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1、运动控制系统产品产业发展方案建设一批智能制造创新载体和公共服务平台。构建适应智能制造发展的标准体系和网络基础设施，完成200项以上国家、行业标准的制修订，建成120个以上具有行业和区域影响力的工业互联网平台。鼓励智能制造系统解决方案供应商与用户加强供需互动、联合创新，推进工艺、装备、软件、网络的系统集成和深度融合，开发面向典型场景和细分行业的解决方案。聚焦中小微企业特点和需求，开发轻量化、易维护、低成本的解决方案。加快系统解决方案供应商培育，推动规范发展，引导提供专业化、高水平、一站式的集成服务。一、 加快系统创新，增强融合发展新动能强化科技支撑引领作用，推动跨学科、跨领域融合创新，打好关键核
2、心和系统集成技术攻坚战，构建完善创新网络，持续提升创新效能。加强关键核心技术攻关。聚焦设计、生产、管理、服务等制造全过程，突破设计仿真、混合建模、协同优化等基础技术，开发应用增材制造、超精密加工等先进工艺技术，攻克智能感知、人机协作、供应链协同等共性技术，研发人工智能、5G、大数据、边缘计算等在工业领域的适用性技术。加速系统集成技术开发。面向装备、单元、车间、工厂等制造载体，构建制造装备、生产过程相关数据字典和信息模型，开发生产过程通用数据集成和跨平台、跨领域业务互联技术。面向产业链供应链，开发跨企业多源信息交互和全链条协同优化技术。面向制造全过程，突破智能制造系统规划设计、建模仿真、分析优化
3、等技术。二、 基本原则（一）坚持创新驱动把科技自立自强作为智能制造发展的战略支撑，加强用产学研协同创新，着力突破关键核心技术和系统集成技术。支持企业、高校、科研院所等组建联合体，开展技术、工艺、装备、软件和管理、模式创新，提升核心竞争力。（二）坚持市场主导充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，强化企业在发展智能制造中的主体地位。更好发挥在战略规划引导、标准法规制定、公共服务供给等方面作用，营造良好环境，激发各类市场主体内生动力。（三）坚持融合发展加强跨学科、跨领域合作，推动新一代信息技术与先进制造技术深度融合。发挥龙头企业牵引作用，推动产业链供应链深度互联和协同响应，带动上下游企业智能制造水平
4、同步提升，实现大中小企业融通发展。（四）坚持安全可控强化底线思维，将安全可控贯穿智能制造创新发展全过程。加强安全风险研判与应对，加快提升智能制造数据安全、网络安全、功能安全保障能力，着力防范化解产业链供应链风险，实现发展与安全相统一。（五）坚持系统推进聚焦新阶段新要求，立足我国实际，统筹考虑区域、行业发展差异，加强前瞻性思考、全局性谋划、战略性布局、整体性推进，充分发挥地方、行业和企业积极性，分层分类系统推动智能制造创新发展。三、 推进新型创新网络建设围绕关键工艺、工业母机、数字孪生、工业智能等重点领域，支持行业龙头企业联合高校、科研院所和上下游企业建设一批制造业创新载体。鼓励研发机构创新发展
5、机制，加强数据共享和平台共建，开展协同创新。推动产业化促进组织建设，加快创新成果转移转化。建设一批试验验证平台，加速智能制造装备和系统推广应用。四、 运动控制行业技术水平随着自动化技术的发展，运动控制作为自动化制造的基础技术，逐渐与CAD/CAPP/CAM技术集成，形成了面向特定领域（如激光切割、点胶、标刻、焊接、工业机器人等），融合行业工艺知识和控制器编程软件，形成以运动控制为基础的系统技术。（一）通用运动控制技术一个典型的运动控制系统主要包括运动控制器、驱动器和电机、以及传感器等三大部件，分别完成运动规划、运动执行和运动感知三大功能，融合了电子电气、控制工程、计算机科学、通信技术及传感检测
6、等领域技术。1、运动控制行业运动控制器技术运动控制器主要完成运动规划功能。运动控制器是一个可编程装置，根据用户设定的期望位置、速度、加速度等，产生各运动曲线，输出给电机驱动器，并监控I/O状态、电机或机械装置实际位置，实现开环或闭环控制。运动控制器由硬件和软件组成，其中软件包括实时操作系统、运动控制运行库、用户运动控制应用程序等构成。对于点位运动，运动控制器需要实现单轴和多轴独立运动控制；对于轨迹运动，运动控制器具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补等；为提高运动效率同时降低运动冲击，轨迹运动往往要实现前瞻速度规划。为适应加工过程中位置和速度变化，需要具有动态改变位置、改变速度技术。为了手动调整加
7、工对象位置，运动控制器通常搭载手轮控制技术。运动控制器常用的电子凸轮技术和电子齿轮技术实现同步控制。二者都是通过采样主动轴位置，一般通过编码器获取，根据凸轮曲线或减速比计算出从动轴运动信息，控制从动轴电机的运动。主动轴和从动轴之间无直接的机械联接。对于电子加工设备，为保证视觉系统与运动位置的高速、精确同步，运动控制器需要实现位置比较输出，运动控制器同时具有编码器位置锁存功能。2、运动控制行业伺服驱动技术伺服驱动技术主要用于完成运动执行功能。伺服驱动技术接收运动控制器发来的运动指令，将弱电指令信号放大到电机运行所需要的高压/大电流，控制驱动元件使其按照指令要求运动，因此，需要满足运动过程动态响应
8、等性能指标。由于电子加工需要较高精度和响应特性，所以主要的加工轴一般采用交流伺服驱动器和交流电机。整个系统包括驱动信号控制转换、电力电子驱动放大、位置调节、速度调节、电流调节、位置检测等。每个交流伺服驱动器一般有三个闭环，即电流环、速度环和位置环。电流环为伺服电机提供转矩，一般情况下与电机匹配，不需要外部控制。速度环控制电机转速，常采用比例积分调节器，比例积分参数取决于负载大小和机械传动系统刚度、间隙等特性。位置环控制各电机按指令位置精确定位，部分简单的位置环只采用了比例控制。为保证良好的快速性、稳定性，伺服系统要求具有高增益，但这会导致系统不稳定，所以往往在PID控制基础上，增加前馈控制，因
9、此需要伺服系统具有PID参数的自整定功能。此外，伺服驱动内已广泛采用信号滤波技术，解决电信号的各种干扰。3、运动控制行业信号检测技术信号检测技术主要完成运动感知功能。运动控制系统中最常使用的是位置检测装置，利于位置检测装置实时测量执行部件的位移信号，通过求导或偏差运算，即可获得速度和加速度信息。将执行部件的实际位置反馈给伺服驱动系统或运动控制器，实现半闭环、闭环控制。根据测量方法可分为增量式和绝对式，直接测量和间接测量；按信号形式，可分为模拟式和数字式。随着运动控制系统向智能化方向发展，在传统光栅尺、编码器检测位置的基础上，引入了机器视觉技术，包括单目视觉和双目视觉，可以实现更复杂的工作环境。
10、（二）运动控制行业CAD技术CAD技术是指在零件加工的设计过程中，以计算机作为工具，进行设计的一切实用技术的总和，最广泛的应用是二维、三维的几何形体的建模、绘图、设计等。CAD技术需要支持第三方工业设计软件如AutoCAD、Solidworks、UG等输出的零件图纸的识别、编辑和优化处理，最终生成零件加工模型。在美国、英国、日本等工业化进程较早的国家，CAD技术已被广泛应用于设计与制造的各个领域。国内CAD技术发展较晚，目前主要以二维平面设计为主，近两年以PCL开源库为基础的三维空间设计逐渐成熟。（三）运动控制行业CAM技术CAM技术是指在机械制造业中，利用计算机通过各种数值控制机床和设备，自
11、动完成从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动。在CAD输出的加工模型的基础上，根据零件加工的工艺要求，可通过计算机辅助生成最优的控制参数和加工模型。针对不同的制造过程，CAM所需的技术有较大差异。例如点胶行业CAM注重于流体控制、点胶路径优化以及胶阀控制与轨迹运动配合等相关控制参数；激光切割行业CAM注重于切割轨迹排版以及光路、激光焦点等控制参数。目前国内制造业CAM技术飞速发展，相较于国外基于标准数控系统开发的计算机辅助制造软件，国内的软件设计不需要专业的数控编程能力，降低了使用门槛。（四）运动控制行业工业机器人编程技术（SDE）规划机器人按照要求在三维空间内完成指定的工艺动作称为工业机
12、器人编程技术（SDE）。工业机器人编程主要分三类：一是示教编程，操作人员通过示教编程器移动移动机器人的终端（胶头、焊枪、切割头等）跟踪加工轨迹并实时记录轨迹信息以及设置加工工艺参数，机器人根据记录信息逐点重现加工工艺，该方案面对复杂的零件编程效率低下；二是离线编程，操作人员依靠计算机图形技术建立机器人工作模型和零件三维模型，模拟三维图形动画编程结果。三是独立编程，该方案是实现机器人智能化的基础，依靠各种外部传感器使机器人能够全面感知真实的加工环境，并确定工艺参数和运行路径。独立编程不仅提高了机器人的自主性和适应性，也是工业机器人未来的发展趋势。（五）运动控制行业工艺软件组件技术（CAPP）组件
13、是指应用系统中可以明确识别的，具有一定功能的构成模块。随着制造业流水化程度越来越高，工艺系统加工任务不固定，工艺软件组件技术主要用于工艺软件在加工场景中的快速切换。如电子装备流水线上的点胶工位，不同的零件需要对应不同的胶水与胶阀以及工艺控制参数，需要组件化的胶阀工艺控制模块就能快满足现场的使用要求，同时不影响软件的其他控制工艺。总体来说，运动控制作为自动化领域中的一个分支，最终执行装置是各种机构，构成的控制系统多为非线性、多输入多输出的复杂系统，对系统的稳定性、可靠性要求高。运动控制系统响应要求快，过渡调节时间精准至毫秒级，加工节拍只有100至200毫秒，因此系统增益大，同时要求系统的实时性高
14、，时钟抖动低至微秒级。系统控制精度高，工业上使用的一些高精度运动系统达到1微米。为了获得更换的加工效率和加工质量，要求实现高速高精度的运动控制，有的加工速度超过2米/秒。（六）运动控制行业机器视觉技术机器视觉在运动控制系统中一般有两类用途：其一用于识别零件的位姿变化，并将变化信息转化为机械设备能识别的运动信息，最终引导设备完成零件加工；其二是对零件进行缺陷检测。机器视觉系统使用一个或多个摄像机，通过模数转换、数字信号处理等将所得的数据输入到计算机，计算机分析输入的图像数据后控制机械设备完成指定的任务。国外工业发达国家在运动控制技术的研究和运动控制系统的开发处于领先地位，产品覆盖了实时操作系统、
15、实时以太网通讯、标准化编程软件、高速高精度运动控制算法、驱控一体化、以及从机械设计到CAD/CAM综合总体技术等各个方面。我国对运动控制有巨大的市场需求，国产运动控制企业通过与设备商、终端用户紧密配合、研发各种性能优越的运动控制产品，在以上各个领域逐渐达到、甚至在部分领域超过了国外产品性能。五、 强化统筹协调加强部门协同，统筹实施智能制造工程，深入开展技术攻关、装备创新、示范应用、标准化、人才培养等。加强央地协作，鼓励地方出台配套政策和法律法规，引导各类社会资源聚集，形成系统推进工作格局。充分发挥智能制造专家咨询委员会及相关高校、科研机构、专业智库作用，开展智能制造前瞻性、战略性重大问题研究。
16、鼓励企业结合自身实际加快实施智能制造，持续做好安全生产和环境保护工作。六、 发展路径和目标十四五及未来相当长一段时期，推进智能制造，要立足制造本质，紧扣智能特征，以工艺、装备为核心，以数据为基础，依托制造单元、车间、工厂、供应链等载体，构建虚实融合、知识驱动、动态优化、安全高效、绿色低碳的智能制造系统，推动制造业实现数字化转型、网络化协同、智能化变革。到2025年，规模以上制造业企业大部分实现数字化网络化，重点行业骨干企业初步应用智能化；到2035年，规模以上制造业企业全面普及数字化网络化，重点行业骨干企业基本实现智能化。七、 运动控制行业挑战（一）运动控制行业产业配套不足，关键零部件依赖进口运动控制行业的芯片主要通过电子元器件分销商向国际知名品牌采购，包括处理器芯片、逻辑芯片、存储芯片、电源芯片等。近年来，国际政经局势动荡、全球贸易摩擦加剧，芯片等关键原材料供应出现短缺或供应紧张，对
