特種電機產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)研報告

高度重視產(chǎn)業(yè)鏈安全性、穩(wěn)定性，系統(tǒng)梳理重點行業(yè)和關(guān)鍵產(chǎn)品短板環(huán)節(jié)，分行業(yè)進行戰(zhàn)略設(shè)計、研究政策措施，有針對性地制定實施方案，一步一個腳印補短板。配合國家有關(guān)部門戰(zhàn)略部署，抓住時間窗口組織實施一批攻尖項目，集中行業(yè)優(yōu)勢力量解決問題，避免產(chǎn)業(yè)鏈斷裂。圍繞重點領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級重大需求，深入實施重大短板裝備專項工程，全面推進短板裝備不斷提檔升級。改變高端供給不充分局面，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)附加值的提升。充分發(fā)揮行業(yè)既有科技創(chuàng)新優(yōu)勢，推動現(xiàn)有科技力量整合為國家戰(zhàn)略科技力量，形成創(chuàng)新合力。完善產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)體系，充分利用現(xiàn)有的高校、科研院所、用戶和第三方機構(gòu)基礎(chǔ)能力，建設(shè)一批產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)平臺，面向全行業(yè)，尤其是廣大中小企業(yè)提供試驗檢測、信息服務(wù)等基礎(chǔ)支撐，推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，加快質(zhì)量品牌提升，促進創(chuàng)新科技成果轉(zhuǎn)化。經(jīng)濟規(guī)模保持增勢十三五以來，我國機械工業(yè)經(jīng)濟規(guī)模持續(xù)保持增長態(tài)勢。2016-2019年，機械工業(yè)增加值增速分別為9．6%、10．7%、6．3%和5．1%。2020年，雖然受到新冠疫情影響，仍保持同比6%的增長速度，且高于同期全國工業(yè)和制造業(yè)3．2個百分點和2．6個百分點。截至2020年底，機械工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量超過9萬家，比2015年末增加近七千家;資產(chǎn)總額26．52萬億元，比2015年末增長37．7%，年均增長6．6%。產(chǎn)業(yè)融合初見成效十三五以來，機械各行業(yè)加快與新一代信息技術(shù)、先進制造技術(shù)、新材料技術(shù)等高新技術(shù)深度融合，推動了傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代。融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車方興未艾，技術(shù)創(chuàng)新加速迭代，市場牽引力凸顯。融合了傳感、控制、執(zhí)行與通信功能的各種智能化電力設(shè)備，比傳統(tǒng)電力設(shè)備控制更靈活、自動化程度更高、使用更方便。基于北斗系統(tǒng)的自動駕駛計畝測產(chǎn)聯(lián)合收割機、免耕精量播種機等智能農(nóng)機從樣機試驗步入應(yīng)用。數(shù)字化、信息化、智能化、輕量化及互聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)的融入，使得我國工程機械產(chǎn)品獲得了新的發(fā)展機遇，國際競爭力不斷提高。在融合發(fā)展理念帶動下，跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、上下游聯(lián)動融合發(fā)展的速度加快，極大推動了機械工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展。內(nèi)燃機行業(yè)龍頭企業(yè)發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同優(yōu)勢，同供應(yīng)商、研發(fā)咨詢機構(gòu)開展合作，對柴油機熱效率進行專項攻關(guān)，成功發(fā)布了全球首款達到50．26%熱效率的商業(yè)化柴油機。軸承企業(yè)與用戶單位聯(lián)合攻關(guān)，研制成功國內(nèi)首臺Φ6．28m復(fù)合盾構(gòu)機主軸承，各項技術(shù)指標(biāo)達國際先進水平，實現(xiàn)了我國重大技術(shù)裝備配套軸承的一項重大突破。高端裝備行業(yè)基本情況目前高端裝備在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界尚未形成統(tǒng)一的界定，通常認(rèn)為是指具有高技術(shù)、高附加值的裝備。相應(yīng)地高端裝備制造業(yè)是生產(chǎn)制造高技術(shù)、高附加值的先進工業(yè)設(shè)施設(shè)備行業(yè)，其以高新技術(shù)為引領(lǐng)，處于價值鏈高端和產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，決定著整個產(chǎn)業(yè)鏈綜合競爭力的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的脊梁，是推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的引擎。根據(jù)《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）》，高端裝備制造產(chǎn)業(yè)包括智能制造裝備產(chǎn)業(yè)、航空裝備產(chǎn)業(yè)、衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)、軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)、海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)五大產(chǎn)業(yè)。高端裝備往往代表了科技創(chuàng)新的主線發(fā)展方向，是實現(xiàn)技術(shù)革命的基石，對推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要戰(zhàn)略意義。近年來各國紛紛出臺產(chǎn)業(yè)扶持政策鼓勵高端裝備制造業(yè)的發(fā)展，推動實現(xiàn)技術(shù)革命，以期主宰未來科技發(fā)展方向。2012年2月，美國國家科技委員會發(fā)布了《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》，將促進先進制造業(yè)發(fā)展提高到國家戰(zhàn)略層面；2013年4月，德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部在漢諾威工業(yè)博覽會上正式發(fā)布《保障德國制造業(yè)的未來：關(guān)于實施工業(yè)4．0戰(zhàn)略的建議》，旨在推動第四次工業(yè)革命，提高制造業(yè)水平；2017年，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省提出互聯(lián)工業(yè)（CONNECTEDINDUSTRIES）戰(zhàn)略，推進通過連接人、設(shè)備、技術(shù)等實現(xiàn)價值創(chuàng)造的互聯(lián)工業(yè)。發(fā)達國家不斷推進實施再工業(yè)化戰(zhàn)略，積極推出支持高端裝備制造業(yè)的新舉措，通過政府、行業(yè)組織、企業(yè)等協(xié)同推進，培育高端制造業(yè)競爭優(yōu)勢。在此背景下，我國也相繼出臺多項產(chǎn)業(yè)規(guī)劃指導(dǎo)高端裝備制造業(yè)的發(fā)展。2016年11月，《十三五國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》將高端裝備列入需進一步發(fā)展壯大的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)行業(yè)向煤炭開采、油氣鉆采、工程機械等需應(yīng)對復(fù)雜工作環(huán)境的客戶提供變頻調(diào)速一體機、專用變頻器、特種電機以及電氣控制及供電產(chǎn)品等高端智能裝備，涵蓋了工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制層、驅(qū)動層及執(zhí)行層，因此細(xì)分行業(yè)是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)。（一）工業(yè)自動化控制系統(tǒng)簡介工業(yè)自動化控制是指運用控制理論、儀器儀表、計算機和信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，從而達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的。而工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是指利用工業(yè)自動化控制技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)過程及其機電設(shè)備、工藝裝備進行檢測與控制的工業(yè)自動化技術(shù)工具的總稱，屬于工業(yè)控制系統(tǒng)的重要組成部分。根據(jù)國際自動化協(xié)會起草的ISA-99/IEC62443標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)控制系統(tǒng)是指一個包括人員、硬件以及軟件，能夠?qū)I(yè)過程的安全性、可靠性造成影響的集合，通常具有測量、比較、計算和矯正四個功能，由傳感器、轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器、控制器以及執(zhí)行器五個部件完成。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)包含的細(xì)分產(chǎn)品種類繁多，通?？梢詮墓δ苌蟿澐譃榭刂茖?、驅(qū)動層和執(zhí)行層，其中控制層主要負(fù)責(zé)理解與下達指令，一般包括PLC、DCS、HMI等控制元件；驅(qū)動層主要進行電信號的識別與傳導(dǎo)，一般包括變頻器、伺服驅(qū)動器等驅(qū)動器；執(zhí)行層負(fù)責(zé)執(zhí)行指令，包括各類驅(qū)動電機與配套元件等。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)自動化、柔性化、數(shù)字化、智能化的基礎(chǔ)手段，是高端制造裝備不可或缺的重要組成部分，是發(fā)展先進制造技術(shù)的關(guān)鍵，是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的重要基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于采礦、油氣、機床、風(fēng)電、紡織、交通運輸、電源等行業(yè)。（二）工業(yè)自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈情況工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的上游主要是半導(dǎo)體元器件、電子元器件、鋼材以及結(jié)構(gòu)件等，行業(yè)下游涉及的領(lǐng)域較多，包括OEM型的電子設(shè)備制造、包裝、電梯等，以及項目型的電力、石化、油氣、冶金、市政等領(lǐng)域。除部分核心零部件外，上游行業(yè)的供應(yīng)情況對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的影響總體較小。上游行業(yè)基本屬于市場自由化競爭階段，雖然受供求關(guān)系等因素的影響，原材料和零部件在價格上出現(xiàn)一定程度的波動，但涉及工業(yè)自動化相關(guān)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)發(fā)展較為充分、技術(shù)較為成熟、產(chǎn)品供應(yīng)較為穩(wěn)定，因此工業(yè)自動化控制系統(tǒng)企業(yè)可以通過調(diào)整產(chǎn)品價格，合理控制庫存等措施轉(zhuǎn)移部分原材料、零部件價格波動的風(fēng)險。下游行業(yè)的市場需求情況對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的影響較為顯著。下游行業(yè)需要的自動化設(shè)備種類繁多、型號規(guī)格各異，因此對下游行業(yè)具有高度依賴性的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)也多為非標(biāo)定制化產(chǎn)品。下游行業(yè)對自身自動化水平重視程度的高低對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品的需求起到關(guān)鍵作用。（三）細(xì)分行業(yè)電氣傳動系統(tǒng)行業(yè)工業(yè)領(lǐng)域的自動化需要依賴于機械系統(tǒng)。機械系統(tǒng)通常由原動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)組成，其中原動力系統(tǒng)為機械系統(tǒng)的運動提供基本動力，執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行機械的具體功能，傳動系統(tǒng)負(fù)責(zé)動力和運動的傳遞，執(zhí)行系統(tǒng)與原動力系統(tǒng)不論運動方式，還是結(jié)構(gòu)形式上，都存在一定差異，所以一些時候會出現(xiàn)原動力系統(tǒng)動力輸出無法滿足執(zhí)行系統(tǒng)工作要求的情況。因此，機械系統(tǒng)運行中需要傳動系統(tǒng)將原動力系統(tǒng)提供的運動和動力進行轉(zhuǎn)換，并將其傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)，使執(zhí)行系統(tǒng)正常運作，實現(xiàn)機械系統(tǒng)功能。機械系統(tǒng)的傳動方式主要分為機械傳動、流體傳動以及電氣傳動，電氣傳動由于其精確度高、環(huán)保節(jié)能、節(jié)約成本等優(yōu)勢，得到廣泛應(yīng)用。電氣傳動是指利用電動機把電能轉(zhuǎn)換為機械能，來帶動各種類型的生產(chǎn)機械、交通工具等。而電氣傳動系統(tǒng)（又稱作電力拖動系統(tǒng)）是電動機作為原動機的傳動系統(tǒng)的總稱，其可以通過對電動機進行合理有效的控制，實現(xiàn)生產(chǎn)機械的起動、停止、速度、位置調(diào)節(jié)，從而滿足各項生產(chǎn)工藝的要求。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，電氣傳動系統(tǒng)是實現(xiàn)自動化控制的重要組成部分，被廣泛運用于冶金、機械、輕工、礦山、港口、石化等行業(yè)，對于提升生產(chǎn)效率、節(jié)能和環(huán)保發(fā)揮著重要作用。電氣傳動系統(tǒng)包括三部分：控制部分、功率部分和電動機，三者構(gòu)成一個整體，完成能量轉(zhuǎn)換并滿足特定機械所需的運動特征。利用變頻器進行調(diào)速具有精度高、啟動能耗低、占地少、功能豐富、操作簡便、通用性強、易形成閉環(huán)控制等特點，目前被認(rèn)為是理想的調(diào)速方案，代表著電氣傳動的發(fā)展方向。變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可變的適合交流電機調(diào)速的電力電子變換裝置。其能夠通過內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，從而可以根據(jù)電機的實際需要來提供相應(yīng)的電源電壓，進而達到調(diào)速的目的；另外，變頻器還有很多保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻調(diào)速技術(shù)飛速發(fā)展，變頻器已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個行業(yè)，促進了節(jié)能改造，提高了工業(yè)電氣傳動水平。根據(jù)使用場合的不同，變頻器一般可分為通用變頻器和專用變頻器。通用變頻器即適用于所有負(fù)載的變頻器，可滿足一般條件下機械系統(tǒng)的電氣傳動，在紡織設(shè)備、冶金風(fēng)機水泵、市政鍋爐以及水泥、陶瓷、玻璃生產(chǎn)線等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛；專用變頻器系因部分領(lǐng)域工作環(huán)境復(fù)雜，對變頻器性能參數(shù)具有特殊要求，故應(yīng)運而生的。例如在煤炭開采領(lǐng)域，因井下開采環(huán)境常見瓦斯、煤塵等易燃易爆氣體，需對變頻器進行隔爆設(shè)計，使之具備防爆性能，避免因變頻器在使用過程中變熱、打電火花等原因造成爆炸。變頻器應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域解決了兩大難題，一是便于實現(xiàn)自動控制；二是實現(xiàn)節(jié)能降耗。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷推廣，其重要性日益得到重視，未來隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，將面臨良好的行業(yè)發(fā)展機遇。以往變頻器用于電氣傳動系統(tǒng)，一般采用電動機與變頻器分離的方式，存在占地面積大、諧波干擾大以及電磁污染強等問題，因此以行業(yè)核心產(chǎn)品變頻調(diào)速一體機為代表的，變頻器與電動機的一體化逐漸引領(lǐng)技術(shù)潮流。平穩(wěn)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)（一）經(jīng)濟效益水平偏低十三五時期，我國機械工業(yè)營業(yè)收入利潤率呈波動下行態(tài)勢。2020年，在減稅降費力度明顯加大的情況下，雖然行業(yè)利潤總額增長10．4%，但營業(yè)收入利潤率為6．4%，并未出現(xiàn)顯著增長，同比僅提高0．4個百分點，比2015年低0．6個百分點。機械工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)的利潤總額在全國工業(yè)中的比重也有所下降，2020年利潤總額占比為22．7%，比2015年下降2．5個百分點。（二）市場需求增長乏力近年來，我國機械工業(yè)國內(nèi)外市場需求、特別是中低端產(chǎn)品市場需求明顯放緩，加之國內(nèi)鋼鐵、煤炭、電力、石化等機械工業(yè)傳統(tǒng)用戶行業(yè)處于產(chǎn)能過剩調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型期，固定資產(chǎn)投資中的設(shè)備工器具購置投資呈現(xiàn)下滑趨勢。2015年，全國設(shè)備工器具購置投資同比增速高達10．2%，2018年下降至2．6%，2019、2020兩年甚至出現(xiàn)0．9%和7．1%的負(fù)增長，反映出機械產(chǎn)品需求市場總體疲軟的嚴(yán)峻態(tài)勢，機械企業(yè)訂貨不足的問題愈發(fā)突出。（三）經(jīng)營壓力普遍加大十三五以來，我國機械工業(yè)原材料、用工等各項成本費用不斷上升，行業(yè)營業(yè)成本、銷售費用、財務(wù)費用等指標(biāo)持續(xù)增長，應(yīng)收賬款規(guī)模持續(xù)擴大并已形成相當(dāng)規(guī)模，而機械工業(yè)產(chǎn)品價格持續(xù)低位。2020年，我國機械工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)應(yīng)收賬款總額達5．38萬億元，比2015年增長45．6%。截至2020年底，機械工業(yè)虧損面達16．4%，比2015年擴大3．6個百分點;虧損企業(yè)虧損額達到2261億元，比2015年增加971億元。高端裝備行業(yè)的經(jīng)營模式變頻調(diào)速一體機、專用變頻器、特種電機、電氣控制及供電產(chǎn)品屬于工業(yè)自動化領(lǐng)域電氣傳動與控制設(shè)備，其廣泛應(yīng)用于煤炭開采、油氣鉆采、工程機械、港口、冶金、船舶及水泥等行業(yè)。隨著下游行業(yè)的不同，行業(yè)的經(jīng)營模式亦會有所差異?？傮w來說，工業(yè)自動化領(lǐng)域的銷售模式包括直銷模式、代理模式及經(jīng)銷模式。從業(yè)務(wù)獲取方式上來看，通常包括招投標(biāo)和商務(wù)談判。高端裝備行業(yè)競爭格局和市場化程度工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)已歷經(jīng)百余年的發(fā)展，日趨成熟。西方國家由于較早地開始了工業(yè)化進程，制造業(yè)發(fā)展領(lǐng)先，對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)較早地形成了巨大的市場需求，因此誕生了全球領(lǐng)先的工業(yè)自動化企業(yè)，并逐步占領(lǐng)了大部分市場。目前世界范圍內(nèi)工業(yè)自動化控制系統(tǒng)廠家主要分為歐美系和日系，其中歐美系典型廠家包括德國Siemens、瑞士ABB、法國施耐德和美國羅克韋爾等，日系代表廠家主要是歐姆龍、安川等。在中、大型工程