一、印刷機(jī)械行業(yè)概述
“十二五”時(shí)期，我國(guó)印刷業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模繼續(xù)壯大，實(shí)現(xiàn)了“十二五”規(guī)劃目標(biāo)；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，培育打造了近百家國(guó)家印刷示范企業(yè)；綠色印刷成效顯著，12億冊(cè)中小學(xué)教科書(shū)全部實(shí)現(xiàn)綠色印刷；伺服電機(jī)，內(nèi)生動(dòng)力得到增強(qiáng)，企業(yè)的平均產(chǎn)值和行業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率逐年提高。我國(guó)印刷業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效已經(jīng)顯現(xiàn)成果。
2016年，印刷業(yè)經(jīng)濟(jì)總量達(dá)到1.12萬(wàn)億，占全國(guó)GDP的1.5%，同比增長(zhǎng)3.6%。其中主要印刷設(shè)備企業(yè)有10萬(wàn)余家，規(guī)模以上企業(yè)約3000家。但是僅僅3%的企業(yè)所創(chuàng)造的產(chǎn)值卻占了總體的50%以上，同比增長(zhǎng)8%，利潤(rùn)甚至超過(guò)了60%。
截止2016年底，我國(guó)印刷行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)達(dá)到5470家，與上年相比增加264家。2016年，在原材料漲價(jià)潮的沖擊下，印刷行業(yè)的大洗牌被進(jìn)一步加速?，F(xiàn)金枯竭、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)品檔次偏低、自主創(chuàng)新能力弱的企業(yè)正被無(wú)情淘汰，行業(yè)產(chǎn)能呈現(xiàn)加速集中態(tài)勢(shì)。
2016年我國(guó)印刷行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入7879億元，同比增長(zhǎng)4.5%，與上年相比下降2.5個(gè)百分點(diǎn)，低于全國(guó)工業(yè)增速（4.9%）0.4個(gè)百分點(diǎn)；印刷行業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額達(dá)到549億元，同比下降4.5%。近年來(lái)，我國(guó)印刷行業(yè)盈利能力持續(xù)下降，2016年，我國(guó)印刷行業(yè)毛利率達(dá)到15.1%,與上年相比下降0.9個(gè)百分點(diǎn)，印刷行業(yè)銷(xiāo)售利潤(rùn)率達(dá)到7%，與上年相比下降0.7個(gè)百分點(diǎn)。
當(dāng)前印刷業(yè)發(fā)展增速放緩，進(jìn)入深度調(diào)整、融合創(chuàng)新的新常態(tài)，在市場(chǎng)和政策的雙重作用下，我國(guó)印刷業(yè)增長(zhǎng)的新舊動(dòng)力正在加快轉(zhuǎn)換，新的增長(zhǎng)點(diǎn)、增長(zhǎng)極、增長(zhǎng)帶正在形成。
我國(guó)印刷業(yè)已經(jīng)成長(zhǎng)為一個(gè)總規(guī)模達(dá)萬(wàn)億的產(chǎn)業(yè)。但是由于我國(guó)企業(yè)技術(shù)水平低、創(chuàng)新能力不足的共性，使我國(guó)的印刷業(yè)呈現(xiàn)大而不強(qiáng)的局面。面對(duì)數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化的未來(lái)發(fā)展方向，伺服電機(jī)，國(guó)內(nèi)企業(yè)將面臨優(yōu)勝劣汰、整合調(diào)整的局面。
根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，2010~2016年印刷機(jī)械的產(chǎn)量如表1所示。
二、印刷機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品分析
1.自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)用介紹
1.1控制系統(tǒng)，伺服電機(jī)
印刷行業(yè)的發(fā)展歷史淵源由來(lái)已久。印刷機(jī)械設(shè)備的型號(hào)種類(lèi)更是繁多，自動(dòng)化產(chǎn)品在印刷機(jī)械上用來(lái)設(shè)定工藝參數(shù)和控制設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。印刷機(jī)的控制主要包括以下各個(gè)部分：車(chē)速控制、墨色控制、自動(dòng)套準(zhǔn)、張力控制、對(duì)中控制、自動(dòng)接紙以及印品質(zhì)量的測(cè)控系統(tǒng)等，分別在單張紙印刷機(jī)和卷筒紙印刷機(jī)中得到廣泛應(yīng)用，大幅度提高了印刷機(jī)械的機(jī)電一體化水平，對(duì)提高生產(chǎn)效率（減少準(zhǔn)備時(shí)間和提高生產(chǎn)速度）、減少物料浪費(fèi)和適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)要求有非常大的幫助。
印刷機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平可以分為單機(jī)自動(dòng)化、聯(lián)機(jī)自動(dòng)化、輔助操作自動(dòng)化。目前，單機(jī)自動(dòng)化已經(jīng)在大多數(shù)印刷機(jī)和印后裝訂設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。輔助操作自動(dòng)化和聯(lián)機(jī)自動(dòng)化水平不高，與國(guó)外相比差距較大。
1.2工藝自動(dòng)化分析
高速雙面印刷機(jī)整機(jī)動(dòng)作控制整機(jī)由輸紙機(jī)、收紙機(jī)和主機(jī)三部分組成。主機(jī)除主電機(jī)，上、下水輥電機(jī)，制動(dòng)輥電機(jī)分別由四個(gè)變頻器控制外，其余主要?jiǎng)幼饔善邆€(gè)氣缸分別來(lái)控制上水輥、下水輥、上墨輥、下墨輥、遞紙、上滾筒、下滾筒等的離合動(dòng)作。氣路的控制分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式。整機(jī)的核心調(diào)試工作就是電氣、氣動(dòng)與機(jī)械動(dòng)作相匹配，避免印刷中紙張的浪費(fèi)。
由于自動(dòng)工作模式下各動(dòng)作要以一定的順序工作，機(jī)械采用凸輪來(lái)控制各動(dòng)作離合時(shí)的角度，電氣選用二相增量型旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量凸輪的旋轉(zhuǎn)角度，編碼器每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生360個(gè)脈沖，PLC高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)720，到零位后復(fù)位重新計(jì)數(shù)。我們可以隨時(shí)更改編碼器的角度值，來(lái)配合機(jī)械的改動(dòng)或因速度不同，慣性不同，所需動(dòng)作的角度值不同，省卻了煩瑣的機(jī)械控制。
1.3HMI
近年來(lái)，隨著工廠自動(dòng)化技術(shù)的提高，觸摸屏作為一種新的人機(jī)界面產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用機(jī)械制造各個(gè)行業(yè)，使用人機(jī)界面能很好的提高設(shè)備生產(chǎn)效率，明確告知設(shè)備操作員機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況及生產(chǎn)狀態(tài)。使用觸摸屏可以使電氣接線簡(jiǎn)單化，同時(shí)減少PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)成本，也相對(duì)提高整套機(jī)械設(shè)備的附加值。
1.4變頻器
印刷機(jī)械設(shè)備采用變頻調(diào)速器開(kāi)始在20世紀(jì)80年代初，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)主要印刷機(jī)械企業(yè)開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品，以提高技術(shù)水平為目的開(kāi)始采用變頻器調(diào)速裝置，為提高設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性，印刷機(jī)械企業(yè)普遍采用進(jìn)口變頻器。采用變頻器的產(chǎn)品有單張紙平版印刷機(jī)、卷筒紙平版印刷機(jī)，爾后向各種印刷方式和不同印刷開(kāi)本的設(shè)備拓展。后來(lái)又流布到印后的裝訂機(jī)械、包裝機(jī)械等設(shè)備。
在印刷機(jī)械科技水平不斷發(fā)展的今天，無(wú)論從環(huán)境保護(hù)，還是從節(jié)約能源的角度，積極采用變頻器無(wú)論對(duì)國(guó)家還是對(duì)企業(yè)都是有較好的經(jīng)濟(jì)效益的好事。在這里歡迎有關(guān)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造變頻器的廠家，加強(qiáng)與印刷機(jī)械制造行業(yè)聯(lián)系，了解他們應(yīng)用的特點(diǎn)，有針對(duì)性地推出適合他們需要的變頻器產(chǎn)品，并在應(yīng)用中提高產(chǎn)品的適應(yīng)性，進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，把印刷機(jī)械設(shè)備應(yīng)用變頻器的技術(shù)改造，推向新的階段。
1.5伺服傳動(dòng)
伺服傳動(dòng)技術(shù)（無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)）是一種研制開(kāi)發(fā)各種先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備的關(guān)鍵性技術(shù)，這一技術(shù)在機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、加工中心等金屬加工設(shè)備中已得到廣泛應(yīng)用，在印刷機(jī)械中的應(yīng)用則是近年來(lái)才引入的。首先在歐洲，然后傳到美國(guó)。1997年，世界上第一臺(tái)伺服傳動(dòng)凹版印刷機(jī)在意大利優(yōu)泰克（Uteco）公司問(wèn)世，至今已經(jīng)有超過(guò)1000臺(tái)由優(yōu)泰克（Uteco）制造的伺服傳動(dòng)凹印機(jī)被全球各大印刷包裝企業(yè)所購(gòu)買(mǎi)。1998年9月，高寶公司為美國(guó)加州世界彩印廠安裝了48臺(tái)Compacta618無(wú)軸商用印刷機(jī)，全部采用Indramat的AC伺服驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)與技術(shù)。2000年，德魯巴（Drupa）首次展出無(wú)軸（電子軸）凹版印刷機(jī)。在Drupa2004展會(huì)上，無(wú)軸應(yīng)用技術(shù)更是比比皆是。如Rotomec、賽魯?shù)稀⒑５卤?、W&H、F&K等均推出了無(wú)軸驅(qū)動(dòng)的凹印機(jī)或柔印機(jī)。德國(guó)的力士樂(lè)、倫茲，日本的住友，奧地利的貝加萊都是最早將這一技術(shù)推向市場(chǎng)的傳動(dòng)控制公司。
目前，全國(guó)有包裝印刷企業(yè)20,000多家（紙類(lèi)印刷約占40%）。包裝印刷企業(yè)主要分布在華東、華南、西南、大連、武漢等地，全國(guó)54家包裝印刷龍頭企業(yè)的產(chǎn)值，占全國(guó)包裝印刷總產(chǎn)值的1/5。我國(guó)各類(lèi)包裝印刷制造企業(yè)已達(dá)4000余家，其中生產(chǎn)凹印機(jī)的廠家有80家（實(shí)際數(shù)量更多），每年約生產(chǎn)各種規(guī)格的國(guó)產(chǎn)凹印機(jī)600臺(tái)（套）。近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)凹印設(shè)備的制造水平和印刷速度有了明顯提高，部分產(chǎn)品已出口到國(guó)外。有關(guān)專(zhuān)家預(yù)計(jì)，伺服傳動(dòng)在未來(lái)若干年將是國(guó)產(chǎn)凹印機(jī)的最重要的技術(shù)發(fā)展方向，各種用途的凹印機(jī)都將采用伺服傳動(dòng)技術(shù)。據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)的伺服傳動(dòng)系統(tǒng)和套準(zhǔn)系統(tǒng)都來(lái)自國(guó)外廠商，國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)剛剛涉足這一領(lǐng)域，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
三、自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模細(xì)分
自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模細(xì)分如圖1、表2所示。
四、印刷機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品細(xì)分
1.PLC市場(chǎng)描述
1.1印刷機(jī)械行業(yè)在PLC市場(chǎng)中的位置
印刷機(jī)械行業(yè)的主控器仍以PLC控制為主。2016年印刷機(jī)械行業(yè)的PLC市場(chǎng)在整個(gè)PLC市場(chǎng)中占3.1%。
1.2印刷機(jī)械行業(yè)PLC的市場(chǎng)規(guī)模與細(xì)分
印刷機(jī)械行業(yè)的PLC市場(chǎng)中，以小型PLC占據(jù)多數(shù)，中型PLC次之，大型PLC用量最少，而對(duì)于微型PLC只是做部分輔助設(shè)備的單機(jī)控制，如圖2、表3所示。
份額集中在Mitsubishi、Siemens、Omron三家。
格局穩(wěn)定:沒(méi)有重要的新參與者出現(xiàn)。中小型PLC控制市場(chǎng)主要以Mitsubishi和Siemens為主。
五、HMI市場(chǎng)描述
1.印刷機(jī)械行業(yè)在HMI市場(chǎng)中的位置
自2001年以來(lái)，HMI產(chǎn)品（尤其是觸摸屏）在自動(dòng)化領(lǐng)域里的應(yīng)用比例大幅度提高，無(wú)論從深度還是廣度方面都有了顯著的成長(zhǎng)。一方面HMI產(chǎn)品已經(jīng)逐漸成為了主流自動(dòng)化機(jī)械上的標(biāo)配產(chǎn)品。另一方面HMI應(yīng)用行業(yè)的范圍已經(jīng)從開(kāi)始的傳統(tǒng)工業(yè)延伸到了交通、物流、市政、旅游等更廣義的領(lǐng)域。
快速的增長(zhǎng)、充足的利潤(rùn)空間加之較低的進(jìn)入門(mén)檻，使得HMI市場(chǎng)吸引了眾多廠商紛紛涉足，希望能夠從中分一杯羹。因此這個(gè)市場(chǎng)的供應(yīng)商結(jié)構(gòu)相較其它自動(dòng)化產(chǎn)品而言，也變得更加復(fù)雜——既存在像西門(mén)子、三菱這樣的傳統(tǒng)自動(dòng)化行業(yè)巨頭；也有Proface這樣HMI領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)制造廠商；但最令人期待的是數(shù)目眾多的本土廠商的表現(xiàn)。
不同類(lèi)別的供應(yīng)商在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)手段和優(yōu)勢(shì)也不盡相同。對(duì)于西門(mén)子、三菱、Omron等傳統(tǒng)自動(dòng)化廠商而言，HMI還是一個(gè)很小的業(yè)務(wù)分支，一般沒(méi)有單獨(dú)的業(yè)務(wù)部門(mén)，多隸屬于PLC部門(mén)之下。在銷(xiāo)售上，也更多的是搭配PLC一起賣(mài)給OEM客戶。這是一種非常行之有效的銷(xiāo)售方式，但是就HMI產(chǎn)品自身而言，傳統(tǒng)自動(dòng)化廠商在價(jià)格和產(chǎn)品更新上都顯得略微保守。
更多的市場(chǎng)活力來(lái)自于HMI專(zhuān)業(yè)制造商和中低端市場(chǎng)，尤其是臺(tái)灣以及大陸的HMI廠商。他們已經(jīng)逐漸成長(zhǎng)為中低端HMI市場(chǎng)上的主力軍。從HMI市場(chǎng)增長(zhǎng)的動(dòng)因來(lái)看，很大一部分來(lái)自于以前沒(méi)有配置HMI的場(chǎng)合現(xiàn)在都使用了此類(lèi)產(chǎn)品。此類(lèi)市場(chǎng)最先采用的都是較為低端的產(chǎn)品，譬如文本顯示器或者較小的觸摸屏等。這些新增的市場(chǎng)更多的被臺(tái)灣為首的中低端供應(yīng)商所攝取。
2.印刷機(jī)械行業(yè)HMI的市場(chǎng)規(guī)模與細(xì)分
HMI主要產(chǎn)品為文本終端、觸摸屏以及平板電腦，在印刷行業(yè)主要以觸摸屏的應(yīng)用為主。2016印刷機(jī)械行業(yè)觸摸屏的市場(chǎng)容量占整個(gè)市場(chǎng)機(jī)械HMI產(chǎn)品的4.9%，如圖4、表5所示。
3.印刷機(jī)械行業(yè)HMI競(jìng)爭(zhēng)格局和市場(chǎng)份額
對(duì)于HMI產(chǎn)品，各個(gè)品牌間的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，其中，西門(mén)子的HMI產(chǎn)品在印刷行業(yè)的份額略勝一籌，占到21.5%。Proface和三菱所占的市場(chǎng)份額均達(dá)到了14%以上，位居印刷機(jī)械行業(yè)HMI市場(chǎng)的第二三位。歐姆龍與臺(tái)達(dá)的HMI產(chǎn)品在印刷機(jī)械行業(yè)也有不錯(cuò)的表現(xiàn)，如圖5、表6所示。
六、低壓變頻器市場(chǎng)描述
1.印刷機(jī)械行業(yè)在低壓變頻器市場(chǎng)中的位置
低壓變頻器在工業(yè)領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用。印刷機(jī)械作為重要的工業(yè)行業(yè)，傳動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模巨大，低壓變頻器占變頻器整體市場(chǎng)的2.6%。
2.印刷機(jī)械行業(yè)低壓變頻器競(jìng)爭(zhēng)格局和市場(chǎng)份額
低壓變頻器的廠商非常多，國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品，在印刷機(jī)械領(lǐng)域都有應(yīng)用，但以國(guó)外品牌為主。三菱在印刷機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用處于第一位，如圖6、表7所示。
七、伺服電機(jī)市場(chǎng)描述
1.印刷機(jī)械行業(yè)在伺服傳動(dòng)市場(chǎng)中的位置
2016年，機(jī)械行業(yè)的伺服產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模占整個(gè)伺服市場(chǎng)的1.9%。
2.印刷機(jī)械行業(yè)伺服競(jìng)爭(zhēng)格局和市場(chǎng)份額
在印刷機(jī)械行業(yè)里，松下的伺服產(chǎn)品的市場(chǎng)份額以17.5%處于行業(yè)領(lǐng)先地位。位居二三的供應(yīng)商廠家分別是Yaskawa和BoschRexroth，分別占16.6%和16.1%。綜合看來(lái)，印刷機(jī)械行業(yè)的伺服產(chǎn)品仍以國(guó)外品牌為主，如圖7、表8所示。
