運動系統(tǒng)對于同步性要求較高、或是半導體、3C電子等需要高速、高精度運動控制的場合。此外,該系列伺服將驅(qū)動模塊和電源模塊進行了整合,不僅能節(jié)省配件,易于后期維護,且設備的整體體積也大為縮減;系統(tǒng)還采用內(nèi)置共直流母線架構,利用反饋能量,達到了更好的節(jié)能減碳效果。從目前的使用情況來看,在分布式-集中式控制架構下,運用臺達ASDA-W3多軸交流伺服搭配另一款全新的免電池電機,真正為市場帶來了高精度、高效率、零運維的解決方案,因而也獲得了眾多客戶的高度認可和好評。
臺達另一款超大功率多軸交流伺服系統(tǒng)ASDA-H3針對一些個性化應用場景,還在內(nèi)部整合了專用的運動控制功能模塊,例如,為了適應目前光伏、石材等行業(yè)用戶對于多線切割機提出的控制精度、設備穩(wěn)定性以及切割良品率的更高要求,ASDA-H3伺服特別內(nèi)置了精準的扭矩分配、張力控制(最高可達±0.1
N高精度控制)等功能模塊,協(xié)助客戶大幅提高了加工精度和產(chǎn)品良率。此外,和臺達其他的高階伺服一樣,超大功率多軸伺服系統(tǒng)ASDA-H3還為客戶提供了二次開發(fā)平臺,使用者可以調(diào)用臺達標準化庫內(nèi)的功能模塊,也可以編寫用戶自己的Know-How技術工藝,在更好地保護自己知識產(chǎn)權的同時,也進一步增強了產(chǎn)品方案在市場上的競爭力。

AI智能體協(xié)助提高開發(fā)效率
當前,AI人工智能技術對工業(yè)領域的滲透愈發(fā)提速,如何利用AI這一先進工具幫助工控行業(yè)從業(yè)人員在面對復雜的設備條件下提高工程開發(fā)效率,提升設備的易用性,同時解決熟練工程師與技能短缺的挑戰(zhàn),是市場需求的一大趨勢。
近年來,倍福在AI融合應用方面加大了創(chuàng)新力度,在今年的上海工博會上,倍福重點展示了TwinCAT CoAgent智能體——這款數(shù)字助手融合了先進的生成式AI模型與定制開發(fā)的AI智能體,適用于TwinCAT開發(fā)環(huán)境,能夠為PLC編程、I/O配置、HMI界面設計、技術文檔生成等開發(fā)任務提供高效支持,越來越全面的AI功能,將使其成為自動化工程師的個人數(shù)字助理,有望徹底改變開發(fā)工作流程。
在編程和文檔支持方面, TwinCAT CoAgent智能體可實現(xiàn)智能代碼優(yōu)化和自動生成相關技術文檔,用戶只需簡單審核,即可融入開發(fā)項目中。在HMI界面設計方面,
TwinCAT
CoAgent智能體可以直接訪問倍福的技術文檔,并支持開發(fā)易用的HMI控件,使用戶界面的設計和配置變得前所未有的快捷、直觀。在I/O配置方面,TwinCAT
CoAgent智能體支持通過聊天功能輕松創(chuàng)建I/O拓撲結構,包括重命名端子模塊和配置新的I/O模塊,未來,該智能體還將支持單獨調(diào)整參數(shù),同時還會有一個智能助手協(xié)助用戶實現(xiàn)最佳配置,這些不僅加快了I/O配置速度,而且還能提升其靈活性,確保滿足各類特定應用的需求,大幅提升工程效率,降低開發(fā)“門檻”。
另據(jù)悉,Beckhoff
Automation旗下全資子公司——畢孚自動化制造(上海)有限公司,已于今年8月宣告正式成立。該公司計劃在2025年底開始部分I/O產(chǎn)品的本地生產(chǎn),后續(xù)還將逐步拓展更多品類的生產(chǎn)。這一舉措不僅是倍福對中國市場長期深耕的堅定承諾,更標志著其在本土化布局中邁出了從技術適配到產(chǎn)能自主的重要一步。
未來智能工廠的堅實底座
根據(jù)近期工業(yè)和信息化部發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,
“十四五”(2021-2025年)以來,我國智能制造工程扎實推進,已建成3.5萬多家基礎級、7000多家先進級、230多家卓越級智能工廠;目前中國制造業(yè)機器人密度達470臺/萬人,遠超全球平均水平;在光伏、動力電池、新能源汽車等領域,智能制造裝備和系統(tǒng)解決方案取得群體性突破,制造
業(yè)全面創(chuàng)新升級,產(chǎn)線切換靈活調(diào)整、自主調(diào)優(yōu);設備故障精準預測、遠程干預;產(chǎn)品功能按需生成、個性定義,標志著我國制造業(yè)邁入了全要素協(xié)同的智能化新階段。
智能制造迅猛發(fā)展的大潮已勢不可擋,伺服與運動控制系統(tǒng)位于工廠生產(chǎn)的現(xiàn)場執(zhí)行層,也是機械制造設備的“神經(jīng)中樞”。伴隨數(shù)字化、智能化技術的引入,為了應對快速變化的市場需求,當前,從機器制造商,到終端用戶,都越來越明顯地呈現(xiàn)出對軟件功能和智能驅(qū)動的迫切需求,正如一位工控行業(yè)資深人士所說的那樣:軟件定義自動化,AI決定應用高度,伺服與運動控制系統(tǒng)正在為未來智能工廠的大規(guī)模應用奠定堅實的技術底座。
貝加萊在IT融合方面一直走在前沿,
目前,貝加萊的控制器里已經(jīng)可以集成更為智能的算法設計能力,包括AIGC編程。繼2023年推出MDoctor機器“醫(yī)生”預測性維護產(chǎn)品之后,在今年的年度自動化大會上,貝加萊面向中國市場隆重推出了AI產(chǎn)品化的新應用——即AI系列MHelp。
貝加萊MHelp是由本地團隊基于大語言模型,為裝備制造商的機器提供的“M系列”,即,機器(Machine)的AI產(chǎn)品。它基于原有的PC控制的可擴展性,將AI加速器、LLM軟件、貝加萊知識庫進行了標準化封裝,形成“拿來即用”的AI產(chǎn)品。
MHelp被賦予了輕松的“小貝同學”稱呼,它利用大模型的分析與推理能力,通過私有的知識庫構建,針對機器的人機交互、知識推送、分析推理,提供現(xiàn)場級的故障定位,推薦解決問題的可行性方案,以及知識的推送,支持現(xiàn)場人員的運行服務過程。
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