人工智能时代, 伺服与运控发展路在何方
文:/ 编辑部2025年第五期
2025年,在国家各项经济刺激政策的引导下,下游设备市场如3C电子、半导体、数据中心、汽车、锂电等保持较高的景气回升指数,整体工控自动化行业呈现出企稳回暖的势头。另一方面,伴随人工智能时代的到来,具身智能人形机器人的量产,及其核心零部件的研发成为了市场关注的热点,伺服与运动控制系统的开发重点在这波发展大潮中也正发生着变化。
根据MIR睿工业近期的数据统计显示,
2025上半年整体中国运动控制产品市场实现小幅正增长,同比增长约8%(见图1所示),其中,通用交流伺服市场同比增长约7.4%,增长主要得益于锂电、物流、电子等领域的投资保持稳定上升,从而拉动了伺服产品需求的提升。但与此同时,由于下半年市场表现仍面临显著不确定性,因此,MIR睿工业预计,2025年中国自动化市场将整体呈现持平或微幅负增长的状况。
另一方面,从部分已上市的工控企业一季度和上半年财报来看,2025年,在国家各项经济刺激政策的引导下,下游设备市场如3C电子、半导体、数据中心、汽车、锂电等保持较高的景气回升指数,工控自动化市场进入到一个分水岭阶段,企业在经历了过去一年极为严峻的挑战之后,整体工控自动化行业呈现出企稳回暖的势头。在发展规划上,“出海”


是目前一些本土工控企业的重要战略之一,而扎根本土,则是许多外企的必然选择;另一个热点则是伴随人工智能时代的到来,具身智能人形机器人的量产及核心零部件的研发成为了市场关注的热点,一批工控自动化企业也正在紧锣密鼓地积极布局这一新赛道,一场新的技术与产能的较量刚刚拉开序幕。
高性能与可控成本之间的平衡
面对激烈的市场竞争,一批外企通过加大对中国市场的研发投入,强化本地化创新能力,同时借助其原有的全球技术及软件平台优势,为本土用户带来高品质的产品;与此同时,他们也在持续加强本地化生产能力,运用本地化研发、供应链、生产及服务体系,满足用户市场对产品性能与成本的双重期待。
从2023年起,博世力士乐这家拥有上百年发展历史的世界级工业自动化企业,就开启了一项名为“China
Next (决胜中国)”的项目,
旨在实现“零时差”落地德国先进工业技术,同时以“性价比”赋能本土创新。以博世力士乐在今年上海工博会期间面向全球首发的ctrlX
XC20伺服系统为例,其中包括XC20伺服驱动器、MC20伺服电机及配套电缆附件,凭借3.5倍过载能力、125μs电流环和EtherCAT扫描周期,系统在动态性能与精度控制方面表现优异,配套23bit机械式多圈编码器,可满足设备对高精度定位的需求,不仅帮助制造企业提升生产效率,还能在追求高质量、高速度的市场竞争中占据主动。此外,系统已通过CE、
UL、SEMI F-47、STO等国际资质认证,全力助力中国制造业“出海”。
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XC20伺服系统的可选集成式PLC功能进一步简化系统架构,赋予更佳的设备兼容性与架构灵活性,为产线的快速迭代、产能扩充与场景转换提供强大支撑,打造长期投资价值回报;ctrlX
XC20开放接口设计支持主流编程语言,使IT系统能够快速集成到企业自动化架构中,为数字孪生、预测性维护等高级分析应用提供丰富数据入口;系统兼容所有主流通信协议,基于WebServer连接和调试,用户无需额外工程软件即可快速调试和参数优化,大幅降低了使用“门槛”,实现设备的快速部署。更为重要的是,ctrlX
XC20伺服系统与博世力士乐ctrlX AUTOMATION生态深度融合,在这一开放平台之上,可实现与第三方系统的无缝对接,拓展自动化应用的更多可能,以软件赋能智造升级。
今年,施耐德电气发布的“黄金四件套”整体解决方案涵盖Harmony
ET5人机界面、Altivar 305通用型变频器、 Lexium 18ME伺服驱动器和BEH18伺服电机,以及Modicon
M310M运动控制器,这也是成立已有三年时间的施耐德电气工业自动化中国中心(IA China Hub)在本地研发上的又一力作。
据介绍,目前施耐德电气不仅拥有位于上海张江的研发中心总部,更在无锡增设了第二研发基地,专注于工控产品研发,以加速推出更多优质产品,更好地满足中国本土市场需求。该中心集研产销于一体,其中也涵盖了供应链部分。目前,施耐德电气已有相当一部分工业自动化产品在无锡工厂完成生产,不管是在交货期,还是在对市场的响应速度上,都为中国客户带来了更大的便利性,也有助于施耐德电气在整个产业链上加深与中国伙伴之间的合作。
施耐德电气工业自动化中国中心(IA
China
Hub)开发的全新一代机器运动控制“黄金四件套”整体解决方案,强调的是本土研发、本土制造、精准满足中国制造企业的核心运动控制需求。从单品来看,“黄金四件套”中的每一款产品都强调可控成本和高性能这两方面的优化;而从产品组合的角度来看,这套解决方案从“感知-决策-执行-调节”全链路提升设备响应速度达30%,也降低了系统集成的难度;同时,系统还引入TVDA架构(验证、测试、归档和固化架构),可以赋能客户,帮助他们结合工艺需求进一步提升整台机器的开发效率。
从“执行者”到智能节点
分布式-集中式控制架构,是台达近几年在运动控制领域主推的技术解决方案。
在传统的集中式控制系统中,所有从生产现场收集到的数据信息都需要上传至上位控制器内做运算处理,再将指令下达到伺服驱动器完成执行动作,伺服仅仅只是一个“执行者”的角色。而随着现在多轴控制应用场景的增多,用户系统规模日益扩大,从单机设备到高集成化自动化产线,有的系统少则十几轴、多则上百轴,面对如此庞大的控制系统,用户对于整体响应性、多轴之间的简单调试、设备的占地空间,以及多轴系统的节能减碳等也提出了更高的要求,这些往往使得上位控制器处于不堪重负的境地。伴随半导体工艺的迅猛发展,
CPU的运算能力越来越强,具备了支持多种高速信息处理的能力,因此,在分布式-集中式控制架构之下,台达将张力、扭矩、震动、加速度等运动控制功能下放到伺服驱动器中,一方面,可以充分发挥伺服驱动器本身CPU的高速运算性能,减轻上位控制器的负担;另一方面,上位控制器也能够专注于全局流程面的任务处理,大家各司其职,通过多节点协同工作,令到整体系统的运算效率大幅提升,灵活性和可扩展性也得到了提高,最终帮助客户的设备机台实现高效生产的目标。
从集中式控制,到分布式-集中式控制,伺服驱动器也由一个单纯的“执行者”,转变为一个具备高速信息处理能力的智能节点。这一变化,在台达最新推出的高阶多轴交流伺服系统ASDA-W3上体现得淋漓尽致。
ASDA-W3多轴交流伺服通过单个CPU最多可控制12个轴,同时基于400Mbps高速背板,控制模块命令更新速度为可达62.5
µs,显著提升了系统的响应速度以及多轴之间的同动性能,尤其适用于龙门运动系统对于同步性要求较高、或是半导体、3C电子等需要高速、高精度运动控制的场合。此外,该系列伺服将驱动模块和电源模块进行了整合,不仅能节省配件,易于后期维护,且设备的整体体积也大为缩减;系统还采用内置共直流母线架构,利用反馈能量,达到了更好的节能减碳效果。从目前的使用情况来看,在分布式-集中式控制架构下,运用台达ASDA-W3多轴交流伺服搭配另一款全新的免电池电机,真正为市场带来了高精度、高效率、零运维的解决方案,因而也获得了众多客户的高度认可和好评。
台达另一款超大功率多轴交流伺服系统ASDA-H3针对一些个性化应用场景,还在内部整合了专用的运动控制功能模块,例如,为了适应目前光伏、石材等行业用户对于多线切割机提出的控制精度、设备稳定性以及切割良品率的更高要求,ASDA-H3伺服特别内置了精准的扭矩分配、张力控制(最高可达±0.1
N高精度控制)等功能模块,协助客户大幅提高了加工精度和产品良率。此外,和台达其他的高阶伺服一样,超大功率多轴伺服系统ASDA-H3还为客户提供了二次开发平台,使用者可以调用台达标准化库内的功能模块,也可以编写用户自己的Know-How技术工艺,在更好地保护自己知识产权的同时,也进一步增强了产品方案在市场上的竞争力。

AI智能体协助提高开发效率
当前,AI人工智能技术对工业领域的渗透愈发提速,如何利用AI这一先进工具帮助工控行业从业人员在面对复杂的设备条件下提高工程开发效率,提升设备的易用性,同时解决熟练工程师与技能短缺的挑战,是市场需求的一大趋势。
近年来,倍福在AI融合应用方面加大了创新力度,在今年的上海工博会上,倍福重点展示了TwinCAT CoAgent智能体——这款数字助手融合了先进的生成式AI模型与定制开发的AI智能体,适用于TwinCAT开发环境,能够为PLC编程、I/O配置、HMI界面设计、技术文档生成等开发任务提供高效支持,越来越全面的AI功能,将使其成为自动化工程师的个人数字助理,有望彻底改变开发工作流程。
在编程和文档支持方面, TwinCAT CoAgent智能体可实现智能代码优化和自动生成相关技术文档,用户只需简单审核,即可融入开发项目中。在HMI界面设计方面,
TwinCAT
CoAgent智能体可以直接访问倍福的技术文档,并支持开发易用的HMI控件,使用户界面的设计和配置变得前所未有的快捷、直观。在I/O配置方面,TwinCAT
CoAgent智能体支持通过聊天功能轻松创建I/O拓扑结构,包括重命名端子模块和配置新的I/O模块,未来,该智能体还将支持单独调整参数,同时还会有一个智能助手协助用户实现最佳配置,这些不仅加快了I/O配置速度,而且还能提升其灵活性,确保满足各类特定应用的需求,大幅提升工程效率,降低开发“门槛”。
另据悉,Beckhoff
Automation旗下全资子公司——毕孚自动化制造(上海)有限公司,已于今年8月宣告正式成立。该公司计划在2025年底开始部分I/O产品的本地生产,后续还将逐步拓展更多品类的生产。这一举措不仅是倍福对中国市场长期深耕的坚定承诺,更标志着其在本土化布局中迈出了从技术适配到产能自主的重要一步。
未来智能工厂的坚实底座
根据近期工业和信息化部发布的统计数据显示,
“十四五”(2021-2025年)以来,我国智能制造工程扎实推进,已建成3.5万多家基础级、7000多家先进级、230多家卓越级智能工厂;目前中国制造业机器人密度达470台/万人,远超全球平均水平;在光伏、动力电池、新能源汽车等领域,智能制造装备和系统解决方案取得群体性突破,制造
业全面创新升级,产线切换灵活调整、自主调优;设备故障精准预测、远程干预;产品功能按需生成、个性定义,标志着我国制造业迈入了全要素协同的智能化新阶段。
智能制造迅猛发展的大潮已势不可挡,伺服与运动控制系统位于工厂生产的现场执行层,也是机械制造设备的“神经中枢”。伴随数字化、智能化技术的引入,为了应对快速变化的市场需求,当前,从机器制造商,到终端用户,都越来越明显地呈现出对软件功能和智能驱动的迫切需求,正如一位工控行业资深人士所说的那样:软件定义自动化,AI决定应用高度,伺服与运动控制系统正在为未来智能工厂的大规模应用奠定坚实的技术底座。
贝加莱在IT融合方面一直走在前沿,
目前,贝加莱的控制器里已经可以集成更为智能的算法设计能力,包括AIGC编程。继2023年推出MDoctor机器“医生”预测性维护产品之后,在今年的年度自动化大会上,贝加莱面向中国市场隆重推出了AI产品化的新应用——即AI系列MHelp。
贝加莱MHelp是由本地团队基于大语言模型,为装备制造商的机器提供的“M系列”,即,机器(Machine)的AI产品。它基于原有的PC控制的可扩展性,将AI加速器、LLM软件、贝加莱知识库进行了标准化封装,形成“拿来即用”的AI产品。
MHelp被赋予了轻松的“小贝同学”称呼,它利用大模型的分析与推理能力,通过私有的知识库构建,针对机器的人机交互、知识推送、分析推理,提供现场级的故障定位,推荐解决问题的可行性方案,以及知识的推送,支持现场人员的运行服务过程。
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