目前,自主創新成為了齒輪行業的主旋律,也迎來了一個洗牌期。如今智(zhì)能(néng)製造成(chéng)為了國家推動的新政策,齒輪行業具備標(biāo)準化、批量(liàng)大的特點,轉型向智能化方向更加容易實現,可以說目前齒輪製造(zào)企業(yè)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(xiàn)狀
齒輪工業是我國裝備製造業的基礎(chǔ)性產業,產業(yè)關聯度高,吸納就業強,技術資金密集,是裝備(bèi)製造業實現產業升級、技術進步的重(chóng)要(yào)保障。
經過30年的發展,我國的齒(chǐ)輪行業(yè)全麵融入了世界配(pèi)套(tào)體係中,並形成了世界上最完整的(de)產(chǎn)業體係,曆史性(xìng)地實現了從低(dī)端向中(zhōng)端的轉變(biàn),齒輪技術體係和齒輪技術標準體係基本(běn)形成。摩托車、汽車、風電以及工程機(jī)械等(děng)行業是帶動我國齒輪(lún)行業的發展動力,在這些相關行業的帶動(dòng)下,齒輪行業收入規模呈現出較快的增(zēng)長趨勢,齒輪產(chǎn)業(yè)規模不斷擴大。數據顯示,2016年我國齒輪行業市場產值約為2300億元,位居世(shì)界前(qián)列。2017年,齒輪產品產值達到2360億元,同比增長7.02%,約占機械通用零部件總產值的61%。
按照(zhào)產品用途,齒輪(lún)行業可(kě)以(yǐ)細分為三類:車輛齒輪、工(gōng)業齒輪及(jí)齒輪(lún)專用裝備;車輛齒輪產品應用的領域包括各類汽車、摩托(tuō)車、工程機械、農機和軍車(chē)等;工業齒輪產(chǎn)品(pǐn)應用(yòng)的領域包括船用、礦山、冶金、航空(kōng)、電力等;齒輪專用(yòng)裝備(bèi)主要為齒輪(lún)專用機床、刀具等齒輪製造配套設備。

在我國龐大的齒輪市場中,車輛齒輪的市場份額達到 62%,工業齒輪占 38%,其中(zhōng),汽車齒輪(lún)又占車輛齒輪的(de) 62%,即占整體齒輪(lún)市(shì)場的 38%,其他車輛齒輪占(zhàn)整(zhěng)體齒輪市場的 24%。

從生產端(duān)看,齒輪製造企業5000多家,規模以上企業1000多家,骨幹(gàn)企業300多家。其中,上市公(gōng)司包(bāo)括中(zhōng)國高速傳動、寧波東力、杭齒前進(jìn)、雙環傳動、中大力德和中馬傳動(dòng)。按照齒輪產品的檔次來(lái)分,高、中(zhōng)、低端產品的比例大約為25%、35%和40%;按照(zhào)生產高、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,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》、《裝備製造業(yè)調整和振興規劃(huá)》、《機械(xiè)基礎件、基礎製造工藝和基(jī)礎材料產(chǎn)業“十二五”發展(zhǎn)規劃》、《工(gōng)業強基工程實施指南(nán)(2016-2020年)》等先後發布,對齒輪技術和產品研發及其產業化促進作用很大。
從消費端(duān)來看,齒輪主要用於各種汽車、摩托車、農用車、發(fā)電裝備、冶金建材裝(zhuāng)備、工程機械、艦船、軌道交通裝備和機(jī)器人等。這些(xiē)裝備(bèi)要求齒輪和齒輪裝置的精度、可靠性、傳動效率(lǜ)越來越高,使用壽命越來越長(zhǎng)。從配用齒輪(含齒輪裝置)的價值來看,各種車輛齒輪占比超過60%,其他齒輪(lún)占比(bǐ)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(qì)、自動變速器、驅動橋等齒輪產品約1400億元(yuán)。2017年,全國發電新增裝機126.61GW。其中,新增火電裝機(jī)45.1GW、水電裝(zhuāng)機9.13GW、並網(wǎng)風電16.23GW、並網太陽能53.99GW、核電裝機2.16GW。這些發(fā)電裝備配用增(zēng)速齒輪箱、減速(sù)器等齒輪(lún)產品數十億元。
近(jìn)年來,在政策和資金的(de)支(zhī)持(chí)下,行業創新能力明顯增強。一些行(háng)業龍頭企業建(jiàn)立了企業技術中(zhōng)心(xīn)、企業博士後工作(zuò)站(zhàn)、院士工作站、企業研究院等創新研發平台,奠(diàn)定了創新發展(zhǎn)的基礎。授權專(zhuān)利量多質優,尤其是(shì)發明專利數量明顯增多。科技成果取得(dé)重大突破,三峽升(shēng)船機(jī)大模數硬齒麵齒條、大型重載行星齒輪箱、8AT自動變速器等高端齒輪產品製(zhì)造技(jì)術達到先進水平。不過,企業兩極分化嚴重,“南高齒”、“法士特”和“雙環傳(chuán)動”分別成為(wéi)全球風(fēng)電齒輪箱、重型汽車變速器和汽車與工程機械齒輪的品牌,同時不少中小(xiǎo)企業仍處於同質化惡性競爭中。不同的(de)企(qǐ)業根據自身的特點和優勢專注於不同的應用領域,單個企業(yè)占整體市場份額比重較小,國內齒輪市場集中度較低。

二、我國齒輪行業發展麵臨的問題
雖然我國齒輪行業在收入(rù)規模上不斷增長,也具有一定高端產品的製造能力,但(dàn)大多數齒(chǐ)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(jìn)水平仍存在很大差距,我們還有很多關鍵產品需要(yào)進口,比如汽(qì)車自動變速器、機器人(rén)減速器等。去年我國齒輪進口值達到160億美元,出口60億美元,逆差100億美元(yuán)。目前齒輪行業(yè)麵臨的主要問題包括:
▶ 基礎研究和基礎數據(jù)匱乏,產品設計和製造(zào)缺少數據支撐;
▶ 缺乏麵向全行業的(de)齒(chǐ)輪共性技術和前(qián)沿技術研究開發(fā)、重要(yào)科(kē)技成果轉化及工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(gǎi)進和(hé)可靠性提升的測試評價服務體係;
▶ 齒輪行業自主創新能力較(jiào)弱(ruò),高端齒輪產品大量依賴進口,核心技術受製於人;
▶ 高端產品研發、製造能力不足(zú),中低端產品產能嚴重過剩,同(tóng)質化競爭加劇;
▶ 齒輪產品質量及其穩定性差,產品早(zǎo)期故障率(lǜ)高,使用壽命(mìng)短,可靠性低(dī),不能滿足主機配(pèi)套需求;
▶ 高層次研發和高技能人(rén)才普遍缺乏,整體人員素質亟待提升;
▶ 齒輪行業不少中小型(xíng)企業陷入融資困難(nán)、稅費負擔重等(děng)困境,抗風險能力很弱。

三、齒輪行業未來發展(zhǎn)趨勢
電動(dòng)化、柔性化、智(zhì)能(néng)化、輕量化是未來產品的發展趨勢,這對於傳統齒輪企(qǐ)業來說既是挑戰,也是機(jī)遇。
電動化:動力的電(diàn)動化使傳統齒輪傳動麵臨挑戰,其帶來的危機是(shì):傳統齒輪傳動一方麵向結構更簡單更輕量化的高轉速、低噪聲、高效率、高精度、長壽命升級,另一方麵則(zé)麵臨電直驅而(ér)無需齒輪傳動的顛(diān)覆。因此,傳統齒輪變速(sù)器企業不僅要研究如何滿足電動(dòng)化對超高轉速下(≥15000rpm)齒(chǐ)輪傳(chuán)動噪聲控製的要求,抓住當前電動汽車爆發式增長催生的新型變速器增長的機(jī)遇,也要高度關注未來無齒輪(lún)電直驅技術和電磁(cí)傳動技(jì)術對傳統齒輪傳動及齒輪行業帶來的革命性威脅。
柔(róu)性化:未來市(shì)場競爭日趨激勵,對產品的需求趨於多樣化、個性化,但單個產(chǎn)品的需求量不一(yī)定非常大,而(ér)齒輪行業作為製造行業中基礎性行業,要麵臨眾多下遊領域,對(duì)產品(pǐn)製(zhì)造的多(duō)樣性和效率提出更高的要求(qiú)。因此,企業有必(bì)要建立彈性生產體係,在同一條生產線上通過設(shè)備調整來完成(chéng)不同品種(zhǒng)的批量生產任務,既滿足多品種的多樣化要求(qiú), 又使設備流水線的停(tíng)工時間達到較小,實(shí)現柔性化生產,打造企業的核(hé)心競爭力。
智能化(huà):控製技(jì)術(shù)在(zài)機器上的廣泛應用,使機器實現了自動化;控(kòng)製技術、信息通信技術、網絡技術的綜合(hé)應用,使機器和製造具備(bèi)智能化。對於(yú)傳統齒輪(lún)製造企業來(lái)說,麵臨的挑戰是(shì)如何將電氣工程、電子工程、控製技術(shù)、網絡技術和集成,形成智能化(huà)。
輕量(liàng)化:輕質高強度材料、結構減重和表層改性強化,需要跨行業合(hé)作與先進仿真技(jì)術。