一、印刷機械行業(yè)概述
“十二五”時期，我國印刷業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模繼續(xù)壯大，實現(xiàn)了“十二五”規(guī)劃目標；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，培育打造了近百家國家印刷示范企業(yè)；綠色印刷成效顯著，12億冊中小學(xué)教科書全部實現(xiàn)綠色印刷；伺服電機，內(nèi)生動力得到增強，企業(yè)的平均產(chǎn)值和行業(yè)的勞動生產(chǎn)率逐年提高。我國印刷業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效已經(jīng)顯現(xiàn)成果。
2016年，印刷業(yè)經(jīng)濟總量達到1.12萬億，占全國GDP的1.5%，同比增長3.6%。其中主要印刷設(shè)備企業(yè)有10萬余家，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8%，利潤甚至超過了60%。
截止2016年底，我國印刷行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)達到5470家，與上年相比增加264家。2016年，在原材料漲價潮的沖擊下，印刷行業(yè)的大洗牌被進一步加速。現(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)正被無情淘汰，行業(yè)產(chǎn)能呈現(xiàn)加速集中態(tài)勢。
2016年我國印刷行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入7879億元，同比增長4.5%，與上年相比下降2.5個百分點，低于全國工業(yè)增速（4.9%）0.4個百分點；印刷行業(yè)實現(xiàn)利潤總額達到549億元，同比下降4.5%。近年來，我國印刷行業(yè)盈利能力持續(xù)下降，2016年，我國印刷行業(yè)毛利率達到15.1%,與上年相比下降0.9個百分點，印刷行業(yè)銷售利潤率達到7%，與上年相比下降0.7個百分點。
當前印刷業(yè)發(fā)展增速放緩，進入深度調(diào)整、融合創(chuàng)新的新常態(tài)，在市場和政策的雙重作用下，我國印刷業(yè)增長的新舊動力正在加快轉(zhuǎn)換，新的增長點、增長極、增長帶正在形成。
我國印刷業(yè)已經(jīng)成長為一個總規(guī)模達萬億的產(chǎn)業(yè)。但是由于我國企業(yè)技術(shù)水平低、創(chuàng)新能力不足的共性，使我國的印刷業(yè)呈現(xiàn)大而不強的局面。面對數(shù)字化、自動化和智能化的未來發(fā)展方向，伺服電機，國內(nèi)企業(yè)將面臨優(yōu)勝劣汰、整合調(diào)整的局面。
根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，2010~2016年印刷機械的產(chǎn)量如表1所示。
二、印刷機械行業(yè)自動化產(chǎn)品分析
1.自動化產(chǎn)品應(yīng)用介紹
1.1控制系統(tǒng)，伺服電機
印刷行業(yè)的發(fā)展歷史淵源由來已久。印刷機械設(shè)備的型號種類更是繁多，自動化產(chǎn)品在印刷機械上用來設(shè)定工藝參數(shù)和控制設(shè)備運轉(zhuǎn)。印刷機的控制主要包括以下各個部分：車速控制、墨色控制、自動套準、張力控制、對中控制、自動接紙以及印品質(zhì)量的測控系統(tǒng)等，分別在單張紙印刷機和卷筒紙印刷機中得到廣泛應(yīng)用，大幅度提高了印刷機械的機電一體化水平，對提高生產(chǎn)效率（減少準備時間和提高生產(chǎn)速度）、減少物料浪費和適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)要求有非常大的幫助。
印刷機械設(shè)備的自動化水平可以分為單機自動化、聯(lián)機自動化、輔助操作自動化。目前，單機自動化已經(jīng)在大多數(shù)印刷機和印后裝訂設(shè)備上實現(xiàn)。輔助操作自動化和聯(lián)機自動化水平不高，與國外相比差距較大。
1.2工藝自動化分析
高速雙面印刷機整機動作控制整機由輸紙機、收紙機和主機三部分組成。主機除主電機，上、下水輥電機，制動輥電機分別由四個變頻器控制外，其余主要動作由七個氣缸分別來控制上水輥、下水輥、上墨輥、下墨輥、遞紙、上滾筒、下滾筒等的離合動作。氣路的控制分為手動和自動兩種模式。整機的核心調(diào)試工作就是電氣、氣動與機械動作相匹配，避免印刷中紙張的浪費。
由于自動工作模式下各動作要以一定的順序工作，機械采用凸輪來控制各動作離合時的角度，電氣選用二相增量型旋轉(zhuǎn)編碼器來實時測量凸輪的旋轉(zhuǎn)角度，編碼器每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生360個脈沖，PLC高速計數(shù)器計數(shù)720，到零位后復(fù)位重新計數(shù)。我們可以隨時更改編碼器的角度值，來配合機械的改動或因速度不同，慣性不同，所需動作的角度值不同，省卻了煩瑣的機械控制。
1.3HMI
近年來，隨著工廠自動化技術(shù)的提高，觸摸屏作為一種新的人機界面產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用機械制造各個行業(yè)，使用人機界面能很好的提高設(shè)備生產(chǎn)效率，明確告知設(shè)備操作員機械設(shè)備的運行情況及生產(chǎn)狀態(tài)。使用觸摸屏可以使電氣接線簡單化，同時減少PLC的I/O點數(shù)，降低生產(chǎn)成本，也相對提高整套機械設(shè)備的附加值。
1.4變頻器
印刷機械設(shè)備采用變頻調(diào)速器開始在20世紀80年代初，當時國內(nèi)主要印刷機械企業(yè)開發(fā)的新產(chǎn)品，以提高技術(shù)水平為目的開始采用變頻器調(diào)速裝置，為提高設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性，印刷機械企業(yè)普遍采用進口變頻器。采用變頻器的產(chǎn)品有單張紙平版印刷機、卷筒紙平版印刷機，爾后向各種印刷方式和不同印刷開本的設(shè)備拓展。后來又流布到印后的裝訂機械、包裝機械等設(shè)備。
在印刷機械科技水平不斷發(fā)展的今天，無論從環(huán)境保護，還是從節(jié)約能源的角度，積極采用變頻器無論對國家還是對企業(yè)都是有較好的經(jīng)濟效益的好事。在這里歡迎有關(guān)國內(nèi)生產(chǎn)制造變頻器的廠家，加強與印刷機械制造行業(yè)聯(lián)系，了解他們應(yīng)用的特點，有針對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，進一步擴大應(yīng)用領(lǐng)域，把印刷機械設(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
伺服傳動技術(shù)（無軸傳動技術(shù)）是一種研制開發(fā)各種先進的機電一體化設(shè)備的關(guān)鍵性技術(shù)，這一技術(shù)在機器人、數(shù)控機床、加工中心等金屬加工設(shè)備中已得到廣泛應(yīng)用，在印刷機械中的應(yīng)用則是近年來才引入的。首先在歐洲，然后傳到美國。1997年，世界上第一臺伺服傳動凹版印刷機在意大利優(yōu)泰克（Uteco）公司問世，至今已經(jīng)有超過1000臺由優(yōu)泰克（Uteco）制造的伺服傳動凹印機被全球各大印刷包裝企業(yè)所購買。1998年9月，高寶公司為美國加州世界彩印廠安裝了48臺Compacta618無軸商用印刷機，全部采用Indramat的AC伺服驅(qū)動及控制系統(tǒng)與技術(shù)。2000年，德魯巴（Drupa）首次展出無軸（電子軸）凹版印刷機。在Drupa2004展會上，無軸應(yīng)用技術(shù)更是比比皆是。如Rotomec、賽魯?shù)?、海德堡、W&H、F&K等均推出了無軸驅(qū)動的凹印機或柔印機。德國的力士樂、倫茲，日本的住友，奧地利的貝加萊都是最早將這一技術(shù)推向市場的傳動控制公司。
目前，全國有包裝印刷企業(yè)20,000多家（紙類印刷約占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54家包裝印刷龍頭企業(yè)的產(chǎn)值，占全國包裝印刷總產(chǎn)值的1/5。我國各類包裝印刷制造企業(yè)已達4000余家，其中生產(chǎn)凹印機的廠家有80家（實際數(shù)量更多），每年約生產(chǎn)各種規(guī)格的國產(chǎn)凹印機600臺（套）。近年來，國產(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)品已出口到國外。有關(guān)專家預(yù)計，伺服傳動在未來若干年將是國產(chǎn)凹印機的最重要的技術(shù)發(fā)展方向，各種用途的凹印機都將采用伺服傳動技術(shù)。據(jù)了解，目前國內(nèi)的伺服傳動系統(tǒng)和套準系統(tǒng)都來自國外廠商，國內(nèi)相關(guān)行業(yè)剛剛涉足這一領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景。
三、自動化市場規(guī)模細分
自動化市場規(guī)模細分如圖1、表2所示。
四、印刷機械自動化產(chǎn)品細分
1.PLC市場描述
1.1印刷機械行業(yè)在PLC市場中的位置
印刷機械行業(yè)的主控器仍以PLC控制為主。2016年印刷機械行業(yè)的PLC市場在整個PLC市場中占3.1%。
1.2印刷機械行業(yè)PLC的市場規(guī)模與細分
印刷機械行業(yè)的PLC市場中，以小型PLC占據(jù)多數(shù)，中型PLC次之，大型PLC用量最少，而對于微型PLC只是做部分輔助設(shè)備的單機控制，如圖2、表3所示。
份額集中在Mitsubishi、Siemens、Omron三家。
格局穩(wěn)定:沒有重要的新參與者出現(xiàn)。中小型PLC控制市場主要以Mitsubishi和Siemens為主。
五、HMI市場描述
1.印刷機械行業(yè)在HMI市場中的位置
自2001年以來，HMI產(chǎn)品（尤其是觸摸屏）在自動化領(lǐng)域里的應(yīng)用比例大幅度提高，無論從深度還是廣度方面都有了顯著的成長。一方面HMI產(chǎn)品已經(jīng)逐漸成為了主流自動化機械上的標配產(chǎn)品。另一方面HMI應(yīng)用行業(yè)的范圍已經(jīng)從開始的傳統(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、充足的利潤空間加之較低的進入門檻，使得HMI市場吸引了眾多廠商紛紛涉足，希望能夠從中分一杯羹。因此這個市場的供應(yīng)商結(jié)構(gòu)相較其它自動化產(chǎn)品而言，也變得更加復(fù)雜——既存在像西門子、三菱這樣的傳統(tǒng)自動化行業(yè)巨頭；也有Proface這樣HMI領(lǐng)域的專業(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)。
不同類別的供應(yīng)商在市場上的競爭手段和優(yōu)勢也不盡相同。對于西門子、三菱、Omron等傳統(tǒng)自動化廠商而言，HMI還是一個很小的業(yè)務(wù)分支，一般沒有單獨的業(yè)務(wù)部門，多隸屬于PLC部門之下。在銷售上，也更多的是搭配PLC一起賣給OEM客戶。這是一種非常行之有效的銷售方式，但是就HMI產(chǎn)品自身而言，傳統(tǒng)自動化廠商在價格和產(chǎn)品更新上都顯得略微保守。
更多的市場活力來自于HMI專業(yè)制造商和中低端市場，尤其是臺灣以及大陸的HMI廠商。他們已經(jīng)逐漸成長為中低端HMI市場上的主力軍。從HMI市場增長的動因來看，很大一部分來自于以前沒有配置HMI的場合現(xiàn)在都使用了此類產(chǎn)品。此類市場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。這些新增的市場更多的被臺灣為首的中低端供應(yīng)商所攝取。
2.印刷機械行業(yè)HMI的市場規(guī)模與細分
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印刷機械行業(yè)觸摸屏的市場容量占整個市場機械HMI產(chǎn)品的4.9%，如圖4、表5所示。
3.印刷機械行業(yè)HMI競爭格局和市場份額
對于HMI產(chǎn)品，各個品牌間的競爭非常激烈，其中，西門子的HMI產(chǎn)品在印刷行業(yè)的份額略勝一籌，占到21.5%。Proface和三菱所占的市場份額均達到了14%以上，位居印刷機械行業(yè)HMI市場的第二三位。歐姆龍與臺達的HMI產(chǎn)品在印刷機械行業(yè)也有不錯的表現(xiàn)，如圖5、表6所示。
六、低壓變頻器市場描述
1.印刷機械行業(yè)在低壓變頻器市場中的位置
低壓變頻器在工業(yè)領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用。印刷機械作為重要的工業(yè)行業(yè)，傳動市場規(guī)模巨大，低壓變頻器占變頻器整體市場的2.6%。
2.印刷機械行業(yè)低壓變頻器競爭格局和市場份額
低壓變頻器的廠商非常多，國內(nèi)外產(chǎn)品，在印刷機械領(lǐng)域都有應(yīng)用，但以國外品牌為主。三菱在印刷機械行業(yè)的應(yīng)用處于第一位，如圖6、表7所示。
七、伺服電機市場描述
1.印刷機械行業(yè)在伺服傳動市場中的位置
2016年，機械行業(yè)的伺服產(chǎn)品的市場規(guī)模占整個伺服市場的1.9%。
2.印刷機械行業(yè)伺服競爭格局和市場份額
在印刷機械行業(yè)里，松下的伺服產(chǎn)品的市場份額以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，印刷機械行業(yè)的伺服產(chǎn)品仍以國外品牌為主，如圖7、表8所示。
