我國(guó)是製造業大國,尤(yóu)其是在國民經濟發展(zhǎn)浪潮的推動下,我國製(zhì)造相(xiàng)關行業(yè)都取得了很不(bú)錯的(de)成績。而在機械工業當中,齒輪是最重要不可缺的基礎部件,應(yīng)用在國民經濟各個領域,我國製造業的蓬勃發展帶動了齒輪(lún)行業的快速前進。
目前,自主創新成為了齒輪行業的主旋律,也迎來了一(yī)個洗牌期(qī)。如今智能製造成為了國(guó)家推動(dòng)的新政策,齒(chǐ)輪行業具備標準化、批量大的(de)特點,轉型向智能化方向更加(jiā)容易實現(xiàn),可(kě)以(yǐ)說目前齒輪製(zhì)造企業的問題就是急需改變生產模式、提高工廠自動化(huà)水平。
一(yī)、我國(guó)齒輪(lún)行業發展現狀
齒(chǐ)輪工業是我國裝備製造業的基礎性產業,產(chǎn)業關(guān)聯度高,吸納就業強,技(jì)術資(zī)金密集(jí),是裝備製造業實現產業升級、技術進步的(de)重要(yào)保障。
經過30年的發展(zhǎn),我國的齒輪行業全麵融入了世界配(pèi)套體係(xì)中,並形成了世界上最完整的產業(yè)體係,曆史性地實現了從低(dī)端向中(zhōng)端的轉變,齒輪技術體係和(hé)齒輪技術標準體係基本(běn)形成(chéng)。摩托車、汽車、風電以及工程機械等行業是帶動我國齒輪行業(yè)的發展動力,在這些相關行業的帶動下,齒(chǐ)輪行業收入規模呈現出(chū)較快的(de)增長趨勢,齒(chǐ)輪產業規模不斷擴大。數據顯示,2016年我國齒輪行業市場產值約為2300億元,位居世界前(qián)列。2017年,齒輪產品產值達到2360億(yì)元,同(tóng)比增長7.02%,約占機械通用零部件總產值的61%。
按(àn)照產品用途,齒輪行業可以細分為三類:車輛齒輪(lún)、工業齒輪及齒輪專用裝備;車輛齒輪產品應用的領(lǐng)域包括各類汽(qì)車、摩托車、工程機械、農機(jī)和軍車等;工業齒輪產品應用(yòng)的領域包括船用、礦山、冶金、航空、電力等;齒輪專用裝備(bèi)主(zhǔ)要為齒輪(lún)專用機床、刀(dāo)具等齒輪製造配套設(shè)備。
齒輪行業分類
在(zài)我國龐大的齒輪市場中,車輛齒輪的市場(chǎng)份額達到 62%,工業齒輪占 38%,其中,汽車齒輪又占車輛齒輪的 62%,即占整體齒輪市場的 38%,其他車輛齒輪占整體齒輪市場的 24%。
2015年我國齒輪市場(chǎng)份(fèn)額統計情況
從生(shēng)產端看,齒輪製造企業5000多家,規模以上企(qǐ)業1000多家,骨幹企業300多家。其中,上市(shì)公司包括中國高速(sù)傳動、寧(níng)波東力、杭齒前進、雙環傳(chuán)動、中大力德和(hé)中馬傳動。按照(zhào)齒輪產品的檔次來分,高、中、低端產品(pǐn)的比(bǐ)例大約為25%、35%和40%;按照生產高、中、低端產品的企業來分,其比例大約(yuē)為15%、30%和55%。
在政策支持方麵,《國(guó)家中長期科學和技(jì)術發展規劃綱要(2006-2020年)》、《裝備製造業調整和振興規劃》、《機械基礎件、基礎製造工藝和基礎材料產業“十(shí)二五(wǔ)”發(fā)展規劃》、《工業強基工程實施指南(2016-2020年)》等先後發布(bù),對齒輪技術和產品研發及其產業化促進作用很(hěn)大(dà)。
從消費端來看,齒輪主要用(yòng)於(yú)各種(zhǒng)汽車、摩托車、農用車、發電(diàn)裝備、冶金建材裝備、工程機械、艦船、軌道(dào)交(jiāo)通裝備(bèi)和機器人等。這些裝備要求(qiú)齒輪和齒輪裝置的精度、可靠性、傳動效率越來越高,使用壽命越(yuè)來越(yuè)長。從配用齒輪(含(hán)齒輪(lún)裝置)的價值來看,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(zhì)造企(qǐ)業產(chǎn)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,新增火電(diàn)裝機45.1GW、水電裝機9.13GW、並網風電16.23GW、並網太陽能(néng)53.99GW、核電(diàn)裝機2.16GW。這些發電裝備配用增速(sù)齒輪箱、減速器等齒輪產品數十億元。
近年來,在政策和資金的支持下,行業創新能力明顯增強。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,奠定了創新發展(zhǎn)的基礎。授權專利量多質(zhì)優,尤其是發明專利數量明顯增多。科技成(chéng)果取得重大(dà)突破,三峽(xiá)升船機大模數硬齒麵齒條(tiáo)、大型重載行星齒輪箱(xiāng)、8AT自動(dòng)變速器等高端齒輪產(chǎn)品製造技術達到先進水(shuǐ)平。不過(guò),企業兩極分化嚴(yán)重,“南高齒”、“法士特(tè)”和“雙環傳(chuán)動”分(fèn)別成為全球風電齒輪(lún)箱、重(chóng)型汽車變速器和汽車與(yǔ)工程機械齒輪的(de)品(pǐn)牌,同(tóng)時不少中小企業仍處於同(tóng)質化惡性競爭中。不同的企(qǐ)業根據自身的特點和優勢(shì)專注(zhù)於不同的應(yīng)用領域,單個(gè)企(qǐ)業(yè)占整體市(shì)場(chǎng)份額比重較小,國內(nèi)齒輪市場集中度較低。
二、我國(guó)齒輪行業發展麵臨的問題(tí)
雖然我國齒輪行業在收(shōu)入規模上不斷增長,也具有一定高(gāo)端產品的(de)製造能力(lì),但大多數齒輪產品(pǐn)仍集中在中低端產品,在功率密度、可靠性(xìng)和使用壽命上(shàng)與(yǔ)國際上(shàng)先進水平仍存在很大差距,我們還(hái)有很多(duō)關鍵產品需(xū)要進口,比如(rú)汽車自動變速器、機器(qì)人減速器等。去年我國齒輪進口值達(dá)到160億美元,出口60億美元,逆差(chà)100億美元。目前齒輪行業麵臨的主要問題包括:
▶ 基(jī)礎研究(jiū)和基礎數據匱乏,產品設(shè)計和製造缺少數據支撐;
▶ 缺乏麵向全行業的齒輪(lún)共性技術和前沿技術研究開發、重要(yào)科技成果轉化及工程化(huà)應用研究的(de)創新平台,缺乏指導齒輪及其傳動裝置設(shè)計、製造改進和可靠(kào)性提升的測試評價服務體係;
▶ 齒(chǐ)輪行業自主創新能力(lì)較弱,高端齒輪產品大量依賴進口,核心技術受製於人;
▶ 高(gāo)端產品研發、製造(zào)能(néng)力不足,中低端產品產能嚴重過剩(shèng),同質化競爭加劇;
▶ 齒輪產品質量及其穩定性差(chà),產品早期故障率高,使用壽(shòu)命短,可靠性低,不能滿足主機配(pèi)套需求;
▶ 高層次研發(fā)和高技能人才普遍缺乏(fá),整體人員素質亟待提升;
▶ 齒輪行業不少中小型企業陷入融資困難、稅費負擔重(chóng)等困境,抗風險能力很弱。
三、齒輪行(háng)業未(wèi)來發展趨勢
電動化、柔性化、智能化、輕量化是未來(lái)產品的發展趨(qū)勢,這對於傳統齒輪企業來(lái)說既是挑戰,也是機遇。
電動化:動力的電動化使傳統齒輪傳動麵臨挑戰,其(qí)帶來的危機(jī)是:傳統齒輪傳動(dòng)一方麵向結構(gòu)更簡單更輕量化的高轉(zhuǎn)速、低噪聲(shēng)、高效率、高精(jīng)度、長壽命升級,另一方麵則麵臨電直驅而(ér)無需齒輪傳動的顛覆。因此,傳統齒輪變速(sù)器企業不僅要研究如何滿足電動化(huà)對超高(gāo)轉速下(≥15000rpm)齒輪傳動噪聲控製的要求,抓住當(dāng)前電動汽車爆發式增長催生的新型變速器增長的機遇,也要高度關注未來無(wú)齒輪電直(zhí)驅技(jì)術和電磁(cí)傳動技術對傳統齒輪傳動及齒輪行業帶來的革命性威脅。
柔性化:未來市場競爭日趨(qū)激勵,對產品的需求趨於多樣化、個性化,但單個產品的需求量不一定非常大,而齒輪行業作為製造行業中基礎(chǔ)性行業,要麵臨眾多下遊領(lǐng)域,對產品製造的多樣性和效率提出更高的要求。因此,企業(yè)有必要建立彈性生產體係,在同(tóng)一條生產線上通過設備調整來完成不同品種的批量生產任務,既滿足多品種的多(duō)樣(yàng)化要求, 又使設備流(liú)水線的停工時間達到較小,實(shí)現柔性(xìng)化生產,打造企業的核心(xīn)競爭力。
智能化:控製技術在機器上(shàng)的(de)廣泛應用,使機器實現了自動化(huà);控製技(jì)術、信(xìn)息通信技術、網絡技術的綜合應用,使機器和製造具(jù)備智能化。對於傳統齒(chǐ)輪製造企業來說,麵(miàn)臨的挑戰是(shì)如何將電氣工程、電子工程、控製技術、網絡技術和集成,形(xíng)成智能化。
輕量化:輕(qīng)質高強度材料、結構減(jiǎn)重和表層改性(xìng)強化(huà),需要跨行業合作與先進仿真技術。