我國是製(zhì)造業大國,尤其是在國民經濟(jì)發展浪潮(cháo)的推動下,我國製(zhì)造相關行業都取得了很不錯的成績。而在機械(xiè)工業當中,齒輪是最重要不可缺的基礎部件,應用在國民(mín)經濟各個領域,我國製造(zào)業的蓬勃發展帶(dài)動了齒輪行業(yè)的快速(sù)前進。
目前,自主創新成為了齒輪行業的主旋律,也迎來(lái)了一(yī)個洗牌期。如今(jīn)智能製造成為了國家推動的新政策(cè),齒輪行業具備(bèi)標準化、批量大的特點,轉型向智能化方向更加容易實現(xiàn),可以說目前齒輪製造企業的問題就是急需改變生產模式、提高工廠自動化水平。
一、我國齒輪行業發展現狀
齒輪工業是我國裝備製造業的基礎性產業,產業關聯度高,吸納就業強,技術資金密(mì)集,是裝備製造業實(shí)現產業升級、技術進步的(de)重要保障。
經過30年的發展(zhǎn),我國(guó)的齒輪(lún)行業全麵融(róng)入了(le)世界配(pèi)套體係中,並(bìng)形成了(le)世界上最完整的產業體係,曆史性地實現了(le)從低端向中(zhōng)端的轉變,齒輪技術體係和齒輪技術標準體係基本形(xíng)成。摩托車(chē)、汽車、風電以及工程機械等(děng)行業(yè)是帶動我國齒輪行業的發展動力,在這些相關行業的帶動(dòng)下(xià),齒輪行業收入規模呈現出較快的增長趨勢,齒輪產(chǎn)業規模(mó)不斷擴大(dà)。數據顯示,2016年我國齒輪行(háng)業市場產值約為2300億元,位居(jū)世界前列。2017年,齒輪產(chǎn)品產值達到2360億(yì)元,同比增(zēng)長7.02%,約占機械通用零部件總產值的(de)61%。
按照產品(pǐn)用途,齒輪行(háng)業可(kě)以細分為三(sān)類:車輛齒輪、工業齒輪及齒輪專用裝備;車輛齒輪產品(pǐn)應(yīng)用的領域包括各類汽車、摩托車、工程機械、農機和軍車等(děng);工業齒輪產品(pǐn)應(yīng)用的領域包括船用、礦(kuàng)山、冶金、航空、電(diàn)力等;齒輪專用裝備(bèi)主要為齒(chǐ)輪專用機床、刀具(jù)等齒輪製造配套設備。
在我國龐大的齒輪市場中(zhōng),車輛齒輪的市場(chǎng)份額達到 62%,工(gōng)業齒輪占 38%,其中(zhōng),汽車齒輪又(yòu)占車輛齒輪的 62%,即占整體齒輪市場的 38%,其他車輛齒輪占(zhàn)整體齒輪市場的 24%。
從生產端看(kàn),齒輪(lún)製造企業5000多家,規模(mó)以(yǐ)上企業1000多家,骨幹企業300多家。其中,上市公司(sī)包括中國高速傳動、寧波東力、杭齒前進、雙環傳動、中大力德和中馬(mǎ)傳動。按照齒輪產品的檔次來分,高、中、低端產品的(de)比例大約為25%、35%和(hé)40%;按照生產(chǎn)高、中、低端產品的企業來分,其比例大約為15%、30%和55%。
在政策支持方麵,《國家(jiā)中長期科(kē)學和技術發展規劃綱要(2006-2020年(nián))》、《裝備(bèi)製造業調整和振興規劃》、《機械基礎件、基礎製造工(gōng)藝和基礎材料產業“十二五”發展(zhǎn)規劃》、《工業強基工程(chéng)實施指南(2016-2020年)》等先後發布,對齒輪技(jì)術和產品研發及其產業化促進作用很大。
從消費端來(lái)看,齒(chǐ)輪主要用於各種汽車、摩托車(chē)、農用車、發電裝備、冶金建材裝備、工(gōng)程機械、艦船、軌道交通裝備和機器人等。這些(xiē)裝備要求齒輪和齒輪裝置的精度、可靠性、傳動效率(lǜ)越來越高,使用壽(shòu)命越來越長。從配用齒輪(含齒輪(lún)裝置)的價(jià)值來看,各種車輛齒輪占比超過60%,其他齒輪占比不足40%。2017年,各類汽車製造企業產銷汽車約2900萬輛,配用手動變速器、自動變速器、驅動橋等齒輪產品約1400億元。2017年,全國發電新增裝機126.61GW。其中,新增(zēng)火電裝機45.1GW、水電裝機9.13GW、並網風電16.23GW、並網太陽(yáng)能53.99GW、核電裝機2.16GW。這些發電裝備配用增速齒輪箱、減速器等齒輪產品數十億(yì)元(yuán)。
近年來,在政策和資金的支持下,行業創新能力明(míng)顯(xiǎn)增強。一些行業龍頭企業建立了企業技術中心、企業博士後工作站、院士工作站、企業研究院等創新研發平台,奠(diàn)定(dìng)了創新發展的基礎。授權專利量多質(zhì)優,尤(yóu)其(qí)是發明(míng)專利數量明顯增多。科(kē)技成果取得重大突(tū)破,三峽升(shēng)船機大模數硬齒麵齒條、大型(xíng)重載行星齒輪箱、8AT自動變速器等高端齒輪產品製造技術達到(dào)先進水平。不過,企業兩極分化嚴重,“南高齒”、“法士特”和“雙環傳動”分別成為全球風電齒輪(lún)箱、重型汽(qì)車變速器和汽車與工程機械齒輪的品牌,同時(shí)不少中小企業仍處(chù)於同(tóng)質化惡性競爭中。不同的企業根據自身的特點和優勢專注於不同的應用(yòng)領域,單個企業占整(zhěng)體市場份額比重較小,國內齒輪市場集中度較低。
二、我國齒輪行業發(fā)展麵臨的問(wèn)題
雖然我國齒輪(lún)行業在收(shōu)入規(guī)模上不斷增長,也具(jù)有一定高端產品的製造能力,但大多數齒輪產品仍集中在中低端產品,在功率密度、可靠性和使用壽命上與國際上先進水平仍(réng)存在很大差距,我們還有很多關鍵產品需要進口,比如汽車自動變速器、機器人(rén)減速器(qì)等。去年我國齒輪進口值達到160億(yì)美元,出口(kǒu)60億美元,逆差100億美元。目前齒輪行業麵臨的主要問(wèn)題包(bāo)括:
▶ 基礎研究和基礎數據匱乏,產品設計和製造缺少數據支(zhī)撐;
▶ 缺(quē)乏麵向全行業的齒輪共性技術和前沿技(jì)術研究開發、重要科技成果轉化及工(gōng)程化應用研究的創新平台,缺乏指導齒輪及其傳動裝置設計、製造改進和可靠性提升的測試評價服務體(tǐ)係;
▶ 齒輪行業自主創新能(néng)力較弱,高端齒輪產品大量依賴進(jìn)口,核心技術受(shòu)製於人;
▶ 高端產品研發、製造能力不足(zú),中低端產(chǎn)品產能嚴重過剩,同質化競爭加劇;
▶ 齒輪產品質量及(jí)其穩定性差,產品早期(qī)故(gù)障率高,使用壽命短,可靠性低,不能滿足主機配套需求(qiú);
▶ 高(gāo)層次研發(fā)和高技能人才普遍缺乏,整體人(rén)員(yuán)素質亟待提升;
▶ 齒(chǐ)輪行業不少中小型企業陷入融資困難、稅費負擔重等困境,抗風險能力很弱。
三、齒輪行業未來發(fā)展(zhǎn)趨勢
電動(dòng)化、柔性(xìng)化(huà)、智能(néng)化、輕量化是未來產品的發展趨勢,這對於傳(chuán)統齒輪企業來說既是挑戰,也是(shì)機遇。
電動化:動力(lì)的電動化使傳(chuán)統齒輪傳動麵臨挑戰(zhàn),其帶(dài)來的危機是:傳統齒輪傳動一方麵向結構(gòu)更簡單更輕量化的(de)高轉速、低噪聲、高效率、高精度、長壽(shòu)命升級,另一方麵則麵臨電直驅而無需齒輪傳動的顛覆。因此,傳(chuán)統齒輪(lún)變速器企(qǐ)業不僅要研究如何滿(mǎn)足電動化對超高轉速下(≥15000rpm)齒輪傳動噪(zào)聲控製的要求(qiú),抓住當前電動汽(qì)車爆發式增長催生的新型變速器增長的機遇(yù),也要高度關注未來無齒(chǐ)輪電直驅技術和(hé)電磁傳動技(jì)術對傳(chuán)統齒輪傳動及齒輪行(háng)業帶來的革命(mìng)性威(wēi)脅(xié)。
柔性化:未來市場競爭日趨激勵,對產品的需求(qiú)趨於多(duō)樣化、個性化,但單個產品的需求量不一(yī)定非常大,而(ér)齒(chǐ)輪行業作為(wéi)製造行業中基礎性行(háng)業,要麵臨眾多下遊領(lǐng)域,對產品製造的多樣性和效率(lǜ)提出更高的要求。因此,企業有必要建立彈性生產體係(xì),在同一條生產線(xiàn)上通過設備調整來完成不(bú)同品種的批量生產(chǎn)任務,既滿足多品種的(de)多樣化要求, 又使設備流水線的停工時(shí)間達到(dào)較小(xiǎo),實現柔性(xìng)化生產,打造(zào)企業的(de)核心競爭力。
智能化:控製技術在(zài)機器上(shàng)的廣泛應(yīng)用,使機器實現了自動化;控製技術、信息通信技術、網絡技術的綜合應用,使(shǐ)機器和製造具備(bèi)智能化(huà)。對於傳(chuán)統齒輪製造企業來(lái)說,麵(miàn)臨的挑戰是如何將電氣工程、電子工程、控製技術、網絡技術和集成,形成(chéng)智能化(huà)。
輕量化:輕質高強度材料、結構減(jiǎn)重和表層改性強化,需要跨行業合作與先進仿真(zhēn)技(jì)術。
目前,自主創新成為了齒輪行業的主旋律,也迎來(lái)了一(yī)個洗牌期。如今(jīn)智能製造成為了國家推動的新政策(cè),齒輪行業具備(bèi)標準化、批量大的特點,轉型向智能化方向更加容易實現(xiàn),可以說目前齒輪製造企業的問題就是急需改變生產模式、提高工廠自動化水平。

一、我國齒輪行業發展現狀
齒輪工業是我國裝備製造業的基礎性產業,產業關聯度高,吸納就業強,技術資金密(mì)集,是裝備製造業實(shí)現產業升級、技術進步的(de)重要保障。
經過30年的發展(zhǎn),我國(guó)的齒輪(lún)行業全麵融(róng)入了(le)世界配(pèi)套體係中,並(bìng)形成了(le)世界上最完整的產業體係,曆史性地實現了(le)從低端向中(zhōng)端的轉變,齒輪技術體係和齒輪技術標準體係基本形(xíng)成。摩托車(chē)、汽車、風電以及工程機械等(děng)行業(yè)是帶動我國齒輪行業的發展動力,在這些相關行業的帶動(dòng)下(xià),齒輪行業收入規模呈現出較快的增長趨勢,齒輪產(chǎn)業規模(mó)不斷擴大(dà)。數據顯示,2016年我國齒輪行(háng)業市場產值約為2300億元,位居(jū)世界前列。2017年,齒輪產(chǎn)品產值達到2360億(yì)元,同比增(zēng)長7.02%,約占機械通用零部件總產值的(de)61%。
按照產品(pǐn)用途,齒輪行(háng)業可(kě)以細分為三(sān)類:車輛齒輪、工業齒輪及齒輪專用裝備;車輛齒輪產品(pǐn)應(yīng)用的領域包括各類汽車、摩托車、工程機械、農機和軍車等(děng);工業齒輪產品(pǐn)應(yīng)用的領域包括船用、礦(kuàng)山、冶金、航空、電(diàn)力等;齒輪專用裝備(bèi)主要為齒(chǐ)輪專用機床、刀具(jù)等齒輪製造配套設備。

齒輪行業分類
在我國龐大的齒輪市場中(zhōng),車輛齒輪的市場(chǎng)份額達到 62%,工(gōng)業齒輪占 38%,其中(zhōng),汽車齒輪又(yòu)占車輛齒輪的 62%,即占整體齒輪市場的 38%,其他車輛齒輪占(zhàn)整體齒輪市場的 24%。

2015年我國齒輪市(shì)場份額統計情(qíng)況
從生產端看(kàn),齒輪(lún)製造企業5000多家,規模(mó)以(yǐ)上企業1000多家,骨幹企業300多家。其中,上市公司(sī)包括中國高速傳動、寧波東力、杭齒前進、雙環傳動、中大力德和中馬(mǎ)傳動。按照齒輪產品的檔次來分,高、中、低端產品的(de)比例大約為25%、35%和(hé)40%;按照生產(chǎn)高、中、低端產品的企業來分,其比例大約為15%、30%和55%。
在政策支持方麵,《國家(jiā)中長期科(kē)學和技術發展規劃綱要(2006-2020年(nián))》、《裝備(bèi)製造業調整和振興規劃》、《機械基礎件、基礎製造工(gōng)藝和基礎材料產業“十二五”發展(zhǎn)規劃》、《工業強基工程(chéng)實施指南(2016-2020年)》等先後發布,對齒輪技(jì)術和產品研發及其產業化促進作用很大。
從消費端來(lái)看,齒(chǐ)輪主要用於各種汽車、摩托車(chē)、農用車、發電裝備、冶金建材裝備、工(gōng)程機械、艦船、軌道交通裝備和機器人等。這些(xiē)裝備要求齒輪和齒輪裝置的精度、可靠性、傳動效率(lǜ)越來越高,使用壽(shòu)命越來越長。從配用齒輪(含齒輪(lún)裝置)的價(jià)值來看,各種車輛齒輪占比超過60%,其他齒輪占比不足40%。2017年,各類汽車製造企業產銷汽車約2900萬輛,配用手動變速器、自動變速器、驅動橋等齒輪產品約1400億元。2017年,全國發電新增裝機126.61GW。其中,新增(zēng)火電裝機45.1GW、水電裝機9.13GW、並網風電16.23GW、並網太陽(yáng)能53.99GW、核電裝機2.16GW。這些發電裝備配用增速齒輪箱、減速器等齒輪產品數十億(yì)元(yuán)。
近年來,在政策和資金的支持下,行業創新能力明(míng)顯(xiǎn)增強。一些行業龍頭企業建立了企業技術中心、企業博士後工作站、院士工作站、企業研究院等創新研發平台,奠(diàn)定(dìng)了創新發展的基礎。授權專利量多質(zhì)優,尤(yóu)其(qí)是發明(míng)專利數量明顯增多。科(kē)技成果取得重大突(tū)破,三峽升(shēng)船機大模數硬齒麵齒條、大型(xíng)重載行星齒輪箱、8AT自動變速器等高端齒輪產品製造技術達到(dào)先進水平。不過,企業兩極分化嚴重,“南高齒”、“法士特”和“雙環傳動”分別成為全球風電齒輪(lún)箱、重型汽(qì)車變速器和汽車與工程機械齒輪的品牌,同時(shí)不少中小企業仍處(chù)於同(tóng)質化惡性競爭中。不同的企業根據自身的特點和優勢專注於不同的應用(yòng)領域,單個企業占整(zhěng)體市場份額比重較小,國內齒輪市場集中度較低。

二、我國齒輪行業發(fā)展麵臨的問(wèn)題
雖然我國齒輪(lún)行業在收(shōu)入規(guī)模上不斷增長,也具(jù)有一定高端產品的製造能力,但大多數齒輪產品仍集中在中低端產品,在功率密度、可靠性和使用壽命上與國際上先進水平仍(réng)存在很大差距,我們還有很多關鍵產品需要進口,比如汽車自動變速器、機器人(rén)減速器(qì)等。去年我國齒輪進口值達到160億(yì)美元,出口(kǒu)60億美元,逆差100億美元。目前齒輪行業麵臨的主要問(wèn)題包(bāo)括:
▶ 基礎研究和基礎數據匱乏,產品設計和製造缺少數據支(zhī)撐;
▶ 缺(quē)乏麵向全行業的齒輪共性技術和前沿技(jì)術研究開發、重要科技成果轉化及工(gōng)程化應用研究的創新平台,缺乏指導齒輪及其傳動裝置設計、製造改進和可靠性提升的測試評價服務體(tǐ)係;
▶ 齒輪行業自主創新能(néng)力較弱,高端齒輪產品大量依賴進(jìn)口,核心技術受(shòu)製於人;
▶ 高端產品研發、製造能力不足(zú),中低端產(chǎn)品產能嚴重過剩,同質化競爭加劇;
▶ 齒輪產品質量及(jí)其穩定性差,產品早期(qī)故(gù)障率高,使用壽命短,可靠性低,不能滿足主機配套需求(qiú);
▶ 高(gāo)層次研發(fā)和高技能人才普遍缺乏,整體人(rén)員(yuán)素質亟待提升;
▶ 齒(chǐ)輪行業不少中小型企業陷入融資困難、稅費負擔重等困境,抗風險能力很弱。

三、齒輪行業未來發(fā)展(zhǎn)趨勢
電動(dòng)化、柔性(xìng)化(huà)、智能(néng)化、輕量化是未來產品的發展趨勢,這對於傳(chuán)統齒輪企業來說既是挑戰,也是(shì)機遇。
電動化:動力(lì)的電動化使傳(chuán)統齒輪傳動麵臨挑戰(zhàn),其帶(dài)來的危機是:傳統齒輪傳動一方麵向結構(gòu)更簡單更輕量化的(de)高轉速、低噪聲、高效率、高精度、長壽(shòu)命升級,另一方麵則麵臨電直驅而無需齒輪傳動的顛覆。因此,傳(chuán)統齒輪(lún)變速器企(qǐ)業不僅要研究如何滿(mǎn)足電動化對超高轉速下(≥15000rpm)齒輪傳動噪(zào)聲控製的要求(qiú),抓住當前電動汽(qì)車爆發式增長催生的新型變速器增長的機遇(yù),也要高度關注未來無齒(chǐ)輪電直驅技術和(hé)電磁傳動技(jì)術對傳(chuán)統齒輪傳動及齒輪行(háng)業帶來的革命(mìng)性威(wēi)脅(xié)。
柔性化:未來市場競爭日趨激勵,對產品的需求(qiú)趨於多(duō)樣化、個性化,但單個產品的需求量不一(yī)定非常大,而(ér)齒(chǐ)輪行業作為(wéi)製造行業中基礎性行(háng)業,要麵臨眾多下遊領(lǐng)域,對產品製造的多樣性和效率(lǜ)提出更高的要求。因此,企業有必要建立彈性生產體係(xì),在同一條生產線(xiàn)上通過設備調整來完成不(bú)同品種的批量生產(chǎn)任務,既滿足多品種的(de)多樣化要求, 又使設備流水線的停工時(shí)間達到(dào)較小(xiǎo),實現柔性(xìng)化生產,打造(zào)企業的(de)核心競爭力。
智能化:控製技術在(zài)機器上(shàng)的廣泛應(yīng)用,使機器實現了自動化;控製技術、信息通信技術、網絡技術的綜合應用,使(shǐ)機器和製造具備(bèi)智能化(huà)。對於傳(chuán)統齒輪製造企業來(lái)說,麵(miàn)臨的挑戰是如何將電氣工程、電子工程、控製技術、網絡技術和集成,形成(chéng)智能化(huà)。
輕量化:輕質高強度材料、結構減(jiǎn)重和表層改性強化,需要跨行業合作與先進仿真(zhēn)技(jì)術。