振动试验设备行业发展历程及主要趋势方向
1、振动试验设备行业概述
振动试验是指在结构（飞机、船体、电子器件、建筑、桥梁、土木工程等）试验对象（局部或整体、实物或模型）上使用仪器设备和工具，以各种试验技术为手段，在荷载（重力、机械扰动力、地震力、风力等）或其他因素（温度、变形）作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、应变、振幅、频率等），从强度（稳定）、刚度和抗裂性以及结构实际破坏形态等方面判明结构的实际工作性能，估计结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。结构试验能够为产品设计者和制造厂商提供参考和提出改进措施，进而改进产品设计、提升产品性能，保证产品的各项指标达到设计要求。
振动试验设备是实现结构试验的一种核心手段，是一种通过向机械系统施加可控制并可再现的机械振动，从而对试验数据进行采集和分析的装置。振动试验系统根据其激振力产生的方式不同，主要可分为机械式、电动式及液压式三种。其中，液压式振动试验系统具备出力高、位移大的特点，主要应用于重型结构或设备的振动试验。
机械式振动设备由于振动频率范围比较小、波形失真大、不能采用反馈控制，目前多应用于低端市场；电动式振动设备的优点是工作频率范围大、波形失真小、控制方便、可以采用反馈控制实现定值振动和随机振动，但缺点是单台的激振力及振幅不够大，在大位移、大激振力的情况下，台体的体积也要大大增大，同时还需要冷却系统，更增加了系统的复杂性，价格较贵，维修复杂；电液式振动设备的优点是输出的激振力大、承载能力大、振幅大，经济效益强、工作频率的下限可以达到零赫兹，另外单位体积的激振力大，体积比较小，台面没有磁场影响，因此在如航空航天及国防工业大型结构件试验检测、海上和地面运输工具环境检测、桥梁、房屋等大型结构地震模拟检测、大型机械设备产品耐久性检测等方面有着巨大的应用优势。
2、振动试验设备发展历程
资料来源：普华有策整理
3、行业特征
振动试验设备和汽车测试试验设备是机械设计、系统集成、电子技术、控制技术、微电子、计算机集成设计、检测技术及制造工艺等多个学科领域有机结合的产物，以机电一体化和控制系统为主体。因应用范围广泛，下游客户涉及领域众多，其方案提供厂商需要了解客户试验的具体需求，结合对方案系统产品的总体结构、作用、设计原理及行业标准的了解，继而对系统和设备进行定制化调整和改造，因此行业具有定制化生产、小批量、多型号的特征。
4、振动试验设备行业发展趋势
（1）振动试验设备行业发展概况
振动试验及环境与可靠性试验广泛应用于国民经济领域及科研院所，一方面，我国研发经费的持续高投入促进了我国振动试验设备及服务需求的高速增长；另一方面，随着国家基础战略产业、新兴产业和现代制造服务业的发展，新材料、零部件、结构件、整机整车和各类工程项目领域对检测、试验提出了新的更多、更高、更复杂化的需求，也为振动试验设备及服务行业发展带来了新的机遇。
（2）振动试验设备行业发展方向
A、全社会研发支出规模刺激振动试验设备需求上涨
振动试验设备主要应用于科研院所与高等院校的振动试验，以及下游土木工程建筑、航空航天、核电工业、轨道交通、国防军工、船舶工业、石油工业、电子通信、汽车整车及零部件制造等行业的产品研发试验。振动试验设备的需求与全社会研发投入和财政科学技术支出有着密切的联系。
“十四五”规划提出“21-25 年全社会研发经费投入年均增长 7%以上”，我国研发经费有望保持持续高投入，2021 年全国研究与试验发展经费支出总金额为 27,864.00 亿元，占当年国内生产总值的 2.44%，2015-2021 年，我国研究与试验发展经费每年增速均保持在 10%以上，总体来说，振动试验设备需求与国家和企业的整体研发经费投入水平高度相关，我国全社会研发经费投入的显著增加促进了我国振动试验设备及服务需求的高速增长。
近年来我国的财政科学技术支出保持持续增长趋势，有助于科研院所与高等院校振动试验研究的顺利开展。财政科学技术支出主要用于国家及地方科技计划项目执行、地震、环保等公益性科技活动和推动科技成果产业化。根据国家统计局公布数据，受 2019 年年末新冠疫情影响，2020 年财政科学技术支出规模小幅下降，当年财政科学技术支出达 10,095.00 亿元，较上年下降 5.81%，2010 至 2020年复合增长率达 9.39%，经历 2010 年之前 20%的高速增长后，财政科学技术支出增速有所下滑，但 2014 年后受产业升级政策性支持逐步恢复至 10%的较高速增长水平。财政科学技术支出的不断投入，能够助推相关结构性科研项目的落地，支持科研院所及高等院校振动试验设备的采购。
B、国家战略升级驱动智能化、自动化、网络化振动试验设备发展
随着基础战略产业、新兴产业和现代制造服务业的发展，国家陆续出台了多项政策鼓励发展高端制造业及增强产品质量检测要求，如《国家创新驱动发展战略纲要》提出“发展大飞机、航空发动机、核电、高铁、海洋工程装备和高技术船舶、特高压输变电等高端装备和产品”将增加本行业下游产业新型产品的研发促进行业需求提升；《中国制造 2025》提出“针对汽车、高档数控机床、轨道交通装备、大型成套技术装备、工程机械、特种设备、关键原材料、基础零部件、电子元器件等重点行业加强可靠性设计、试验与验证技术开发应用”等。政策针对新材料、零部件、结构件、整机整车和各类工程项目领域对检测、试验提出了新的更多、更高、更复杂化的需求，也为振动试验行业的发展带来了新的机遇。
未来我国振动试验设备行业将在多方面实现发展。试验对象方面将从材料、零部件扩展到整机、整车、系统、重大设施和各类工程项目；试验空间方面将从科研机构、大专院校的实验室扩展到企业的中心实验室、质检部门、生产现场、工程项目的施工现场；试验理论方面，我国试验技术和试验方法会随着工程理论研究和工程性能试验的发展不断被创新。依照试验行业的发展趋势，未来我国振动试验设备及系统将向功能模块化、系列化、共用化方向发展，向自动化、智能化、网络化的方向发展，向特种、专业化方向发展，能够准确模拟各种特殊环境和实际工况，以便提供更接近特殊环境和实际工况的综合、复杂的试验条件；同时，振动系统应用软件向可扩展、可升级、个性化的方向发展。
C、振动试验台的小型化、标准化
以往的如电液伺服振动试验系统单个项目投入较大，由于一些高校、企业的研发试验的经费有限，这一部分的市场需求不能得到有效满足。针对这种情况，行业内企业将基于一些小型客户的共性需求开发出一些小型化、标准化的电液伺服振动试验系统来覆盖市场需求。
D、混合试验和实际工况相结合
受制于一些产品或建筑的实际尺寸，振动试验系统往往只能对其部分结构或等比例模型进行试验，对试验的有效性会有一定的影响。振动试验设备及系统未来将进一步结合计算机模拟仿真技术（物理－数值混合试验技术），通过部分结构或等比例模型的振动试验，尽量达到模拟真实产品在实际工况下的可靠性试验。
（3）振动试验设备行业下游应用情况
振动试验设备可广泛应用于产品研发设计、产品可靠性试验、建筑物结构试验等应用领域，主要下游市场涵盖轨道交通、土木工程建筑、电子信息、航空航天、汽车等行业。近年来随着经济发展和技术进步，各行业对产品可靠性的要求也不断提高，振动测试作为环境与可靠性试验的重要组成部分，下游市场的需求日趋强烈。
5、进入本行业的主要壁垒
（1）人才壁垒
随着振动试验设备行业和汽车测试试验设备行业与信息技术深度融合，技术变革加快，试验设备与系统的研发与生产成为跨学科领域，涉及机械设计、系统集成、电子技术、控制技术、微电子、计算机集成设计、检测技术及制造工艺等多个学科领域，同时客户对于产品性能、寿命、可靠性、稳定性要求不断提高，这就要求企业必须组建一批专业背景深厚、实践经验丰富的高层次跨学科技术人才，具备复合型的专业知识结构和较强的学习能力，能够根据下游厂商的需求不断研发创新。本行业技术人才目前尚无高校对口专业直接培养，更多地依赖于进入行业后的长期业务实践与技术培训经验。
此外，行业设备专业性强、价值高，要求公司管理人员、营销人员和售后服务人员对产品与技术有着深入与专业的认识。对本行业新进入者而言，在短期内集聚与构建专业结构合理的人才队伍，并始终保证人才队伍的稳定发展有一定的难度，存在较高的人才壁垒。
（2）技术壁垒
振动试验设备行业集成了电磁学、电工电子学、自动控制、流体控制、信息处理、精密机械、仪器仪表、计算机等多种现代科学与技术学科，属于技术密集型行业，其中高端电液伺服振动设备技术门槛较高，极少电液伺服振动设备企业具备自主生产三级伺服阀、静压轴承、实时数字控制器的能力及复杂的系统设计与集成能力。同时，高端电液伺服振动设备企业要求工程师具备复杂系统模型设计、控制逻辑设计及架构搭建能力，能够进行复杂度高、难度大的多液压缸系统设计、装配与调试，针对客户特殊环境与性能需求，提供稳定可靠的系统解决方案。电液伺服技术和电液伺服系统设计与集成能力壁垒的存在，使得高端液压伺服振动设备行业格局相对稳定，主要的市场参与者系具备数十年技术与经验积累的国际企业。国内完全自主研发的企业数量较少，且处于中低端市场，技术水平较国际企业仍有较大的差距。
（3）品牌壁垒
品牌是企业综合实力的体现，需要经过长期的产品技术开发积累和诚信勤恳的市场耕耘才能够逐渐形成。振动试验设备和汽车测试试验设备具有价值高、技术复杂、使用周期长及产品定制化的特征，客户注重产品性能参数和质量标准，要求高水平的测试精度和试验效率，对产品的认可是建立在长期的技术沟通、生产工艺认识、需求沟通与研发支持等合作基础上。因此客户对于合作企业的选择非常慎重，具有良好品牌声誉的企业在获得订单、建立长期稳定合作方面具有较大的优势。而对于新进入企业而言，短期内建立市场口碑具有较大的难度，因而行业存在一定的品牌壁垒。
（4）客户壁垒
在振动试验设备行业，其下游土木工程建筑、航空航天、核电工业、轨道交通、船舶工业、石油工业、电子通信、冶金工业等行业客户，该等客户主要为国有大中型企事业单位，在设备采购方面遵循严格的技术和质量标准，并通过招投标程序选择在核心技术、设备质量、项目经验、商务条款等方面表现优异的供应商。由于伺服液压测试设备为高价值、高精密度、高技术难度设备，对设备技术稳定性、可靠性、精确性要求高，下游客户通常会选择国际知名、技术领先、具备成功经验的设备制造商，后进企业介入难度大。
更多行业资料请参考普华有策咨询《2022-2028年振动试验设备行业细分市场分析及投资前景专项报告》，同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。